CN108545848B - 城市污水净化装置 - Google Patents

Abstract

一种城市污水净化装置。其特征在于：所述装置包括入口盘、分离筒和分离体，入口盘包括溢流管定位板、星式入口盘和切向入口管路；分离筒包括上法轮盘、分离筒壁、沙相出口以及下法轮盘；分离体包括溢流管与螺旋流道一体件、卡固变径隔筒、二级螺旋流道、轻质相底流筛孔管路、变径筒出口一体件、外筒以及卡固隔筒；分离体置于分离筒内；上法轮盘与入口盘用螺栓螺母连接，下法轮盘与分离体用螺栓螺母连接。该装置适用于生活污水及工业污水处理，具有分离彻底且高效、速率快、移动便捷等特点，与传统的城市污水净化装置相比，其结构排布及分离方式上具有较大差异，能够解决现有城市污水处理装置存在的分离效率低、处理量单一和只能一次分离的问题。

Description

城市污水净化装置

技术领域：

本发明涉及一种城市污水净化装置。

背景技术：

城市生活污水包含淀粉、蛋白质、纤维素以及矿物悬浮物等有机物，其中化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、总氮(TN)和总磷(TP)都比较高。即便是经过一级物理处理和二级生化处理的生活污水依然含有很高的TN和TP，排入水体后容易造成水体富营养化，出现赤潮等现象。而这些生活污水在没有经过处理之后，一旦随着水循环进入地下含水层，在被人类饮用之后，就会造成人体中毒，所以生活污水需要及时得到处理。

水中固体污染物质的存在形态有悬浮态、胶体状态和溶解态三种。呈悬浮态的物质称为悬浮物，指粒径大于100nm的杂质，这类杂质造成水质显著浑浊。其中颗粒较重的多数为泥砂类无机物，在静置时会自由下沉。颗粒较轻的多为动植物腐烂而产生的有机物，浮在水面上。

城市污水处理厂污水中往往夹带一定量的砂粒，这些砂粒大部分最终会进入污泥中，污泥中的砂粒如果得不到有效地去除，就可能对后续各处理单元的运行带来诸多的影响：砂粒的大量存在，不仅会加速初沉池污泥刮板和污泥泵叶轮的磨损，而且易导致排泥管道的堵塞；对于不设初沉池的处理工艺或由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺，大量砂粒在生化池的沉积，会导致生化池有效容积的减少，并对曝气器产生不利影响^[2]；此外，砂粒进入污泥消化池中，将减少有效容积，缩短清理周期，同时，污泥中含砂量的增加也会加剧污泥脱水设备以及污泥输送设备等的磨损。可见，污水中砂粒的大量存在会给污水处理厂后续的各个处理单元的正常运行带来不利影响。现有的一些城市污水处理装置处理这些城市污水目前普遍存在的问题是：分离效率低、处理量单一，只能一次分离，所以，需要寻找到新的城市污水处理装置。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种新的城市污水处理装置，该装置具有分离彻底且高效、速率快、移动便捷等特点。

本发明的技术方案是：该种城市污水净化装置,包括入口盘1、分离筒2和分离体3，其独特之处在于：

所述入口盘包括溢流管定位板11、星式入口盘12和切向入口管路13；其中，所述溢流管定位板具有定位板壁111和定位孔112，所述星式入口盘上具有星式盘卡槽121、星式盘锥角槽122和混合液腔123，所述切向入口管路具有切向入口131和入口盘槽壁132；所述定位板壁卡进星式盘卡槽后再一起进入所述入口盘槽壁内，所述定位板壁、星式盘卡槽和入口盘槽壁通过螺栓螺母紧固连接；

所述分离筒包括上法轮盘201、分离筒壁202、沙相出口203以及下法轮盘204；所述分离体置于所述分离筒内；所述上法轮盘与所述入口盘用螺栓螺母连接，所述下法轮盘与所述分离体用螺栓螺母连接；

所述分离体包括溢流管与螺旋流道一体件31、卡固变径隔筒32、二级螺旋流道33、轻质相底流筛孔管路34、变径筒出口一体件35、外筒36以及卡固隔筒37；

其中，所述溢流管螺旋流道一体件由溢流管312和一级螺旋流道313组合而成；所述溢流管的顶端开有外螺纹311，所述溢流管的溢流管底端314伸出所述一级螺旋流道之外；

所述卡固变径隔筒具有变径管328，在所述变径管的大径端开有外螺纹325，并且在管壁上开有若干一级筛孔326，在所述变径管的小径端设置外扩吸盘状管底327；所述一级筛孔为椭圆形；

