CN111494991A - 一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置 - Google Patents

一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置 Download PDF

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Abstract

一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，它涉及一种斜板沉淀池装置，具体涉及一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置。本发明为了解决现有斜板沉淀池内积泥较多，影响斜板沉淀池长期稳定运行和出水质量的问题。本发明包括水处理区和沉泥收集区，水处理区和沉泥收集区由上至下依次连接。本发明属于地表水、地下水处理领域。

Description

一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置
技术领域
本发明涉及一种斜板沉淀池装置，具体涉及一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，属于地表水、地下水处理领域。
背景技术
沉淀工艺作为水处理中应用最广泛的技术之一，对地表水、地下水以及微污染水源水的水质，尤其是浊度、CODMn、病原微生物等参数的控制至关重要。沉淀池一般应用于混凝工艺之后，这样投加絮凝剂后的原水在形成大的易于沉降的絮凝体之后，在沉淀池中，絮凝体可在重力作用下快速沉降而得到去除。目前，针对不同的水源和水质，沉淀池采用多种多样的类型，如平流沉淀池、辐流沉淀池、斜管/斜管沉淀池等。相较而言，平流沉淀池和辐流沉淀池容易去除易于沉淀的絮体，而对未来得及沉淀以及不易沉淀的微小絮体则去除效果较差。根据理想沉淀池理论，在同样的处理效率时，沉淀池深度越浅,就越能缩短沉淀时间。在同样的处理水量条件下，沉淀面积愈大，沉淀池的效率愈高，因此，斜板沉淀池在沉淀池内增设一组斜板通过增大沉淀面积，改变板间水流流态为层流，未来得及沉淀以及不易沉淀的微小絮体被斜管捕获，不仅缩短了沉淀时间，还获得了高质量的出水。然而，当池子增加斜板分区分格后，虽可以提高沉淀效率，但斜管沉淀池斜板容易积泥，尤其是绒絮状积泥，难以清理，长期运行甚至堵塞斜板空间，增加排泥困难，甚至导致出水水质下降。
发明内容
本发明为解决现有斜板沉淀池内积泥较多，影响斜板沉淀池长期稳定运行和出水质量的问题，进而提出一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括水处理区和沉泥收集区，水处理区和沉泥收集区由上至下依次连接。
进一步的，水处理区包括由沉淀池外壁围成的沉淀池、多个斜板、多个倾角调节装置、边壁板、多个喷水/气系统和出水系统；边壁板、多个斜板由左至右依次设置在沉淀池内，边壁板的下端与沉淀池的内壁固定连接，每个斜板下端的倾斜轴心与沉淀池的内壁转动连接，每个斜板的上端与所述倾角调节装置连接，每个斜板上均安装一个喷水/气系统，出水系统安装在沉淀池的上部。
进一步的，每个所述倾角调节装置包括斜板吊索、吊索滑动轨道和吊索轴心传动装置；斜板吊索的下端与斜板的上端连接，斜板吊索的上端与吊索滑动轨道的一端连接，吊索滑动轨道另一端的吊索轴心与吊索轴心传动装置连接。
进一步的，吊索轴心传动装置包括拉动杆、拉伸轨道和动力装置；拉动杆的一端与吊索滑动轨道的另一端连接，拉动杆的另一端通过拉伸轨道与动力装置连接。
进一步的，喷水/气系统包括曝气喷头、喷水/气喷头短管、喷水/气通道、螺栓接头、喷水/气软管、可伸缩供气供水总管和臭氧水供应组件，曝气喷头安装在斜板的表面，曝气喷头通过喷水/气喷头短管与喷水/气通道连接，喷水/气通道通过螺栓接头与喷水/气软管的一端连接，喷水/气软管的另一端通过可伸缩供气供水总管与所述臭氧水供应组件连接。
