CN219689458U - 一种高效絮凝水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效絮凝水处理装置，属于水处理技术领域。所述高效絮凝水处理装置包括沉降分离筒、螺旋盘管、内筒体以及多层沉降锥板，所述内筒体设置于所述沉降分离筒内，所述螺旋盘管盘绕于所述沉降分离筒的外侧，螺旋盘管的一端设置有污水进口，另一端设置于所述内筒体内，所述内筒体与所述沉降分离筒之间设置有多层沉降锥板，所述多层沉降锥板包括若干个层叠的圆锥板，所述圆锥板为圆锥台结构且上下贯通。本实用新型能够快速形成较大且密实的絮凝体，沉降速度大；多层圆锥台结构的多层沉降面起到缩短沉降时间、增大沉降面积的作用，进一步提高了设备的沉降分离速度，从而使分离效率提高，大幅提高了絮凝处理速度和效率。

Description

一种高效絮凝水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种高效絮凝水处理装置，属于水处理技术领域。

背景技术

絮凝法可以快速去除水中的悬浮污染物和色度，是一种重要的水处理技术，被广泛应用于各种工业污水、市政生活污水、地表污染水体的治理。

絮凝方法的流程是向污水中加入助凝剂、絮凝剂、混凝剂等絮凝药剂，这些药剂通过压缩悬浮污染颗粒的双电层、电中和以及吸附架桥作用使微细的污染颗粒聚结在一起，形成一定尺度的絮凝体(俗称矾花)，絮凝体的密度大于水的密度，缓慢沉降从水体中分离，从而使水质得到净化。

絮凝方法在污水处理过程中广泛应用，但是这种方法也有一个有个比较重要的弊端，就是沉降分离时间较长，设备体积和占地面积较大，单位体积设备的处理效率较低。导致这一弊端的原因是由于絮凝体一般较小，而且与水的密度差也很微小，所以沉降速度一般很小，从水体中沉降分离出来需要较长的沉降时间。为提高絮体的沉降分离速率，工业上采取了一些措施，例如人们设计了斜管沉降池、斜板沉降池、平流沉淀池、网格沉淀池等，在一定程度上缓解了絮凝分离设备处理速度小、效率低的问题，但是设备体积庞大、占地面积大的问题仍然没有得到较好的改善，这一弊端在目前污水处理市场亟待处理的污水量非常大且污水处理空间受限的现状下，成为污水处理市场的一个技术瓶颈。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高效絮凝水处理装置，该装置在较小的占地面积、较为紧凑的设备空间的条件下快速形成较大且密实的絮凝体，然后进入多层圆锥台结构的沉降区实现多层锥板沉降，能有效地提高絮凝处理速度和效率。

具体而言，包括以下技术方案：

一种高效絮凝水处理装置，包括沉降分离筒、螺旋盘管、内筒体以及多层沉降锥板，所述内筒体设置于所述沉降分离筒内，所述螺旋盘管盘绕于所述沉降分离筒的外侧，螺旋盘管的一端设置有污水进口，另一端设置于所述内筒体内，所述内筒体与所述沉降分离筒之间设置有多层沉降锥板，所述多层沉降锥板包括若干个层叠的圆锥板，所述圆锥板为圆锥台结构且上下贯通。

在本实用新型的一种实施方式中，所述沉降分离筒包括外筒体和倒锥体，所述外筒体位于所述倒锥体的上方，外筒体的底端与所述倒锥体的顶端相连，所述倒锥体底端的横截面积小于其顶端的横截面积，所述内筒体位于所述外筒体内，且位于所述多层沉降锥板的圆锥板的中心轴线处。

在本实用新型的一种实施方式中，所述倒锥体内也设置有多层沉降锥板，所述倒锥体内的多层沉降锥板的圆锥板的倾斜角度与所述倒锥体外壳的倾斜角度相适配。

在本实用新型的一种实施方式中，若干个所述圆锥板同轴线，若干个所述圆锥板层叠以形成多层喇叭状的圆锥面。

在本实用新型的一种实施方式中，所述倒锥体内的多层沉降锥板的顶端位于所述倒锥体的最大横截面处，且位于所述内筒体的下方，所述外筒体与内筒体之间的多层沉降锥板的底端高于所述内筒体的底端。

