新型污水沉淀池及其操作方法与流程

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新型污水沉淀池及其操作方法。

背景技术：

近些年，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，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。人们应当充分利用自然沉淀，缩短其沉淀净化时间，提高净化率。

斜管或者斜板，是在浅池理论上发展出来的一项最广泛而且成熟的沉淀装置，广泛应用于水处理沉淀池中。在沉淀池的沉淀区内，利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）将水体分割成一系列浅层沉淀层，被处理水体和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。斜管沉淀池具有沉淀面积大，沉淀效率高、沉淀时间短、占地少等优点，是一种高效沉淀设备，广泛使用于小城镇污水处理厂。但当水体固体负荷过大时，其处理效果不太稳定；耐冲击负荷的能力也较差。尤其严重的是其斜板（管）容易发生污泥黏附、堵塞和藻类孳生现象，给维护管理工作带来困难，这大大限制了它的使用范围。

技术实现要素：

为了解决传统斜管沉淀池对水量冲击负荷和水温变化适应能力不强和传统斜板（管）容易发生污泥黏附、堵塞，影响沉淀效果的缺陷，本发明利用流体运动特性，综合浅池理论、动态混凝原理和斜板技术，改变了传统斜板（管）静止不动的状态：

⑴利用一组内外嵌套、平行排列的螺旋波纹管筒将运动原水分割为一系列浅层沉淀池，被处理水体和沉降的沉泥在各浅层沉淀池中相互运动并分离；

⑵同时利用流体在障碍物后或者凹陷处形成高速旋转漩涡的伯努利效应，波浪起伏的螺旋波纹结构使原水在凸棱后凹槽内产生稳定的漩涡。在漩涡的卷吸作用下，原水中的非流体物质聚集到漩涡中心，在涡核中不断接触、碰撞，黏合，发生絮凝反应。絮体经旋转流体的反复挤压作用，其质量和尺寸越来越大，最后以大质量颗粒沉降。从而达到了去除原水中悬浮物质，清洁水体的目的。

多层平行嵌套的筒壁以及和每一个筒壁上周期排列螺旋波纹结构，使浅池沉淀、漩涡絮凝反应过程反复循环进行，悬浮物质不断地从水体沉淀析出，净化效率大大提高。

传动装置驱动筒体以低的线速度在沉淀池内转动。转动的筒体促使沉淀物在重力作用下沿筒壁滑动下移，最后从筒壁上的切槽落入池底，沉入集泥斗，从而不会在筒内产生黏附、积聚，堵塞现象。

由于筒体可以随转轴转动。通过快速转动转轴，螺旋波纹凸棱就尤如高速旋转的螺旋桨体，形成强烈湍动的射流，即可对筒体造成高速冲刷作用，清除可能的淤积、堵塞非常方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

新型污水沉淀池及其操作方法，其特征是：沉淀池水平布置，截面呈半圆形，池底有一定的斜度，一端高，一端低，向进水端底部的集泥斗倾斜；一组等长的，直径大小不等；直径由小到大，相互直径差相等的圆柱形螺旋波纹管，大小相互嵌套，由内到外等距排列构成一个同心圆筒组， 固定在轴线位置上的套筒上；所述圆柱形螺旋波纹管为具有多个螺旋波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体；所述圆柱形螺旋波纹管数量不少于3个；所述圆柱形螺旋波纹管的轴线必须与套筒的轴线重合，构成同心同轴结构；所述圆柱形螺旋波纹管壳与套筒的轴线平行，圆柱形螺旋波纹管间的间隙层与套筒的轴线平行；所述圆柱形螺旋波纹管均在同向母线上切开周向间隔180°或者120°的贯穿全长的切槽；套筒套在转轴上，通过键联接或者型面联接周向固定；转轴水平安装在半圆形沉淀池两端的支座上；所述转轴的一端连接传动装置；沉淀池内充满污水，水流在沉淀池内沿转轴的轴向流动，从转轴一端流入沉淀池，通过圆柱形螺旋波纹管组的间隙，从另外一端流出沉淀池；工作时，传动装置驱动转筒以低的线速度在沉淀池内转动，污水通过圆柱形螺旋波纹管组的间隙形成的系列浅层沉淀池沉淀和被螺旋波纹管的凸棱后凹槽的漩涡净化，悬浮物从水体沉淀析出，沿转动筒壁滑动下移，最后从筒壁上的切槽落入池底，沉入集泥斗；周而复始；连续的、螺旋盘绕凸棱对污水的驱动作用增强，正转时可以促进水流的轴向流动，反转时可以阻碍水流的轴向流动，可以人为地控制污水的流动速度和过池时间，从而具备有耐冲击；维护时，传动装置提高转速，快速转动转轴及转筒体，螺旋凸棱就尤如高速旋转的螺旋桨体，形成强烈湍动的射流，即可对筒体造成高速冲刷作用，清除可能的淤积、堵塞非常方便。