所述二级螺旋流道的主体为二级螺旋导流体332，在所述二级螺旋导流体的中央开有螺旋流道内螺纹331；

所述轻质相底流筛孔管路的主体为轻质相管344，在所述轻质相管的一端连接第二下法轮盘345，另一端为封闭的圆弧面顶341，在靠近所述圆弧面顶处依次开有轻质相管外螺纹342和若干二级筛孔343；所述圆弧面顶采用圆弧形接触面，所述二级筛孔为椭圆形；

所述变径筒出口一体件由变径筒351、第三法轮盘352、油相出口353以及水相出口354一体化连接后构成；

所述外筒的主体为变径筒362，所述变径筒的小径端开有第一变径筒外螺纹361，所述变径筒的大径端开有第二变径筒外螺纹363；所述卡固隔筒的首端开有用于和所述第二变径筒外螺纹连接的卡固隔筒内螺纹371，所述卡固隔筒的尾段开有若干椭圆筛孔372；

所述溢流管底端在所述变径管处卡住以实现将所述卡固变径隔筒与二级螺旋流道相连接；所述螺旋流道内螺纹与所述轻质相管外螺纹通过螺纹连接以实现将所述二级螺旋流道与轻质相底流筛孔管路相连接；所述圆弧面顶用于顶住所述外扩吸盘状管底以实现将所述卡固变径隔筒与轻质相底流筛孔管路相连接；所述二级螺旋流道与所述变径筒出口一体件中的变径筒卡住再整体置于所述外筒中。

本发明具有如下有益效果：本发明主要是针对生活污水及工业污水进行处理，在处理过程中实现液-液-固三相分离,具有分离彻底且高效、速率快、移动便捷等特点。与传统的城市污水净化装置相比，其结构排布及分离方式上具有较大差异。本装置可以对来液进行多次分离，保证了分离的精度，分离器单体数量可根据现场来液量及固体颗粒和油相含量高低，进行选定安装。同时也可根据现场对处理液精细程度及固相油相等的粒度大小，选取不同处理能力的分离器器单体进行组合安装。本装置通过切向入口加大旋流离心力，保持较高处理效率的三相分离。本装置底流口下端落料板采用锥式结构，防止固液分离层固相出口内侧发生阻塞影响固相排除。本发明型解决了现有城市污水处理装置的分离效率低、处理量单一，只能一次分离等问题。

附图说明：

图1是本发明的三维整体装配剖视图。

图2是本发明的整体爆炸图。

图3是本发明所述入口盘内部爆炸图。

图4是本发明所述分离筒的结构示意图。

图5是本发明所述分离体的内部爆炸图。

图6是本发明所述星式入口盘的结构示意图。

图7是本发明所述溢流管螺旋流道一体件的结构示意图。

图8是本发明所述卡固变径隔筒的结构示意图。

图9是本发明所述二级螺旋流道的结构示意图。

图10是本发明所述轻质相底流筛孔管路的结构示意图。

图11是本发明所述变径筒出口一体件的结构示意图。

图12是本发明所述外筒的爆炸图。

图13是本发明所述分离主体的爆炸图。

图14是本发明所述二级螺旋流道和卡固变径隔筒的爆炸视图。

图15是本发明所述二级螺旋流道和轻质相底流筛孔管路的爆炸视图。

图16是本发明所述卡固变径隔筒和轻质相底流筛孔管路的爆炸视图

图17是本发明所述分离筒和外筒的相对位置剖视图。

图中1-入口盘，2-分离筒，201-上法轮盘，202-分离筒壁，203-沙相出口，204-下法轮盘，3-分离体，11-溢流管定位板，111-定位板壁，112-定位孔，121-星式盘卡槽，122-星式盘锥角槽，123-混合液腔，131-切向入口，132-入口盘槽壁；12-星式入口盘；13-切向入口管路；31-液相溢流管与螺旋流道一体件，311-外螺纹，312-溢流管，313-一级螺旋流道，314-溢流管底端，32-卡固变径隔筒，325-外螺纹，326-一级筛孔，327-外扩吸盘状管底，328-变径管；33-二级螺旋流道，331-螺旋流道内螺纹，332-二级螺旋导流体；34-轻质相底流筛孔管路，341-圆弧面顶，342-轻质相管外螺纹，343-二级筛孔，344-轻质相管，345-第二下法轮盘；35-变径筒出口一体件，351-变径筒，352-第三法轮盘，353-油相出口，354-水相出口；36-外筒，361-第一变径筒外螺纹，362-变径筒，363-第二变径筒外螺纹，371-卡固隔筒内螺纹，372-椭圆筛孔；37-卡固隔筒。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示为城市污水净化装置三维整体装配剖视图，该城市污水净化装置包括入口盘1,分离筒2,分离体3。其中入口盘由一个切向入口和一个环空封闭区域组成，分离筒是一个空心圆筒与出口组成，其中分离体是该装置的主体部分，发挥主要的分离功能，且为完成精密以及分离结构较为复杂。

