高效斜板除油沉砂裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高效斜板除油沉砂裝置，包括池體，位于池體下方的砂斗；所述的池體一端的下側(cè)面設(shè)有進(jìn)水管、另一端的下側(cè)面設(shè)有出水管；所述的砂斗底部設(shè)有出砂管；所述的池體內(nèi)靠近進(jìn)水管端設(shè)有配水堰，所述的配水堰包括本體和本體上均勻分布的通孔；所述的池體內(nèi)靠近出水管端設(shè)有出水堰；所述的配水堰和出水堰之間設(shè)有若干由按照阿基米德螺旋線分布的渦街柱串聯(lián)連接的斜板，所述的渦街柱的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰流入斜板的水流方向垂直，所述的斜板彼此相鄰之間形成的間隙的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰流入斜板的水流方向平行。本發(fā)明具有快速高效砂水分離和有機(jī)物從砂粒上剝離，含油上清液通過(guò)出水裝置重力流出，脫水脫油砂粒落入砂斗定期排出的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高效斜板除油沉砂裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用高效(HRT ( 10S)斜板除油沉砂裝置，進(jìn)行快速高效砂水分離和有機(jī)物(油)從砂粒上剝離，含油上清液通過(guò)出水裝置重力流出，脫水脫油砂粒落入砂斗定期排出的方法，屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]污水處理廠一級(jí)處理沉砂池常用形式有:平流沉砂池(含曝氣平流沉砂池)、多爾沉砂池、旋流沉砂池(鐘式和畢式且含曝氣旋流沉砂池)、豎流沉砂池。平流沉砂池及平流曝氣沉砂池沉砂效果好，運(yùn)行可靠，耐沖擊；但水力停留時(shí)間HRT長(zhǎng)，占地面積大。多爾沉砂池沉砂效果顯著，耐沖擊，機(jī)械除砂可靠；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用高，運(yùn)行可靠性差，砂顆粘附油污多。旋流沉砂池及曝氣旋流沉砂池水力停留時(shí)間HRT短，除砂效率高，但耐沖擊性能差；砂斗內(nèi)砂子密度大且排砂困難，往往需高壓水泵或空氣去攪動(dòng)，空氣提升泵往往不能有效抽排砂粒；攪拌槳上會(huì)纏繞纖維狀物體；砂斗內(nèi)砂子因被壓實(shí)而抽排困難，切線進(jìn)水、中心出水直線段較長(zhǎng)，在池子數(shù)多于兩個(gè)時(shí)，配水困難，占地也大。豎流沉砂池適用于大型污水處理廠一級(jí)處理，但沉砂效果差，除砂困難，工程很少使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種進(jìn)行快速高效砂水分離和有機(jī)物(油)從砂粒上剝離，含油上清液通過(guò)出水裝置重力流出，脫水脫油砂粒落入砂斗定期排出的高效斜板除油沉砂裝置。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種高效斜板除油沉砂裝置，該裝置包括池體，位于池體下方的砂斗；所述的池體一端的下底面設(shè)有與池體連通的進(jìn)水管，池體另一端的下底面設(shè)有與池體連通的出水管；所述的砂斗底部設(shè)有出砂管，其特征在于:所述的池體內(nèi)設(shè)有將池體分為進(jìn)水腔、分離腔和出水腔的配水堰和出水堰；所述的進(jìn)水管設(shè)置于進(jìn)水腔的下底面，出水管設(shè)置于出水腔的下底面，砂斗設(shè)置于分離腔的下底面；所述的配水堰包括本體和設(shè)置于本體上均勻分布的若干通孔；所述的配水堰和出水堰的上沿低于池體的上沿；所述的分離腔內(nèi)設(shè)有若干由按照阿基米德螺旋線分布的渦街柱串聯(lián)連接的斜板，所述的渦街柱的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰流入斜板的水流方向垂直，所述的斜板彼此相鄰之間形成的間隙的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰流入斜板的水流方向平行。
