CN108654151A - 节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，属于水处理设备，主要解决现有机械搅拌澄清池出水浊度高、翻池、排泥不畅、机械易坏、制水出力达不到等问题。包括连通涡流混合设备的进水管、出水管以及设置在澄清池中心内的絮凝装置及设置在絮凝装置与澄清池侧壁之间环空内的澄清装置；通过多级折板絮凝通道和多级网格絮凝通道的扰动及絮凝代替机械搅拌，在重力流作用下使水充分净化，降低浊度，节电节能，减排污水，减少污泥处理量。本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其池内不建钢砼牛腿，无伞板，节省大量土建、支模费用。通过对混合、絮凝及沉淀装置的合理配置，优化澄清池整体结构，减小占地面积。

Description

节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池

技术领域

本发明涉及原水预处理及污水处理领域，尤其涉及一种节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池。

背景技术

近年来，原水及污水、废水的混凝沉淀处理工艺包括水和药剂的混合、反应絮凝与水的澄清分离三个阶段，澄清池属于完成上述工艺的一种设备。其中，机械搅拌澄清池是一种常见的澄清池，其工作原理是利用机械使水提升和搅拌，促使泥渣循环，并使水中固体杂质与已形成的泥渣接触絮凝而分离沉淀。高密度澄清池是将机械搅拌澄清池拆分后加上污泥回流的一个变种机械搅拌澄清池，土建量更大，投资更多。

以前，一般采用机械搅拌澄清池或高密度澄清池配合重力无阀滤池或空气擦洗滤池的方式进行水处理，缺点在于同时建造澄清池和滤池导致设备体积大，占地面积大，相应的土建费用较高，运行时间较长，达1.5小时。此外，上述的澄清过滤系统运行不稳定，容易翻池，实际运行制水量只能达到原设计水量的60％，且出水水质浊度高(出水水质浊度为10NTU)。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，以解决设备体积大、占地面积大导致的土建费用高和水处理时间长的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，包括进水管、出水管以及设置在澄清池内的絮凝装置和澄清装置，絮凝装置设置在沉淀池的中心，澄清装置设置在絮凝装置与沉淀池侧壁之间的环空内；进水管连通涡流混合设备，涡流混合设备入口开有絮凝剂加药口，出口开有助凝剂加药口；其中，

絮凝装置包括多级折板絮凝通道和多级网格絮凝通道，涡流混合设备的出口与多级折板絮凝通道的入水口连通，多级折板絮凝通道的出水口与多级网格絮凝通道的入口连通；

澄清装置包括斜板沉淀腔和集水槽，斜板沉淀腔具有多条倾斜的矩形通道；斜板沉淀腔通过支架悬空安装在沉淀池内壁和絮凝装置之间的环空内，所述集水槽设置在斜板沉淀腔的上方；出水管连通集水槽。

在该技术方案中，仅依靠水流自身完成混合、絮凝和沉淀，取消了机械搅拌混合絮凝，从而达到节约电能的作用。本澄清池在水处理过程中无机械搅拌参与，水流稳定，有利于水内固体杂质的沉淀；同时通过设置水处理通道使絮凝更加充分，水内固体杂质有足够的时间与絮凝剂反应形成大体积的固体沉淀。因此，本澄清池的水处理量相对机械搅拌澄清池更大，水处理效果更好。同时，只建一座澄清池即可完成整个絮凝、沉淀和澄清的流程。无需各个流程单独建池及建造备用池，减少了占地面积，节约土建投资。

优选地，多级折板絮凝通道包括由多块相互平行的环形钢板间隔开的多条竖直通道，相邻竖直通道依次首尾相通，所述竖直通道的数量不小于3且为奇数；最外围的通道上方为多级折板絮凝通道的入水口；在所述竖直通道的任一侧内壁上分布有多块由折板和翼板组成的引流板，翼板设置在折板的两侧且两侧翼板与折板相互垂直，相邻引流板沿竖直通道方向依次首尾连接，相邻导流板之间的夹角为0-180°。

