CN1137937A - 具有流动分离的纵向沉淀器 - Google Patents

Abstract

流动分离的连续的纵向沉淀器，其特征在于它包括：一个待处理液体的进入区域(1)；一个确保分散进入能量，并在该区的出口得到一个规则且基本上平稳的速度分布图的使流动状态均一化的区域(2)；一个呈现均一流动状态的，沿着该区的整个长度保持一个规则且基本上平稳的速度分布图，并维持一个使液体流动状态稳定的高夫劳德数的沉淀工作区(3)；以及一个流体的分离与回收区域(4)。

Description

具有流动分离的纵向沉淀器

本发明通常涉及一种能够连续地从液体中分离出不溶混物质的装置，该液体可以是乳浊液或悬浮液，尤其涉及一种具有流动分离的纵向沉淀器，例如，它可以用于水处理工厂(尤其是沉淀，澄清或油分离过程中)。

已经知道连续的沉淀器必须这样建造：

—流动状态应当是均匀的，尽可能少地出现湍流，尽可能地处于稳定流动状态，以便在沉淀器的整个长度上或至少在沉淀器的大多数部分上得到水平的并完全平行的液体流线；

—进口区域应当尽可能地小，它应当对被处理的粗液体进行尽可能理想的分配，使其处于均匀的流动状态；

—尽可能均匀地回收澄清的液体和回收沉淀的物质，以便对均匀的流动状态不产生任何明显的扰动。

当一个液体水平流动的纵向沉淀器建好以后，它遇到的一个困难就是在垂直平面内确保一良好的水力分布，在该结构物的入口和其出口都要有良好的水力分布，在沉淀物质，尤其是污泥的积累、收集和排放时所提出的那些问题就是所遇到的问题。

为了解决上述问题，曾作过许多努力，直到能够在整个沉淀器中得到一个湍流尽可能最小的流程，它的特征是尽可能地降低雷诺数。此外，已经知道了夫劳德数可用来估计流动状态的稳定性；循环越稳定，在整个沉淀池截面上的速度分布越均匀，稳定循环的特征就是夫劳德数高。

关于这个题目可以参考由其权利人出版的“MementoTechnique del′Eau”〔“水技术条例”〕，1989年第9版，第158-166页。

以上所考虑的问题证明了沉淀器中内部水力条件的重要性，它是该沉淀器的几何形状，液体进口装置和液体出口装置以及沉淀物质，尤其是污泥回收装置以及这三个装置相对连接的总体的结果。

已经知道为了产生一个最佳沉淀条件，就需要有一个液体平稳并无干扰的流动状态的区域，该区域被定义为沉淀工作区，其中液体呈现规则的流动速度分布图。该沉淀工作区的尺寸相对于该结构物的总尺寸越大，那么一个沉淀器的性能相应地越好。

然而，在目前大多数已经建造的沉淀器中，由于引起的干扰，尤其是一方面由于液体进口装置没有起到能量分散和分配的作用而引起的干扰，另一方面，由于被处理的液体的回收装置，该装置产生了在该结构的大部分区域对水流有扰动作用的内部回流而引起的干扰，使沉淀的工作区大大地减小了。

