一种辐流回转斜板沉淀池

1.本发明属于水污染控制领域，提供一种用于净水处理的辐流沉淀池，尤其涉及一种具有浅层沉淀功能、高集成度一体化的辐流回转斜板沉淀池。


背景技术：

2.沉淀池是净水工艺中常用的一级处理或者深度处理构筑物，主要是针对相对密度较大的水体不溶物，应用重力作用将其从水体中去除。按照沉淀池中的水流方向，可将其分为平流式、竖流式和辐流式三种类型。其中，辐流式沉淀池的池体呈圆柱体结构,中心进水,周边出水的辐流式沉淀池能够提供较好的水力条件，有利于悬浮物较好的沉淀，因此较为常用。
3.浅层沉淀理论认为，沉淀池的池深越浅，沉淀时间越短，沉淀效率越高，可去除的悬浮物的粒径越小。依据该原理，在沉淀池内加装斜板（或者斜管），不但可以增加沉淀面积，而且能够改善水力条件，提高沉淀效率，因此，斜板沉淀池应运而生。
4.但是，在实际应用过程中，目前的辐流式沉淀池或者斜板沉淀池普遍存在以下缺点。
5.（1）辐流式沉淀池占地面积大，沉淀效率低。辐流式沉淀池主要应用于大中型污水处理厂，主要是因为其表面负荷较小，沉淀效率不高，难以去除粒径或密度较小的颗粒。因此，辐流式沉淀池占地面积通常较大，在厂区面积有限的前提下，制约了辐流式沉淀池的应用。
6.（2）斜板沉淀池运行不稳定，悬浮物沉降路径分散。斜板沉淀池的池型通常为矩形，池体底部一边进水，上部池体周边溢流出水，斜板间上升的水流影响了颗粒的向下沉降，影响了悬浮物的有效沉降，导致一部分悬浮物随水流流出，影响出水水质。同时，由于斜板布满整个沉淀池表面，布置方向一致，导致悬浮物沉淀分布在整个池底，对于底泥的收集带来了一定困难。
7.（3）辐流式沉淀池动力消耗较大，维护较复杂。辐流式沉淀池的动力消耗主要集中在刮泥机上，由于池底呈倒圆锥状，需要利用电力驱动的刮泥机不断地将沉淀下来的底泥刮入中心部位的集泥槽中，不但能耗较大，同时对于运行维护提出了一定的要求，增加了运维成本。


技术实现要素：

8.本发明针对现有辐流沉淀池和斜板沉淀池存在的上述问题，将二者相结合，采用环形回转式斜板的布置方式和环形集泥槽的结构形式，并采用斜板上部中心进水，周边溢流出水的进出水方式，因而提供了一种表面负荷较大、沉淀效率较高、规范悬浮物沉降路径、污泥得到较好收集的辐流回转斜板沉淀池。
9.本发明的目的可以通过下列技术方案来实现。
10.一种辐流回转斜板沉淀池包括上部的进水区、中部的沉淀区、下部的集泥区，三者
的回转体轴线重合，进水区为上下端敞口的中空圆柱体，沉淀区为上下敞口的中空倒置圆台，集泥区为上端敞口的中空倒置圆台。
11.所述的进水区包括进水区外壁板、进水区进水头部、进水区集水槽。所述的进水区外壁板为环形曲面板，围挡成上下端敞口的中空圆柱体；所述的进水区进水头部位于进水区的中间位置，两者的回转体轴线重合；进水区进水头部包括上部的配水器和下部的扩散器，所述的配水器为上下端敞口中空圆柱体。所述的下部的扩散器为上下端敞口的同心异径管，其上端边沿与配水器的下端边沿紧密连接。所述的进水区集水槽为上端敞口的环状中空结构，包括集水槽内壁板、集水槽底板、排水孔；所述的集水槽内壁板为环形曲面板，垂直放置；所述的集水槽底板为圆环状的平板，水平放置，其外环边沿与进水区外壁板的上部内表面紧密连接，其内环边沿与集水槽内壁板底边边沿紧密连接。所述的排水孔为开孔在进水区外壁板上部的圆形孔洞，与集水槽内壁板的上边沿和集水槽底板上表面的垂向距离相等，排水孔之间的垂直净距为零，水平净距相同。
12.所述的沉淀区包括沉淀区外壁板、斜板、进水竖管、固定横杆、上固定套环、下固定套环。所述的沉淀区外壁板为环形曲面板，围挡成为上下端敞口的中空倒置圆台，其侧壁与水平面的夹角为55
°
~65
°