在本实用新型的一种实施方式中，所述外筒体和内筒体为圆柱体结构，所述倒锥体为圆锥台结构。

在本实用新型的一种实施方式中，所述螺旋盘管的端部从所述内筒体的顶部插入至所述内筒体内。

在本实用新型的一种实施方式中，所述螺旋盘管上设置有第一絮凝剂进口和第二絮凝剂进口；所述螺旋盘管还连接有排气管，所述排气管用于排出螺旋盘管内污水流动过程中的聚集气体，所述排气管上设置有阀门。

在本实用新型的一种实施方式中，所述外筒体内壁的上端连接有锯齿状的溢流堰，所述溢流堰与外筒体的内壁之间形成有溢流槽，所述溢流堰与所述内筒体之间形成有清水区，所述清水区位于所述多层沉降锥板的上方，所述溢流槽开设有出水管。

在本实用新型的一种实施方式中，还包括机架，所述沉降分离筒通过支撑架固定在机架上；所述倒锥体的底端设置有絮泥出口，所述絮泥出口外接有絮泥接收机构。

有益效果

(1)本实用新型的絮凝过程发生在盘绕的螺旋盘管中，在盘管中的絮凝过程中，污染物颗粒和絮凝剂做规则的圆周运动，在离心力的作用下相互碰撞和聚结，絮体形成的速度快而且均匀，絮体形成以后在离心力的作用下逐渐移向外周，在移动过程中相互聚结成更大的矾花，所以本实用新型的絮凝过程更易于形成大的而且密实的絮体，与搅拌絮凝的絮体相比，本实用新型的大而密实的絮体沉降速度快，有利于后续的沉降分离效率的提高，同时节省了一般絮凝单元的空间和搅拌装置。

(2)本实用新型在外筒体与内筒体之间设计了多层的圆锥台结构的圆锥板，若干个圆锥板形成多层喇叭状的圆锥面，絮凝过的水体从内筒体流出后，大的絮凝体颗粒在重力作用下向下沉降，而少量小的絮凝体随水流沿着多层圆锥面向上流动，在向上流动的过程中，多层圆锥面为小絮体颗粒的沉降提供了多层的沉降面积。根据沉降分离理论，沉降分离效率随沉降高度的降低和沉降面积的增大而增大，而多层圆锥台式圆锥面的设计，起到了为絮凝体的沉降降低沉降高度和增大沉降面积的双重效果，首先，多层圆锥面将外筒体和内筒体的空间分割为多层空间，水流均匀地流过每一层空间时，水流中的絮体只需要沉降该层空间的高度即可达到沉降面，然后相互聚集下滑，与水体分离；而没有设计这个多层圆锥面时，絮体只有沉降整个外筒体和内筒体的高度后才可能沉降到倒锥体的沉降区而与水体分离，这一沉降时间是两层圆锥台之间沉降时间的n倍(此处n指所设计的圆锥台面的层数)，所以n层圆锥面的设计，从理论上来说可以将絮体的沉降分离时间缩短为不设圆锥面的沉降时间的1/n，这将极大缩短整个设备的沉降分离时间，使设备的污水处理速度和效率大幅提高；其次，n层圆锥台面的设计使絮体沉降分离的面积增大了n倍，根据絮凝沉降分离理论，絮凝体只有接触到固体的沉降面并聚结下滑才算与水体彻底分离。本实用新型的絮凝体沉降到多层沉降锥板的圆锥面上以后，相互之间发生有效的挤压、聚集和聚结，这种聚结使絮凝体的尺寸发生非常可观的增大，形成大体积的絮凝体，大体积絮凝体沿着倾斜的圆锥面下滑，滑至外筒体与倒锥体的交界面上以后落入外锥体的沉降区，实现与水体的分离。所以，本实用新型在外筒体和内筒体之间的沉降分离空间里设置多层圆锥台装的圆锥面，极大增加了沉降分离过程的沉降面积，使设备的沉降分离效能大幅提高。

