CN2737785Y - 环翼式水力循环澄清池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环翼式水力循环澄清池。它是在传统水力循环澄清池的圆筒状池体外侧增设有一圈与其同心的环翼型水池，在圆筒状池体的顶部设置有分离室环型出水堰，分离室环型出水堰的底部沿周向均布有垂直伸进环翼型水池内的环翼池进水管，环翼池进水管的下端直接或通过环形过渡水管与呈径向辐射状布置的水平配水管相连，水平配水管的管身上均布有配水喷嘴。环翼型水池的顶部设有清水出水堰及清水出水口，环翼型水池的底部设有环翼池排泥管及环翼池放空管。本实用新型既保留了传统澄清池无机械磨损、结构简单、运行经济等的优点，又具有对水质水温变化的适应性好、产水能力高、自耗水量低、适应范围广的特点。

Description

环翼式水力循环澄清池

                        技术领域

本实用新型涉及水务工程中的水质处理装备，具体地指一种环翼式水力循环澄清池。

                        技术背景

目前，在给水排水、污水治理等环保技术领域中，较常用的水力循环澄清池主要由筒形池体、设置在筒形池体底部中央的原水喷入组件、设置在原水喷入组件上方作为第一絮凝室的长喇叭管、套装在长喇叭管外侧作为第二絮凝室的长套筒、以及设置在筒形池体内壁下部的污泥室、污泥斗等部分组成，筒形池体与长套筒之间作为水分离室。其工作原理是：利用带有一定压力的原水、或污水、或工业废水，在投加一定量的混凝剂后，以高速射流的形式通过喷入组件，使喷嘴喉管周围形成负压，从而在第一絮凝室、第二絮凝室所形成的悬浮层区将数倍于原水的回流水和泥渣与原水充分混合、接触、反应，有效地增强水中颗粒的吸附作用并加速絮凝，使原水中带来的悬浮固体不断地排入泥斗，进而使原水获得较佳的澄清效果，最终从分离室上方溢出。

上述传统的水力循环澄清池中无运动机械设备，没有机械磨损，构造也很简单，进水和加混凝剂操作方便，运转和维护费用十分低廉。但其仍存在以下不足：其一，这种澄清池具有锥底，对于直径大的池体而言，受实际场所限制不可能具有足够的底坡，故其仅适用于直径较小的设备场合，应用范围十分狭窄。同时受池体中第一絮凝室、第二絮凝室和分离室之间结构比例关系的限制，以及设备大型化后排泥趋于困难的限制，其产水能力也较低，目前国内已建成用于给水的单池最大产水量仅为14400m³/d，一般只能在中小型水厂应用。其二，这种澄清池对水质、水温变化的适应性较差，这是因为悬浮物浓度的波动和水温度的变化均会影响池体的出水质量。例如水温升高，水的密度和粘度都会降低，水在池体中会以较高的速度上升而形成局部上升水流，结果使池体内的动力平衡遭到破坏，悬浮物被携带出来，恶化了接触介质的组成参数，导致池体内的运行效果也将变坏。某些澄清池的水温波动最大范围不允许超过0.5～1.0℃，进水悬浮物含量一般要求小于2000mg/L，短时间内允许达到5000mg/L，超过此要求，就会对出水质量产生较大的危害。其三，这种澄清池所消耗的水头较大。从该池型的工作原理可知，原水通过喷嘴系统从澄清池的下部进入，并且在池体内产生旋转运动。据测算，在澄清池下部，水流每上升1m高的时间段内，可以带动周围的水旋转30～60转，由此加速絮凝，但是也由此消耗掉了较大的水头。若喷嘴流速为6～9m/s，则喷嘴的水头损失一般为2～5m。其四，这种澄清池底部中央的污泥斗夹角往往设计得很大，一般为90°左右，这是为了尽可能增大单池的水容量，提高单池的水处理能力。但其所排出污泥中的含水量也相应增高，据已有实践数据统计，这种澄清池的排泥耗水量高达5％左右，由此累积所造成的浪费也是相当惊人的。

