具有強(qiáng)化絮凝功能的一體化沉淀裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到給水設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種帶有新型強(qiáng)化絮凝裝置的沉淀設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在很長的發(fā)展過程中，給水排水工作者們一直致力于沉淀設(shè)備的開發(fā)和研究工作。目前，沉淀設(shè)備已經(jīng)開發(fā)了好多種類，這些沉淀設(shè)備都是常規(guī)工藝的集合，形狀基本是圓形和方形，這些設(shè)備沉淀區(qū)往往有存在死水區(qū)、利用率低等一系列問題；申請(qǐng)人研發(fā)的帶有新型斜板沉淀裝置的沉淀設(shè)備在順利解決了上述問題之后，仍然以下幾方面不足之處:
1、申請(qǐng)人目前已經(jīng)研發(fā)的帶有新型斜板的沉淀裝置已有兩個(gè)系列，它們都包括絮凝區(qū)和斜板沉淀區(qū)，絮凝區(qū)設(shè)置在沉淀區(qū)內(nèi)或外，它們運(yùn)行過程中均存在諸多問題；尤其在混凝階段，問題突出。如:若滿足絮凝時(shí)間、絮體大小和絮體密實(shí)度等要求時(shí)，就需要有足夠的絮凝空間，設(shè)備往往體積較大，高度較高，造價(jià)較高，運(yùn)行管理麻煩；若降低設(shè)備高度，降低造價(jià)，又無法滿足絮凝階段的技術(shù)參數(shù)要求，兩者的矛盾限制了沉淀設(shè)備的發(fā)展。
[0003]2、在采用同向流新型斜板沉淀裝置的沉淀設(shè)備中，首先存在沉淀池布水不均勻、部分斜板區(qū)污泥負(fù)荷過大、沉淀池出水水質(zhì)不穩(wěn)定和集水槽集水過程對(duì)沉淀池?cái)_動(dòng)較大等問題；其次在采用下向流斜板沉淀裝置的沉淀設(shè)備中又存在斜板設(shè)置未經(jīng)優(yōu)化，沉淀池表面負(fù)荷較小的問題。
[0004]3、斜板沉淀裝置中集水裝置無法實(shí)現(xiàn)對(duì)沉淀區(qū)水位的調(diào)控；第一，在沉淀區(qū)排泥時(shí)，沉淀區(qū)水位變化較大會(huì)導(dǎo)致清水水質(zhì)變化較大；第二，無論上向流還是下向流螺旋斜板沉淀設(shè)備中，裝置整體水位不可調(diào)節(jié)，不能根據(jù)原水特點(diǎn)調(diào)節(jié)處理水量，設(shè)備運(yùn)行工況單一，投資利用率較低。
[0005]4、試驗(yàn)用原水水質(zhì)單一；對(duì)不同原水水質(zhì)、大小和密實(shí)度不同的絮體，沒有進(jìn)行前期斜板設(shè)置參數(shù)多因素優(yōu)化的對(duì)比試驗(yàn)。
[0006]5、設(shè)備整體尚度較大、內(nèi)部水壓較大，使設(shè)備從所需材料到加工，安裝和運(yùn)行均需較大資金投入，前期投入成本較高。
[0007]6、一般在設(shè)備中心設(shè)置過濾裝置，采用強(qiáng)化過濾工藝；運(yùn)行過程中反沖洗過程難以控制，濾料更換幾乎難以實(shí)現(xiàn)，反沖洗濾頭更換難以完成，過濾過程存在的問題嚴(yán)重限制了沉淀設(shè)備的使用壽命。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】
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針對(duì)上述沉淀設(shè)備發(fā)展過程中存在的不足，本發(fā)明提供一種具有強(qiáng)化絮凝功能的一體化沉淀裝置，能夠滿足對(duì)絮凝時(shí)間、絮體大小和密實(shí)度等技術(shù)參數(shù)要求，又能使沉淀池布水均勻穩(wěn)定、表面負(fù)荷較大，具有集水簡(jiǎn)單、排泥過程出水穩(wěn)定、裝置整體水位可調(diào)節(jié)、斜板設(shè)置參數(shù)優(yōu)化、使用壽命長的特點(diǎn)。與此同時(shí)使設(shè)備高度明顯降低，體積明顯減小，運(yùn)行管理方便，使處理單位原水初期投資和運(yùn)行成本明顯降低。
