CN117482588A - 一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，它包括连通的浓缩池和配水槽，还包括沿配水槽长度方向设置且位于配水槽下方的折流挡板和垂直导流板，配水槽的一侧固定设置有出水槽，出水槽远离配水槽的侧壁上设置有多个滗水堰口；浓缩池底部设有多个出泥口，每个出泥口上设有控制其启闭的阀门。本发明限定的高效浓缩装置可根据针对净水厂的需要搭建，避免场地限制的问题，依托本发明提供浓缩装置形成一个占地小、低能耗、低运营维护的泥处理系统，实现减量排污，降低城市污水处理负荷的同时；较传统处理工艺能有效应对排泥水的污泥浓度不稳定以及排泥量变化的问题，通过运营进行调节从而进行浓缩，尽可能来保障回用水出水以及底部出泥效果。
Description
技术领域
本发明涉及净水厂排泥水水处理设备技术领域，特别涉及一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置。
背景技术
净水厂排泥水来自于絮凝、沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水，占水厂总产水量的4％～7％。排泥水一般含水率在98％～99.9％，因此需进行浓缩处理，以提高排放的污泥浓度，减少污泥体积，且浓缩后可以大大降低废水排放量。常用的净水厂排泥水处理系统一般包括调节、浓缩、脱水3道工序。传统处理系统不仅占地面积大，其中装备也复杂，整体投资较大，对于小型净水处理厂以及中大型净水处理厂的占地及运营成本均有不利影响。为此开发占地小、低能耗、低运营维护的处理系统具有重要意义，其研究重点在浓缩方法上。
国内外污泥浓缩方法主要有：重力式浓缩法、气浮式浓缩法和离心式浓缩法。气浮浓缩方法的操作和维护费用昂贵，并且失去了对污泥量变化进行调节的效果，不能适应短期的高浊度冲击载荷。离心式浓缩法在专门设计的离心浓缩器中进行，设备造价较高，电力消耗大；污泥中含有砂砾，易磨损设备，有一定噪声。目前，我国大部分的地区使用都是重力式浓缩池。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种针对净水厂排泥水新的高效浓缩装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，包括浓缩池，所述浓缩池的一个竖直侧壁上固定连接有配水槽，配水槽靠近浓缩池中心的侧壁上设有多个出水孔，且出水孔靠近配水槽的底部，多个所述出水孔沿配水槽长度方向均匀布设；还包括折流挡板和垂直导流板，所述折流挡板和垂直导流板均沿配水槽长度方向设置且均位于配水槽的下方，折流挡板上具有多个缺口，折流挡板和垂直导流板相互垂直，垂直导流板的顶部高于折流挡板的顶部，且折流挡板临近的边缘与垂直导流板板面之间有间隙；所述配水槽的一侧固定设置有出水槽，所述出水槽的顶部低于配水槽的顶部，出水槽远离配水槽的侧壁上设置有多个滗水堰口；所述浓缩池底部设有多个出泥口，每个出泥口上设有控制其启闭的阀门。
作为优选，所述浓缩池设有多个斗状结构，该斗状结构纵截面上宽下窄，且所述出泥口对应的设置在斗状结构的底部。
作为优选，还包括设置在浓缩池底部的四块斜向导流板，其中所述斜向导流板高的边固定在浓缩池侧壁上，斜向导流板低的边固定在对应的斗状结构上边沿，斜向导流板的倾斜角度与斗状结构顶边到底边的倾斜角度相同。
作为优选，所述折流挡板上的缺口的宽度沿进水方向逐渐增加。
作为优选，所述配水槽的宽度沿进水方向逐渐变小。
作为优选，还包括池体加强结构，所述池体加强结构包括自上而下设置的多个加强单元，每个所述加强单元包括多根横向加强筋和多根纵向加强筋，横向加强筋和纵向加强筋相交的处焊接固定，横向加强筋和纵向加强筋的两端均分别与对应的浓缩池池壁固定连接。
作为优选，所述横向加强筋的两端还设有多个加强筋，且多个加强筋以横向加强筋为中心呈伞状设置，其中多个所述加强筋的一端与对应的横向加强筋的端部固定连接，多个加强筋的另一端与对应的浓缩池池壁固定连接；所述纵向加强筋的两端也还设有多个加强筋，多个加强筋的设置方式与横向加强筋两端多个加强筋的设置方式相同。
