一种水平流沉淀装置及水平流沉淀净水系统的制作方法

1.本实用新型涉及自来水生产及污水处理技术领域，尤其涉及一种水平流沉淀装置及水平流沉淀净水系统。


背景技术：

2.沉淀是水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程。沉淀工艺是常规水处理工艺的重要环节，在市政自来水生产和污水处理中必不可少，也是在水厂工程中占地和投资所占比例比较大的工艺。
3.目前，自来水生产、污水处理等水处理行业常采用沉淀池来净化水，沉淀池包括平流沉淀池、斜板沉淀池等，利用沉淀池的工艺设施完成固体颗粒与水的分离。但是，现有平流沉淀池存在沉淀效率低、沉淀负荷不均匀的缺点，并且，现有斜板沉淀池在工艺上，均是水流自下而上流动，沉泥沿斜管或斜板向下滑动，则存在耐冲击负荷较差的缺点。
4.因此，亟需提供一种沉淀效率高、沉淀负荷均匀、耐冲击负荷强的水平流沉淀装置及水平流沉淀净水系统。


技术实现要素：

5.本实用新型针对上述现有技术的不足，为实现本实用新型的一个目的，提供了一种水平流沉淀装置，其包括：中空框架，其包括依次连接的第一支架、第二支架、第三支架和第四支架，相对于流入中空框架的水流的水流方向，第一支架和第三支架顺着水流方向相互间隔布置，第二支架和第四支架均位于第一支架和第三支架之间且分别对应地与第一支架和第三支架的两端固定连接，中空框架沿水流方向的前后两侧形成进水侧和出水侧；沉泥通道，布置于在中空框架的中部且沿着与水流方向相交方向延伸；两组斜导板，其包括分置于沉泥通道两侧且相向倾斜延伸而与沉泥通道相连通的多个第一斜导板和多个第二斜导板，由进水侧流入的水流在流经各个第一斜导板和各个第二斜导板后从出水侧流出，各个第一斜导板和各个第二斜导板引导沉泥滑落至沉泥通道而被排出。
6.进一步的，各个支架整体具有矩形状，中空框架具有在与水流方向相逆的方向上而位于沉泥通道左右两侧的左右两部分，第一支架包括一对上长支管和一对上宽支管，第三支架第一支架包括一对下长支管和一对下宽支管，第二支架包括一对分别与位于同一侧的一上宽支管和一下宽支管固定连接的左高支管，第四支架包括一对分别与位于另同一侧的一上宽支管和一下宽支管固定连接的右高支管，其中，左高支管和右高支管分别位于中空框架的左右两部分的两端。
7.进一步的，中空框架的前端部和后端部分别对应于进水端和出水端，第一支架和第三支架均平行于水流方向，中空框架的左端部和右端部分别用于与平流沉淀池的池左壁和池右壁相固定，第二支架和第四支架均沿垂直于水流方向的垂直方向布置，中空框架的顶端部和底端部分别用于与平流沉淀池的池顶壁相固定和与一集泥池相连通，集泥池设于池底壁之上；沉泥通道包括一对与水流方向垂直相交延伸且平行间隔设置的泄泥板，各个
斜导板的一端与一泄泥板连接固定，沉泥通道的顶部和底部分别用于与平流沉淀池的池顶壁相固定和与集泥池相连通，各个泄泥板上设有多个分别与第一斜导板和第二斜导板相连通的过泥孔，两两相邻第一斜导板和两两相邻第二斜导板之间均形成一呈平行四边形的过流通道，各个第一斜导板和各个第二斜导板分别引导其上的沉泥经过各自所对应连通的过泥孔而流入沉泥通道直至进入集泥池。
8.进一步的，多个第一斜导板包括上左斜导板、中间左斜导板和下左斜导板，多个第二斜导板包括上右斜导板、中间右斜导板和下右斜导板，各个斜导板设为矩形形状且均具有相对于水流方向分别平行和相交的一对平行端部和一对相交端部，上左斜导板的一平行端部与一对上长支管固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，中间左斜导板的一平行端部与一对左高支管固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，下左斜导板的一平行端部与一对左高支管固定连接且另一平行端部与一对应的下长支管固定连接，上右斜导板的一平行端部与一对上长支管固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，中间右斜导板的一平行端部与一对右高支管固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，下右斜导板的一平行端部与一对右高支管固定连接且另一平行端部与一对应的下长支管固定连接。