[0009]本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn): 一種具有強(qiáng)化絮凝功能的一體化沉淀裝置，裝置為筒狀結(jié)構(gòu)，包括絮凝區(qū)、沉淀區(qū)和污泥濃縮區(qū)。
[0010]所述絮凝區(qū)分為兩級(jí)，包括同心設(shè)置的中心絮凝筒和外環(huán)絮凝筒，沉淀區(qū)同心設(shè)置在中心絮凝筒和外環(huán)絮凝筒之間，污泥濃縮區(qū)為圓錐形，位于絮凝區(qū)和沉淀區(qū)底部，直接與上部的絮凝區(qū)和沉淀區(qū)連接。
[0011]所述中心絮凝筒和外環(huán)絮凝筒通過設(shè)置在沉淀區(qū)之下的過水通道連接，過水通道外壁具有光滑曲面或斜面。外環(huán)絮凝筒沿周向由豎向擋板分隔為至少三格，各格依次上下交替連通，每一格內(nèi)從上往下均設(shè)置至少三層絮凝擾流孔板，原水加藥混合后從外環(huán)絮凝筒的第一格下部接入，依次上下翻轉(zhuǎn)沿逆時(shí)針方向進(jìn)入外環(huán)絮凝筒的最后一格，通過設(shè)置在最后一格下側(cè)的過水通道進(jìn)入中心絮凝筒。
[0012]在所述中心絮凝筒頂部向沉淀區(qū)方向設(shè)置傘狀導(dǎo)流板，傘狀導(dǎo)流板的末端伸到沉淀區(qū)水位一下，為淹沒式出流連接，絮凝出水通過傘狀導(dǎo)流板翻流進(jìn)入沉淀區(qū)，沉淀區(qū)下部設(shè)置下向流螺旋斜板沉淀區(qū)。所述下向流螺旋斜板沉淀區(qū)是由在中心絮凝筒和沉淀筒之間均勻設(shè)置的若干螺旋分布的斜板構(gòu)成。
[0013]所述中心絮凝筒分為上大下小半徑不同的兩個(gè)區(qū)，緊鄰兩個(gè)區(qū)交界處，且在下部區(qū)的外壁上環(huán)繞設(shè)置一圈集水槽，集水槽的外周對(duì)應(yīng)于斜板沉淀區(qū)下部，即所述集水槽是由中心絮凝筒壁中部向內(nèi)凹，與斜板沉淀區(qū)下部共同圍成的區(qū)域。中心絮凝筒的上下兩區(qū)的交界部分為斜面連接，形成集水槽的傾斜密閉型頂板，集水槽的槽底寬度與上下兩個(gè)區(qū)的半徑差相同。在集水槽的外壁上分布有集水孔連通斜板沉淀區(qū)，集水孔的位置正好位于斜板沉淀區(qū)的每兩塊斜板之間，沉淀后出水經(jīng)集水孔進(jìn)入集水槽，集水槽頂部連接有出水管，清水經(jīng)出水管進(jìn)入外部出水堰。
[0014]所述污泥濃縮區(qū)分為同心的內(nèi)外兩個(gè)污泥濃縮斗，分別與中心絮凝筒的底部和沉淀區(qū)底部連通，污泥濃縮斗的下端都分別連接排泥管。
[0015]進(jìn)一步，所述中心絮凝筒的上下兩個(gè)區(qū)內(nèi)也各設(shè)置一層絮凝擾流孔板。
[0016]外環(huán)絮凝筒和中心絮凝筒的絮凝擾流孔板上都分布不同開孔孔徑和不同開孔比的過水孔，開孔孔徑從0.02m-0.055m，開孔比從8%_27%。在外環(huán)絮凝筒中，同一過水通道內(nèi)擾流絮凝孔板的開孔孔徑和開孔比相同，不同過水通道，沿水流流向開孔孔徑和開孔比都逐漸增大；中心絮凝筒內(nèi)的絮凝擾流孔板開孔孔徑和開孔比較外環(huán)絮凝筒變大，使最后一級(jí)絮凝區(qū)內(nèi)水流更加穩(wěn)定，保證絮體穩(wěn)定，有利于較大絮體的去除。
[0017]進(jìn)一步，所述出水堰設(shè)置在外環(huán)絮凝筒外壁上，呈圓環(huán)形，出水堰環(huán)繞筒壁呈90°角，出水堰內(nèi)壁長度略大于出水堰整體長度，兩端富余部分開孔固定在裝置外壁上；出水堰為密閉型堰，清水管從其底部深入堰內(nèi)一定高度作為出水口，自由出流收集清水。清水管上設(shè)置蝶閥和球閥，蝶閥調(diào)節(jié)出水堰內(nèi)水頭，球閥控制整個(gè)裝置出水的開閉。
