專利名稱:噴射型重力洄流式沉淀裝置的制造方法
【專利摘要】噴射型重力洄流式沉淀裝置用于水等低粘度液體內(nèi)雜質(zhì)在流動(dòng)過程中的分離及凈化，本發(fā)明利用沖擊混凝技術(shù)加速懸浮物絮凝、凝集、沉淀，在重力作用下、水或低粘度液體在裝置內(nèi)的分隔約束下多次洄流，形成首尾連接的S形水流通道，在底部形成多個(gè)沉淀區(qū)，上部形成多個(gè)絮凝區(qū)，構(gòu)成多層次凝集、沉淀，達(dá)到高效凈化的效果；同時(shí)利用雜質(zhì)密度高于液體密度的特性，使低粘度液體中的雜質(zhì)隨液體在豎直方向上多次洄流過程中因重力作用自然下沉實(shí)現(xiàn)分離與凈化；本實(shí)用新型是生產(chǎn)、生活用水、飲用水和污水處理的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)高雜質(zhì)含量液體，即高濁度源水的凈化處理具有特效。
【專利說明】
噴射型重力洄流式沉淀裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明用于水等低粘度液體內(nèi)雜質(zhì)在流動(dòng)過程中的分離及凈化，主要包括但不限于工農(nóng)業(yè)給排水、市政給排水等水處理及酒類、飲料、油類凈化等領(lǐng)域，是生產(chǎn)、生活用水處理和污水處理的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的混凝沉淀裝置和設(shè)施主要在城市自來水廠、污水處理廠中使用，并將混合與絮凝分開進(jìn)行，各分隔區(qū)域功能單一、沉淀效率低，大多使用混泥土建造、占地面積大，水平流向、沉淀周期長(zhǎng)(自來水廠大多在60-120分鐘)，空間利用率低，維護(hù)困難、成本高。
[0003]目前、在傳統(tǒng)的混凝沉淀裝置和設(shè)施基礎(chǔ)上出現(xiàn)了一些新型的設(shè)備，如新型柵條、網(wǎng)格絮凝池、折板絮凝池等設(shè)備，效率有所提高，整個(gè)時(shí)間也在20-30分鐘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高效低能耗免維護(hù)運(yùn)行的噴射型重力洄流式沉淀裝置。
[0005]本發(fā)明所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置由沉淀裝置外體、洄流隔板、噴射型沖擊混凝器、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)、加固隔柵、排污口、集液池、出液口構(gòu)成，噴射型沖擊混凝器安裝于裝置底部，與入水口水流方向一致，噴射型沖擊混凝器的出口位于沉淀裝的上部，提供高效混合沉凝效果，洄流隔板一端與沉淀裝置外體密封連接，另一端形成水流通道，相鄰的兩個(gè)洄流隔板間交錯(cuò)排列將沉淀裝置內(nèi)部分隔成首尾連接的S形水流通道，水流通道的一端與入水口連接，另一端與通集液池與出液口連接，每?jī)蓚€(gè)上洄流隔板之間形成絮凝區(qū)，相絮凝區(qū)的水流通道上設(shè)置有加固隔柵，每?jī)蓚€(gè)下洄流隔板之間形成沉淀區(qū)及排污口，整個(gè)裝置在配套電氣儀表自控系統(tǒng)控制下實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。
[0006]所述的洄流隔板是隔離薄壁、厚壁板中的一種，或者是管式結(jié)構(gòu)，或者是其三者的組合。
[0007]所述的洄流隔板豎直、傾斜、多次斜折的薄壁或厚壁板式結(jié)構(gòu)。
[0008]所述的沉淀裝置整體橫斷面為方形、圓形或其它幾何形狀;在水平方向上液體流向是直線型、弧形、從中心往周圍發(fā)散或從周圍往中心集中型中的一種或者多種流向的組合型。
[0009]所述的沉淀裝置上部洄流隔板分隔為沖擊混凝區(qū)和至少一個(gè)絮凝區(qū)。
[0010]所述的沉淀裝置底部通過洄流隔板隔離為至少二個(gè)沉淀區(qū)。
[0011]所述的在兩個(gè)上洄流隔板之間形成的絮凝區(qū)設(shè)置有噴射型助凝劑投加器。
[0012]所述的沉淀裝置底部沉淀區(qū)的結(jié)構(gòu)形式為水平斷面、弧形斷面、梯形斷面、楔形斷面或者其它異型斷面。
[0013]所述的沉淀裝置的材料為金屬或非金屬。
