CN110156124A - 一种封闭式微涡流澄清器及其澄清方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种封闭式微涡流澄清器及其澄清方法，其包括封闭壳体，壳体包括圆筒、与圆筒顶部密封连接的上壳体和与圆筒底部密封连接的下壳体；通过合理的结构设计将壳体内部分隔为污水第一通道、污水第二通道、污水第三通道和污水第四通道，且通道内部均填充有若干微涡流絮凝球；污水由进水管依次经进水口、污水第一通道、污水第二通道、污水第三通道、污水第四通道和出水管排出壳体。本发明体积小、结构紧凑，污水通过本发明的四个通道三次澄清阶段，其具有高效的絮凝澄清效果。

Description

一种封闭式微涡流澄清器及其澄清方法

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，特别涉及一种封闭式微涡流澄清器及其澄清方法。

背景技术

微涡流处理技术为强化混凝技术，在20世纪90年代美国水工协会提出在常规混凝处理过程中，保证浊度去除效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量提高有机物去除率的工艺过程，此过程基于提高混凝剂投加量或控制反应PH条件来达到强化目的。较常规混凝，强化混凝更能够有效地去除原水中的天然有机物。

对于低含油污水，在满足处理量的情况下加大强化混凝技术的应用，尽量使返排液中有害成分快速析出。目前作为强化混凝技术的常用技术，微涡流絮凝澄清技术为一种可靠使用的手段，其絮凝能力较常规设备可提高2-3倍。

现阶段微涡流处理装置均使用开口池式结构，在生活污水处理领域已经广泛应用。在常规水池的基础上通过选用不同表面开孔的涡流反应球控制过流速度达到较好的紊流效果，大大提高了紊流反应效率。对于特定的设备(如移动式污水处理设备)来说，开口池式结构占地面积大，且有溢罐可能性，不适合使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种封闭式微涡流澄清器及其澄清方法，其能够兼备体积小结构紧凑的优点以及常规敞开式微涡流池高效絮凝澄清效果的双重优势，通过合理的内部结构设计形成一种全封闭式高效新型的微涡流澄清器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种封闭式微涡流澄清器，包括封闭壳体，壳体包括圆筒、与圆筒顶部密封连接的上壳体和与圆筒底部密封连接的下壳体，上壳体上设置有排气管，排气管上设有排气阀，下壳体底部设有排污管I；

所述圆筒内部由外至内依次设有同轴设置的筒状隔板I和筒状隔板II，隔板I和隔板II的顶部相平齐，隔板II的底部向下延伸至下壳体内并与下壳体内的出水管相连通，出水管的出水口设置在下壳体外部，隔板I与圆筒内壁之间形成第一环形空间，隔板I和隔板II之间形成第二环形空间，隔板II内部空腔为第三环形空间；

所述第一环形空间内设有挡板I和挡板II，挡板I和挡板II将第一环形空间分隔为第一扇形空间I和第一扇形空间II，第一扇形空间I的弧长大于第一扇形空间II；第一扇形空间I的上下两端均设置有扇形封板I；第一扇形空间II的上端设置有扇形封板II，其下端设置有扇形钢结构格栅I；第二环形空间的上下两端均设置有环形钢结构格栅II；第三环形空间的上端设置有圆形钢结构格栅III，其下端与出水管相连通；

所述第一扇形空间I、挡板I、挡板II和环形封板I共同形成污水第一通道，污水第一通道底部顶部的圆筒上开有连通进水管的进水口，污水第一通道底部的圆筒上开有连通排污管II的排污口；第一扇形空间II、挡板I、挡板II、环形封板II和环形钢结构格栅I共同形成污水第二通道；第二环形空间和环形钢结构格栅II共同形成污水第三通道，第三环形空间和圆形钢结构格栅III共同形成污水第四通道；

