CN210796005U - 污水净化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种污水净化设备，包括：依次连通的旋流沉淀室、水力循环澄清室、浓缩沉淀室和斜管沉淀室；旋流沉淀室设于水力循环澄清室的下方；浓缩沉淀室和斜管沉淀室均包围水力循环澄清室，并且，斜管沉淀室设于浓缩沉淀室的上方。通过本实用新型，缓解了现有技术中所存在的浊环水处理设备去除固体颗粒杂质的效果较差的技术问题。

Description

污水净化设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水净化设备。

背景技术

在钢铁行业中，传统的连铸和热轧生产线的浊环水系统，普遍采用如下处理流程，来自生产线的冲渣污水靠重力流进入一次沉淀池或旋流池，出水经一级加压泵站，送至化学除污器或稀土磁盘或二次沉淀池，出水再经二级加压泵站，经过滤器或直接送至冷却塔降温，再经三级加压泵站，送至连铸或热轧生产线，用以清洗产品表面或产品降温，产生的冲渣污水不断如此循环。不断如此循环的冲渣污水又称为浊环水。在循环过程中，浊环水中的固体颗粒杂质被去除，以使回流至连铸或热轧生产线的浊环水的水质保持稳定。

一般采用混凝、沉淀和澄清等污水净化工艺，来去除浊环水中的固体颗粒杂质。但是，现有技术中的浊环水处理设备存在去除固体颗粒杂质的效果较差的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种污水净化设备，以缓解现有技术中所存在的浊环水处理设备去除固体颗粒杂质的效果较差的技术问题。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种污水净化设备，包括：依次连通的旋流沉淀室、水力循环澄清室、浓缩沉淀室和斜管沉淀室；旋流沉淀室设于水力循环澄清室的下方；浓缩沉淀室和斜管沉淀室均包围水力循环澄清室，并且，斜管沉淀室设于浓缩沉淀室的上方。

在优选的实施方式中，水力循环澄清室的底壁设有澄清室入口，水力循环澄清室的侧壁设有澄清室出口；水力循环澄清室中设有沿竖直方向延伸且上下开口的环形套筒，环形套筒的下端与水力循环澄清室的底壁之间设有回流间隙，并且环形套筒的下端的开口朝向且覆盖澄清室入口。

在优选的实施方式中，澄清室出口设置于水力循环澄清室的侧壁的底部。

在优选的实施方式中，环形套筒的下端的开口的内径沿从上向下的方向逐渐增大。

在优选的实施方式中，环形套筒的上端连接有扩张管，扩张管的内径沿从下向上的方向逐渐增大。

在优选的实施方式中，扩张管的上端连接有导流筒，导流筒的内径从上端至下端保持一致。

在优选的实施方式中，包括：水射器喉管，水射器喉管的下端与澄清室入口连通，上端设有朝上的开口，环形套筒包围水射器喉管的上端部，进入澄清室入口的流体可通过水射器喉管向上流入环形套筒，并且，环形套筒的内壁与水射器喉管的外壁之间设有回流通道。

在优选的实施方式中，包括设于水射器喉管与澄清室入口之间的水射器喷嘴，水射器喷嘴的下端连接于澄清室入口，水射器喉管的下端连接于水射器喷嘴的上端，水射器喷嘴的内径从下端至上端逐渐减小。

在优选的实施方式中，本实用新型提供的污水净化设备包括用于驱动环形套筒上下移动的环形套筒升降机构。

在优选的实施方式中，环形套筒升降机构包括转轴、安装于转轴的齿轮和安装于环形套筒且沿竖直方向设置的齿条，齿轮与齿条相啮合。

在优选的实施方式中，包括：设置于水力循环澄清室内的环形转向板，环形转向板的外轮廓连接于水力循环澄清室的内壁；澄清室出口设于环形转向板与水力循环澄清室的底壁之间。

在优选的实施方式中，环形转向板从外轮廓至内轮廓为向下倾斜。

在优选的实施方式中，水力循环澄清室的底壁包括底壁倾斜部，底壁倾斜部的外轮廓与水力循环澄清室的侧壁连接，底壁倾斜部的内轮廓靠近水力循环澄清室的中心轴线；底壁倾斜部从外轮廓至内轮廓为向下倾斜。

在优选的实施方式中，环形转向板向下倾斜的角度与底壁倾斜部向下倾斜的角度相等。

在优选的实施方式中，澄清室出口包括多个输水通孔，各个输水通孔的两端分别与水力循环澄清室和浓缩沉淀室连通。

在优选的实施方式中，各个输水通孔的轴线沿同一方向偏离水力循环澄清室的中心轴线。

在优选的实施方式中，各个输水通孔的轴线均向下倾斜。

在优选的实施方式中，包括：多个连接于输水通孔的输水管，输水管向浓缩沉淀室内延伸。

在优选的实施方式中，水力循环澄清室的侧壁包括侧壁倾斜部，侧壁倾斜部位于浓缩沉淀室中，并且侧壁倾斜部从下至上向内倾斜。

在优选的实施方式中，本实用新型提供的污水净化设备包括设于斜管沉淀室上方的清水收集区，斜管沉淀室的上端出液口与清水收集区连通。

在优选的实施方式中，包括：设于清水收集区的顶部的收水筒，收水筒的侧壁设有与清水收集区连通的收水通孔；与收水筒的内腔连通的出水管。

在优选的实施方式中，旋流沉淀室的顶壁设有与澄清室入口连通的旋流出口；旋流沉淀室内的顶部设有螺旋形的导流板，导流板环绕旋流出口的轴线，并且导流板的外轮廓沿从上至下的方向由外向内收缩，导流板的中心设有上下贯通且与旋流出口连通的导流通道；旋流沉淀室的侧壁顶部设有朝向导流板的旋流入口。

