专利名称：一种同向流斜板沉淀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水处理净化装置，具体是指一种用于给水排水中的同向流斜板沉淀装置。
背景技术：
在水处理领域，平流式沉淀池是最早使用的沉淀技术，但是该沉淀池的占地面积非常大。而斜板(管)沉淀技术不仅沉淀效果好，而且还可以弥补平流式沉淀技术占地面积大的缺点，因此全世界都广泛地用该沉淀技术代替最早的平流式沉淀技术，并将其运用于生产实践中。斜板(管)沉淀技术从泥水流向来分可以分为异向流(向上流)、垂直流(侧向流)、同向流(向下流)，三种流向沉淀技术中又数同向流斜板(管)沉淀的效果最好，同向流斜板(管)沉淀由于沉淀过程中泥流和水流方向相同，这样有助于泥的下滑，不会像异向流斜板(管)沉淀那样一旦流速过大会引起泥水扰动，因此同向流斜板(管)沉淀可以大大提高表面负荷，其表面负荷比异向流斜板(管)沉淀高3 5倍。同向流斜板(管)沉淀的斜板(管)组内水流速度较高，还可以克服异向流斜板(管)沉淀组内部存在的积泥问题。另外，由于同向流斜板沉淀中斜板(管)倾角比较小，其斜板(管)的有效沉淀面积大，沉淀效果好。因此，同向流斜板(管)沉淀技术是一种高效沉淀技术。在1967年瑞典查理默斯大学工程学院与阿克塞尔约翰逊工业研究院合作下，创造了“兰美拉”分离器(即同向流斜板)，并于次年三月向美国申请专利。1973年起，我国开始进行了同向流斜板沉淀的试验研究工作。但是由于该沉淀技术存在以下缺点，导致这种高效的沉淀技术难于在生产实践中运用:
1、集水装置构造非常复杂，同向流斜板沉淀装置由于沉淀过程中泥流和水流方向相同，在沉淀末端需要设置集水渠收集清水，并由回流管排出所收集的清水。现已有各种形状的集水装置，如刀型、综合阻力型、梯形等，但是构造都非常复杂，不便于施工组装，且造价
曰虫印贝ο2、由于两斜板间需要设置集水装置收集沉后水，导致两斜板间的间距不能太小，从而使沉淀面积受到一定局限。而且还在沉淀末端增加一段滑泥板，增加了造价和安装难度。3、集水装置孔眼容易堵塞，集水装置孔径一般都是Φ4 ΦΙΟπιπι范围，装置经过运行一段时间后局部孔眼极易堵塞，不能正常工作，严重影响装置的沉淀效率。4、同向流斜板沉淀池体配集水不均匀，斜板液面相似于一个有沿程出水的平流式沉淀池体，絮凝体沿程进入斜板，端部进得多，后部进得少，导致端部污泥浓度远远高于后部，会出现端部斜板上积泥现象。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种同向流斜板沉淀装置，采用圆形结构，达到集水构造简单、易于收集沉淀出水、易于泥水分离、配集水均匀、空间利用率高沉淀效果好的目的，并降低安装难度，降低造价。为了实现以上目的，本发明的技术方案是:
一种同向流斜板沉淀装置，包括同心设置的外圆筒和内圆筒，在内、外圆筒之间围成的区域的中上段位置设斜板沉淀区，其特征在于:集水区和斜板沉淀区共壁设置，两者内外相邻，集水区靠近内圆筒，即在斜板沉淀区内侧，由隔板在内圆筒的之外或之内围出一环形区，作为集水区，隔板即是两者的共壁部分。所述斜板沉淀区内均匀布置有一圈斜板，斜板固定在集水区的外壁和外圆筒的内壁上；在集水区的外壁上对应相邻两斜板的末端之间的位置设有小孔或环形槽，连通斜板沉淀区和集水区。所述斜板相对于水平面的倾斜角度为e =30 45°，本沉淀装置的斜板在倾斜角度β时，刚好可以固定在集水区外壁和外圆筒的内壁上。