專利名稱：用于水處理的重力分離裝置的制作方法
用于水處理的重力分離裝置技術(shù)領(lǐng)域
因此，專利申請(qǐng)US-2 961 099描述了用于從液體中分離懸浮孩i粒 的圓形澄清器，其具有 一圓壁與一底部； 一垂直的圓形裙部，其與所述 底部和所述壁間隔開，且界定出在池中下方部分開口的一環(huán)形室；用于排放被澄清液相的部件；形成為池供給待處理水的槽道的部件，其設(shè)于池周 邊且配設(shè)有設(shè)于所述槽il基底的多個(gè)開口 ，偏轉(zhuǎn)板被水平置于這些開口下 面，且設(shè)有被沉淀微粒的排放部件。[13] 在該類型的澄清器中，待處理的水通過周邊供應(yīng)槽道到達(dá)所述結(jié) 構(gòu)體，流經(jīng)其中設(shè)置的開口并遇到水平的偏轉(zhuǎn)板。 一垂直的圓形裙部的存 在然后可以垂直地分配水。 一旦水通過所述裙部，水就回到水平分配中。 裙部因此可以使短路最少化，在所述短路期間，通過供應(yīng)槽道到達(dá)的水再 通過排放槽道離開，而沒有時(shí)間進(jìn)行沉淀。[14j 在一所述類型的澄清器中被處理過的水因此在所述澄清器的池 中具有一種可被描述為"二維"的運(yùn)動(dòng)，也就是一基本水平、然后基本垂 直的運(yùn)動(dòng)。[15然而，這種類型的澄清器具有的缺點(diǎn)在于其賦予流經(jīng)裙部下面 的水一種水平運(yùn)動(dòng)，所述水平運(yùn)動(dòng)能擾亂存在于池底部的淤積床，所述淤 積床由已沉淀的但還未被專門排放裝置排放的沉淀物構(gòu)成，且在某些情況 下所述水平運(yùn)動(dòng)將使其再次懸浮，而這與這類結(jié)構(gòu)體的主要目的背道而馳。[161 此外，由于水的"二維"運(yùn)動(dòng)，在這類結(jié)構(gòu)體中會(huì)發(fā)現(xiàn)懸浮物的 相對(duì)不均衡的空間分配。這類不均衡的分配會(huì)導(dǎo)致需要增加待處理水在所 述裝置中駐留的時(shí)間，和/或?qū)е滦枰黾铀鲅b置的尺寸。[17而且，在待處理水進(jìn)入結(jié)構(gòu)體的流量變化大的情況下，所述類型 的澄清器同樣具有效力變化的缺點(diǎn)。尤其是，當(dāng)水流經(jīng)裙部下面之后水所 流過的路徑根據(jù)流量可能變化較大，這會(huì)導(dǎo)致或多或少嚴(yán)重的短路且因此 降低所述結(jié)構(gòu)體的效力。發(fā)明內(nèi)容[18因此，本發(fā)明的目的在于提出一種新的重力分離裝置結(jié)構(gòu)，從而 能夠避免沉淀物的再次懸浮。[19] 本發(fā)明的另一目的還在于盡可能減少待處理水的短路，即水在到 達(dá)池內(nèi)時(shí)向氺,;改開口回流。[20本發(fā)明的目的還在于提出這樣一裝置，其能允許待處理水的均衡 分配，且因此能允許水所包含的懸浮物料在池內(nèi)的均衡分配。[21本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于不為所述類型的裝置添加為獲得均 衡分配的機(jī)械攪動(dòng)部件。事實(shí)上，所述機(jī)械部件的添加使所述結(jié)構(gòu)體的生 產(chǎn)復(fù)雜化且尤其會(huì)增加其生產(chǎn)與維護(hù)成本。[22本發(fā)明的另一目的更在于提出比現(xiàn)有技術(shù)具有更低生產(chǎn)成本的 改進(jìn)的澄清器。本發(fā)明的目的尤其在于，所描述的澄清器能夠配設(shè)具有一 幾乎平的底部的池，同時(shí)允許其內(nèi)部的流通速度比現(xiàn)有技術(shù)的澄清器允許 的速度更高，且比現(xiàn)有技術(shù)具有更小的結(jié)構(gòu)體積，而同時(shí)具有相同的處理 效力。[23本發(fā)明的另一目的在于改進(jìn)水在結(jié)構(gòu)體中的駐留時(shí)間的分配，同 時(shí)盡可能減少短路和死區(qū)，從而改進(jìn)其包含的微粒的沉淀。