一种适用于农村地表径流悬浮物脱除的双螺旋沉淀池的制作方法

本发明涉及环境污染治理领域，尤其涉及一种适用于农村地表径流悬浮物脱除的双螺旋沉淀池。

背景技术

近年来我国越来越重视环境保护，在水资源保护上持续发力，工业废水和城市生活污水等点源污染得到一定程度的解决。然而由于农村粗放的生活方式及用水知识薄弱，水环境负荷日益加重，而相应的环境设施建设滞后，从而引发农村水环境的急剧恶化，以有机物、氮和磷富积为特征的小城镇水环境富营养化呈蔓延趋势。径流污染是农村非点源污染的一大因素，径流污染的主要来源是村镇生活污水、农村固体废弃物、农田农药化肥、水土流失等。目前的研究主要集中在城区内的径流水质和农村农田地表径流研究，而对于典型村庄居民区径流污染治理的研究较少。目前大部分农村地区地表径流处理比较缺乏，现有的方法主要是通过构建小型废水处理站来处理农村地表径流废水。大部分小型废水处理站的工艺流程主要是通过建设管道或沟渠收集地表径流，再通过一定的工艺如沉淀池、人工湿地、氧化塘等对废水进行处理，最后将处理后的废水排放，从而减少地表径流中污染物对环境的污染。其中沉淀池在农村地表径流废水处理工艺中广泛应用，然而目前的沉淀池大多处理废水效率不高。

中国专利cn201320005376.2中公开了一种高效竖流斜板沉淀池，其在池体中部设置了中心筒、反应区和斜板填料，待处理原水加絮凝药剂后经由中心筒、反应区、斜板填料后排出。此发明可以增强原水中悬浮物的絮凝能力，促进悬浮物的絮凝沉淀。但因其主要利用斜板的作用来拦截并沉淀水中悬浮物，水的流速不能太大，因此处理原水的效率相对较低。

中国专利cn201420526214.8中公开了一种竖流式斜管沉淀池，其筒体内部主要包含中心导流筒、锥形反射板、斜管调料、溢流堰等，在锥形反射板和斜管填料间形成一个絮凝沉降层，拦截水中的轻质悬浮物，大颗粒悬浮物通过斜管填料拦截。其可以有效去除原水中的悬浮物，从而达到净化水质的目的。但由于其主要利用重力和斜板填料脱除原水中的悬浮物，所以原水通入的流量不能太大，处理原水的效率较低。

中国专利cn201520801997.0中公开了一种水力旋流器，主要包括圆柱体、圆锥体、与圆柱体上部相切的进料口、设在圆柱体顶部的溢流口等。水力旋流器主要利用旋流器的结构，使待处理原水在旋流器内旋转，从而使悬浮物受到离心力作用而浓缩在旋流器内壁面上，在重力作用下滑落从底部沉沙口排出，含悬浮物较少的清水从插在旋流器中心的溢流口排出。但因为其主要利用离心力分离待处理废水中的悬浮物，所以其分离与水密度相差不大的颗粒物效果较差。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术用于农村地表径流中悬浮物分离的设备脱除悬浮物效率较低的缺陷，提供一种分离农村地表径流悬浮物的设备。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于农村地表径流悬浮物脱除的双螺旋沉淀池，包括沉淀池池体、池体支架、进水管、中心旋流器、旋流器进水管、进水管弯头、旋流器溢流管、旋流导流器、中心导流筒、水力约束板、斜板组、溢流堰、溢流槽、出水管、排泥管、支撑架；

所述沉淀池池体分为上下两部分，上部为不封口的圆柱形，下部为锥形，沉淀池池体锥形底部中心与排泥管相连接；所述沉淀池池体顶部设有溢流堰，溢流堰外设有溢流槽，溢流槽底部设有出水管；

所述池体支架固定在沉淀池池体锥形底部外壁面上；

所述中心旋流器分为上下两部分，上部为顶部密封的圆柱形，旋流器上清液溢流管由中心旋流器顶部封盖中心穿过。横截面为矩形的旋流器进水管一端沿中心旋流器上部壁面的切线方向与中心旋流器相连，另一端通过进水管弯头与进水管连接；下部为圆锥形，且在圆锥底部有开孔，与旋流导流器顶部开孔相连；