所述斜板的形状是取自两个同心同长短轴比的椭圆形成的一个椭圆环中的一段的形状，内椭圆短轴内椭圆长轴~二 RfiZcos Θ，外椭圆短轴，外椭圆长轴沒外=R外/COS 〃，其中R#是集水区外壁的半径，％是外圆筒内壁的半径，斜板附着在集水区外壁和外圆筒内壁上；所述两个椭圆是在外圆筒的内壁和集水区的外壁上以Θ =30 45°的角度虚拟地斜切而获得，斜板的短边取两椭圆的短轴之差的直线部分，斜板的长边取靠近外椭圆长轴端点，且垂直于长轴的直线部分，所述短边和长边平行，短边为斜边上端，长边为斜板下端；另外，取短边和长边之间的内椭圆边为斜板的内侧边,短边和长边之间的外椭圆边为斜板的外侧边。在斜板上距斜板短边一定距离即靠近斜板短边设有一个斜向下挡板，该挡板由斜板内侧往斜板外侧延伸，该挡板起点到椭圆圆心与椭圆圆心到短轴边的夹角为30°，挡板可以与相邻的斜板连接，或者不连接。本装置中，内圆筒为完整空间，可以作为水处理的其他工序使用。本发明具有如下优点:
1、由于采用了圆形沉淀结构，配合采用特殊结构的斜板布置，泥水在斜板上受重力，水流推力，向心力以及挡板的作用下，沉淀在斜板上的泥沿着斜板外侧边滑落，水就沿着内侧边小孔或环形槽进入集水区，有利于泥水在斜板上进行分离。2、该装置实现了同向流沉淀在圆形设备中发生，并且集水区构造简单，易于收集沉淀出水，安装难度小。3、斜板在外圆筒内的倾角为30 45°，有效沉淀面积大，沉淀效果好。4、该装置内圆筒内为完整的空间，可以利用该空间作为其他工序加以利用，结构紧凑，合理，空间利用率高。5、装置采用圆形结构，集、配水非常均匀，无死水区。
图1-本发明沉淀装置平面示意 图2-本发明沉淀装置1-1剖面 图3-本发明斜板上泥水流向示意 图4-本发明斜板示意图(实线部分为斜板)。
具体实施例方式参见图1和图2所示，本发明同向流斜板沉淀装置主要包括内圆筒6、外圆筒4、集水区隔板5、斜板7、挡板9、小孔8等。其中，斜板沉淀区I设置在内、外圆筒之间围成的区域的中上段位置，集水区2是由隔板2在内圆筒6上半部外围成的一圈环形区，这样，集水区外与外圆筒内之间的区域即为斜板沉淀区1，集水区和斜板沉淀区共壁(即隔板5)设置，两者内外相邻。斜板7在斜板沉淀区内均匀布置有一圈，且固定在集水区外壁和外圆筒的内壁上，斜板的倾斜角度为Θ =30 45°。在集水区的外壁上对应相邻两斜板7的末端之间的位置设有小孔8，用于连通斜板沉淀区和集水区。参见图3和图4，斜板7的结构形状是这样设计的:斜板的形状取自两个同心同长短轴比的椭圆形成的一个椭圆环中的一段，内椭圆短轴内椭圆长轴二 Rfi/COS Θ，外椭圆短轴，外椭圆长轴二 R外ICOS 〃，其中R内是集水区隔板2外壁的半径，R#是外圆筒内壁的半径；所述两个椭圆是在外圆筒的内壁和集水区隔板的外壁上以β=30 45°的角度虚拟地斜切而获得。两椭圆的短轴之差的直线部分为斜板短边，靠近外椭圆长轴端点，且垂直于长轴的直线部分为斜板长边，短边和长边平行，短边为斜边上端，长边为斜板下端；另外，取短边和长边之间的内椭圆边为斜板的内侧边，短边和长边之间的外椭圆边为斜板的外侧边。在距斜板短边一定距离的斜板内侧往斜板外侧处设有一个水平挡板9，该挡板起点到椭圆圆心与椭圆圆心到短轴边的夹角为30°，挡板连接在前后两斜板之间。本装置只是 整个水处理设备的一部分，要完整水处理过程，在内圆筒6和外圆筒4上还可以配置其它功能区域，如可以在斜板沉淀区I上方设置配水区，在斜板沉淀区下方连通污泥浓缩区，在内圆筒内3设置絮凝区等，可根据需要完成水处理过程。