(3)本实用新型的螺旋盘管中设计了排气管和排气阀，用于排出螺旋盘管内污水流动过程中的聚集气体，可以进一步提高絮凝效率和沉降分离效率。因为在螺旋盘管的絮凝过程中，如果有聚集气体存在，那么在气体存在的盘管区，由于气体占据管道面积，会使水流通面积大幅缩小，根据流体流动的连续性理论，流体流动过程中如果出现流通截面积的缩小，会导致速度增大，而在螺旋絮凝过程中，如果水流速度急剧增大，会导致已经形成的絮凝体在高剪切力下破碎，破碎后的絮凝体体积变小，沉降速度降低，会降低整个设备的沉降分离效率。所以本实用新型在盘管中设置了排气管和排气阀，可以及时排除管道中的聚集气体，从而避免沉降效率降低，一定程度上提高了本实用新型设备的分离效率和运行稳定性。

(4)本实用新型提供的高效絮凝水处理装置可以做成移动式，使用便捷，方便各种水体污染的处理，适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型高效絮凝水处理装置的结构示意图。

图中：1、沉降分离筒；2、螺旋盘管；3、外筒体；4、倒锥体；5、多层沉降锥板；6、内筒体；7、阀门；8、溢流槽；9、出水管；10、第一絮凝剂进口；11、污水进口；12、絮泥出口；13、脚轮；14、支撑架；15、机架；16、清水区；17、溢流堰；18、第二絮凝剂进口；19、排气管。

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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本实用新型提供了一种高效絮凝水处理装置，包括沉降分离筒1、螺旋盘管2、内筒体6以及多层沉降锥板5，所述内筒体6设置于所述沉降分离筒1内，所述螺旋盘管2盘绕于所述沉降分离筒1的外侧，螺旋盘管2的一端设置有污水进口11，另一端设置于所述内筒体6内，所述内筒体6与所述沉降分离筒1之间设置有多层沉降锥板5，所述多层沉降锥板5包括若干个圆锥板。

可选地，所述圆锥板为圆锥台结构且上下两端贯通，若干个所述圆锥板同轴线，若干个所述圆锥板层叠以形成多层喇叭状的圆锥面。

可选地，所述沉降分离筒1包括外筒体3和倒锥体4，所述外筒体3位于所述倒锥体4的上方，外筒体3的底端与所述倒锥体4的顶端相连，所述倒锥体4底端的横截面积小于其顶端的横截面积，所述内筒体6位于所述外筒体3内，且位于所述多层沉降锥板5的圆锥板的中心轴线处。其中，外筒体3与内筒体6之间为多层圆锥板分离区，多层圆锥板分离区的上方为清水区16，倒锥体4内为絮体沉降区。

本实用新型的絮凝过程发生在盘绕的螺旋盘管2中，污染物和絮凝剂在螺旋管道中流动，在离心力作用下发生混合、碰撞和絮凝，絮体形成的速度快，而且絮体在离心力的作用下逐渐移向外周，在移动过程中相互凝结成更大的矾花，易于形成大的而且密实的絮体，这样的絮体沉降速度快，有利于后续的沉降分离效率的提高，同时节省了一般絮凝单元的空间和搅拌装置。

本实用新型在外筒体3与内筒体6之间的圆锥板分离区以及倒锥体4内的絮体沉降区均设置与水流方向一致的多层沉降锥板5，多层沉降锥板5的若干个圆锥板形成多层喇叭状的圆锥面，为上水水流和下沉絮体都提供了更大的沉降面积。根据沉降分离的理论，沉降分离效率随沉降高度的降低和沉降面积的增大而增大，多层圆锥台式圆锥面的设计，起到了为絮凝体的沉降降低沉降高度和增大沉降面积的双重效果。首先，多层圆锥面将外筒体和内筒体的空间分割为多层空间，水流均匀地流过每一层空间时，水流中的絮体只需要沉降该层空间的高度即可达到沉降面，然后相互聚集下滑，与水体分离；而没有设计这个多层圆锥面时，絮体只有沉降整个外筒体和内筒体的高度后才可能沉降到倒锥体的沉降区而与水体分离，这一沉降时间是两层圆锥台之间沉降时间的n倍(此处n指所设计的圆锥台面的层数)。所以n层圆锥面的设计，从理论上来说可以将絮体的沉降分离时间将缩短为不设计圆锥面的沉降时间的1/n，这将极大缩短整个设备的沉降分离时间，使设备的污水处理速度和效率大幅提高。第二方面，n层圆锥台面的设计使絮体沉降分离的面积增大了n倍，根据絮凝沉降分离的理论，絮凝体沉降到一定的固形面积上以后会发生有效的聚集、挤压和聚结，这种聚结会使絮凝体的尺寸发生非常可观的增大，沉降速度极大提高，并在倾斜的沉降面上聚结下滑，理论上，絮凝体只有接触到固体的沉降面才算与水体彻底分离。本实用新型在外筒体和内筒体之间的沉降分离空间里设置多层圆锥台结构的圆锥面，极大提高了沉降分离过程的沉降面积，使设备的沉降分离效能大幅提高，本实用新型从絮体沉降高度和絮体沉降面积两个方面极大地提高了絮凝体沉降分离效率。