                      发明内容

本实用新型的目的，就是要在保留现有澄清池无机械磨损、结构简单、运行经济等优点的基础上，提供一种对水质水温变化的适应性好、产水能力高、自耗水量低、适应范围广的环翼式水力循环澄清池。

为实现此目的，本实用新型所设计的环翼式水力循环澄清池，包括有一圆筒状池体，圆筒状池体的中央自下而上依次设置有进水管、进水喷嘴、混合室、喉管和长喇叭管，长喇叭管外侧设置有长套筒，圆筒状池体的内壁下部设置有锥形壁面的环型污泥室。所述长喇叭管内的区域构成第一絮凝室，长喇叭管和长套筒之间的区域构成第二絮凝室，长套筒、圆筒状池体的内壁上部以及环型污泥室的锥形壁面之间的区域构成分离室，环型污泥室的锥形壁面底部合围的区域构成中央污泥斗。环型污泥室内设有泥室排泥管，中央污泥斗内设有底部排泥管及底部放空管。所述圆筒状池体的外侧还增设有一圈与其同心的环翼型水池，圆筒状池体的顶部设置有分离室环型出水堰，分离室环型出水堰的底部沿周向均布有垂直伸进所述环翼型水池内的环翼池进水管，环翼池进水管的下端直接或通过环形过渡水管与呈径向辐射状布置的水平配水管相连，水平配水管的管身上均布有配水喷嘴。所述环翼型水池的顶部设有清水出水堰及清水出水口，所述环翼型水池的底部设有环翼池排泥管及环翼池放空管。

本实用新型在传统水力循环澄清池的基础上，增设了一座与其同心的环翼型水池，通俗地讲就是在原池体的外侧串连了一座环翼型水池。其优点在于：该环翼型水池可以加强本实用新型对原水(或污水、废水)的处理能力，缓冲原水(或污水、废水)的水质、水温波动对出水质量的影响，减少水头水量损耗，进而增加最终清水产出能力，扩大其应用范围。这种作用的实现主要是由下列缘故达到的：串加一座环翼型水池后，一方面，澄清池的总容积合理地扩大了，原水在其中的停留时间也必然会合理地延长，有利于原水与絮凝剂充分混合、接触、反应，由此强化了絮凝剂对原水的吸附沉淀作用，提高了整池的产水能力。另一方面，澄清池中特别是分离室的热容量合理地增大，使水温波动和水质变化所造成的危害趋于平缓，为稳定出水水质创造了有利的条件。再者，由于环翼型水池补偿了原分离室的水容积，使得原分离室下部的污泥斗夹角可以设计得更小，这样污泥斗的收缩尖底构造更有利于污泥的集中和浓缩，澄清池的排泥耗水量相应地会大大幅降低。同时，串加一座环翼型水池和另建一座新的澄清池相比，当然是前者比后者有较低的基建投资，较省的占地面积，较方便的运行管理，较小的水头损耗，较少的絮凝剂消耗等优点。

                       附图说明

图1为一种环翼式水力循环澄清池的主剖视结构示意图；

图2为图1的俯剖视结构示意图。

                     具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图中所示的环翼式水力循环澄清池，具有一圆筒状池体26，圆筒状池体26的中央自下而上依次设置有连为一体的进水管1、法兰短管2、进水喷嘴3、混合室4、喉管5和长喇叭管6，长喇叭管6的顶部设置有操纵杆7，通过操纵杆7可以调整进水喷嘴3和混合室4的相对位置，控制其合适的工作状态。长喇叭管6外侧设置有长套筒8，圆筒状池体26的内壁下部设置有锥形壁面的环型污泥室10。环型污泥室10的上部设有栅栏状的排泥口14。

长喇叭管6内的区域构成第一絮凝室，长喇叭管6和长套筒8之间的区域构成第二絮凝室，长套筒8、圆筒状池体26的内壁上部以及环型污泥室10的锥形壁面之间的区域构成分离室9，环型污泥室10的锥形壁面底部合围的区域构成中央污泥斗19。在长喇叭管6和长套筒8之间的第二絮凝室下端出口处还设置有一伞形稳流罩15，以提高第一絮凝室和第二絮凝室的工作稳定性，防止第二絮凝室出来的絮体被带进分离室而造成的翻池现象。中央污泥斗19的锥底夹角优化设计为55～65°，本实施例中采用60°，比传统的泥斗夹角约小30°。泥斗夹角变小，有利于污泥的集中、浓缩，其排泥的耗水量可由5％降至1～3％。以50000m³/d产水量的水处理工厂来计算，5％的耗水量为2500m³/d，2％的耗水量为1000m³/d，两者相差1500m³/d。