[0005]根據(jù)零速原理在砂水分離槽中添加填料，按原水流入填料方位將其分為同向流、異向流、側(cè)向流。同向流因強(qiáng)制出水造成填料易損毀和因泥砂沉積影響出水水質(zhì)；異向流無(wú)法實(shí)現(xiàn)水流零速運(yùn)動(dòng)，因此按照零速原理異向流砂水分離并不理想；側(cè)向流(平流式)能真正實(shí)現(xiàn)砂水分離零速原理。即砂顆不受水流鉛直方向的牽連影響。因砂流流線穩(wěn)定，所以側(cè)向流砂水分離效果好。本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的工作原理:原水正向平流進(jìn)入布水板，原水平通過(guò)特制斜板進(jìn)行砂水分離和有機(jī)物(油)從砂粒上剝離，含油上清液通過(guò)出水裝置重力流出，脫水脫油砂粒落入砂斗定期排出。
[0006]本發(fā)明該特制斜板裝置沉砂除油時(shí)間過(guò)程小于等于10秒鐘(HRT ( 10S)。根據(jù)附壁機(jī)理讓砂粒快速附壁著陸即在極短時(shí)間內(nèi)砂水分離時(shí)要求分離時(shí)間t越短越好。L(流程)=V (水流速度)X t, h = u (水瞬時(shí)流蘇)Xt,當(dāng)t — O時(shí)，L — 0,h — O。故本發(fā)明特殊斜板裝置可實(shí)現(xiàn)滿足上述機(jī)理。為了剝離附著在砂顆上的油膜(有機(jī)物)特在特制斜板上有規(guī)律地安裝了渦街柱使原水通過(guò)時(shí)形成卡門(mén)渦街，發(fā)生dV/ds變化，形成速度梯度即砂粒產(chǎn)生加速度dv/dt形成內(nèi)力F = mdv/dt迫使砂粒相互先異向后同向地碰撞磨擦,力口之水力沖刷作用下促使砂粒表面附著油膜(有機(jī)物)會(huì)快速?gòu)纳傲Ｉ蟿冸x且進(jìn)入水體。渦街柱按阿基米德螺旋線分布，因此迫使脫水脫油砂粒也按一定規(guī)律快速滑入砂斗。由于在特制斜板間裝有數(shù)層按阿基米德螺旋線分布的渦街柱，所以在該特制斜板裝置中砂粒會(huì)被逐級(jí)去除(說(shuō)明:因?yàn)闇u街柱按阿基米德螺旋線分布，所以渦街柱不影響特制斜板裝置的過(guò)流面積，最大制造紊流)。按阿基米德螺旋線分布的渦街柱功能:a、能形成強(qiáng)有力的卡門(mén)渦街，增加沙粒碰撞摩擦程度山、渦街柱按照阿基米德螺旋線分布，避免水流形成短路；c、支撐特制斜板裝置。
[0007]作為優(yōu)選，所述的斜板與池體下底面之間的夾角為30-70°，進(jìn)一步優(yōu)選為50°，采用該中結(jié)構(gòu)，可以使得沉積在斜板上的砂粒能快速及時(shí)的滑落至池體下部的砂斗內(nèi)。
[0008]作為優(yōu)選，所述的斜板彼此相鄰之間的間距為40-80mm，進(jìn)一步優(yōu)選為60mm。采用上述結(jié)構(gòu)，可以保證污水在斜板彼此相鄰之間形成的間隙內(nèi)充分分離、純化，實(shí)現(xiàn)砂與水、油污最大程度的分離。
[0009]作為優(yōu)選，所述的配水堰上的若干通孔為邊長(zhǎng)為10mm的方孔，采用該結(jié)構(gòu)可以使得污水能從配水堰上均勻、分散的流入到斜板組成的所有間隙內(nèi)，保證所有污水都能用斜板和串接連接斜板的渦街柱充分接觸，提高分離、純化效果。
[0010]作為優(yōu)選，所述的進(jìn)水管至少為兩個(gè)且沿著池體寬度方向均勻分布，采用該結(jié)構(gòu)可以保證進(jìn)入到配水堰的污水分散的更加均勻，不會(huì)造成污水在斜板間隙內(nèi)形成短路(即水直接從單一進(jìn)水管方向?qū)?yīng)位置的斜板間隙直接流過(guò)，而不通過(guò)其他位置的間隙)而導(dǎo)致分布不均勻、分離不徹底。
[0011]作為優(yōu)選，所述池體內(nèi)部位于進(jìn)水管的上方設(shè)有整流板，所述的整理板上設(shè)有分流孔；即本體上設(shè)有若干均勻分布的圓形通孔的板，采用該結(jié)構(gòu)也是為了使得水流能夠均勻分散，不造成污水在斜板間隙內(nèi)形成短路而導(dǎo)致分布不均勻、分離不徹底。
[0012]作為優(yōu)選，所述的斜板為橫截面為鋸齒狀的斜板，采用該結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)污水多次在這種結(jié)構(gòu)的斜板形成的間隙內(nèi)翻滾，流動(dòng)，增加污水與斜板的接觸面積和接觸次數(shù)，從而更加徹底的分離污染物。