进一步的，所述臭氧水供应组件包括三通管、供水支管、高速水泵、水箱、供气支管和臭氧发生器，可伸缩供气供水总管与三通管连接，供水支管的一端与三通管连接，供水支管的另一端与高速水泵的出水口连接，高速水泵的进水口与水箱的出水口连接，供气支管的一端与三通管连接，供气支管的另一端与臭氧发生器连接。
进一步的，出水收集系统包括穿孔收集管、收集总管和出水泵，穿孔收集管水平设置在沉淀池内的上部，且穿孔收集管位于水面下，穿孔收集管与收集总管连接，收集总管与出水泵连接。
进一步的，沉泥收集区包括沉泥池、沉泥收集管、进水管和进水泵，沉泥池的上端与沉淀池的下端连接成一体，沉泥收集管设置在沉泥池内的底部，进水管设置在沉泥池内的侧壁上，且进水管的出水口位于沉泥收集管的上方，进水管的进水口与进水泵连接。
进一步的，沉泥池的内轮廓由上至下依次减缩。
本发明的有益效果是：本发明的装置通过设置吊索和轨道，将传统斜板沉淀池中斜板倾角固定值转变为可变值，充分利用沉泥重力清理积泥，不仅保证斜板沉淀池的出水效果，而且解决了斜板沉淀池的沉泥难以排除的技术难题；本发明中的喷水/气系统，不仅深度清理积泥，避免生物膜滋生，而且在一定程度上将臭氧消毒与沉淀工艺耦合，实现了沉淀与消毒的一体化，强化沉淀效果，提高了出水水质。经本发明装置处理后的出水，可进行中水回用，用于家庭冲厕、绿化浇灌等；
本发明采用一体化的构造，将水处理区1、沉泥收集区2有机结合在一起，通过吊索和滑动轨道的设计将底板进行可倾斜设计，且喷水/气系统可强化积泥的清除，具有降低药剂使用量，提高沉淀效率等优势。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是斜板及喷水/气系统的结构示意图；
图3是本发明的内部结构示意图；
图4是本发明的侧剖视图；
图5是拉动杆延拉伸轨道往复运动示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置包括水处理区1和沉泥收集区2，水处理区1和沉泥收集区2由上至下依次连接。
具体实施方式二：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的水处理区1包括由沉淀池外壁围成的沉淀池3、多个斜板4、多个倾角调节装置、边壁板6、多个喷水/气系统7和出水系统8；边壁板6、多个斜板4由左至右依次设置在沉淀池3内，边壁板6的下端与沉淀池3的内壁固定连接，每个斜板4下端的倾斜轴心19与沉淀池3的内壁转动连接，每个斜板4的上端与所述倾角调节装置连接，每个斜板4上均安装一个喷水/气系统7，出水系统8安装在沉淀池3的上部。
本实施方式中，斜板4与水平方向的夹角为n，n的可调节范围为60°～75°。
其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的每个所述倾角调节装置包括斜板吊索20、吊索滑动轨道22和吊索轴心传动装置23；斜板吊索20的下端与斜板4的上端连接，斜板吊索20的上端与吊索滑动轨道22的一端连接，吊索滑动轨道22另一端的吊索轴心21与吊索轴心传动装置23连接。
本实施方式中，吊索滑动轨道22呈圆弧状。
其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的吊索轴心传动装置23包括拉动杆24、拉伸轨道25和动力装置26；拉动杆24的一端与吊索滑动轨道22的另一端连接，拉动杆24的另一端通过拉伸轨道25与动力装置26连接。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的喷水/气系统7包括曝气喷头11、喷水/气喷头短管12、喷水/气通道13、螺栓接头14、喷水/气软管15、可伸缩供气供水总管16和臭氧水供应组件，曝气喷头11安装在斜板4的表面，曝气喷头11通过喷水/气喷头短管12与喷水/气通道13连接，喷水/气通道13通过螺栓接头14与喷水/气软管14的一端连接，喷水/气软管15的另一端通过可伸缩供气供水总管16与所述臭氧水供应组件连接。
本实施方式中，斜板4内部每根喷水/气软管连接15条喷水/气通道，每条喷水/气通道设置有10个曝气头，其中5个曝气头设置于斜板4的正面，另外5个设置于斜板4的反面。
