CN209548778U - 平流沉淀池和平流沉淀池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种平流沉淀池和平流沉淀池系统，属于沉淀池领域。该平流沉淀池含有水并具有出水口，该平流沉淀池包括：集水槽，该集水槽连接所述出水口，并部分设置在所述平流沉淀池的水面下，用于在所述平流沉淀池的水流动的过程中对水进行收集，并通过所述出水口排出，以缩短沉淀颗粒的沉淀路径的水平长度。该平流沉淀池和平流沉淀池系统可以提高沉淀效率，减小沉淀池进行沉淀所需的占地面积。

Description

平流沉淀池和平流沉淀池系统

技术领域

本实用新型涉及沉淀池，具体地涉及平流沉淀池和平流沉淀池系统。

背景技术

沉淀是水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程。沉淀工艺是常规水处理工艺的重要环节，在市政给水和污水处理中必不可少，也是在水厂工程中占地和投资所占比例比较大的工艺。在水处理中应用的沉淀池包括平流沉淀池、辐流式沉淀池、竖向流沉淀池、斜管沉淀池以及国外引进的基于澄清工艺变形而来的各种高效沉淀池。平流沉淀池是净水厂及污水厂中应用最多的沉淀池。

平流沉淀池作为一种历史悠久的沉淀池，也是最接近理想沉淀理论的沉淀工艺，在水处理中应用最广，具有池体、设备简单，维护方便，对原水水质水量变化适应能力强，便于排泥等优点，但是，由于其池深浅、占地大的特征，随着土地资源越来越紧缺，占地面积过大的缺点逐渐变为其使用的限制因素，在水处理领域逐步被基于浅池理论的斜管(斜板)沉淀池所取代。斜管(斜板)沉淀池是通过分层减少污泥沉降距离的方法提高效率，在用地紧张的项目中被广泛使用，但是由于斜管区的存在，管内积泥需要定期高压水冲洗，板下排泥不彻底容易淤积等问题一直是运行中最大的麻烦。而且，基于传统沉淀理论的平流沉淀池，由于水流的撞墙效应，出水槽最终出水经常出现跑矾花的现象，成为平流沉淀池推广应用的痛点。

沉淀工艺是水处理行业中非常关键的处理单元，其投资和占地面积所占比重较大。沉淀工艺的改进是大幅度减少占地，节省工程投资，降低管理难度的关键环节。在大部分水厂的改造工程中，为了减少占地，增大处理规模，均拆除已有的平流沉淀池，造成工程的巨大浪费。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种平流沉淀池和平流沉淀池系统，该平流沉淀池和平流沉淀池系统可以提高沉淀效率，减小沉淀池进行沉淀所需的占地面积。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种平流沉淀池，该平流沉淀池含有水并具有出水口，该平流沉淀池包括：集水槽，该集水槽连接所述出水口，并部分设置在所述平流沉淀池的水面下，用于在所述平流沉淀池的水流动的过程中对水进行收集，并通过所述出水口排出，以缩短沉淀颗粒的沉淀路径的水平长度。

优选地，所述集水槽位于所述沉淀颗粒的沉淀路径的上方区域。

优选地，所述集水槽的长度为所述平流沉淀池的长度的四分之三。

优选地，所述集水槽设置在所述平流沉淀池的两边侧壁上。

优选地，所述出水口位于所述平流沉淀池的水面上。

优选地，所述集水槽的长度通过以下公式得到：

其中，r为所述集水槽的收水率，v为所述沉淀颗粒的初始水平流速，H为沉淀池有效水深，h为所述集水槽在水面下的深度，u₀为临界颗粒沉淀速度。

本实用新型实施例还提供一种平流沉淀池系统，该系统包括：刮泥装置，用于对所述平流沉淀池的池底进行刮泥；以及上文所述的平流沉淀池。

优选地，所述刮泥装置具有刮板，以控制所述刮板移动。

优选地，所述刮板的移动范围位于所述集水槽的下方。

通过上述技术方案，采用本实用新型提供的平流沉淀池和平流沉淀池系统，通过设置连接出水口，并部分设置在平流沉淀池的水面下的集水槽，在平流沉淀池的水流动的过程中对水进行收集，并通过出水口排出，在平流沉淀池面积不变的情况下，减少了水量可以减小水的流速，从而减小沉淀颗粒的水平速度，缩短沉淀颗粒的沉淀路径的水平长度，提高沉淀效率，减小沉淀池进行沉淀所需的占地面积。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是平流理想沉淀池的示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的平流沉淀池的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的平流沉淀池的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的平流沉淀池系统的结构示意图。