在优选的实施方式中，导流板为外径从上端至下端逐渐减小的锥形螺旋叶片。

在优选的实施方式中，导流板沿竖直方向延伸且在水平面内沿螺旋线盘绕，并且，导流板沿竖直方向向下延伸的深度，从外向内逐渐增大。

在优选的实施方式中，包括设于导流板上方的导流顶板，导流板沿竖直方向向上延伸至导流顶板。

在优选的实施方式中，导流板的板面上设置有多个波纹槽，多个波纹槽沿竖直方向间隔分布。

在优选的实施方式中，本实用新型提供的污水净化设备包括与旋流沉淀室连通的水流喷射器，水流喷射器用于将待净化的污水向旋流沉淀室内喷射。

在优选的实施方式中，本实用新型提供的污水净化设备包括第一排污管，第一排污管位于水力循环澄清室的下方且位于浓缩沉淀室的下方；水力循环澄清室的底壁设有与第一排污管连通的第一排污口；浓缩沉淀室的底壁设有与第一排污管连通的第二排污口。

在优选的实施方式中，第一排污管与水流喷射器的入口连通。

在优选的实施方式中，本实用新型提供的污水净化设备包括絮凝反应室，絮凝反应室设于导流通道，絮凝反应室的顶部开口与旋流出口连通，底部开口朝向旋流沉淀室的底壁。

本实用新型的特点及优点是：本实用新型提供的污水净化设备，集成了旋流沉淀室、水力循环澄清室、浓缩沉淀室和斜管沉淀室，具有结构紧凑和占地面积小的特点。浊环水在加压后进入到旋流沉淀室中，可以利用自身的余压水头向后续的腔室运动，减少了加压次数和动力消耗。浊环水首先在旋流沉淀室中将较大颗粒的固体颗粒杂质分离出，然后依次进入到水力循环澄清室和浓缩沉淀室中，使浊环水中剩余的固体颗粒杂质的粒径增大，实现进一步分离，之后进入到斜管沉淀室，分离去除较小颗粒的固体颗粒杂质。采用上述逐级分离处理的工艺，先去除粒径较大的固体颗粒杂质，再去除粒径较小的固体颗粒杂质，提高了净化效果的稳定性，保障净化后的浊环水的水质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的污水净化设备的第一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的污水净化设备的第二种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的污水净化设备中的水力循环澄清室的结构示意图；

图4为输水通孔投影在垂直于浓缩沉淀室中心轴线的平面上的分布示意图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为图4所示的水力循环澄清室中的输水通孔在竖直方向的结构示意图；

图7为图1所示的污水净化设备中的旋流沉淀室的结构示意图；

图8为图7所示的旋流沉淀室中的导流板投影在垂直于旋流出口的轴线的平面上的结构示意图；

图9为图2所示的污水净化设备中的旋流沉淀室的结构示意图；

图10为图9所示的旋流沉淀室中的导流板投影在垂直于旋流出口的轴线的平面上的结构示意图；

图11为图9所示的旋流沉淀室中的导流板的另一种实施方式的结构示意图。

附图标号说明：

01、水力循环澄清室；011、澄清室入口；012、澄清室出口；0121、输水通孔；0122、输水管；013、环形转向板；014、底壁倾斜部；015、侧壁倾斜部；

02、环形套筒；021、回流间隙；022、扩张管；023、导流筒；024、锥形导流管；025、回流通道；025’、回流通道；

031、水射器喉管；032、水射器喷嘴；

04、环形套筒升降机构；

05、浓缩沉淀室；06、斜管沉淀室；

07、清水收集区；071、收水筒；0711、收水通孔；072、出水管；073、排气阀；

08、旋流沉淀室；081、旋流入口；082、旋流出口；083、斜板；

09、导流板；091、导流通道；

10、锥形螺旋叶片；

111、螺旋形的通道；112、导流顶板；113、波纹槽；

12、第一排污管；121、第一环形管；122、第二环形管；123、回流支管；131、第一排污口；132、第二排污口；

14、水流喷射器；141、污泥入口；

15、絮凝反应室；151、上圆筒；152、下锥筒；

16、第三环形管；161、冲洗水管；171、第二排污管；172、排空管；

181、检修孔；182、检修观察孔；183、安全阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种污水净化设备，包括：依次连通的旋流沉淀室08、水力循环澄清室01、浓缩沉淀室05和斜管沉淀室06；旋流沉淀室08设于水力循环澄清室01的下方；浓缩沉淀室05和斜管沉淀室06均包围水力循环澄清室01，并且，斜管沉淀室06设于浓缩沉淀室05的上方。

浊环水进入到旋流沉淀室08中，在旋流沉淀室08中形成旋流，其中的固体颗粒杂质在离心作用下，与液体部分发生分离。然后，从下往上进入水力循环澄清室01中，其中残留的粒径较小的的固体颗粒杂质发生絮凝，颗粒大小逐步增大；在这个过程中，絮凝后的固体颗粒杂质受到重力的影响，与液体发生分离，沉降到水力循环澄清室01的底壁上。由于浓缩沉淀室05包围水力循环澄清室01，浊环水从水力循环澄清室01的侧壁进入到浓缩沉淀室05中，浊环水在浓缩沉淀室05中运动的过程中，其中残留的固体颗粒杂质继续与液体发生分离，并向浓缩沉淀室05的底部沉降。浊环水从浓缩沉淀室05中向上进入斜管中，固体颗粒杂质进一步进行分离和沉降，并且沉降的固体颗粒杂质沿斜管掉落到浓缩沉淀室05中，并沉降到浓缩沉淀室05的底部，可在浓缩沉淀室05的底部，对沉降的固体颗粒杂质进行收集处理。

