專利名稱：一種水力旋流造粒水處理固液分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及給水廢水處理裝置，尤其涉及一種依靠水力旋流作用進(jìn)行水中懸浮物 造粒成長并最終實(shí)現(xiàn)固液分離的水力旋流造粒水處理固液分離器。
背景技術(shù)：
固液分離是水處理領(lǐng)域廣泛采用的技術(shù)手段之一，實(shí)現(xiàn)固液分離的途徑包括沉 淀、氣浮、過濾及膜分離等多種方法，其中最常用的沉淀過程實(shí)現(xiàn)固液分離的技術(shù)核心在于 形成粒徑大、密度高的絮凝體。在常規(guī)水處理工藝中，投加混凝劑后通過混合過程使混凝劑均勻分散于原水中， 并完成水中膠體顆粒的脫穩(wěn)，進(jìn)而在絮凝階段依靠同向絮凝作用促進(jìn)水中粒子凝聚成長。受制于絮凝階段水力或機(jī)械攪拌強(qiáng)度控制的不足，常規(guī)工藝中形成的絮凝體結(jié)構(gòu) 松散且密度隨粒徑增大而迅速降低，從而沉降性能較差，需要較長的沉淀分離時(shí)間(通常 為2 3小時(shí))和較大的沉淀池容積，同時(shí)沉淀污泥含固率低導(dǎo)致系統(tǒng)排泥帶走較大水量 (處理量的3% 5% )，工藝系統(tǒng)對原水濁度負(fù)荷變動的適應(yīng)能力差。中國專利(公開公告號1278453王曉昌)公開了一種“高效固液分離器”，該設(shè)備 的技術(shù)核心在于通過造粒實(shí)現(xiàn)高效沉淀分離。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)基于對混凝劑投加和機(jī)械攪拌 過程的精密控制，從而有效提高固液分離效率，保證處理水達(dá)到較高水質(zhì)要求。但是該設(shè)備 對機(jī)械攪拌控制要求嚴(yán)格，在使用中存在轉(zhuǎn)動部件易于磨損等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種依靠水力旋流作用進(jìn)行水中懸浮固體微粒造粒成長、 最終實(shí)現(xiàn)高效固液分離的水處理裝置，本裝置能夠有效提高絮凝體的粒徑和密實(shí)度、縮減 沉淀時(shí)間，提高排泥水含固率、降低排泥水耗量。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種水力旋流造粒水處理固液分離器，包括筒體，及設(shè)于筒體內(nèi)腔的中心筒，其特 征在于所述筒體上設(shè)置有貫穿于筒體側(cè)壁且伸入中心筒內(nèi)腔的進(jìn)水管，進(jìn)水管上方、筒體 與中心筒腔體之間設(shè)置有斜管區(qū)；斜管區(qū)上方設(shè)集水堰；所述筒體頂部外側(cè)壁設(shè)有環(huán)形集 水槽；筒體底壁內(nèi)腔設(shè)導(dǎo)流錐，沿導(dǎo)流錐外周設(shè)環(huán)形集泥管，環(huán)形集泥管端口連接排泥管； 筒體底端錐形口連接有放空排泥管。本發(fā)明進(jìn)一步的特征在于所述進(jìn)水管為上下兩根水平分布的管道構(gòu)成，兩伸入中心筒的進(jìn)水管道端口設(shè)置 有進(jìn)水管噴口。所述進(jìn)水管噴口為錐形內(nèi)縮口，錐形出口中心線下傾角度α為5° 10°。所述沿兩進(jìn)水管噴口之間、中心筒內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)狀縮口錐板。所述縮口錐板上錐面與中心筒內(nèi)壁之間的錐度θ為5° 20°。所述斜管區(qū)與集水堰之間的中心筒內(nèi)壁上設(shè)環(huán)狀止旋板。
所述環(huán)狀止旋板截面為側(cè)楔型，其下楔口徑大于上楔口徑。所述環(huán)形集水槽下端口設(shè)有出水管。本發(fā)明改變了原有高效固液分離器依靠機(jī)械攪拌進(jìn)行絮凝造粒的模式，通過水力 旋流作用完成絮凝造粒和旋流分離過程。本發(fā)明在投加混凝劑后，通過混合過程使混凝劑 均勻分散于進(jìn)水中，并完成水中膠體顆粒的微脫穩(wěn)，進(jìn)而在中心筒中借助旋流提供的動力， 使微脫穩(wěn)顆粒與筒內(nèi)已形成的絮凝體相互作用，完成絮凝體成長和造粒的過程。本發(fā)明提 供的水力旋流裝置可以有效避免機(jī)械攪拌帶來的構(gòu)件磨損，在提供造粒所需的紊流強(qiáng)度(G 值)的同時(shí)又強(qiáng)化了旋流分離效果。本發(fā)明的特點(diǎn)在于1、進(jìn)水管噴口結(jié)構(gòu)本發(fā)明提出的進(jìn)水管噴口，可以提高水力旋流強(qiáng)度，增強(qiáng)混凝劑的混合程度。2、中筒內(nèi)部縮徑結(jié)構(gòu)對中筒內(nèi)部橫截面進(jìn)行縮徑處理，其主要功能在于強(qiáng)化局部旋流作用，依靠水動 力平衡完成水中大粒徑絮凝體的分選沉降。垂直面與縮徑斜壁之間的夾角為θ =5° 20°。