CN213680062U - 城市生活污水过滤沉砂系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及环保领域，具体提供的城市生活污水过滤沉砂系统，包括沿污水流向依次设置的安装于污水流道中的固液分离单元，以及对分离后的污水进行沉砂作用的沉砂单元，所述沉砂单元包括多个相互连通的沉砂池，所述任一个沉砂池由自上而下连通的筒形池、锥形池和排砂管组成，所述排砂管底部设置有用于排砂的排砂口，以及与排砂管下端头铰接用于开启或者关闭排砂口的端盖。本实用新型针对城市生活污水中的固体杂质实现快速、高效的固液分离；能够将固体垃圾从污水中分离，并集中运输收集，便于后续的固体垃圾处理，防止二次环境污染；通过有轴螺旋器将砂石排出，免去了现有的清淤工作，使得整个处理工艺人工投入少，效率高，实用性好。

Description

城市生活污水过滤沉砂系统

技术领域

本申请涉及污水处理领域，尤其涉及城市生活污水治理领域，具体涉及城市生活污水过滤沉砂系统。

背景技术

城市污水处理是维持一个城市正常运转非常重要的一项民生工程。其处理流程大致分为：物理法去除固体杂质、生物法去除有机物、化学法去除氮磷钾，最后进行无害化处理经检测合格再排放进行再次水循环。

现有的物理法去除固体杂质的方式多采用格栅分离，通过设置多级粗格栅和细格栅实现对固体垃圾由大到小的逐渐过滤分离。格栅法进行固液分离虽然稳定性好，兼容性强，但由于需要多级设置，其固液分离的效率不高，尤其是运行一段时间后，格栅上会附着较多固体垃圾，对各级格栅都造成不同程度的堵塞，使得污水有效过滤流量降低。同时，多级格栅设置会增加整体固液分离的能耗，经济性也不好。另一种现有固液分离方式是在污水来流的流道中设置滤网，通过定期清理滤网的附着物以及滤网上游的大密度悬浮物实现固体垃圾的阻拦。采用此种方式进行固液分离的优势在于经济性好，不会造成能耗，完全依靠污水自身流动实现固液分离，但劣势在于需要人工定期清理，否则将造成污水流道的完全堵塞，这将投入较大的人力成本且降低污水固液分离效率。

经固液分离处理后，还需要利用较大的沉砂池沉淀污水中的细微泥沙颗粒。现有的沉砂方式是利用静止污水中的泥沙在重力作用下自然沉降实现细微颗粒的固液分离，这种方式最明显的弊端就是效率低，等待时间长；同时，长时间大量沉降的泥沙需要定期清淤，以保持沉砂池的有效容量，现有的沉砂池清淤依然采用人工或者半机械化清淤，效率较低。

实用新型内容

为了解决现有技术在城市污水的固液分离及砂石沉淀清理过程中存在的如背景技术中述及的能耗高、效率低、清淤费时费力等问题，本申请提供城市生活污水过滤沉砂系统，实现对城市生活污水的快速、高效的固液分离，包括污水中的较大固体物和细微砂石的分离，分别通过沿污水流向依次设置的固液分离单元和沉砂单元实现。固液分离单元用于对污水中可通过物理拦阻的方式剔除的固体垃圾进行分离，进一步通过沉砂系统将不可拦阻的细微砂石通过旋流沉降和静止沉降相互结合的方式实现高效沉降。再者，本申请提供的沉砂单元通过污水自身流动产生的旋流实现污水中细微固体杂质的快速聚集沉降，配合锥形的沉砂池设计，使得砂石能够快速进入沉砂管中沉降，效率高，单位时间内沉砂量大。在进一步地，通过采用有轴螺旋器驱动实现自动排砂能够有效的免除现有排砂清淤存在的效率低，劳动强度大的问题。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

本申请提供的城市生活污水过滤沉砂系统，包括沿污水流向依次设置的安装于污水流道中的固液分离单元，以及对分离后的污水进行沉砂作用的沉砂单元，所述沉砂单元包括多个相互连通的沉砂池，所述任一个沉砂池由自上而下连通的筒形池、锥形池和排砂管组成，所述排砂管底部设置有用于排砂的排砂口，以及与排砂管下端头铰接用于开启或者关闭排砂口的端盖；所述筒形池设置有位于不同高度的入水口和出水口，所述入水口和出水口的轴向方向与筒形池圆周相切。