本实用新型提供的污水净化设备，集成了旋流沉淀室08、水力循环澄清室01、浓缩沉淀室05和斜管沉淀室06，具有结构紧凑和占地面积小的特点。浊环水通过加压泵站加压后进入到旋流沉淀室08中，利用自身的余压水头向后续的腔室流动，减少了加压次数和动力消耗。浊环水首先在旋流沉淀室08中将较大颗粒的固体颗粒杂质分离出，然后依次进入到水力循环澄清室01和浓缩沉淀室05中，使浊环水中剩余的固体颗粒杂质的粒径增大，进一步分离固体颗粒杂质，之后进入到斜管沉淀室06，分离去除较小颗粒的固体颗粒杂质。采用上述逐级分离处理的工艺，先去除粒径较大的固体颗粒杂质，再去除粒径较小的固体颗粒杂质，可以提高净化效果的稳定性，保障净化后的浊环水的水质。

为了便于理解，接下来对该污水净化设备中的各个腔室分别进行介绍。

首先介绍水力循环澄清室的结构。

如图3所示，水力循环澄清室01的底壁设有澄清室入口011，水力循环澄清室01的侧壁设有澄清室出口012；水力循环澄清室01中设有沿竖直方向延伸且上下开口的环形套筒02，环形套筒02的下端与水力循环澄清室01的底壁之间设有回流间隙021，并且环形套筒02下端的开口朝向且覆盖澄清室入口011。

浊环水通过澄清室入口011，从下往上进入水力循环澄清室01中的环形套筒02，并在环形套筒02中继续向上流动。浊环水在环形套筒02中向上流动的过程中，其中的固体颗粒杂质发生絮凝，颗粒大小逐步增大。

浊环水从环形套筒02的上方开口流出，与水力循环澄清室01的顶壁发生碰撞，转向向位于四周的澄清室出口012流动。在这个过程中，絮凝后的固体颗粒杂质受到重力的影响，与液体发生分离，沉降到水力循环澄清室01的底壁上。

由于环形套筒02中存在以较大速度向上流动的水流，使得环形套筒02中的压强较小。所以，一部分浊环水和一部分沉降到水力循环澄清室01的底壁上的固体颗粒杂质，在压强差的作用下，会通过回流间隙021，再次进入到环形套筒02中。这样，可使浊环水进行循环多次的絮凝和沉降，有利于将其中的固体颗粒杂质分离出。而再次进入到环形套筒02中的固体颗粒杂质，可以起到凝结核的作用，促使浊环水在环形套筒02中发生絮凝，进一步改善去除固体颗粒杂质的效果。

将澄清室出口012设置于水力循环澄清室01的侧壁上，可使浊环水从环形套筒02的上端开口流出后，液体部分从中心向四周运动，而絮凝后的固体颗粒杂质由于自身重力较大，则会向下降落，便于固体颗粒杂质与液体部分分离。优选地，将澄清室出口012设置于水力循环澄清室01侧壁的底部，以延长了浊环水的流动路径，进一步改善分离效果。

在本实用新型的一实施方式中，环形套筒02的上端连接有扩张管022，扩张管022的内径沿从下向上的方向逐渐增大。浊环水从环形套筒02中向上流入扩张管022中，由于扩张管022的横截面逐渐增大，使浊环水在扩张管022中的流速逐渐减小，有利于浊环水发生絮凝。

进一步地，扩张管022的上端连接有导流筒023，导流筒023的内径从上端至下端保持一致。浊环水在扩张管022中流动时，从中心向外扩散；通过导流筒023，对浊环水进行收拢，使浊环水沿竖直向上的方向从导流筒023中喷出，减小浊环水中的固体颗粒杂质喷出后在水力循环澄清室01中流动的水平方向的分速度，有利于固体颗粒杂质向下沉降。

如图3所示，在本实用新型的一实施方式中，包括：水射器喷嘴032和水射器喉管031，水射器喷嘴032的下端固定于水力循环澄清室01的内壁，并与澄清室入口011连通；水射器喉管031的下端连接于水射器喷嘴032，上端设有朝上的开口，并且水射器喉管031的上端伸入到环形套筒02中。进入澄清室入口011的浊环水经过水射器喷嘴032进入水射器喉管031中，并通过水射器喉管031的上端开口向上流入环形套筒02；并且，环形套筒02的内径大于水射器喉管031的外径，使得在环形套筒02的内壁与水射器喉管031的外壁之间形成回流通道025。浊环水通过水射器喉管031向环形套筒02中喷出，有利于增大浊环水进入到环形套筒02时的流速，从而减小环形套筒02中的压强，便于浊环水及其沉降的固体颗粒杂质通过回流间隙021和回流通道025回流至环形套筒02中。优选地，水射器喷嘴032的内径从下端至上端逐渐减小，以使浊环水在水射器喷嘴032中的流速逐渐增大。

进一步地，将添加助凝剂的管路连接于水射器喷嘴032，助凝剂通过该管路流入水射器喷嘴032中，并且随浊环水在水射器喷嘴032和水射器喉管031中流动时，与浊环水进行混合。

在本实用新型的一实施方式中，环形套筒02的下端设有锥形导流管024，锥形导流管024的内径沿从上向下的方向逐渐增大，使得环形套筒02下端的开口的内径沿从上向下的方向逐渐增大，以便于浊环水和沉积于水力循环澄清室01底壁上的固体颗粒杂质进入到环形套筒02中。而且，当水射器喷嘴032的外径从下端至上端逐渐减小时，锥形导流管024的内壁与水射器喷嘴032的外壁配合，形成从四周向上方中心倾斜的回流通道025’，回流的浊环水和固体颗粒杂质沿回流通道025’进入到环形套筒02中，可与从水射器喉管031中喷出的浊环水发生汇聚和碰撞，有利于进行混合。