在该优选的技术方案中，奇数量的竖直通道保证了其出水口位于最内侧环形钢板的下端，一是保证水流从底部进入到多级网格絮凝通道内，二是保证水流从出水口流出后的稳定性。

优选地，还包括集水槽支撑槽钢、环形导流板和导流板支撑槽钢，集水槽支撑槽钢支撑在集水槽的下方，环形导流板内径与最外圈环形钢板的内径相同，环形导流板安装在最外圈环形钢板的上方；导流板支撑槽钢成环形均匀分布在环形导流板的外围，一端与环形导流板的外壁抵接或固定连接，另一端与集水槽支撑槽钢固定连接；在集水槽支撑槽钢与导流板支撑槽钢之间设置有加强筋。

在该优选的技术方案中，通过钢结构作为支撑，替换掉现有内部的钢混牛腿和伞板，极大节约土建量，节省大量支模、浇筑人工及材料费用。

优选地，所述多级网格絮凝通道设置在沉淀池的中间，多级折板絮凝通道及上方的环形导流板围绕多级网格絮凝通道设置；多级网格絮凝通道的每一级网格絮凝通道在竖直方向上依次连通，每一级网格絮凝通道均包括多块层叠设置的网格板，同一级网格絮凝通道内的网格板的网孔尺寸相同，各级网格絮凝通道内网格板的网孔尺寸由下至上依次增大。

在该优选的技术方案中，水中的矾花通过网格板的阻挡作用逐渐沉淀至澄清池下方，通过不同尺寸的网孔筛掉不同体积的矾花。

优选地，斜板沉淀腔外圈抵接澄清池的内壁，内圈设置有挡板，所述挡板与环形导流板的外壁之间形成导流通道，导流通道连通澄清池内壁与絮凝装置之间的环空；导流通道上层导流口的高度小于等于集水槽上端面所在平面的高度。

优选地，在进水管出口与多级折板絮凝通道的入水口处设置有环形配水槽，配水槽底面均布有多个配水孔，配水孔与多级折板絮凝通道连通；还包括布水顶板，所述布水顶板与环形配水槽內缘焊接；由外向内依次排布的环形钢板中处于偶数序列的环形钢板与布水顶板焊接，封闭竖直通道的上端。

在该优选的技术方案中，布水顶板是依托于环形配水槽，下方用于悬挂环形钢板，使环形钢板能够上下交错设置，从而使相邻竖直通道能够首尾连通。

优选地，在最内圈环形钢板及环形导流板上对应每级网格絮凝通道设置有支撑角钢，各级网格絮凝通道内的网格板均通过支撑角钢架设在最内圈环形钢板和环形导流板的内部空间。

在该优选的技术方案中，采用搭接的方式支撑网格板，能够节省装配时长和劳动输出。

优选地，所述集水槽包括内圈的环形槽以及成环形均匀分布在环形槽外围的多条辐射集水槽，辐射集水槽和环形槽连通，环形槽连通出水管。

在该优选的技术方案中，集水槽的构造可以使水从下方上升直至与集水槽的上端面同一高度并超过，从而将清水排至集水槽内。

优选地，在斜板沉淀腔上表面布设多圈不锈钢管，下表面布设多圈镀锌钢管，多圈镀锌钢管和不锈钢管的轴线相同，斜板沉淀腔通过绑带分别与上表面的不锈钢管和下表面的镀锌钢管捆扎。

在该优选的技术方案中，通过镀锌钢管保证整个斜板沉淀腔保持一个固定的型腔结构，保证其内由斜板构成的倾斜矩形水道的流通。镀锌钢管支撑斜板沉淀腔，镀锌钢管力度较大，在下部起支撑的作用。不锈钢管力度小，在上部压着，防止斜板沉淀腔漂浮。此外，在镀锌钢管以及澄清池内的所有钢结构表面均做防锈处理。

优选地，澄清池底面为斜面，沿所述斜面铺设有底部排泥管道网；在澄清池底部中心位置设置有排泥防水帽，排泥管道网的排泥出口接入排泥防水帽内；围绕集水槽支撑槽钢下端布设环形排泥管，环形排泥管的排泥出口设置在澄清池外部。

在该优选的技术方案中，底部排泥管道网主要用于将絮凝沉淀至池底的固体杂质排出澄清池。而环形排泥管对应设置在絮凝之后的沉淀空间内，主要用于将沉淀过程中水内的剩余固体杂质排出至澄清池外。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池通过对混合、絮凝及沉淀进行合理的配置，极大的优化了澄清池的整体结构，减小了占地面积。