优选地，所述排砂管底部固定安装有第三电机，所述第三电机驱动连接有设置于排砂管内的有轴螺旋器。

优选地，所述固液分离单元由用于污水固液分离的循环分离机构和经所述循环分离机构过滤后剔除的固体垃圾的垃圾输送机构组成。所述污水流道由相互连通的上游流道和下游流道组成，所述上游流道具有与下游流道连通的斜坡结构，所述斜坡结构处安装有用于过滤剔除污水中固体垃圾的循环分离机构；所述循环分离机构的下端靠近斜坡结构底部，循环分离机构上端高于下游流道的垂直距离不低于两米；循环分离机构上端的正下方设置有用于收集经所述循环分离机构过滤后剔除的固体垃圾的垃圾输送机构。

优选地，所述循环分离机构包括沿所述斜坡结构平行安装且循环转动的铰链网格，设置在铰链网格的两端用于驱动所述铰链网格转动的两个第一滚筒，任一第一滚筒驱动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括安装在机架上驱动连接的第一电机和第一减速机。

优选地，所述铰链网格由多个相互平行铰接的过滤板组成，所述铰链网格上还铰接安装有多个用于剔除固体垃圾的L型过滤齿，所述L型过滤齿呈横向和纵向等间距设置。

优选地，所述垃圾输送机构包括一端设置于所述循环分离机构上端头正下方的网筛，设置于网筛两端并驱动网筛循环转动输送固体垃圾的第二滚筒，远离所述循环分离机构一端的第二滚筒依次驱动连接有第二减速机和第二电机；所述垃圾输送机构下方还设置有用于收集固体垃圾滴落污水的滤槽，所述滤槽与下游流道连通。

优选地，所述垃圾输送机构还包括设置于所述网筛两侧用于阻隔固体垃圾的挡板，所述挡板与机架可拆卸固定连接。

有益效果

本实用新型针对城市生活污水中的固体杂质实现快速、高效的固液分离；能够将固体垃圾从污水中分离，并集中运输收集，便于后续的固体垃圾处理，防止二次环境污染；针对较小的泥沙颗粒利用污水自身流动在锥形池内形成旋流，将泥沙快速带入排砂管中，最后通过有轴螺旋器将砂石排出，免去了现有的清淤工作，使得整个处理工艺人工投入少，效率高，实用性好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本实用新型的立体结构示意图；

图2是固液分离单元的立体结构示意图；

图3是图1中C区结构放大图；

图4是图1的反向视觉立体结构示意图；

图5是图1的俯视图；

图6是图5中沿剖切符号A-A的剖视图；

图7是图5中沿剖切符号B-B的剖视图。

图中：1-上游流道；2-下游流道；3-第一电机；4-第一减速机；5-第一滚筒；6-铰链网格；7-L型过滤齿；8-机架；9-第二电机；10-第二减速机；11-第二滚筒；12-网筛；13-挡板；14-滤槽；15-沉砂池；16-锥形池；17-排砂管；18-第三电机；19-排砂口；20-入水口；21-出水口；22-有轴螺旋器；23-端盖。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例提供的城市生活污水过滤沉砂系统，结构如图1、图3-7所示，具体包括沿污水流向依次设置的安装于污水流道中的固液分离单元，以及对分离后的污水进行沉砂作用的沉砂单元，所述沉砂单元包括多个相互连通的沉砂池15，所述任一个沉砂池15由自上而下连通的筒形池、锥形池16和排砂管17组成，所述排砂管17底部设置有用于排砂的排砂口19，以及与排砂管17下端头铰接用于开启或者关闭排砂口19的端盖23；所述筒形池设置有位于不同高度的入水口20和出水口21，所述入水口20和出水口21的轴向方向与筒形池圆周相切。工作原理：固液分离单元在本实施例中可采用现有的过滤式或者格栅式固液分离方式实现。沉砂单元是采用如图1和图4所示的多个沉砂池串联的结构实现，相邻沉砂池之间分别通过入水口20和出水口21相连通，由于入水口20和出水口21的水流方向与沉砂池相切，污水流入在圆形的沉砂池中会自然形成旋流，污水的来流速度越快，形成的旋流越剧烈，由于出水口21的方向亦是与沉砂池相切，因此，污水排出过程中并不会造成紊流而破坏现有的旋流。在旋流过程中，污水中的细小泥沙会快速的向圆心聚拢。加之沉砂池底部具有锥形池16，能够进一步的将泥沙聚集并随旋流快速下沉至排砂管17中而不能再随着水流进入到下一级沉砂池中，从而实现快速沉砂的目的。值得说明的是，由于排砂管17的长度是有限的，因此越靠近上游的排砂管17沉淀的砂石会比下游的排砂管17更多，为了避免因排砂管17中砂石过多导致上游沉砂效果减弱，将大量泥沙带入到下一级的沉砂池中，上游的排砂管17的定期排砂周期将短于下游排砂管17的清理周期。具体的排砂频率可根据实际的污水含沙量而定，这并不影响本实施例提供的结构和预期技术效果，只是针对不同的污水含沙量，维护时间存在对应的差异。采用多级沉砂的目的是将部分较小砂石在一级旋流过程中不能及时沉淀，需要多级旋流才能沉淀的微小颗粒能够尽可能多的沉淀，避免带入下游污水中，增加下游处理压力。例如下游的生物接触氧化的填料会附着较多微小颗粒。过多细微颗粒的带入将会增加填料的清洗频率。

