專利名稱：一種移動(dòng)布、集水式沉淀池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沉淀池，具體涉及一種以往沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的、采用移動(dòng)方式布水與集水的沉淀池或污泥濃縮池。
背景技術(shù)：
沉淀作為水處理技術(shù)中的重要手段，一直沿用至今。隨之，必然派生出眾多的沉淀形式。這些沉淀池各有利弊，各有其適用的場(chǎng)合。有比較，才能鑒別，現(xiàn)將其作概要的剖析。一.平流沉淀池主要應(yīng)用于大水量的自來(lái)水廠。如圖I和圖2所示，其表征是矩形長(zhǎng)池，水流方向?yàn)樗较颉Ｔ谒餍羞M(jìn)過(guò)程中，固體顆粒不斷沉降，尾端指型槽集水出流。污泥以吸泥行車排出。該池的去除率高,水質(zhì)穩(wěn)定,但為了滿足水流停留時(shí)間,池體往往很長(zhǎng)(達(dá)100米左右)，因而占地面積大，造價(jià)高。特別是如何盡量壓低待沉淀水的導(dǎo)入口 ；盡可能的提前引出池面清水；繼而降低后續(xù)斷面的流量與流速，造就更好的沉降環(huán)境，乃是水 平沉淀池提高效率的重要途徑。二.豎流式沉淀池大多應(yīng)用于小型污水處理站的生化污泥沉淀。如圖3和圖4所示，其表征為圓形(或正方形)帶倒錐泥斗的小池。該池雖然具有占地小的優(yōu)點(diǎn)，但池身較高，特別是為了排(滑)泥容易，池底錐角較大(一般為60度)，故使其深度陡增，制約了其在大水量上的應(yīng)用。反過(guò)來(lái)，池截面的受限，使其流線過(guò)于密集陡峭，因而，顆粒隨水流帶出的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。此外，集中的中央進(jìn)水不能使其均布于整個(gè)池截面，特別是擁有主要沉淀面積的池外圈，不能充分發(fā)揮作用，這是其重要的弊病之一?？傊?，怎樣克服單泥斗造成的池身過(guò)高，解決其與前置處理構(gòu)筑物在高程上的配合困難，以及中心筒帶來(lái)的布水缺陷等，將是今后值得改進(jìn)的地方。三.輻流式沉淀池主要應(yīng)用于水廠的污泥濃縮池及大、中型污水處理廠的二沉池。它是從豎流式沉淀池?cái)U(kuò)大演化而來(lái)。如圖5和圖6所示。由于采用旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)收集沉泥，去除了深錐型泥斗，故其池深有明顯的降低。一般采用中心進(jìn)水，周邊出水的方式，其表征為圓形池體，直徑較大，水流從圓心處向周邊呈輻射狀發(fā)散，在行進(jìn)過(guò)程中，環(huán)狀截面積不斷向外擴(kuò)大，水流速度不斷減慢。因此，十分有利于顆粒的沉淀去除。這原本是一個(gè)很好的構(gòu)想，無(wú)奈，其出水依然是表層溢流，而并非按整個(gè)截面大小均勻出水，這就難免造成流線的局部密集。當(dāng)顆粒沉速很小(接近水的比重)，而水面外溢的水力慣性又較大時(shí)，顆粒就會(huì)被帶出池外，降低了沉淀的質(zhì)量。還要指出的是，其布水也并非整個(gè)斷面的均勻配水，因此，總體的去除效果并不如想象中的那么高。如何增加布水與集水的均勻性，避免水流短路的發(fā)生，盡量利用整個(gè)池截面的沉淀作用等，仍有待探索。圖6a為實(shí)際情況的流態(tài)圖，圖6b為理想狀態(tài)的流態(tài)圖，從圖中可以看出實(shí)際效果和理想效果的區(qū)別。四.斜板(管)沉淀池此類沉淀池在上水或下水、大型或小型水處理中均有應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)主要以逆向流為主。如圖7和圖8所示，它的表征是底部設(shè)排泥斗、槽，由此向上依次為進(jìn)水配水區(qū)，斜板(管)沉淀區(qū)，清水區(qū)，池頂部設(shè)多條集水槽排出清液。