水通过多级折板絮凝通道和多级网格絮凝通道的扰动作用，代替了原有的机械搅拌方式，节约电能。

供水流进行凝絮反应及沉淀的过程使水能够获得充分的净化，降低了出水浊度。

采用钢结构作为澄清池内支撑件减小了土建量，节省了大量支模、浇筑人工及材料费用。

附图说明

图1为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池的结构示意图；

图2为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池内的支撑用钢结构示意图；

图3为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池的底部排泥管道网和环形管道网的布设示意图；

图4为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池的配水槽及布水顶板的结构示意图；

图5为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池的网格板的装配结构示意图；

图6为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池的集水槽的结构示意图；

图7为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池的斜板沉淀腔的结构示意图；

图8为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池的涡流混合设备的结构示意图；

图9为本发明节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池内环形钢板的结构示意图。

附图标记：1-进水管，2-涡流混合设备，3-配水槽，4-配水孔，5-多级折板絮凝通道，6-多级网格絮凝通道，7-环形导流板，8-折板，9-翼板，10-环形钢板，11-环形排泥管，12-排泥管道网；13-排泥防水帽，14-网格板，15-支架，16-斜板沉淀腔，17-集水槽支撑槽钢，18-导流板支撑槽钢，19-集水槽，20-出水管，21-挡板，22-预埋钢板，23-布水顶板，24-支撑角钢，25-导流通道，26-引流板，27-絮凝剂加药口，28-助凝剂加药口，29-加强筋，30-喇叭状开口，31-辐射集水槽，32-环形槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图8所示，所示，一种节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，包括进水管1、出水管20以及设置在澄清池内的絮凝装置和澄清装置，絮凝装置设置在沉淀池的中心，澄清装置设置在絮凝装置与沉淀池侧壁之间的环空内；进水管1连通涡流混合设备2，涡流混合设备2入口开有絮凝剂加药口27，出口开有助凝剂加药口28；其中，

絮凝装置包括多级折板絮凝通道5和多级网格絮凝通道6，涡流混合设备2的出口与多级折板絮凝通道5的入水口连通，多级折板絮凝通道5的出水口与多级网格絮凝通道6的入口连通；

如图7所示，澄清装置包括斜板沉淀腔16和集水槽19，斜板沉淀腔16具有多条倾斜的矩形通道；斜板沉淀腔16通过支架15悬空安装在沉淀池内壁和絮凝装置之间的环空内，所述集水槽19设置在斜板沉淀腔16的上方；出水管20连通集水槽19。

多级折板絮凝通道5包括由多块相互平行的环形钢板10间隔开的多条竖直通道，相邻竖直通道依次首尾相通，所述竖直通道的数量为3；最外围的通道上方为多级折板絮凝通道5的入水口；如图9所示，在所述竖直通道的外圈内壁上分布有多块由折板8和翼板9组成的引流板26，翼板9设置在折板8的两侧且两侧翼板9与折板8相互垂直，相邻引流板26沿竖直通道方向依次首尾连接，相邻导流板之间的夹角为0-180°。

如图2所示，还包括集水槽支撑槽钢17、环形导流板7和导流板支撑槽钢18，集水槽支撑槽钢17支撑在集水槽19的下方，环形导流板7内径与最外圈环形钢板10的内径相同，环形导流板7安装在最外圈环形钢板10的上方；导流板支撑槽钢18成环形均匀分布在环形导流板7的外围，一端与环形导流板7的外壁抵接或固定连接，另一端与集水槽支撑槽钢17固定连接；在集水槽支撑槽钢17与导流板支撑槽钢18之间设置有加强筋29。

在澄清池内的钢结构支撑关系具体表现为，处于支架15外圈的槽钢端面与澄清池侧壁上的预埋钢板22之间通过焊接的方式固定，处于支架15内圈的槽钢端面与环形导流钢板外壁抵接或固定连接(配合导流板支撑槽钢18对环形导流板7进行扶正和限位)；组成支架15的各根槽钢与集水槽支撑槽钢17的接触面焊接。

所述多级网格絮凝通道6设置在沉淀池的中间，多级折板絮凝通道5及上方的环形导流板7围绕多级网格絮凝通道6设置；多级网格絮凝通道6的每一级网格絮凝通道在竖直方向上依次连通，每一级网格絮凝通道均包括多块层叠设置的网格板14，同一级网格絮凝通道内的网格板14的网孔尺寸相同，各级网格絮凝通道内网格板14的网孔尺寸由下至上下依次增大。