在本实用新型的一实施方式中，请参照图3，该污水净化设备包括环形套筒升降机构04，环形套筒升降机构04用于驱动环形套筒02上下移动，以控制环形套筒02的下端面与水力循环澄清室01的底壁之间的距离L，调节回流间隙021的大小，从而对浊环水和固体颗粒杂质通过回流间隙021向环形套筒02中回流的回流量进行调节，改变回流的浊环水与从水射器喉管031中喷出的浊环水新水之间的比例。当进入水力循环澄清室01中的浊环水的水质发生变化时，或者当浊环水进入水力循环澄清室01中的流速发生变化，可以通过调节该比例，来对净化效果进行调节，以使从澄清室出口012排出的浊环水的水质更加稳定。

为了使环形套筒02相对于水力循环澄清室01移动得更加平稳，水力循环澄清室的顶壁固定有竖直向下延伸的导杆；环形套筒02的侧壁固定有导向套，导杆穿设于导向套中。通过导杆，引导环形套筒02沿竖直方向移动。环形套筒升降机构04的结构不限于一种，在一些实施方式中，环形套筒升降机构04包括转轴、安装于转轴的齿轮和安装于环形套筒02且沿竖直方向设置的齿条，齿轮与齿条相啮合。转轴沿水平方向延伸至该污水净化设备的壳体外，可供操作人员手动驱动；转轴与污水净化设备的壳体之间均密封配合。

进一步地，环形套筒升降机构04外部安装位置传感器，利用传感器监测环形套筒02位置，根据环形套筒02位置可以确定回流的浊环水与从水射器喉管031中喷出的浊环水新水之间的比例。具体地，位置传感器安装在环形套筒02的外侧，检测锥形导流管024的下端与水力循环澄清室01的底壁之间的距离L；利用有限元仿真分析软件，计算距离L取不同高度值时的流量的体积比例值，确定不同高度对应的不同的流量比。

利用有限元流体软件分析不同距离L值时的流量比例值，确定可供查询的与距离L值相对应的流量比例值的表格，不同距离L对应不同的流量比例值。实际运行时，确定距离L，即可确定流量比值。当体积比例值大于2:1时，能够具有较好的絮凝沉降效果。优选地，回流的浊环水与从水射器喉管031中喷出的浊环水新水之间的体积比值范围为2:1-8:1。

在本实用新型的一实施方式中，水力循环澄清室01内设有环形转向板013，环形转向板013的外轮廓连接于水力循环澄清室01的内壁；澄清室出口012设于环形转向板013与水力循环澄清室01的底壁之间。浊环水从环形套筒02中流出后进入到水力循环澄清室01中向下运动，一方面絮凝后的固体颗粒杂质碰撞到环形转向板013，并会附着到环形转向板013上，有利于促进固体颗粒杂质从浊环水中分离出来；另一方面，澄清室出口012位于环形转向板013的下方，环形转向板013会使浊环水在水力循环澄清室01中的流动路径发生改变，由于固体颗粒杂质的重力较大，运动过程中受到较大的自身重力的影响，因此有利于促使固体颗粒杂质与液体部分分离开。

进一步地，环形转向板013从外轮廓至内轮廓为向下倾斜，以便于沉降到环形转向板013上固体颗粒杂质向下滑落至水力循环澄清室01的底部。另外，固体颗粒杂质还会附着到锥形导流管024的外壁上，锥形导流管024的外壁向外侧下方倾斜，可引导固体颗粒杂质向水力循环澄清室01的底壁滑落。

进一步地。请参照图3，水力循环澄清室01的底壁包括底壁倾斜部014，底壁倾斜部014的外轮廓与水力循环澄清室01的侧壁连接，底壁倾斜部014的内轮廓靠近水力循环澄清室的中心轴线；底壁倾斜部014从外轮廓至内轮廓为向下倾斜。底壁倾斜部014与环形转向板013配合，形成倾斜的水流通道，以将浊环水引入澄清室出口012，浊环水沿该水流通道向上流动，有利于固体颗粒杂质分离和沉降。优选地，环形转向板013向下倾斜的角度与底壁倾斜部014向下倾斜的角度相等。

接下来介绍浓缩沉淀室的结构，以及，浓缩沉淀室与水力循环澄清室如何实现连接。

如图1和图2所示，浓缩沉淀室05包围水力循环澄清室01，澄清室出口012与浓缩沉淀室05连通；浓缩沉淀室05的底壁与水力循环澄清室01的底壁连接在一起；通过水力循环澄清室01的侧壁，将浓缩沉淀室05分开。澄清室出口012靠近浓缩沉淀室05的底部，浓缩沉淀室05的顶部设有出口。水力循环澄清室01中的浊环水，通过澄清室出口012进入到浓缩沉淀室05中，并向顶部的出口运动。浊环水在浓缩沉淀室05中运动的过程中，固体颗粒杂质与液体部分分离，向浓缩沉淀室05的底部沉降。

在本实用新型的一实施方式中，如图5和图6所示，澄清室出口012包括多个设置于水力循环澄清室01的侧壁的输水通孔0121，各个输水通孔0121的两端分别与水力循环澄清室01和浓缩沉淀室05连通。通过输水通孔0121，使浊环水以喷射的方式进入到浓缩沉淀室05中，有利于使浊环水中的固体颗粒杂质碰撞且被吸附到浓缩沉淀室05的内壁上。具体地，多个输水通孔0121沿水力循环澄清室01的轴线至少分布成两层；在同一层中，各个输水通孔0121绕水力循环澄清室01的中心轴线圆周分布。