斜板(管)的設(shè)置，不僅使水平沉淀面積大增，而且使板間流態(tài)趨于穩(wěn)定的層流狀態(tài)，因而使沉淀去除率大為提高。但由于必須解決排(滑)泥的問(wèn)題，因此斜板(管)的傾角不斷增大(當(dāng)前大多采用60度),可是隨著其傾角的增大,其沉淀效率又大受影響。斜板(管)產(chǎn)水量的提高，促使板間流速增大，當(dāng)其達(dá)到一定程度時(shí)，向上的水流將會(huì)頂沖沿板下滑的污泥顆粒，造成污泥下滑不暢，甚至?xí)S水流而帶出池外。因此，這是逆向流斜板(管)的致命弱點(diǎn)。此外，斜板(管)的設(shè)置還帶來(lái)了造價(jià)的提高和安裝維修的麻煩。由此可見(jiàn)，斜板(管)并非任何場(chǎng)合都適用，特別是當(dāng)污泥質(zhì)地輕且蓬松、粘稠時(shí)，往往效果不佳。我們經(jīng)?？梢砸?jiàn)到斜板(管)被污泥堵塞，甚至污泥堆積于清水區(qū)的現(xiàn)象，就是這方面的一個(gè)佐證。綜觀以上各類沉淀池，雖已看到其各自的利弊，但仔細(xì)分析，它們均包含以下共同性的缺點(diǎn)。I)都擁有固定不變的進(jìn)水點(diǎn)和出水點(diǎn)。因此，具有明顯而連貫的水流流動(dòng)方向，流線密集而上翹，行近流速陡增，容易帶出絮體，影響沉淀效果。2)固體(污泥)都是在水流行進(jìn)過(guò)程中，不斷地從水流中游離出來(lái)，而這種分離，在水流慣性的推動(dòng)下，往往顯得較為 困難。3)由于是連續(xù)出流，固液分離無(wú)法在一種靜止或近于靜止的流態(tài)下，按層流流態(tài)得以實(shí)現(xiàn)。4)任何沉降線路的縮短以及紊動(dòng)狀態(tài)的加劇(如水面風(fēng)、雨的擾動(dòng)，日照溫差、異重流的產(chǎn)生，突發(fā)性的集中排泥操作等)都會(huì)對(duì)沉淀效果帶來(lái)持續(xù)性的不利條件。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)這些通病以及上述各類沉淀池的弊端，本發(fā)明的目的是提供一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、線狀的、均勻的布、集水形式，使整個(gè)池截面都得到充分利用，水流的流動(dòng)方向徹底改變，固、液分離在近似于靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，從而大幅度提高出水水質(zhì)及
其產(chǎn)水量。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于，該池體設(shè)有一與進(jìn)水管連接的進(jìn)水筒，在其外緣和池外壁之間架一行車，該行車上設(shè)有布水裝置，該布水裝置設(shè)布水總管，布水總管的一端與進(jìn)水筒連通，以便從進(jìn)水筒取水，布水總管下方連接有多根支管實(shí)現(xiàn)布水；該行車上還設(shè)有集水裝置，以便從池體表層收集清水至出水管。此外，該行車上還裝有連接池底刮泥板的連接機(jī)構(gòu)，以不斷刮、集池底的沉泥。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該池體為圓形池體，進(jìn)水筒設(shè)在該圓形池體中心，在圓形進(jìn)水筒與池體外壁之間架設(shè)行車，行車為扇形或長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，繞池體中心旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為進(jìn)、出水均采用虹吸管形式。布水總管的一端以虹吸管形式彎入進(jìn)水筒內(nèi)取水，在布水總管沿軸線方向的下部，連接有多根布水支管，其出口端位于池高的腰間位置。集水先是由長(zhǎng)短與疏密不一的多根指形槽收集表層清水，然后流入清水集水槽，在其尾端，通過(guò)一出水虹吸管將水引入環(huán)形出水槽。行車設(shè)置在池體的頂部，布水總管位于行車前進(jìn)方向的后端，清水集水槽位于行車前進(jìn)方向的前端，行車的中部則設(shè)置連接池底刮泥板的連接機(jī)構(gòu)。池底呈外高內(nèi)低的斜坡，池最低處設(shè)排泥管。進(jìn)水管由池底中心處進(jìn)入后，與進(jìn)水筒的底部連接。在池體外壁之外設(shè)有環(huán)形出水槽，出水虹吸管的一端插入該槽內(nèi)，出水槽再與出水管連通。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，進(jìn)、出水均可不采用虹吸管形式。使圓形進(jìn)水筒與行車連接，并與行車作同步旋轉(zhuǎn)，這樣，布水總管與進(jìn)水筒可固定連接，以替代進(jìn)水虹吸管取水；同時(shí)集水裝置采用潛入水面下的多根指形穿孔管，與封閉的集水總管相連，然后用低揚(yáng)程大流量的水泵抽水至環(huán)形出水槽，替代出水虹吸管。