CN108325241A - 一种自清洗同向流斜管沉淀池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自清洗同向流斜管沉淀池，包括池体；池体设有进配水系统、斜管系统、上清液收集系统和排泥系统；斜管系统包括若干斜管单元，每个斜管单元包括斜板、集水支管和集水竖管；集水支管设在斜板转折处且位于斜板的正面，集水支管的收集孔朝向斜板的背面；集水竖管沿斜板的上部板设置并与集水支管相连通；上清液收集系统包括所述集水支管、所述集水竖管、集水总管和出水斗等，集水总管连通每个集水竖管和出水斗。本发明能使斜管系统的进水布水均匀；能够减少泥水层间界面的相互干扰，提高泥水分离效果，出水水质好；且具有自清洗功能，以清除集水支管和集水竖管等集水管道系统的淤泥堵塞。
Description
技术领域
本发明属于斜管沉淀池技术领域，具体涉及一种自清洗同向流斜管沉淀池。
背景技术
斜管沉淀池是在浅层理论的基础上发展起来的，与传统的平流沉淀池相比具有表面负荷高、去除率高、水力停留时间短、占地面积小等优点。流入斜板的混合液按泥水分离动力学原理分为三种流向：异向流、侧向流和同向流，斜管沉淀池可据此具体分为异向流沉淀池、侧向流沉淀池和同向流沉淀池。根据浅层理论论证，同向流沉淀池的泥水分离效果最好，效率最高。同向流板沉淀池由于沉淀过程中泥流和水流方向相同，这样促使泥渣加速下降，利于泥水分离，不会像异向流斜板沉淀池那样一旦水流上升流增大会减慢泥碴下降速度，影响泥水分离效果和效率。同向流斜板沉淀池的表面负荷是异向流斜板沉淀池表面负荷的3～5倍，另外，同向流斜板沉淀池斜板不易积泥，且易清洗。但是当前同向流斜板沉淀池在工程中应用很少，原因则是同向流斜板沉淀池斜板中的集水支管易被泥碴堵塞，影响清水收集线路通道，一旦堵塞需要全部停机，采用高压水进行冲洗，误工误时；而且泥水混合液沿斜板流下时，在斜板转折处由于惯性等因素会形成涡旋或旋流，对上清液产生干扰，加上传统的集水支管设在斜板转折处背面，使得在斜板转折处的上清液和泥碴层间更易产生干扰混合，降低了泥水分离效果。同时，传统的同向流斜板沉淀池依靠与集水槽的水位差来实现出水，出水效率低，且集水槽的下底部沉没在水面以下，干扰斜板上部进水均匀布水。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种自清洗同向流斜管沉淀池。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种自清洗同向流斜管沉淀池，包括池体；所述池体设有进配水系统、斜管系统、上清液收集系统和排泥系统；
所述斜管系统包括若干平行间隔布置的斜管单元，每个斜管单元包括斜板、集水支管和集水竖管；斜板包括倾斜度不同的上部板和下部板，上部板和下部板相接处为斜板转折处；所述集水支管设在斜板转折处且位于斜板的正面，集水支管开设有至少一个收集孔且该收集孔朝向斜板的背面；所述集水竖管沿斜板的上部板设置，并与所述集水支管相连通；
所述上清液收集系统包括所述集水支管、所述集水竖管、集水总管和出水斗等，该集水总管连通每个所述集水竖管和出水斗。
一实施例中：每个所述斜管单元中，一V形件在斜板正面固接在斜板转折处，且V形件与斜板相互配合形成所述集水支管；所述收集孔开设在斜板上。
一实施例中：所述集水支管的截面为三角形。
一实施例中：所述集水竖管位于斜板的背面；所述集水竖管与集水支管相互垂直。
一实施例中：所述上清液收集系统还包括真空泵，该真空泵与集水总管相连通；且集水总管位于池体液面以上。
一实施例中：所述出水斗上还设有清水管和回水管，该清水管与回水管上均设有数字阀，回水管与所述进配水系统相连通。
一实施例中：所述池体内还设有在线液位计；所述出水斗内还设有在线浊度仪；所述集水总管上设有数字阀。
一实施例中：还包括控制器，所述数字阀、在线液位计、在线浊度仪均与该控制器电信号连接。
一实施例中：所述进配水系统包括设在池体上的进水管；所述排泥系统包括污碴斗和排泥阀，该污碴斗设于池体底部，污碴斗设有所述排泥阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
一种同向流斜管沉淀池用斜管单元，包括斜板、集水支管和集水竖管；斜板包括倾斜度不同的上部板和下部板，上部板和下部板相接处为斜板转折处；所述集水支管设在斜板转折处且位于斜板的正面，集水支管开设有至少一个收集孔且该收集孔朝向斜板的背面；所述集水竖管沿斜板的上部板设置，并与所述集水支管相连通。
一实施例中：每个所述斜管单元中，一V形件在斜板正面固接在斜板转折处，且V形件与斜板相互配合形成所述集水支管；所述收集孔开设在斜板上。
一实施例中：所述集水支管的截面为三角形。
一实施例中：所述集水竖管位于斜板的背面；所述集水竖管与集水支管相互垂直。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1、本发明采用了背爬式水平三角集水支管：a、背爬式水平三角集水支管位置占据了斜板转折时产生的旋涡的区域，因而规避了因泥碴下滑在此时产生旋涡或旋流对上清液的干扰；b、背爬式水平三角集水支管位于斜板正面，因此，拓宽了斜板间流道尺度，上清液层和泥碴层流向分明，减少了层间界面的干扰影响。即水走水路，泥走泥路，泾渭分明。