其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式六：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的臭氧水供应组件包括三通管28、供水支管29、高速水泵30、水箱31、供气支管32和臭氧发生器33，可伸缩供气供水总管16与三通管18连接，供水支管29的一端与三通管28连接，供水支管29的另一端与高速水泵30的出水口连接，高速水泵30的进水口与水箱31的出水口连接，供气支管32的一端与三通管28连接，供气支管32的另一端与臭氧发生器33连接。
本实施方式中，臭氧发生器33产生的臭氧与水箱31中出水混合后的臭氧浓度范围为50～150mg/L。
其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的水收集系统8包括穿孔收集管17、收集总管18和出水泵18-1，穿孔收集管17水平设置在沉淀池3内的上部，且穿孔收集管17位于水面下，穿孔收集管17与收集总管18连接，收集总管18与出水泵18-1连接。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式八：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的沉泥收集区2包括沉泥池9、沉泥收集管10、进水管27和进水泵27-1，沉泥池9的上端与沉淀池3的下端连接成一体，沉泥收集管10设置在沉泥池9内的底部，进水管27设置在沉泥池9内的侧壁上，且进水管27的出水口位于沉泥收集管10的上方，进水管27的进水口与进水泵27-1连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式九：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置的沉泥池9的内轮廓由上至下依次减缩。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。
工作原理
混凝工艺的出水或加有絮凝剂并搅拌后的原水通过进水管27进入水处理区1下部后，水流挟带絮体在水处理区1中的斜板间向上流动，一部分絮体在重力作用下延斜板沉入沉泥收集区2，一部分松散絮体黏附于斜板表面未下沉入沉泥收集区2并通过沉泥收集管排出。絮体沉淀后得到的高澄清度出水通过出水收集系统的穿孔收集管和收集总管收集。当斜板间积泥逐渐增加导致出水浊度升高时，关闭进水泵27-1和出水泵18-1，拉动杆24在动力装置26的带动下延拉伸轨道25移动，从而拉动吊索轴心21延着吊索滑动轨道22由轨道一端缓慢滑向另一端，带动斜板吊索20及斜板4以斜板倾斜轴心19逆时针运动，这样斜板4与水平方向的倾角由55度升高至75度，斜板变陡，一部分积泥在重力作用下沉到池底。同时，开启高速水泵30和氧发生器33，这样高速水流与臭氧混合后的溶液通过可伸缩供气供水总管16、进入斜板吊索5中的喷水/气软管15，再进入斜板4内部的喷水/气通道12，最后通过斜板4表面的曝气喷头11喷出从而清洗斜板表面的积泥。同时，臭氧还可以防止曝气头表面生物膜的再生，同时提高出水水质。
本发明进行水处理的过程为：
步骤一、水处理：浊度为20～80NTU的原水加入2mg/L絮凝剂后通过进水管进入沉淀池，并延沉泥区外壁向上流动，进入水处理区并在斜板间向上流动，一部分絮体在重力作用下延斜板沉入沉泥收集区通过沉泥收集管排出，一部分松散絮体黏附于斜板表面未下沉入沉泥收集区2。絮体沉淀后得到的高澄清度出水通过出水收集系统的穿孔收集管和收集总管收集；
步骤二、积泥初级清理阶段：当斜板间积泥逐渐增加导致出水浊度升高时，关闭进水泵和出水泵，拉动杆在动力装置的带动下延拉伸轨道移动，从而拉动吊索轴心延着吊索滑动轨道由轨道一端缓慢滑向另一端，带动斜板吊索及斜板以斜板倾斜轴心逆时针运动，这样斜板与水平方向的倾角由55度升高至75度，斜板变陡，一部分积泥在重力作用下沉到池底；
步骤三、积泥深度清理阶段：当仅依靠重力无法高效去除斜板间积泥时，开启高速水泵和氧发生器，这样高速水流与臭氧混合后的溶液通过可伸缩供气供水总管、进入斜板吊索中的喷水/气软管，再进入斜板内部的喷水/气通道，最后通过斜板表面的曝气喷头喷出从而清洗斜板表面的积泥。同时，臭氧还可以防止曝气头表面生物膜的再生，同时提高出水水质。