本发明提出了一种改进的水平沉淀器，该沉淀器在内部突出的水力条件方面是很值得注意的，使有可能得到一个很好的沉淀效率。

因此，本发明涉及一种流动分离的连续的纵向沉淀器，它包括：

—一个待处理液体的进入区域，它有一个分配液体用的装置；

—一个确保分散液体的进入能量，和在该区的出口处使速度分布图规则和基本上平稳的使流动状态均一化的区域；

—一个沉淀工作区，在该区上呈现均一的流动状态，沿着沉淀器的整个长度，维持一个规则且基本上平稳的速度分布图，同时维持一个保证液体流动状态稳定的高夫劳德数；以及

—一流体分离并回收的区域，该区域设置在该沉淀器的下游端部，在该沉淀器表面排放处理后的液体，在该沉淀器的底部排放沉淀物质。

本发明的引入并分配待处理液的区域可根据法国专利申请9314815中公开的特征建造，该专利是由权利人于1993年12月9日申请的，题目为：“对沉淀器所做的改进”。根据该最佳实施例，进口区域包括一个分配液体的装置，该装置在腔室的隔板上设置有多个校正过的允许液体进入的开口，从输送水道向这些开口输送液体，使得每一个开口都能够接受到预定份额的流动液体，上述开口按照至少水平两排五点式地排列。可以参照该专利申请，尤其是要注意该优选解决方案带来的技术效果和优点。

本发明的流体分离并回收的区域包括：

—在其上部的一个用于回收被处理液体的槽装置，这些槽最好安排在该结构的整个宽度上，以及

—在其下部，或设置一个漏斗装置，该沉淀物质沉淀在其中，采用任何传统部件从该漏斗中回收沉淀物质，或设置一个刮除和回收该沉淀物质的装置。

根据本发明的另一个实施例，该流体分离与回收区包括：

—在其上部，有一个回收处理后液体的部件，该部件可以制成槽式，或者制成浸没的多孔管的网状物，这种多孔管网状物设置在靠近沉淀器的表面处；

—在其下部，有一个回收沉淀物质的部件，该部件最好是设置在该沉淀器底部的浸没的多孔管网状物。

根据本发明的一个较好的实施例，在该流体分离与回收区设置了一个用于被处理液体-沉淀物质界面位置的探测器装置，从而能够控制该沉淀物质的回收。

根据本发明，在处理悬浮液的情况下，借助于横向水槽回收漂浮物质，该横向水槽或设置在液体入口区域，该结构的上游，或设置在该流体分离与回收区的入口处的下游，或同时设置在上述这两个地方。

根据本发明，该沉淀器是带有分开水道类型的沉淀器，它们之间或有或无相通的壁，每一个水道包括上述四个区域，可以选择水道数以便获得所期望的雷诺数。

根据一个最佳实施例，一回收沉淀物质的装置还可以设置在第二和第三区域，该装置可能是传统形式的可移动的桥式刮泥器，该刮泥器上可能带有一个抽吸管，以便能在这两个区域内回收沉淀物质。

根据本发明的另一个实施例，在流体分离和回收区域中，该沉淀器另外还包括有一个层状装置，以便改善沉淀效果。

根据下文参照附图对本发明的详细描述，本发明的其它特征和优点将会显示出来，这些附图用来说明本发明的实施例，不应对本发明构成任何限制。在附图中：

图1表示的是本发明沉淀器在轴向截面的基本示意图，它应用于处理悬浮液；

图2是本发明沉淀器的一个实施例在长轴方向上的视图；

图3是图1所示沉淀器的平面图，

图4是沿图3中4.4截面的放大视图，

图5是沿图3中5.5截面的放大视图，

图6与图1类似，也是一个基本示意图，涉及用本发明的沉淀器处理乳浊液，

图7与图6类似，也是一个基本示意图，它在分离区的下部有一个刮除并回收沉淀物质的装置。

首先参照图1，它涉及应用本发明处理悬浮液，其中本发明的一沉淀器的其它区域已经指出过：

区域1是待处理液体引入的区域，例如含有悬浮物质的原水，尤其是工业或市政废水。该区域1包括一个分配待处理液体的装置，在该最佳实施例中，该装置包括多个开口，这些开口的位置和设计使得在所有方向上都能得到几乎均匀地分布的液体喷射流，同时，实际上在截面的所有地方都提供流动状态。如上所述，最好根据上述法国专利9314815提供的结构制造该分配装置，读者可以自己去查阅。因此这里就不再对该装置进行描述了。