作为优选，设配水槽宽度为B，长度为L，出水孔直径为d，配水槽液位与浓缩池液位差为H，浓缩池处理流量为为Q2，单个出水孔出流的流量为Q1，在出水孔数量N＝Q2/Q1，其中流量系数为μ，A孔径为d的孔口面积。
相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：
1.本发明限定的高效浓缩装置可以根据需要搭建，由于采用不锈钢材料搭建，因此可以根据针对净水厂的需要搭建，避免场地限制的问题。
2.本发明限定的高效浓缩装置进泥可采用污泥泵泵入，沉淀后的上清液也可以通过泵抽出，因此可以不考虑重力自流的问题，提高了高效浓缩装置搭建的灵活性。
3.依托本浓缩装置形成一个占地小、低能耗、低运营维护的泥处理系统，实现减量排污，降低城市污水处理负荷的同时；较传统处理工艺能有效应对排泥水的污泥浓度不稳定以及排泥量变化的问题，通过运营进行调节从而进行浓缩，尽可能来保障回用水出水以及底部出泥效果。可以针对水厂改扩建，尤其针对用地紧张的水厂，提供污泥处理的参考方案。
附图说明
图1为本发明所述高效浓缩装置的侧视图。
图2为图1A-A’处的剖面图。
图3为浓缩池池底的结构图。
图4为图3B-B’处的剖面图。
图5为出水槽的结构图。
图6为配水槽的结构图。
图7为折流挡板的结构图。
图8为实施1中折流挡板的尺寸。
图中，1-浓缩池，11-斗状结构，13-出泥口，2-配水槽，21-进泥管道，23-出水孔，3-折流挡板，31-缺口，4-垂直导流板，5-出水槽，51-上清液排水管，6-斜向导流板。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。
本发明是基于周进周出辐流技术和重力浓缩的方法，设计的高效浓缩装置。参见图1-7，一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：包括浓缩池1，所述浓缩池1的一个竖直侧壁上固定连接有配水槽2，配水槽2靠近浓缩池1中心的侧壁上设有多个出水孔23，且出水孔23靠近配水槽2的底部，多个所述出水孔23沿配水槽2长度方向均匀布设。具体实施时，为了出水孔23的大小可以调整，可以根据现场泥水量浮动范围，准备用于侧壁流速调节板多个，所述侧壁流速调节板上设置有与配水槽2侧壁上数量相同的出水孔23，并且侧壁流速调节板上出水孔23的直径小于配水槽2侧壁上出水孔的直径。使用时，当需要减低出水孔23单位时间的出水量时，将一个侧壁流速调节板安装在配水槽2内，且紧密地覆盖在具有出水孔的配水槽侧壁上，使侧壁流速调节板上出水孔23与配水槽2侧壁上的出水孔23一一对应，且侧壁流速调节板上出水孔23的圆心与配水槽2侧壁上的出水孔23的圆心在同一轴线，如此配水槽2侧壁上的出水孔23被部分挡住，从而起到调节配水槽2侧壁上出水孔单位时间出水量的目的。
还包括折流挡板3和垂直导流板4，所述折流挡板3和垂直导流板4均沿配水槽2长度方向设置且均位于配水槽2的下方，且折流挡板3与配水槽2底部的距离可调，因此可以根据需消能大小去改动折流挡板的高度，折流挡板3上具有多个缺口31，折流挡板3和垂直导流板4相互垂直，垂直导流板4的顶部高于折流挡板3的顶部，且折流挡板3临近的边缘与垂直导流板4板面之间有间隙；待浓缩的泥水通过进泥管道21进入配水槽2后，泥水从出水孔23排出后，先经过折流挡板3挡一下后再从折流挡板3和垂直导流板4之间的缝隙流出，泥水顺着垂直导流板4的板面向下均匀地流入浓缩池1内，此处折流挡板3主要起到改变泥水流动方向的作用，而垂直导流板4则起到导流的作用，避免泥水直接从出水孔23排入浓缩池1内，由于泥水是通过管道泵入配水槽2中的，因此泥水会带着较大的动能从出水孔23进入浓缩池1内，这会对浓缩池1内产生扰动，从而影响浓缩池1底部污泥的沉淀效果，而通过折流挡板3和垂直导流板4的共同作用可以对泥水进行消能，尽可能减少泥水对浓缩池1底部沉淀污泥的影响。所述配水槽2的一侧固定设置有出水槽5，所述出水槽5的顶部低于配水槽2的顶部，出水槽5远离配水槽2的侧壁上设置有多个滗水堰口；浓缩池1内沉淀后的上清液通过滗水堰口进入出水槽5中，然后通过泵和上清液排水管51将上清液泵入中水池中可供净水厂再次使用。所述浓缩池1底部设有多个出泥口，每个出泥口上设有控制其启闭的阀门。