实施例
实施例一：
步骤一、水处理：CODMn为5～10mg/L，浊度为20～80NTU的原水加入2mg/L絮凝剂后通过进水管进入沉淀池，并延沉泥区外壁向上流动，进入水处理区并在斜板间向上流动，一部分絮体在重力作用下延斜板沉入沉泥收集区通过沉泥收集管排出，一部分松散絮体黏附于斜板表面未下沉入沉泥收集区2。絮体沉淀后得到的高澄清度出水通过出水收集系统8的穿孔收集管17和收集总管18收集；
步骤二、积泥初级清理阶段：当斜板4之间积泥逐渐增加导致出水浊度升高时，关闭进水泵27和出水泵18-1，拉动杆24在动力装置26的带动下延拉伸轨道25移动，从而拉动吊索轴心21延着吊索滑动轨道22由轨道一端缓慢滑向另一端，带动斜板吊索20及斜板4以斜板倾斜轴心19逆时针运动，这样斜板4与水平方向的倾角由55度升高至75度，斜板变陡，一部分积泥在重力作用下沉到池底；
步骤三、积泥深度清理阶段：当仅依靠重力无法高效去除斜板间积泥时，开启高速水泵30和臭氧发生器33，这样高速水流与臭氧混合后的溶液通过可伸缩供气供水总管16、进入斜板吊索20中的喷水/气软管15，再进入斜板4内部的喷水/气通道12，最后通过斜板4表面的曝气喷头11喷出从而清洗斜板4表面的积泥。喷水强度为15～20L/(s·m2)，持续时间15s。同时，臭氧还可以防止曝气头表面生物膜的再生，同时提高出水水质。
本发明的装置通过设置吊索和轨道，将传统斜板沉淀池中斜板倾角固定值转变为可变值，充分利用沉泥重力清理积泥，不仅保证斜板沉淀池的出水效果，而且解决了斜板沉淀池的沉泥难以排除的技术难题；本发明中的喷水/气系统，不仅深度清理积泥，避免生物膜滋生，而且在一定程度上将臭氧消毒与沉淀工艺耦合，实现了沉淀与消毒的一体化，强化沉淀效果，提高了出水水质。经本发明装置处理后的出水，可进行中水回用，用于家庭冲厕、绿化浇灌等。
本实施方式所述的水处理方法可保证斜板沉淀池的出水效果，解决了斜板沉淀池的沉泥难以排除的技术难题，不仅深度清理积泥，避免生物膜滋生，而且在一定程度上将臭氧消毒与沉淀工艺耦合，实现了沉淀与消毒的一体化，强化沉淀效果，提高了出水水质。
实施例二：
本实施例与实施例一不同的地方是：将实施例一中步骤三中所述的臭氧浓度改为50～80mg/L。
实施例三：
本实施例与实施例一2不同的是：步骤三中所述的喷水强度为15～25L/(s·m2)。其它与实施例一相同。
采用下述试验验证本发明的效果：
试验一：利用本发明用于处理地表水、地下水以及微污染水源水的装置和水处理方法，按以下步骤进行：
一、水处理：CODMn为5～10mg/L，浊度为20～80NTU的原水加入2mg/L絮凝剂后通过进水管进入沉淀池，并延沉泥区外壁向上流动，进入水处理区并在斜板间向上流动，一部分絮体在重力作用下延斜板沉入沉泥收集区通过沉泥收集管排出，一部分松散絮体黏附于斜板表面未下沉入沉泥收集区2。絮体沉淀后得到的高澄清度出水通过出水收集系统8的穿孔收集管17和收集总管18收集；
二、积泥初级清理阶段：当斜板4之间积泥逐渐增加导致出水浊度升高时，关闭进水泵27和出水泵18-1，拉动杆24在动力装置26的带动下延拉伸轨道25移动，从而拉动吊索轴心21延着吊索滑动轨道22由轨道一端缓慢滑向另一端，带动斜板吊索20及斜板4以斜板倾斜轴心19逆时针运动，这样斜板4与水平方向的倾角由55度升高至75度，斜板变陡，一部分积泥在重力作用下沉到池底；
三、积泥深度清理阶段：当仅依靠重力无法高效去除斜板间积泥时，开启高速水泵30和臭氧发生器33，这样高速水流与臭氧混合后的溶液通过可伸缩供气供水总管16、进入斜板吊索20中的喷水/气软管15，再进入斜板4内部的喷水/气通道12，最后通过斜板4表面的曝气喷头11喷出从而清洗斜板4表面的积泥。喷水强度为15～20L/(s·m2)，持续时间15s。同时，臭氧还可以防止曝气头表面生物膜的再生，同时提高出水水质。
采用国标法检测收集总管的出水指标：CODMn为2.9mg/L、浊度<1NTU和菌落总数<500CFU/mL，这三项指标符合《生活饮用水卫生标准》，可以作为沉淀工艺应用于城市给水厂中。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置包括水处理区(1)和沉泥收集区(2)，水处理区(1)和沉泥收集区(2)由上至下依次连接。