区域2紧接着液体进入和分配区域1，形成液体均匀流动的区域。其长度要被确定得使其进入能量得到自然的分散，并在出口处呈现一个平稳的速度分布图。

区域3是沉淀的工作区域，在其长度上，液体呈现均匀且无干扰的流动状态，这一平稳的流动状态有可能维持一规则的速度分布图。如图1所示，该区域3的尺寸相对于沉淀器的总尺寸是比较大的，这使得有可能得到最佳沉淀效果。

区域4是被沉淀物质和处理后液体的出口区域，其中，必须避免前面区域速度的任何变化。因此分离和回收该流体-处理后的液体/被沉淀的物质是在该区域4内完成的，在区域4的表面得到处理后的液体，而通过沉淀器的底部回收沉淀物质。图1所示的实施例适用于悬浮液的处理，其中该沉淀物质被收集在漏斗装置中，这一点将在下文详细描述。

在图1所示的非限定性实施例中，该区域4在其进口和整个宽度上包括一个回收漂浮物质的横向水槽，用数字10表示。同时也在区域1的出口回收这些漂浮物质。设想用于回收区域1的出口和区域4的进口处的漂浮物质的装置是明显可能的。在区域4的起始段，借助于一个横向水槽回收该漂浮物质，该水槽设置在沉淀器的整个宽度上，这样使得可能保护处理后液体的出口。因而在该结构物的整个宽度上产生了一个天然的虹吸作用，由此使得它的建造更容易。

图1中还表示了一个用于回收沉淀物质的装置12。该装置通常可能制成一种桥式刮泥器，并设置或不设置一个抽吸管，这一点下文还要描述。

现在参照图2-5，它们根据图1，详细展示了本发明装置的一个非限定性实施例。

从图2-5可看出，本发明的沉淀器是传统的池形沉淀器，其整体用14表示，如图3可清楚地看出，借助于分隔墙将其分隔成多个水道，该水道可能是相通的。该沉淀池14包括，在对应于图1的区域1的区域的进口处的一个允许待处理液体进入并分配待处理液体的装置，该装置用16表示，该装置的结构如上所述，这里就不再描述了，读者可以自己查阅上述法国专利第9314815号。

紧接着进口和分配装置16的是沉淀池的每一个水道，根据图1沉淀池的每一水道都包括区域2和区域3。在此不再对这两个区域重复描述了。

如上面已经看到的该沉淀器的区域4包括一个同时分离并回收沉淀物质和处理后液体的部件。这些部件作为一个整体用18表示(见图2)。

在处理悬浊液的本实施例中，该沉淀物质被收集在一个漏斗装置20中，每一个漏斗20在其底部可能设置有排放孔，该孔伸进收集管22中，该沉淀物质从收集管22被输送到收集槽24中，该收集槽设置在该结构体的外侧(如图3所示)，可以通过中间阀门如伸缩式阀门26回收该沉淀物质。

可以采用任何合适的部件回收沉淀物质，例如，借助于伸入水槽中的重力抽吸管，该水槽设置在沉淀器的表面，其中的液位低于沉淀器的液位，或者使用任何已知的泵出部件，如通过设置有乳浊液输送泵的中间管，该管伸进设置在沉淀器表面的水槽中，其中的液位可能高于沉淀器的液位。

根据本发明这个相同的区域4包括一个水槽装置，用于确保回收并排放处理后的液体。为了在该区域4维持一个无干扰的流动状态，必须在这个区域整个表面回收处理后的液体，这与传统的结构相反，传统的沉淀器通过中间侧面水槽回收处理后的液体，这样就产生了一个内流回路，使得从该区域的逆流方向排放处理后的液体，这样就扰乱了沉淀器中的流动状态。因此，在本实施例中，通过伸进纵向水槽30中的横向水槽28的中间网状物在区域4中回收处理后的液体，随后通过中间收集水道32排放处理后的液体。

如图2和5所示，本发明的装置可能另外还包括一个层状沉淀装置33，该装置设置在区域4中，以便进一步改善沉淀效果。

根据本发明的另一种变化形式；上述回收处理后液体的水槽装置可能包括一个伸进一个或多个横向水槽的纵向水槽的网状物，通过中间收集水道32从该水槽装置中排放处理后的液体。