[0014]所述的沉淀裝置外接有管道、閥門、栗、消毒設(shè)備、檢測(cè)儀表和自控系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明應(yīng)用了沖擊混凝技術(shù)，沖擊混凝器安裝于裝置底部，與入水口水流方向一致，噴射型沖擊混凝器的出口位于沉淀裝的上部，工作時(shí)淹沒有液體液面之下，通過管道與外部有動(dòng)力，在動(dòng)力不足時(shí)壓力由栗提供的液體相連接，并向管道內(nèi)加入一定量的絮凝劑，在流過的管道內(nèi)預(yù)混合。預(yù)混合液體進(jìn)入沖擊混凝器后，通過混凝器壁孔周邊、向上噴射而出，在裝置進(jìn)水格內(nèi)的上部與液體形成由強(qiáng)到弱的沖擊混合、碰撞，使液本內(nèi)的懸浮物和膠體絮凝、凝集，到達(dá)中下部時(shí)形成穩(wěn)定的凝集物，在重力與慣性的作用下加速沉向裝置底部，澄清的液體及少量細(xì)小懸浮物則折轉(zhuǎn)洄流向上。
[0016]在噴射型重力洄流式沉淀裝置內(nèi)部，通過合理的分隔及重力的作用，形成多個(gè)S形或反S形水流通道，使各截面上的流速與變化按預(yù)定方式執(zhí)行，有效增長(zhǎng)了水流的有效長(zhǎng)度，克服了液體自然走最短路徑缺點(diǎn)。
[0017]在噴射型重力洄流式沉淀裝置中下部各個(gè)洄流區(qū)域均成沉淀區(qū)，凝集的懸浮物和膠體在重力和下行慣性的雙重作用下加速下沉、使大部份還易沉的小凝集物和膠體也沉淀下來，只有微小的凝集物和膠體隨清水洄流向上。
[0018]在噴射型重力洄流式沉淀裝置上部上洄流區(qū)，由于該區(qū)域的凝集物和膠體細(xì)小、水平洄轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生的剪切作用在這里無法發(fā)生，相反、在重力反作用和上行慣性作用下形成紊流，增加微小的凝集物和膠體的碰撞次數(shù)、加速凝集。同時(shí)在此區(qū)域、上洄轉(zhuǎn)前后可增加加固隔柵，加固裝置的同時(shí)、增加紊流，為凝集物和膠體提供更多的碰撞次數(shù)、進(jìn)一步加速加大凝集物，為下一個(gè)下洄流沉淀區(qū)提供更多可沉淀物。
[0019]噴射型重力洄流式沉淀裝置可在不投加任何藥劑，如絮凝劑、助凝劑等的情況下，利用雜質(zhì)密度高于液體密度的特性，使低粘度液體中的雜質(zhì)隨液體在豎直方向上多次洄流過程中因重力作用自然下沉實(shí)現(xiàn)分離與凈化，從而用于酒類、飲料、油類凈化處理。
[0020]在噴射型重力洄流式沉淀裝置內(nèi)設(shè)置了噴射型助凝劑投加器，設(shè)置在第一個(gè)下洄流沉淀洄上來的上洄流前，采用噴射的方式將混合好的助凝劑投加到液體內(nèi)，在后序的上下洄流過程中為懸浮物、膠體架橋，加速凝集、沉淀、分離。此方案可在處理后的質(zhì)量要求高、懸浮物難沉淀的情況下使用，如用于污水處理。
[0021]噴射型重力洄流式沉淀裝置，采用洄流隔板一端與沉淀裝置外體密封連接，另一端形成水流通道，相鄰的兩個(gè)洄流隔板間交錯(cuò)排列將沉淀裝置內(nèi)部分隔成首尾連接的S形水流通道或者反S水流通道，使得整個(gè)沉淀裝置的截面變大、流邊變長(zhǎng)，優(yōu)化了設(shè)計(jì)，截面、流邊變大變長(zhǎng)使水流在各分隔之間線性改變流速，使沉淀區(qū)的流速更穩(wěn)，提高沉淀效率。
[0022]本發(fā)明所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置采用2至5組洄流或沉淀區(qū)設(shè)計(jì)，混凝沉淀周期在12-26分鐘，分別用于不同的處理要求和處理對(duì)象。
[0023]噴射型重力洄流式混凝沉淀裝置主要采用圓形、方形和槽形三種結(jié)構(gòu)，也可進(jìn)行組合使用；圓形結(jié)構(gòu)性能最好，它從中間向四周發(fā)散，截面變大、流邊變長(zhǎng)，用于大中型流量處理，處理后濁度可達(dá)到6NTU以內(nèi)；方形結(jié)構(gòu)次之，它從一角向兩發(fā)散，截面變大、流邊變長(zhǎng)，用于中小型流量處理，處理后濁度可達(dá)到9NTU以內(nèi)；槽形結(jié)構(gòu)用于小微型流量處理，它從一端向另一端發(fā)散，截面變大，處理后濁度可達(dá)到HNTUW內(nèi)。
[0024]噴射型重力洄流式沉淀裝置處理后的液體根據(jù)后序的不同用途采用相應(yīng)的消毒處理，后序?yàn)槌瑸V系統(tǒng)則不需要任何消毒處理，如為污水處理排放則需要進(jìn)行氯消毒、二氧化氯消毒等化學(xué)消毒。