如图2所示为城市污水净化器的整体爆炸图，包括溢流管定位板11，星式入口盘12，切向入口管路13，液相溢流管与螺旋流道一体件31，卡固变径隔筒32，二级螺旋流道33，轻质相底流筛孔管路34，变径筒出口一体件35，外筒36，卡固隔筒37。

如图3所示为入口盘内部爆炸图包括：溢流管定位板11，星式入口盘122，切向入口管路13，其中定位板壁111，定位孔112，星式盘卡槽121，星式盘锥角槽122，混合液腔123，切向入口131，入口盘槽壁132。连接方式为：入口盘由111定位板壁卡进121星式盘卡槽再一起进入132入口盘槽壁，最后三个零件通过螺栓螺母紧固连接而来。工作流程为：来液通过131切向入口进入，通过122星式盘锥角槽加速进入123混合液腔。

如图4所示为分离筒2包括：上法轮盘201，分离筒壁202，沙相出口203，下法轮盘204。连接方式：分离筒通过201上法轮盘与1入口盘用螺栓螺母连接，通过204下法轮盘与3分离体用螺栓螺母连接。

如图5所示为分离体3的内部爆炸图包括：液相溢流管与螺旋流道一体件31，卡固变径隔筒32；二级螺旋流道33；轻质相底流筛孔管路34；变径筒出口一体件35；外筒36；卡固隔筒37。

如图6所示为星式入口盘12，星式盘卡槽121，星式盘锥角槽122，混合液腔123。设计创新点：121星式卡槽通过卡槽定位能够使机构更紧密防止液体外泄；122星式锥角槽液体在锥角槽的挤压下压力增大，提高了分离力，加大的分离效率。

如图7所示为溢流管螺旋流道一体件31，外螺纹311，溢流管312，一级螺旋流道313，溢流管底端314。设计创新点：将312溢流管和312一级螺旋流道制成一体，液体经过螺旋流道压力增大使得轻质相获得溢流方向的力，更易于轻质相溢流、分离彻底。

如图8所示为卡固变径隔筒32，外螺纹325，一级筛孔326，外扩吸盘状管底327，变径管328。设计创新点：326椭圆形筛孔更符合液体流动形态，避免了油相乳化，更易分离；328变径管挤压液体使得液体获得溢流方向的压力，更易于轻质相溢流。

如图9所示为二级螺旋流道33，螺旋流道内螺纹331，二级螺旋导流体332。

如图10所示为轻质相底流筛孔管路34，圆弧面顶341，轻质相管外螺纹342，二级筛孔343，轻质相管344，第二下法轮盘345。设计创新点：341圆弧形接触面以及343椭圆形二级筛孔的流线设计减少了液体冲击，减少了油相乳化。

如图11所示为变径筒出口一体件35，变径筒351，第三法轮盘352，油相出口353，水相出口354。设计创新点：充分利用351变径筒不仅增加固定方向压力同时分割不同密度的两相，使得油相出口水相出口成为一体件，增加了装置的防漏性。

如图12所示为外筒36爆炸图，第一变径筒外螺纹361，变径筒362，第二变径筒外螺纹363，卡固隔筒内螺纹371，椭圆筛孔372。设计创新点：变径的作用下加速分离；椭圆孔减少油滴破碎。

如图13所示为分离主体的爆炸图液相溢流管与螺旋流道一体件31，卡固变径隔筒32，二级螺旋流道33，轻质相底流筛孔管路34。

连接方式：分离体由图14中溢流管底端在变径管处卡住将卡固变径隔筒、二级螺旋流道装配到一起，图15中螺旋流道内螺纹与轻质相管外螺纹通过螺纹连接将二级螺旋流道、轻质相底流筛孔管路装配到一起，图16中圆弧面顶顶住外扩吸盘状管底将卡固变径隔筒、轻质相底流筛孔管路装配到一起，四个零件由此连接成主分离体。主分离体通过二级旋流道与变径筒出口一体件中变径筒卡住再整体套进外筒中，外筒的卡筒底部顶住法轮盘，连成一个整体分离体。

