CN113952766A - 除砂沉淀池及除砂沉淀系统 - Google Patents

Abstract

本说明书公开一种除砂沉淀池及除砂沉淀系统，除砂沉淀池包括：进液口和出液口，进液口和出液口分别位于除砂沉淀池沿第一方向相对的两端；排砂螺杆，沿第一方向延伸且位于除砂沉淀池底部，排砂螺杆沿第一方向具有相对的第一端和第二端，排砂螺杆在第一端和第二端之间具有分界处，第一端至分界处为第一段，第二端至分界处为第二段，第一段和第二段的螺旋方向相反，第一段将第一砂粒运输至第一端，第二段将第二砂粒运输至第二端，第一砂粒的直径大于第二砂粒的直径；斜板组件，位于除砂沉淀池内且位于排砂螺杆第二段的上方。本说明书所提供的除砂沉淀池及除砂沉淀系统，能够在不增加池体容积和土建投资的基础上，去除直径200微米以下的砂粒。

Description

除砂沉淀池及除砂沉淀系统

技术领域

本说明书涉及除砂技术领域，尤其涉及一种除砂沉淀池及除砂沉淀系统。

背景技术

本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物，净化水质的设备。利用水的自然沉淀或混凝沉淀的作用来除去水中的悬浮物。

传统曝气沉砂池能将直径200微米以上的砂粒去除。然而，也存在大量直径小于200微米的小砂粒，这些小砂粒进入后端流速较低的工艺时，会出现大量沉降，造成该段工艺设备的磨损和故障，因此需要在前端去除直径小于200微米的小砂粒。

直径小于200微米的小砂粒通常无法在传统的平流式沉砂池内分离，因为上升的空气会抵消小颗粒的稳定沉淀。在分离直径大于100微米的砂粒时，已经需要很长、很宽、体积很大的池型结构。如果使用传统沉砂池工艺去除直径200微米以下的砂粒，需要很大容积的沉砂池，这需要大量占地面积和土建量。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本说明书的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本说明书的目的是提供一种除砂沉淀池及除砂沉淀系统，能够在不增加池体容积和土建投资的基础上，去除直径200微米以下的砂粒。

为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种除砂沉淀池，包括：

进液口和出液口，所述进液口和出液口分别位于所述除砂沉淀池沿第一方向相对的两端；

排砂螺杆，所述排砂螺杆沿所述第一方向延伸且位于所述除砂沉淀池的底部，所述排砂螺杆沿所述第一方向具有相对的第一端和第二端，所述排砂螺杆在所述第一端和第二端之间具有分界处，所述第一端至所述分界处为第一段，所述第二端至所述分界处为第二段，所述第一段和所述第二段的螺旋方向相反，所述第一段用于将第一砂粒运输至所述第一端，所述第二段用于将第二砂粒运输至所述第二端，所述第一砂粒的直径大于所述第二砂粒的直径；

斜板组件，位于所述除砂沉淀池内且位于所述排砂螺杆第二段的上方。

作为一种优选的实施方式，所述除砂沉淀池的底部设有第一容纳槽和第二容纳槽；所述第一容纳槽与所述排砂螺杆的第一端相邻，所述第一容纳槽的槽底低于所述第一端，所述排砂螺杆的第一段用于将所述第一砂粒运输至所述第一容纳槽；所述第二容纳槽与所述排砂螺杆的第二端相邻，所述第二容纳槽的槽底低于所述第二端，所述排砂螺杆的第二段用于将所述第二砂粒运输至所述第二容纳槽。

作为一种优选的实施方式，所述斜板组件包括多个第一斜板，所述第一斜板与所述第一方向平行，且所述第一斜板与水平面具有倾斜夹角，所述倾斜夹角大于0°且小于180°。

作为一种优选的实施方式，所述排砂螺杆安装在所述除砂沉淀池的底部，所述除砂沉淀池还包括动力件，用于驱动所述排砂螺杆绕所述第一方向延伸的轴线旋转。

作为一种优选的实施方式，所述第一砂粒的直径大于或等于200微米，所述第二砂粒的直径小于200微米且大于或等于75微米。

作为一种优选的实施方式，所述除砂沉淀池内在所述排砂螺杆第一段的上方设有曝气区域，所述曝气区域包括设有喷气口的曝气件，所述曝气件的一端用于伸入液体中，所述曝气件的另一端与风机相连。

