沉砂排砂系统的制作方法

本发明涉及污水废水处理领域，尤其涉及一种沉砂排砂系统。

背景技术：

城市生活污水或者特定工业废水中，含有大量的细砂，为保护管路系统及配套设备，务必在污水处理厂的源头位置将砂砾清除。

目前，市政污水厂应用的平流式曝气沉砂池除砂装备一般采用固定在污水处理池顶部的传统桥式吸砂机，其通过与吸砂机桥架一起固定的吸砂泵或气提装置在运动中对沉淀在底部的砂子进行连续抽吸去除。

在大量污水厂运行的实际情况来看，曝气沉砂池无论是采用泵吸还是气提都不能有效的去除沉砂池底部的泥砂。多数沉砂设施的效果欠佳，抽吸上来的水量太多，含砂量很小，甚至出现沉砂池提不出砂的现象，从而导致大量的泥砂流入后段处理工艺，对后段系统运行和设备造成损害。

另外，由于桥式吸砂机的安装在池顶而造成池顶无法密封，臭味外泄，影响周围环境。同时，现有设备结构较高，从而占据了大量的上部空间，尤其在地下污水处理厂应用时，空间十分受限。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述不足，本发明有必要提供一种沉砂排砂系统，以至少解决以上技术问题之一。

本发明采用以下技术方案：

一种沉砂排砂系统，包括：

沉砂池，其具有进水口以及出水口；所述沉砂池的底部设置有集砂部；

设置于所述沉砂池底部的螺旋排砂机构；所述螺旋排砂机构包括纵长延伸的转动件、以及设置于所述转动件上的第一螺旋叶片；所述转动件具有与其长度方向平行的转动轴线；所述转动件能够带动所述第一螺旋叶片绕所述转动轴线转动；所述第一螺旋叶片在转动时能够将所述沉砂池底部的砂子运送至所述集砂部。

作为一种优选的实施方式，所述沉砂池的底部设置有与所述转动件同向延伸的容置槽；所述螺旋排砂机构设置于所述容置槽内。

作为一种优选的实施方式，所述容置槽具有多个沿所述转动件长度方向排布的U型壳体；相邻两个U型壳体间隔预定距离。

作为一种优选的实施方式，所述转动件的一端连接电机；另一端为自由端；所述电机能够带动所述转动件转动。

作为一种优选的实施方式，所述电机为防水电机，其固定安装于所述沉砂池内。

作为一种优选的实施方式，所述电机固定安装于所述沉砂池外。

作为一种优选的实施方式，所述沉砂池具有侧壁；所述侧壁上开设有连接通孔；

所述转动件的一端穿过所述连接通孔以连接所述电机；所述转动件上还设有靠近所述连接通孔设置或者至少部分长度位于所述连接通孔内的第二螺旋叶片；所述第二螺旋叶片与所述第一螺旋叶片的旋向相反。

作为一种优选的实施方式，所述集砂部为设置于所述容置槽一端的集砂坑；所述集砂坑靠近所述第一螺旋叶片的端部设置。

作为一种优选的实施方式，所述转动件为空心结构。

作为一种优选的实施方式，所述转动件包括多个首尾相连的转动段；相邻两个转动段之间，一转动段的端部具有插入部，另一转动段的端部具有供所述插入部插入的插槽；所述另一转动段的端部还设置有两个连接销；所述连接销将所述另一转动段的端部以及所述插入部贯穿。

在本发明中，螺旋排砂机构设置于沉砂池的底部，所以，沉砂池的池顶可实现全密闭，减少臭气外泄。同时，由于沉砂池的池顶无其他设备安装，节省了池顶的上部空间，在地下污水处理厂空间有限的情况下，具有很好的应用价值以及前景。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式提供的沉砂排砂系统结构示意图；

图2是本发明另一种实施方式提供的沉砂排砂系统结构示意图；

图3是图1的截面视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本发明的一种实施方式提供一种沉砂排砂系统，该沉砂排砂系统应用但不限于对污水处理排砂，也可以应用于(工业或家庭)废水的处理；甚至河道水的沉砂排砂。其中，该沉砂排砂系统优选地应用于污水处理厂。