所述中心导流筒分为上下两部分，上部为不封口的圆柱形，高度超过溢流堰，下部为渐扩的倒锥形；所述水力约束板为倒锥形，固定在中心旋流器锥形底部的外壁面上，且在水力约束板外壁面与中心导流筒倒锥形下部的内壁面间设有支撑架进行固定；

所述进水管为圆管，通过支撑架固定在中心导流筒圆柱形上部的内壁面上；

在所述中心旋流器上部和下部的外壁面与中心导流筒上部内壁面间，各对称设置4根支撑架，将中心旋流器垂直固定在中心导流筒中心；

在所述中心导流筒上部的外壁面和沉淀池池体内壁面间，各对称设置4根支架，将中心导流筒固定在沉淀池池体中心；

所述斜板组由斜板组成，固在沉淀池池体与中心导流筒之间。

作为一种优选，所述旋流导流器整体为圆柱形，上底面有一圆孔，与中心旋流器锥形底部连接；用板围出导流槽并固定在旋流导流器的下底面上，在旋流导流器侧面上设有8个导流槽出口，且导流槽出口方向与旋流导流器外壁面切线方向的夹角为30度。

作为进一步的优选，所述旋流器进水管与中心旋流器顶部的距离、旋流器溢流管顶部和底部与中心旋流器顶部封盖的距离、中心导流筒、水力约束板与沉淀池池体间的间隙、斜板组距离燕尾形溢流堰的安装距离、斜板的长度和倾斜角度，都是根据悬浮物沉降性能实验结果，并通过实际工况和具体要求计算得到的。

本发明技术方案将双螺旋沉淀池内部分为五个区域：中心旋流器内部为旋流分离区，主要分离待处理原水中密度较大的悬浮物；中心旋流器与中心导流筒之间的区域以及沉淀池池体内部斜板组下方的区域为静水沉降区，此区域的水流流速较慢，原水停留时间较长，原水中的悬浮物在此区域发生进一步固液分离，在重力作用下沉降；斜板组所在区域为斜板沉淀区，原水中的悬浮物在斜板的作用下沉降；沉淀池池体内部斜板组上方的区域为清水区，此区域为处理后的清水；沉淀池池体底部锥形区域为污泥浓缩区，此区域主要收集浓缩后的污泥。带有悬浮物的原水经过旋流分离区、静水沉降区、斜板沉淀区发生固液分离，澄清水进入清水区，经分离的大小悬浮物最终进入污泥浓缩区由排泥管排出。

本发明具有如下有益效果：本发明可以利用中心旋流器快速分离待处理原水中密度较大的悬粒物，利用中心导流筒增加水中悬浮物静水沉降时间，利用斜板组进一步高效分离原水中的悬浮物，从而达到高效分离农村地表径流中悬浮物的目的，净化水质效率高，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明双螺旋沉淀池结构示意图；

图2为本发明中心旋流器主视图；

图3为本发明中心旋流器俯视图；

图4为本发明旋流导流器侧视图；

图5为本发明旋流导流器内部结构图。

具体实施方式

下面结合实施方式及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

具体实施方式一：如图1、图2、图3所示，本实施方式是一种脱除农村地表径流中悬浮物的双螺旋沉淀池，包括沉淀池池体15、池体支架11、进水管1、中心旋流器8、旋流器进水管7、进水管弯头6、旋流器溢流管5、旋流导流器13、中心导流筒9、水力约束板10、斜板组4、溢流堰2、溢流槽3、出水管16、排泥管12、支撑架14。

沉淀池池体15分为两部分，上部为不封口的圆柱形，下部为锥形，沉淀池池体15锥形底部中心与排泥管12相连接；沉淀池池体15顶部设有溢流堰2，溢流堰外设有溢流槽3，溢流槽底部设有出水管16。