9.进一步的，过泥孔设为沿水流方向延伸的长方形孔，且长方形孔的孔长与与其连接固定的斜导板的长度相等，且长方形孔的孔长的孔宽沿垂直于水流方向且向着集泥池的方向递增加宽。
10.进一步的，各个第一斜导板和各个第一斜导板设为矩形板，各个矩形边面对进水端和出水端的两端均布置一向着垂直于水流方向延伸的折边，各折边的垂直高度向着沉泥通道的方向逐渐减少。
11.进一步的，每个斜导板与水流方向的锐角夹角设为40度至70度，两两相邻斜导板相互平行且垂直间距设为80mm至150mm。
12.为实现本实用新型的另一个目的，提供了一种水平流沉淀净水系统，其包括：平流沉淀池和以上任一的水平流沉淀装置，水平流沉淀装置布置于平流沉淀池之中。
13.进一步的，水平流沉淀装置的个数设为多个，且多个水平流沉淀装置沿所述水流方向排布成串联、并联或者混联。
14.本实用新型的有益效果为：通过水平流沉淀装置设置成采用两组相向倾斜的斜导板来将其上所沉淀的沉泥引导滑落并排出，具有沉淀效率高的效果，而且由于斜导板设置有多个，从而各个斜导板具有沉淀负荷均匀、耐冲击负荷强的优点，并且，采用支架和斜导板的组装结构，不仅整体结构紧凑，而且减小了水平流沉淀装占地面积。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本实用新型的保护范围内。
16.图1是本实用新型水平流沉淀装置实施例的结构示意图；
17.图2是本实用新型水平流沉淀装置实施例的不具有缺口且具有折边的斜导板的结构示意图；
18.图3是本实用新型水平流沉淀装置实施例的具有四个缺口的斜导板的结构示意图；
19.图4是本实用新型水平流沉淀装置实施例的具有两个缺口的斜导板的结构示意图；
20.图5是本实用新型水平流沉淀装置实施例的两个水平流沉淀装置固定连接而排布成并联状态的结构示意图；
21.图6是本实用新型水平流沉淀装置实施例的两个以上且省略了至少一个的水平流沉淀装置固定连接而排布成并联状态的结构示意图；
22.图7是本实用新型水平流沉淀装置实施例的四个水平流沉淀装置固定连接而排布成混联状态的结构示意图；
23.附图标记说明：
24.100、水平流沉淀装置；10、中空框架；11、第一支架；111、上长支管； 112、上宽支管；12、第二支架；121、左高支管；13、第三支架；131、下长支管；132、下宽支管；14、第四支架；141、右高支管；20、沉泥通道；21、泄泥板；30、第一斜导板；31、上左斜导板；32、中间左斜导板；33、下左斜导板；40、第二斜导板；41、上右斜导板；42、中间右斜导板；43、下右斜导板；50、缺口；60、折边。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实实用新型的保护范围之内。
26.请参考图1至图7，作为本实用新型的一个目的，提供了一种水平流沉淀装置100，在本实施例中，其包括中空框架10、沉泥通道20和两组斜导板，中空框架10包括依次连接的第一支架11、第二支架12、第三支架13和第四支架14，相对于流入中空框架10的水流的水流方向，水流方向如图1中的y 轴箭头方向所示，第一支架11和第三支架13顺着水流方向相互间隔布置，第二支架12和第四支架14均位于第一支架11和第三支架13之间且分别对应地与第一支架11和第三支架13的两端固定连接，中空框架10沿水流方向的前后两侧形成进水侧和出水侧。沉泥通道20布置于在中空框架10的中部且沿着与水流方向相交方向延伸，沉泥
