CN110368720A - 一种水平流沉淀装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水平流沉淀装置及其使用方法，包括若干组水平流沉淀单元依次按列或按排组成的整体，每个水平流沉淀单元包括若干根等间距排列成同一竖向平面的竖向方管，以及同时设置在竖向方管上的若干组水平且呈周期性排列的折板；所述折板包括呈“<”型的斜板和竖板，每组折板的斜板与竖板下端相交处设置排泥口，通过折板的斜板沉降的泥相进入折板的竖板形成的排泥通道；方管的宽度即为排泥通道的宽度；排泥通道进出水两端相对封闭并形成静液区域。其具有结构设计合理、操作使用方便、自动化智能化程度高、能够有效避免泥道堵塞和提高水平管冲洗效率等优点。

Description

一种水平流沉淀装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及污水处理中的固液分离技术领域，尤其涉及一种水平流沉淀装置及其使用方法。

背景技术

沉淀是去除水中悬浮物的一种重要的工艺过程。高效沉淀工艺的研发与应用始终是关注的焦点。目前，广泛应用的高效沉淀工艺是基于哈真提出的浅池理论，将沉淀单元装填斜管或斜板等沉淀组件，相继开发了斜板沉淀池、斜管沉淀池和迷宫斜板沉淀池等工艺类型。采用斜管或斜板结构的沉淀工艺，可以有效增加沉淀效率，但因水流状态发生变化，不利于水中悬浮物的沉淀；同时水流方向与沉淀物下滑方向相平行，液、固易发生干扰，又会造成悬浮物的可逆沉降，降低沉淀效率；会发生絮体堵塞斜管(斜板)等问题，严重影响沉淀效果。

早在本申请的申请日以前，申请人通过检索得到专利公开号：CN101190389A，其提供了水平管沉淀工艺，该工艺解决了针对斜管(斜板)沉淀工艺存在的部分问题，提高了沉淀分离效率，但经过实践和理论证明发现：其存在泥道有一定的倾斜，污泥容易停留在斜板上造成堵塞，需要进行频繁冲洗，另外除此之外，水平管冲洗***较为复杂以及冲洗效率不高。本发明正是基于该研究背景下而提出，旨在提供一种处理效率较高的水平流沉淀装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中水平流沉淀装置存在的上述不足，提供一种水平流沉淀装置及其使用方法，其具有结构设计合理、操作使用方便、自动化智能化程度高、能够有效避免泥道堵塞和提高水平管冲洗效率等优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种水平流沉淀装置，该装置包括若干组水平流沉淀单元依次按列或按排组成的整体，每个水平流沉淀单元包括若干根等间距排列成同一竖向平面的竖向方管，以及同时设置在竖向方管上的若干组水平且呈周期性排列的折板；所述折板包括呈“<”型的斜板和竖板，在竖向方管自上而下方向上，第一组折板将斜板部分与水平呈一定角度，竖板竖直安装；第二组折板的折角与第一组折板的斜板底部相连接，其竖板与第一组折板的竖板呈平行布置，斜板与第一组折板的斜板相连且形成一定的角度；第三组折板布置方式相同，区别在于折角与第二组折板的斜板底部相连接；其余折板如上所述呈周期性排列安装；每组折板的斜板与竖板下端相交处设置排泥口，通过折板的斜板沉降的泥相进入折板的竖板形成的排泥通道；竖向方管的宽度即为排泥通道的宽度；排泥通道进出水两端相对封闭并形成静液区域。

作为上述方案的进一步优化，折板的斜板作为悬浮固体沉降区域，竖向方管的长度方向的两端头进行封堵，其中一端头进行封堵，另一端头进行封堵并设置进水孔，所述进水孔与冲洗水连接管相连接；竖向方管设置有若干个沿竖直方向不同部位的出水孔，其中，进水端竖向方管的进水孔设置在折板垂直于进水方向的两侧，形成垂直水流孔，开口位置为斜板排泥口宽度范围内，使得冲洗过程中冲洗水流通过斜板下端处进入斜板，使得冲洗水将斜板上的固体脱离，达到冲洗清洁斜板的目的；进水端前部和中部竖向方管的进水孔设置在折板垂直于进水方向的两侧，形成垂直水流孔，另外在逆向水流处开孔，形成逆向水流孔；进水端后部和出水端竖向方管的进水孔设置在逆向水流处，形成逆向水流孔。