池体支架11固定在沉淀池池体15锥形底部外壁面上。

中心旋流器8分为上下两部分，上部为顶部有封盖的圆柱形，且旋流器溢流管5穿过中心旋流器8顶部封盖中心，旋流器进水管7沿中心旋流器8上部壁面的切线方向与中心旋流器8相连；下部为圆锥形，且在圆锥底部有开孔，与旋流导流器13顶部开孔相连。

进水管弯头6一端与进水管1连接，另一端与旋流器进水管7连接，且旋流器进水管7横截面为矩形。

中心导流筒9分为上下两部分，上部为不封口的圆柱形，高度超过燕尾形溢流堰2，下部为渐扩的倒锥形。

水力约束板10为倒锥形，固定在中心旋流器8锥形底部的外壁面上，且在水力约束板10外壁面与中心导流筒9倒锥形下部的内壁面间设有支撑架14进行固定。

进水管1为圆管，通过支撑架14固定在中心导流筒9圆柱形上部的内壁面上。

在中心旋流器8上部和下部的外壁面与中心导流筒9上部内壁面间，各对称设置4根支撑架14，将中心旋流器8固定在中心导流筒9上。

在中心导流筒9上部的外壁面和沉淀池池体15内壁面间，各对称设置4根支架14，将中心导流筒9固定在沉淀池池体15上。

斜板组4由斜板组成，固定在沉淀池池体15与中心导流筒9之间。

具体实施方式二：如图4，图5所示，本实施方式是对实施方式一的一种限定，旋流导流器13整体为圆柱形，上底面有一圆孔，与中心旋流器8锥形底部连接；用板围出导流槽18并固定在旋流导流器13的下底面上，在旋流导流器13侧面上设有8个导流槽出口17，且导流槽出口17方向与旋流导流器13外壁面切线方向的夹角为30度。

具体实施方式三：本实施方式是对实施方式二的进一步限定，旋流器进水管7与中心旋流器8顶部的距离、旋流器溢流管5顶部和底部与中心旋流器8顶部封盖的距离、中心导流筒9、水力约束板10与沉淀池池体15间的间隙、斜板组4距离燕尾形溢流堰2的安装距离、斜板的长度和倾斜角度，都是根据悬浮物沉降性能实验结果，并通过实际工况和具体要求计算得到的。

本发明双螺旋沉淀池工作时处理污水的流程如下：

污水从进水管1进入本沉淀池，沿旋流器进水管7进入中心旋流器8。因为污水从中心旋流器8壁面的切线方向进入中心旋流器8，所以污水在中心旋流器8内部会旋转。产生的离心力使污水中的悬浮物脱稳、分离。密度较大的悬浮物会因为离心力聚集在中心旋流器8内侧壁面上形成浓液，沿侧壁向下流动。密度较小的悬浮物会形成清液通过旋流器溢流管5向上流出。旋流器溢流管5流出的清液进入中心导流筒9，向下从中心导流筒9底部流出，再向上流动。中心导流筒9中的水流流速较慢，清液中的悬浮物会沉降在水力约束板10外壁面上，堆积后滑落入沉淀池池体15底部污泥浓缩区，由排泥管12排出。中心旋流器8中含密度较大的悬浮物浓缩后形成浓液沿中心旋流器8内壁面滑动流动进入旋流导流器13，从导流槽出口17流出，导流槽出口17方向与旋流导流器13壁面切线方向有一定角度，因此浓液流向水力约束板10后会旋转，使悬浮物聚集在水力约束板10内壁面上，并滑落下来，通过排泥管排出。污泥浓缩区的上清液与中心导流筒9出水水流汇合沿池体缓慢向上流动，进入斜板沉淀区。通过斜板的作用，更为细小的悬浮物被拦截下来沉降入沉淀池池体15底部排出，水流继续向上通过燕尾形溢流堰2流入溢流槽3，并通过溢流槽3底部的出水口16排出。中心导流筒9顶部不封口，可以观察水质情况，并根据实际需要向水中投放药剂促进悬浮物沉淀。

从上述污水处理的过程可见，本沉淀池特别适用于农村地表径流颗粒物的脱除，但同样适用于采矿废水、造纸厂废水等废水中颗粒物的脱除，均可以高效地清除其中的悬浮物、颗粒物。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。