作为一种优选的实施方式，所述曝气区域包括沿第一方向依次排列的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域与所述进液口相邻；相同时间内，所述第一区域、第二区域和第三气区域的出气量逐渐减少。

作为一种优选的实施方式，所述除砂沉淀池还包括漂浮螺旋撇渣机，设于所述出液口和所述斜板组件之间。

作为一种优选的实施方式，所述除砂沉淀池还包括第一砂泵、第二砂泵、洗砂分砂一体化机和旋流分砂机；所述第一砂泵一端与所述第一容纳槽连通，另一端与所述洗砂分砂一体化机连通，用于将所述第一砂粒从所述第一容纳槽输送至所述洗砂分砂一体化机；所述第二砂泵一端与所述第二容纳槽连通，另一端与所述旋流分砂机连通，用于将所述第二砂粒从所述第二容纳槽输送至所述旋流分砂机。

本说明书实施方式还提供一种除砂沉淀系统，包括多个如上任一实施方式所述的除砂沉淀池。

有益效果：本实施方式所提供的除砂沉淀池，设置有排砂螺杆，且排砂螺杆具有螺旋方向相反的第一段和第二段，第一段排砂螺杆可以将直径稍大（例如大于或等于200微米）的第一砂粒沉降下来，通过第一段排砂螺杆将第一砂粒运输至第一端；在第二段排砂螺杆上方设置斜板组件，从而可以增加沉淀面积，将直径稍小（例如小于200微米且大于或等于75微米）的第二砂粒沉降下来，通过第二段排砂螺杆将第二砂粒运输至第二端。第一砂粒和第二砂粒被运输至不同端进行收集。

因此通过设置上述排砂螺杆和斜板组件，该除砂沉淀池能够在不增加池体容积和土建投资的基础上，去除直径200微米以下的砂粒。该除砂沉淀池既无需增加表面积和容积，同时又能提高砂粒的分离效率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本说明书的特定实施方式，指明了本说明书的原理可以被采用的方式。应该理解，本说明书的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施方式中所提供的一种除砂沉淀池的结构示意图；

图2为本实施方式中所提供的一种除砂沉淀系统的结构示意图；

图3为图2中A-A面的剖面图；

图4为本实施方式中所提供的一种除砂沉淀系统的俯视图。

附图标记说明：

100、除砂沉淀池；200、除砂沉淀系统；X：第一方向；

1、进液口；2、出液口；3、排砂螺杆；31、第一端；32、第二端；33、分界处；34、第一段；35、第二段；4、斜板组件；41、第一斜板；42、第二斜板；43、对称平面；44、斜板单元；5、第一容纳槽；6、第二容纳槽；7、动力件；8、曝气区域；81、第一区域；82、第二区域；83、第三区域；9、曝气件；10、风机；11、漂浮螺旋撇渣机；12、第一砂泵；13、第二砂泵；14、洗砂分砂一体化机；15、旋流分砂机；16、渣水分离装置；17、第一砂粒；18、第二砂粒。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本说明书的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本说明书。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1。本实施方式提供一种除砂沉淀池100，包括进液口1、出液口2、排砂螺杆3和斜板组件4。

其中，进液口1和出液口2分别位于除砂沉淀池100沿第一方向X相对的两端。排砂螺杆3沿第一方向X延伸且位于除砂沉淀池100的底部。排砂螺杆3沿第一方向X具有相对的第一端31和第二端32。排砂螺杆3在第一端31和第二端32之间具有分界处33。第一端31至分界处33为第一段34，第二端32至分界处33为第二段35。第一段34和第二段35的螺旋方向相反。第一段34用于将第一砂粒17运输至第一端31。第二段35用于将第二砂粒18运输至第二端32。第一砂粒17的直径大于第二砂粒18的直径。斜板组件4位于除砂沉淀池100内且位于排砂螺杆3第二段35的上方。

