一种模块化、集约型紫外消毒渠及巴氏计量槽系统的制作方法

1.本实用新型应用于污水处理领域，应用范围为市政污水紫外消毒、计量单元设计。


背景技术：

2.根据《室外排水设计标准(gb50014)》及《给水排水设计手册 (第5册)》中所述，污水处理厂的消毒一般可采用药剂消毒(含二氧化氯、次氯酸钠等)和紫外线消毒两种方式。而投加药剂消毒，往往需要30min的接触时间，因此池体会比紫外消毒大很多。目前是新建项目污水处理厂，还是改造污水处理厂，国内要求的吨水占地越来越小，因此近些年的消毒手段越来越多的倾向于紫外线消毒。
3.国内紫外线消毒厂家有很多，布置形式有很多种，但最常用的是渠道水平型布置形式。紫外线灯管配置数量依据各厂家灯管性能不同，有较大差别，而《室外排水设计标准(gb50014)》及《给水排水设计手册(第5册)》中并未详细描述紫外消毒渠的渠道布置形式应如何设计。因此不同设计院或者厂家对紫外消毒渠的布置形式设计五花八门。
4.在紫外消毒渠设计中要考虑模块前后有一定长度的距离，用来调整流态，不好的流态，会导致紫外消毒不均匀，消毒效果差，需要进行整流。除了流态的控制，在紫外消毒渠设计上，高程的控制也是一个极其重要的点。如果高程不合理，预留液位过高，会造成水流穿透，部分污水未起到消毒作用，影响出水水质；如果预留液位过低，会造成上方紫外灯管外露出水面，导致无法冷却而爆灯。
5.紫外消毒往往是一个污水处理厂的末端单元，其后端直接与水量计量单元相接，两个单体如果单独做钢砼结构会存在增加投资，浪费占地的情况。因此可以将紫外消毒单元与计量单元合理合建为一个模块，起到集约化占地作用。
6.本技术采用过程设计理念，在不增加总体工程投资的情况下，开发出将紫外消毒单元与计量单元合建的模块，此模块具有两种典型布置形式，分别为a型布置及b型布置，a型布置是指紫外渠道只设置一序列，整个池体进口方向和出口方向为两个方向；b型布置是指紫外渠道设置2个序列，整个池体进口方向和出口方向在同一侧。a型及b型可以根据使用需求进行选配。选择型号时，考虑以下几个因素：设计规模、进出水方向、占地需求等。通过大量统计计算，给出了1～20 万吨/天设计规模的污水处理厂的模块组织型号和详细参数，可以一定程度上兼容国产设备和进口设备的使用。实现了集约化紫外消毒的快速设计，缩短了设计周期，保证了设计质量。
7.本实用新型提供了一种模块化布置形式，按水流从前向后，分为 6个模块，模块1-进水井、模块2-消毒渠道、模块3-固定堰水位控制渠、模块4-汇水渠道、模块5-巴氏计量渠、模块6-出水井。对于每个处理规模来讲，模块1、模块2、模块3的总宽度是保持一致的，模块4、模块5、模块6的宽度保持一致，其布置形式根据进出水方向、设计规模来确定。总体的布置形式及细节要点均进行了固化，考虑了死水区、回用水取水、设备安装、设备检修等因素，做到了最优的选择，保证设计质量。采用紫外消毒渠与巴氏计量槽合建的形式，不仅可以节约占地、减少投资，更可以减少水头损失，降低运行费用。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提出可适用于1～20万吨/天规模的紫外、巴槽合建池体，可以根据设计规模及变化系数快速选型设计，避免设计缺陷及布置形式杂乱等问题，缩短设计周期，降低投资，减少水头损失，降低运行费用。
9.本实用新型有以下先决条件，首先，1～20万吨/天设计规模的变化系数按《室外设计排水规范(gb50014-2021)》中取值，因此相对规模而言，变化系数为固定值。紫外透光率按＞65％，进入此系统的 ss≤10mg/l。
10.本实用新型主要包括由6个模块组成，分别是模块1-进水井1、模块2-消毒渠道2、模块3-固定堰水位控制渠3、模块4-汇水渠道4、模块5-巴氏计量渠5、模块6-出水井6。