[0025]噴射型重力洄流式沉淀裝置底部沉淀池的結(jié)構(gòu)形式可以多樣化:水平斷面的、弧形斷面的、梯形斷面的、楔形斷面的、或者其它異型斷面的，沉淀雜質(zhì)聚集與排放效果與裝置底部結(jié)構(gòu)形式有必然關(guān)系。沉淀下來的沉淀物通過控制系統(tǒng)控制排污口處接的閥門自動(dòng)排出，閥門的動(dòng)作由沉淀物含量或占比、總體處理量、持續(xù)時(shí)間來確定。
[0026]噴射型重力洄流式混凝沉淀裝置材料可以根據(jù)液體理化特性選擇適用金屬，如不銹鋼、碳鋼等或非金屬，如PE、PVC等。
[0027]噴射型重力洄流式沉淀裝置相比傳統(tǒng)的絮凝沉淀水處理工藝裝置，沉淀物除在底部沉積外不在其它構(gòu)件上沉積、易于分離排出，具備免維護(hù)運(yùn)行硬要求，加上控制系統(tǒng)自控實(shí)現(xiàn)免維護(hù)運(yùn)行;沉淀能力強(qiáng)，具有更高的效率、必要時(shí)可達(dá)到更優(yōu)的出水質(zhì)量;空間利用率高。
[0028]本發(fā)明所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，應(yīng)用沖擊混合沉凝技術(shù)加速懸浮物絮凝、凝集、沉淀;在重力作用下、水或者是低粘度液體在裝置內(nèi)的分隔約束下多次洄流，形成首尾連接的S形水流通道，在底部形成多個(gè)沉淀區(qū)，上部形成多個(gè)絮凝區(qū);再經(jīng)過變截面、變流邊優(yōu)化處理，使水流在各分隔之間線性改變流速，提高沉淀效率;在絮凝區(qū)增加紊流，增加水中顆粒物的碰撞次數(shù)、提高凝集效果。本發(fā)明的沉淀物均沉入底部，不在中間和上部聚集，通過排污口外的閥門快速排出，是一種高效低能耗免維護(hù)運(yùn)行的沉淀裝置。
[0029]本發(fā)明有效提高了低粘度液體在流動(dòng)過程中基于重力沉淀的空間利用率和沉淀效率，免維護(hù)、減少投資、縮短建設(shè)周期。
【附圖說明】

[0030]圖1-4為洄流圓形結(jié)構(gòu)。
[0031]圖5-7為洄流方形結(jié)構(gòu)。
[0032]圖8-12為洄流槽形結(jié)構(gòu)。
[0033]圖中:1_沉淀裝置外體，2-隔離裝置，3-噴射型沖擊混凝器，4-噴射型助凝劑投加器，5-沉淀區(qū)，6-絮凝區(qū)，7-加固隔柵，8-排污口，9-集液池，10-出液口。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但不限于實(shí)施例。
[0035]實(shí)施例1
[0036]本發(fā)明所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置由沉淀裝置外體、洄流隔板、噴射型沖擊混凝器、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)、加固隔柵、排污口、集液池、出液口構(gòu)成，噴射型沖擊混凝器與入水口水流方向一致，噴射型沖擊混凝器的出口位于沉淀裝的上部，提供高效混合沉凝效果，洄流隔板一端與沉淀裝置外體密封連接，另一端形成水流通道，相鄰的兩個(gè)洄流隔板間交錯(cuò)排列將沉淀裝置內(nèi)部分隔成首尾連接的S形水流通道，水流通道的一端與入水口連接，另一端與通集液池與出液口連接，每?jī)蓚€(gè)上洄流隔板之間形成絮凝區(qū)，相絮凝區(qū)的水流通道上設(shè)置有加固隔柵，每?jī)蓚€(gè)下洄流隔板之間形成沉淀區(qū)及排污口，整個(gè)裝置在配套電氣儀表自控系統(tǒng)控制下實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。
[0037]洄流隔板是隔離薄壁、厚壁板中的一種，或者是管式結(jié)構(gòu)，或者是其三者的組合。洄流隔板可為豎直、傾斜、多次斜折的薄壁或厚壁板式結(jié)構(gòu)。沉淀裝置整體橫斷面為方形，如圖1 -圖4所示；圓形，如圖8-圖12所示，槽形，如圖5-圖7所示為方形結(jié)構(gòu)，也可以是其它幾何形狀;在水平方向上液體流向是直線型、弧形、從中心往周圍發(fā)散或從周圍往中心集中型中的一種或者多種流向的組合型。沉淀裝置上部洄流隔板分隔為沖擊混凝區(qū)和至少一個(gè)絮凝區(qū)。沉淀裝置底部通過洄流隔板隔離為至少二個(gè)沉淀區(qū)。在兩個(gè)上洄流隔板之間形成的絮凝區(qū)設(shè)置有噴射型助凝劑投加器。
