一种应用于水处理的沉淀装置

技术领域

本发明涉及污水净化处理领域，尤其是涉及一种应用于水处理的沉淀装置。

背景技术

沉淀是常规水处理工艺中极为重要的一步，是去除水体中悬浮物的一种常用处理方法。其可应用于其他工艺组合充当预处理，也可用于某些水体排放前的最后一道工艺。水体中的悬浮固体在沉淀过程中，主要依靠重力沉降，其沉淀效果与水体中悬浮固体的大小以及所在环境有着密切联系，当水体中悬浮固体处于一个较为稳定、平滑的环境时具有良好的沉淀效果。因此，沉淀效果与沉淀设备的内部结构密切相关。

目前，对于沉淀设备的改造主要集中在添加斜板或斜管，对于设备内部结构的研究较少。沉淀设备的内部结构不仅对水体中的悬浮固体及药剂的混合均匀程度具有重要的影响，对形成絮体的沉降稳定性也具有一定的影响。通过对沉淀设备进行优化设计，进而加速絮体的沉降，同时减少设备内的水流产生较大的扰动，避免造成大量絮体破碎。因此，高效沉淀装置的研制对于水处理行业具有重要的意义。

常见的沉淀装置由槽体、溢流堰和传动轴与污泥耙组成，溢流堰位于槽体上部，槽体内的水体达到一定液位线后，经溢流堰流出，传动轴位于槽体中间，污泥耙与传动轴相连，位于槽体底部。常规沉淀槽体的缺点在于，其是一个开放式槽体，且多为土建式，投资、占地面积较大，水体从左部进水管给入到槽体中，通过重力沉降，使得水体中的悬浮物质进行沉降，所耗时间较长且整个系统易受水体流量变化的影响；同时，由于水体进入后直接流入槽底，且污泥耙转速较慢，槽体中悬浮絮体与药剂的混凝没能充分反应，进而导致槽体内悬浮絮体体积较小，整个槽体沉淀效率较低的现象。

专利CN 111643933 A公开了一种曝气式斜板沉淀池。该装置该装置设置了有连续倾斜的斜板以及曝气管，利用气泡的搅动促使污水中的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝，经过具有一定角度的斜板，进而可以使沉淀效率提高，提升了该设备的沉淀能力。专利CN109467206 A公开了一种水深度处理装置。该装置中水体通过进水管进入后，经过竖流沉淀组件以及反弹件后进入斜管沉淀组件中，实现了一定的泥水分离，在提升了沉淀效率的同时，也有利于污水在装置内的流速，保证了装置内系统的稳定。上述现有技术的缺点在于，虽然增加在池中增加了斜板组件，从一定程度上有利于槽体内悬浮絮体的沉降，但是由于没有设置污泥耙，导致槽体内底部以及曝气口在水质较差时易堵塞。

且在上述沉淀装置结构中，水体均是直接进入槽体，槽内由于水体流速快，水体与药剂存在混合不均匀的情况，导致沉淀反应过程不充分，进而影响了沉淀效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于水处理的沉淀装置，能够通过缓流给料部使水体、药剂在沉淀装置内流动过程中再次充分混合，且提高沉淀物的沉降效率，避免堵塞；

本发明提供一种应用于水处理的沉淀装置，包括：缓流给料部，用于筒体内进料，且包含用于减缓水体下流速度的缓流结构；搅拌部，位于所述筒体内下部，用于搅拌筒体内的水体及下部沉淀；溢流槽，位于所述筒体之上，用于所述筒体内沉淀后的水体溢流排出。

进一步的，所述筒体内中部还设有中心斜板部，用于承接筒体内的絮凝物并斜向下导流至筒体内下部。

进一步的，所述缓流给料部包括上给料筒，所述上给料筒包括布水板和短接管，所述缓流结构包括位于所述布水板上的透水孔，和/或，位于所述短接管上的若干高度不同的开口。

进一步的，所述缓流给料部还包括中心给料筒，所述中心给料筒由所述上给料筒内向下延伸至所述筒体内下部，所述缓流结构包括设置于所述中心给料筒内的螺旋隔板。

进一步的，所述螺旋隔板的外边缘向上扬起，所述中心给料筒上沿所述螺旋隔板的切线方向开设有若干导流孔。

进一步的，所述中心给料筒的外侧设有套管，所述中心给料筒的底端连接有缓冲口，所述缓冲口下方设有缓冲板，所述缓冲口的外侧面为向下扩口的斜面。

进一步的，所述搅拌部包括污泥耙，所述污泥耙位于所述筒体内下部，所述污泥耙通过主轴连接至所述筒体外的驱动装置。

进一步的，所述筒体内下部设有一级下锥体和二级下锥体，所述二级下锥体位于所述一级下锥体的中部，且所述二级下锥体的倾斜度大于所述一级下锥体，所述二级下锥体的中部设有出泥管。