在一实施方式中，该沉砂排砂系统包括：沉砂池5，其具有进水口以及出水口；所述沉砂池5的底部设置有集砂部4；设置于所述沉砂池5底部的螺旋排砂机构100；所述螺旋排砂机构100包括纵长延伸的转动件2、以及设置于所述转动件2上的第一螺旋叶片1；所述转动件2具有与其长度方向平行的转动轴线；所述转动件2能够带动所述第一螺旋叶片1绕所述转动轴线转动；所述第一螺旋叶片1在转动时能够将所述沉砂池5底部的砂子运送至所述集砂部4。

在本实施方式中，沉砂池5可以包括曝气池、污水处理池等，沉砂池5可以容纳污水或废水一段时间以使砂子(细砂)沉淀在池底。沉砂池5的池体一般用钢筋混凝土筑成,平面(横截面)形状有长方形、方形和圆形等。为便于污水的排出与进入，且不干扰沉砂排砂，沉砂池5的进水口与出水口可以设置于沉砂池5的侧壁的靠近上部位置。

在本实施方式中，螺旋排砂机构100设置于沉砂池5的底部，所以，沉砂池5的池顶可实现全密闭，减少臭气外泄。同时，由于沉砂池5的池顶无其他设备安装，节省了池顶的上部空间，在地下污水处理厂空间有限的情况下，具有很好的应用价值以及前景。

本实施方式中，螺旋排砂机构100可以通过转动将砂子推送至集砂部4，从而完成对细砂的收集排放。螺旋排砂机构100具有转动件2以及第一螺旋叶片1。其中，转动件2与第一螺旋叶片1形成“螺杆”形状。

转动件2为直杆形状，其优选为圆柱杆形状。此时，转动件2的转动轴线即为转动件2的圆心轴线，当然，本发明并不排除转动件2偏心转动的情况，只需转动件2的转动轴线与其长度方向平行即可。另外，转动件2并不拘泥与圆柱杆，其还可以为棱柱形状、或其他杆体形状，本发明并不作特别的限定。

第一螺旋叶片1设置于转动件2上，具体的，第一螺旋叶片1沿转动件2的长度方向螺旋延伸。其中，第一螺旋叶片1可以与转动件2为一体结构，比如，通过在转动件2的外侧壁上通过开槽(同样为螺旋槽)形成。另外，第一螺旋叶片1可以为安装于转动件2上，比如，第一螺旋叶片1通过焊接、铆接、或螺栓连接于转动件2的外侧壁上。

当然，第一螺旋叶片1可以为一体结构，即，第一螺旋叶片1为单个螺旋叶片；第一螺旋叶片1也可以为多段连接构成，本发明并不作特别地限定。优选的，第一螺旋叶片1与转动件2为两个部件，并通过焊接连接固定。

在本实施方式中，螺旋排砂机构100(或转动件2)的长度可以为20米至60米，较为优选的，螺旋排砂机构100可以为40米。第一螺旋叶片1的外缘的直径可以为0.2米至0.6米。

在本实施方式中，螺旋排砂机构100设置于沉砂池5底部，其中，为收集细砂从而利于排砂，所述沉砂池5的底部设置有与所述转动件2同向延伸的容置槽10；所述螺旋排砂机构100设置于所述容置槽10内。该容置槽10在沉砂池5中地势较低，细砂依靠重力作用容易进入容置槽10中，从而由容置槽10收集。

在本实施方式中，沉砂池5的底部的长度方向与容置槽10的长度方向相一致。位于容置槽10两侧沉砂池5的池壁(相对设置侧壁)可以倾斜设置，如图3所示，沉砂池5相对的两个池壁由上至下逐渐收窄，并逐渐靠近容置槽10。