[0013]作為優(yōu)選，所述的池體設(shè)置出水管的下底面高于設(shè)置砂斗的下底面；采用該結(jié)構(gòu)可以保證分離的沉砂最大程度的落入砂斗內(nèi)而不會(huì)隨著水流流入到出水管。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1本發(fā)明快速沉砂除油斜板裝置結(jié)構(gòu)示意圖(為了清晰分辨出各部分結(jié)構(gòu)，該示意圖以透明材料進(jìn)行示意)。
[0015]圖2本發(fā)明若干由按照阿基米德螺旋線分布的渦街柱串聯(lián)連接的斜板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3本發(fā)明以渦街柱軸向?yàn)榛鶞?zhǔn)的高效沉砂除油斜板裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4本發(fā)明配水堰結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5本發(fā)明斜板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6本發(fā)明斜板橫截面方向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]如圖所示:1.池體，1.1.進(jìn)水腔，1.2.分離腔，1.3.出水腔，2.砂斗，3.進(jìn)水管，
4.出水管，5.出砂管，6.配水堰，6.1.本體，6.2.通孔，7.出水堰，8.渦街柱，9.斜板，10.整流板。

【具體實(shí)施方式】
:
[0021]以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]如圖1-5所示，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種高效斜板除油沉砂裝置，該裝置包括池體1，位于池體I下方的砂斗2 ;所述的池體I 一端的下底面設(shè)有與池體連通的進(jìn)水管3，池體另一端的下底面設(shè)有與池體連通的出水管4 ;所述的砂斗2底部設(shè)有出砂管5，其特征在于:所述的池體I內(nèi)設(shè)有將池體分為進(jìn)水腔1.1、分離腔1.2和出水腔1.3的配水堰6和出水堰7 ;所述的進(jìn)水管3設(shè)置于進(jìn)水腔1.1的下底面，出水管4設(shè)置于出水腔1.3的下底面，砂斗2設(shè)置于分離腔1.2的下底面；所述的配水堰6包括本體6.1和設(shè)置于本體6.1上均勻分布的若干通孔6.2 ;所述的配水堰6和出水堰7的上沿低于池體I的上沿；所述的分離腔1.2內(nèi)設(shè)有若干由按照阿基米德螺旋線分布的渦街柱8串聯(lián)連接的斜板9，所述的渦街柱8的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰6流入斜板的水流方向垂直，所述的斜板9彼此相鄰之間形成的間隙的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰6流入斜板的水流方向平行。
[0023]本發(fā)明上述的分離腔1.2與下方的砂斗2直接連通，中間無(wú)任何隔離物，以方便分離的砂粒及時(shí)快速的流入到砂斗中，而又渦街柱串聯(lián)的斜板則擱置在分離腔內(nèi)、砂斗的上方。
[0024]本發(fā)明的渦街柱所謂的按照阿基米德螺旋線分布主要是指渦街柱的端頭排列的形狀為阿基米德螺旋線分布形狀，如圖3所示。
[0025]根據(jù)零速原理在砂水分離槽中添加填料，按原水流入填料方位將其分為同向流、異向流、側(cè)向流。同向流因強(qiáng)制出水造成填料易損毀和因泥砂沉積影響出水水質(zhì)；異向流無(wú)法實(shí)現(xiàn)水流零速運(yùn)動(dòng)，因此按照零速原理異向流砂水分離并不理想；側(cè)向流(平流式)能真正實(shí)現(xiàn)砂水分離零速原理。即砂顆不受水流鉛直方向的牽連影響。因砂流流線穩(wěn)定，所以側(cè)向流砂水分離效果好。本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的工作原理:原水正向平流進(jìn)入布水板，原水平通過(guò)特制斜板進(jìn)行砂水分離和有機(jī)物(油)從砂粒上剝離，含油上清液通過(guò)出水裝置重力流出，脫水脫油砂粒落入砂斗定期排出。