可选地，所述倒锥体4内也设置有多层沉降锥板5，所述倒锥体4内的多层沉降锥板5的圆锥板的倾斜角度与所述倒锥体4外壳的倾斜角度相适配，即倒锥体4内的多层沉降锥板5的圆锥板的倾斜角度与倒锥体4外壳的倾斜角度相同或相似。通过倒锥体4内部设置的多层沉降锥板5形成多层喇叭状的圆锥面，提高絮体的沉降效率。

可选地，所述倒锥体4内的多层沉降锥板5的顶端位于所述倒锥体4的最大横截面处，且位于所述内筒体6的下方，所述外筒体3与内筒体6之间的多层沉降锥板5的底端高于所述内筒体6的底端。含絮凝体的水相从内筒体6的底端流出后，大的絮凝体凭借重力沉降入倒锥体4中继续沉降，水相及少量小的絮凝体横向流动，分布在外筒体3与倒锥体4相连的最大横截面处，然后通过多层沉降锥板向上流动，在多层圆锥台结构的圆锥面上实现细小絮体的沉降、聚结、下滑，实现絮体与水体的分离，水相继续向上流动进入清水区16。

可选地，所述螺旋盘管2的端部从所述内筒体6的顶部插入至所述内筒体6内，含絮凝体的水相从端部流出，向下流动，通过内筒体6流入外筒体3与倒锥体4的截面处，少量轻油脂类物质上浮至内筒体6的顶端，可以定期刮除或抽出。

可选地，所述螺旋盘管2上设置有第一絮凝剂进口10和第二絮凝剂进口18，通过第一絮凝剂进口10和第二絮凝剂进口18向螺旋盘管2内加入絮凝剂和混凝剂。

可选地，所述螺旋盘管2还连接有排气管19，所述排气管19用于排出螺旋盘管2内污水流动过程中的聚集气体，所述排气管19上设置有阀门7，通过开启阀门7实现排气操作。优选地，所述排气管19连接于螺旋盘管2最高处的上方。

可选地，所述外筒体3内壁的上端连接有锯齿状的溢流堰17，所述溢流堰17与外筒体3的内壁之间形成有溢流槽8，所述溢流堰17与所述内筒体6之间形成有清水区16，所述清水区16位于所述多层沉降锥板5的上方，所述溢流槽8开设有出水管9，清水相到达多层沉降锥板5上方的清水区16，经过锯齿状的溢流堰17流入溢流槽8，由出水管9排出。

可选地，还包括机架15，所述沉降分离筒1通过支撑架14固定在机架15上，所述底架15的底端设置有脚轮13；所述倒锥体4的底端设置有絮泥出口12，所述絮泥出口12外接有絮泥接收机构，絮泥接收机构用于接收从絮泥出口12出来的絮泥。本实用新型提供的高效絮凝水处理装置可以做成移动式，使用便捷，方便各种水体污染的处理，适用范围广。