进一步的，所述溢流槽的槽底具有倾斜度，且所述溢流槽的低端设有出水管。

进一步的，所述中心斜板部包括：内中心筒，所述内中心筒外间隔设有若干隔板，所述内中心筒的下部外侧面为向下扩口的斜面；或；内中心筒，所述内中心筒外间隔设有若干倾斜隔板。

本发明的技术方案通过缓流给料部向筒体内给料注入含污水，水体在筒体内下降过程中，由于缓流结构使水体流动缓慢，使得水体有更多的时间与药品反应促使杂质絮凝，提高沉淀效率。且通过搅拌部的搅拌，一方面提高絮凝沉淀效率，另一方面沉淀物不易在筒体内下部堆积，造成排泥排污口堵塞。沉淀后的水体进入溢流槽排出，实现清洁水与沉淀物的高效分离，使沉淀后的水体清洁度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1的主视图；

图3为本发明图1的侧视图；

图4为本发明图3的A-A剖视图；

图5为本发明的搅拌部、上给料筒和中心给料筒示意图；

图6为本发明的第一种中心斜板部结构示意图；

图7为本发明的第二种中心斜板部结构示意图；

图8为本发明的上给料筒结构示意图；

图9为本发明图8的A-A剖视图；

图10为本发明的第一种透水孔结构示意图；

图11为本发明的第二种透水孔结构示意图；

图12为本发明的短接管结构示意图；

图13为本发明图12的俯视图；

图14为本发明的中心给料筒结构示意图；

图15为本发明的中心给料筒内部结构示意图；

图16为本发明的螺旋隔板与导流孔结构示意图；

图17为本发明的第一种缓冲口结构示意图；

图18为本发明的第二种缓冲口结构示意图；

图19为本发明的缓冲口俯视图；

附图标记说明：

1-筒体、101-一级下锥体、102-二级下锥体、103-出泥管、104-絮体观察窗、105-稳定支架、2-搅拌部、201-污泥耙、202-主轴、203-电机、3-溢流槽、301-出水管、4-中心斜板部、401-内中心筒、402-隔板、403-内锥体、404-外中心筒、5-上给料筒、501-布水板、502-短接管、503-进水管、6-中心给料筒、601-内筒体、602-套管、603-导流孔、7-缓流结构、701-透水孔、702-开口、703-螺旋隔板、8-缓冲口、801-缓冲板、9-梁架。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-图5所示，本发明提供一种应用于水处理的沉淀装置，包括：缓流给料部，用于向筒体1内进料，且包含用于减缓水体下流速度的缓流结构7；搅拌部2，位于筒体1内下部，用于搅拌筒体1内的水体及下部沉淀；溢流槽3，位于筒体1之上，用于筒体1内沉淀后的水体溢流排出。

具体的，筒体1内部中空，缓流给料部上端连接进料管，下端延伸至筒体1内下部，污水从进料管注入，并伴随着絮凝药剂进入筒体1中，在筒体1内下降过程中，杂质絮凝为大颗粒，并沉降到筒体1内下部，由出泥管103排出。由于缓流结构7作用，水体需要更多的时间才能下降到筒体1内下部，所以有更多的时间发生絮凝过程，使得沉淀效率更高，且节约了筒体1的体积，允许筒体1有更低的高度。沉淀后的清洁水由筒体1内缓流给料部之外的空间积聚，当没过筒体1顶端边缘进入溢流槽3后，由溢流槽3上的出水管301排出。

实施例2

本实施例2具体叙述中心斜板部4。

如图6-图7所示，筒体1内中部还设有中心斜板部4，用于承接筒体1内的絮凝物并斜向下导流至筒体1内下部。中心斜板部4包括：内中心筒401，内中心筒401外间隔设有若干隔板402，内中心筒401的下部外侧面为向下扩口的斜面；或；内中心筒401，内中心筒401外间隔设有若干倾斜隔板402。

具体的，中心斜板部4位于筒体1中部，更具体的说，位于溢流槽3之下，筒体1内下部(沉淀区)之上，主要是通过是使筒体1内悬浮的絮凝颗粒下沉到中心斜板部4的斜面上时，将其向筒体1内部的外缘区域导流，这一方面是因为接触到中心斜板部4的斜面之后受到的浮力更小，更容易沿斜面下滑沉降，提高沉淀效率；另一方面是筒体1内下部中央位置有搅拌部2(污泥耙201)搅拌，从外缘区域沉降能够避免搅拌绕流的影响。