[0038]沉淀裝置底部沉淀區(qū)的結(jié)構(gòu)形式為水平斷面、弧形斷面、梯形斷面、楔形斷面或者其它異型斷面。沉淀裝置的材料為金屬或非金屬。沉淀裝置外接有管道、閥門、栗、消毒設(shè)備、檢測(cè)儀表和自控系統(tǒng)。
[0039]實(shí)施例2
[0040]所述的噴射型重力洄流式混凝沉淀裝置，根據(jù)處理液體的處理量和粘度影響情況，確認(rèn)采用的沉淀裝置結(jié)構(gòu)，小規(guī)模處理量的采用槽形結(jié)構(gòu)沉淀裝置、中小規(guī)模處理量的采用方形結(jié)構(gòu)沉淀裝置、中大規(guī)模處理量的采用圓形結(jié)構(gòu)沉淀裝置。
[0041 ]根據(jù)處理的液體性質(zhì)選用相應(yīng)的材料，飲用水凈化處理使用采用316L/316/304等不銹鋼制作，污水凈化處理則選用普通鋼板制作、并進(jìn)行防腐處理，酒類凈化處理則選用316L/316/304等不銹鋼制作。
[0042]在沉淀裝置結(jié)構(gòu)、材料、凈化處理量確定后，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，生成制造圖紙。
[0043]對(duì)于槽形結(jié)構(gòu)沉淀裝置和較小的方形結(jié)構(gòu)沉淀裝置，先按設(shè)計(jì)拆分成單件板材，在廠內(nèi)一次性焊接成型，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)就位安裝，外接對(duì)應(yīng)的管道。
[0044]對(duì)于較大的方形結(jié)構(gòu)沉淀裝置和圓形結(jié)構(gòu)沉淀裝置，先按設(shè)計(jì)拆分成各類尺寸的板材件、固定件和支撐件等個(gè)零件，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次制造安裝，現(xiàn)場(chǎng)制造時(shí)先在基礎(chǔ)上固定安裝底座，完成后從內(nèi)向外的圓形結(jié)構(gòu)沉淀裝置、或從進(jìn)水格向兩側(cè)的方形結(jié)構(gòu)沉淀裝置安裝固定各規(guī)格的豎板，豎板安裝完成、檢測(cè)合格后進(jìn)行頂部密閉安裝。沉淀裝置制作完成后，再外接對(duì)應(yīng)的管道。
[0045]實(shí)施例3:
[0046]飲用水預(yù)處理
[0047]如在飲用水處理中，為超濾提供預(yù)處理后濁度在10NTU以內(nèi)的源水:首先按水處理的要不讓確認(rèn)使用304，或316L或316金屬材料、衛(wèi)生級(jí)PE、PVC_U等非金屬材料;再根據(jù)源水的濁度，如600NTU和處理目標(biāo)出水10NTU確定總體處理時(shí)間為19分鐘;第3步、再結(jié)合處理總流量如設(shè)定為〈1000t/d，來確認(rèn)裝置的結(jié)構(gòu)，如選用方形3洄流結(jié)構(gòu)，不用噴射型助凝劑投加器;第4步、確認(rèn)裝置的總體尺寸，分隔尺寸，外接管道尺寸，排污口結(jié)構(gòu)、數(shù)量及外接尺寸，噴射型沖擊混凝器尺寸;第5步、出總圖、單件或零件圖、支撐件圖、固件圖等;第6步、單獨(dú)零部件加工好后，組裝連接，完成后進(jìn)行密封性和功能性測(cè);第7步、現(xiàn)場(chǎng)就位、連接管道，加裝閥門、水栗、壓力儀表、流量計(jì)、濁度儀等儀表，接入控制系統(tǒng)，水栗僅在來水無壓時(shí)用；第8步、加裝絮凝劑投加設(shè)備，將絮凝劑投加到進(jìn)水管道內(nèi)，管道短時(shí)、投加點(diǎn)選在水栗之前，管道長(zhǎng)時(shí)則選在離裝置較遠(yuǎn)的可行投加點(diǎn)，接入自控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng);第9步、調(diào)試、試運(yùn)行、自控優(yōu)化、投入使用。
[0048]實(shí)施例3:
[0049]洗礦等污水處理