实施例2：

为了方便清理排砂管17中的沉淀泥沙，本实施例在实施例1的基础上，进一步结合说明书附图5-7所示，所述排砂管17底部固定安装有第三电机18，所述第三电机18驱动连接有设置于排砂管17内的有轴螺旋器22。当需要排砂时，只需要打开端盖23，启动第三电机18带动有轴螺旋器22将排砂管17内的砂石从排砂口19中排出，便于集中收集。在实际排砂操作中，排出的沙砾含水量较多，但一般不具有自由水，当排砂过程中发现有自由水或者沙砾流淌现象应及时停止排砂，关闭端盖23，说明此时排砂管17中的沙砾已经即将排尽，污水即将涌出，故而需要及时关闭端盖23，待砂石沉淀量沉积较多时再进行二次排砂操作。

实施例3：

结合附图1-7所示结构，本实施例是在实施例1或2的基础上进一步优化固液分离单元，具体地，所述固液分离单元由用于污水固液分离的循环分离机构和经所述循环分离机构过滤后剔除的固体垃圾的垃圾输送机构组成。所述污水流道由相互连通的上游流道1和下游流道2组成，所述上游流道1具有与下游流道2连通的斜坡结构，所述斜坡结构处安装有用于过滤剔除污水中固体垃圾的循环分离机构；所述循环分离机构的下端靠近斜坡结构底部，斜坡结构能够有效的延长循环分离机构与固体垃圾的有效接触面积，提高分离效率。循环分离机构上端高于下游流道2的垂直距离不低于两米；循环分离机构上端的正下方设置有用于收集经所述循环分离机构过滤后剔除的固体垃圾的垃圾输送机构。当距离低于两米时，并不利于后续提及的垃圾输送机构的安装，同时，固体垃圾在重力作用下掉落于垃圾输送机构上的速度不够大时，附着的污水不能瞬间脱离固体垃圾，使得分离的固体垃圾含水量高，后续处理成本和难度都将增加。在地面设置或者修筑所述上游流道1和下游流道2，一般采用地下挖掘方式修筑，采用混凝土浇筑成型。未经处理的城市污水依次流经上游流道1和下游流道2，在经过循环分离机构后，悬浮于污水中的固体垃圾随着污水流动而流动，当固体垃圾抵达循环分离机构后将被阻挡，污水则可继续流动，实现固液分离的作用。由于循环分离机构沿着斜坡结构设置，位于不同深度的固体垃圾均将被阻挡并在循环过程中被带离水面，最终从循环分离机构的上端脱离并掉落在垃圾输送机构上被输送至指定位置用于集中收集和处理固体垃圾。由于循环分离机构采用主动式固液分离，能够不间断的进行循环分离，避免现有技术中存在的附着和堵塞。相较于多级格栅过滤分离固体垃圾的方式效率更高，能耗更低。与现有的静态过滤方式相比，效率可明显提升数倍，且无需人员定期清理，大大降低了人工投入成本，提高了污水中固液分离的效率。