所述污水第一通道、污水第二通道、污水第三通道和污水第四通道内部均填充有若干微涡流絮凝球；

污水由进水管依次经进水口、污水第一通道、污水第二通道、污水第三通道、污水第四通道和出水管排出壳体。

作为本发明的一种改进，所述上壳体为圆盘形结构或封板，和/或，下壳体为锥形或半圆形结构。

作为本发明的一种改进，所述第一扇形空间I的弧长为第一扇形空间II的弧长的1.2倍～1.5倍。

作为本发明的一种改进，所述挡板II上部开有连通污水第一通道和污水第二通道的通孔。

作为本发明的一种改进，所述通孔通过连接管连通污水第二通道。

作为本发明的一种改进，所述上壳体与圆筒通过法兰组件连接。

作为本发明的一种改进，所述法兰组件包括连接在上壳体底端的上法兰、连接在圆筒顶端的下法兰和上法兰与下法兰之间的密封垫，法兰之间通过螺栓连接。

一种利用上述微涡流澄清器进行的澄清方法，具体包括以下步骤：

准备工作：在污水处理前期的进水过程中，为保持壳体内部充满污水，需要打开排气阀进行排气操作；

第一反应阶段：污水由进水管经进水口至污水第一通道，污水在微涡流絮凝球的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第一次澄清，此阶段污水在第一通道内澄清时产生的污泥由排污管II排出壳体之外；

第二反应阶段：经第一反应阶段澄清的污水依次进入污水第二通道和污水第三通道，污水在微涡流絮凝球的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第二次澄清，此阶段污水在第二通道和污水第三通道内澄清时产生的污泥量较大，由下壳体收集储存并定时由排污管I排出壳体之外；

第三反应阶段：经第二反应阶段澄清的污水进入污水第四通道，污水在微涡流絮凝球的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第三次澄清，此阶段污水在污水第四通道内澄清时产生的微量污泥与污水由污水第四通道下端的出水管排出壳体之外。

本发明的有益效果为：本发明通过合理的布局结构将壳体分隔为四个通道，且通道内均填充有若干微涡流絮凝球，污水的处理流程分为三个反应阶段，各阶段内通过微涡流絮凝球特殊的多孔状球体结构能够产生微涡旋聚凝效果，使胶体脱稳后在水力碰撞作用下产生絮体，由于微涡旋的存在加快水体中胶体迁移，增加碰撞几率，提高凝聚效率从而产生显著的澄清效果，污水经三次澄清，效果显著，大大地提高了工作效率，且结构紧凑，体积小。本发明适用于针对污水处理过程中需产生高频微涡流，澄清效果要求较高且占地空间较小的场所。

隔板I和隔板II将圆筒分隔为三个环形空间，隔板I为第一环形空间和第二环形空间的共同组成部件，隔板II为第二环形空间和第三环形空间的共同组成部件，减少了材料，节省了制作成本，结构紧凑；为拆装方便，上壳体与下壳体通过法兰组件连接；下壳体设计为锥形或半圆形结构，方便污泥收集并导出壳体。

挡板I和挡板II将第一环形空间分隔为第一扇形空间I和第一扇形空间II，第一扇形空间I的弧长为第一环形空间II的弧长的1.2倍～1.5倍，使污水在第一通道内进行微涡旋聚凝反应以达到第一次澄清，澄清效果优良。

附图说明

图1为本发明实施例一中的一种封闭式微涡流澄清器的整体结构示意图；

图2为图1去掉上壳体时的俯视示意图；

图3为本发明实施例二中的一种封闭式微涡流澄清器的整体结构示意图；

图4为本发明实施例三中的一种封闭式微涡流澄清器的整体结构示意图；

图5为本发明实施例四中的一种封闭式微涡流澄清器的整体结构示意图。

图中：1、壳体，101、上壳体，102、圆筒，103、下壳体，2、微涡流絮凝球，3、出水管，4、排污管I，5、排污阀I，6、排污管II，7、进水管，8、污水第一通道，9、污水第三通道，10、污水第四通道，11、排气阀，12、污水第二通道，13、挡板I，14、挡板II，15、连接管，16、隔板I，17、隔板II，18、排污阀II，19、法兰组件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需要说明的是，本发明实施例中的上、下、顶、底、内、外等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