本发明的有益效果是，大幅度提高单位占地面积的沉淀面积，沉淀能力强，沉淀时间缩短；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；水力条件好，沉淀效率高；大幅提高池体表面负荷；减少占地面积；不积泥，不堵塞，清除积淤方便，克服了传统斜板（管）沉淀技术容易堵塞问题，扩大了斜板（管）沉淀技术的使用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的纵向剖视图。

图2是本发明的横向剖视图。

图3是本发明的所述圆柱形螺旋波纹管组及其柱面上周向间隔180°的切槽结构的示意图。

图中：

1．池体 2．污水 3．进水槽 4．淹没孔 5．出水堰 6．出水槽

7．输水管 8．沉淀污物 9．贮泥斗 10．排泥管 11．基座

12．转轴 13．螺旋波纹滚筒 14．传动装置 15．套筒

16．圆柱形螺旋波纹管 17．螺旋凸棱 18．螺旋凹槽

19．滚筒支架 20．切槽 21．键 22．键槽。

具体实施方式

在图1、2、3所示实施例中，本发明的沉淀池(1)水平布置，截面呈半圆形，池底有一定的斜度，出水口一端高，进水口一端低；进水口一端设置有集泥斗(9)；一组等长的，直径大小不等；直径由小到大，相互直径差相等的圆柱形螺旋波纹管(16)，大小相互嵌套，由内到外等距排列构成一个同心圆筒组(13)， 固定在轴线位置上的套筒(15)上；所述圆柱形螺旋波纹管(16)为具有多条螺旋缠绕凸棱的圆柱形薄壁折皱的壳体；所述圆柱形螺旋波纹管(16)数量为3个；所述圆柱形螺旋波纹管(16)的轴线必须与套筒(15)的轴线重合，构成同心同轴结构；所述圆柱形螺旋波纹管(16)均在同向母线上切开周向间隔180°或者120°的贯穿全长的切槽(20)；套筒(15)套在转轴(12)上，通过键(21)联接周向固定；转轴(12)水平安装在半圆形沉淀池(1)两端的支座(11)上；所述转轴(12)的一端连接传动装置(14)；污水(2)从池体(1)右侧进水槽(3)的淹没孔(4)流入，沿转轴(12)的轴向向左运动，通过圆柱形螺旋波纹管组(13)的间隙形成的系列浅层沉淀池沉淀和被螺旋波纹管的凸棱(17)凹槽(18)后的漩涡净化，从左侧的出水堰(5)溢出，进入出水槽(6)，再由输水管(7)输到下一工序。

从进水口流入的污水(2)，分别流进入圆柱形螺旋波纹管组(13)间隙形成的系列长度很长的浅层沉淀池，被处理水体和沉降的沉淀物在沉淀浅层中相互稳定运动并分离。

由于流体的伯努利效应，波浪起伏的螺旋波纹结构使原水在凸棱(17)后凹槽(18)内产生稳定的漩涡。在漩涡的卷吸作用下，原水中的非流体物质聚集到漩涡中心，在涡核中不断接触、碰撞，黏合，发生絮凝反应。絮体经旋转流体的反复挤压作用，其质量和尺寸越来越大，最后以大质量颗粒沉降。当微涡旋尺度与矾花颗粒尺度相近或相等时絮凝反应最充分，絮凝效果最佳；涡旋数量越多，涡旋强度越大，污物分离得越彻底，矾花也越密实。

圆弧形的壁板也限制了流体的运动方向，具有与轴向不同的分速度的运动颗粒在左、右方向或者凸棱(17)壁板碰撞。由于固体壁面附近的边界层粘性大，运动颗粒碰撞后失速，再碰撞再失速，最后运动速度降低为零，在固－液边界耗尽能量，沉淀或者粘附在壁板上。固－液边界区域是加速沉淀形成的主要区域。

周期排列的起伏螺旋波纹结构，使絮凝反应过程反复循环进行，原水中悬浮物质不断地得以去除，沉降分离彻底，净化效率大大提高。

工作时，传动装置(14)驱动筒体(13)以低的线速度在沉淀池(1)内转动。转动的筒体(13)促使沉淀物(8)在重力作用下沿筒壁滑动下移，最后从筒壁上的切槽(20)落入池底，沉入集泥斗(9)，从而不会在筒内产生黏附、积聚，堵塞现象。

维护时，传动装置(14)提高转速，快速转动转轴(12)及转筒体(13)，螺旋波纹凸棱(17)就尤如高速旋转的螺旋桨体，形成强烈湍动的射流，即可对筒体(13)造成高速冲刷作用，清除可能的淤积、堵塞非常方便。