[24本發(fā)明的另一目的在于通過允許穿過池中存在的淤積床進(jìn)行切 向過濾，而改進(jìn)存在于水中的微粒的沉淀。25本發(fā)明的另一目的更在于減小水進(jìn)入結(jié)構(gòu)體的垂直動(dòng)能，從而避 免沉淀淤積床的再次懸浮，尤其是在高負(fù)載期間。[26這眾多目的通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明涉及用于水處理的重力分離 裝置，其能從液相中分離懸浮微粒，所述裝置包括圓形的池；用于為所 述池供水且設(shè)于池周邊的至少一槽道；設(shè)于所述槽道的基底的多個(gè)開口 ； 偏轉(zhuǎn)板形成部件，其形成設(shè)于所述開口下面的偏轉(zhuǎn)板；裙部形成部件，其 形成裙部并距所述池的內(nèi)壁一段距離；液相排放部件以及被分離微粒的排 放部件，[27其特征在于，所述的裙部形成部件朝所述池的內(nèi)部按相對(duì)垂直方向介于5。至80°之間的角oc傾斜。[28因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處主要是這個(gè)特征，按照該特征，裙部不再具有垂直位置，而是相對(duì)垂直方向傾斜。[29裙部的這種傾斜能夠避免淤積床被流經(jīng)其下面的水?dāng)噭?dòng)，并避免已沉淀但還未被專門的排放部件排放的沉淀物再次懸浮。 [30裙部的這種傾斜還能盡可能減少短路的出現(xiàn)。 [31裙部的這種傾斜還能為結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的水流賦予三維運(yùn)動(dòng)。 [32優(yōu)選地，裙部相對(duì)垂直方向的傾斜角oc介于30。至60°之間。 [33]按照本發(fā)明一優(yōu)選的特征，設(shè)于供應(yīng)槽道基底的所述開口具有的直徑介于50mm至200mm之間。同樣優(yōu)選地，所述開口具有介于150mm 至600mm之間的高度(對(duì)應(yīng)于供應(yīng)槽道基底的厚度)。[34實(shí)際上，所述開口的尺寸選擇成可以使供應(yīng)槽道內(nèi)的水流速度與 設(shè)于該槽道基底中的開口內(nèi)的相同水的速度之間的比率能引起足夠的壓頭 損失。注意到，由按照本發(fā)明的開口的特殊尺寸引起的壓頭損失可能不是 恒定的。所述特殊尺寸可以打破水在供應(yīng)槽道內(nèi)部的水平流動(dòng)，且使其以 具有基本垂直的分量的方式朝一方向運(yùn)動(dòng)，所述垂直分量使得可以控制在偏轉(zhuǎn)板形成部件上游的水流方向。特別是，當(dāng)水在供應(yīng)槽道的進(jìn)入點(diǎn)水位 被導(dǎo)引向相反的方向時(shí)(這種特別情況通常在大型澄清器中實(shí)現(xiàn))，這尤 為有利。[35由開口的這些特殊尺寸引起的壓頭損失以及其能使水帶垂直分 量的運(yùn)動(dòng)的事實(shí)，可以使所述水獲得均衡分配，且因此獲得水所包含的懸 浮微粒在池內(nèi)的均衡分配。[36同樣優(yōu)選地，供給待處理水的槽道內(nèi)的所述開口彼此間隔開介于 500mm至3000mm之間的基本恒定的距離。[3刀該特征也有助于獲得足夠的促進(jìn)水在池中均衡分配的壓頭損失。[38] 盡管供給待處理水的槽道的開口通?？梢跃哂写怪陛S線，但所述 開口中的至少一些開口、優(yōu)選是所有開口，具有切向傾斜的軸線，所述軸 線相對(duì)垂直方向切向地傾斜小于45。的角P1。[39] 該特征可以引起水在池內(nèi)的基本螺旋形的流動(dòng)，即在結(jié)構(gòu)體內(nèi)為 水賦予三維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[40] 所述類型的流動(dòng)可以增加水在澄清器中的水力行程的長(zhǎng)度，且因 此增加"主動(dòng)"駐留時(shí)間的分配，從而改進(jìn)沉淀。這還可以提高待處理水 在澄清器內(nèi)的均衡分配。