通道20用于接收两组斜导板所沉淀且引导在自身重力作用下而滑落并排出的沉泥，需要说明的是，本实用新型中所描述的泥、沉泥包括污泥、砂粒等杂质，因此，应作为各种杂质来做宽泛的理解。两组斜导板包括分置于沉泥通道20两侧且相向倾斜延伸而与沉泥通道20相连通的多个第一斜导板30和多个第二斜导板40，参照图1所示，则各个第一斜导板30由左上方向着右下方向着沉泥通道20延伸，且各个第二斜导板40由右上方向着左下方向着沉泥通道20延伸，较佳的是，多个第一斜导板30和多个第二斜导板40相对于沉泥通道20在图1所示的x轴方向对称地成对布置，这样的话，沉泥以在沉泥通道20两侧多个对称部位来进入，由于在沉泥通道 20两侧对于水流的水平分层的数量和高度统一，从而不仅对于水流不易造成紊流而且利于各个斜导板上的沉泥规则且顺畅地进入沉泥通道20，由进水侧流入的水流在流经各个第一斜导板30和各个第二斜导板40后从出水侧流出，各个第一斜导板30和各个第二斜导板40引导沉泥滑落至沉泥通道20而被排出。因此，由于本实用新型水平流沉淀装置100采用两组相向倾斜的斜导板来将其上所沉淀的沉泥引导滑落并排出，具有沉淀效率高的效果，而且由于斜导板设置有多个，从而各个斜导板具有沉淀负荷均匀、耐冲击负荷强的优点，并且，采用支架和斜导板的组装结构，整体结构紧凑，从而水平流沉淀装置100 占地面积小。
27.请进一步参考图1，在一个实施例中，各个支架整体具有矩形状，也就是说，中空框架10为矩形体形状，中空框架10具有在与水流方向相逆的方向上而位于沉泥通道20左右两侧的左右两部分，可知的是，该水流方向的相逆方向为自出水侧至进水侧的方向即图1中所示的y轴箭头所指方向的反方向，第一支架11包括一对上长支管111和一对上宽支管112，第三支架13第一支架11包括一对下长支管131和一对下宽支管132，需要说明的是，个上长支管111和各下长支管131可以是一整体管而贯穿沉泥通道20也可以是分体管且对称的布置于沉泥通道20两侧，第二支架12包括一对分别与位于同一侧的一上宽支管112和一下宽支管132固定连接的左高支管121，第四支架14包括一对分别与位于另同一侧的一上宽支管112和一下宽支管132固定连接的右高支管141，对于呈矩形体的中空框架10来说，一对上长支管111和一对上宽支管112对应地布置于矩形体的上矩形面的两对矩形边处，一对下长支管 131和一对下宽支管132对应地布置于矩形体的下矩形面的两对矩形边处，一对左高支管121和一对右高支管141对应地布置于矩形体的左右竖直矩形面的矩形边处，其中，左高支管121和右高支管141分别位于中空框架10的左右两部分的两端，进一步来说，分别在水流方向位于两相对侧的一上长支管111、一下长支管131、一左高支管121和一右高支管141对应地围城进水侧和出水侧。另外，各支管优选长方形方管，也可采用圆管等其它管材。这样的话，由于水平流沉淀装置100的各个支架整体设置为矩形状，不仅简化各部件的组装从而提高装配效率，而且整体结构紧凑。
28.在一个实施例中，中空框架10的前端部和后端部分别对应于进水端和出水端，第一支架11和第三支架13均平行于水流方向，中空框架10的左端部和右端部分别用于与平流沉淀池的池左壁和池右壁相固定，第二支架12和第四支架14均沿垂直于水流方向的垂直方向布置，中空框架10的顶端部和底端部分别用于与平流沉淀池的池顶壁相固定和与一集泥池相连通，集泥池设于池底壁之上。可知的是，各池壁与中空框架10的相应端部均密封固定避免未经沉淀并排泥的水流外流。因此，水平流沉淀装置100的形状及结构能够适应布置于多种形状的平流沉淀池中。沉泥通道20包括一对与水流方向垂直相交延伸且平行间隔设置