但從節(jié)約能耗看，以前者實(shí)施例為佳。本發(fā)明的移動(dòng)布、集水式沉淀池突破了以往各類沉淀池的框框，使其在沉淀過(guò)程中的流線、流態(tài)、布水方式、集水方式、固液分離的條件等等方面都有了“質(zhì)”的變化，因此無(wú)論在池型尺寸、占地面積、與前置構(gòu)筑物的高程配合、沉淀效率等方面都會(huì)有顯著的提高。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)水與出水采用簡(jiǎn)易的虹吸原理或超低揚(yáng)程泵，使其實(shí)現(xiàn)以動(dòng)態(tài)的方式進(jìn)行均勻的布、集水；且能夠?qū)崿F(xiàn)近似于靜止態(tài)的良好沉降，因此能大幅度提高沉淀池的產(chǎn)水量并確保最佳的出水水質(zhì)，而且其能耗僅為緩慢移動(dòng)行車的動(dòng)力，故也是極低的。


圖I為平流沉淀池示意圖。圖2為平流沉淀池流態(tài)圖。
圖3為豎流式沉淀池示意圖。圖4為豎流式沉淀池流態(tài)圖。圖5為輻流式沉淀池示意圖。圖6為輻流式沉淀池流態(tài)圖。圖7為斜板(管)沉淀池示意圖。圖8為逆向流斜板的泥水頂沖與顆粒向上逃逸態(tài)勢(shì)圖。圖9為本發(fā)明的虹吸移動(dòng)式沉淀池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為圖9的I-I首I]面不意圖。圖11為本發(fā)明一實(shí)施例的集水裝置和布水裝置的布置圖。圖12和圖13為本發(fā)明另一實(shí)施例的集水裝置和布水裝置的原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖9和圖10所示，一種移動(dòng)式沉淀池，包括一池體，其特征在于該池體中心設(shè)有一與進(jìn)水管28連接的進(jìn)水筒1，在該進(jìn)水筒I和池外壁之間設(shè)有一繞池體行走的行車7，該行車7上設(shè)有布水裝置，該布水裝置包括布水總管3，該布水總管3的一端設(shè)有布水虹吸管13，插入進(jìn)水筒I內(nèi)(布水虹吸管13并不與進(jìn)水筒筒體固定聯(lián)接)，布水總管3連接有多根布水支管4。另外，該行車7還與位于池底的刮泥板17連接。此外，該行車上還設(shè)有集水裝置，該集水裝置用于將池體表層的清水集中至出水管。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該集水裝置包括清水集水槽5，以及與其連接的多根指形集水槽6，該清水集水槽5的尾端，設(shè)一深斗15，內(nèi)置一出水虹吸管8與環(huán)形出水槽12連通(出水虹吸管8也不與環(huán)形出水槽12固定聯(lián)接)，最后，該槽與出水管18連接。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該池體為圓形池體，該進(jìn)水筒I為圓形進(jìn)水筒，行車7設(shè)有抽真空裝置及驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)9，該圓形進(jìn)水筒I外側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)2，池體外壁11上設(shè)有滾輪平臺(tái)25，行車7為扇形結(jié)構(gòu)，行車內(nèi)側(cè)位于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)2上，而外側(cè)位于滾輪平臺(tái)25上。行車7設(shè)置在池體的上部，布水總管3向下連接有多根布水支管4，布水支管4出口端14位于池體的腰間位置，即池深的中部。相對(duì)行車的前進(jìn)方向而言，布水總管3位于行車7的后端，清水集水槽5以及指形集水槽6位于行車7的前端，行車7的中部設(shè)置刮泥板連接機(jī)構(gòu)26與刮泥板17連接。池底呈外高內(nèi)低的斜坡，進(jìn)水管28由池底中心處進(jìn)入后，與進(jìn)水筒的底部連接。池底還設(shè)有排泥管27。池體外壁11之夕卜，設(shè)有一環(huán)形出水槽12，清水集水槽5的尾端設(shè)有一深斗15，出水虹吸管8的一端插入深斗15內(nèi)，另一端插入環(huán)形出水槽12內(nèi)，出水槽12與出水管18連接。圖中19為池水面。