可选地，所述外筒体3和内筒体6为圆柱体结构，所述倒锥体4为圆锥台结构，其中，圆锥台结构的锥角可以根据实际需求进行修改，本实用新型对此不做具体限定。

本实用新型待处理污水从螺旋盘管2的污水进口11进入，从沉降分离筒1外侧盘绕的螺旋盘管2流向内筒体6内。在第一絮凝剂进口10、第二絮凝剂进口18处加入絮凝剂和混凝剂，在螺旋盘管2内进行螺旋混合。污水在螺旋盘管2中絮凝，然后进入沉降分离筒1的内筒体6内。絮凝体和水相向下流动，少量轻油脂类物质上浮至内筒体6的上端，可以定期刮除或抽出；向下流动的絮凝体和水相流动至内筒体6底部的出口流出内筒体6后，大的絮凝体颗粒向下沉降进入倒锥体4的沉降区，水相及少量中等及小的絮凝体横向流动，分布在外筒体3与倒锥体4相连的最大横截面处，中等的絮体继续往下沉降，而水相及少量小的絮体向上流动，流经多层沉降锥板5的若干个圆锥板形成的多层喇叭状的圆锥面，其中多层圆锥面起到降低沉降高度、增大沉降面积的作用，增大细小絮凝体的沉降分离效率。清水相到达多层沉降锥板5上方的清水区16，经过锯齿状的溢流堰17流入溢流槽8，由出水管9排出；多层圆锥面汇集的絮体下滑至外筒体3与倒锥体4相连的最大横截面处，沉入倒锥体4，与内筒体6出来的大的絮凝颗粒一起逐渐沉降至倒锥体4底部的絮泥出口12，定期排出。依实际工艺要求，倒锥体4内部也可以设置多层沉降锥板5以形成多层喇叭状的圆锥面，进一步提高沉降效率。

本实用新型能够快速形成较大且密实的絮凝体，絮凝体与水体的密度差大、分离速度高；多层圆锥台结构的多层沉降面起到缩短沉降时间、增大沉降面积的作用，进一步提高了设备的沉降分离速度，从而使分离效率提高，较大地提高了絮凝处理速度和效率。

本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效絮凝水处理装置，其特征在于，包括沉降分离筒、螺旋盘管、内筒体以及多层沉降锥板，所述内筒体设置于所述沉降分离筒内，所述螺旋盘管盘绕于所述沉降分离筒的外侧，螺旋盘管的一端设置有污水进口，另一端设置于所述内筒体内，所述内筒体与所述沉降分离筒之间设置有多层沉降锥板，所述多层沉降锥板包括若干个层叠的圆锥板，所述圆锥板为圆锥台结构且上下贯通。

2.根据权利要求1所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，所述沉降分离筒包括外筒体和倒锥体，所述外筒体位于所述倒锥体的上方，外筒体的底端与所述倒锥体的顶端相连，所述倒锥体底端的横截面积小于其顶端的横截面积，所述内筒体位于所述外筒体内，且位于所述多层沉降锥板的圆锥板的中心轴线处。

3.根据权利要求2所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，所述倒锥体内也设置有多层沉降锥板，所述倒锥体内的多层沉降锥板的圆锥板的倾斜角度与所述倒锥体外壳的倾斜角度相适配。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，若干个所述圆锥板同轴线，若干个所述圆锥板层叠以形成多层喇叭状的圆锥面。

5.根据权利要求3所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，所述倒锥体内的多层沉降锥板的顶端位于所述倒锥体的最大横截面处，且位于所述内筒体的下方，所述外筒体与内筒体之间的多层沉降锥板的底端高于所述内筒体的底端。

6.根据权利要求3所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，所述外筒体和内筒体为圆柱体结构，所述倒锥体为圆锥台结构。

7.根据权利要求1所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，所述螺旋盘管的端部从所述内筒体的顶部插入至所述内筒体内。

8.根据权利要求7所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，所述螺旋盘管上设置有第一絮凝剂进口和第二絮凝剂进口；所述螺旋盘管还连接有排气管，所述排气管用于排出螺旋盘管内污水流动过程中的聚集气体，所述排气管上设置有阀门。

9.根据权利要求2所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，所述外筒体内壁的上端连接有锯齿状的溢流堰，所述溢流堰与外筒体的内壁之间形成有溢流槽，所述溢流堰与所述内筒体之间形成有清水区，所述清水区位于所述多层沉降锥板的上方，所述溢流槽开设有出水管。

10.根据权利要求2所述的高效絮凝水处理装置，其特征在于，还包括机架，所述沉降分离筒通过支撑架固定在机架上；所述倒锥体的底端设置有絮泥出口，所述絮泥出口外接有絮泥接收机构。