的泄泥板21，沉泥通道20的顶部和底部分别用于与平流沉淀池的池顶壁相固定和与集泥池相连通，各个泄泥板21上设有多个分别与第一斜导板30和第二斜导板40相连通的过泥孔(未图示)，两两相邻第一斜导板30和两两相邻第二斜导板40之间均形成一呈平行四边形的过流通道，各个第一斜导板30和各个第二斜导板40分别引导其上的沉泥经过各自所对应连通的过泥孔而流入沉泥通道20直至进入集泥池(未图示)。因而，不仅仅沉淀的水流能经过各过流通道平稳流过，而且通过设置多个斜导板及对应的过泥孔，能对水流充分的沉淀及排泥，确保获得优良沉淀效果，而且泄泥板21设置为与水流方向垂直相交从而有利于引导沉泥遭受很小阻力地快速落入集泥池中。
29.在一个实施例中，多个第一斜导板30包括上左斜导板31、中间左斜导板 32和下左斜导板33，多个第二斜导板40包括上右斜导板41、中间右斜导板 42和下右斜导板43，各个斜导板设为矩形形状且均具有相对于水流方向分别平行和相交的一对平行端部和一对相交端部，上左斜导板31的一平行端部与一对上长支管111固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，中间左斜导板32的一平行端部与一对左高支管121固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，下左斜导板33的一平行端部与一对左高支管121固定连接且另一平行端部与一对应的下长支管131固定连接，上右斜导板41的一平行端部与一对上长支管111固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，中间右斜导板42的一平行端部与一对右高支管141固定连接且另一平行端部与一对应的过泥孔的下孔边缘连接固定，下右斜导板43的一平行端部与一对右高支管141固定连接且另一平行端部与一对应的下长支管131固定连接。因此，各斜导板被牢靠地固定，确保了沉泥被可靠地引导经过泥孔和沉泥通道20而落入集泥池，且增强了整个中空框架10的强度，使得水平流沉淀装置100在水平沉淀池中时能在承受各种合理范围内的水流冲击力的同时保证沉淀效果优良。
30.请进一步参考图3和图4，在一个实施例中，各个斜导板与各个对应支管连接固定的部位设置相应的例如矩形、正方形、半圆形等形状的缺口50，本实用新型中，各支管采用长方形方管，因而缺口50相应采用矩形缺口50，具体来说，图3示出了上述下左斜导板33和下右斜导板43上分别设置了四个缺口50的情形，图4示出了上述各上左斜导板31、中间左斜导板32、上右斜导板41和中间右斜导板42分别设置了两个缺口50的情形。缺口50与对应的支管焊接固定，各个过泥孔的下孔边缘与对应斜导板的端部焊接固定。因此，通过设置相应的缺口50，进一步确保了各个斜导板与各个对应支管的连接固定的高牢靠性。
31.在一个实施例中，过泥孔设为沿水流方向延伸的长方形孔，且长方形孔的孔长与与其连接固定的斜导板的长度相等，且长方形孔的孔宽沿垂直于水流方向且向着集泥池的方向递增加宽，也即，各长方形孔在如图1中所示的z轴箭头所指方向的反方向上的高度值逐渐递增，这样的话，由于在z轴反方向上，从上至下的斜导板上所沉淀的沉泥量递增，因此，通过各长方形孔的孔宽相应增宽，从而沉泥能被及时排出避免堵塞于过泥孔处。
32.请进一步参考图1，在一个实施例中，沉泥通道20位于进水端和出水端的两通道口均设为敞口或者被两盖板分别封闭。也就是说，水流部分地在一对泄泥板21的引导下流过沉泥通道20或者在沉泥通道20保持相对密封的情况下从沉泥通道20两侧流过，在本实用新型中，采用两通道口均设为敞口的结构，这样有利于减小中空框架10所受水流作用力，提高使用寿命。
33.请进一步参考图2，在一个实施例中，各个第一斜导板30和各个第二斜导板40设为矩形板，各个矩形边面对进水端和出水端的两端均布置一向着垂直于水流方向延伸的折边60，各折边60的垂直高度向着沉泥通道20的方向逐渐减少。这样的话，对于各斜导板，沿水流方向任取一点的截面，截面上折边60高度均略大于斜导板上的所沉淀及将排出的沉泥的高度，有效防止沉淀的沉泥被水流荡起及带流，从而进一步确保了优良沉淀效果。另外，可知的是，各斜导板可以同时设置缺口50和折边60，并同时获得相应的有益效果。