如圖9所示，當(dāng)布水虹吸管和出水虹吸管抽氣形成虹吸時(shí)，行車開(kāi)始緩慢前行(圖中為逆時(shí)針?lè)较?，帶動(dòng)集水裝置、布水裝置，和刮泥板17繞池移動(dòng)。它們各司其職進(jìn)水支管在池體腰部處不斷被移動(dòng)并均勻布水；刮泥機(jī)構(gòu)勻速刮泥入底斗；集水槽不斷前移，均勻潷出上層清液，并流入槽尾端，用虹吸管引出池外。如此周而復(fù)始地勻速運(yùn)行。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，如圖12和圖13所示，進(jìn)水筒I與行車連接，與行車作同步旋轉(zhuǎn)，這樣，布水總管與進(jìn)水筒固定連接，就可以替代進(jìn)水虹吸管取水；同時(shí)集水裝置采用低揚(yáng)程大流量的水泵16抽水至環(huán)形出水槽，替代出水虹吸管。如圖12所示，該行車7還設(shè)有一水泵16，水泵的進(jìn)水端深入清水集水槽5尾端的深斗15內(nèi)，水泵的出水端設(shè)置在環(huán)形出水槽內(nèi)。如圖13所示，進(jìn)水筒I通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承21安裝在水池中心立柱22上，進(jìn)水管28穿過(guò)水池中心立柱22，其出口位于進(jìn)水筒I內(nèi)，進(jìn)水筒I底部通過(guò)連通管30與布水總管3連接。根據(jù)移動(dòng)方向集水在前，布水在后的原則，因此，集水始終置于布水的前端與上端，因而布水時(shí)的短暫水流擾動(dòng)，始終破壞不了集水時(shí)的水面平靜態(tài)勢(shì)。故能確保最佳的出水水質(zhì)。當(dāng)行車前移時(shí)，布水管能較快離開(kāi)原先被其攪動(dòng)的水域，而使這部分區(qū)域的流態(tài)又迅速平靜下來(lái)，實(shí)現(xiàn)近似于靜止態(tài)的良好沉降。如圖12所示，出口朝下的布水支管出口端14設(shè)擋水板，在擋水板的作用下，水流被迅速且均勻地分散于其周圍，防止了水流的集中沖擊。這樣可以不構(gòu)成連貫的流場(chǎng)，比水重的污泥顆粒很難再穿過(guò)水層上升至水面。當(dāng)行車旋轉(zhuǎn)一周，清水集水槽重又回到原先部位時(shí)，該處的表層水體已經(jīng)經(jīng)過(guò)了行車旋轉(zhuǎn)一周所需歷時(shí)的靜態(tài)沉淀，故能確保表層水質(zhì)的清澈。同時(shí)，行車的旋轉(zhuǎn)速度也是可根據(jù)待沉淀水質(zhì)的不同狀況進(jìn)行調(diào)整的，因此，更能保證有足夠的沉淀時(shí)間與良好的出水水質(zhì)。至于進(jìn)、出水流量的平衡，可以通過(guò)虹吸水位差的變化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。本池型由于沒(méi)有明顯的流動(dòng)方向，故可不受池子直徑的限制，可大可小，這是輻流式沉淀池?zé)o法相及的。如圖11所示，布水支管4不是以布水總管3的長(zhǎng)度方向作均勻分布，而是按照池體截面環(huán)型面積的大小進(jìn)行分配(即外圈截面環(huán)型面積較大則布水支管的間距較小，而內(nèi)圈截面環(huán)型面積較小則布水支管的間距較大)，從而使整個(gè)池面都能極均勻地發(fā)揮最佳的沉淀作用。同理，對(duì)指形集水槽的長(zhǎng)短及疏密也是按環(huán)型面積大小進(jìn)行分配的。如圖所示，外圈截面環(huán)型面積較大則指形集水槽6的間距較小且指形集水槽6的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，而內(nèi)圈截面環(huán)型面積較小則指形集水槽6的間距較大且指形集水槽6的長(zhǎng)度較短。這種不均勻分布是根據(jù)沉淀池截面環(huán)型面積的大小即各部分的水量多少來(lái)設(shè)計(jì)的，從而可以實(shí)現(xiàn)均勻布水均勻集水的效果。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于，該池體設(shè)有一與進(jìn)水管連接的進(jìn)水筒，在其外緣和池外壁之間架一行車，該行車上設(shè)有布水裝置，該布水裝置包括布水總管，布水總管的一端與進(jìn)水筒連通，以便從進(jìn)水筒取水，布水總管下方連接有布水支管實(shí)現(xiàn)布水，該行車上還設(shè)有集水裝置，收集池體表層清水，匯總后輸出至出水管。