之间，其上端边沿与进水区外壁板的下端边沿紧密连接；所述的斜板为上、下边沿与沉淀区外壁板上、下边沿均平齐的多块同心环形曲面薄板，倾斜角度与沉淀区外壁板相同，板间水平净距相等。所述的进水竖管为垂直设置的竖向圆管，其上端边沿与扩散器的下端边沿紧密连接，其下端穿过斜板。所述的固定横杆为实心方形柱状，分别与斜板的上下边沿紧密连接；在斜板上边沿前后以及左右方向设有的固定横杆，其周边端部与进水区外壁板的下端内壁紧密连接，其内侧端部交汇于中间位置的上固定套环外壁，所述的上固定套环为上下端敞口的中空倒圆台结构的环形曲面板，与扩散器的中下部紧密连接。在斜板下边沿前后以及左右方向设有的固定横杆，其周边端部与沉淀区外壁板的下端内壁紧密连接，其内侧端部交汇于中间位置的下固定套环外壁，所述的下固定套环为上下端敞口的中空圆柱结构的环形曲面板，与进水竖管的下端外壁紧密连接。
13.所述的集泥区包括集泥区外壁板、v型环状集泥槽、进水弯头、进水横管、排泥口、排泥竖管、排泥横管、排泥总管。所述的集泥区外壁板为环形曲面板，围挡成上下端敞口的中空倒置圆台，其上端边沿与沉淀区外壁板下端边沿紧密连接，其倾斜角度与沉淀区外壁板相同。所述的v型环状集泥槽包括正向环状倾斜板和反向环状倾斜板。所述的正向环状倾斜板为由上部外侧向下部内侧倾斜的曲面斜板，其倾斜角度与集泥区外壁板相同，其垂直边紧密连接后组成上下端敞口的中空倒圆台结构；所述的反向环状倾斜板为由下部内侧向上部外侧倾斜的曲面斜板，其倾斜角度与集泥区外壁板相反，其垂直边紧密连接后组成上下端敞口的中空正圆台结构；正向环状倾斜板和反向环状倾斜板的上端边沿平齐，底端边沿紧密连接，围挡组成一组v型环状集泥槽；各组v型环状集泥槽的正向环状倾斜板的外侧上端边沿分别与外侧的其他组v型环状集泥槽的反向环状倾斜板的外侧上端边沿紧密连接，最内侧的正向环状倾斜板的下端边沿以原有倾斜角度向下延伸后合拢在一起，形成中空倒圆锥结构的中心内侧v型集泥槽；最外侧的正向环状倾斜板的上边沿与集泥区外壁板的下端紧密连接。所述的进水弯头为90
°
圆管弯头，其上端边沿与进水竖管的下端边沿紧密连接，其下端边沿与进水横管的左端边沿紧密连接，所述的进水横管为左右向水平设置的圆管，其右端穿过集泥区外壁板并与集泥区外壁板紧密连接。所述的排泥口设置在每组v型
环状集泥槽的底部的圆形孔洞，每个排泥口的下端连接有排泥竖管。所述的排泥竖管为垂直设置的圆形管道，其上端边沿与每个排泥口的下端边沿紧密连接，其下端边沿分别与排泥横管和排泥总管的上表面紧密连接。所述的排泥横管和排泥总管分别为前后向和左右向水平设置的圆形管道，其中，排泥横管的内径与排泥竖管的内径相同，其两端封堵，在中部与排泥总管垂直十字相交；所述的排泥总管的内径为排泥竖管内径的1.5~2.0倍，其右端封堵，左端连接有排泥控制阀。
14.与现有技术相比，本发明具有以下优点。
15.（1）实现良好的沉降性能。中心进水、周边出水的辐流式进出水方式提供了良好的水力条件，环状斜板提高了沉淀的表面负荷，因此，将辐流式沉淀池与斜板沉淀池有机结合整体提高了装置的沉淀性能、优化了悬浮物沉降路径。
16.（2）结构简单，动力消耗小。采用v型环状集泥槽，有效地利用了沉淀池下部空间，可以依靠重力作用自行将污泥沉降到v型环状集泥槽底部，省去了复杂的机械刮泥装置，在保证污泥有效沉降的同时，简化了沉淀池结构，减少了运行时的动力消耗。
附图说明
17.图1为本发明一种辐流回转斜板沉淀池的俯视图。
18.图2为本发明一种辐流回转斜板沉淀池的正视图。
19.图3为本发明一种辐流回转斜板沉淀池的侧视图。
20.图4为图1的1
‑
1剖视图。
21.图5为图1的2
‑
2剖视图。
22.图6为图4的3
‑
3剖视图。
23.图7为图4的西南等轴侧图。
24.图8为图4中a点的放大图。
25.图9为图5中b点的放大图。
具体实施方式
26.以下是本发明的具体实施并结合附图1~ 附图9，对本发明的技术方案进一步的描述，但本发明不限于这些实施例。