附图标记说明

1 集水槽 2 刮泥装置

3 刮板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

图1是平流理想沉淀池的示意图。如图1所示，从A点进入的颗粒的运动轨迹是水平流速和沉淀颗粒沉速的矢量和，这些颗粒中必存在着某一粒径的颗粒，其沉速为u₀，刚好能沉到池底。

其中，

式中：u₀为临界颗粒沉速，单位m/s；

Q为平流沉淀池水流量，单位m³/s；

A为水面面积，单位m²；

q为表面负荷或过流率，表示单位沉淀池表面积在单位时间内所能处理的水量，单位m³/(m²·s)或m³/(m²·h)。

当u₁＞u₀时，无论进口处于什么位置，颗粒都可在平流沉淀池内沉淀，见轨迹I所代表的颗粒；

当ut＜u₀时，只能部分除去，视该颗粒进入沉淀池的位置而定，若处在靠近水面处，则不能被除去，见轨迹II实线所代表的颗粒；若处于靠近池底的位置，就能被去除，见轨迹II虚线所代表的颗粒。

根据公式Q＝V×A，其中Q为平流沉淀池水流量，V为平流沉淀池水流速，A为水面面积，在水面面积A不变的情况下，平流沉淀池水流量Q越小，则平流沉淀池水流速V越小，沉淀颗粒由水带动，因此水中沉淀颗粒的水平流速v越低，使沉淀颗粒在沉淀过程中水平移动的距离变小。

同时，根据公式

其中，η为去除率，u₁为沉淀颗粒沉速，q为表面负荷或过流率，再根据式(1)，可知在去除率不变的情况下，沉淀颗粒沉速u₁与平流沉淀池水流量Q成反比，也就是说，随着平流沉淀池水流量Q的减小，沉淀颗粒沉速u₁会变大，使沉淀颗粒的沉淀效率提高。

因此，本实用新型设置集水槽1来在水流动的过程中收集水，以减小平流沉淀池水流量Q，如图2所示，图2是本实用新型一实施例提供的平流沉淀池的结构示意图。该平流沉淀池含有水并具有出水口，该平流沉淀池包括：集水槽1，该集水槽1连接所述出水口，并部分设置在所述平流沉淀池的水面下，用于在所述平流沉淀池的水流动的过程中对水进行收集，并通过所述出水口排出，以缩短沉淀颗粒的沉淀路径的水平长度。出水口位于所述平流沉淀池的水面上。

另外，为了避免集水槽1出现缺乏支撑的问题，集水槽1优选可以设置在所述平流沉淀池的两边侧壁上。同时，为了避免所述集水槽1遮挡沉淀颗粒的沉淀路径，因此，集水槽1应位于沉淀颗粒的沉淀路径的上方区域。

集水槽1的长度可以为所述平流沉淀池的长度的四分之三，但本实用新型不限于此，本实用新型实施例还提供了优选地集水槽长度的计算方法，具体如下：

如图3所示，L1为收水前平流沉淀池的长度，L2为集水槽1的长度。如上所述，在L1段，理想情况下沉淀颗粒在水平方向是匀速运动，在L2段，沿水流方向逐步收水，理论上不断降低沉淀颗粒的水平流速。因此，沉淀颗粒在水平方向是一个匀减速的过程，设集水槽1安装起点沉淀颗粒的水平流速为v₁，终点沉淀颗粒的水平流速为v₂，那么有集水槽1的长度的以下公式：

其中，v₁为集水槽1安装起点沉淀颗粒的水平流速，a为加速度，t为沉淀颗粒的沉淀时间。

根据式(3)进行变化得到集水槽1的长度的以下公式：

其中，v₁为集水槽1安装起点沉淀颗粒的水平流速，a为加速度，t为沉淀颗粒的沉淀时间。

根据速度和加速度的关系，将式(4)进行变化，得到以下公式：

其中，v₂为终点沉淀颗粒的水平流速，a为加速度，t为沉淀颗粒的沉淀时间。

将式(3)和式(5)相加，消去加速度a，得到以下公式：

其中，v₁为集水槽1安装起点沉淀颗粒的水平流速，v₂为终点沉淀颗粒的水平流速，t为沉淀颗粒的沉淀时间。

另外，根据终点沉淀颗粒的水平流速以及集水槽1的收水率之间的关系，还可以得到终点沉淀颗粒的水平流速的以下公式：

v₂＝(1-r)v₁ 式(7)

