專利名稱：疊錐體同心環(huán)形斜面沉淀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由錐體同心疊放組成的環(huán)形斜面沉淀裝置，屬一種水處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的技術(shù)中，斜板和斜管沉淀技術(shù)都是基于“淺層理論”，通過(guò)在沉淀池內(nèi)安裝平行斜板或斜管增加沉淀面積，降低雷諾數(shù)Re來(lái)提高沉淀效果。與平流沉淀池和豎流沉淀池相比，斜板沉淀和斜管沉淀的效果有很大提高，但也存在如下不足之處1、進(jìn)水區(qū)至出水區(qū)所有斜板區(qū)或斜管區(qū)的流速相同，雷諾數(shù)相同。隨著水流的上升，水中大部分懸浮物逐漸沉淀，剩余懸浮物濃度降低，沉淀效果逐漸下降，沉淀區(qū)出水中殘留的懸浮物還需要通過(guò)一個(gè)高約1500mm的澄清區(qū)進(jìn)一步沉淀。為進(jìn)一步增強(qiáng)斜板和斜管沉淀的效果，可以縮短斜板間的距離和縮小斜管內(nèi)切圓的直徑來(lái)進(jìn)一步降低雷諾數(shù)，增加沉淀面積，但過(guò)小的板間距離或內(nèi)切圓直徑不但會(huì)增加材料使用量和加工難度，還會(huì)造成易堵塞的現(xiàn)象。斜管尤其容易堵塞，所以很少用于污水處理上。
2、現(xiàn)有的斜板和斜管只能加工制造成方形或矩形結(jié)構(gòu)，主要適用于方形或矩形沉淀池，不適合圓形沉淀池或沉淀設(shè)備使用，限制了其使用范圍。
3、斜板和斜管沉淀區(qū)的四周需要專門進(jìn)行密封，防止水在池壁上形成短流，從而增加了制造和安裝的難度和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種沉淀效率更高、體積更小、制造安裝簡(jiǎn)單，尤其適用于圓形沉淀池的疊錐體同心環(huán)形斜面沉淀裝置。
一種斜板或斜管沉淀裝置包括一個(gè)進(jìn)水緩沖區(qū)[1]、沉淀區(qū)[2]、澄清區(qū)[4]、出水裝置[5]、進(jìn)水裝置[6]和排泥裝置[7]。所述疊錐體同心環(huán)形斜面沉淀裝置的特征在于沉淀區(qū)由依次同心放大的錐體斜面構(gòu)成，各錐體上下截面分別處于一個(gè)水平面上，中心為一個(gè)完整錐體，其它為去掉頂部的半錐體，最外層錐體即是斜面沉淀區(qū)，又是整個(gè)沉淀區(qū)的密封壁。水進(jìn)入沉淀區(qū)后，在任意一格沉淀區(qū)中呈360°γ環(huán)形放大上升，上升流速逐漸下降，水所接觸的沉淀面積逐漸增大。所述裝置的澄清區(qū)是一個(gè)在最外層錐體上加高的一個(gè)圓柱體。所述裝置的出水方式即可以是先匯集于中心錐體后出水，也可以是從周邊出水堰出水。由于越靠近中心的沉淀區(qū)的雷諾數(shù)下降越大，沉淀效果越佳，所以選擇中心出水方式時(shí)，外周沉淀區(qū)的出水向圓心匯集的過(guò)程中可獲得更多的沉淀時(shí)間，所以中心出水方式更為理想。
由于各錐體斜面構(gòu)成的環(huán)形沉淀區(qū)水平截面積由下往上逐漸增加，水的上升流速V逐漸下降。根據(jù)雷諾數(shù)的計(jì)算公式Re＝V*Dd/γ，經(jīng)計(jì)算，整個(gè)出水區(qū)水平斷面的當(dāng)量直徑Dd等于整個(gè)進(jìn)水區(qū)水平斷面的當(dāng)量直徑Dd(Dd＝4*S/N，其中S為斷面面積，N為該斷面水的總濕周周長(zhǎng))，由于水的工作粘度γ不變，所以出水口Re(出)與進(jìn)水口Re(進(jìn))的比值Re(出)/Re(進(jìn))＝V(出)/V(進(jìn))＝S(進(jìn))/S(出)＝R/(R+2M)，其中R為最外層錐體進(jìn)水口直徑，M為中心錐體的直徑(M＝2Lcosα，其中L為錐體斜面的長(zhǎng)度，當(dāng)α等于60°時(shí)，M＝L)。由于R＞0，M＞0，所以R＜(R+2M)，所以R/(R+2M)＜1，即錐體沉淀區(qū)出水?dāng)嗝娴睦字Z數(shù)恒小于進(jìn)水?dāng)嗝娴睦字Z數(shù)，而且R取值越小，則雷諾數(shù)降幅越大。根據(jù)“淺層理論”，流體的雷諾數(shù)越小，流體所接觸的沉淀面積越大，則其沉淀效率越高，因此，在進(jìn)水?dāng)嗝婷娣e相等，斜板間距相同的條件下，所述裝置的沉淀效率高于普通斜板沉淀池，沉淀區(qū)出水水質(zhì)優(yōu)于普通斜板沉淀池的出水，在單位時(shí)間處理水量相同的條件下，所述裝置的體積可小于普通斜板沉淀池，所述裝置的制造安裝難度低于斜板或斜管沉淀裝置，特別是密封施工更簡(jiǎn)單。污泥在錐體斜面下滑的過(guò)程中，除產(chǎn)生垂直方向的堆積外，還產(chǎn)生圓周水平方向的堆積作用，所以污泥的下滑效果更好，不易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，可用于高濃度污水處理，尤其適合于圓形沉淀池和圓形沉淀設(shè)備。由于錐體斜面沉淀區(qū)采用可拆卸吊裝固定方式，方便維護(hù)管理。