中心斜板部4有两种实施方案，一种是中心斜板部4由内中心筒401、隔板402、内锥体403与外中心筒404构成；其中，内中心筒401、内锥体403与外中心筒404依次由上至下连接，隔板402均布在内中心筒401、内锥体403和外中心筒404外侧，隔板402数量为3～8块，其中中心斜板部4的整体高度为筒体1高度1/2～2/3；内中心筒401下边缘位于缓冲口8的斜挡板之间。其中的内锥体403起到前述中的斜面作用，隔板402起到避免絮凝颗粒随绕流流动的作用，使其更好的向下沉降。

另一种是中心斜板部4由内中心筒401、隔板402构成；其中，内中心筒401直径为中心给料筒6直径的2-2.5倍，高度为筒体1高度的1/2～3/5，隔板402均匀分布在在内中心筒401上，且其倾斜度为65°～75°，数量根据水体质量以及出水目标确定。其中的倾斜隔板402可以起到前述中的斜面作用，且同时避免絮凝颗粒随绕流流动，使其更好的向下沉降。

实施例3

本实施例3具体叙述缓流给料部。

如图5-图19所示，缓流给料部包括上给料筒5，上给料筒5包括布水板501和短接管502，缓流结构7包括位于布水板501上的透水孔701，和/或，位于短接管502上的若干高度不同的开口702。缓流给料部还包括中心给料筒6，中心给料筒6由上给料筒5内向下延伸至筒体1内下部，缓流结构7包括设置于中心给料筒6内的螺旋隔板703。螺旋隔板703的外边缘向上扬起，中心给料筒6上沿螺旋隔板703的切线方向开设有若干导流孔603。中心给料筒6的外侧设有套管602，中心给料筒6的底端连接有缓冲口8，缓冲口8下方设有缓冲板801，缓冲口8的外侧面为向下扩口的斜面。

具体的，上给料筒5主要由布水板501及短接管502组成，布水板501为一板型件，并与侧板及顶板组成用于容纳净水的蓄水腔，短接管502为贯穿布水板501并延伸至布水板501之上、蓄水腔之内的管型件，进水管503连通蓄水腔内向其注水；该结构中，蓄水腔筒壁直径为进水管503管径的1.5～3倍，高度为进水管503管径的2.5～4倍；其中，布水板501上的透水孔701有两种实施方案，一种为孔状，另一种为环状，两种板的开孔率均与进水量有关，短接管502的高度为蓄水腔高度的1.15～1.5倍，其顶部距离蓄水腔顶部的距离为1/4～1/3，同时为了使进入的水体分流，对其上部进行开口702，开口702数量与短接管502的直径与进水流量有关，同时，为了使水体均匀下流，短接管502内部还可设置一定数量的引流板。

如图16所示，中心进料筒是本装置的主要部件之一，由内筒体601与外套管602组成。其中，外套管602筒径≥2.5倍的进水管503内径；内筒体601筒径≥2倍的进水管503内径，且在内筒体601上部、中部以及下部设有加药口。螺旋隔板703贴合内筒体601的内壁设置，呈螺旋向下的导流结构，螺旋隔板703的长度及宽度比中心进料筒长度及内径略小，且外边缘略微向上扬起，内筒体601沿螺旋隔板703切线方向开有一定数量的小孔，即为导流孔603，导流孔603的形状、位置与开孔数量与水体性质有关；该结构的优点在于，质量较大、粒径较大的絮体做绕流运动时产生的离心力会大于螺旋隔板703的阻力，使得其由内筒体601上的导流孔603随水流流向外筒体1，而小粒径、轻质量的絮体由于离心力不足则仍在内筒螺旋隔板703上向下流动，该过程使得水体中不同粒径的絮体完成了分级，减少了由于絮体间碰撞而导致絮体破碎的现象。

缓冲口8有两种实施方案，一种实施方案是，由斜挡板(即缓冲口8的外侧面)与底部缓冲板801组成，斜板与缓冲板801通过四根均布的立柱相连，其中，斜挡板的角度范围为90°～150°，斜挡板底端距底部缓冲平板上表面的距离≥1.2倍的进水管503内径，当水体及小颗粒絮凝从中心给料筒6的内筒体601落下后，接触到缓冲板801而向四周开放侧流出，减缓流速，避免受到污泥耙201影响。而大颗粒絮凝从内筒体601与外套管602之间落下，接触到斜挡板的斜面，被导流向四周的污泥层。

另一种实施方案是，由斜挡板与底部缓冲板801组成，斜板与缓冲板801通过四根均布的立柱相连，其中，斜挡板的角度范围为90°～150°，斜挡板底端距底部缓冲板801下表面的距离≥1.2倍的进水管503内径，同时该结构底部为具有倾斜角度的锥面，其角度范围为145°～165°。与上述第一种实施方式的区别在于，底部倾斜的锥面起到与斜挡板相似的作用，对于从中心给料筒6的内筒体601落下的水体及小颗粒絮凝物也能起到导流作用。

