一种矩形斜板二沉池

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种矩形斜板二沉池。

背景技术

沉淀是水处理工艺中最简单、最高效的工艺，它利用水和悬浮物的密度差，使混合液或各种悬浮物在自身重量作用下进行沉淀，从而去除水中的污泥和各种悬浮物，达到固液分离和污水净化的目的。具有能耗低，操作简便的优点。

污水处理工艺中的污水经过厌氧、缺氧、好氧生物反应后，水中的有机物转换为细菌即活性污泥。这时需要二沉池进行沉淀，实现固液分离。一般污水处理厂的二沉池多为中心进水、周边出水的辐流式二沉池，这种结构的缺点是进水对池体内的水头扰动大，不利于污泥的快速沉淀，进水集中在一侧，不能在池内均匀分布，充分利用池体的容积，加速污泥沉淀。辐流二沉池的表面负荷仅0.6～1.0 m3 /(m2•h)，停留时间3-5小时。

二次沉淀池活性污泥的另一特点是质轻，易被出水带走，并容易产生二次流现象。辐流二次沉淀池也可以用周边进水、周边出水的方式，提高混合液在池内流动的距离和沉淀效果。周进周出二沉池的表面负荷可以提高至1.0～1.5m3 /(m2•h)，停留时间减少到2-3小时。

圆形周进周出二沉池的变形为矩形周进周出二沉池，与常规平流沉淀池的区别是：传统的平流沉淀池的原水在矩形的短边一端进水，在矩形的另一端出水。矩形周进周出二沉池是在矩形的长边一端进水，水在池内循环后，重新返回到进水端出水。矩形周进周出二沉池表面负荷的设计为：1.0～1.5m3 /(m2•h)，停留时间2小时。这种池型比圆形二沉池更加节省占地面积。

上述沉淀池依然具有如下缺陷：1. 单位面积的出水量不高；2. 水处理厂二沉池停留时间长，体积大，投资高。

发明内容

鉴于背景技术存在的不足，本发明涉及一种矩形斜板二沉池，根据上述问题，设计了一种矩形周进周出二沉池。提高二沉池的表面负荷，增加沉淀池单位面积的出水量，提高出水水质，在二沉池内加装侧向流斜板的方案，以解决污水处理厂二沉池停留时间长，体积大，投资高的缺点。

本发明涉及一种矩形斜板二沉池，包括沉淀池体、进水部分、斜板部分、出水部分、排泥部分、链板式刮泥撇渣部分，所述沉淀池体为钢筋混凝土或钢结构，进水部分、斜板部分、出水部分、排泥部分、链板式刮泥撇渣部分均设置在沉淀池体中；所述进水部分包括进水渠，所述进水渠沿沉淀池体边缘边设置，所述进水渠底部均匀设置有布水孔；所述斜板部分设置在沉淀池体上部，所述斜板部分设置有穿孔曝气管；所述出水部分包括出水渠，所述出水渠设置在进水渠内侧，二者并排设置；所述排泥部分包括排泥槽和排泥盖板，所述排泥槽设置在沉淀池体底部，所述排泥盖板设置在排泥槽上方，且在排泥盖板上开有孔洞；所述沉淀池体另一侧区域设置有排泥渠，所述排泥渠与排泥槽相互连通；所述链板式刮泥撇渣部分包括链板式刮泥机和撇渣管，所述链板式刮泥机设置在排泥槽上方，所述撇渣管设置在沉淀池体内水面位置。

通过采用上述方案：水处理厂二沉池停留时间变短，体积变小，投资变低。

进一步的，所述的布水孔中预埋有布水管。

进一步的，所述斜板部分包括侧向流的斜板，斜板位于沉淀池体的中上部。

进一步的，所述斜板下部设置有穿孔曝气管。

进一步的，所述布水孔下方设置有水平布置的折流挡板，所述折流挡板内侧设有竖直布置的挡水裙板。

进一步的，所述链板式刮泥机为四轴链板式刮泥装置，所述沉淀池体底部设有刮泥板，所述链板式刮泥机的刮板通过驱动链及主传动轴旋转可沿沉淀池底方向上下运动。

通过采用所述方案：将池底的污泥刮至排泥槽，将水面浮渣刮至撇渣管。

进一步的，所述主传动轴转动由链轮带动，所述链轮由电机驱动，所述电机安装在沉淀池体上方。

进一步的，所述排泥槽的一端设置有内套筒，所述内套筒与排泥渠相互连通。

进一步的，所述内套筒上设置有套排泥筒阀。

本发明的游戏效果如下：斜板沉淀池表面负荷高，充分利用池体容积，同样的占地面积，可以增加产水量3-5倍。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的平面结构示意图。