11.前端处理后的污水经进水管11流入进水井1，进水井1 内设有超越闸门12，且其位置固定。消毒渠道2的内部依次设置渠道闸门21、导流栅22、紫外消毒设备23及素砼填充块24。导流栅22的目的是在进水水流流态不好时，对水流起整流作用，避免消毒效果收到影响。紫外消毒设备23的是本系统的核心消毒装置，其根据处理能力不同，可以设置不同的模块组，模块组在池宽方向并排放置，每个模块组由上向下依次布置8根灯管，整体构成紫外消毒设备23。素砼填充块24与模块组平行，用来调整紫外消毒设备23的安装宽度，以适用于不同的厂家设备配置。素砼填充块24俯视图采用等腰梯形的形状，使紫外消毒设备23 的进口和出口均处于喇叭口状。
12.对于同一个处理规模及变化系数而言，无需调整整体布局，仅调整素砼填充块24的宽度即可实现不同设备厂家的适用。固定堰水位控制渠3内设置n个溢流槽31，n的数量取决于设计规模及堰上水头。堰上水头为高程控制的核心参数，为保证其安全性，本实用新型取值为0.04～0.05m。固定堰水位控制渠3底部设置放空管道32，通向汇水渠道4，在放空检修清扫时，可以方便放空。汇水渠道4接收来自固定堰水位控制渠3的水，a型布置时，汇水渠道4兼具超越作用，当紫外消毒设备23需要检修更换时，可以通过关闭渠道闸门21，打开超越闸门12，将水流超越到汇水渠道4中；b型布置时，汇水渠道4仅为汇水作用。汇水渠道4将水流汇聚后流向巴氏计量渠5中，巴氏计量渠5中的核心计量部件为巴氏计量槽51，其选型依据设计规模确定。本实用新型优点在于将巴氏计量槽51两侧的素砼52压缩到最小程度，保证巴氏计量渠5的渠宽最小，节省用地。出水井6由两部分构成，分别为回用水及采样管取水槽61及出水槽62，其深度一样，由隔墙63隔开，目的是为了保证当水量较小时，依旧能保证出水在线监测设备及回用水泵房能取到水。经过消毒及计量的尾水经过尾水排放管64排放。出水槽62的出水管64前的设置竖向防落网，防止人员不慎掉落时，水流过大被冲走。
附图说明
13.图1是a型布置平面图
14.图2是b型平面图
15.图3是紫外渠剖面图
16.图4是巴氏计量渠剖面图
具体实施方式
17.与设计规模相关的长度尺寸有：进水井1长l1、固定堰水位控制渠3长l2、汇水渠道
4长度l、巴氏计量渠5长度l4+l5+l6、出水井6长度l7；消毒渠道2的长度为固定值。针对1～20万 m3/d设计规模而言，l1的长度范围为1.2m～3m；l2的长度范围为 4.2m～16.5m；l3的长度范围为7m～17.5m；l4的长度范围为3.2～4.2m； l5的长度范围为2.4～5.9m；l6的长度范围为1.8～3.7m；l7＝b2。宽度方向b1的范围为1m～4m；b2的范围为0.6m～3.6m；b3的范围为0.6m～3.1m； b4的范围为0.9m～3.1m。
18.与设计规模相关的宽度尺寸有：进水井1、消毒渠道2、固定堰水位控制渠3的宽度b1，紫外消毒设备23宽度为b2，汇水渠道4宽度b3、巴氏计量渠5宽度b4。
19.整个模块化的总尺寸，由总长度l，总宽度b及总深度h组成，模块化的设计过程将总深度h固定为一个确定值，将堰上水头固定为一个确定值，通过调节b1值、b3值、b4值及溢流槽31的个数n，来实现设计规模从1万吨/天到20万吨/天的规模变化。
20.进水管11的放方向可以是进水井1外侧的任意方向，出水管64的方向可以是出水井6外侧的任意方向，进、出水管有一定的灵活性。
21.a型布置与b型布置的设备区别：b型布置无超越闸门12。
22.1～5万吨/天规模的紫外、巴槽合建池体建议选用a型布置，4～20 万吨/天规模的紫外、巴槽合建池体建议选用b型布置。其中4万吨、5 万吨/天规模的可选用a型，也可以选用b型，依据实际使用需求判断选型。
23.1.本系统通过模块化组合设计，仅需要调整部分模块的池宽、溢流槽个数、池长就可以实现了1～20万吨/天设计规模的快速设计。以及这种模块化的设计方法。
24.2.本系统提出了两种典型的布置形式。
25.3.本系统通过优化细节设计，避免了常规设计中容易出现的水流死区问题，全程无死水区，避免尾水长藻，影响感官。
26.4.进出水方向灵活，可根据需求，灵活设置进水管方向，减少总图水损。
27.5.出水井预留了回用水及采样管取水槽，保证水量较小时能够取到采样尾水及回用水。
28.6.固定堰水位控制渠3底部设置放空管道，在放空检修清扫时，可以方便放空。
29.7.出水管前设置竖向防落网，防止人员不慎掉落时，水流过大被冲走。