[0018]與現(xiàn)有同類型設(shè)備相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、第一級(jí)絮凝過程在外環(huán)絮凝筒完成，外環(huán)絮凝筒在半徑變化很小的情況下就可滿足絮凝過程停留時(shí)間對(duì)裝置體積的要求；同時(shí)，外環(huán)絮凝筒被隔板平均分為多格，水流沿隔板上下折返流動(dòng)，流程較長，流速穩(wěn)定；并且在每一格內(nèi)從上往下設(shè)置多層絮凝擾流孔板，設(shè)計(jì)每一級(jí)分格內(nèi)通道流速和過孔流速處于最佳區(qū)間之內(nèi)，通道流速由0.026到0.01變化，過孔流速由0.3m/s到0.06m/s變化。這樣每個(gè)過流通道內(nèi)水流流量不變，沿水流的流動(dòng)方向，只需增大擾流孔板上開孔的孔徑和開孔比即可實(shí)現(xiàn)水流過孔流速的降低以及水流的穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)時(shí)為達(dá)到控制水流穩(wěn)定的目的，需要反復(fù)調(diào)整開孔孔徑的大小以及開孔比，最終獲得理想流速。二者均是由前至后逐漸變小，相鄰流速變化不大，滿足了絮凝過程對(duì)水流速度、絮凝時(shí)間、速度梯度和微渦流大小的要求，形成絮體穩(wěn)定而密實(shí)，對(duì)高濁度和低濁度水均有較好的處理效果。
[0019]2、由于采用環(huán)形內(nèi)外兩級(jí)絮凝筒，在保證絮凝效果的同時(shí)，使得裝置整體高度的降低，不僅使設(shè)備的制作、安裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、運(yùn)行、管理更加簡(jiǎn)單快捷，而且使設(shè)備內(nèi)部水壓降低，對(duì)制作材料的抗壓性能要求降低，這一系列的優(yōu)化和改進(jìn)使裝置的制作成本大幅度降低，提尚其實(shí)用性能。
[0020]3、外環(huán)絮凝筒和中心絮凝筒通過設(shè)置于沉淀區(qū)之下的通道連接，通道的設(shè)置不僅滿足對(duì)絮凝后期水流穩(wěn)定性的要求，而且該通道內(nèi)水流流速較與其連接的最后一格通道內(nèi)流速大，通道出水進(jìn)入中心絮凝區(qū)，沿水流方向均是漸擴(kuò)過程，實(shí)現(xiàn)了保持水流流態(tài)穩(wěn)定的目的；同時(shí)通道外壁光滑曲面的設(shè)置有利于沉淀池污泥順利滑入污泥斗，不容易在通道外壁形成集泥區(qū)。
[0021]4、中心絮凝筒與沉淀區(qū)連接部位設(shè)置圓環(huán)形傘裝導(dǎo)流板，使水流流線變化較小，水流流態(tài)穩(wěn)定，克服短流和異重流的影響，利于較大絮體的穩(wěn)定，從而使沉淀池污泥負(fù)荷分布均勻，提高沉淀池污泥的去除效果；同時(shí)連接部位淹沒式出流連接，即只需調(diào)節(jié)出水球閥，使導(dǎo)流板位于連接處水位以下，能起到防止短流和異重流的目的，又不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)流板連接處打碎礬花的情況，使沉淀池排泥時(shí)兩桶水位變化較小，較大絮體不易破碎。
[0022]5、在中心絮凝筒中間側(cè)壁圓周部位設(shè)置密閉集水槽，首先集水槽有暫時(shí)貯存功能，保持出水堰水頭，在沉淀池排泥時(shí)槽內(nèi)水可以回流補(bǔ)給沉淀池(原來裝置沒有設(shè)置集水槽，清水收集之后直接引出，故不能回流補(bǔ)給)使沉淀區(qū)水位變化更小，保護(hù)已形成的較大絮體；其次出水槽頂板傾斜方式的設(shè)計(jì)使集水槽上部不易出現(xiàn)污泥沉積。
[0023]6、集水槽位置