图2是本发明实施例的横断面剖面结构示意图。

图3是本发明实施例的纵断面剖面结构示意图。

附图标记，1、进水渠；2、布水孔；3、折流挡板；4、挡水裙板；5、导向板；6、斜板；7、出水渠；8、穿孔曝气管；9、排泥槽；10、排泥渠；11、排泥套筒阀；12、链板式刮泥机；13、电机；14、撇渣管。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

本发明的实施例1参照图1、图2、图3所示，包括沉淀池体、进水部分、出水部分、斜板部分、排泥部分、链板式刮泥撇渣部分，所述沉淀池体为钢筋混凝土或钢结构，进水部分、出水部分、斜板部分、排泥部分、链板式刮泥撇渣部分均设置在沉淀池体中；所述进水部分包括进水渠1和布水孔2、折流挡板3、挡水裙板4，所述进水渠1沿着沉淀池体侧边设置，在进水渠1底部均匀设置有布水孔3；所述出水部分包括出水渠7，所述出水渠7设置在进水渠1内侧，二者并排设置；所述的斜板设置在沉淀池上部，所述的穿孔曝气管设置在斜板的下方，所述排泥部分包括排泥槽9和排泥盖板，所述排泥槽9设置在沉淀池体底部，排泥盖板设置在排泥槽8上方，且在排泥盖板上开有孔洞；在沉淀池体一侧设置有排泥渠10，所述排泥渠10与排泥槽9相互连通；所述链板式刮泥撇渣部分包括链板式刮泥机12和撇渣管14，所述链板式刮泥机12设置在排泥槽9上方，撇渣管14设置在沉淀池池面位置。

所述进水渠1布置在沉淀池体的长边一侧，所述进水渠1道顶部与沉淀池池顶平。为保持渠道内的一定水流冲刷流速，防止污泥在渠底沉淀。渠道采用深度不变，渠道的宽度渐窄型断面。即随着渠道的延伸，不断有水流从渠道底部的孔眼流到下部沉淀池内，当渠道内的流量的不断减少，为保证渠道水流的速度不变，保证水流的冲刷力，防止污泥在渠道底部沉淀积累，在渠道的水深不变条件下，使渠道的宽度不断变小。

所述进水渠1底部布置穿孔配水管，为使这个池体均匀配水，根据水力学原理，采用变间距的配水孔配置。即在渠道前部和后部的两端出水孔的孔距适当放大，渠道的中部孔距适当缩短。因为在渠道前端水流的压头最大，随着水流流动，水流的沿程水头损失与流量减少，导致渠道内水位不断降低。在渠道的尾部水流速度降低，速度水头转为势能，渠道水位升高。所以渠道中部的水位最低，过流压头最小，配水量最小，需要适当加密配水孔。

所述进水渠1底部设置进水孔2，所述进水孔2内安装短管，以保证进水孔截面积的精度。保持进水渠道沿渠道全长能够均匀配水，水流平稳进入二沉池。同时避免进水管出水出现射流现象，所述布水管底部设置折流挡板3，将进水快速有效的分散到整个向下配水絮凝区。为防止水流产生横向流动而短流，在进水渠道底部设置一个导流裙板4，促使进水向下流动进入沉淀池底部絮凝区。

水流在进水渠1底部缓慢向下流动，由于污泥颗粒下沉速度差不同，下沉快的颗粒赶上下沉慢的颗粒，使污泥颗粒之间接触碰撞，形成大颗粒矾花。当水流达到池底，碰到45°的斜坡反射面5，使水流流动方向旋转90°，水流主体由垂直向下流动转为沿池底水平流动。在水流90°旋转过程中，水中颗粒物质受到的离心力作用，产生径向运动，离心力驱使颗粒的运动方向为加速向下沉淀，在离心力的作用下，大颗粒及密度大的颗粒运动速度比小颗粒物质快，大颗粒污泥从后面碰撞吸附小颗粒污泥，使污泥颗粒变的更大，到达使污泥加速沉淀到池底的目的。

