具有强化絮凝功能的一体化沉淀装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到给水设备技术领域，具体是指一种带有新型强化絮凝装置的沉淀设备。
【背景技术】
[0002]在很长的发展过程中，给水排水工作者们一直致力于沉淀设备的开发和研究工作。目前，沉淀设备已经开发了好多种类，这些沉淀设备都是常规工艺的集合，形状基本是圆形和方形，这些设备沉淀区往往有存在死水区、利用率低等一系列问题；申请人研发的带有新型斜板沉淀装置的沉淀设备在顺利解决了上述问题之后，仍然以下几方面不足之处:
1、申请人目前已经研发的带有新型斜板的沉淀装置已有两个系列，它们都包括絮凝区和斜板沉淀区，絮凝区设置在沉淀区内或外，它们运行过程中均存在诸多问题；尤其在混凝阶段，问题突出。如:若满足絮凝时间、絮体大小和絮体密实度等要求时，就需要有足够的絮凝空间，设备往往体积较大，高度较高，造价较高，运行管理麻烦；若降低设备高度，降低造价，又无法满足絮凝阶段的技术参数要求，两者的矛盾限制了沉淀设备的发展。
[0003]2、在采用同向流新型斜板沉淀装置的沉淀设备中，首先存在沉淀池布水不均匀、部分斜板区污泥负荷过大、沉淀池出水水质不稳定和集水槽集水过程对沉淀池扰动较大等问题；其次在采用下向流斜板沉淀装置的沉淀设备中又存在斜板设置未经优化，沉淀池表面负荷较小的问题。
[0004]3、斜板沉淀装置中集水装置无法实现对沉淀区水位的调控；第一，在沉淀区排泥时，沉淀区水位变化较大会导致清水水质变化较大；第二，无论上向流还是下向流螺旋斜板沉淀设备中，装置整体水位不可调节，不能根据原水特点调节处理水量，设备运行工况单一，投资利用率较低。
[0005]4、试验用原水水质单一；对不同原水水质、大小和密实度不同的絮体，没有进行前期斜板设置参数多因素优化的对比试验。
[0006]5、设备整体尚度较大、内部水压较大，使设备从所需材料到加工，安装和运行均需较大资金投入，前期投入成本较高。
[0007]6、一般在设备中心设置过滤装置，采用强化过滤工艺；运行过程中反冲洗过程难以控制，滤料更换几乎难以实现，反冲洗滤头更换难以完成，过滤过程存在的问题严重限制了沉淀设备的使用寿命。
[0008]
【发明内容】
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针对上述沉淀设备发展过程中存在的不足，本发明提供一种具有强化絮凝功能的一体化沉淀装置，能够满足对絮凝时间、絮体大小和密实度等技术参数要求，又能使沉淀池布水均匀稳定、表面负荷较大，具有集水简单、排泥过程出水稳定、装置整体水位可调节、斜板设置参数优化、使用寿命长的特点。与此同时使设备高度明显降低，体积明显减小，运行管理方便，使处理单位原水初期投资和运行成本明显降低。
[0009]本发明的目的采用以下技术方案实现: 一种具有强化絮凝功能的一体化沉淀装置，装置为筒状结构，包括絮凝区、沉淀区和污泥浓缩区。
[0010]所述絮凝区分为两级，包括同心设置的中心絮凝筒和外环絮凝筒，沉淀区同心设置在中心絮凝筒和外环絮凝筒之间，污泥浓缩区为圆锥形，位于絮凝区和沉淀区底部，直接与上部的絮凝区和沉淀区连接。
[0011]所述中心絮凝筒和外环絮凝筒通过设置在沉淀区之下的过水通道连接，过水通道外壁具有光滑曲面或斜面。外环絮凝筒沿周向由竖向挡板分隔为至少三格，各格依次上下交替连通，每一格内从上往下均设置至少三层絮凝扰流孔板，原水加药混合后从外环絮凝筒的第一格下部接入，依次上下翻转沿逆时针方向进入外环絮凝筒的最后一格，通过设置在最后一格下侧的过水通道进入中心絮凝筒。
[0012]在所述中心絮凝筒顶部向沉淀区方向设置伞状导流板，伞状导流板的末端伸到沉淀区水位一下，为淹没式出流连接，絮凝出水通过伞状导流板翻流进入沉淀区，沉淀区下部设置下向流螺旋斜板沉淀区。所述下向流螺旋斜板沉淀区是由在中心絮凝筒和沉淀筒之间均匀设置的若干螺旋分布的斜板构成。