[0026]本發(fā)明該特制斜板裝置沉砂除油時(shí)間過(guò)程小于等于10秒鐘(HRT ( 10S)。根據(jù)附壁機(jī)理讓砂?？焖俑奖谥懠丛跇O短時(shí)間內(nèi)砂水分離時(shí)要求分離時(shí)間t越短越好。L(流程)=V (水流速度)X t, h = u (水瞬時(shí)流蘇)Xt,當(dāng)t — O時(shí)，L — 0,h — O。故本發(fā)明特殊斜板裝置可實(shí)現(xiàn)滿足上述機(jī)理。為了剝離附著在砂顆上的油膜(有機(jī)物)特在特制斜板上有規(guī)律地安裝了渦街柱使原水通過(guò)時(shí)形成卡門(mén)渦街，發(fā)生dV/ds變化，形成速度梯度即砂粒產(chǎn)生加速度dv/dt形成內(nèi)力F = mdv/dt迫使砂粒相互先異向后同向地碰撞磨擦,力口之水力沖刷作用下促使砂粒表面附著油膜(有機(jī)物)會(huì)快速?gòu)纳傲Ｉ蟿冸x且進(jìn)入水體。渦街柱按阿基米德螺旋線分布，因此迫使脫水脫油砂粒也按一定規(guī)律快速滑入砂斗。由于在特制斜板間裝有數(shù)層按阿基米德螺旋線分布的渦街柱，所以在該特制斜板裝置中砂粒會(huì)被逐級(jí)去除(說(shuō)明:因?yàn)闇u街柱按阿基米德螺旋線分布，所以渦街柱不影響特制斜板裝置的過(guò)流面積，最大制造紊流)。按阿基米德螺旋線分布的渦街柱功能:a、能形成強(qiáng)有力的卡門(mén)渦街，增加沙粒碰撞摩擦程度；b、渦街柱按照阿基米德螺旋線分布，避免水流形成短路；c、支撐特制斜板裝置。
[0027]本發(fā)明所述的斜板與池體下底面之間的夾角為30-70°，進(jìn)一步優(yōu)選為50°，采用該中結(jié)構(gòu)，可以使得沉積在斜板上的砂粒能快速及時(shí)的滑落至池體下部的砂斗內(nèi)。
[0028]本發(fā)明所述的斜板彼此相鄰之間的間距為40_80mm，進(jìn)一步優(yōu)選為60mm。采用上述結(jié)構(gòu)，可以保證污水在斜板彼此相鄰之間形成的間隙內(nèi)充分分離、純化，實(shí)現(xiàn)砂與水、油污最大程度的分離。
[0029]本發(fā)明所述的配水堰上的若干通孔為邊長(zhǎng)為10mm的方孔，采用該結(jié)構(gòu)可以使得污水能從配水堰上均勻、分散的流入到斜板組成的所有間隙內(nèi)，保證所有污水都能用斜板和串接連接斜板的渦街柱充分接觸，提高分離、純化效果。
[0030]本發(fā)明所述池體內(nèi)部位于進(jìn)水管的上方設(shè)有整流板10，即本體上設(shè)有若干均勻分布的圓形通孔的板，采用該結(jié)構(gòu)也是為了使得水流能夠均勻分散，不造成污水在斜板間隙內(nèi)形成短路而導(dǎo)致分布不均勻、分離不徹底。
[0031]本發(fā)明所述的斜板為橫截面為鋸齒狀的斜板，采用該結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)污水多次在這種結(jié)構(gòu)的斜板形成的間隙內(nèi)翻滾，流動(dòng)，增加污水與斜板的接觸面積和接觸次數(shù)，從而更加徹底的分離污染物。
[0032]本發(fā)明所述的池體設(shè)置出水管的下底面高于設(shè)置砂斗的下底面；采用該結(jié)構(gòu)可以保證分離的沉砂最大程度的落入砂斗內(nèi)而不會(huì)隨著水流流入到出水管。
[0033]本發(fā)明的出水堰如圖所示包括本體和本體上方成鋸齒狀供水流經(jīng)過(guò)的豁口，具體不在標(biāo)示，從上述描述和附圖中即可清楚得出。本發(fā)明的設(shè)置砂斗的池體的下底面與砂斗之間連通，方便沉砂與水油之間的分離。
[0034]具體實(shí)施例
[0035]以本發(fā)明的快速沉砂除油斜板裝置為例，進(jìn)水管由兩個(gè)200mm的進(jìn)水管進(jìn)入裝置，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)1800mm，寬IlOOmm的進(jìn)水配水堰，配水堰本體上均勻分布有100mm*100mm的布水方孔，進(jìn)水均勻進(jìn)入斜板反應(yīng)區(qū)。特制斜板按照水平夾角50度安裝，彼此相連的兩個(gè)斜板間的間距為60mm，斜板采用0.5mm厚的316鋼板制成。特制斜板間按照阿基米德螺旋線分布的渦街柱串聯(lián)在一起。水中砂粒相互先異向后同向地碰撞磨擦，加之水力沖刷作用下促使砂粒表面附著油膜(有機(jī)物)會(huì)快速?gòu)纳傲Ｉ蟿冸x且進(jìn)入水體。脫水脫油砂粒也按一定規(guī)律快速滑入砂斗，定期排出。含油上清液通過(guò)出水裝置重力流出。