本实施方式所提供的除砂沉淀池100，设置有排砂螺杆3，且排砂螺杆3具有螺旋方向相反的第一段34和第二段35，第一段34的排砂螺杆3可以将直径稍大（例如大于或等于200微米）的第一砂粒17沉降下来，通过第一段34排砂螺杆3将第一砂粒17运输至第一端31；在第二段35的排砂螺杆3上方设置斜板组件4，从而可以增加沉淀面积，将直径稍小（例如小于200微米且大于或等于75微米）的第二砂粒18沉降下来，通过第二段35的排砂螺杆3将第二砂粒18运输至第二端32。第一砂粒17和第二砂粒18被运输至不同端进行收集。

因此通过设置上述排砂螺杆3和斜板组件4，该除砂沉淀池100能够在不增加池体容积和土建投资的基础上，去除直径200微米以下的砂粒。该除砂沉淀池100既无需增加表面积和容积，同时又能提高砂粒的分离效率。

需要说明的是，上述第一方向X可以是除砂沉淀池100的长度方向，其可以平行于水平方向。具体的，图1中的第一方向X为从右至左的水平方向，图3中的第一方向X为垂直于纸面的方向。

在本实施方式中，除砂沉淀池100的底部可以设有第一容纳槽5和第二容纳槽6，分别用于收集并容纳第一砂粒17和第二砂粒18。由于第一容纳槽5和第二容纳槽6处的液体几乎不流动，第一砂粒17和第二砂粒18能较为稳定地沉在第一容纳槽5和第二容纳槽6内，而不会流入上层液体内。

如图1所示，第一容纳槽5与排砂螺杆3的第一端31相邻，位于第一端31的右下方。第一容纳槽5的槽底低于第一端31。排砂螺杆3的第一段34将第一砂粒17运输至第一端31后，第一砂粒17会立即落入第一容纳槽5内。

如图1所示，第二容纳槽6与排砂螺杆3的第二端32相邻，位于第二端32的左下方。第二容纳槽6的槽底低于第二端32。排砂螺杆3的第二段35将第二砂粒18运输至第二端32后，第二砂粒18会立即落入第二容纳槽6内。

如图3所示，斜板组件4可以包括多个第一斜板41。第一斜板41与第一方向X平行，且第一斜板41与水平面具有倾斜夹角。该倾斜夹角大于0°且小于180°。

在一种实施方式中，以沿第一方向X延伸的竖直平面为对称平面43，斜板组件4还包括与第一斜板41对称设置的第二斜板42。第一斜板41和第二斜板42自上而下逐渐靠近对称平面43。第一斜板41与水平面的倾斜夹角大于0°且小于90°。优选的，第一斜板41与水平面的倾斜夹角至少为45°。

在本实施方式中，多个第一斜板41和多个第二斜板42可以组成一个斜板单元44。斜板组件4可以包括多个斜板单元44。多个斜板单元44沿除砂沉淀池100的宽度方向均匀分布。可以根据除砂沉淀池100的宽度大小旋转斜板单元44的个数，本申请实施方式对其个数不作唯一的限定。

在本实施方式中，排砂螺杆3安装在除砂沉淀池100的底部。除砂沉淀池100的底部可以设有用于安装排砂螺杆3的凹槽（图未示）。除砂沉淀池100还可以包括动力件7，用于驱动排砂螺杆3绕第一方向X延伸的轴线旋转。由于排砂螺杆3的第一段34和第二段35螺旋方向相反，因此即使排砂螺杆3沿固定方向旋转，第一段34和第二段35会将第一砂粒17和第二砂粒18运往不同的方向（例如图1中的左右两个方向），实现对大砂粒和小砂粒的分别收集。