进一步地，输水通孔0121的轴线沿同一方向偏离水力循环澄清室01的中心轴线。

浊环水沿输水通孔0121的轴线向浓缩沉淀室05中喷射时，浊环水具有周向的分速度，从而使浊环水在浓缩沉淀室05中环绕水力循环澄清室01的中心轴线转动，并且从各个输水通孔喷射出的浊环水的转动方向相同，使得浊环水在浓缩沉淀室05中形成旋流。固体颗粒杂质在离心作用下，会与液体部分发生分离，一部分固体颗粒杂质会在转动的同时沉降到浓缩沉淀室05的底部，一部分固体颗粒杂质会碰撞和吸附到浓缩沉淀室05外侧的内壁上，并逐步降落。

在本实施方式中，浓缩沉淀室05的中心轴线与水力循环澄清室01的中心轴线重合。请参照图4和图5，图4为输水通孔投影在垂直于浓缩沉淀室05中心轴线的平面上的分布示意图，在图4中，水力循环澄清室01的内壁为圆形，输水通孔0121的轴线与该圆形相交，过该交点的一条半径与输水通孔0121的轴线之间的夹角β为输水通孔0121的倾斜角β。优选地，各个输水通孔0121的倾斜角β均相等，并且，-55°≤β≤55°。

进一步地，各个输水通孔0121的轴线均向下倾斜。如图6所示，输水通孔0121的轴线与水平面之间的夹角为α。由于浓缩沉淀室05的开口设置在上方，浊环水从输水通孔0121中喷出，进入浓缩沉淀室05后，会先向下运动，然后转向向上运动。固体颗粒杂质自身重力较大，不易获得向上的运动动能，会在这个过程中与浓缩沉淀室05的底壁发生碰撞，并被吸附。优选地，15°≤α≤45°。

进一步地，输水通孔0121上连接有输水管0122，输水管0122向浓缩沉淀室05内延伸，输水管0122的轴线与输水通孔0121的轴线重合，输水管0122对浊环水的运动起到导向作用，促使浊环水沿输水通孔0121的轴线进入浓缩沉淀室05。

接下来介绍斜管沉淀室的结构，以及，斜管沉淀室、浓缩沉淀室与水力循环澄清室如何实现连接。

如图1和图2所示，斜管沉淀室06设于浓缩沉淀室05的上方，斜管沉淀室06中并排倾斜安装有多根斜管，各根斜管的下端开口与斜管沉淀室06的下端进液口连通，各根斜管的上端开口与斜管沉淀室06的上端出液口连通。斜管沉淀室06的下端进液口与浓缩沉淀室05的顶部连通。

斜管的垂直斜管轴线的横截面可以为圆形或者椭圆形。优选地，斜管的垂直斜管轴线的横截面呈椭圆形，有利于增加了管壁的接触面积，更利于捕集颗粒。

斜管可以采用中空管；斜管管束作为填料斜管。浓缩沉淀室05的顶部焊接连接有斜管托架，斜管托架对斜管进行支撑。

在一些实施例中，斜管由若干个扇形块通过榫槽连接而成。斜管托架下部连接多个导流栅板，导流栅板呈竖直板状，位于斜管沉淀室06的下部，且安装于浓缩沉淀室05的侧壁；多个导流栅板沿水平圆周排布。导流栅板能够支撑斜管托架，同时导流栅板位于浓缩沉淀室05的上部，能够对浓缩沉淀室05内的水流进行导流，使得浓缩沉淀室05内上部区域形成稳定的上升流，消除旋流效应，提高斜管内水流的均匀性，有利于斜管内的水流保持稳定均匀。

浊环水从浓缩沉淀室05中向上进入斜管中，固体颗粒杂质进一步进行分离和沉降，并且沉降的固体颗粒杂质沿斜管掉落到浓缩沉淀室05中。为了使斜管沉淀室06具有较好的沉淀效果，各根斜管的轴线与水平线之间的夹角范围为55°～65°；优选地，各根斜管的轴线与水平线之间的夹角为60°。

在本实用新型的一实施方式中，水力循环澄清室01的侧壁包括侧壁倾斜部015，侧壁倾斜部015位于浓缩沉淀室05中，并且侧壁倾斜部015从下至上向内倾斜，以使浓缩沉淀室05的水平方向的截面面积沿从下往上的方向逐渐增大，从而降低浊环水在浓缩沉淀室05中的流速，便于固体颗粒杂质进行沉降，并且使浊环水以较低的速度进入到斜管中，可以提高浊环水在斜管内停留的时间和斜管的利用率，增强沉淀效果。

斜管沉淀室06为环形，且包围水力循环澄清室01，斜管沉淀室06与水力循环澄清室01之间通过水力循环澄清室01的侧壁隔开，这样，有利于节省空间，减小该污水净化设备竖直方向的尺寸。

进一步地，本实用新型提供的污水净化设备还包括清水收集区07，清水收集区07设于斜管沉淀室06的上方，斜管沉淀室06的上端出液口与清水收集区07连通。浊环水经过斜管向上流动至清水收集区07中，并存储于清水收集区07中，以便于向外排出进行循环。

清水收集区07的顶部设有收水筒071，收水筒071的侧壁设有与清水收集区07连通的收水通孔0711；收水筒071连接有出水管072，清水收集区07中的浊环水达到收水通孔0711的高度后，通过收水通孔0711进入到收水筒071中，并经出水管072，利用富余水压直接送至压力式过滤器或冷却塔。优选地，收水筒071为漏斗状结构，多个收水通孔0711分布于漏斗状结构的锥形侧壁上，以增加水流的均匀程度。在一些实施方式中，收水筒071连接有排气阀073，通过排气阀073降低收水筒071中的气压，以便于浊环水进入到收水筒071中。