斜板沉淀腔16外圈抵接澄清池的内壁，内圈设置有挡板21(挡板21为环形板，环形板下缘通过折弯机折弯外扩形成喇叭状开口30)，所述挡板21与环形导流板7的外壁之间形成导流通道25，导流通道25连通澄清池内壁与絮凝装置之间的环空；导流通道25上层导流口的高度小于等于集水槽19上端面所在平面的高度。

如图4所示，在进水管1出口与多级折板絮凝通道5的入水口处设置有环形配水槽3，配水槽3底面均布有多个配水孔4，配水孔4与多级折板絮凝通道5连通；还包括布水顶板23，所述布水顶板23与环形配水槽3內缘焊接；由外向内依次排布的环形钢板10中处于偶数序列的环形钢板10与布水顶板23焊接，封闭竖直通道的上端。如图5所示，在最内圈环形钢板10及环形导流板7上对应每级网格絮凝通道设置有支撑角钢24，各级网格絮凝通道内的网格板14均通过支撑角钢24架设在最内圈环形钢板10和环形导流板7的内部空间。

如图6所示，所述集水槽19包括内圈的环形槽32以及成环形均匀分布在环形槽32外围的多条辐射集水槽31，辐射集水槽31和环形槽32连通。在斜板沉淀腔16上表面布设多圈不锈钢管，下表面布设多圈镀锌钢管，多圈镀锌钢管和不锈钢管的轴线相同，斜板沉淀腔16通过绑带分别与上表面的不锈钢管和下表面的镀锌钢管捆扎(图中未示出)。

如图3所示，澄清池底面为斜面，沿所述斜面铺设有底部排泥管道网12；在澄清池底部中心位置设置有排泥防水帽13，排泥管道网12的排泥出口接入排泥防水帽13内；围绕集水槽支撑槽钢17下端布设环形排泥管11，环形排泥管11的排泥出口设置在澄清池外部。

絮凝沉淀澄清过程：

1.进水管1将水泵送至涡流混合设备2中(采用仅产生小涡流的微涡混合设备)，絮凝剂充分融入到水中，助凝剂进一步提高混凝效果，水从涡流混合设备2中排出后进入配水槽3，并通过配水孔4进入到多级折板絮凝通道5内。

2.在多级折板絮凝通道5内的引流板26以及多条高低往返的竖直通道(本实施例中采用三条竖直通道)内，水流不间断的上下翻腾形成小的矾花。

3.在多级网格絮凝通道6(本实施例中为二级网格絮凝通道，第一级网格絮凝通道位于最内圈环形钢板10内，第二级网格絮凝通道位于环形导流板7内)内进行絮凝处理，大部分体积较大的矾花通过二级网格絮凝通道内多层网格板14的阻挡沉淀到澄清池池底，小部分体积较小的矾花通过环形导流板7上方进入到导流通道25内。

4.水通过导流通道25流入澄清池侧壁与多级折板絮凝通道5和环形导流板7之间的环空内，随着水流的不断注入，水平面不断升高并进入到斜板沉淀腔16内，斜板沉淀腔16的倾斜的矩形通道对水及水内固体杂质进一步进行固液分离，水面继续升高直至与集水槽19的上端面平齐，此时经絮凝沉淀后的清水进入到集水槽19内，再由与集水槽19连通的出水管20排出。在此过程中，经絮凝沉淀的固体沉落池底，由池底的底部排泥管网络及环形排泥管11排出澄清池。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，包括进水管(1)、出水管(20)以及设置在澄清池内的絮凝装置和澄清装置，絮凝装置设置在沉淀池的中心，澄清装置设置在絮凝装置与沉淀池侧壁之间的环空内；进水管(1)连通涡流混合设备(2)，涡流混合设备(2)入口开有絮凝剂加药口(27)，出口开有助凝剂加药口(28)；其中，

絮凝装置包括多级折板絮凝通道(5)和多级网格絮凝通道(6)，涡流混合设备(2)的出口与多级折板絮凝通道(5)的入水口连通，多级折板絮凝通道(5)的出水口与多级网格絮凝通道(6)的入口连通；