水体在池底水平流动过程中，水中大颗粒絮凝物在重力作用下向下沉淀到池底。由于池底污泥浓度高，这相当于一个高密度平流沉淀浓缩池，污泥在此区域内为成层拥挤沉淀。同时，沉淀池上层回流水体中的悬浮物，从上部下降沉淀到本层，对下层进水中的颗粒污泥起到网捕和吸附作用，同时增加了底层的污泥浓度。形成污泥内部循环，上层水流中落下的污泥作为接触污泥，提供下层沉淀所需的晶核，使生成的絮体具有较大比重和较紧密的状态，能够迅速沉淀，使悬浮颗粒加速沉淀到池底。污水在池底进行第一次沉淀。

当污水流动到对面池壁，碰到45°的斜坡反射面5，使水流再转向90°。水体由水平流动转变为向上流动。同样，水流旋转产生的离心力，促使污泥颗粒间发生絮凝沉淀。

当水流完全转向后，水流携带着还未沉淀的剩余悬浮物向上缓慢流动，这些悬浮物的粒径较小，在上升流中发生絮凝，因为上升速度快的小颗粒追赶上速度慢的大颗粒，发生接触凝聚，生成更大颗粒的絮凝体。这些大的絮凝体密度大、下沉速度大，颗粒下沉速度与水流上升速度平衡，众多大颗粒絮凝体相当于停留在水中不动，构成一个动态过滤污泥床，上升水流中的剩余悬浮物在动态过滤污泥床中被吸附而去除。

通过污泥动态吸附过滤层的水流，水中的悬浮物已经被去除大部分。当水流流动到水面后，在出水渠的抽吸作用下，水流向进水渠侧回流，形成一个循环。顶层水体在水平回流的流动过程中，水中的颗粒污泥垂直下沉，落到底层的一次沉淀区，自动实现污泥循环，促进一次沉淀区内的污泥网捕和吸附作用。所以顶层回流相当于沉淀池的第二次沉淀。

由以上的流程可以看到：矩形周进周出沉淀池的4个工艺过程，第一是：下降流一次絮凝。第二是：底层水平流一次沉淀。第三是：上升流的二次絮凝过滤，第四是：顶层水平回流二次沉淀。其中第一次沉淀悬浮物浓度高，为成层沉淀。第二次沉淀时悬浮物浓度已经降低到相当低，为自由沉淀。由于矩形周进周出二沉池为二次沉淀，所以其表面负荷率高。比常规二沉池的表面负荷率高1倍左右。当水量一样时，其占地面积比传统二沉池小一半。

为进一步提升矩形周进周出沉淀池的表面负荷率，即增加沉淀池单位水平面积的出水量，降低沉淀池的出水悬浮物含量，提高污水处理厂出水水质。本发明在矩形周进周出沉淀池顶部水流水平回流的二次沉淀区内设置沉淀斜板6，增加沉淀池顶层回流区的沉淀效率。本发明采用的斜板为侧向流沉淀斜板。其优点是：利用了浅层沉淀原理，提高了沉淀池的过水能力。斜板缩短了污泥颗粒沉降距离，污泥颗粒能在短时间内降落斜板表面，从而被从水体中去除，达到降低出水悬浮物的目的。

在常规二沉池中使用斜管沉淀效果不佳，其主要原因是二沉池污水中污泥浓度太高，一般为3000-4000mg/L，有时到达5000-6000mg/L。高浓度的污泥的沉淀特性为颗粒之间相互干扰的拥挤沉淀。颗粒的沉淀速度慢，加上多采用上向流斜管，颗粒下沉方向与水流上升方向相反，颗粒的实际运动速度为二者之和，当水流上升速度大时，污泥颗粒沉淀不下来，导致出水水质恶化。本申请的斜板安装在二次沉淀区，进入二沉池中的污水已经经过底部的水平流一次沉淀与上升流的絮凝过滤，污水中的污泥已经被大部分去除，污水中的悬浮物浓度已经极大地降低，这时污水中的低浓度的悬浮物沉淀为自由沉淀。同时侧向流斜板中水流方向与颗粒下沉方向相互垂直，水平流向的水流不会对垂直下沉的颗粒形成干扰。因此不会导致斜板在污水处理厂二沉池中使用而失效。可以充分发挥沉淀斜板在水处理中的作用。