在圆筒状池体26的外侧还设有一圈与其同心的环翼型水池11。在圆筒状池体26的顶部设置有分离室环型出水堰20，分离室环型出水堰20的底部沿周向均布有若干垂直伸进环翼型水池11内的环翼池进水管13，环翼池进水管13的下端直接或通过环形过渡水管与呈径向辐射状布置的水平配水管22相连，水平配水管22的管身上均布有配水喷嘴23。上述与分离室环型出水堰20相邻的圆筒状池体26的壁面顶端优化设计为锯齿状溢水边27，上述水平配水管22的管径优化设计为沿其水流辐射方向逐渐缩小的结构，其上的配水喷嘴23也最好采用锥形喷嘴，这样可以使最初从分离室9溢出、最终从水平配水管22的配水喷嘴23流入环翼型水池11的水流平缓稳定均匀，从多方面确保胶体杂质的滤除效果。

上述环型污泥室10内设有多根泥室排泥管24。中央污泥斗19内设有多根底部排泥管16及底部放空管17。环翼型水池11的顶部设有清水出水堰12及清水出水口18，环翼型水池11的底部设有多根环翼池排泥管21及环翼池放空管25。除正常运行时排除污泥等残渣杂质外，还便于每年将澄清池彻底清理一至二次。

本实用新型工作过程是这样的：原水或污水或工业废水加混凝剂(硅藻土+聚合铝)后，由池底的进水管1经过法兰短管2，从进水喷嘴3以高速射流喷出。进水喷嘴3和其上的混合室4具有水射器的作用，进水喷嘴3射出的高速水流把池底中央污泥斗19中含有大量矾花的水吸进混合室4内掺合，经长喇叭管6构成的第一絮凝室的喇叭口溢流出来，进入长套筒8内的第二絮凝室中。吸进混合室4的流量称为回流，一般为进水管1流量的2～4倍，因此从混合室4起，到第二絮凝室的实际流量为进口流量的3～5倍。第一絮凝室和第二絮凝室组成了一个悬浮层区，其中矾花发挥了接触凝聚作用，去除了原水中的细小悬浮物。第二絮凝室的出水从长套筒8下部的伞形稳流罩15侧面流出，一部分向上进入分离室9，然后流向分离室环型出水堰20，最后由环翼池进水管13、水平配水管22、配水喷嘴23均匀分布到环翼型水池11中。剩余的则向下流动，经进水喷嘴3周边吸入，与原水混合再重复上述水流絮凝过程。

在本实用新型运转过程中，第一絮凝室和第二絮凝室中悬浮物的沉降比一般控制在15～20％之间，原水中带来的悬浮物不断地通过排泥口14进入环型污泥室10中，再通过安装在其内的泥室排泥管24排出池体外。在第二絮凝室内没有来得及沉降的细小悬浮物，则在环翼型水池11中继续凝聚、澄清，最终悬浮物沉降到池底，经环翼池排泥管21排除。环翼型水池11中的上层清水，经清水出水堰12流向清水出水口18，排出池外。需要彻底清理维护澄清池时，可利用泥室排泥管24、底部排泥管16及底部放空管17、环翼池排泥管21及环翼池放空管25等将池体放空。