实施例一：

如图1和图2所示，一种封闭式微涡流澄清器，包括封闭壳体1，壳体1包括圆筒102、与圆筒102顶部密封连接的上壳体101和与圆筒102底部密封连接的下壳体103，上壳体101上设置有排气管，排气管上设有排气阀11，下壳体103底部设有排污管I 4，上壳体101为圆盘形结构，为增强通用性，可采用罐体封头，下壳体103为锥形结构，上壳体101和下壳体103均焊接在圆筒上。根据实际工作情况，可在圆筒底部或下壳体上部的外表面上均布设有至少三个支撑腿(未图示)，以使澄清器立放在地面或工作平台上，支撑腿的结构及其连接方式采用常规技术手段即可，这里不再详述。

圆筒102内部由外至内依次设有同轴设置的筒状隔板I 16和筒状隔板II 17，隔板I 16和隔板II 17的顶部相平齐，且均设置在圆筒102的顶部，隔板I 16的底部设置在圆筒102的底部位置，隔板II 17的底部向下延伸至下壳体103内并与下壳体103内水平设置的出水管3相连通，出水管3的出水口设置在下壳体103外部，隔板I 16与圆筒102内壁之间形成第一环形空间，隔板I 16和隔板II 17之间形成第二环形空间，隔板II 17内部空腔为第三环形空间。

第一环形空间内设有挡板I 13和挡板II 14，挡板I 13和挡板II 14均垂直于壳体轴线方向设置，一端固定密封连接在圆筒102内壁，另一端固定密封连接在隔板I 16的外表面上，固定连接可采用焊接连接等；挡板I 13和挡板II 14将第一环形空间分隔为第一扇形空间I和第一扇形空间II，第一扇形空间I的弧长大于第一扇形空间II，优选为第一扇形空间I的弧长为第一扇形空间II的弧长的1.2倍～1.5倍，以获得良好的澄清效果；第一扇形空间I的上下两端均设置有水平布置的扇形封板I，扇形封板I外侧与圆筒102内壁密封连接，内侧连接在隔板I 16的顶部，其两端分别密封连接在挡板I 13和挡板II 14上，密封连接可采用焊接连接等；第一扇形空间II的上端设置有水平布置的扇形封板II，扇形封板II外侧与圆筒102内壁密封连接，内侧连接在隔板I 16的顶部，其两端分别密封连接在挡板I 13和挡板II 14上，密封连接可采用焊接连接等；第一扇形空间II下端设置有水平布置的扇形钢结构格栅I，扇形钢结构格栅I外侧与圆筒102内壁连接，内侧连接在隔板I 16的顶部，其两端分别连接在挡板I 13和挡板II 14上，连接可采用焊接连接等；第二环形空间的上下两端均设置有水平布置的环形钢结构格栅II，环形钢结构格栅II的外侧连接在隔板I 16的内侧表面上，环形钢结构格栅II的内侧连接在隔板II 17的外侧表面上，连接可采用焊接连接等；第三环形空间的上端设置有水平布置的圆形钢结构格栅III，如可采用圆形钢结构格栅III焊接连接在第三环形空间上端的隔板II 17的内侧表面上，其下端与出水管3相连通；挡板II 14上部开有连通污水第一通道8和污水第二通道12的通孔，使经污水第一通道8澄清的污水通过通孔直接进入通污水第二通道12，还可以通过设置连接在通孔的连接管15连通污水第二通道12，连接管15设置在污水第二通道12内。

第一扇形空间I、挡板I 13、挡板II 14和环形封板I共同形成污水第一通道8，即污水第一通道8为由圆筒102、隔板I 16、挡板I 13、挡板II 14和上下两端的环形封板I共同形成的封闭腔体，污水第一通道8底部顶部的圆筒上开有连通进水管7的进水口，污水第一通道8底部的圆筒102上开有连通排污管II 6的排污口；第一扇形空间II、挡板I 13、挡板II14、环形封板II和环形钢结构格栅I共同形成污水第二通道12；第二环形空间和环形钢结构格栅II共同形成污水第三通道9，第三环形空间和圆形钢结构格栅III共同形成污水第四通道10；