其中，r为集水槽1的收水率，v₁为集水槽1安装起点沉淀颗粒的水平流速。

沉淀颗粒从集水槽1下进入平流沉淀池，水平移动时间和垂直移动时间相等，可以得到沉淀颗粒的沉淀时间的公式：

其中，H为沉淀池有效水深，h为所述集水槽1在水面下的深度，u₀为临界颗粒沉速。

由于在L1段未进行水的收集，因此，L1段沉淀颗粒一直以初始水平流速v进行移动，也就是说初始水平流速v等于集水槽1安装起点沉淀颗粒的水平流速v₁。在此情况下，综合式(6)至式(8)，得到集水槽1的长度的以下公式：

其中，r为所述集水槽1的收水率，v为所述沉淀颗粒的初始水平流速，H为沉淀池有效水深，h为所述集水槽1在水面下的深度，u₀为临界颗粒沉速。

下面将详述采用上文所述的集水槽1，平流沉淀池可以缩减的长度。

在L1段理想情况下，沉积颗粒水平移动时间与垂直移动时间相同，可以得到收水前平流沉淀池的长度：

其中，v为沉淀颗粒的初始水平流速，h为集水槽1在水面下的深度，u₀为临界颗粒沉速。

根据式(10)可以得到以下公式：

其中，v为沉淀颗粒的初始水平流速，h为集水槽1在水面下的深度，u₀为临界颗粒沉速。

则，平流沉淀池的长度为：

其中，r为所述集水槽1的收水率，v为所述沉淀颗粒的初始水平流速，H为沉淀池有效水深，h为所述集水槽1在水面下的深度，u₀为临界颗粒沉速。

若r＝80％，h＝H/8，则可以得到相比于原始的本实用新型的平流沉淀池的长度可以减少35％，平流沉淀池的容积减少35％。

另外，由于降低了沉淀颗粒的水平流速，因此也可以减弱矾花撞墙效应，避免由于矾花撞墙效应而产生出水端跑矾现象发生。

图4是本实用新型一实施例提供的平流沉淀池系统的结构示意图。如图4所示，该系统包括：刮泥装置2，用于对所述平流沉淀池的池底进行刮泥；以及上文所述的平流沉淀池。所述刮泥装置2具有刮板3，以控制所述刮板3移动。所述刮板3的移动范围位于所述集水槽1的下方。

通过上述技术方案，采用本实用新型提供的平流沉淀池和平流沉淀池系统，通过设置连接出水口，并部分设置在平流沉淀池的水面下的集水槽，在平流沉淀池的水流动的过程中对水进行收集，并通过出水口排出，在平流沉淀池面积不变的情况下，减少了水量可以减小水的流速，从而减小沉淀颗粒的水平速度，缩短沉淀颗粒的沉淀路径的水平长度，提高沉淀效率，减小沉淀池进行沉淀所需的占地面积。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (9)

1.一种平流沉淀池，该平流沉淀池含有水并具有出水口，其特征在于，该平流沉淀池包括：

集水槽，该集水槽连接所述出水口，并部分设置在所述平流沉淀池的水面下，用于在所述平流沉淀池的水流动的过程中对水进行收集，并通过所述出水口排出，以缩短沉淀颗粒的沉淀路径的水平长度。

2.根据权利要求1所述的平流沉淀池，其特征在于，所述集水槽位于所述沉淀颗粒的沉淀路径的上方区域。

3.根据权利要求1所述的平流沉淀池，其特征在于，所述集水槽的长度为所述平流沉淀池的长度的四分之三。

4.根据权利要求1所述的平流沉淀池，其特征在于，所述集水槽的长度通过以下公式得到：

其中，r为所述集水槽的收水率，v为所述沉淀颗粒的初始水平流速，H为沉淀池有效水深，h为所述集水槽在水面下的深度，u₀为临界颗粒沉速。

5.根据权利要求1所述的平流沉淀池，其特征在于，所述集水槽设置在所述平流沉淀池的两边侧壁上。

6.根据权利要求1所述的平流沉淀池，其特征在于，所述出水口位于所述平流沉淀池的水面上。

7.一种平流沉淀池系统，其特征在于，该系统包括：

刮泥装置，用于对所述平流沉淀池的池底进行刮泥；以及

权利要求1-6中任意一项权利要求所述的平流沉淀池。

8.根据权利要求7所述的平流沉淀池系统，其特征在于，所述刮泥装置具有刮板，以控制所述刮板移动。

9.根据权利要求8所述的平流沉淀池系统，其特征在于，所述刮板的移动范围位于所述集水槽的下方。