3、中筒上部止旋板設(shè)計(jì)的中筒上部止旋板，在保證出水穩(wěn)定的同時(shí)，滿足旋流絮凝后期對旋流強(qiáng)度 逐漸減小的技術(shù)要求，并保證對絮體結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生水力剪切破壞。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、進(jìn)水管；2、進(jìn)水管噴口 ；3、中心筒；4、止旋板；5、導(dǎo)流板；6、導(dǎo)流錐；7、斜 管區(qū)；8、集水堰；9、出水管；10、環(huán)形集水槽；11、放空排泥管；12、環(huán)形集泥管；13、排泥管； 14、筒體；15、底腳；16、縮口椎板。Α、清水區(qū)；B、沉淀分離區(qū)；C、旋流反應(yīng)區(qū)；D、旋流強(qiáng)化區(qū)； Ε、旋流沉淀區(qū)；F、絮凝區(qū)。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1所示的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，包括筒體14，及設(shè)于筒體14內(nèi) 腔的中心筒3，沿中心筒3外壁設(shè)有夾層，夾層下端延伸有導(dǎo)流板5，其中筒體14上設(shè)置有 貫穿于筒體14側(cè)壁且伸入中心筒3內(nèi)腔的進(jìn)水管1，進(jìn)水管1上方、筒體14與中心筒3腔 體之間設(shè)置有斜管區(qū)7 ；斜管區(qū)7上方設(shè)集水堰8 ；筒體14頂部外側(cè)壁設(shè)有環(huán)形集水槽10， 所述環(huán)形集水槽10下端口設(shè)有出水管9 ；筒體14底壁內(nèi)腔設(shè)導(dǎo)流錐6，沿導(dǎo)流錐6外周設(shè) 環(huán)形集泥管12，環(huán)形集泥管12端口連接排泥管13 ；筒體14底端錐形口連接有放空排泥管 11。進(jìn)一步地，作為對原有高效固液分離器的改進(jìn)，本發(fā)明將進(jìn)水管1分為上下兩水 平分布管道構(gòu)成，兩伸入中心筒3的進(jìn)水管道端口均設(shè)置有進(jìn)水管噴口 2，進(jìn)水管噴口 2為 錐形口，錐形出口中心線下傾角度α為5° 10°。進(jìn)一步地，作為對原有高效固液分離器的改進(jìn)，本發(fā)明將沿兩進(jìn)水管噴口 2之間、中心筒3內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)狀縮口椎板16，縮口椎板16上錐面與中心筒3內(nèi)壁之間的錐度θ 為5° 20°。進(jìn)一步地，作為對原有高效固液分離器的改進(jìn)，本發(fā)明將所述斜管區(qū)7與集水堰8 之間的中心筒3內(nèi)壁上設(shè)環(huán)狀止旋板4，環(huán)狀止旋板4斷面為側(cè)楔型，其下楔口徑大于上楔口徑。本發(fā)明的原理是原水經(jīng)水泵提升后進(jìn)入進(jìn)水管1，在管道流線中心點(diǎn)投加無機(jī)混凝劑(聚合氯化 鋁)，依靠管道混合器完成藥劑的混合分散，后在管道中流動歷時(shí)1.0分鐘后，按照原水濁 度大小分別進(jìn)入上、下進(jìn)水口，即低濁度水(濁度< 5000NTU)進(jìn)入下部進(jìn)水口、高濁度水 (濁度> 5000NTU)進(jìn)入上部進(jìn)水口 ；低濁度水沿下進(jìn)水管1進(jìn)入分離器中心筒3，通過進(jìn)水 管噴口 2的偏心縮口進(jìn)入中心筒3筒體，形成旋流狀態(tài)；同時(shí)在進(jìn)水管噴口 2縮口處投加聚 丙烯酰胺(PAM)，依靠淹沒式孔口出流完成PAM的瞬時(shí)混合，在中心筒3內(nèi)依靠水力旋流作 用完成脫穩(wěn)懸浮顆粒的逐一附著，進(jìn)行水中造粒形成密實(shí)度良好的絮凝體。進(jìn)水管噴口 2 以上的旋流強(qiáng)化區(qū)D筒壁內(nèi)縮構(gòu)造(縮口錐板16，錐度θ為5° 20° )提供了絮凝初期 所需要的較高G值，同時(shí)依靠內(nèi)縮斷面較高的上升流速完成粒狀絮凝體的水力分選，即大 粒徑、密實(shí)絮凝體依靠重力克服上升水流的頂托力穿過縮口錐板16縮口部分，沉降至中心 筒3下部旋流沉淀區(qū)Ε，完成固液分離；小粒徑絮凝體在上升水流頂托作用下懸浮于水中， 通過捕獲進(jìn)水中的微小粒子不斷成長。部分絮凝體隨上升水流上行至中心筒3上部旋流反應(yīng)區(qū)C，后經(jīng)止旋板4整流后翻 出中心筒3，沿中心筒3外壁與導(dǎo)流板5之間的絮凝區(qū)F平穩(wěn)流動至沉淀分離區(qū)B，完成固 液分離，沉淀分離區(qū)B上部設(shè)置斜管區(qū)7，強(qiáng)化沉淀效果；斜管區(qū)7上部的清水區(qū)A均布穿 孔集水系統(tǒng)，收集清水至分離器出水管9 ；在沉淀分離區(qū)B底部設(shè)導(dǎo)流錐6和排泥管13。