34.请进一步参考图1，在一个实施例中，每个斜导板与水流方向的锐角夹角设为40度至70度，更佳的是，锐角夹角设为50度至60度，两两相邻斜导板相互平行且垂直间距设为80mm至150mm。根据发明人反复实验，在采用上述数值时，各斜导板能进一步确保获得沉淀效率高、沉淀负荷均匀、耐冲击负荷强的有益效果。
35.作为本实用新型的另一个目的，还提供了一种水平流沉淀净水系统，在本实施例中，其包括平流沉淀池(未图示)和以上任一种的水平流沉淀装置100，水平流沉淀装置100布置于平流沉淀池之中。水平流沉淀净水系统能获得由任一种水平流沉淀装置100所带来的有益效果，在此不再赘述。因此，水平流沉淀净水系统能够具有沉淀效率高、沉淀负荷均匀、耐冲击负荷强的技术效果。
36.请进一步参考图5至图7，在一个实施例中，水平流沉淀装置100的个数设为两个以上的多个，且多个水平流沉淀装置100沿水流方向排布成串联、并联或者混联。举例来说，图5示出了两个水平流沉淀装置100的并联状态，此状态下，两个水平流沉淀装置100相互连接固定且与水流方向相垂直，获得图 6示出了多于两个的水平流沉淀装置100的并联状态，此状态下，两个以上的水平流沉淀装置100的彼此相面对的两支架相互连接固定且与水流方向相垂直，可知的是，各并联状态下，相互固定的两个及以上的水平流沉淀装置100 位于外端相互远离的两端分别与平流沉淀池的池壁密封固定从而确保整个水流在水平地垂直于水流方向上均获得沉淀和排泥，图7示出了四个水平流沉淀装置100的混联状态，该四个水平流沉淀装置100沿水流方向排布成对齐且固定连接的两排，每排具有两个水平流沉淀装置100，从而，对于两排的水平流沉淀装置100来说为串联，对于每排中的水平流沉淀装置100来说为并联，另外，对于多个水平流沉淀装置100的串联状态，既可以各个水平流沉淀装置 100相互固定连接也可以是相互间隔，均可以起到多级沉淀排泥的作用。因此，由上所述，根据处理水质、处理量、沉淀区面积或/和沉泥沉淀量的不同，水平流沉淀净水系统能够有针对性地选择不同个数且排布成串联、并联或者混联的不同状态的水平流沉淀装置100，从而水平流沉淀净水系统不仅适应性强而且均能获得可靠的沉淀效果。
37.需要补充说明的是，对于本实用新型的水平流沉淀装置100的各斜导板与水流方向即水平方向的夹角、斜导板的间距、斜导板的宽度和长度，可根据所处理的水量、所处理水的浊度、出水水质要求、水力计算及公式来计算并选择；对于每个沉泥通道20的设计，先计算各上斜导板和中间斜导板沉淀污泥量的和，再由沉淀污泥量的和，计算出沉泥通道20所需截面积，再算出沉泥通道 20的宽度，再根据沉泥通道20的截面长度等于上斜导板或者中间斜导板的宽度来确定沉泥通道20的截面长度。另外，对于水平流沉淀装置100，根据上述设计方式来设计制作时，单个水平流沉淀装置100的大小，要兼顾到节约材料、安装方便和吊起维修方便。
38.此外，进一步补充来说，对于上述水力计算及公式，可采用；1)上向流： q＝ημ(af+
a)；2)侧向流：q＝ημaf；3)同向流：q＝ημ(af—a)；且af＝na'fcosθ，各式中：q：进入平流沉淀池的水量(m3/s)；η：有效系数；μ：颗粒沉降速度(m/s)；a：平流沉淀池池底水平面积(m2)；af：斜导板投影水平面积之总和(m2)；n：斜导板间隔数(个)；a'f：每块斜导板实际面积(m2)；θ：斜导板水平倾角(
°
)。并且，对于水平流沉淀装置100及其所应用的平流沉淀池，相关参数设计可参照以下表格中的计算公式来获得：
[0039][0040]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。