如上所示，根据本发明，可能提供一个回收沉淀物质的装置，如12所示，它设置在沉淀池的区域2和区域3中。该装置可能是传统的“可移动桥式刮泥器”，该装置包括多个刮刀34，每一个刮刀都可能设置有一个抽吸管36。本发明的另一种变化形式使得可能制造出一种抽吸沉淀物质的刮板式沉淀器，它尤其可能用于液体澄清的工厂，尤其是采用活性污泥的废水处理。然而，这只是一个应用实施例，本发明并不局限于此。

图6表示的是本发明的沉淀器用于处理乳浊液时的情形。其特征已在前面的描述中定义的这四个区域在图6中再次出现了，只是流体分离的区域4与前面的有些不同。在该实施例中，是在该区域的上部回收处理后的液体，例如或通过上述中间水槽，或通过位于靠近沉淀器表面的浸没的多孔管的网状物回收处理后的液体，并借助于一个设置在沉淀器底部的浸没的多孔管的网状物回收沉淀的物质。

在由图7所说明的本发明的另一种变化形式中，借助于一个刮板装置35在区域4中回收沉淀的物质。

如上所述，本发明的沉淀器，在整个池子的长度上能够维持一个几乎恒定的速度，从而得到一个非常稳定的流动状态。这是由于区域1、区域2和3以及区域4的特性结合造成的，区域1用于输送和分配待处理液体，区域2和3有足够的长度，从而可以得到并维持一个稳定的液体流动状态，区域4用于该流体分离和回收，它的作用不会对待处理的液体的逆流流动状态的稳定性产生不利的影响。

在本发明层状沉淀器的另一种变化形式中，沉淀器也设置有一个区域4，这使得可能改进被处理液体中悬浮物质的分离效果，并收集非均匀物质，从而能够对待产生的沉淀物进行提纯。

根据本发明，也可能设置使可能调节回收沉淀物质随着被处理液体流速而变化的部件。事实上，本发明的沉淀器的特征就是在区域4的入口处，该流动分离的表面很清洁，借助于一个探测器，有可能探测出处理后液体/沉淀物质分离的表面高度位置，并设置一个装置在第四区域的下部通过流速来随动控制沉淀物质的回收。

在如上所述的本发明装置的这些优点中，可能特别指出的是：

—由于上述原因，使得在沉淀器的整个长度上能够获得非常稳定的液体流动状态，从而获得突出的沉淀效果，

—与已有的技术解决方案相比，本发明的沉淀器的结构简单，尤其是不采用一个侧面水槽装置而是在沉淀器整个宽度上来回收处理后的液体，这使得对于桥式刮泥器容易产生一个滚动的表面，

—选择沉淀池中的水道数的可能性，从而在不降低夫劳德数的情况下，维持所期望的雷诺数。

本发明的沉淀器能够用来分离以乳浊液或悬浮液形式存在于液体中的任何不溶混物质，例如用于沉淀，澄清，油分离等。当然，最好将本发明的沉淀器用于水处理工厂，用它分离工业废水或市政废水中存在的悬浮物质。如上所述，该沉淀器还可以用于带有循环污泥的废水净化工厂中。

应当很清楚地了解，本发明并不局限于本文所描述和/或提到的这些实施例和其使用场合，本发明应当包括其所有变化形式。

Claims (16)

1.具有流动分离的连接的纵向沉淀器，其特征在于它包括：

—一待处理液体的进入区域(1)，该区域包括一个分配液体的装置；

—一使流动状态均一化，确保进入能量的分散，并在该区的出口得到一个规则且基本上平稳的速度分布图的区域(2)；

—一呈现均一流动状态的沉淀工作区(3)，沿着该区的整个长度保持一个规则且基本上平稳的速度分布图，并维持一个使液体流动状态稳定的高夫劳德数；以及

—一流体的分离与回收区域(4)，该区域位于沉淀器的下游端，在表面排放处理后的液体，在沉淀器底部排放沉淀物质。

2.如权利要求1所述的沉淀器，其特征在于上述进入和分配区域(1)包括一个分配液体的装置(16)，该装置是由在腔室的隔板上设置的多个校正过的、允许液体进入的开口组成的，从输送水道向这些开口输送液体，使得每一个开口都能够接受到预定份额的流动液体，上述开口按照至少水平的两排呈五点式的排列。