[0036]設(shè)計(jì)處理能力為800t/h，處理生活污水，進(jìn)水水質(zhì)COD ^ 250mg/L, BOD5 ^ 150mg/L, SS ^ 220mg/L。經(jīng)過(guò)處理后:(I)出水水質(zhì) COD ( 60mg/L，B0D5 ( 20mg/L, SS ( 20mg/L,粒徑大于0.2mm的砂粒全部去除，出水水質(zhì)能達(dá)到后續(xù)生化處理的要求；(2)水力停留時(shí)間時(shí)間大大縮短，小于10s，遠(yuǎn)小于普通沉砂池30?40s時(shí)間；(3)占地面積小，僅為5.04m2。從上述實(shí)驗(yàn)可知，本發(fā)明的裝置處理時(shí)間短、處理量大、占地面積小，效率高，節(jié)約成本。
【權(quán)利要求】
1.一種高效斜板除油沉砂裝置，該裝置包括池體(I)，位于池體(I)下方的砂斗(2);所述的池體(I) 一端的下底面設(shè)有與池體連通的進(jìn)水管(3)，池體另一端的下底面設(shè)有與池體連通的出水管⑷；所述的砂斗⑵底部設(shè)有出砂管(5)，其特征在于:所述的池體(I)內(nèi)設(shè)有將池體分為進(jìn)水腔(1.1)、分離腔(1.2)和出水腔(1.3)的配水堰(6)和出水堰(7)；所述的進(jìn)水管(3)設(shè)置于進(jìn)水腔(1.1)的下底面，出水管(4)設(shè)置于出水腔(1.3)的下底面，砂斗(2)設(shè)置于分離腔(1.2)的下底面；所述的配水堰(6)包括本體(6.1)和設(shè)置于本體(6.1)上均勻分布的若干通孔(6.2);所述的配水堰(6)和出水堰(7)的上沿低于池體(I)的上沿；所述的分離腔(1.2)內(nèi)設(shè)有若干由按照阿基米德螺旋線分布的渦街柱(8)串聯(lián)連接的斜板(9)，所述的渦街柱(8)的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰(6)流入斜板的水流方向垂直，所述的斜板(9)彼此相鄰之間形成的間隙的長(zhǎng)度方向與經(jīng)配水堰(6)流入斜板的水流方向平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的斜板(9)與池體(I)下底面之間的夾角為30-70。。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的斜板(9)與池體(I)下底面之間的夾角為50°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的斜板(9)彼此相鄰之間的間距為40-80mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的斜板(9)彼此相鄰之間的間距為60mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的配水堰(6)上的若干通孔為邊長(zhǎng)為10mm的方孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的進(jìn)水管(3)至少為兩個(gè)且沿著池體寬度方向均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述池體(I)內(nèi)部位于進(jìn)水管(3)的上方設(shè)有整流板(10)，所述的整理板上設(shè)有分流孔(10.1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的斜板的橫截面上下交替排列的梯形面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效斜板除油沉砂裝置，其特征在于:所述的池體設(shè)置出水管的下底面高于設(shè)置砂斗的下底面。
【文檔編號(hào)】B01D21/02GK104307216SQ201410475981
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】張會(huì)寧, 張科鋒, 靳慧霞, 甘慧慧, 呂慧捷, 胡正峰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院