污水第一通道8、污水第二通道12、污水第三通道9和污水第四通道10内部均填充有若干微涡流絮凝球2，微涡流絮凝球特殊的多孔状球体结构能够产生微涡旋聚凝效果，使胶体脱稳后在水力碰撞作用下产生絮体，由于微涡旋的存在加快水体中胶体迁移，增加碰撞几率，提高凝聚效率从而产生澄清效果；上述钢结构格栅除了防止污水通道内的微涡流絮凝球2脱离相应通道外，起到了支撑并固定污水通道的作用，如通过上下两端水平布置的圆形钢结构格栅III使污水第四通道10在隔板I 16上；同时还起到连通通道的作用，如经污水第二通道12澄清过的污水通过其底部的环形钢结构格栅I流出，然后通过污水第三通道9底部的环形钢结构格栅II流入污水第三通道9，经污水第三通道9澄清过的污水经污水第三通道9顶部的环形钢结构格栅II流出，最后通过污水第四通道10顶部的圆形钢结构格栅III流入污水第四通道10，结构紧凑、稳定，体积小且大大地减少了制作成本。

污水由进水管7依次经进水口、污水第一通道8、污水第二通道12、污水第三通道9、污水第四通道10和出水管3排出壳体1。

一种利用上述微涡流澄清器进行的澄清方法，包括以下步骤：

准备工作：在污水处理前期的进水过程中，为保持壳体1内部充满污水，需要打开排气阀11进行排气操作；

第一反应阶段：污水由进水管7经进水口至污水第一通道8，污水在微涡流絮凝球2的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第一次澄清，此阶段污水在第一通道8内澄清时产生的污泥由排污管II 6排出壳体1之外；

第二反应阶段：经第一反应阶段澄清的污水依次进入污水第二通道12和污水第三通道9，污水在微涡流絮凝球2的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第二次澄清，此阶段污水在第二通道12和污水第三通道9内澄清时产生的污泥量较大，由下壳体103收集储存并定时由排污管I 4排出壳体1之外；

第三反应阶段：经第二反应阶段澄清的污水进入污水第四通道10，污水在微涡流絮凝球2的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第三次澄清，此阶段污水在污水第四通道10内澄清时产生的微量污泥(污泥含量可忽略)与污水由污水第四通道10下端的出水管3排出壳体1之外。

为方便进行排污操作，排污管I 4上设有排污阀I 5，排污管II 6上设有排污阀II18，上述各阶段中的污水原动力为进水原始水压。

实施例二：

如图3所示，一种封闭式微涡流澄清器，本实施例与实施例一不同之处在于：上壳体101与圆筒102通过法兰组件19可拆卸式密封连接。

法兰组件19包括连接在上壳体101底端的上法兰(未图示)、连接在圆筒102顶端的下法兰(未图示)和上法兰与下法兰之间的密封垫(未图示)，法兰之间通过螺栓连接。

通过法兰组件19连接上壳体101与圆筒102，拆装方便，便于维护等。

实施例三：

如图4所示，一种封闭式微涡流澄清器，本实施例与实施例一不同之处在于：下壳体103为半圆形结构或U型结构或与上壳体对称设置的圆盘形结构等，优选为与上壳体对称设置的圆盘形结构，使上壳体101和下壳体103通用，可品量生产，进而提高加工效率，省去了为制作下壳体而专门设计的模具或夹具等，节省了制作成本；下壳体103底部开有连接下壳体103内部与排污管I 4的排污口。

实施例四：

如图5所示，一种封闭式微涡流澄清器，本实施例与实施例一不同之处在于：上壳体101为一圆形封板结构，其周向表面焊接连接在圆筒102的顶部位置，上壳体101与污水第三通道9顶部的环形钢结构格栅II和污水第四通道10顶部的圆形钢结构格栅III之间具有通流间隙，以保证污水第三通道9通过该间隙与污水第四通道10相连通。

以上是对本发明所提供的一种封闭式微涡流澄清器及其澄清方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种封闭式微涡流澄清器，其特征在于：包括封闭壳体(1)，壳体(1)包括圆筒(102)、与圆筒(102)顶部密封连接的上壳体(101)和与圆筒(102)底部密封连接的下壳体(103)，上壳体(101)上设置有排气管，排气管上设有排气阀(11)，下壳体(103)底部设有排污管I(4)；