在本实施方式中，第一砂粒17的直径可以大于或等于200微米。第二砂粒18的直径可以小于200微米且大于或等于75微米。当然，第一砂粒17和第二砂粒18的具体大小可以根据实际操作确定，并不局限于该范围。

在优选的实施方式中，除砂沉淀池100内在排砂螺杆3第一段34的上方设有曝气区域8，用于使液体脱臭，并将污水中的浮渣和油脂等物质吹脱而上升到液体表面，以便在后续的处理阶段不会产生沉积物质或漂浮污泥。并且曝气区域8可以使第一砂粒17、第二砂粒18更干净。

如图1所示，曝气区域8可以包括设有喷气口的曝气件9。曝气件9的一端用于伸入液体中，曝气件9的另一端与风机10相连。其中，曝气件9可以是穿孔曝气管或者曝气头。风机10可以输送气体至曝气件9，曝气件9的喷气口进行喷气，产生大量微气泡，通过大量气泡向上浮动以及液体水平方向的运动，使得液体最终以螺旋式向前运动。

具体的，曝气区域8可以包括沿第一方向X依次排列的第一区域81、第二区域82和第三区域83。其中，第一区域81与进液口1相邻，位于最右侧，第二区域82位于中间，第三区域83位于最左侧。相同时间内，第一区域81、第二区域82和第三气区域的出气量逐渐减少，也即，第一区域81、第二区域82和第三气区域的曝气效果逐渐减弱。可以根据需要设置曝气区域的个数。

如图1所示，除砂沉淀池100还可以包括漂浮螺旋撇渣机11，用于去除液体表面的油脂和浮渣等。漂浮螺旋撇渣机11设于出液口2和斜板组件4之间。优选的，漂浮螺旋撇渣机11与出液口2相邻，位于出液口2上游，与出液口2的距离较小。

在本实施方式中，除砂沉淀池100还可以包括第一砂泵12，用于将第一砂粒17从第一容纳槽5输送至第一收集装置中。除砂沉淀池100还可以包括第二砂泵13，用于将第二砂粒18从第二容纳槽6输送至第二收集装置中。第一砂泵12和第二砂泵13可以是干式砂泵、湿式潜水砂泵或气提装置。

其中，第一收集装置可以是洗砂分砂一体化机14，可以将第一砂粒17表面的有机物洗涤后再沉砂排出。第二收集装置可以是旋流分砂机15，可以对粒径较小的第二砂粒18进行旋流分离。

具体的，第一砂泵12一端与第一容纳槽5连通，另一端与洗砂分砂一体化机14连通，用于将第一砂粒17从第一容纳槽5输送至洗砂分砂一体化机14。第二砂泵13一端与第二容纳槽6连通，另一端与旋流分砂机15连通，用于将第二砂粒18从第二容纳槽6输送至旋流分砂机15。

在一种具体的应用场景中，可以认为本实施方式提供的除砂沉淀池100具有两个工作阶段，两个工作阶段以排砂螺杆3的分界处33作为分界线。经过细格栅的液体（例如污水）通过进液口1进入除砂沉淀池100，进入第一个工作阶段。在第一个工作阶段内，液体经过曝气区域8，能够脱臭，且在细小气泡作用之下，漂浮物质和油脂颗粒被提升到水面，聚集成较大的团块，并在池内螺旋流的作用之下，油脂和浮渣流向除砂沉淀池100尾端（即出液口2）。同时，第一砂粒17被第一段34排砂螺杆3运输至第一容纳槽5。

在第一个工作阶段之后，液体进入第二个工作阶段。在第二个工作阶段内，斜板组件4增大了沉淀面积，使第二砂粒18能被陈降下来，第二砂粒18被第二段35排砂螺杆3运输至第二容纳槽6。

经过两个工作阶段后，液体表面的浮渣和油脂向出液口2运行，漂浮螺旋撇渣机11将浮渣和油脂等物质进行收集，可以通过配套的抽渣泵或直接利用重力通过管道输送至渣水分离装置16进行过滤脱水处理。