作为上述方案的进一步优化，竖向方管的进水孔由冲洗水进水总管进水，所述进水总管再通过冲洗水连接支管与每个竖向方管的冲洗水连接管进行连接，实现冲洗水的进水和配水。

作为上述方案的进一步优化，折板和竖向方管的材质为不锈钢、铝合金、硬质聚氯乙烯或ABS树脂材质。

作为上述方案的进一步优化，折板通过焊接、铆接或者粘接等方式固定在竖向方管上。

作为上述方案的进一步优化，折板的夹角为20-40°，相应地，折板的斜板与水平夹角为50-70°。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制***，所述自动控制***包括控制器、阀门控制组件、高压泵控制组件以及水质在线检测传感器；所述控制器与阀门控制组件和高压泵控制组件连接；所述水质在线检测传感器设置在水平流沉淀单元的进水和出水端，并将检测的实时水质信号发送至控制器；所述控制器将接收到的实时水质信号经数据转换后与预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果和运行时间存储于控制器的存储模块中，根据比较的结果判断是否开始冲洗流程和选用相应的冲洗方案；所述的冲洗流程包括控制器发出开启阀门控制组件和高压泵控制组件的指令，开启相应的阀门和高压泵，以及发出关闭阀门控制组件和高压泵控制组件的指令，关闭相应的阀门和高压泵；所述的冲洗方案包括先停止装置进水，开启冲洗高压泵同时开启一组或多组阀门控制组件调整冲洗不同区域和冲洗时间，并通过水泵变频组件控制冲洗水压力和流量。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括污泥收集斗，所述污泥收集斗设置在水平流沉淀单元下方，并配有多组泥位计传感器；所述多组泥位计传感器与控制器数据信号连接；所述污泥收集斗的底部均设置有与控制器相连接的自动启闭板或阀门；所述污泥收集斗内部还安装有螺旋刮泥机或穿孔排泥管；所述自动启闭板或阀门根据泥位计传感器和运行时间，通过控制器开启相应不同位置的自动启闭板或阀门，实现定时和定量的污泥自动排外。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括冲洗水储存罐，所述冲洗水储存罐进水为水平流沉淀装置出水；所述冲洗水储存罐设置过滤组件，所述过滤组件包括滤网和精密过滤器单元，防止冲洗水对水平流沉淀单元冲洗孔的堵塞。

本发明所述水平流沉淀装置的使用方法包括如下步骤：

1)折板与竖向方管的安装形成水平流沉淀单元：折板通过焊接、铆接或者粘接方式固定在竖向方管上；折板与竖向方管的数量和安装角度是根据实际处理水量和应用条件进行调整；

2)组装形成水平流沉淀装置：将若干组水平流沉淀单元依次按列或按排组成的整体形成水平流沉淀装置；

3)待处理水以水平方向进入水平流沉淀单元的进水端，在通过折板的斜板部分过程中，固体悬浮物不断沉淀在斜板部分，水仍以水平前进，从而实现待处理水的固液分离；所述的沉淀在斜板部分的固体悬浮沿着斜板下滑至排泥通道，再进入污泥收集斗；

4)开启冲洗模式：先停止装置进水，开启冲洗高压泵同时开启一组或多组阀门调整冲洗不同区域和冲洗时间，并通过水泵变频组件控制冲洗水压力和流量；冲洗强度和时间根据实际进行调整；

5)冲洗结束后，需要将沉淀装置静止沉淀10-20min，固体将沉淀至污泥收集斗。装置静止沉淀一定时间后，装置恢复进水，开始处理运行；依次类推，周而复始。

采用本发明的水平流沉淀装置及其使用方法具有如下有益效果：

(1)结构设计更加合理，能够高效去除水体中去除悬浮物、胶体、重金属和磷等污染物。该工艺具有处理效果好、占地面积小、结构简单和处理成本低等优点，具有较好的经济和应用价值。

