專利名稱：同向流斜板沉淀的一體化凈水設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理凈化設備，具體是指一種用于給水排水中同向流斜板沉淀的一體化凈水設備。
背景技術(shù)：
長期以來，給水排水工作者們都致力于各種各樣的一體化凈水設備的研究與開發(fā)。目前為此，已經(jīng)開發(fā)出各式各樣的一體化凈水設備，但是這些一體化凈水設備都是些常規(guī)工藝組合，只是把絮凝，沉淀，過濾組合成各種不同的形式。但是到目前為此還沒有把同向流斜板沉淀技術(shù)引用到一體化凈水設備中。同向流斜板(管)沉淀技術(shù)是一種高效沉淀技術(shù)。在1967年瑞典查理默斯大學工程學院與阿克塞爾約翰遜工業(yè)研究院合作下，創(chuàng)造了“蘭美拉”分離器(即同向流斜板)，并于次年三月向美國申請專利。1973年起，我國開始進行了同向流斜板沉淀的試驗研究工作。但是由于該沉淀技術(shù)存在以下缺點，導致這種高效的沉淀技術(shù)難于在生產(chǎn)實踐中運用:
1、集水區(qū)構(gòu)造非常復雜，同向流斜板沉淀裝置由于沉淀過程中泥流和水流方向相同，在沉淀末端需要設置集水渠收集清水，并由回流管排出所收集的清水?，F(xiàn)已有各種形狀的集水區(qū)，如刀型、綜合阻力型、梯形等，但是構(gòu)造都非常復雜，不便于施工組裝，且造價昂貴。2、由于兩斜板間需要設置集水區(qū)收 集沉后水，導致兩斜板間的間距不能太小，從而使沉淀面積受到一定局限。而且還在沉淀末端增加一段滑泥板，增加了造價和安裝難度。3、集水區(qū)孔眼容易堵塞，集水區(qū)孔徑一般都是Φ4 ΦΙΟπιπι范圍，裝置經(jīng)過運行一段時間后局部孔眼極易堵塞，不能正常工作，嚴重影響裝置的沉淀效率。4、同向流斜板沉淀池體配集水不均勻，斜板液面相似于一個有沿程出水的平流式沉淀池體，絮凝體沿程進入斜板，端部進得多，后部進得少，導致端部污泥濃度遠遠高于后部，會出現(xiàn)端部斜板上積泥現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要把同向流斜板沉淀技術(shù)引用到一體化凈水設備中，采用一種集水構(gòu)造簡單、易于收集沉淀出水、易于泥水分離、配集水均勻、空間利用率高沉淀效果好的同向流斜板沉淀結(jié)構(gòu)，將絮凝、同向流斜板沉淀、過濾集為一體，既獨立又協(xié)同地完成處理過程，使三者充分地發(fā)揮自身的優(yōu)點，達到較好的處理效果。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種同向流斜板沉淀的一體化凈水設備，所述設備的主體為一圓筒體，圓筒體內(nèi)被同心分隔為內(nèi)、中、外三層，其中內(nèi)層為絮凝區(qū)、中層為過濾區(qū)、外層為同向流斜板沉淀區(qū)。進水管與絮凝區(qū)上端連通，絮凝區(qū)的出水與同向流斜板沉淀區(qū)的上端連通。所述同向流斜板沉淀區(qū)上段為配水區(qū)，中段為斜板組區(qū)，下端為污泥濃縮室。在同向流斜板沉淀區(qū)的配水區(qū)和斜板組區(qū)與過濾區(qū)之間設置有集水區(qū)，集水區(qū)底部分別通過小孔與斜板組區(qū)和過濾區(qū)連通；過濾區(qū)下端封閉，出水管由過濾區(qū)下部接出，排出濾后水。所述斜板組區(qū)內(nèi)均勻布置有一圈斜板，斜板的兩側(cè)邊固定在集水區(qū)外壁和斜板組區(qū)的內(nèi)壁上，所述斜板的傾斜角度為β =30 45°，小孔設置在集水區(qū)的底部對應兩相鄰斜板的末端之間的位置，連通斜板組區(qū)和集水區(qū)。所述斜板的形狀是取自兩個同心同長短軸比的橢圓形成的一個橢圓環(huán)中的一段的形狀，內(nèi)橢圓短軸內(nèi)橢圓長軸沒片二 R內(nèi)Icos 〃，外橢圓短軸4 =ZtV外橢圓長軸B外=R外I cos 〃，其中是集水區(qū)外壁的半徑，R#是斜板組區(qū)內(nèi)壁的半徑；所述兩個捕圓是在斜板組區(qū)的內(nèi)壁和集水區(qū)的外壁上以β =30 45°的角度虛擬地斜切而獲得，斜板的短邊取兩橢圓的短軸之差的直線部分，斜板的長邊取靠近外橢圓長軸端點，且垂直于長軸的直線部分，所述短邊和長邊平行，短邊為斜邊上端，長邊為斜板下端；另外，取短邊和長邊之間的內(nèi)橢圓邊為斜板的內(nèi)側(cè)邊，短邊和長邊之間的外橢圓邊為斜板的外側(cè)邊。