接下来介绍旋流沉淀室的结构，以及旋流沉淀室、浓缩沉淀室与水力循环澄清室如何实现连接。

旋流沉淀室08设于水力循环澄清室01下方，并且通过水力循环澄清室01的底壁与水力循环澄清室01相隔开，通过浓缩沉淀室05的底壁与浓缩沉淀室05相隔开。旋流沉淀室08的顶壁设有与澄清室入口011连通的旋流出口082；旋流沉淀室08内的顶部设有螺旋形的导流板09，导流板09环绕旋流出口082的轴线，并且导流板09的外轮廓沿从上至下的方向由外向内收缩，导流板09的中心设有上下贯通且与旋流出口082连通的导流通道091；旋流沉淀室08的侧壁顶部设有朝向导流板09的旋流入口081。

浊环水通过旋流入口081进入到旋流沉淀室08中，并向导流板09流动；在自身初速度、自身重力和导流板09的作用下，浊环水沿导流板09，从上往下环绕旋流出口082的轴线转动，并流向导流通道091的下端开口；进入导流通道091后向上运动，通过旋流出口082进入到澄清室入口011中。浊环水在旋流沉淀室08中转动的过程中，其中的固体颗粒杂质在离心作用下，与液体部分发生分离。

在本实用新型的一实施方式中，如图7和图8所示，导流板09为外径从上端至下端逐渐减小的锥形螺旋叶片10。旋流入口081喷射出的浊环水，具有向位于旋流沉淀室08中心的导流通道091的下端开口流动的趋势，锥形螺旋叶片10对浊环水的流动路径起到引导作用，使浊环水在旋流沉淀室08中形成稳定旋流。浊环水中的固体颗粒杂质在离心作用下，与液体部分发生分离，碰撞并吸附到旋流沉淀室08的侧壁上，并且逐步掉落至旋流沉淀室08的底部。

在锥形螺旋叶片10引导下形成的旋流，旋流的外径逐步减小，而固体颗粒杂质的自身重量较大，更容易在离心作用下与液体部分分离。

作为另一实施方式，请参照图9-图11，导流板09沿竖直方向延伸且在水平面内沿螺旋线盘绕，并且，导流板09沿竖直方向向下延伸的深度，从外向内逐渐增大。导流板09的下边沿构成导流板09的外轮廓，且沿从上至下的方向由外向内收缩。图10为导流板投影在垂直于旋流出口的轴线的平面上的结构示意图，在图10中，导流板09中形成螺旋形的通道111。浊环水从上端进入到该螺旋形的通道111中，在导流板09的作用下，会在螺旋形的通道111中绕旋流出口082的轴线转动，并且同时往下向导流通道091的下端开口运动，形成旋流；在该螺旋形的通道111中的旋流的带动作用下，旋流沉淀室08中的浊环水也形成旋流。浊环水在进行旋流时，固体颗粒杂质在离心作用下与液体部分发生分离，碰撞并吸附到导流板09的侧壁上和旋流沉淀室08的内壁上，并且逐步掉落至旋流沉淀室08的底部。

进一步地，如图11所示，导流板09上方设有导流顶板112，导流板09沿竖直方向向上延伸至导流顶板112，导流顶板112将上述螺旋形的通道111的顶部封闭，避免上述螺旋形的通道111中的浊环水向上溢出，促使浊环水向下沿上述螺旋形的通道111流动，有利于固体颗粒杂质进行分离。

为了使固体颗粒杂质碰撞到导流板09上时，更好地被导流板09吸附，发明人对导流板09作了进一步优化，如图11所示，导流板09的板面上设置有多个波纹槽113，多个波纹槽113沿竖直方向间隔分布，一方面通过设置波纹槽113，增大了导流板09上与浊环水接触的面积，另一方面更便于固体颗粒杂质在导流板09上停留和聚集。

上面已经介绍了导流板09的具体实施方式，接下来对旋流沉淀室08其它结构的改进作介绍。

如图7和图9所示，旋流沉淀室08的底部设为锥形，水平截面从上往下逐渐减小，以便于沉降的固体颗粒杂质沿内壁向底部中心运动，便于排出。导流板09与旋流沉淀室08的内壁之间设有间隙，以便于固体颗粒杂质沉降。

进一步地，该污水净化设备包括设置于旋流入口081的水流喷射器14，水流喷射器14用于将待净化的污水向导流板09喷射。通过水流喷射器14，可以使浊环水以较大的速度进入到旋流沉淀室08中，促使固体颗粒杂质在离心作用下与液体部分分离。

为了便于将浓缩沉淀室05底部的固体颗粒杂质和水力循环澄清室01底部的固体颗粒杂质排出，污水净化设备包括第一排污管12，第一排污管12位于水力循环澄清室01的下方且位于浓缩沉淀室05的下方；水力循环澄清室01的底壁设有与第一排污管12连通的第一排污口131；浓缩沉淀室05的底壁设有与第一排污管12连通的第二排污口132。具体地，第一排污管12包括排污管道、位于水力循环澄清室01下方的第一环形管121和位于浓缩沉淀室05下方的第二环形管122，排污管道与第一环形管121连通且与第二环形管122连通，第一环形管121通过排污支管与第一排污口131连通，第二环形管122通过排污支管与第二排污口132连通。排污管道上设有阀门，通过定期开启该阀门，以排出固体颗粒杂质。

优选地，水力循环澄清室01上至少对称设有2个第一排污口131，浓缩沉淀室05上至少对称设有2个第二排污口132。

优选地，第一排污口131的轴线沿竖直方向开设，第一排污口131的轴线与水力循环澄清室01的中心轴线之间的距离K不小于200mm，以保证在水力循环澄清室01的底部中心集聚有固体颗粒杂质，以提供固体颗粒杂质向环形套筒02中回流。