本实用新型从以下几方面确保了对原水的有效处理：第一，其中央部分实质上是一个传统的分离型循环澄清池，其环翼部分实质上是一个过滤型悬浮澄清池。原水中需要去除的杂质主要是悬浮杂质和胶体杂质，虽然这两类杂质的粒径都在1毫微米至1微米之间，但它们具有不同的性质，要求不同的去除条件。本实用新型的中央循环澄清池和环翼悬浮澄清池，具有不同的水力条件和不同的去除机理。中央悬浮澄清池分离室的水流上升流速较大，约为1.0毫米/秒，可满足去除悬浮杂质的最佳条件，主要用于去除原水中大部分的悬浮杂质。而环翼澄清池的水流上升流速较小，约为0.5毫米/秒，可满足去除胶体杂质的最佳条件，主要用于去除原水中的胶体杂质。第二，环翼澄清池中的配水水头恒定，水通过锥形喷头喷出，使矾花始终处在一种悬浮的紊流状态，矾花的性质一致、均匀，有利于去除效率的稳定，从而保证出水水质。第三，本实用新型从三种不同的排泥点排出三种不同视比重的污泥：从中央污泥斗排出视比重大的污泥，从环型污泥室中排出分离室区的剩余污泥，视比重中等，从环翼型水池底部排出有机絮凝污泥，视比重最小。采用上述措施，有利于克服大型装置排泥困难的缺陷。

将本实用新型应用于中小城镇和居民小区的污水治理，将会降低污水治理的投资，减少运行成本，且便于操作管理。例如某小区污水量为50000m³/d，若用传统的水力循环澄清池来处理，就要建3～4座。若选用本实用新型，则只需建一座就可以了，其建设投资仅为前者的五分之三，而运行费用、管理费用和实际操作等指标两者相当。

Claims (9)

1.一种环翼式水力循环澄清池，包括圆筒状池体(26)，圆筒状池体(26)的中央自下而上依次设置有进水管(1)、进水喷嘴(3)、混合室(4)、喉管(5)和长喇叭管(6)，长喇叭管(6)外侧设置有长套筒(8)，圆筒状池体(26)的内壁下部设置有锥形壁面的环型污泥室(10)；长喇叭管(6)内的区域构成第一絮凝室，长喇叭管(6)和长套筒(8)之间的区域构成第二絮凝室，长套筒(8)、圆筒状池体(26)的内壁上部以及环型污泥室(10)的锥形壁面之间的区域构成分离室(9)，环型污泥室(10)的锥形壁面底部合围的区域构成中央污泥斗(19)；环型污泥室(10)内设有泥室排泥管(24)，中央污泥斗(19)内设有底部排泥管(16)及底部放空管(17)，其特征在于：圆筒状池体(26)的外侧增设有一圈与其同心的环翼型水池(11)，圆筒状池体(26)的顶部设置有分离室环型出水堰(20)，分离室环型出水堰(20)的底部沿周向均布有垂直伸进环翼型水池(11)内的环翼池进水管(13)，环翼池进水管(13)的下端直接或通过环形过渡水管与呈径向辐射状布置的水平配水管(22)相连，水平配水管(22)的管身上均布有配水喷嘴(23)；环翼型水池(11)的顶部设有清水出水堰(12)及清水出水口(18)，环翼型水池(11)的底部设有环翼池排泥管(21)及环翼池放空管(25)。

2.根据权利要求1所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的长喇叭管(6)和长套筒(8)之间的第二絮凝室下端出口处设置有一伞形稳流罩(15)。

3.根据权利要求1或2所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的中央污泥斗(19)的锥底夹角为55～65°。

4.根据权利要求1或2所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的圆筒状池体(26)的壁面顶端为锯齿状溢水边(27)。

5.根据权利要求3所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的圆筒状池体(26)的壁面顶端为锯齿状溢水边(27)。

6.根据权利要求1或2所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的水平配水管(22)的管径沿其辐射方向逐渐缩小，所说的配水喷嘴(23)为锥形喷嘴。

7.根据权利要求3所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的水平配水管(22)的管径沿其辐射方向逐渐缩小，所说的配水喷嘴(23)为锥形喷嘴。

8.根据权利要求4所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的水平配水管(22)的管径沿其辐射方向逐渐缩小，所说的配水喷嘴(23)为锥形喷嘴。

9.根据权利要求5所述的环翼式水力循环澄清池，其特征在于：所说的水平配水管(22)的管径沿其辐射方向逐渐缩小，所说的配水喷嘴(23)为锥形喷嘴。

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