本一體化凈水設備采用了絮凝+同向流斜板沉淀+過濾，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、創(chuàng)新地把同向流斜板沉淀技術(shù)應用于小型一體化凈水設備之中，充分發(fā)揮同向流斜板沉淀的優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少。2、絮凝區(qū)采用加強型網(wǎng)格板，絮凝效果好，區(qū)域內(nèi)設有積泥斗，從而可以排除在絮凝區(qū)內(nèi)沉積下來的泥，且在絮凝區(qū)末端設有扇形傾斜板增大斷面面積，從而降低流速，為絮體更好地進入沉淀區(qū)沉淀創(chuàng)造有利條件，絮凝后的水沿圓環(huán)沉淀區(qū)域一周均勻布水，水力條件好，布水均勻。3、同向流斜板沉淀區(qū)采用了同向流斜板沉淀裝置，該沉淀裝置布水均勻，基本無死水區(qū)，水力條件好，集水區(qū)和斜板構(gòu)造簡單，便于施工安裝。

4、集水區(qū)結(jié)構(gòu)簡單，設在過濾區(qū)上段，既不影響過濾區(qū)的有效過濾面積，又不占用沉淀區(qū)的有效空間，從而增加了筒體的空間利用率。5、絮凝區(qū)、同向流斜板沉淀區(qū)、過濾區(qū)設在一個同心圓筒體內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，合理，三者既獨立又協(xié)同地完成處理過程。6、污泥濃縮依靠重力和水流推力共同作用濃縮，污泥含固率高，且污泥經(jīng)過斜板間和濃縮室兩次濃縮，污泥濃縮效果好。


圖1-本發(fā)明平面1-1劑面不意 圖2-本發(fā)明平面示意 圖3-本發(fā)明斜板示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖纖細說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作過程:
一、結(jié)構(gòu)組成
參見圖1和圖2所示，本發(fā)明設備的主體結(jié)構(gòu)是一個圓筒體28，圓筒體28被內(nèi)等邊三角形支架24支撐著，形成一個上端敞開，下端封閉的整體結(jié)構(gòu)。該圓筒體從形狀上可分為上下兩部分，其中上部為圓筒形，下部為圓臺形。上部圓筒形內(nèi)被同心分成三個大區(qū)域，由內(nèi)到外分別是絮凝區(qū)1、過濾區(qū)3 (包括集水區(qū)4)、沉淀區(qū)2，下部主要有內(nèi)層是圓臺形的積泥室13以及外層圓臺形的污泥濃縮室15。圓筒體28的外部布置有進水管25、出水管17、離心泵20、投藥泵21、管道靜態(tài)混合器22、流量計23、反沖洗進水管26、反沖洗泵16、反沖洗出水管18、積泥室排泥管12、污泥濃縮室排泥管14等，它們按照常規(guī)的布置形式，構(gòu)成反沖洗系統(tǒng)、進出水系統(tǒng)以及排泥系統(tǒng)。以下對本設備的幾個功能區(qū)的結(jié)構(gòu)布置進行詳細說明:
絮凝區(qū)I又被同心分為兩個圓形區(qū)域，進水管25接入第一絮凝區(qū)1-1上端，第一絮凝區(qū)1-1與第二絮凝區(qū)1-2下端連通且共用一個積泥斗13，接出排泥管12。每個區(qū)域內(nèi)均設有橫向網(wǎng)格板11，網(wǎng)格板的板間間距和板上的孔徑隨水流流動方向逐漸增大。第二絮凝區(qū)
1-2上端出口的邊緣設有扇形斜板27，以擴大出口面積，與同向流斜板沉淀區(qū)2上端的配水區(qū)10連通。該扇形傾斜板可以增大斷面面積，降低了流速，從而為絮體創(chuàng)造了更好的水力條件。過濾區(qū)3下端封閉，上端被扇形傾斜板27封閉，通過向下流形式進行過濾。從上到下有過濾水位3-1、過濾層8、短柄濾頭9和集水渠3-2，出水管17從集水渠3_2接出。在過濾區(qū)中段靠外隔板一定高度設有一圈反沖洗集水槽19，接有反沖洗出水管18。集水區(qū)4設置在同向流斜板沉淀區(qū)2的配水區(qū)10和斜板組區(qū)5與過濾區(qū)3的上段之間，其是在過濾區(qū)3上段分隔出一圈，占取一定空間。