二沉池增加许多平行斜板6后，加大水池过水断面的湿周，同时减少水力半径，为此在同样的水平速度v时，可以大大降低雷诺数Re，从而减少水的紊动，促进颗粒沉淀。

侧向流的斜板6的安装位置在沉淀池的上层，即1/2有效水深的上半部分。同时需要留出上向流絮凝通道，即在进水渠对面的池壁处，留出1/2有效水深的水流宽度。同时，斜板顶部留出100mm水深不放斜板，作为刮泥机刮板的行走通道，由于刮出水面上漂浮的泡沫等污物。所述斜板6倾角60°，斜板间距100mm，斜板底部安装到下部支撑架上，支撑架的两端固定到池壁上。

为防止斜板长期运行时，板面上生长细菌，积累污泥，堵塞水流通道。需要在斜板下部设置穿孔曝气管8，通过定期对斜板6进行曝气，利用上升水流、气流冲刷斜板表面，使斜板表面粘附的污泥脱落，沉淀到池底，保持斜板表面的清洁与光滑，维持沉淀池的正常运行。穿孔曝气管管径一般d25mm-d50mm，在穿孔管底部开孔，孔径3-5mm，间距200mm。穿孔支管之间的间距300mm-500mm。穿孔支管的两端安装到环形供气主管上面，构成一个曝气系统。曝气系统安装位置在斜板下部300mm-500mm之间。为保证穿孔管能够均匀出气，穿孔管需要水平，全池水平安装误差不超过5mm。穿孔曝气系统的曝气强度在80-120m

为刮掉沉淀池体底部的污泥与水面的泡沫，本发明采用链板式刮泥机12。链板式刮油刮泥机12设有二条平行封闭的牵引链条.链条上装有多块刮板,在驱动装置13的牵引下,链条带动刮板沿沉淀池内的上、下导轨，和两端导轮组成四边形轨道循环运行。利用刮板上下循环缓慢移动,将沉降于池底的污泥刮入到池底的积泥槽9中，经排泥阀10排出。将水面漂浮的泡沫刮集到排渣管14中排走。

所述沉淀池体底部设置若干根积泥槽10，积泥槽垂直于进水渠道。为保持排泥时积泥槽内恒定水流速度，积泥槽采用渐宽截面。

工作原理：沉淀池体为钢筋混凝土或钢结构，整体为矩形结构，可以一个或多个池体并列布置。

上游污水进入进水渠1，污水经过布水孔4后，为避免污水直接冲向池底，影响池体内流态，通过折流挡板3、挡水裙板4使水流折向，使其水量均匀分配、减缓进水冲击力，起到减速、在区域内形成大环流的作用。

污水中的悬浮物在沉淀池底下层经过快速沉淀后，形成污泥，通过排泥槽9上盖板不同孔径的开孔进入排泥槽9， 通过静压力式排泥方法，将排泥槽9中的污泥通过内套筒阀11排入排泥渠10中。链板式刮泥机12采用四轴链板式刮泥设备沿着池底运行，刮板运行至池底刮泥，运行至水面刮渣；将池底的污泥刮至排泥槽9中，将池面浮渣刮至撇渣管14处，链板式刮泥机12 的驱动电机13 布置在池体顶部。

水流在上层回流路径中，经过侧向流斜板6的沉淀，增加出水负荷，降低水中残留的悬浮物。同时，由于斜板6阻挡，避免了水流短路。当运行一段时期，当斜板6避免滋生污泥，可以利于斜板底部的穿孔曝气管8，对斜板6进行曝气，斜板6产生振动，将表面的污垢去除。

经过沉淀后的污水流入出水渠7前，先经过浮渣挡板将浮渣阻挡在出水渠内侧，再通过齿形三角状的出水堰板使处理后的污水均匀地流入出水渠7中，最终进入下游构筑物。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。