CN205710026U - 喷射型重力洄流式沉淀装置 - Google Patents

Abstract

喷射型重力洄流式沉淀装置用于水等低粘度液体内杂质在流动过程中的分离及净化，本发明利用冲击混凝技术加速悬浮物絮凝、凝集、沉淀，在重力作用下、水或低粘度液体在装置内的分隔约束下多次洄流，形成首尾连接的S形水流通道，在底部形成多个沉淀区，上部形成多个絮凝区，构成多层次凝集、沉淀，达到高效净化的效果；同时利用杂质密度高于液体密度的特性，使低粘度液体中的杂质随液体在竖直方向上多次洄流过程中因重力作用自然下沉实现分离与净化；本实用新型是生产、生活用水、饮用水和污水处理的关键技术，对高杂质含量液体，即高浊度源水的净化处理具有特效。

Description

喷射型重力洄流式沉淀装置

技术领域

本发明用于水等低粘度液体内杂质在流动过程中的分离及净化，主要包括但不限于工农业给排水、市政给排水等水处理及酒类、饮料、油类净化等领域，是生产、生活用水处理和污水处理的领域。

背景技术

传统的混凝沉淀装置和设施主要在城市自来水厂、污水处理厂中使用，并将混合与絮凝分开进行，各分隔区域功能单一、沉淀效率低，大多使用混泥土建造、占地面积大，水平流向、沉淀周期长(自来水厂大多在60-120分钟)，空间利用率低，维护困难、成本高。

目前、在传统的混凝沉淀装置和设施基础上出现了一些新型的设备，如新型栅条、网格絮凝池、折板絮凝池等设备，效率有所提高，整个时间也在20-30分钟。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高效低能耗免维护运行的喷射型重力洄流式沉淀装置。

本发明所述的喷射型重力洄流式沉淀装置由沉淀装置外体、洄流隔板、喷射型冲击混凝器、絮凝区、沉淀区、加固隔栅、排污口、集液池、出液口构成，喷射型冲击混凝器安装于装置底部，与入水口水流方向一致，喷射型冲击混凝器的出口位于沉淀装的上部，提供高效混合沉凝效果，洄流隔板一端与沉淀装置外体密封连接，另一端形成水流通道，相邻的两个洄流隔板间交错排列将沉淀装置内部分隔成首尾连接的S形水流通道，水流通道的一端与入水口连接，另一端与通集液池与出液口连接，每两个上洄流隔板之间形成絮凝区，相絮凝区的水流通道上设置有加固隔栅，每两个下洄流隔板之间形成沉淀区及排污口，整个装置在配套电气仪表自控系统控制下实现全自动运行。

所述的洄流隔板是隔离薄壁、厚壁板中的一种，或者是管式结构，或者是其三者的组合。

所述的洄流隔板竖直、倾斜、多次斜折的薄壁或厚壁板式结构。

所述的沉淀装置整体横断面为方形、圆形或其它几何形状；在水平方向上液体流向是直线型、弧形、从中心往周围发散或从周围往中心集中型中的一种或者多种流向的组合型。

所述的沉淀装置上部洄流隔板分隔为冲击混凝区和至少一个絮凝区。

所述的沉淀装置底部通过洄流隔板隔离为至少二个沉淀区。

所述的在两个上洄流隔板之间形成的絮凝区设置有喷射型助凝剂投加器。

所述的沉淀装置底部沉淀区的结构形式为水平断面、弧形断面、梯形断面、楔形断面或者其它异型断面。

所述的沉淀装置的材料为金属或非金属。

所述的沉淀装置外接有管道、阀门、泵、消毒设备、检测仪表和自控系统。

本发明应用了冲击混凝技术，冲击混凝器安装于装置底部，与入水口水流方向一致，喷射型冲击混凝器的出口位于沉淀装的上部，工作时淹没有液体液面之下，通过管道与外部有动力，在动力不足时压力由泵提供的液体相连接，并向管道内加入一定量的絮凝剂，在流过的管道内预混合。预混合液体进入冲击混凝器后，通过混凝器壁孔周边、向上喷射而出，在装置进水格内的上部与液体形成由强到弱的冲击混合、碰撞，使液本内的悬浮物和胶体絮凝、凝集，到达中下部时形成稳定的凝集物，在重力与惯性的作用下加速沉向装置底部，澄清的液体及少量细小悬浮物则折转洄流向上。

在喷射型重力洄流式沉淀装置内部，通过合理的分隔及重力的作用，形成多个S形或反S形水流通道，使各截面上的流速与变化按预定方式执行，有效增长了水流的有效长度，克服了液体自然走最短路径缺点。

在喷射型重力洄流式沉淀装置中下部各个洄流区域均成沉淀区，凝集的悬浮物和胶体在重力和下行惯性的双重作用下加速下沉、使大部份还易沉的小凝集物和胶体也沉淀下来，只有微小的凝集物和胶体随清水洄流向上。

在喷射型重力洄流式沉淀装置上部上洄流区，由于该区域的凝集物和胶体细小、水平洄转会产生的剪切作用在这里无法发生，相反、在重力反作用和上行惯性作用下形成紊流，增加微小的凝集物和胶体的碰撞次数、加速凝集。同时在此区域、上洄转前后可增加加固隔栅，加固装置的同时、增加紊流，为凝集物和胶体提供更多的碰撞次数、进一步加速加大凝集物，为下一个下洄流沉淀区提供更多可沉淀物。

喷射型重力洄流式沉淀装置可在不投加任何药剂，如絮凝剂、助凝剂等的情况下，利用杂质密度高于液体密度的特性，使低粘度液体中的杂质随液体在竖直方向上多次洄流过程中因重力作用自然下沉实现分离与净化，从而用于酒类、饮料、油类净化处理。

在喷射型重力洄流式沉淀装置内设置了喷射型助凝剂投加器，设置在第一个下洄流沉淀洄上来的上洄流前，采用喷射的方式将混合好的助凝剂投加到液体内，在后序的上下洄流过程中为悬浮物、胶体架桥，加速凝集、沉淀、分离。此方案可在处理后的质量要求高、悬浮物难沉淀的情况下使用，如用于污水处理。

喷射型重力洄流式沉淀装置，采用洄流隔板一端与沉淀装置外体密封连接，另一端形成水流通道，相邻的两个洄流隔板间交错排列将沉淀装置内部分隔成首尾连接的S形水流通道或者反S水流通道，使得整个沉淀装置的截面变大、流边变长，优化了设计，截面、流边变大变长使水流在各分隔之间线性改变流速，使沉淀区的流速更稳，提高沉淀效率。

本发明所述的喷射型重力洄流式沉淀装置采用2至5组洄流或沉淀区设计，混凝沉淀周期在12-26分钟，分别用于不同的处理要求和处理对象。

喷射型重力洄流式混凝沉淀装置主要采用圆形、方形和槽形三种结构，也可进行组合使用；圆形结构性能最好，它从中间向四周发散，截面变大、流边变长，用于大中型流量处理，处理后浊度可达到6NTU以内；方形结构次之，它从一角向两发散，截面变大、流边变长，用于中小型流量处理，处理后浊度可达到9NTU以内；槽形结构用于小微型流量处理，它从一端向另一端发散，截面变大，处理后浊度可达到14NTU以内。

喷射型重力洄流式沉淀装置处理后的液体根据后序的不同用途采用相应的消毒处理，后序为超滤系统则不需要任何消毒处理，如为污水处理排放则需要进行氯消毒、二氧化氯消毒等化学消毒。

喷射型重力洄流式沉淀装置底部沉淀池的结构形式可以多样化：水平断面的、弧形断面的、梯形断面的、楔形断面的、或者其它异型断面的，沉淀杂质聚集与排放效果与装置底部结构形式有必然关系。沉淀下来的沉淀物通过控制系统控制排污口处接的阀门自动排出，阀门的动作由沉淀物含量或占比、总体处理量、持续时间来确定。

喷射型重力洄流式混凝沉淀装置材料可以根据液体理化特性选择适用金属，如不锈钢、碳钢等或非金属，如PE、PVC等。

喷射型重力洄流式沉淀装置相比传统的絮凝沉淀水处理工艺装置，沉淀物除在底部沉积外不在其它构件上沉积、易于分离排出，具备免维护运行硬要求，加上控制系统自控实现免维护运行；沉淀能力强，具有更高的效率、必要时可达到更优的出水质量；空间利用率高。

本发明所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，应用冲击混合沉凝技术加速悬浮物絮凝、凝集、沉淀；在重力作用下、水或者是低粘度液体在装置内的分隔约束下多次洄流，形成首尾连接的S形水流通道，在底部形成多个沉淀区，上部形成多个絮凝区；再经过变截面、变流边优化处理，使水流在各分隔之间线性改变流速，提高沉淀效率；在絮凝区增加紊流，增加水中颗粒物的碰撞次数、提高凝集效果。本发明的沉淀物均沉入底部，不在中间和上部聚集，通过排污口外的阀门快速排出，是一种高效低能耗免维护运行的沉淀装置。

本发明有效提高了低粘度液体在流动过程中基于重力沉淀的空间利用率和沉淀效率，免维护、减少投资、缩短建设周期。

附图说明

图1-4为洄流圆形结构。

图5-7为洄流方形结构。

图8-12为洄流槽形结构。

图中：1-沉淀装置外体，2-隔离装置，3-喷射型冲击混凝器，4-喷射型助凝剂投加器，5-沉淀区，6-絮凝区，7-加固隔栅，8-排污口，9-集液池，10-出液口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但不限于实施例。

实施例1

本发明所述的喷射型重力洄流式沉淀装置由沉淀装置外体、洄流隔板、喷射型冲击混凝器、絮凝区、沉淀区、加固隔栅、排污口、集液池、出液口构成，喷射型冲击混凝器与入水口水流方向一致，喷射型冲击混凝器的出口位于沉淀装的上部，提供高效混合沉凝效果，洄流隔板一端与沉淀装置外体密封连接，另一端形成水流通道，相邻的两个洄流隔板间交错排列将沉淀装置内部分隔成首尾连接的S形水流通道，水流通道的一端与入水口连接，另一端与通集液池与出液口连接，每两个上洄流隔板之间形成絮凝区，相絮凝区的水流通道上设置有加固隔栅，每两个下洄流隔板之间形成沉淀区及排污口，整个装置在配套电气仪表自控系统控制下实现全自动运行。

洄流隔板是隔离薄壁、厚壁板中的一种，或者是管式结构，或者是其三者的组合。洄流隔板可为竖直、倾斜、多次斜折的薄壁或厚壁板式结构。沉淀装置整体横断面为方形，如图1-图4所示；圆形，如图8-图12所示，槽形，如图5-图7所示为方形结构，也可以是其它几何形状；在水平方向上液体流向是直线型、弧形、从中心往周围发散或从周围往中心集中型中的一种或者多种流向的组合型。沉淀装置上部洄流隔板分隔为冲击混凝区和至少一个絮凝区。沉淀装置底部通过洄流隔板隔离为至少二个沉淀区。在两个上洄流隔板之间形成的絮凝区设置有喷射型助凝剂投加器。

沉淀装置底部沉淀区的结构形式为水平断面、弧形断面、梯形断面、楔形断面或者其它异型断面。沉淀装置的材料为金属或非金属。沉淀装置外接有管道、阀门、泵、消毒设备、检测仪表和自控系统。

实施例2

所述的喷射型重力洄流式混凝沉淀装置，根据处理液体的处理量和粘度影响情况，确认采用的沉淀装置结构，小规模处理量的采用槽形结构沉淀装置、中小规模处理量的采用方形结构沉淀装置、中大规模处理量的采用圆形结构沉淀装置。

根据处理的液体性质选用相应的材料，饮用水净化处理使用采用316L/316/304等不锈钢制作，污水净化处理则选用普通钢板制作、并进行防腐处理，酒类净化处理则选用316L/316/304等不锈钢制作。

在沉淀装置结构、材料、净化处理量确定后，结合现场条件进行参数优化，生成制造图纸。

对于槽形结构沉淀装置和较小的方形结构沉淀装置，先按设计拆分成单件板材，在厂内一次性焊接成型，运抵现场就位安装，外接对应的管道。

对于较大的方形结构沉淀装置和圆形结构沉淀装置，先按设计拆分成各类尺寸的板材件、固定件和支撑件等个零件，运抵现场进行二次制造安装，现场制造时先在基础上固定安装底座，完成后从内向外的圆形结构沉淀装置、或从进水格向两侧的方形结构沉淀装置安装固定各规格的竖板，竖板安装完成、检测合格后进行顶部密闭安装。沉淀装置制作完成后，再外接对应的管道。

实施例3：

饮用水预处理

如在饮用水处理中，为超滤提供预处理后浊度在10NTU以内的源水：首先按水处理的要不让确认使用304，或316L或316金属材料、卫生级PE、PVC_U等非金属材料；再根据源水的浊度，如600NTU和处理目标出水10NTU确定总体处理时间为19分钟；第3步、再结合处理总流量如设定为<1000t/d，来确认装置的结构，如选用方形3洄流结构，不用喷射型助凝剂投加器；第4步、确认装置的总体尺寸，分隔尺寸，外接管道尺寸，排污口结构、数量及外接尺寸，喷射型冲击混凝器尺寸；第5步、出总图、单件或零件图、支撑件图、固件图等；第6步、单独零部件加工好后，组装连接，完成后进行密封性和功能性测；第7步、现场就位、连接管道，加装阀门、水泵、压力仪表、流量计、浊度仪等仪表，接入控制系统，水泵仅在来水无压时用；第8步、加装絮凝剂投加设备，将絮凝剂投加到进水管道内，管道短时、投加点选在水泵之前，管道长时则选在离装置较远的可行投加点，接入自控系统联动；第9步、调试、试运行、自控优化、投入使用。

实施例3：

洗矿等污水处理

在洗矿水为主的污水处理：首先选用无污染、耐腐或防腐处理的材料即可，也可用304或316L或316等金属材料、PE、PVC等非金属材料；再根据源水的浊度，如浊度为3000NTU和处理目标出水量为9NTU来确定总体处理时间为25分钟；第3步、再结合处理总流量，总流量>3000t/d来确认装置的结构，可选用圆形4洄流结构，并使用喷射型助凝剂投加器；第4步、确认装置的总体尺寸，分隔尺寸，外接管道尺寸，排污口结构、数量及外接尺寸，喷射型冲击混凝器尺寸；第5步、出总图、单件或零件图、支撑件图、固件图等；第6步、单独零部件加工好后，组装连接，完成后进行密封性和功能性测；第7步、现场就位、连接管道，加装阀门、水泵、压力仪表、流量计、浊度仪等仪表，接入控制系统，水泵仅在来水无压时用；第8步、加装絮凝剂投加设备，将絮凝剂投加点选在进水泵出口，接入自控系统联动；第9步、加装助凝剂如聚丙烯酰胺等投加设备，将装助凝剂投加到喷射型助凝剂投加器，接入自控系统联动；第10步、加装二氧化氯消毒设备，将二氧化氯混合液投加装置出口的管道内，接入自控系统联动；第11步、调试、试运行、自控优化、投入使用。

Claims (10)

1.喷射型重力洄流式沉淀装置由沉淀装置外体、洄流隔板、喷射型冲击混凝器、絮凝区、沉淀区、加固隔栅、排污口、集液池、出液口构成，其特征在于，喷射型冲击混凝器与入水口水流方向一致，喷射型冲击混凝器的出口位于沉淀装的上部，提供高效混合沉凝效果，洄流隔板一端与沉淀装置外体密封连接，另一端形成水流通道，相邻的两个洄流隔板间交错排列将沉淀装置内部分隔成首尾连接的S形水流通道，水流通道的一端与入水口连接，另一端与通集液池与出液口连接，每两个上洄流隔板之间形成絮凝区，相邻絮凝区的水流通道上设置有加固隔栅，每两个下洄流隔板之间形成沉淀区及排污口，整个装置在配套电气仪表自控系统控制下实现全自动运行。

2.根据权利要求1所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，洄流隔板是隔离薄壁、厚壁板中的一种，或者是管式结构，或者是其三者的组合。

3.根据权利要求2所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，洄流隔板竖直、倾斜、多次斜折的薄壁或厚壁板式结构。

4.根据权利要求1所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，沉淀装置整体横断面为方形、圆形或其它几何形状；在水平方向上液体流向是直线型、弧形、从中心往周围发散或从周围往中心集中型中的一种或者多种流向的组合型。

5.根据权利要求1所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，沉淀装置上部洄流隔板分隔为冲击混凝区和至少一个絮凝区。

6.根据权利要求1所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，沉淀装置底部通过洄流隔板隔离为至少二个沉淀区。

7.根据权利要求5所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，在两个上洄流隔板之间形成的絮凝区设置有喷射型助凝剂投加器。

8.根据权利要求1所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，沉淀装置底部沉淀区的结构形式为水平断面、弧形断面、梯形断面、楔形断面或者其它异型断面。

9.根据权利要求1所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，沉淀装置的材料为金属或非金属。

10.根据权利要求1所述的喷射型重力洄流式沉淀装置，其特征在于，沉淀装置外接有管道、阀门、泵、消毒设备、检测仪表和自控系统。