(2)通过控制器、阀门控制组件、高压泵控制组件以及水质在线检测传感器，能够根据比较的结果判断是否开始冲洗流程和选用相应的冲洗方案，整体运行的可靠性较高；另外，通过多组泥位传感器的检测，能够方便、精准的确保整个装置污泥排放及收集的可靠运行。

附图说明

附图1为本发明水平流沉淀装置的折板结构示意图。

附图2为本发明水平流沉淀装置的方管结构示意图。

附图3为本发明水平流沉淀装置的折板与方管连接的结构示意图。

附图4为本发明水平流沉淀装置的水平流沉淀单元立体结构示意图。

附图5为本发明图4中A-A截面中部分折板截面安装示意图。

附图6为本发明水平流沉淀装置的冲洗开孔位置示意图，其中，左侧为进水端。

附图7为本发明水平流沉淀装置的水平流沉淀单元进水端截面示意图。

附图8为本发明水平流沉淀装置的水平流沉淀单元顶视图。

附图9为本发明水平流沉淀装置的冲洗管连接示意图顶视图。

具体实施方式

下面结合附图1-9对本发明水平流沉淀装置及其使用方法作以详细说明。

一种水平流沉淀装置，该装置包括若干组水平流沉淀单元依次按列或按排组成的整体，每个水平流沉淀单元包括若干根等间距排列成同一竖向平面的竖向方管，以及同时设置在竖向方管上的若干组水平且呈周期性排列的折板1；所述折板包括呈“<”型的斜板3和竖板4，在竖向方管自上而下方向上，第一组折板将斜板部分与水平呈一定角度，竖板竖直安装；第二组折板的折角与第一组折板的斜板底部相连接，其竖板与第一组折板的竖板呈平行布置，斜板与第一组折板的斜板相连且形成一定的角度；第三组折板布置方式相同，区别在于折角与第二组折板的斜板底部相连接；其余折板如上所述呈周期性排列安装；每组折板1的斜板3与竖板4下端相交处设置排泥口5，通过折板1的斜板沉降的泥相进入折板1的竖板形成的排泥通道6；竖向方管2的宽度即为排泥通道6的宽度；排泥通道6进出水两端相对封闭并形成静液区域。

折板1的斜板作为悬浮固体沉降区域，存在悬浮固体的堆积现象，影响固液分离效率，竖向方管2的长度方向的两端头进行封堵，其中一端头进行封堵，另一端头进行封堵并设置进水孔7，所述进水孔与冲洗水连接管8相连接；竖向方管2设置有若干个沿竖直方向不同部位的出水孔，其中，进水端竖向方管的进水孔设置在折板1垂直于进水方向的两侧，形成垂直水流孔11，开口位置为斜板排泥口宽度范围内，使得冲洗过程中冲洗水流通过斜板下端处进入斜板，使得冲洗水将斜板上的固体脱离，达到冲洗清洁斜板的目的；进水端前部和中部竖向方管的进水孔设置在折板1垂直于进水方向的两侧，形成垂直水流孔11，另外在逆向水流处开孔，形成逆向水流孔12；进水端后部和出水端竖向方管的进水孔设置在逆向水流处，形成逆向水流孔12。

竖向方管2的进水孔由冲洗水进水总管17进水，所述进水总管17再通过冲洗水连接支管16与每个竖向方管2的冲洗水连接管8进行连接，实现冲洗水的进水和配水。

折板1和竖向方管2的材质为不锈钢、铝合金、硬质聚氯乙烯或ABS树脂材质。

折板1通过焊接、铆接或者粘接等方式固定在竖向方管2上。

折板1的夹角为20-40°，相应地，折板1的斜板与水平夹角为50-70°。

该装置还包括自动控制***，所述自动控制***包括控制器、阀门控制组件、高压泵控制组件以及水质在线检测传感器；所述控制器与阀门控制组件和高压泵控制组件连接；所述水质在线检测传感器设置在水平流沉淀单元的进水和出水端，并将检测的实时水质信号发送至控制器；所述控制器将接收到的实时水质信号经数据转换后与预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果和运行时间存储于控制器的存储模块中，根据比较的结果判断是否开始冲洗流程和选用相应的冲洗方案；所述的冲洗流程包括控制器发出开启阀门控制组件和高压泵控制组件的指令，开启相应的阀门和高压泵，以及发出关闭阀门控制组件和高压泵控制组件的指令，关闭相应的阀门和高压泵；所述的冲洗方案包括先停止装置进水，开启冲洗高压泵同时开启一组或多组阀门控制组件调整冲洗不同区域和冲洗时间，并通过水泵变频组件控制冲洗水压力和流量。