澄清装置包括斜板沉淀腔(16)和集水槽(19)，斜板沉淀腔(16)具有多条倾斜的矩形通道；斜板沉淀腔(16)通过支架(15)悬空安装在沉淀池内壁和絮凝装置之间的环空内，所述集水槽(19)设置在斜板沉淀腔(16)的上方；出水管(20)连通集水槽(19)。

2.根据权利要求1所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，多级折板絮凝通道(5)包括由多块相互平行的环形钢板(10)间隔开的多条竖直通道，相邻竖直通道依次首尾相通，所述竖直通道的数量不小于3且为奇数；最外围的通道上方为多级折板絮凝通道(5)的入水口；在所述竖直通道的任一侧内壁上分布有多块由折板(8)和翼板(9)组成的引流板(26)，翼板(9)设置在折板(8)的两侧且两侧翼板(9)与折板(8)相互垂直，相邻引流板(26)沿竖直通道方向依次首尾连接，相邻导流板之间的夹角为0-180°。

3.根据权利要求2所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，还包括集水槽支撑槽钢(17)、环形导流板(7)和导流板支撑槽钢(18)，集水槽支撑槽钢(17)支撑在集水槽(19)的下方，环形导流板(7)内径与最外圈环形钢板(10)的内径相同，环形导流板(7)安装在最外圈环形钢板(10)的上方；导流板支撑槽钢(18)成环形均匀分布在环形导流板(7)的外围，一端与环形导流板(7)的外壁抵接或固定连接，另一端与集水槽支撑槽钢(17)固定连接；在集水槽支撑槽钢(17)与导流板支撑槽钢(18)之间设置有加强筋(29)。

4.根据权利要求3所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，所述多级网格絮凝通道(6)设置在沉淀池的中间，多级折板絮凝通道(5)及上方的环形导流板(7)围绕多级网格絮凝通道(6)设置；多级网格絮凝通道(6)的每一级网格絮凝通道在竖直方向上依次连通，每一级网格絮凝通道均包括多块层叠设置的网格板(14)，同一级网格絮凝通道内的网格板(14)的网孔尺寸相同，各级网格絮凝通道内网格板(14)的网孔尺寸由下至上依次增大。

5.根据权利要求3或4所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，斜板沉淀腔(16)外圈抵接澄清池的内壁，内圈设置有挡板(21)，所述挡板(21)与环形导流板(7)的外壁之间形成导流通道(25)，导流通道(25)连通澄清池内壁与絮凝装置之间的环空；导流通道(25)上层导流口的高度小于等于集水槽(19)上端面所在平面的高度。

6.根据权利要求3或4所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，在进水管(1)出口与多级折板絮凝通道(5)的入水口处设置有环形配水槽(3)，配水槽(3)底面均布有多个配水孔(4)，配水孔(4)与多级折板絮凝通道(5)连通；还包括布水顶板(23)，所述布水顶板(23)与环形配水槽(3)内缘焊接；由外向内依次排布的环形钢板(10)中处于偶数序列的环形钢板(10)与布水顶板(23)焊接，封闭竖直通道的上端。

7.根据权利要求4所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，在最内圈环形钢板(10)及环形导流板(7)上对应每级网格絮凝通道设置有支撑角钢(24)，各级网格絮凝通道内的网格板(14)均通过支撑角钢(24)架设在最内圈环形钢板(10)和环形导流板(7)的内部空间。

8.根据权利要求1所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，所述集水槽(19)包括内圈的环形槽(32)以及成环形均匀分布在环形槽(32)外围的多条辐射集水槽(31)，辐射集水槽(31)和环形槽(32)连通，环形槽(32)连通出水管(20)。

9.根据权利要求1所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，在斜板沉淀腔(16)上表面布设多圈不锈钢管，下表面布设多圈镀锌钢管，多圈镀锌钢管和不锈钢管的轴线相同，斜板沉淀腔(16)通过绑带分别与上表面的不锈钢管和下表面的镀锌钢管捆扎。

10.根据权利要求1所述的节电节水无机械搅拌增量提质微涡混凝沉淀澄清池，其特征在于，澄清池底面为斜面，沿所述斜面铺设有底部排泥管道网(12)；在澄清池底部中心位置设置有排泥防水帽(13)，排泥管道网(12)的排泥出口接入排泥防水帽(13)内；围绕集水槽支撑槽钢(17)下端布设环形排泥管(11)，环形排泥管(11)的排泥出口设置在澄清池外部。