为将沉砂池5底部的细砂排放彻底，螺旋排砂机构100(或转动件2)、容置槽10以及沉砂池5底部的长度可以大致对应(大致相等)，以防止细砂在未处理位置堆积。同时，污水中的砂类物质被螺旋排砂机构100输送到集砂部4内，进行集中外排处理，从而实现集沉砂、排砂处理一体化设计，除砂效率高。

在本实施方式中，容置槽10开设于沉砂池5的底部，其优选为U型槽(并不排除横截面为半圆形轮廓的实施例)。为维持容置槽10的形状，容置槽10的槽壁(侧壁或底壁)可以浇筑水泥形成；也可以通过壳体安装于沉砂池5的底部预开设的槽中，进而形成容置槽10。

考虑到容置槽10过大的情况下螺旋排砂装置可能产生晃动而排砂不稳，容置槽10过小的话无法安置螺旋排砂装置，同时，容置槽10也需要保持一定的直线度以放置螺旋排砂装置，故容置槽10的形状需与螺旋排砂装置的形状相匹配。基于该点考虑，如采用浇筑水泥方式形成容置槽10，工艺难度较大，故优选采用放置壳体形成容置槽10的方式。

壳体可以为一体结构，即整个壳体放置在沉砂池5底部后形成容置槽10。但此时仍对壳体的直线度有一定要求，加工难度较大，故作为优选的实施例，所述容置槽10可以具有多个沿所述转动件2长度方向排布的U型壳体11；相邻两个U型壳体11间隔预定距离。

其中，相邻两个U型壳体11之间的部位虽然未设置支撑结构，但是在螺旋排砂装置转动时会逐渐形成相适应结构(细砂沉积形成)，而细砂沉积时高出容置槽10底面部分会被第一螺旋叶片1推走。如此设置，只需在安装多个U型壳体11时采用激光定位校准即可，而U型壳体11的长度较小，直线度容易控制，从而便于生产，而且节省材料，降低成本。

在容置槽10中，相邻两个U型壳体11之间的距离可以相等，也可以不等，可以在实际场景中灵活控制。U型壳体11的材料可以为金属，也可以为塑料，在实际应用中，优选为耐腐蚀材料，以保证系统的使用寿命。

在本实施方式中，螺旋排砂机构100可以设置有带动转动件2转动的动力装置，动力装置的位置可以灵活设置，比如，动力装置可以设置于转动件2的中间，转动件2分成两部分安装于动力装置的两侧；或者动力装置安装于转动件2的一端等等。优选的，所述转动件2的一端可以连接电机3(动力装置)；另一端为自由端；所述电机3能够带动所述转动件2转动。

螺旋排砂机构100可以整体位于沉砂池5中；也可以部分位于沉砂池5中，部分位于沉砂池5外。在如图2所示的实施例中，所述电机3可以为防水电机3，其固定安装于所述沉砂池5内。具体的可以采用IP68防水电机3，从而螺旋排砂机构100可以完全浸没在水中安全运行。如此设置可以避免在沉砂池5的池壁中开洞以及无须采取额外的密封措施，具有较好的应用前景。

在如图1所示的实施例中，所述电机3可以固定安装于所述沉砂池5外。具体的，所述沉砂池5具有侧壁；所述侧壁上开设有连接通孔6。所述转动件2的一端穿过所述连接通孔6以连接所述电机3。当然，在连接通孔6处会设置有密封措施，以防止污水外泄，具体的，一般在连接通孔6内设置密封盘根，从而在不影响扭矩(转动)传递的情况下保证密封。

考虑到一般沉砂池5的侧壁由水泥浇筑形成，连接通孔6中如进入泥沙等杂质，杂质与水泥的膨胀系统不同，从而在环境温度发生变化时，容易破坏连接通孔6处的密封措施，造成池体泄露。为阻止砂、水对密封的破坏，所述转动件2上还设有靠近所述连接通孔设置的第二螺旋叶片7，或者所述转动件2上还设有至少部分长度位于所述连接通孔6内的第二螺旋叶片7。所述第二螺旋叶片7与所述第一螺旋叶片1的旋向相反。