最終，這種三維流動(dòng)還可以促進(jìn)污水通過淤積床 的切向過濾并且改進(jìn)增厚的效力。[41] 按照本發(fā)明的另一方式，所述開口中的至少一些開口、優(yōu)選是所 有開口，具有徑向傾斜的軸線，所述軸線相對(duì)垂直方向徑向地傾斜小于45 °的角P2。[42] 這一特征可以加強(qiáng)賦予水的運(yùn)動(dòng)的徑向分量。[43在開口下面設(shè)置的偏轉(zhuǎn)板形成部件將被設(shè)置在離開口 一足夠的距離處，該距離不足以引起壓頭損失的增加，但需要足夠小從而減小水流 經(jīng)所述開口時(shí)的垂直動(dòng)能。實(shí)際上，這些板通常將被安裝在離供應(yīng)槽道基底的底部15 cm至50cm的距離處。[44按照本發(fā)明一尤其更有利的實(shí)施變型，所述的偏轉(zhuǎn)板形成部件被 設(shè)置成"角(corner)，，類型的導(dǎo)流器。將在以下參考具體實(shí)施例的描述 中詳述的這類導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，可以在池中為水流速度賦予一切向分量，且因此 促進(jìn)其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[45按照本發(fā)明一尤其更有利的實(shí)施變型，所述的偏轉(zhuǎn)板形成部件被 設(shè)置成"開放盒"類型的導(dǎo)流器。[46這類導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以為水流速度賦予一切向分量，且因此進(jìn)一步促 進(jìn)其在池內(nèi)的"炎轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[47] 同樣，按照另一實(shí)施方式，所述的偏轉(zhuǎn)板形成部件包括安設(shè)在所 述開口對(duì)面的板，這些板中的至少一些、優(yōu)選是所有這些板，相對(duì)水平方 向切向地傾斜介于5。至80°之間的角51。[48在開口對(duì)面的所述板的傾斜可以促進(jìn)水的螺旋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)設(shè)于供應(yīng) 槽道基底的開口的軸線同樣以上述方式傾斜時(shí)，這種螺旋運(yùn)動(dòng)將更為明顯。[49
同樣，按照另一實(shí)施方式，所述的偏轉(zhuǎn)板形成部件包括安設(shè)在所 述開口對(duì)面的板，這些板中的至少一些、優(yōu)選是所有這些板，相對(duì)水平方 向切向地傾斜介于5。至80°之間的角52。[50] 這一特征可以進(jìn)一步加強(qiáng)賦予水的運(yùn)動(dòng)的徑向分量。[51按照本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述的液相排放部件形成設(shè)于所述 池周邊的周邊槽道，該槽道具有與所述供應(yīng)槽道2共同的基底，并且該排 放槽道和所述供應(yīng)槽道的寬度在所述池的整個(gè)周邊上相反地變化，從而所 述基底4的寬度基本恒定。[52按照另一實(shí)施方式，所述水排放裝置被設(shè)置于所述池的中央。[53按照本發(fā)明，優(yōu)選地，所述的裙部形成部件被固定至供給待處理 水的所述供應(yīng)槽道和/或所述液相排^t部件。


[54]參考對(duì)附圖給出的以下兩個(gè)非局限性實(shí)施例的下述描述，使本發(fā)明及其不同的優(yōu)點(diǎn)能更容易地被理解，其中[55_圖1示出按照本發(fā)明的澄清裝置的橫剖面示意圖；[56-圖2示出按照?qǐng)D1的裝置的俯視示意圖；[57—圖3示出裝置的一周邊部分的三維剖面示意圖，所述周邊部分表示在圖1中用A標(biāo)注的圓內(nèi)；[58-圖4示出按照?qǐng)D3的平面2的剖面示意圖；[59-圖5示出按照?qǐng)D3的徑向平面1的剖面示意圖；[60_圖6示出采用參考圖l至圖6所描述的本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例所完成的測(cè)試結(jié)果；[61-圖7示出按照本發(fā)明的一裝置的本發(fā)明第二實(shí)施例的俯視示意 圖；和62-圖8示出本發(fā)明的第二實(shí)施例一部分的三維剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