2、本发明工作时，第三数字阀开启，真空泵工作，上清液收集系统形成虹吸出水至出水斗，第一数字阀开启，再通过清水管流出：集水总管在池体水面以上布置安装，避免了传统同向流斜板沉淀池靠水位差集水槽出水时，集水槽的下底部沉没在水面以下，干扰斜板上部进水均匀布水；且上清液收集系统与池体间相对位置布置较传统的池体和水位差集水槽更为灵活。
3、本发明结合在线液位计、在线浊度仪、数字阀、真空泵和PLC控制器等形成自动清洗功能，可实时根据液位、出水浊度等开启清洗；当集水管路中有泥碴沉积影响系统出水水量和水质时，此时设在池体在线液位计和出水斗在线浊度仪都会自动警示，通过PLC系统控制第三数字阀，使其自动加大开度，从而加大集水管路中的流量来进行清洗。同时第一数字阀关闭，第二数字阀开启，冲洗水通过回水管回到进配水系统。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的自清洗同向流斜管沉淀池整体结构示意图。
图2为本发明的斜管单元结构示意图。
图3为本发明的斜管单元剖面示意图。
图4为传统的斜管单元剖面示意图。
图5为本发明的自清洗同向流斜管沉淀池工作原理示意图。
图6为本发明的斜管单元间泥水走向示意图。
附图标记：
池体10；在线液位计11；
进配水系统20；进水管21；
斜管系统30；斜板31，上部板311，下部板312；集水支管32，收集孔321；集水竖管33；
上清液收集系统40；集水总管41，第三数字阀411；出水斗42，清水管421，第一数字阀4211，回水管422，第二数字阀4221，在线浊度仪423；真空泵43；
排泥系统50；污碴斗51；排泥阀52。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明的内容：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横”、“竖”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图中的立体图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请查阅图1至图3，一种自清洗同向流斜管沉淀池，包括池体10；所述池体10设有进配水系统20、斜管系统30、上清液收集系统40和排泥系统50；
所述进配水系统20包括设在池体10上的进水管21；
所述斜管系统30包括若干平行间隔布置的斜管单元，每个斜管单元包括斜板31以及相互连通的集水支管32和集水竖管33；斜板31包括倾斜度不同的上部板311和下部板312，上部板311和下部板312相接处为斜板转折处；一V形件在斜板31正面(图3和图6中斜板左侧为斜板正面，斜板右侧为斜板背面)相切固接在斜板转折处，且V形件与斜板31的下部板312相互配合形成截面为三角形的所述集水支管32(必要时，V形件与上部板311可为一体结构)；集水支管32上设有若干收集孔321，该些收集孔321均开设在下部板312以朝向斜板31的背面；所述集水竖管33在斜板31的背面沿斜板31的上部板311设置，且集水竖管33与所述集水支管32相互垂直；
所述上清液收集系统40包括上述集水支管32、上述集水竖管33、集水总管41、真空泵43和出水斗42，该集水总管41位于池体10液面以上，集水总管41连通每个集水竖管33，集水总管41的另一端伸入出水斗42的液面之下，且集水总管41上还设有第三数字阀411，并与真空泵43相连通；所述出水斗42上设有清水管421和回水管422，该清水管421上设有第一数字阀4211，回水管422上设有第二数字阀4221，回水管422与所述进配水系统20相连通；
所述排泥系统50包括污碴斗51和排泥阀52，该污碴斗51设于池体10底部，污碴斗51设有所述排泥阀52。
所述池体10内还设有在线液位计11；所述出水斗42内还设有在线浊度仪423。
本发明的自清洗同向流斜管沉淀池还包括控制器，所述第一数字阀411、第二数字阀4211、第三数字阀4221、在线液位计11、在线浊度仪423、真空泵43、进配水系统20均与该控制器电信号连接。该控制器例如为PLC控制器。
请查阅图5和图6，本发明的自清洗同向流斜管沉淀池现场使用方式如下：
水体经化学絮凝或生物絮凝后，泥水混合液(图5和图6中点横线箭头表示)通过进配水系统20经进水管21进入池体10，均匀从池体10上部流入斜管系统30的若干斜管单元间，沿斜板31边向下流动边进行泥水分离，分离成上清液层和泥碴层：上清液(图5和图6中直线箭头表示)从上往下渐近上一个斜板31(图6中左侧斜板)的背面而向下流，直至从上一个斜板31的收集孔321流入水平三角集水支管32，再沿竖向布置的集水竖管33上升，进入集水总管41排出至出水斗42；泥碴(图5和图6中虚线箭头表示)从上往下渐近斜板31(图6中右侧斜板)的正面向下滑落，直至掉入污碴斗51经排泥阀52排出池体。集水总管41连通真空泵43，真空泵43抽吸使集水总管41内形成真空，产生虹吸效应，从而不断抽吸上清液流入出水斗42并经第一数字阀411和清水管421流出。上清液虹吸量大小由集水总管41上的第三数字阀411控制，第三数字阀411由池体在线液位计11和出水浊度仪423双因子控制。系统正常运行时由在线液位计11控制，如果出水水质超过规定值时，表明管路内混入泥碴，在线浊度仪423发出信号通过PLC令第三数字阀411增加开度，加大水流量以清洗集水管路泥碴。故障排除后系统恢复正常运行。系统正常运行时，第一数字阀4211打开，第二数字阀4221关闭，出水斗42内收集的上清液经清水管421流出；故障清洗时第一数字阀4211关闭，第二数字阀4221打开，冲洗水经回水管422流回进配水系统20。