集中水區(qū)上端被扇形斜板27封閉，底部也封閉，只分別通過小孔6、7與斜板組區(qū)5和過濾區(qū)3連通。沉淀區(qū)2上段為配水區(qū)10，中段為布置了若干單塊斜板(見圖3)的斜板組區(qū)5，下段為污泥濃縮室15。斜板組區(qū)內(nèi)均勻布置有一圈斜板5-1，斜邊的兩側(cè)邊固定在集水區(qū)外壁和斜板組區(qū)的內(nèi)壁上，斜板5-1相對于水平面的傾斜角度為β =30 45°，小孔6設置在集水區(qū)的底部對應相鄰兩斜板的末端之間的位置，連通斜板組區(qū)和集水區(qū)。參見圖3，斜板組區(qū)的斜板5-1的形狀是按如下方式設計的:它是取自兩個同心同長短軸比的橢圓形成的一個橢圓環(huán)中的一段，內(nèi)橢圓短軸內(nèi)橢圓長軸沒#二 Rfi/COS Θ，外橢圓短軸~=/ #，外橢圓長軸~二 R外ICOS 〃，其中R#是集水區(qū)外壁的半徑，％是斜板組區(qū)內(nèi)壁的半徑；所述兩個橢圓是在斜板組區(qū)的內(nèi)壁和集水區(qū)的外壁上以β =30 45°的角度虛擬地斜切而獲得，斜板的短邊取兩橢圓的短軸之差的直線部分，斜板的長邊取靠近外橢圓長軸端點，且垂直于長軸的直線部分，所述短邊和長邊平行，短邊為斜邊上端，長邊為斜板下端；另外，取短邊和長邊之間的內(nèi)橢圓邊為斜板的內(nèi)側(cè)邊，短邊和長邊之間的外橢圓邊為斜板的外側(cè)邊。圖中，實線部分即為斜板。另外，在斜板上靠近斜板短邊設有一斜向下的擋板5-2，所述擋板由斜板內(nèi)側(cè)邊往斜板外側(cè)邊延伸，擋板可以與相鄰的斜板連接，或者不連接。擋板起點到橢圓圓心與橢圓圓心到短軸邊的夾角為30°。二、工作過程 1、處理過程
本一體化凈水設備工作時，原水通過離心泵20提升，投藥泵21投藥、管道靜態(tài)混合器22，經(jīng)過流量計23，充分混凝后進入第 一絮凝區(qū)1-1上端。混凝后的原水從第一絮凝區(qū)上端通過網(wǎng)格11產(chǎn)生微渦旋不斷絮凝向下流動通過下端進入第二絮凝區(qū)1-2繼續(xù)絮凝(運行到一定時間后要開啟排泥閥12-1排泥)，在第二絮凝區(qū)內(nèi)水從下往上流動到上端越過過濾區(qū)3和集水區(qū)4上端的扇形傾斜板27進入沉淀區(qū)2的配水區(qū)10內(nèi)沿環(huán)形進行均勻的配水，完成第二絮凝區(qū)后共12min的絮凝時間，絮凝效果好。絮凝后的泥水進入沉淀區(qū)2后，在配水區(qū)10均勻配水后進入斜板組區(qū)5進行沉淀，絮體在斜板組區(qū)沉淀，污泥在重力和水流推力的作用下滑落進入污泥濃縮室15進行濃縮(污泥濃縮到一定時間后要開啟排泥閥14-1進行排泥)，清水則經(jīng)過小孔6進入集水區(qū)4內(nèi)，再通過小孔7進入過濾區(qū)3。在過濾區(qū)內(nèi)經(jīng)過過濾層8，短柄濾頭9和集水渠3-2后通過出水管17排出濾后水。設備運行一個周期后要進行反沖洗。2、反沖洗過程
首先關(guān)閉進水管閥門25-1，出水管閥門17-1和進水泵20。開啟反沖洗出水管閥門18-1，反沖洗泵16和反沖洗進水閥門16-1。經(jīng)過5min的反沖后關(guān)閉反沖洗閥門，反沖洗進水泵，反沖洗出水管閥門，然 后再開啟進水泵，打開進水管閥門，出水管閥門。
權(quán)利要求
1.同向流斜板沉淀的一體化凈水設備，所述設備的主體為一圓筒體(28)，圓筒體(28)內(nèi)被同心分隔為內(nèi)、中、外三層，其中內(nèi)層為絮凝區(qū)(1)，中層為過濾區(qū)(3)，外層為同向流斜板沉淀區(qū)(2); 其特征在于:進水管(25)與絮凝區(qū)(I)上端連通，絮凝區(qū)(I)出水連通同向流斜板沉淀區(qū)(2)的上端； 所述同向流斜板沉淀區(qū)(2)上段為配水區(qū)(10)，中段為斜板組區(qū)(5)，下端為污泥濃縮室(15);在同向流斜板沉淀區(qū)(2)的配水區(qū)(10)和斜板組區(qū)(5)與中層過濾區(qū)(3)之間設置有集水區(qū)(4)，集水區(qū)底部封閉，并分別通過小孔(6、7)與斜板組區(qū)(5)和過濾區(qū)(3)連通； 過濾區(qū)(3)下端封閉，出水管(17)由過濾區(qū)(3)下部接出，排出濾后水； 