工作流程为：来液通过卡固变径隔筒中一级筛孔进入液相溢流管与螺旋流道一体件中螺旋流道聚合并加速离心力，轻质相进入溢流管流出，剩余液体通过二级螺旋流道进一步分离，轻质相通过轻质相底流筛孔管路中二级筛管最后由轻质相管流出。

总来液通过切向入口进入在星式盘锥角盘的加速下加大旋流，部分轻质相通过卡固变径筒中筛孔在液相溢流管与螺旋流道一体件中一级旋流管道进一步旋流分离，得到的轻质相经溢流管流出，剩余液体与没有进入筛孔的液体继续经过分流体，经过二级螺旋流道后旋流加速，离心力作用下分离得到的轻质相通过二级筛孔经过轻质相管流出，水相通过水相出口流出。沙相通过沙相出口排出。

本发明已经进行了现场试验，根据试验结果可知，本种净化装置采用筛筒、变径筒以及螺旋流道的组合实现多次分离，可以提高分离效率；筛孔采用椭圆形设计，更适合旋流规律，减少油类液体的破碎乳化；入口盘锥角槽设计加大了旋流离心力，提高了分离效率；设计的油相两出口，使得分离质量得到提高。本发明可满足多种工况下，固-液-液三相分离要求，实用性强，具有可观的推广应用前景。

Claims (1)

1.一种城市污水净化装置,包括入口盘、分离筒和分离体，其特征在于：

所述入口盘包括溢流管定位板、星式入口盘和切向入口管路；其中，所述溢流管定位板具有定位板壁和定位孔，所述星式入口盘上具有星式盘卡槽、星式盘锥角槽和混合液腔，所述切向入口管路具有切向入口和入口盘槽壁；所述定位板壁卡进星式盘卡槽后再一起进入所述入口盘槽壁内，所述定位板壁、星式盘卡槽和入口盘槽壁通过螺栓螺母紧固连接；

所述分离筒包括上法轮盘、分离筒壁、沙相出口以及下法轮盘；所述分离体置于所述分离筒内；所述上法轮盘与所述入口盘用螺栓螺母连接，所述下法轮盘与所述分离体用螺栓螺母连接；

所述分离体包括溢流管与螺旋流道一体件、卡固变径隔筒、二级螺旋流道、轻质相底流筛孔管路、变径筒出口一体件、外筒以及卡固隔筒；

其中，所述溢流管与螺旋流道一体件由溢流管和一级螺旋流道组合而成；所述溢流管的顶端开有外螺纹，所述溢流管的溢流管底端伸出所述一级螺旋流道之外；

所述卡固变径隔筒具有变径管，在所述变径管的大径端开有外螺纹，并且在管壁上开有若干一级筛孔，在所述变径管的小径端设置外扩吸盘状管底；所述一级筛孔为椭圆形；

所述二级螺旋流道的主体为二级螺旋导流体，在所述二级螺旋导流体的中央开有螺旋流道内螺纹；

所述轻质相底流筛孔管路的主体为轻质相管，在所述轻质相管的一端连接第二下法轮盘，另一端为封闭的圆弧面顶，在靠近所述圆弧面顶处依次开有轻质相管外螺纹和若干二级筛孔；所述圆弧面顶采用圆弧形接触面，所述二级筛孔为椭圆形；

所述变径筒出口一体件由变径筒、第三法轮盘、油相出口以及水相出口一体化连接后构成；

所述外筒的主体为变径筒，所述变径筒的小径端开有第一变径筒外螺纹，所述变径筒的大径端开有第二变径筒外螺纹；所述卡固隔筒的首端开有用于和所述第二变径筒外螺纹连接的卡固隔筒内螺纹，所述卡固隔筒的尾段开有若干椭圆筛孔；

所述溢流管底端在所述变径管处卡住以实现将所述卡固变径隔筒与二级螺旋流道相连接；所述螺旋流道内螺纹与所述轻质相管外螺纹通过螺纹连接以实现将所述二级螺旋流道与轻质相底流筛孔管路相连接；所述圆弧面顶用于顶住所述外扩吸盘状管底以实现将所述卡固变径隔筒与轻质相底流筛孔管路相连接；所述二级螺旋流道与所述变径筒出口一体件中的变径筒卡住再整体置于所述外筒中。

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