在一些实施方式中，第一排污管12与水流喷射器14的入口连通。具体地，水流喷射器14的入口端设有污泥入口141，第一排污管12通过回流支管123与该污泥入口141连通。第一排污管12中的固体颗粒杂质可通过回流支管123直接进入到水流喷射器14中，提高了固体颗粒杂质进行回流的效率，可以避免增设外部加压设备。在水流喷射器14中的浊环水的带动下，固体颗粒杂质与浊环水混合到一起，并且在水流的冲击下被粉碎，颗粒变小。通过水流喷射器14回流进入到旋流沉淀室08中的固体颗粒杂质，可以起到凝结核的作用，促进浊环水中的固体颗粒杂质凝聚到一起，便于分离澄清，从而减少助凝剂等化学试剂的加入量。优选地，回流支管123的轴线，从靠近第一排污管12的一端至靠近水流喷射器14的一端，为沿水流喷射器14的喷射方向倾斜，以便于第一排污管12中的固体颗粒杂质进入到水流喷射器14中，并被较好地粉碎。

为了便于将旋流沉淀室08中的污泥排出，旋流沉淀室08的底部设有第二排污管171。第二排污管171上设有阀门，可以通过阀门，定期将沉积的污泥排出。优选地，如图7所示，旋流沉淀室08内腔的底部设有斜板083，用于承载污泥，第二排污管171的进泥口设于斜板083的上方。在一些实施方式中，旋流沉淀室08的底部还设有排空管172，排空管172上设有排空阀门。

进一步地，该污水净化设备包括絮凝反应室15，絮凝反应室15设于导流通道091，絮凝反应室15的顶部开口与旋流出口082连通，底部开口朝向旋流沉淀室08的底壁。如图7和图9所示，絮凝反应室15包括上圆筒151和下锥筒152，上圆筒151的上端固定于旋流沉淀室08的顶壁，并与旋流出口082连通，下锥筒152的上端连接于上圆筒151的下端，下锥筒152的内径从上往下逐渐增大；上圆筒151的轴线和下锥筒152的轴线均与旋流出口082的轴线重合。上圆筒151内腔的上部和下锥筒152内腔的下部分别设有筛板或者孔板，在上下的筛板或者孔板之间的空间设有多个空心球形絮凝反应器；筛板或者孔板为可拆卸的，以便于更换空心球形絮凝反应器。导流板09固定设置于上圆筒的外壁和下锥筒的外壁。

旋流沉淀室08中的浊环水沿导流板09向下运动，从下锥筒152的下端开口进入到下锥筒152和上圆筒151中，并且流经空心球形絮凝反应器，发生絮凝反应，使固体颗粒杂质的粒径增大；通过上圆筒151的上端开口排出，并经过旋流出口082和澄清室入口011流入到水力循环澄清室01中。

本实用新型提供的污水净化设备，集成了旋流沉淀室08、絮凝反应室15、水力循环澄清室01、浓缩沉淀室05、斜管沉淀室06和清水收集区07，具有结构紧凑和占地面积小的特点。浊环水通过加压泵站加压后进入到旋流沉淀室08中，并且利用自身的余压水头向后续的净化处理室和清水收集区流动，减少了加压次数和动力消耗。浊环水首先在旋流沉淀室08中将较大颗粒的固体颗粒杂质分离出，然后经过絮凝反应室15，使浊环水中剩余的固体颗粒杂质的粒径增大，以便于分离；从絮凝反应室15中排出的浊环水，依次进入到水力循环澄清室01和浓缩沉淀室05中，进一步分离固体颗粒杂质，之后进入到斜管沉淀室06，分离去除较小颗粒的固体颗粒杂质。采用上述逐级分离处理的工艺，先去除粒径较大的固体颗粒杂质，再去除粒径较小的固体颗粒杂质，可以提高净化效果的稳定性，保障净化后的浊环水的水质。

为了便于对旋流沉淀室08中的内部空腔进行冲洗，旋流沉淀室08中设有第三环形管16，第三环形管16的管壁上设有多个出水口；第三环形管16通过冲洗水管161与外部供水管路连接，进入第三环形管16的水通过管壁上的出水口向旋流沉淀室08中喷洒，实现冲洗。

为了便于维护，以及保障设备的安全稳定运行，在旋流沉淀室08的侧壁、水力循环澄清室01的侧壁顶部和清水收集区07的顶壁分别设有检修孔181，在浓缩沉淀室05的侧壁设有检修观察孔182，清水收集区07的顶壁设有与清水收集区07连通的安全阀183。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (28)

1.一种污水净化设备，其特征在于，包括：依次连通的旋流沉淀室、水力循环澄清室、浓缩沉淀室和斜管沉淀室；

所述旋流沉淀室设于所述水力循环澄清室的下方；

所述浓缩沉淀室和所述斜管沉淀室均包围所述水力循环澄清室，并且，所述斜管沉淀室设于所述浓缩沉淀室的上方。

2.根据权利要求1所述的污水净化设备，其特征在于，所述水力循环澄清室的底壁设有澄清室入口，所述水力循环澄清室的侧壁设有澄清室出口；

所述水力循环澄清室中设有沿竖直方向延伸且上下开口的环形套筒，所述环形套筒的下端与所述水力循环澄清室的底壁之间设有回流间隙，并且所述环形套筒的下端的开口朝向且覆盖所述澄清室入口。