[0013]所述中心絮凝筒分为上大下小半径不同的两个区，紧邻两个区交界处，且在下部区的外壁上环绕设置一圈集水槽，集水槽的外周对应于斜板沉淀区下部，即所述集水槽是由中心絮凝筒壁中部向内凹，与斜板沉淀区下部共同围成的区域。中心絮凝筒的上下两区的交界部分为斜面连接，形成集水槽的倾斜密闭型顶板，集水槽的槽底宽度与上下两个区的半径差相同。在集水槽的外壁上分布有集水孔连通斜板沉淀区，集水孔的位置正好位于斜板沉淀区的每两块斜板之间，沉淀后出水经集水孔进入集水槽，集水槽顶部连接有出水管，清水经出水管进入外部出水堰。
[0014]所述污泥浓缩区分为同心的内外两个污泥浓缩斗，分别与中心絮凝筒的底部和沉淀区底部连通，污泥浓缩斗的下端都分别连接排泥管。
[0015]进一步，所述中心絮凝筒的上下两个区内也各设置一层絮凝扰流孔板。
[0016]外环絮凝筒和中心絮凝筒的絮凝扰流孔板上都分布不同开孔孔径和不同开孔比的过水孔，开孔孔径从0.02m-0.055m，开孔比从8%_27%。在外环絮凝筒中，同一过水通道内扰流絮凝孔板的开孔孔径和开孔比相同，不同过水通道，沿水流流向开孔孔径和开孔比都逐渐增大；中心絮凝筒内的絮凝扰流孔板开孔孔径和开孔比较外环絮凝筒变大，使最后一级絮凝区内水流更加稳定，保证絮体稳定，有利于较大絮体的去除。
[0017]进一步，所述出水堰设置在外环絮凝筒外壁上，呈圆环形，出水堰环绕筒壁呈90°角，出水堰内壁长度略大于出水堰整体长度，两端富余部分开孔固定在装置外壁上；出水堰为密闭型堰，清水管从其底部深入堰内一定高度作为出水口，自由出流收集清水。清水管上设置蝶阀和球阀，蝶阀调节出水堰内水头，球阀控制整个装置出水的开闭。
[0018]与现有同类型设备相比，本发明具有如下优点:
1、第一级絮凝过程在外环絮凝筒完成，外环絮凝筒在半径变化很小的情况下就可满足絮凝过程停留时间对装置体积的要求；同时，外环絮凝筒被隔板平均分为多格，水流沿隔板上下折返流动，流程较长，流速稳定；并且在每一格内从上往下设置多层絮凝扰流孔板，设计每一级分格内通道流速和过孔流速处于最佳区间之内，通道流速由0.026到0.01变化，过孔流速由0.3m/s到0.06m/s变化。这样每个过流通道内水流流量不变，沿水流的流动方向，只需增大扰流孔板上开孔的孔径和开孔比即可实现水流过孔流速的降低以及水流的稳定，在设计时为达到控制水流稳定的目的，需要反复调整开孔孔径的大小以及开孔比，最终获得理想流速。二者均是由前至后逐渐变小，相邻流速变化不大，满足了絮凝过程对水流速度、絮凝时间、速度梯度和微涡流大小的要求，形成絮体稳定而密实，对高浊度和低浊度水均有较好的处理效果。
[0019]2、由于采用环形内外两级絮凝筒，在保证絮凝效果的同时，使得装置整体高度的降低，不仅使设备的制作、安装、转运、运行、管理更加简单快捷，而且使设备内部水压降低，对制作材料的抗压性能要求降低，这一系列的优化和改进使装置的制作成本大幅度降低，提尚其实用性能。
[0020]3、外环絮凝筒和中心絮凝筒通过设置于沉淀区之下的通道连接，通道的设置不仅满足对絮凝后期水流稳定性的要求，而且该通道内水流流速较与其连接的最后一格通道内流速大，通道出水进入中心絮凝区，沿水流方向均是渐扩过程，实现了保持水流流态稳定的目的；同时通道外壁光滑曲面的设置有利于沉淀池污泥顺利滑入污泥斗，不容易在通道外壁形成集泥区。
[0021]4、中心絮凝筒与沉淀区连接部位设置圆环形伞装导流板，使水流流线变化较小，水流流态稳定，克服短流和异重流的影响，利于较大絮体的稳定，从而使沉淀池污泥负荷分布均匀，提高沉淀池污泥的去除效果；同时连接部位淹没式出流连接，即只需调节出水球阀，使导流板位于连接处水位以下，能起到防止短流和异重流的目的，又不会出现导流板连接处打碎矾花的情况，使沉淀池排泥时两桶水位变化较小，较大絮体不易破碎。
[0022]5、在中心絮凝筒中间侧壁圆周部位设置密闭集水槽，首先集水槽有暂时贮存功能，保持出水堰水头，在沉淀池排泥时槽内水可以回流补给沉淀池(原来装置没有设置集水槽，清水收集之后直接引出，故不能回流补给)使沉淀区水位变化更小，保护已形成的较大絮体；其次出水槽顶板倾斜方式的设计使集水槽上部不易出现污泥沉积。
[0023]6、集水槽位置