附圖1為所述裝置的剖面圖，其中1為進(jìn)水緩沖區(qū)，2為錐體斜面沉淀區(qū)，3為中心錐體區(qū)，4為澄清區(qū)，5為出水裝置，6為進(jìn)水裝置，7為排泥裝置。R為最外層錐體進(jìn)水口直徑，也即進(jìn)水緩沖區(qū)直徑，α為錐體斜面與水平面的傾角，L為錐體斜面的長(zhǎng)度，ρ為錐體斜面間水平距離，M為中心錐體上口直徑，H1為進(jìn)水緩沖區(qū)高度，H2為錐體斜面沉淀區(qū)垂直高度，H3為澄清區(qū)高度。附圖2為所述裝置俯視圖，各錐體構(gòu)成同心圓，放射狀線為吊裝架。
具體實(shí)施方法所述裝置的進(jìn)水方式和排內(nèi)泥方式與普通斜板和斜管沉淀池相同。先根據(jù)所需處理水量Q和原水水質(zhì)確定裝置的技術(shù)參數(shù)。上升流速V在3m/hr-5m/hr，錐體傾角α在45°-70°，錐體斜面長(zhǎng)度L在800mm-1200mm之間，錐體間水平距離ρ在6mm-10mm之間，進(jìn)水緩沖區(qū)高度H1在1200mm-1500mm之間，錐體斜面沉淀區(qū)垂直高度H2在700mm-1000mm之間，澄清區(qū)高度H3在500mm-800mm之間。進(jìn)水緩沖區(qū)S＝Q/V＝R*R*π/4，所需錐體數(shù)量＝R/2ρ，中心錐體直徑M＝2L*COSα，依此可分別計(jì)算出所需各個(gè)錐體的上下口直徑。先整體制造加工沉淀裝置的主體外圍，即將進(jìn)水緩沖區(qū)、最外層錐體及澄清區(qū)制造成一個(gè)整體，在緩沖區(qū)內(nèi)安裝進(jìn)水和排泥裝置，緩沖區(qū)圓心處安裝一根中心錐體支撐柱，支撐柱頂端安裝一個(gè)小錐體用于支撐中心錐體，然后將預(yù)先制作好的各個(gè)錐體放入池內(nèi)，懸掛在最外層錐體內(nèi)壁，將放射狀吊裝架固定在澄清池池壁上，最后將各錐體依次固定在吊裝架上，檢測(cè)并校正各固定點(diǎn)，保證各個(gè)錐體處于同一水平面上。正常情況下取α＝60°，L＝1000mm，則M＝L＝1000mm，可用半圓方式制作各個(gè)錐體模型。
所述裝置各部件的制造加工方式及所用材料不限，但必須保證所用材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，無(wú)毒，耐腐蝕，表面光滑。
權(quán)利要求
1.一種用于固液分離的疊錐體同心環(huán)形斜面沉淀裝置，該裝置包括一個(gè)進(jìn)水緩沖區(qū)[1]，沉淀區(qū)[2]，澄清區(qū)[4]，出水裝置[5]，進(jìn)水裝置[6]，和排泥裝置[7]，其特征在于沉淀區(qū)由依次同心放大的錐體環(huán)形斜面構(gòu)成，各錐體上下斷面分別處于一個(gè)水平面上，中心為一個(gè)完整錐體，其它錐體為去掉頂部的半錐體，最外層錐體即是沉淀斜面，又是整個(gè)沉淀區(qū)的密封外周，水進(jìn)入沉淀區(qū)后，在任意一個(gè)沉淀區(qū)中呈360°環(huán)形放大上升，上升流速逐漸下降，水所接觸的沉淀面積逐漸增大，水中懸浮物的沉淀效果逐漸加強(qiáng)。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的裝置，其特征在于各錐體的固定方法是將其吊裝在澄清池池壁上，中心錐體下有一根支撐柱。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的裝置，其特征是出水方式可選擇中心錐體出水或周邊出水，中心出水的沉淀效果更佳。
4.根據(jù)權(quán)利1說(shuō)述的裝置，其特征是錐體斜面長(zhǎng)度在600mm-1200mm之間，傾角在45-70之間，錐體斜面間的水平距離在5mm-12mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的裝置，其各部件的制造加工材料不限，但要求有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，無(wú)毒，耐腐蝕，表面光滑。
全文摘要
本發(fā)明是一種疊錐體同心環(huán)形斜面沉淀裝置。其沉淀區(qū)由各個(gè)半錐體疊放構(gòu)成，沉淀區(qū)的水平截面積由下向上逐漸增大，導(dǎo)致水的上升流速逐漸降低，同時(shí)水所接觸的沉淀面積也逐漸增大。附圖為所述裝置的沉淀區(qū)剖面圖。經(jīng)計(jì)算，水從進(jìn)水區(qū)進(jìn)入沉淀區(qū)后流經(jīng)的各個(gè)水平斷面的雷諾數(shù)逐漸降低，而且水所接觸的沉淀面積逐漸增大，所以所述裝置具備這樣一個(gè)特點(diǎn)，即在沉淀區(qū)內(nèi)，隨著水的上升，水中懸浮物的沉降效果逐漸加強(qiáng)，從而可以保證其沉淀效率高于普通斜板或斜管沉淀池。因此在單位時(shí)間處理水量相同的條件下，所述裝置的體積更小，同時(shí)所述裝置的制造安裝更為簡(jiǎn)單，尤其適合圓形沉淀池和圓形沉淀設(shè)備。
文檔編號(hào)B01D21/02GK1806885SQ200510048690
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者景興 申請(qǐng)人:景興