3.如权利要求1或2所述的沉淀器，其特征在于流体的分离与回收区域(4)包括：

—一个在其上部用于回收处理后液体的水槽装置(28，30)，这些水槽最好在结构物的整个宽度上设置，以及

—一个在其下部的，沉淀物质沉积在其中的漏斗装置(20)，借助于任何传统部件从该漏斗中回收沉淀物质。

4.如权利要求1或2所述的沉淀器，其特征在于流体的分离与回收区域(4)包括：

—一个在其上部用于回收处理后液体的水槽装置(28，30)，这些水槽最好在结构物的整个宽度上设置，以及

—一个在其下部用于刮除并回收沉淀物质的装置(35)。

5.如权利要求3或4所述的沉淀器，其特征在于上述回收处理后液体的水槽装置包括一个伸进一个或多个纵向水槽30中的横向水槽(28)的网状物，处理后的液体通过中间收集水道(32)从该水槽装置中排出。

6.如权利要求3或4所述的沉淀器，其特征在于上述回收处理后液体的水槽装置包括一个伸进一个或多个横向水槽中的纵向水槽的网状物，处理后的液体通过中间收集水道(32)从该水槽装置中排出。

7.如上述任一权利要求所述的沉淀器，其特征在于在该流体的分离与回收区域(4)中沉淀物质的回收是通过伸进水槽中的中间重力抽吸管完成的，上述水槽设置在沉淀器的表面，其中的液位低于沉淀器的液位。

8.如上述任一权利要求所述的沉淀器，其特征在于在该流体的分离与回收区域(4)中沉淀物质的回收是通过一用于泵出的中间部件完成的，尤其是安装有乳浊液输送泵的管子，该管子伸进设置在沉淀器表面的水槽中，其中的液位可能高于沉淀器的液位。

9.如权利要求1-6中任一项所述的沉淀器，其特征在于在该流体的分离与回收区域(4)中沉淀物质的回收是借助于一个设置在沉淀器底部的浸没的多孔管的网状物完成的。

10.如权利要求1，2和7-9中任一项所述的沉淀器，其特征在于在该流体的分离与回收区域(4)中处理后液体的回收是通过一个设置在靠近沉淀器表面的中间浸没的多孔管网状物完成的。

11.如上述任一权利要求所述的沉淀器，其特征在于借助于一个横向水槽(10)回收漂浮物质，该横向水槽(10)或设置在待处理液体的进口区域(1)中，该沉淀器的上游，或设置在该流体的分离与回收区(4)的入口处，该沉淀器的下游，或同时设置在这两个地方。

12.如上述任一权利要求所述的沉淀器，其特征在于该沉淀器是水道分开类型的沉淀器，它们之间具有或不具有连通壁，每一个水道都包括上述四个区域，并选择水道数以便获得所期望的雷诺数。

13.如上述任一权利要求所述的沉淀器，其特征在于在第二区域(2)和第三区域(3)中设置一个回收沉淀物质的装置(12)。

14.如权利要求9所述的沉淀器，其特征在于回收沉淀物质的装置是按一个可移动的桥式刮泥器形式，设置或不设置抽吸管而制造的。

15.如上述任一权利要求所述的沉淀器，其特征在于在区域(4)中，还包括一个层状装置(33)以便提纯沉淀物。

16.如上述任一权利要求所述的沉淀器，其特征在于该流体的分离与回收区(4)设置有一个处理后液体-沉淀物质界面位置的探测器，从而能够控制要被获得的沉淀物质的回收。

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