[63圖1示出按照本發(fā)明用于處理水的重力分離裝置的 一 實(shí)施例的剖 面示意圖。[64所述裝置的目的在于澄清包含懸浮微粒的水，且可以把這些微粒 從一被澄清的液相中分離。[65參考圖1和圖2，所述裝置包括寬大的圓形池l (其直徑大于30 米)，該池具有側(cè)壁la和基本平的底部lb。[66在所述池l的上部分，且在其周邊上，供應(yīng)槽道2祐 沒置用來為 池1提供待澄清的水，且其配備有一基底4。待澄清的水通過導(dǎo)管2a達(dá)到 供應(yīng)槽道內(nèi)，且水在其中朝兩個(gè)相反的方向被分配，這兩個(gè)方向以箭頭A 和B表示。[67] 供應(yīng)槽道2設(shè)置有多個(gè)開口 3，這些開口以lm的恒定距離彼此 被間隔開，且具有離側(cè)壁la為15cm的垂直軸線。所述開口 3穿過基底4。 所述開口的高度為200mm而直徑為75mm。[68這些尺寸能使通過供應(yīng)槽道2到達(dá)的待處理水在進(jìn)入所述池1的 內(nèi)部時(shí)，經(jīng)受足夠的壓頭損失。[69裝置還包括用于排放被澄清水的部件，所述部件包括一槽道5，該槽道5設(shè)置在池的上部分內(nèi)于其周邊處，并與供給待處理水的槽道2分 用相同的基座(塢底(invert) ) 4，而該槽道5通過一基本垂直的壁4a 與槽道2分開。被澄清的水隨后被導(dǎo)管5a排放。供應(yīng)槽道2同樣配備有用 于收集飄浮物(泡沫和浮渣)的出口 5b。[70如圖2所示，排放槽道5與供應(yīng)槽道2的寬度在池1的整個(gè)周邊 上相反地變化，從而令基底4的寬度基本保持恒定。[71本裝置還包括偏轉(zhuǎn)板，其被設(shè)置成設(shè)于各個(gè)開口 3下面的導(dǎo)流器， 且它們將在以下被詳細(xì)描述。[721 按照本發(fā)明，所示出的裝置同樣包括一裙部7，其被設(shè)置成距不 銹鋼制的池l的內(nèi)壁la—段距離。[73按照所述實(shí)施例，裙部7相對(duì)垂直方向傾斜約30°的角ot。[74最后，通常，所示的裝置包括用于排放沉淀在池l底部的被分離 微粒的部件。所述部件包括被安裝成可圍繞一中心柱lc在池底部旋轉(zhuǎn)的一 收集管8a、以及用于向一泵吸池(未示出)排放由所述收集管收集的淤積 物的一槽道8b。[75參考圖3，導(dǎo)流器被設(shè)置在各開口 3的下方。各導(dǎo)流器具有一 "角 形"形狀，且其構(gòu)成包括在相應(yīng)開口 3對(duì)面的板6a、由側(cè)壁la的一部 分構(gòu)成的壁6c以及垂直于板6a和壁6c的另一板6b。注意到，在其它實(shí) 施例中，壁6c可以由一板替代。[76] 參考圖4，各開口具有一軸線，所述軸線相對(duì)垂直方向傾斜一角 卩l(xiāng)。在所述實(shí)施例中，所述角卩l(xiāng)約為10° ，但才艮據(jù)不同實(shí)施例，其可以 達(dá)到45。。[77] 同樣參考圖4，各板6a也相對(duì)水平方向切向地傾斜一角Sl。在 所述實(shí)施例中，所述角S1為5。，但在其它實(shí)施例中它可以達(dá)到80° 。[78參考圖5,各開口的軸線相對(duì)垂直方向徑向地傾斜一角p2。在所 述實(shí)施例中，所述角卩2約為10。，但根據(jù)不同實(shí)施例，其可以達(dá)到45。。[79
同樣參考圖5,各板6a也相對(duì)水平方向徑向地傾斜一角32。在 所述實(shí)施例中，所述角S2為5。，但在其它實(shí)施例中其可以達(dá)到80° 。[80