该装置还包括污泥收集斗，所述污泥收集斗设置在水平流沉淀单元下方，并配有多组泥位计传感器；所述多组泥位计传感器与控制器数据信号连接；所述污泥收集斗的底部均设置有与控制器相连接的自动启闭板或阀门；所述污泥收集斗内部还安装有螺旋刮泥机或穿孔排泥管；所述自动启闭板或阀门根据泥位计传感器和运行时间，通过控制器开启相应不同位置的自动启闭板或阀门，实现定时和定量的污泥自动排外。

该装置还包括冲洗水储存罐，所述冲洗水储存罐进水为水平流沉淀装置出水；所述冲洗水储存罐设置过滤组件，所述过滤组件包括滤网和精密过滤器单元，防止冲洗水对水平流沉淀单元冲洗孔的堵塞。

本发明所述水平流沉淀装置的使用方法包括如下步骤：

1)折板与竖向方管的安装形成水平流沉淀单元：折板1通过焊接、铆接或者粘接方式固定在竖向方管2上；折板与竖向方管的数量和安装角度是根据实际处理水量和应用条件进行调整；

2)组装形成水平流沉淀装置：将若干组水平流沉淀单元依次按列或按排组成的整体形成水平流沉淀装置；

3)待处理水以水平方向进入水平流沉淀单元的进水端，在通过折板的斜板部分过程中，固体悬浮物不断沉淀在斜板部分，水仍以水平前进，从而实现待处理水的固液分离；所述的沉淀在斜板部分的固体悬浮沿着斜板下滑至排泥通道，再进入污泥收集斗；

4)开启冲洗模式：先停止装置进水，开启冲洗高压泵同时开启一组或多组阀门调整冲洗不同区域和冲洗时间，并通过水泵变频组件控制冲洗水压力和流量；冲洗强度和时间根据实际进行调整；

5)冲洗结束后，需要将沉淀装置静止沉淀10-20min，固体将沉淀至污泥收集斗。装置静止沉淀一定时间后，装置恢复进水，开始处理运行；依次类推，周而复始。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平流沉淀装置，其特征在于：该装置包括若干组水平流沉淀单元依次按列或按排组成的整体，每个水平流沉淀单元包括若干根等间距排列成同一竖向平面的竖向方管，以及同时设置在竖向方管上的若干组水平且呈周期性排列的折板(1)；所述折板包括呈“<”型的斜板(3)和竖板(4)，在竖向方管自上而下方向上，第一组折板将斜板部分与水平呈一定角度，竖板竖直安装；第二组折板的折角与第一组折板的斜板底部相连接，其竖板与第一组折板的竖板呈平行布置，斜板与第一组折板的斜板相连且形成一定的角度；第三组折板布置方式相同，区别在于折角与第二组折板的斜板底部相连接；其余折板如上所述呈周期性排列安装；每组折板(1)的斜板(3)与竖板(4)下端相交处设置排泥口(5)，通过折板(1)的斜板沉降的泥相进入折板(1)的竖板形成的排泥通道(6)；竖向方管(2)的宽度即为排泥通道(6)的宽度；排泥通道(6)进出水两端相对封闭并形成静液区域。

2.根据权利要求1所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：折板(1)的斜板作为悬浮固体沉降区域，竖向方管(2)的长度方向的两端头进行封堵，其中一端头进行封堵，另一端头进行封堵并设置进水孔(7)，所述进水孔与冲洗水连接管(8)相连接；竖向方管(2)设置有若干个沿竖直方向不同部位的出水孔，其中，进水端竖向方管的进水孔设置在折板(1)垂直于进水方向的两侧，形成垂直水流孔(11)，开口位置为斜板排泥口宽度范围内，冲洗过程中冲洗水流通过斜板下端处进入斜板，使得冲洗水将斜板上的固体脱离，达到冲洗清洁斜板的目的；进水端前部和中部竖向方管的进水孔设置在折板(1)垂直于进水方向的两侧，形成垂直水流孔(11)，另外在逆向水流处开孔，形成逆向水流孔(12)；进水端后部和出水端竖向方管的进水孔设置在逆向水流处，形成逆向水流孔(12)。