27.一种辐流回转斜板沉淀池，包括上部的进水区1、中部的沉淀区2、下部的集泥区3，三者的回转体轴线重合，进水区1为上下端敞口的中空圆柱体，沉淀区2为上下敞口的中空倒置圆台，集泥区3为上端敞口的中空倒置圆台。
28.所述的进水区1包括进水区外壁板11、进水区进水头部12、进水区集水槽13。所述的进水区外壁板11为环形曲面板，围挡成上下端敞口的中空圆柱体，即为进水区1，其内径与高度的比值在5~8之间。所述的进水区进水头部12位于进水区1的中间位置，两者的回转体轴线重合；进水区进水头部12包括上部的配水器121和下部的扩散器122，所述的配水器121为上下端敞口中空圆柱体，其内径为进水区1内径的五分之一至六分之一之间，其上边沿与进水区1的上边沿的垂直净距为其内径的三分之一至二分之一之间，其高度为其内径的五分之一至六分之一之间。所述的下部的扩散器122为上下端敞口的同心异径管，其上端边沿与配水器121的下端边沿紧密连接，其下端内径为上端内径的六分之一，其高度为其下
端内径的2.5倍~3.5倍。所述的进水区集水槽13为上端敞口的环状中空结构，包括集水槽内壁板131、集水槽底板132、排水孔133；所述的集水槽内壁板131为环形曲面板，垂直放置；所述的集水槽底板132为圆环状的平板，水平放置，其外环边沿与进水区外壁板11的上部内表面紧密连接，其内环边沿与集水槽内壁板131底边边沿紧密连接，其上表面与进水区1的上沿的净距为配水器121内径的三分之一至二分之一之间。所述的进水区集水槽13的宽度和深度的比值在1.0~1.5之间，且其宽度与进水区1的内径的比值为0.20~0.25之间，集水槽内壁板131上边沿与进水区1的上边沿的垂向距离为进水区集水槽13宽度的1.0倍~1.5倍之间。所述的排水孔133为开孔在进水区外壁板11上部的圆形孔洞，与集水槽内壁板131的上边沿和集水槽底板132上表面的垂向距离相等，排水孔133之间的垂直净距为零，水平净距为孔径的10倍~15倍。
29.所述的沉淀区2包括沉淀区外壁板21、斜板22、进水竖管23、固定横杆24、上固定套环25、下固定套环26。所述的沉淀区外壁板21为环形曲面板，围挡成为上下端敞口的中空倒置圆台，其侧壁与水平面的夹角为55
°
~65
°
之间，其上端边沿与进水区外壁板11的下端边沿紧密连接；所述的斜板22为上、下边沿与沉淀区外壁板21上、下边沿均平齐的多块同心环形曲面薄板，倾斜角度与沉淀区外壁板21相同，板间水平净距相等，内侧最小的斜板22下端内径为进水竖管23外径的1.5倍~2.5倍。最外侧斜板22与沉淀区外壁板21的水平净距与斜板22间的水平净距相等。所述的进水竖管23为垂直设置的竖向圆管，其上端边沿与扩散器122的下端边沿紧密连接，其下端穿过斜板22。所述的固定横杆24为实心方形柱状，数量为8根，分别与斜板22的上下边沿紧密连接；在斜板22上边沿前后以及左右方向分别设有2根固定横杆24，其周边端部与进水区外壁板11的下端内壁紧密连接，其内侧端部交汇于中间位置的上固定套环25外壁，所述的上固定套环25为上下端敞口的中空倒圆台结构的环形曲面板，与扩散器122的中下部紧密连接，其上下端内径均与所接触的扩散器122的上下部位外径相同。在斜板22下边沿前后以及左右方向分别设有2根固定横杆24，其周边端部与沉淀区外壁板21的下端内壁紧密连接，其内侧端部交汇于中间位置的下固定套环26外壁，所述的下固定套环26为上下端敞口的中空圆柱结构的环形曲面板，与进水竖管23的下端外壁紧密连接，其内径与进水竖管23的外径相同。