具体实施时，为了滗水堰口的大小可以调整，可以准备多个出水槽5侧壁滗水速度调节板，所述侧壁滗水速度调节板上设置有与出水槽5侧壁上数量相同的滗水堰口，并且侧壁滗水速度调节板上滗水堰口的深度和开口大小均小于出水槽5上滗水堰口的对应的尺寸。使用时，当需要减低滗水堰口单位时间的滗水量时，将一个侧壁滗水速度调节板安装在储水槽5内，且侧壁滗水速度调节板紧密地覆盖在出水槽5具有滗水堰口的侧壁上，使壁滗水速度调节板上滗水堰口与出水槽5侧壁上的滗水堰口一一对应，如此出水槽5侧壁上的滗水堰口被部分挡住，从而起到调节滗水堰口单位时间的滗水量的目的。
具体的，所述浓缩池1设有多个斗状结构11，该斗状结构11纵截面上宽下窄，且所述出泥口13对应的设置在斗状结构的底部。具体实施时，浓缩池1底部沿其长度方向设置有多排斗状结构，每个斗状结构的纵截面为梯形，该梯形的上边长，下边短，在每个斗状结构的底部设置有一个出泥口，即出泥口与斗状结构一一对应。通过这种斗状结构的设计可以一方面可以加速底部污泥的沉淀和压实更靠近斗状结构底部的污泥，另一方面还可以尽可能的避免进水时，进水对斗状结构内沉淀污泥的扰动，防止已经沉淀的污泥被进水的扰动搅动起来。
具体的，还包括设置在浓缩池1底部的四块斜向导流板6，其中所述斜向导流板6高的边固定在浓缩池1侧壁上，斜向导流板6低的边固定在对应的斗状结构上边沿，斜向导流板6的倾斜角度与斗状结构11顶边到底边的倾斜角度相同。在重力的作用下污泥逐渐沉淀在浓缩池1底部，通过斜向导流板6的设计，一方面帮助浓缩池1边缘的污泥向斗状结构内滑动，另一方面能尽可能地避免污泥在浓缩池1四个竖直和底壁之间形成的夹角处聚集，形成积泥。
具体的，所述折流挡板3上的缺口31的宽度沿进水方向逐渐增加。由于泥水的流动速度沿着进水方向慢慢减弱，为了不影响泥水进入浓缩池1的流速，沿泥水的流动依次增加了缺口31的宽度。
具体的，还包括池体加强结构【图中未展示】，所述池体加强结构包括自上而下设置的多个加强单元，每个所述加强单元包括多根横向加强筋和多根纵向加强筋，横向加强筋和纵向加强筋相交的处焊接固定，横向加强筋和纵向加强筋的两端均分别与对应的浓缩池1池壁固定连接。
所述横向加强筋的两端还设有多个加强筋，且多个加强筋以横向加强筋为中心呈伞状设置，其中多个所述加强筋的一端与对应的横向加强筋的端部固定连接，多个加强筋的另一端与对应的浓缩池1池壁固定连接；所述纵向加强筋的两端也还设有多个加强筋，多个加强筋的设置方式与横向加强筋两端多个加强筋的设置方式相同。
所述配水槽2长度(m)与出水孔的数量之间的配比为2：5。相邻两个出水孔之间的距离为300-400mm。
根据具体工程中的进水渠尺寸，以弗劳德数Fr为相似准则数进行换算，获得模型进水渠，同时，对沉淀池进行一定的简化，配合试验验证，在进水流量和流速平稳的状态下，采取数值计算的方式，寻找配水孔的最优布置方式。
依据两端孔至进口和出口距离合适为准则，计算出中间两个孔的孔距为355mm配水槽总长8m，合计20孔。
实施例1：装置配水槽设计为薄壁小孔口恒定淹没出流，对配水槽靠近浓缩池中心的侧壁即薄壁，薄壁上的小孔口即出水口淹没出流，水流在距孔口约d/2处形成收缩断面。
淹没小孔口出流的流量为：
μ——孔口流量系数；
A——孔径为d的孔口面积；
H——上下游水池的液位差；
设配水槽宽度为B，长度为L，出水孔直径为d，配水槽液位与浓缩池液位差为H，浓缩池处理流量为为Q2，单个出水孔出流的流量为Q1，在出水孔数量N＝Q2/Q1。
(1)设进水槽设计宽度B为0.3m，长度L为3m，设计孔口直径d为20mm，进槽液位与浓缩池液位差H为0.3m，浓缩池设计表面负荷为1.2～1.4m3/(m2·h)，设计平面尺寸7m*3m，处理流量为Q2＝25.2～29.4m3/h。查阅相关资料，对于收缩孔口，其流量系数为μ＝0.60～0.62，本次设计选择μ为0.62，由此，计算得单个孔口出流的流量为：