本申请实施方式对除砂沉淀池100的长度不作限制，可以根据需要、实际情况进行具体的设计。

请参阅图2和图3。本实施方式还提供一种除砂沉淀系统200，包括多个如上任一实施方式所述的除砂沉淀池100，详细内容详见上文描述，在此不再赘述。多个除砂沉淀池100沿其宽度方向排列，多个除砂沉淀池100的进液口1和出液口2可以对齐设置。

本申请实施方式提供的除砂沉淀池100和除砂沉淀系统200可以应用于市政污水处理厂预处理系统、城镇排水管渠污泥处理系统以及其他处理系统。

需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量（例如温度、压力、时间等）的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种除砂沉淀池，其特征在于，包括：

进液口和出液口，所述进液口和出液口分别位于所述除砂沉淀池沿第一方向相对的两端；

排砂螺杆，所述排砂螺杆沿所述第一方向延伸且位于所述除砂沉淀池的底部，所述排砂螺杆沿所述第一方向具有相对的第一端和第二端，所述排砂螺杆在所述第一端和第二端之间具有分界处，所述第一端至所述分界处为第一段，所述第二端至所述分界处为第二段，所述第一段和所述第二段的螺旋方向相反，所述第一段用于将第一砂粒运输至所述第一端，所述第二段用于将第二砂粒运输至所述第二端，所述第一砂粒的直径大于所述第二砂粒的直径；

斜板组件，位于所述除砂沉淀池内且位于所述排砂螺杆第二段的上方。

2.根据权利要求1所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述除砂沉淀池的底部设有第一容纳槽和第二容纳槽；所述第一容纳槽与所述排砂螺杆的第一端相邻，所述第一容纳槽的槽底低于所述第一端，所述排砂螺杆的第一段用于将所述第一砂粒运输至所述第一容纳槽；所述第二容纳槽与所述排砂螺杆的第二端相邻，所述第二容纳槽的槽底低于所述第二端，所述排砂螺杆的第二段用于将所述第二砂粒运输至所述第二容纳槽。

3.根据权利要求1所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述斜板组件包括多个第一斜板，所述第一斜板与所述第一方向平行，且所述第一斜板与水平面具有倾斜夹角，所述倾斜夹角大于0°且小于180°。

4.根据权利要求1所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述排砂螺杆安装在所述除砂沉淀池的底部，所述除砂沉淀池还包括动力件，用于驱动所述排砂螺杆绕所述第一方向延伸的轴线旋转。

5.根据权利要求1所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述第一砂粒的直径大于或等于200微米，所述第二砂粒的直径小于200微米且大于或等于75微米。

6.根据权利要求1所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述除砂沉淀池内在所述排砂螺杆第一段的上方设有曝气区域，所述曝气区域包括设有喷气口的曝气件，所述曝气件的一端用于伸入液体中，所述曝气件的另一端与风机相连。

7.根据权利要求6所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述曝气区域包括沿第一方向依次排列的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域与所述进液口相邻；相同时间内，所述第一区域、第二区域和第三气区域的出气量逐渐减少。

8.根据权利要求1所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述除砂沉淀池还包括漂浮螺旋撇渣机，设于所述出液口和所述斜板组件之间。

9.根据权利要求2所述的除砂沉淀池，其特征在于，所述除砂沉淀池还包括第一砂泵、第二砂泵、洗砂分砂一体化机和旋流分砂机；所述第一砂泵一端与所述第一容纳槽连通，另一端与所述洗砂分砂一体化机连通，用于将所述第一砂粒从所述第一容纳槽输送至所述洗砂分砂一体化机；所述第二砂泵一端与所述第二容纳槽连通，另一端与所述旋流分砂机连通，用于将所述第二砂粒从所述第二容纳槽输送至所述旋流分砂机。

10.一种除砂沉淀系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-9中任一项所述的除砂沉淀池。

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