3.根据权利要求2所述的污水净化设备，其特征在于，所述澄清室出口设置于所述水力循环澄清室的侧壁的底部。

4.根据权利要求2所述的污水净化设备，其特征在于，所述环形套筒的上端连接有扩张管，所述扩张管的内径沿从下向上的方向逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的污水净化设备，其特征在于，所述扩张管的上端连接有导流筒，所述导流筒的内径从上端至下端保持一致。

6.根据权利要求2所述的污水净化设备，其特征在于，包括：水射器喉管，所述水射器喉管的下端与所述澄清室入口连通，上端设有朝上的开口，所述环形套筒包围所述水射器喉管的上端部，进入所述澄清室入口的流体可通过所述水射器喉管向上流入所述环形套筒，并且，所述环形套筒的内壁与所述水射器喉管的外壁之间设有回流通道。

7.根据权利要求6所述的污水净化设备，其特征在于，包括设于所述水射器喉管与所述澄清室入口之间的水射器喷嘴，所述水射器喷嘴的下端连接于所述澄清室入口，所述水射器喉管的下端连接于所述水射器喷嘴的上端，所述水射器喷嘴的内径从下端至上端逐渐减小。

8.根据权利要求2所述的污水净化设备，其特征在于，所述环形套筒下端的开口的内径沿从上向下的方向逐渐增大。

9.根据权利要求2所述的污水净化设备，其特征在于，所述污水净化设备包括用于驱动所述环形套筒上下移动的环形套筒升降机构。

10.根据权利要求2所述的污水净化设备，其特征在于，包括：设置于所述水力循环澄清室内的环形转向板，所述环形转向板的外轮廓连接于所述水力循环澄清室的内壁；所述澄清室出口设于所述环形转向板与所述水力循环澄清室的底壁之间。

11.根据权利要求10所述的污水净化设备，其特征在于，所述环形转向板从外轮廓至内轮廓为向下倾斜。

12.根据权利要求11所述的污水净化设备，其特征在于，所述水力循环澄清室的底壁包括底壁倾斜部，所述底壁倾斜部的外轮廓与所述水力循环澄清室的侧壁连接，所述底壁倾斜部的内轮廓靠近所述水力循环澄清室的中心轴线；所述底壁倾斜部从外轮廓至内轮廓为向下倾斜。

13.根据权利要求1所述的污水净化设备，其特征在于，所述澄清室出口包括多个输水通孔，各个所述输水通孔的两端分别与所述水力循环澄清室和所述浓缩沉淀室连通。

14.根据权利要求13所述的污水净化设备，其特征在于，各个所述输水通孔的轴线沿同一方向偏离所述水力循环澄清室的中心轴线。

15.根据权利要求14所述的污水净化设备，其特征在于，各个所述输水通孔的轴线均向下倾斜。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的污水净化设备，其特征在于，包括：多个连接于所述输水通孔的输水管，所述输水管向所述浓缩沉淀室内延伸。

17.根据权利要求1所述的污水净化设备，其特征在于，所述水力循环澄清室的侧壁包括侧壁倾斜部，所述侧壁倾斜部位于所述浓缩沉淀室中，并且所述侧壁倾斜部从下至上向内倾斜。

18.根据权利要求1所述的污水净化设备，其特征在于，所述污水净化设备包括设于所述斜管沉淀室上方的清水收集区，所述斜管沉淀室的上端出液口与所述清水收集区连通。

19.根据权利要求18所述的污水净化设备，其特征在于，包括：

设于所述清水收集区的顶部的收水筒，所述收水筒的侧壁设有与所述清水收集区连通的收水通孔；

与所述收水筒的内腔连通的出水管。

20.根据权利要求1所述的污水净化设备，其特征在于，所述旋流沉淀室的顶壁设有与所述澄清室入口连通的旋流出口；

所述旋流沉淀室内的顶部设有螺旋形的导流板，所述导流板环绕所述旋流出口的轴线，并且所述导流板的外轮廓沿从上至下的方向由外向内收缩，所述导流板的中心设有上下贯通且与所述旋流出口连通的导流通道；

所述旋流沉淀室的侧壁顶部设有朝向所述导流板的旋流入口。

21.根据权利要求20所述的污水净化设备，其特征在于，所述导流板为外径从上端至下端逐渐减小的锥形螺旋叶片。

22.根据权利要求20所述的污水净化设备，其特征在于，所述导流板沿竖直方向延伸且在水平面内沿螺旋线盘绕；并且，所述导流板沿竖直方向向下延伸的深度，从外向内逐渐增大。

23.根据权利要求22所述的污水净化设备，其特征在于，包括设于所述导流板上方的导流顶板，所述导流板沿竖直方向向上延伸至所述导流顶板。

24.根据权利要求22所述的污水净化设备，其特征在于，所述导流板的板面上设置有多个波纹槽，多个所述波纹槽沿竖直方向间隔分布。

25.根据权利要求1-15或17-20中任一项所述的污水净化设备，其特征在于，所述污水净化设备包括与所述旋流沉淀室连通的水流喷射器，所述水流喷射器用于将待净化的污水向所述旋流沉淀室内喷射。

26.根据权利要求25所述的污水净化设备，其特征在于，所述污水净化设备包括第一排污管，所述第一排污管位于所述水力循环澄清室的下方且位于所述浓缩沉淀室的下方；

所述水力循环澄清室的底壁设有与所述第一排污管连通的第一排污口；

所述浓缩沉淀室的底壁设有与所述第一排污管连通的第二排污口。

27.根据权利要求26所述的污水净化设备，其特征在于，所述第一排污管与所述水流喷射器的入口连通。

28.根据权利要求20所述的污水净化设备，其特征在于，所述污水净化设备包括絮凝反应室，所述絮凝反应室设于所述导流通道，所述絮凝反应室的顶部开口与所述旋流出口连通，底部开口朝向所述旋流沉淀室的底壁。

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