实施例4

本实施例4具体叙述搅拌部2。

如图1-图5所示，搅拌部2包括污泥耙201，污泥耙201位于筒体1内下部，污泥耙201通过主轴202连接至筒体1外的驱动装置。

具体的，污泥耙201水平长度约为筒体114内径的7/8～15/16，两边分别与一级下锥体101平行，且两边各自装有2-4块刮泥板，刮泥板上部与两边的角度在0°～30°之间，下部与一级下椎体101平行，且刮泥板下部距底边的垂直距离与筒体114内径相关。在溢流槽3上固定有一梁架9，驱动装置具体选择电机203，电机203固定在梁架9上，主轴202穿过中心给料筒6内，其上端连接电机203，下端连接污泥耙201，进而电机203可驱动污泥耙201转动。在污泥耙201旋转的作用下，使得沉积在两侧的絮体加速流向出泥管103，最终排出。主轴202高度约为筒体1高度的2/3～3/4。

实施例5

本实施例5具体叙述筒体1结构。

如图1-图4所示，筒体1内下部设有一级下锥体101和二级下锥体102，二级下锥体102位于一级下锥体101的中部，且二级下锥体102的倾斜度大于一级下锥体101，二级下锥体102的中部设有出泥管103。溢流槽3的槽底具有倾斜度，且溢流槽3的低端设有出水管301。

具体的，筒体1上开设有絮体观察窗104，进水管503与出水管301为对侧呈180°，且与筒体1上絮体观察窗104在同一中心线上，筒体1底部设有稳定支架105用于支撑；一级下锥体101较二级下锥体102的倾斜度更小，絮体先落在一级下锥体101上，被倾斜的锥体面加速沉降向二级下锥体102，二级下锥体102倾斜度更高，其进一步加速沉降的同时，也起到斗形的聚料作用，使聚集的絮体更容易从出泥管103排出。筒体1顶端边缘设有上下起伏的豁口状溢流堰，用于筒体1内的清液溢流入溢流槽3中，并沿溢流槽3的倾斜方向排到出水管301。

本装置的工作原理是：

水体经过先前的加药处理后，首先由进水管503进入到上给料筒5中，上给料筒5由于内部的结构设置，使得水体在其内具有一定时间的停留，同时对水体进行了分流，流入中心给料筒6中。其中，大部分水体通过布水板501均匀流向螺旋隔板703中，少量水体通过短接管502两端的开口702直接从中心下落(开口702较高的一边对应进水管503，从而降低水体流速，从而使得水体缓慢下流)，水体在下落过程中，通过周围水体的绕流及重力作用，使得一部分水体再次流向螺旋隔板703，一部分则沿着搅拌轴流入筒底，此外，还有极少部分水体直接从短接管502与布水板501之间的缝隙流入筒底。在螺旋隔板703中由于设置有向上微翘的外边缘结构，因此质量较大、粒径较大的絮体产生的离心力会大于螺旋隔板703的阻力，使得其由内筒体601上的导流孔603随水流流向外筒体1，而小粒径、轻质量的絮体由于离心力不足则仍在内筒螺旋隔板703上向下流动，该过程使得水体中不同粒径的絮体完成了分级，减少了由于絮体间碰撞而导致絮体破碎的现象；

此外，当水体流量较大或浊度较高时，水体加药可分为两部分投加，一部分药剂在水体进入装置之前加入，另一部分则在水体进入装置内，在中心给料筒6的侧壁进行多点加药，该处加药主要是为了将水体流动时所造成的破碎絮体进行二次絮凝，从而提高处理效率，由于上给料筒5与中心给料筒6的结构特点，增大了水体的停留时间及药剂的混合时间，因此多点加药量由上至下是逐步降低的。待水位没过污泥耙201时启动电机203，电机203通过上给料筒5、主轴202驱动污泥耙201缓慢旋转，当筒体1内水位逐步上升时且到达筒体1顶端时，经过沉降的水体由溢流结构流入到溢流槽3中，经过沉淀后的水体最终由出水管301排出；在此期间，水体中所形成的较大的絮凝物质依靠中心斜板部4加速向下沉降，部分絮体直接进入一级下锥体101、二级下锥体102，此处为该装置内的倾斜区域，其中一级下锥体101的倾斜角度要比二级下锥体102的倾斜角度小，絮体落在倾斜的锥体面上会加速沉降，部分絮体降落在一级下锥体101两侧，不易滑落，此时在污泥耙201旋转的作用下，使得沉积在两侧的絮体加速流向出泥管103，最终排出。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。