＝0.00047m3/s＝1.67m3/h
理想条件下，认为各孔口出流量一致，则孔口数量N＝Q2/Q1＝15～17个，孔径20mm。
(2)为消除沿程水头损失，将配水槽2设计成沿水流方向宽度渐窄，沿程变化系数为9.6‰，设计配水槽2起点宽度300mm，则尾部宽度为271.2mm(取271mm)。
出水孔差距分布，沿进水方向从W1开始编号，W1-W6间隔200mm布设；W6-W12间隔150mm布设；W12-W21间隔100mm布设。
(3)折流挡板3设计，参见图8：总长3.0m，宽0.2m，单齿宽度40mm。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：包括浓缩池(1)，所述浓缩池(1)的一个竖直侧壁上固定连接有配水槽(2)，配水槽(2)靠近浓缩池(1)中心的侧壁上设有多个出水孔(23)，且出水孔(23)靠近配水槽(2)的底部，多个所述出水孔(23)沿配水槽(2)长度方向均匀布设；
还包括折流挡板(3)和垂直导流板(4)，所述折流挡板(3)和垂直导流板(4)均沿配水槽(2)长度方向设置且均位于配水槽(2)的下方，折流挡板(3)上具有多个缺口(31)，折流挡板(3)和垂直导流板(4)相互垂直，垂直导流板(4)的顶部高于折流挡板(3)的顶部，且折流挡板(3)临近的边缘与垂直导流板(4)板面之间有间隙；
所述配水槽(2)的一侧固定设置有出水槽(5)，所述出水槽(5)的顶部低于配水槽(2)的顶部，出水槽(5)远离配水槽(2)的侧壁上设置有多个滗水堰口；
所述浓缩池(1)底部设有多个出泥口，每个出泥口上设有控制其启闭的阀门。
2.如权利要求1所述的一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：所述浓缩池(1)设有多个斗状结构(11)，该斗状结构(11)纵截面上宽下窄，且所述出泥口(13)对应的设置在斗状结构的底部。
3.如权利要求2所述的一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：还包括设置在浓缩池(1)底部的四块斜向导流板(6)，其中所述斜向导流板(6)高的边固定在浓缩池(1)侧壁上，斜向导流板(6)低的边固定在对应的斗状结构上边沿，斜向导流板(6)的倾斜角度与斗状结构(11)顶边到底边的倾斜角度相同。
4.如权利要求1所述的一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：所述折流挡板(3)上的缺口(31)的宽度沿进水方向逐渐增加。
5.如权利要求1所述的一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：所述配水槽(2)的宽度沿进水方向逐渐变小。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：还包括池体加强结构，所述池体加强结构包括自上而下设置的多个加强单元，每个所述加强单元包括多根横向加强筋和多根纵向加强筋，横向加强筋和纵向加强筋相交的处焊接固定，横向加强筋和纵向加强筋的两端均分别与对应的浓缩池(1)池壁固定连接。
7.如权利要求6所述的一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：所述横向加强筋的两端还设有多个加强筋，且多个加强筋以横向加强筋为中心呈伞状设置，其中多个所述加强筋的一端与对应的横向加强筋的端部固定连接，多个加强筋的另一端与对应的浓缩池(1)池壁固定连接；
所述纵向加强筋的两端也还设有多个加强筋，多个加强筋的设置方式与横向加强筋两端多个加强筋的设置方式相同。
8.如权利要求7所述的一种针对净水厂排泥水的高效浓缩装置，其特征在于：设配水槽宽度为B，长度为L，出水孔直径为d，配水槽液位与浓缩池液位差为H，浓缩池处理流量为为Q2，单个出水孔出流的流量为Q1，在出水孔数量N＝Q2/Q1，其中流量系数为μ，A孔径为d的孔口面积。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |