专利名称：振荡式污水沉淀池及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够加快污水处理中的沉淀过程，澄清水体，提高污水处理效果的振荡式污水沉淀池及其操作方法。
背景技术：
近几年，我国经济高速发展，城市污水排放量持续增加，城市水环境受到严重污染，污水问题已是当前中国一个严峻的环保和经济问题。由于污水处理成本高，财政投入难以为继，使得我国污水处理率很低，污水处理的成本和处理效率极大地制约了污水处理业的发展。因此，研究和开发成本低，速度快、效率高的污水处理新工艺、新设备是污水处理业的发展方向。沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物， 是污水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于污水处理、生物处理的后处理以及深度处理等工序。但自然沉淀不仅时间很长，通常水体还存在厚重的沉淀阻滞区，悬浮物多，水体混沌，所以，静态沉淀池有占地面积大，有效池容小，排泥困难，处理效率低等缺点。如何能充分利用自然沉淀，缩短其沉淀净化时间，提高净化率
发明内容
本发明一改传统沉淀构建物固定不动，只能被动实现重力沉降，无法消除沉淀阻滞区，效率低下的静态方式，将活动沉淀池体与基座铰链联接，利用倾动系统倾动活动池体，使原水发生梯度切向形变，促进絮核相互接触、碰撞、黏附、聚合，形成密实絮体与水分离，使原水得以澄清净化。通过控制池体倾动周期，使池体倾动周期与池中原水的固有振动周期一致，使原水产生共振振荡。共振原水产生的梯度切向形变最大，速度梯度也越大，颗粒碰撞次数越多。振荡使得正反两个方向都可以发生等强度的絮凝反应效果；振荡次数越多，时间越长， 絮凝反应次数就越多，反应就越充分。振荡作用使得原水就得到反复净化，沉降分离彻底， 悬浮物大大降低。原水的梯度切向形变产生的水力作用，同时也改变了絮核的聚集状态和浓度分布，使局域内絮核密度增大，间距减小，使更多的、临界状态的、亚临界状态的絮核的黏附、 交联、聚结反应，形成大尺寸、大质量的絮体而沉降；而大尺寸絮团的网罗卷扫作用，大大减少水体中的悬浮物，污水净化彻底，水体澄清。本发明解决其技术问题所采用的技术方案
倾动式污水加速沉淀池，其特征是活动沉淀池体与基座铰链联接，同时与若干组倾动系统连接。倾动系统不少于一组，一组内须有一台或一台以上倾动设备；活动沉淀池体在倾动系统的倾动操作下，可以绕铰链倾动一定角度。铰链位于活动池体的重心线上。主要支承池体的重量，位置在池体底部，或者上部，或者重心线上池体的任何高度位置。
铰链位于活动池体的一侧。2组倾动 系统，在池体重心线两侧对称分布，倾动传动杆分别与池体铰链连接。这种设计可以使传动杆行程缩短而获得大角度的倾斜效果，实现共振。振荡式污水加速沉淀池的操作方法，其特征是该方法包括如下步骤 ⑴将池体及原水水平静置若干时间，时间不短于5分钟，消除原水的波浪或者乱流； ⑵倾动系统以一定速度将池体向一侧倾动，达到倾动设定角度值；立即以一定速度将
池体反向倾动，倾动角度也须达到一定角度值；
⑶倾动系统倾动池体的周期与池中原水的固有振动周期一致； ⑷倾动池体若干次，次数不少于一次，然后，倾动系统将池体水平静置。以上步骤间歇性地反复操作。本发明的有益效果是，自由沉淀、絮凝沉淀和集团沉淀时间大为缩短，污水处理效率提高；消除沉淀阻滞区，提高澄清效果，出水悬浮物SS大大降低，水体泾渭分明，一次沉淀处理即可以达到压缩沉淀效果；可以减少刮泥机的配置，减少购置成本；易于操作控制， 获得水体共振效果，高效节能，简单易行。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明倾动系统为液压倾动系统的横向剖视图。图2是图1的B— B纵向剖视图。图中1.活动池体2.污水 3.挡板 4.加强肋板5.固定铰链
6.铰链7.液压机构8.铰链9.固定基座10.沉淀污物 11.阀门12.进水槽 13.淹没孔14.贮泥斗15.排泥管 16.出水孔 17.输水管 18.手柄。
具体实施例方式在图1所示实施例中，活动池体的重心线底部设置有铰链与固定基座连接，支承铰链左右两侧，两组液压倾动系统对称分布，它们的液压杆分别与池体铰链连接。原水注入后，将池体及原水水平静置若干时间，以消除原水入池时产生的波浪或者乱流。当原水乱流消除，且水中胶体达到脱稳临界状态时，启动液压倾动系统，左右侧液压杆交替相向运动，以一定速度将池体向一侧倾动，达到倾动设定角度值；立即以一定速度将池体反向倾动，倾动池体的周期与池中原水的固有振动周期一致；倾动池体若干次(次数不少于一次)后，将池体水平静置。由于池体倾动，原水随池体运动，产生梯度切向形变，同一时间内各水层的切变量不相等，水层间的形变速率也不相同，水层间产生相对运动。同一水层间中的悬浮絮核随水体运动，由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度之间的颗粒产生速度差。速度快的絮核赶上速度慢的絮核，发生接触碰撞，合并成更大的絮粒。一些尺寸很小的絮核，它们运动速度最快，沿途也没有与大尺寸絮核接触碰撞机会，它们率先运动到池壁附近。受池壁边界层流体粘性影响和池壁形状阻碍，逐渐在池壁附近的边界聚集，絮核密度逐渐提高，间距越来越小。絮核聚集，密度提高，间距缩小，有利絮核间的黏附、交联，聚结形成大尺寸、大质量、坚固、密实的大絮体而沉淀。最后到达的是大尺寸的絮粒，其拥有巨大的表面积，将剩余的聚集胶粒网捕、卷扫形成密实大絮体，并发生沉淀。
相邻水层存在速度差，上一水层的颗粒速度快，它们扫掠过层面，很容易捕获下层中运动速度慢的颗粒，结合成大的絮粒。无论絮粒大小，快慢，在水体剪切作用和重力的共同作用下，逐渐由池体中心向池体两侧下部运动聚集。池壁附近边界区域是加速沉淀形成的主要区域。沉淀阻滞区，悬浮物密度大，粘度大，悬浮颗粒相互干涉作用增大，颗粒在水中受到重力、浮力和水阻力、颗粒相互干涉阻力的的平衡作用，下沉速度极为缓慢。当水体的切向变形造成水层间的切变作用，粒子间沿切向相对运动，平衡构建因素改变，阻滞平衡网络被剪切破坏，引发铅垂方向原来平衡构建体系的坍塌。上层坍塌絮团向下冲击运动，沿途卷带网罗胶粒，形成更大，更实絮体。坍塌物质的冲击、挤压作用，将相互作用颗粒中间隙液体挤出界面，固体颗粒群被浓缩。当倾动系统倾动池体的周期与池中原水的固有振动周期一致；原水发生共振，即使立即停止倾动池体。但由于原水的共振效应，水体依然左右反复循环振荡，撞击池壁。共振原水不断地起伏振荡，在左右方向上产生梯度切向形变。共振水体波幅高，变形大，水层间的相互剪切作用也愈大，愈有利于絮凝反应的进行。共振水体振荡衰减时间愈长，振荡次数愈多，絮凝反应进行就愈充分，絮凝反应就愈彻底，悬浮物去除得愈多，水体也就愈澄净。 故振荡作用使得原水就得到反复净化，悬浮物大大降低。粒子间不断沿切面左右相对运动，阻滞临时平衡不断被剪切破坏，铅垂方向构建体系不断坍塌，固体颗粒群也不断被聚集浓缩。池底部沉淀絮体通常尺寸大，更为坚固、密实。往复振荡造成绕流絮体的流体流速大，在絮体两侧产生漩涡。漩涡对邻近流体的卷吸作用，在涡核内聚集了大量的絮核。絮核密度大增，增加了絮核在涡核的接触、交联和聚结，促使絮体两侧流体悬浮物不断沉积，形成池底沙纹状沉积。在池底设置凸起栅条结构或者池底为波纹状结构，均可以增强绕流漩涡作用，加快悬浮物沉积。池底有贮泥斗，池底沿长度方向设有坡度，向贮泥斗倾斜，利于沉淀物逐渐向贮泥斗滑移汇集。沉底的絮团在切向水力作用下，左右反复摆动，其下部的滑动粘滞性阻力大大减小。在周期性的摆动中，下滑分力不断地驱动絮体沿斜面向下滑移运动，最后滑落到斜面底端的贮泥斗。当污物被分离并压缩在池底，水体变得澄净，便可以通过倾倒或者打开出水孔放出清水，污泥排入污泥池，腾空的池体便可以进行新的处理任务。
权利要求
1.一种振荡式污水沉淀池，其特征是活动沉淀池体与基座铰链联接，同时与若干组倾动系统连接；倾动系统不少于一组，一组内须有一台或一台以上倾动设备；活动沉淀池体在倾动系统的倾动操作下，可以绕铰链倾动一定角度。
2.如权利要求1所述的振荡式污水沉淀池，其特征是所述铰链位于活动池体的重心线上。
3.如权利要求1所述的振荡式污水沉淀池，其特征是所述铰链位于活动池体的一侧。
4.如权利要求1所述的振荡式污水沉淀池，其特征是所述2组倾动系统，在池体重心线两侧对称分布，倾动传动杆分别与池体铰链连接。
5.一种用于如权利要求1所述的振荡式污水加速沉淀池的操作方法，其特征是该方法包括如下步骤⑴将池体及原水水平静置若干时间，时间不短于5分钟，消除原水的波浪或者乱流；⑵倾动机构以一定速度将池体向一侧倾动，达到倾动设定角度值；立即以一定速度将池体反向倾动，倾动角度也须达到一定角度值；⑶倾动机构倾动池体的周期与池中原水的固有振动周期一致；⑷倾动池体若干次，次数不少于一次，然后，倾动机构将池体水平静置。
6.如权利要求5所述的操作方法，其特征是间歇性地反复操作。
全文摘要
一种利用倾动系统倾动活动池体，使原水发生梯度切向形变和共振，促进絮凝反应，提高污水处理效果的振荡式污水沉淀池及其操作方法。活动沉淀池体与基座铰链联接，在倾动系统的倾动操作下，可以绕铰链倾动。当污水达到脱稳临界状态时，启动倾动机构倾动活动池体，使原水发生梯度切向形变，促进絮凝反应进行。通过控制池体倾动周期，使原水产生共振振荡。共振促进絮凝反应的充分进行，使得原水就得到反复净化，沉降分离彻底，悬浮物降低。沉淀过程用时短，效果好，能耗小，费用低，绿色环保，简单易行。
文档编号B01D21/02GK102350099SQ20111016968
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者兰夕盈, 卢志文, 周燕, 曾东健, 曾小波, 梁洁, 肖林虎, 赵鸿雁, 韦志锋 申请人:重庆科技学院, 韦志锋