本发明同时提供了一种同向流斜管沉淀池用斜管单元，请查阅图2和图3，每个斜管单元包括斜板31以及相互连通的集水支管32和集水竖管33；斜板31包括倾斜度不同的上部板311和下部板312，上部板311和下部板312相接处为斜板转折处；一V形件在斜板31正面(图3中斜板左侧为斜板正面，斜板右侧为斜板背面)相切固接在斜板转折处，且V形件与斜板31的下部板312相互配合形成截面为三角形的所述集水支管32(必要时，V形件与上部板311可为一体结构)；集水支管32上设有若干收集孔321，该些收集孔321均开设在下部板312以朝向斜板31的背面；所述集水竖管33在斜板31的背面沿斜板31的上部板311设置，且集水竖管33与所述集水支管32相互垂直。
传统的斜管单元(图4)中，泥碴在斜板转折处由于惯性等因素会形成涡旋或旋流，对上清液产生干扰；同时由于集水支管位于斜板的背面，使得在斜板转折处的上清液和泥碴层间距离过近，更易产生干扰混合，降低了泥水分离效果。而本发明的斜管单元中，集水支管32位置占据了斜板31转折时产生的旋涡的区域，因而规避了因泥碴下滑在此处产生旋涡或旋流对上清液的干扰；且集水支管32位于斜板31正面，因此拓宽了斜板31间流道尺度，上清液层和泥碴层流向分明，减少了层间界面的干扰影响。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种自清洗同向流斜管沉淀池，包括池体；其特征在于：所述池体设有进配水系统、斜管系统、上清液收集系统和排泥系统；
所述斜管系统包括若干平行间隔布置的斜管单元，每个斜管单元包括斜板、集水支管和集水竖管；斜板包括倾斜度不同的上部板和下部板，上部板和下部板相接处为斜板转折处；所述集水支管设在斜板转折处且位于斜板的正面，集水支管开设有至少一个收集孔且该收集孔朝向斜板的背面；所述集水竖管沿斜板的上部板设置，并与所述集水支管相连通；
所述上清液收集系统包括所述集水支管、所述集水竖管、集水总管和出水斗，该集水总管连通每个所述集水竖管和出水斗。
2.根据权利要求1所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：每个所述斜管单元中，一V形件在斜板正面固接在斜板转折处，且V形件与斜板相互配合形成所述集水支管；所述收集孔开设在斜板上。
3.根据权利要求1所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：所述集水支管的截面为三角形。
4.根据权利要求1所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：所述集水竖管位于斜板的背面；所述集水竖管与集水支管相互垂直。
5.根据权利要求1所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：所述上清液收集系统还包括真空泵，该真空泵与集水总管相连通；且集水总管位于池体液面以上。
6.根据权利要求1所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：所述出水斗上还设有清水管和回水管，该清水管与回水管上均设有数字阀，回水管与所述进配水系统相连通。
7.根据权利要求6所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：所述池体内还设有在线液位计；所述出水斗内还设有在线浊度仪；所述集水总管上设有数字阀。
8.根据权利要求7所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：还包括控制器，所述数字阀、在线液位计、在线浊度仪均与该控制器电信号连接。
9.根据权利要求1所述的自清洗同向流斜管沉淀池，其特征在于：所述进配水系统包括设在池体上的进水管；所述排泥系统包括污碴斗和排泥阀，该污碴斗设于池体底部，污碴斗设有所述排泥阀。
10.一种同向流斜管沉淀池用斜管单元，其特征在于：包括斜板、集水支管和集水竖管；斜板包括倾斜度不同的上部板和下部板，上部板和下部板相接处为斜板转折处；所述集水支管设在斜板转折处且位于斜板的正面，集水支管开设有至少一个收集孔且该收集孔朝向斜板的背面；所述集水竖管沿斜板的上部板设置，并与所述集水支管相连通。
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