本实施例中，所述循环分离机构包括沿所述斜坡结构平行安装且循环转动的铰链网格6，设置在铰链网格6的两端用于驱动所述铰链网格6转动的两个第一滚筒5，任一第一滚筒5驱动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括安装在机架8上驱动连接的第一电机3和第一减速机4。由于处理对象为初段污水，其固体垃圾的比例高低存在不同，因此，匹配第一减速机4能够根据实际固体垃圾比例情况进行匹配铰链网格6的实际运行速度，以达到固液分离效率和能耗经济性之间的兼容。所述铰链网格6由多个相互平行铰接的过滤板组成，所述铰链网格6上还铰接安装有多个用于剔除固体垃圾的L型过滤齿7。由于污水初段的来流较慢，单纯依赖于污水流动将固体垃圾附着于铰链网格6的表面，实现利用固体垃圾自身附着力带离水面的效果并不能达到理想效果。设置L型过滤齿7能够有效将靠近铰链网格6的固体垃圾进行阻拦带离水面，提升低流速污水的固液分离效果。所述铰链网格6由多个相互平行铰接的过滤板组成，所述铰链网格6上还铰接安装有多个用于剔除固体垃圾的L型过滤齿7，所述L型过滤齿7呈横向和纵向等间距设置。采用横向等间距设置使得L型过滤齿7能够成排安装，采用纵向等间距设置能够实现成排的L型过滤齿7能够间隔多排设置。采用这种排布方式能够有效提升结构的规范度，使得附着、阻挡的固体垃圾更为集中，当固体垃圾运行到铰链网格6的下方时，在重力作用下掉落会更加彻底，分离效果更好。

本实施例中，所述垃圾输送机构包括一端设置于所述循环分离机构上端头正下方的网筛12，设置于网筛12两端并驱动网筛12循环转动输送固体垃圾的第二滚筒11，远离所述循环分离机构一端的第二滚筒11依次驱动连接有第二减速机10和第二电机9；所述垃圾输送机构下方还设置有用于收集固体垃圾滴落污水的滤槽14，所述滤槽14与下游流道2连通。所述垃圾输送机构还包括设置于所述网筛12两侧用于阻隔固体垃圾的挡板13，所述挡板13与机架8可拆卸固定连接。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.城市生活污水过滤沉砂系统，包括沿污水流向依次设置的安装于污水流道中的固液分离单元，以及对分离后的污水进行沉砂作用的沉砂单元，其特征在于：所述沉砂单元包括多个相互连通的沉砂池（15），所述任一个沉砂池（15）由自上而下连通的筒形池、锥形池（16）和排砂管（17）组成，所述排砂管（17）底部设置有用于排砂的排砂口（19），以及与排砂管（17）下端头铰接用于开启或者关闭排砂口（19）的端盖（23）；所述筒形池设置有位于不同高度的入水口（20）和出水口（21），所述入水口（20）和出水口（21）的轴向方向与筒形池圆周相切;所述排砂管（17）底部固定安装有第三电机（18），所述第三电机（18）驱动连接有设置于排砂管（17）内的有轴螺旋器（22）;所述固液分离单元由用于污水固液分离的循环分离机构和经所述循环分离机构过滤后剔除的固体垃圾的垃圾输送机构组成;所述污水流道由相互连通的上游流道（1）和下游流道（2）组成，所述上游流道（1）具有与下游流道（2）连通的斜坡结构，所述斜坡结构处安装有用于过滤剔除污水中固体垃圾的循环分离机构；所述循环分离机构的下端靠近斜坡结构底部，循环分离机构上端高于下游流道（2）的垂直距离不低于两米；循环分离机构上端的正下方设置有用于收集经所述循环分离机构过滤后剔除的固体垃圾的垃圾输送机构。

2.根据权利要求1所述的城市生活污水过滤沉砂系统，其特征在于：所述循环分离机构包括沿所述斜坡结构平行安装且循环转动的铰链网格（6），设置在铰链网格（6）的两端用于驱动所述铰链网格（6）转动的两个第一滚筒（5），任一第一滚筒（5）驱动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括安装在机架（8）上驱动连接的第一电机（3）和第一减速机（4）。

3.根据权利要求2所述的城市生活污水过滤沉砂系统，其特征在于：所述铰链网格（6）由多个相互平行铰接的过滤板组成，所述铰链网格（6）上还铰接安装有多个用于剔除固体垃圾的L型过滤齿（7），所述L型过滤齿（7）呈横向和纵向等间距设置。

4.根据权利要求3所述的城市生活污水过滤沉砂系统，其特征在于：所述垃圾输送机构包括一端设置于所述循环分离机构上端头正下方的网筛（12），设置于网筛（12）两端并驱动网筛（12）循环转动输送固体垃圾的第二滚筒（11），远离所述循环分离机构一端的第二滚筒（11）依次驱动连接有第二减速机（10）和第二电机（9）；所述垃圾输送机构下方还设置有用于收集固体垃圾滴落污水的滤槽（14），所述滤槽（14）与下游流道（2）连通。

5.根据权利要求4所述的城市生活污水过滤沉砂系统，其特征在于：所述垃圾输送机构还包括设置于所述网筛（12）两侧用于阻隔固体垃圾的挡板（13），所述挡板（13）与机架（8）可拆卸固定连接。

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