30.所述的下部集泥区3包括集泥区外壁板31、v型环状集泥槽32、进水弯头33、进水横管34、排泥口35、排泥竖管36、排泥横管37、排泥总管38。所述的集泥区外壁板31为环形曲面板，围挡成上下端敞口的中空倒置圆台，其上端边沿与沉淀区外壁板21下端边沿紧密连接，其倾斜角度与沉淀区外壁板21相同，其高度为其上端直径的七分之一到六分之一之间。所述的v型环状集泥槽32包括正向环状倾斜板321和反向环状倾斜板322。所述的正向环状倾斜板321为由上部外侧向下部内侧倾斜的曲面斜板，其倾斜角度与集泥区外壁板31相同，其垂直边紧密连接后组成上下端敞口的中空倒圆台结构；所述的反向环状倾斜板322为由下部内侧向上部外侧倾斜的曲面斜板，其倾斜角度与集泥区外壁板31相反，其垂直边紧密连接后组成上下端敞口的中空正圆台结构；正向环状倾斜板321和反向环状倾斜板322的上端边沿平齐，底端边沿紧密连接，围挡组成一组v型环状集泥槽32；各组v型环状集泥槽32的正向环状倾斜板321的外侧上端边沿分别与外侧的其他组v型环状集泥槽32的反向环状倾斜板322的外侧上端边沿紧密连接，最内侧的正向环状倾斜板321的下端边沿以原有倾斜角度向下延伸后合拢在一起，形成中空倒圆锥结构的中心内侧v型集泥槽323；最外侧的正向环
状倾斜板321的上边沿与集泥区外壁板31的下端紧密连接，其上边沿直径与高度的比值在4.5~5.5之间。所述的进水弯头33为90
°
圆管弯头，其上端边沿与进水竖管23的下端边沿紧密连接，其下端边沿与进水横管34的左端边沿紧密连接，所述的进水横管34为左右向水平设置的圆管，其右端穿过集泥区外壁板31并与集泥区外壁板31紧密连接，并连接有进水阀门341。所述的排泥口35设置在每组v型环状集泥槽32的底部的圆形孔洞，左右和前后方向各设置一个，每组v型环状集泥槽32的排泥口35数量为4个，中心内侧v型集泥槽323的底部中心部位设置一个排泥口35。每个排泥口35的下端连接有排泥竖管36，所述的排泥竖管36为垂直设置的圆形管道，其上端边沿与每个排泥口35的下端边沿紧密连接，其下端边沿分别与排泥横管37和排泥总管38的上表面紧密连接。所述的排泥横管37和排泥总管38分别为前后向和左右向水平设置的圆形管道，其中，排泥横管37的内径与排泥竖管36的内径相同，其两端封堵，在中部与排泥总管38垂直十字相交；所述的排泥总管38的内径为排泥竖管36内径的1.5~2.0倍，其右端封堵，左端连接有排泥控制阀381。
31.另外，本发明的各种板材可由5mm~10mm厚的pe、pvc或ppp材料模压或者焊接制成，也可由1mm~3mm厚的不锈钢板钣金或者焊接制成。所述的进水区1内径为9000mm~10000mm；所述的排水孔133直径为20mm~40mm；所述的沉淀区外壁板21高度为8500mm~9500mm；所述的斜板22间水平净距为150mm~250mm；所述的排泥口35的直径为150mm~250mm。其余尺寸可通过推算得出。
32.本发明的工作原理如下所述。
33.（1）安装与固定。选定安装地点后，首先预埋排泥竖管36、排泥横管37、排泥总管38，并在其排泥出口安装蝶阀或闸阀，砌筑阀门井；将地面用混凝土硬化，做好设备基础，将辐流浅层沉淀池就位后，连接辐流浅层沉淀池与排泥竖管36；最后安装进水区进水头部12、进水竖管23、进水弯头33、进水横管34、斜板22、固定横杆24、上固定套环25、下固定套环26等部件，并按照附图1~附图9所示安装蝶阀或闸阀。
34.（2）运行。首先确认进水阀门341开启，排泥控制阀381关闭，污水由进水区进水头部12进入装置内部，水中的悬浮物质由于重力作用向下沉入中部沉淀区2，在各组斜板22上沉淀后，滑入下部的v型集泥漕32；经过各组斜板22去除大部分悬浮物的处理水则溢流进入进水区集水槽13，最后通过排水孔133排出。
35.（4）维护。定期开启排泥控制阀381，对于沉积在v型环状集泥槽32内的污泥进行排放，以便装置顺利运行。
36.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神实质作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。