3.根据权利要求1所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：竖向方管(2)的进水孔由冲洗水进水总管(17)进水，所述进水总管(17)再通过冲洗水连接支管(16)与每个竖向方管(2)的冲洗水连接管(8)进行连接，实现冲洗水的进水和配水。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：折板(1)和竖向方管(2)的材质为不锈钢、铝合金、硬质聚氯乙烯或ABS树脂材质。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：折板(1)通过焊接、铆接或者粘接等方式固定在竖向方管(2)上。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：折板(1)的夹角为20-40°，相应地，折板1的斜板与水平夹角为50-70°。

7.根据权利要求1所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：该装置还包括自动控制***，所述自动控制***包括控制器、阀门控制组件、高压泵控制组件以及水质在线检测传感器；所述控制器与阀门控制组件和高压泵控制组件连接；所述水质在线检测传感器设置在水平流沉淀单元的进水和出水端，并将检测的实时水质信号发送至控制器；所述控制器将接收到的实时水质信号经数据转换后与预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果和运行时间存储于控制器的存储模块中，根据比较的结果判断是否开始冲洗流程和选用相应的冲洗方案；所述的冲洗流程包括控制器发出开启阀门控制组件和高压泵控制组件的指令，开启相应的阀门和高压泵，以及发出关闭阀门控制组件和高压泵控制组件的指令，关闭相应的阀门和高压泵；所述的冲洗方案包括先停止装置进水，开启冲洗高压泵同时开启一组或多组阀门控制组件调整冲洗不同区域和冲洗时间，并通过水泵变频组件控制冲洗水压力和流量。

8.根据权利要求7所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：该装置还包括污泥收集斗，所述污泥收集斗设置在水平流沉淀单元下方，并配有多组泥位计传感器；所述多组泥位计传感器与控制器数据信号连接；所述污泥收集斗的底部均设置有与控制器相连接的自动启闭板或阀门；所述污泥收集斗内部还安装有螺旋刮泥机或穿孔排泥管；所述自动启闭板或阀门根据泥位计传感器和运行时间，通过控制器开启相应不同位置的自动启闭板或阀门，实现定时和定量的污泥自动排外。

9.根据权利要求8所述的一种水平流沉淀装置，其特征在于：该装置还包括冲洗水储存罐，所述冲洗水储存罐进水为水平流沉淀装置出水；所述冲洗水储存罐设置过滤组件，所述过滤组件包括滤网和精密过滤器单元，防止冲洗水对水平流沉淀单元冲洗孔的堵塞。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种水平流沉淀装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括如下步骤：

1)折板与竖向方管的安装形成水平流沉淀单元：折板(1)通过焊接、铆接或者粘接方式固定在竖向方管(2)上；折板与竖向方管的数量和安装角度是根据实际处理水量和应用条件进行调整；

2)组装形成水平流沉淀装置：将若干组水平流沉淀单元依次按列或按排组成的整体形成水平流沉淀装置；

3)待处理水以水平方向进入水平流沉淀单元的进水端，在通过折板的斜板部分过程中，固体悬浮物不断沉淀在斜板部分，水仍以水平前进，从而实现待处理水的固液分离；所述的沉淀在斜板部分的固体悬浮沿着斜板下滑至排泥通道，再进入污泥收集斗；

4)开启冲洗模式：先停止装置进水，开启冲洗高压泵同时开启一组或多组阀门调整冲洗不同区域和冲洗时间，并通过水泵变频组件控制冲洗水压力和流量；冲洗强度和时间根据实际进行调整；

5)冲洗结束后，需要将沉淀装置静止沉淀10-20min，固体将沉淀至污泥收集斗。装置静止沉淀一定时间后，装置恢复进水，开始处理运行；依次类推，周而复始。