所述圆筒(102)内部由外至内依次设有同轴设置的筒状隔板I(16)和筒状隔板II(17)，隔板I(16)和隔板II(17)的顶部相平齐，隔板II(17)的底部向下延伸至下壳体(103)内并与下壳体(103)内的出水管(3)相连通，出水管(3)的出水口设置在下壳体(103)外部，隔板I(16)与圆筒(102)内壁之间形成第一环形空间，隔板I(16)和隔板II(17)之间形成第二环形空间，隔板II(17)内部空腔为第三环形空间；

所述第一环形空间内设有挡板I(13)和挡板II(14)，挡板I(13)和挡板II(14)将第一环形空间分隔为第一扇形空间I和第一扇形空间II，第一扇形空间I的弧长大于第一扇形空间II；第一扇形空间I的上下两端均设置有扇形封板I；第一扇形空间II的上端设置有扇形封板II，其下端设置有扇形钢结构格栅I；第二环形空间的上下两端均设置有环形钢结构格栅II；第三环形空间的上端设置有圆形钢结构格栅III，其下端与出水管(3)相连通；

所述第一扇形空间I、挡板I(13)、挡板II(14)和环形封板I共同形成污水第一通道(8)，污水第一通道(8)底部顶部的圆筒上开有连通进水管(7)的进水口，污水第一通道(8)底部的圆筒(102)上开有连通排污管II(6)的排污口；第一扇形空间II、挡板I(13)、挡板II(14)、环形封板II和环形钢结构格栅I共同形成污水第二通道(12)；第二环形空间和环形钢结构格栅II共同形成污水第三通道(9)，第三环形空间和圆形钢结构格栅III共同形成污水第四通道(10)；

所述污水第一通道(8)、污水第二通道(12)、污水第三通道(9)和污水第四通道(10)内部均填充有若干微涡流絮凝球；

污水由进水管(7)依次经进水口、污水第一通道(8)、污水第二通道(12)、污水第三通道(9)、污水第四通道(10)和出水管(3)排出壳体(1)。

2.根据权利要求1所述的一种封闭式微涡流澄清器，其特征在于：所述上壳体为圆盘形结构或封板，和/或，下壳体为锥形或半圆形结构。

3.根据权利要求1所述的一种封闭式微涡流澄清器，其特征在于：所述第一扇形空间I的弧长为第一扇形空间II的弧长的1.2倍～1.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种封闭式微涡流澄清器，其特征在于：所述挡板II(14)上部开有连通污水第一通道(8)和污水第二通道(12)的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种封闭式微涡流澄清器，其特征在于：所述通孔通过连接管(15)连通污水第二通道(12)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种封闭式微涡流澄清器，其特征在于：所述上壳体(101)与圆筒(102)通过法兰组件(19)连接。

7.根据权利要求6所述的一种封闭式微涡流澄清器，其特征在于：所述法兰组件(19)包括连接在上壳体(101)底端的上法兰、连接在圆筒(102)顶端的下法兰和上法兰与下法兰之间的密封垫，法兰之间通过螺栓连接。

8.一种利用权利要求1-7之一所述微涡流澄清器进行的澄清方法，其特征在于：

准备工作：在污水处理前期的进水过程中，为保持壳体(1)内部充满污水，需要打开排气阀(11)进行排气操作；

第一反应阶段：污水由进水管(7)经进水口至污水第一通道(8)，污水在微涡流絮凝球的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第一次澄清，此阶段污水在第一通道(8)内澄清时产生的污泥由排污管II(6)排出壳体(1)之外；

第二反应阶段：经第一反应阶段澄清的污水依次进入污水第二通道(12)和污水第三通道(9)，污水在微涡流絮凝球的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第二次澄清，此阶段污水在第二通道(12)和污水第三通道(9)内澄清时产生的污泥量较大，由下壳体(103)收集储存并定时由排污管I(4)排出壳体(1)之外；

第三反应阶段：经第二反应阶段澄清的污水进入污水第四通道(10)，污水在微涡流絮凝球的作用下进行微涡旋聚凝反应以达到第三次澄清，此阶段污水在污水第四通道(10)内澄清时产生的微量污泥与污水由污水第四通道(10)下端的出水管(3)排出壳体(1)之外。