2.根据权利要求1所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：水处理区(1)包括由沉淀池外壁围成的沉淀池(3)、多个斜板(4)、多个倾角调节装置、边壁板(6)、多个喷水/气系统(7)和出水系统(8)；边壁板(6)、多个斜板(4)由左至右依次设置在沉淀池(3)内，边壁板(6)的下端与沉淀池(3)的内壁固定连接，每个斜板(4)下端的倾斜轴心(19)与沉淀池(3)的内壁转动连接，每个斜板(4)的上端与所述倾角调节装置连接，每个斜板(4)上均安装一个喷水/气系统(7)，出水系统(8)安装在沉淀池(3)的上部。
3.根据权利要求2所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：每个所述倾角调节装置包括斜板吊索(20)、吊索滑动轨道(22)和吊索轴心传动装置(23)；斜板吊索(20)的下端与斜板(4)的上端连接，斜板吊索(20)的上端与吊索滑动轨道(22)的一端连接，吊索滑动轨道(22)另一端的吊索轴心(21)与吊索轴心传动装置(23)连接。
4.根据权利要求3所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：吊索轴心传动装置(23)包括拉动杆(24)、拉伸轨道(25)和动力装置(26)；拉动杆(24)的一端与吊索滑动轨道(22)的另一端连接，拉动杆(24)的另一端通过拉伸轨道(25)与动力装置(26)连接。
5.根据权利要求2所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：喷水/气系统(7)包括曝气喷头(11)、喷水/气喷头短管(12)、喷水/气通道(13)、螺栓接头(14)、喷水/气软管(15)、可伸缩供气供水总管(16)和臭氧水供应组件，曝气喷头(11)安装在斜板(4)的表面，曝气喷头(11)通过喷水/气喷头短管(12)与喷水/气通道(13)连接，喷水/气通道(13)通过螺栓接头(14)与喷水/气软管(14)的一端连接，喷水/气软管(15)的另一端通过可伸缩供气供水总管(16)与所述臭氧水供应组件连接。
6.根据权利要求5所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：所述臭氧水供应组件包括三通管(28)、供水支管(29)、高速水泵(30)、水箱(31)、供气支管(32)和臭氧发生器(33)，可伸缩供气供水总管(16)与三通管(18)连接，供水支管(29)的一端与三通管(28)连接，供水支管(29)的另一端与高速水泵(30)的出水口连接，高速水泵(30)的进水口与水箱(31)的出水口连接，供气支管(32)的一端与三通管(28)连接，供气支管(32)的另一端与臭氧发生器(33)连接。
7.根据权利要求2所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：出水收集系统(8)包括穿孔收集管(17)、收集总管(18)和出水泵(18-1)，穿孔收集管(17)水平设置在沉淀池(3)内的上部，且穿孔收集管(17)位于水面下，穿孔收集管(17)与收集总管(18)连接，收集总管(18)与出水泵(18-1)连接。
8.根据权利要求1或2所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：沉泥收集区(2)包括沉泥池(9)、沉泥收集管(10)、进水管(27)和进水泵(27-1)，沉泥池(9)的上端与沉淀池(3)的下端连接成一体，沉泥收集管(10)设置在沉泥池(9)内的底部，进水管(27)设置在沉泥池(9)内的侧壁上，且进水管(27)的出水口位于沉泥收集管(10)的上方，进水管(27)的进水口与进水泵(27-1)连接。
9.根据权利要求8所述一种间歇喷气/水的倾角可调型斜板沉淀池装置，其特征在于：沉泥池(9)的内轮廓由上至下依次减缩。
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