裙部7的傾斜可以避免淤積床被攪動(dòng)，所述淤積床由在池底部的 沉淀物構(gòu)成且還未纟皮旋轉(zhuǎn)管8a抽吸。[81所述傾斜還可以促進(jìn)水在池中的均衡分配，且因此促進(jìn)水包含的 待沉淀微粒的均衡分配。[821 所述傾斜還可以盡可能減少短路，即水在有時(shí)間進(jìn)行澄清之前 就回流到排放槽道5。[83
開口 3的切向和徑向的傾斜、以及導(dǎo)流器的板6a的切向與徑向 的傾斜，可以為到達(dá)池內(nèi)的7jC賦予螺旋形的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種三維運(yùn)動(dòng)能增 加水在池內(nèi)流經(jīng)的路徑且因此提高澄清器的處理效力。這種結(jié)構(gòu)還可以促 進(jìn)水在池內(nèi)的均衡分配。[84為了論證本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的水的三維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用含有可追蹤微粒的 水執(zhí)行以上描述的兩個(gè)實(shí)施例。其在池l內(nèi)的路徑按時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)于 各實(shí)施例進(jìn)行五次試驗(yàn)。結(jié)果由圖6表示。[85按照該圖，可注意到，微粒在池中清晰地呈三維運(yùn)動(dòng)，不僅由于 導(dǎo)流器的結(jié)構(gòu)和開口的傾斜，所述運(yùn)動(dòng)帶有一強(qiáng)大的切向分量，而且還由 于能使微粒占據(jù)池的大部分容積的裙部7傾斜，該運(yùn)動(dòng)也帶有一徑向分量。[86在圖7所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例中，數(shù)字符號(hào)表示與圖2中出 現(xiàn)的元件相同或相似的元件，其中所示裝置具有的直徑(例如25米)小于 按照第一實(shí)施例的裝置的直徑。在該實(shí)施例中，水在供應(yīng)槽道內(nèi)以箭頭A 所示的單一方向被分配。[87在這個(gè)實(shí)施例中，所使用的導(dǎo)流器如圖8所示為"開放盒"型。 按照所述實(shí)施例， 一附加板6d平行于壁部分6b設(shè)置。利用這種導(dǎo)流器， 到達(dá)池中的水的運(yùn)動(dòng)比前面描述的第一實(shí)施例具有更強(qiáng)大的一切向分量。[88這里所描述的本發(fā)明實(shí)施例的目的并不在于減小由權(quán)利要求界 定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.用于水處理的重力分離裝置，其能從液相中分離懸浮微粒，所述裝置包括圓形的池(1)；用于為所述池供水且設(shè)于池周邊的至少一槽道(2)；設(shè)于所述槽道的基底(4)的多個(gè)開口(3)；偏轉(zhuǎn)板形成部件，其形成設(shè)于所述開口下面的偏轉(zhuǎn)板(6a、6b、6c)；裙部形成部件，其形成裙部(7)并距所述池(1)的內(nèi)壁(1a)一段距離；液相排放部件(5、5a)以及被分離微粒的排放部件(8a、8b)，其特征在于，所述的裙部(7)形成部件朝所述池的內(nèi)部按相對(duì)垂直方向介于5°至80°之間的角α傾斜。
2. 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述角a介于約30。 至60°之間。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述開口 (3)的 直徑介于50mm至200mm之間。
4. 按照權(quán)利要求l至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述開口 (3 )的高度介于150mm至600mm之間。