以下进一步说明该同向流斜板沉淀装置的沉淀过程及斜板的安装形式。沉淀过程:絮凝后的水绕环形均匀布置进入斜板沉淀区上方的配水区后，泥水均匀地进入斜板组间，在重力作用下，泥沉淀在斜板上端且在重力和水流推力的作用下，通过斜板以及斜板之间的挡板的引导，泥在斜板上滑至斜板外侧边，然后沿着斜板外侧边滑至下端的污泥浓缩室内，而沉后水则在斜板末端通过外圆筒内壁上的小孔进入集水区。斜板的安装形式:斜板环绕外圆筒内壁和集水区的外壁布置一周，具体的计算如下:集水区的外壁和外圆筒的内壁的半径分别为/^和相邻两斜板的内侧边之间和外侧边之间的水平间距分别是^和则斜板的个数为/^in取整数)，d外=2nR外
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权利要求
1.同向流斜板沉淀装置，包括同心设置的外圆筒(I)和内圆筒(3)，在内、外圆筒之间围成的区域的中上段位置设斜板沉淀区和集水区，其特征在于:所述集水区和斜板沉淀区共壁设置，两者内外相邻，集水区靠近内圆筒；所述斜板沉淀区内均匀布置有一圈斜板(7)，斜板固定在集水区的外壁和外圆筒的内壁上；在集水区的外壁上对应相邻两斜板的末端之间的位置设有小孔或环形槽(8)，连通斜板沉淀区和集水区； 所述斜板(7)的倾斜角度为β =30 45° ; 所述斜板是取自两个同心同长短轴比的椭圆形成的一个椭圆环中的一段，内椭圆短轴乂片=/ 片，内椭圆长轴召片二左片/cos沒，外椭圆短轴A外=R外，外椭圆长轴B外=R外/cos Θ，其中是集水区外壁的半径，R#是外圆筒内壁的半径；所述两个捕圆是在外圆筒的内壁和集水区的外壁上以β =30 45°的角度虚拟地斜切而获得，斜板的短边取两椭圆的短轴之差的直线部分，斜板的长边取靠近外椭圆长轴端点，且垂直于长轴的直线部分，所述短边和长边平行，短边为斜边上端，长边为斜板下端；另外，取短边和长边之间的内椭圆边为斜板的内侧边，短边和长边之间的外椭圆边为斜板的外侧边。
2.根据权利要求1所述的同向流斜板沉淀装置，其特征在于:在斜板上靠近斜板短边设有一斜向下的挡板(9)，所述挡板由斜板内侧边往斜板外侧边延伸，挡板可以与相邻的斜板连接，或者不连接。
3.根据权利要求2所述的同向流斜板沉淀装置，其特征在于:所述挡板起点到椭圆圆心与椭圆圆心到短轴边的夹角为30°。
4.根据权利要求1或2所述的同向流斜板沉淀装置，其特征在于:内圆筒(3)内为完整独立的空间，可以利用 作为水处理其他工序使用。
全文摘要
本发明涉及一种同向流斜板沉淀装置，包括同心的内圆筒和外圆筒，在内、外圆筒之间围成的区域的中上段位置设斜板沉淀区和集水区，所述斜板沉淀区内均匀布置有一圈斜板，斜板固定在集水区的外壁和外圆筒的内壁上；在集水区的外壁上对应相邻两斜板的末端之间的位置设有小孔或环形槽，连通斜板沉淀区和集水区，斜板倾斜角度为30~45°。为了使泥水更好的分离，在两斜板之间设置一定倾斜角度的封闭或半封闭的挡板。本发明的同向流斜板沉淀在圆筒内发生，同向流沉淀的集水装置构造简单，集水装置不占有效的沉淀空间，有效沉淀面积大，表面负荷高，配集水均匀，无死水区，泥水分离效果好，沉淀效果好，污泥浓缩效果好，安装方便等。
文档编号B01D21/02GK103157304SQ201310129059
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者蒋绍阶, 梁建军, 向平, 孙銮平, 李晓恩, 王秉钧, 潘畅, 刘静 申请人:重庆大学