本發(fā)明通過將高濁度水沿上進(jìn)水管1進(jìn)入分離器內(nèi)筒，偏心進(jìn)入筒體14，進(jìn)水口 處投加ΡΑΜ，依靠淹沒式孔口出流完成PAM的瞬時(shí)混合，同時(shí)依靠旋流作用完成大顆粒泥沙 的預(yù)沉淀；中心筒3下進(jìn)水口以上的旋流反應(yīng)區(qū)C和旋流強(qiáng)化區(qū)D提供絮體成長時(shí)間，水力 流動攪拌完成絮凝過程，后進(jìn)入沉淀分離區(qū)B進(jìn)行固液分離。本發(fā)明筒體采取鋼制設(shè)備，滿足小水量處理要求；并且底腳15采用鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)，適用于大水量處理要求。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的實(shí)施方式僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，凡根據(jù)本發(fā) 明精神實(shí)質(zhì)所作的任何簡單修改及等效結(jié)構(gòu)變換或修飾，均屬于本發(fā)明所提交的權(quán)利要求 書確定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種水力旋流造粒水處理固液分離器，包括筒體(14)，及設(shè)于筒體(14)內(nèi)腔的中心 筒(3)，其特征在于所述筒體(14)上設(shè)置有貫穿于筒體(14)側(cè)壁且伸入中心筒(3)內(nèi)腔 的進(jìn)水管(1)，進(jìn)水管(1)上方、筒體(14)與中心筒C3)腔體之間設(shè)置有斜管區(qū)(7)；斜管 區(qū)(7)上方設(shè)集水堰(8)；所述筒體(14)頂部外側(cè)壁設(shè)有環(huán)形集水槽(10)；筒體(14)底壁 內(nèi)腔設(shè)導(dǎo)流錐(6)，沿導(dǎo)流錐(6)外周設(shè)環(huán)形集泥管(12)，環(huán)形集泥管(12)端口連接排泥 管(1 ；筒體(14)底端錐形口連接有放空排泥管(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，其特征在于所述進(jìn) 水管(1)為上下兩根水平分布管道構(gòu)成，兩伸入中心筒(3)的進(jìn)水管道端口設(shè)置有進(jìn)水管 噴口⑵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，其特征在于所述進(jìn) 水管噴口(2)為錐形口，錐形出口中心線下傾角度α為5° 10°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，其特征在于所述沿 兩進(jìn)水管噴口( 之間、中心筒(3)內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)狀縮口錐板(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，其特征在于所述縮 口椎板(16)上錐面與中心筒(3)內(nèi)壁之間的錐度θ為5 20°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，其特征在于所述斜 管分布層(7)與集水堰(8)之間的中心筒(3)內(nèi)壁上設(shè)環(huán)狀止旋板G)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，其特征在于所述環(huán) 狀止旋板(4)斷面為側(cè)楔型，其下楔口徑大于上楔口徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流造粒水處理固液分離器，其特征在于所述環(huán) 形集水槽(10)下端口設(shè)有出水管(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水力旋流造粒水處理固液分離器，包括筒體，及設(shè)于筒體內(nèi)腔的中心筒，所述筒體上設(shè)置有貫穿于筒體側(cè)壁且伸入中心筒內(nèi)腔的進(jìn)水管，進(jìn)水管上方、筒體與中心筒腔體之間設(shè)置有斜管區(qū)；斜管區(qū)上方設(shè)集水堰；所述筒體頂部外側(cè)壁設(shè)有環(huán)形集水槽；筒體底壁內(nèi)腔設(shè)導(dǎo)流錐，沿導(dǎo)流錐外周設(shè)環(huán)形集泥管，環(huán)形集泥管端口連接排泥管；筒體底端錐形口連接有放空排泥管。本發(fā)明依靠水力旋流作用進(jìn)行水中造粒成長、最終實(shí)現(xiàn)高效固液分離的水處理裝置，本裝置能夠有效提高絮凝體的粒徑和密實(shí)度、縮減沉淀時(shí)間，并提高排泥水含固率。
文檔編號B01D21/26GK102078708SQ20101059874
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者張建鋒, 李志華, 王曉昌 申請人:西安建筑科技大學(xué)