5. 按照權(quán)利要求l至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，供給待處 理水的槽道(2)內(nèi)的所述開口 (3)彼此間隔開介于500mm至3000mm 之間的基本恒定的距離。
6. 按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述開口 (3 )中的至少一些開口 、優(yōu)選是所有開口 ( 3 )，具有切向傾斜的軸線(1)，所述軸線相對(duì)垂直方向切向地傾斜小于45。的角pi。
7. 按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述開口(3) 中的至少一些開口、優(yōu)選是所有開口 (3)，具有徑向傾斜的軸線， 所述軸線相對(duì)垂直方向徑向地傾斜小于45°的角(32。
8. 按照權(quán)利要求l至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的偏 轉(zhuǎn)板(6)形成部件被設(shè)置成"角"類型的導(dǎo)流器。
9. 按照權(quán)利要求l至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的偏 轉(zhuǎn)板(6)形成部件被設(shè)置成"開放盒"類型的導(dǎo)流器。
10. 按照權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的 偏轉(zhuǎn)板形成部件包括安設(shè)在所述開口 (3)對(duì)面的板(6a)，這些板(6a) 中的至少一些、優(yōu)選是所有這些板，相對(duì)水平方向切向地傾斜介于5°至 80°之間的角Sl。
11. 按照權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的 偏轉(zhuǎn)板形成部件包括安設(shè)在所述開口 (3)對(duì)面的板(6a)，這些板(6a) 中的至少一些、優(yōu)選是所有這些板，相對(duì)水平方向切向地傾斜介于5°至 80°之間的角62。
12. 按照權(quán)利要求l至ll中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的 液相排放部件形成設(shè)于所述池周邊的周邊槽道(5)，該槽道(5)具有與 所述供應(yīng)槽道(2 )共同的基底(4 ),并且該排放槽道和所述供應(yīng)槽道(5 ) 的寬度在所述池的整個(gè)周邊上相反地變化，從而所述基底(4)的寬度基本 恒定。
13. 按照權(quán)利要求l至ll中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述水 排放部件被設(shè)置于所述池的中央。
14. 按照權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的 裙部(7)形成部件被固定至供給待處理水的所述供應(yīng)槽道(2)和/或所述 液相排放部件(5 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于水處理的重力分離裝置，其能從液相中分離懸浮微粒，所述裝置包括圓形的池(1)；用于為所述池供水且設(shè)于池周邊的至少一槽道(2)；設(shè)于所述槽道的基底(4)的多個(gè)開口(3)；偏轉(zhuǎn)板形成部件，其形成設(shè)于所述開口下面的偏轉(zhuǎn)板(6a)；裙部形成部件，其形成裙部(7)并距所述池(1)的內(nèi)壁(1a)一段距離；液相排放部件(5)以及被分離微粒的排放部件(8a、8b)。其特征在于，所述的裙部(7)形成部件朝所述池的內(nèi)部按相對(duì)垂直方向介于5°至80°之間的角α傾斜。
文檔編號(hào)B01D21/24GK101218006SQ200680025102
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者K·埃塞米亞尼, M·巴達(dá)爾, O·伊博拉 申請(qǐng)人:Otv股份有限公司