2.如權(quán)利要求I所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于，該行車上還裝有連接機(jī)構(gòu)與池底刮泥板連接，以刮集池底的沉泥。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于，該池體為圓形池體，進(jìn)水筒設(shè)在該圓形池體中心，在圓形進(jìn)水筒與池體外壁之間架設(shè)行車，行車為扇形或長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，繞池體中心旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于布水總管的一端以虹吸管形式彎入進(jìn)水筒內(nèi)取水；集水采用清水集水槽及與其連接的指形集水槽，在清水集水槽尾端設(shè)一深斗，在池體外壁之外設(shè)有環(huán)形出水槽，該深斗通過(guò)一出水虹吸管與環(huán)形出水槽連通，并通過(guò)該環(huán)形出水槽與出水管相連。
5.如權(quán)利要求4所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于行車設(shè)置在池體的上部，布水總管向下連接有布水支管，布水支管出口端位于池體的腰間位置，布水總管位于行車前進(jìn)方向的后端，清水集水槽位于行車前進(jìn)方向的前端，行車的中部設(shè)置連接刮泥板的連接機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于池體外圈的指形集水槽的間距較小且指形集水槽的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，而池體內(nèi)圈的指形集水槽的間距較大且指形集水槽的長(zhǎng)度較短；池體外圈的布水支管的間距較小，而池體內(nèi)圈的布水支管的間距較大。
7.如權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于清水集水槽的尾端設(shè)有一深斗，出水槽為設(shè)置在池體外壁之外的環(huán)形出水槽，出水虹吸管的一端與插入深斗內(nèi)，另一端插入出水槽內(nèi)。
8.如權(quán)利要求I或2所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于池底呈外高內(nèi)低的斜坡，進(jìn)水管由池底中心處進(jìn)入后與進(jìn)水筒的底部連接，池底還設(shè)有排泥管。
9.如權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)布、集水式沉淀池，其特征在于進(jìn)水筒與行車連接，并與行車作同步旋轉(zhuǎn)，進(jìn)水筒則直接與布水總管連接；同時(shí)，集水裝置采用低揚(yáng)程大流量的水泵抽水至環(huán)形出水槽，出水槽與出水管相連，布水總管位于行車的后端，集水裝置位于行車的前端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種移動(dòng)布、集水式的沉淀池，這是以往所有沉淀池未曾有過(guò)的。其特征在于該池體為圓筒形，中心設(shè)有一進(jìn)水筒，在其外緣和池外壁之間架一行車，可繞軸緩慢移動(dòng)。在行車前進(jìn)方向的后端設(shè)有布水裝置；在其前端設(shè)有集水裝置；在其中部設(shè)有池底刮泥裝置。從而，使布、集水得以在整個(gè)池截面上動(dòng)態(tài)、均勻地分布，既創(chuàng)造了近于靜止沉淀的良好條件，也造就了表層無(wú)擾動(dòng)的集水環(huán)境。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于突破了以往各類沉淀池的框框，使其在沉淀過(guò)程中的流線、流態(tài)、布水方式、集水方式、固液分離的條件等等方面都有了“質(zhì)”的變化，因此無(wú)論在池型尺寸、占地面積、與前置構(gòu)筑物的高程配合、沉淀效率等方面都會(huì)有顯著的提高。
文檔編號(hào)B01D21/04GK102861463SQ201110186419
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者陳谷, 黃永寬, 陳翼遜 申請(qǐng)人:陳谷