所述同向流斜板沉淀區(qū)的斜板組區(qū)(5)內(nèi)均勻布置有一圈斜板(5-1)，斜板(5-1)的兩側(cè)邊固定在集水區(qū)(4)外壁和斜板組區(qū)(5)的內(nèi)壁上，所述斜板(5-1)的傾斜角度為β-30 45°，小孔(6)設置在集水區(qū)的底部對應兩相鄰斜板的末端之間的位置，連通斜板組區(qū)和集水區(qū)；所述斜板是取自兩個同心同長短軸比的橢圓形成的一個橢圓環(huán)中的一段，內(nèi)橢圓短軸乂片=/ 片，內(nèi)橢圓長軸召片二左片/cos沒，外橢圓短軸A外=R外，外橢圓長軸B外=R外/cos Θ，其中是集水區(qū)外壁的半徑，R#是斜板組區(qū)內(nèi)壁的半徑；所述兩個橢圓是在斜板組區(qū)的內(nèi)壁和集水區(qū)的外壁上以β =30 45°的角度虛擬地斜切而獲得，斜板的短邊取兩橢圓的短軸之差的直線部分，斜板的長邊取靠近外橢圓長軸端點，且垂直于長軸的直線部分，所述短邊和長邊平行，短邊為斜邊上端，長邊為斜板下端；另外，取短邊和長邊之間的內(nèi)橢圓邊為斜板的內(nèi)側(cè)邊，短邊和長邊之間的外橢圓邊為斜板的外側(cè)邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同向流斜板沉淀的一體化凈水設備，其特征在于:在斜板上靠近斜板短邊設有一斜向下的擋板(5-2)，所述擋板由斜板內(nèi)側(cè)邊往斜板外側(cè)邊延伸，擋板可以與相鄰的斜板連接，或者不連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同向流斜板沉淀的一體化凈水設備，其特征在于:所述擋板起點到橢圓圓心與橢圓圓心到短軸邊的夾角為30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的同向流斜板沉淀的一體化凈水設備，其特征在于:所述絮凝區(qū)(I)同心分為兩個圓形區(qū)域，即第一絮凝區(qū)(1-1)和第二絮凝區(qū)(1-2)，區(qū)域內(nèi)均設有橫向網(wǎng)格板(11)，網(wǎng)格板(11)的板間間距和板上的孔徑隨水流流動方向逐漸增大，進水管(25)接入第一絮凝區(qū)(1-1)上端，第一絮凝區(qū)(1-1)與第二絮凝區(qū)(1-2)下端連通且共用一個積泥斗(13)，接出排泥管；第二絮凝區(qū)(1-2)上端出口的邊緣設有扇形斜板(27)，擴大出口面積，與同向流斜板沉淀區(qū)(2)上端的配水區(qū)(10)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同向流斜板沉淀的一體化凈水設備，其特征在于所述集水區(qū)(4)位于過濾區(qū)內(nèi)，占取過濾區(qū)(3)上段的部分空間，集水區(qū)(4)和過濾區(qū)(3)上端被扇形傾斜板(27)封閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同向流斜板沉淀的一體化凈水設備，其主體為同心分隔為內(nèi)、中、外三層圓筒體，分為絮凝區(qū)、過濾區(qū)和同向流斜板沉淀區(qū)。同向流斜板沉淀區(qū)上段為配水區(qū)，中段為斜板組區(qū)，下端為污泥濃縮室。在的配水區(qū)和斜板組區(qū)與過濾區(qū)之間設置有集水區(qū)，集水區(qū)底部分別通過小孔與斜板組區(qū)和過濾區(qū)連通。斜板組區(qū)內(nèi)均勻布置有一圈斜板，斜板的傾斜角度為θ=30～45°，在集水區(qū)的底部對應兩相鄰斜板的末端之間的位置設置小孔連通斜板組區(qū)和集水區(qū)。本發(fā)明把同向流斜板沉淀技術(shù)運用到一體化凈水設備中，把絮凝、同向流斜板沉淀和過濾結(jié)合在一起，既獨立又協(xié)同地完成處理過程，使三者充分地發(fā)揮自身的優(yōu)點，處理效果好，緊湊合理，占地少，便于安裝。
文檔編號C02F1/52GK103172155SQ20131012906
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者蔣紹階, 向平, 梁建軍, 孫鑾平, 盛貴尚, 馮欣蕊, 張瑩, 朱靜平 申請人:重慶大學