由于第二螺旋叶片7与第一螺旋叶片1的旋向相反，比如，第一螺旋叶片1的旋向为左螺旋，则第二螺旋叶片7的旋向为右螺旋。从而，第二螺旋叶片7与第一螺旋叶片1(在同一转动件2的带动下)的输送方向相反，其中，第二螺旋叶片7的输送方向为由连接通孔6向沉砂池5内输送。基于此，第二螺旋叶片7在转动过程中能将进入连接通孔6内的杂质排出连接通孔6内，同时，欲进入连接通孔6的杂质在第二螺旋叶片7的阻挡作用下也无法进入连接通孔6内，从而避免连接通孔6内进入过多杂质，保证了沉砂池5与转动件2之间的密封，以及转动件2的转动不被干扰。

在本实施方式中，集砂部4位于沉砂池5中，螺旋排砂机构100在向集砂部4推送砂子。集砂部4可以储存或排出螺旋排砂机构100推送来的砂子。其中，集砂部4可以存在多种构造，示例为：集砂部4可以为凹坑、或者设置有传送机构，通过传送机构将到达集砂部4的砂子运送排出。

集砂部4的位置可以灵活设置，其可以沉砂池5底部的中间位置，此时，第一螺旋叶片1可以分成分别位于集砂部4两侧的两部分(在转动件2只有单一转向时，两部分的旋向相反即可；在转动件2具有两个转向时，两部分的旋向可相同)；另外，集砂部4也可以设置于沉砂池5底部的端部位置，此时，第一螺旋叶片1可以为连贯构造，集砂部4位于在第一螺旋叶片1的推送方向的一端设置。

优选的，所述集砂部4可以为设置于所述容置槽10一端的集砂坑4；所述集砂坑4靠近所述第一螺旋叶片1的端部设置。此时，在第一螺旋叶片1转动过程中，第一螺旋叶片1将砂子由左至右(在读者面对图1、图2时)推送至集砂坑4中，同时(或者运行一段时间后)，可以通过砂泵或气提装置对集砂坑4内沉淀的细砂抽送至安装在池外的洗砂器进行砂水洗涤分离，使得分离后的砂有机物含量小于5％，进而使提取的细砂能够作为次级建筑材料得以再生资源化。

如图2所示，集砂坑4与电机3可以分别位于转动件2的两端，承接上文描述，集砂坑4可以靠近转动件2的自由端设置。也可以如图1所示，集砂坑4与电机3可以靠近转动件2的一端设置。另外，集砂坑4的数量并不局限于一个，在同一沉砂池5内可以设置多个集砂坑4，以应对大容量曝气池的沉砂排砂工作。

为进一步降低装置运行载荷以及安装成本，所述转动件2可以为空心结构；转动件2的空心部分无法进入液体，比如，转动件2可以通过一管体封堵两端形成。

具体地如图1、图2所示，电机3固定于沉砂池5池底，转动件2的一端连接电机3，另一端为自由端，在沉砂池5未进入污水时，螺旋排砂机构100在重力作用下会接触容置槽10的底部，而在沉砂池5内输入污水后，螺旋排砂机构100受到较大浮力作用，从而与池底摩擦力减小。如此设置不仅便于安装，而且节能、装置的磨损也较低，从而具备较长的使用寿命。

在具备上述长度的情况下，为保证螺旋排砂机构100的同心度(直线度)，所述转动件2可以多段连接式构造。具体的，转动件2可以包括多个首尾相连的转动段。相邻两个转动段之间，一转动段的端部具有插入部，另一转动段的端部具有供所述插入部插入的插槽；所述另一转动段的端部还设置有两个连接销(未图示)；所述连接销将所述另一转动段的端部以及所述插入部贯穿。

其中，插入部可以为转动段一端或端面上的凸起，此时，转动段的一端直接插入另一转动段的插槽内，或者，转动段一端的凸起插入另一转动段的插槽内。连接销贯穿转动段具有插槽的一端，同时贯穿插槽及位于插槽内的插入部，从而防止相邻两个转动段轴向脱开。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。