[0050]在洗礦水為主的污水處理:首先選用無污染、耐腐或防腐處理的材料即可，也可用304或316L或316等金屬材料、PE、PVC等非金屬材料;再根據(jù)源水的濁度，如濁度為3000NTU和處理目標(biāo)出水量為9NTU來確定總體處理時(shí)間為25分鐘；第3步、再結(jié)合處理總流量，總流量>3000t/d來確認(rèn)裝置的結(jié)構(gòu)，可選用圓形4洄流結(jié)構(gòu)，并使用噴射型助凝劑投加器;第4步、確認(rèn)裝置的總體尺寸，分隔尺寸，外接管道尺寸，排污口結(jié)構(gòu)、數(shù)量及外接尺寸，噴射型沖擊混凝器尺寸;第5步、出總圖、單件或零件圖、支撐件圖、固件圖等;第6步、單獨(dú)零部件加工好后，組裝連接，完成后進(jìn)行密封性和功能性測(cè);第7步、現(xiàn)場(chǎng)就位、連接管道，加裝閥門、水栗、壓力儀表、流量計(jì)、濁度儀等儀表，接入控制系統(tǒng)，水栗僅在來水無壓時(shí)用；第8步、加裝絮凝劑投加設(shè)備，將絮凝劑投加點(diǎn)選在進(jìn)水栗出口，接入自控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng);第9步、加裝助凝劑如聚丙烯酰胺等投加設(shè)備，將裝助凝劑投加到噴射型助凝劑投加器，接入自控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)；第10步、加裝二氧化氯消毒設(shè)備，將二氧化氯混合液投加裝置出口的管道內(nèi)，接入自控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng);第11步、調(diào)試、試運(yùn)行、自控優(yōu)化、投入使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.噴射型重力洄流式沉淀裝置由沉淀裝置外體、洄流隔板、噴射型沖擊混凝器、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)、加固隔柵、排污口、集液池、出液口構(gòu)成，其特征在于，噴射型沖擊混凝器與入水口水流方向一致，噴射型沖擊混凝器的出口位于沉淀裝的上部，提供高效混合沉凝效果，洄流隔板一端與沉淀裝置外體密封連接，另一端形成水流通道，相鄰的兩個(gè)洄流隔板間交錯(cuò)排列將沉淀裝置內(nèi)部分隔成首尾連接的S形水流通道，水流通道的一端與入水口連接，另一端與通集液池與出液口連接，每?jī)蓚€(gè)上洄流隔板之間形成絮凝區(qū)，相鄰絮凝區(qū)的水流通道上設(shè)置有加固隔柵，每?jī)蓚€(gè)下洄流隔板之間形成沉淀區(qū)及排污口，整個(gè)裝置在配套電氣儀表自控系統(tǒng)控制下實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，洄流隔板是隔離薄壁、厚壁板中的一種，或者是管式結(jié)構(gòu)，或者是其三者的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，洄流隔板豎直、傾斜、多次斜折的薄壁或厚壁板式結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，沉淀裝置整體橫斷面為方形、圓形或其它幾何形狀;在水平方向上液體流向是直線型、弧形、從中心往周圍發(fā)散或從周圍往中心集中型中的一種或者多種流向的組合型。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，沉淀裝置上部洄流隔板分隔為沖擊混凝區(qū)和至少一個(gè)絮凝區(qū)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，沉淀裝置底部通過洄流隔板隔離為至少二個(gè)沉淀區(qū)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，在兩個(gè)上洄流隔板之間形成的絮凝區(qū)設(shè)置有噴射型助凝劑投加器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，沉淀裝置底部沉淀區(qū)的結(jié)構(gòu)形式為水平斷面、弧形斷面、梯形斷面、楔形斷面或者其它異型斷面。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，沉淀裝置的材料為金屬或非金屬。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射型重力洄流式沉淀裝置，其特征在于，沉淀裝置外接有管道、閥門、栗、消毒設(shè)備、檢測(cè)儀表和自控系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】C02F1/52GK205710026SQ201620217409
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】陶文戈, 楊榮, 李晉臨, 沈健
【申請(qǐng)人】云南新邁科技有限公司