沉淀池浮渣清理装置及其浮渣收集方法、反冲洗清理方法

技术领域

本发明涉及水处理辅助设备技术领域，具体涉及一种沉淀池浮渣清理装置及其浮渣收集方法、反冲洗清理方法。

背景技术

沉淀池是水处理中物化处理的关键设备，目前沉淀池有平流沉淀池、斜管沉淀池及水平管高效沉淀池。水平管沉淀池是目前最接近“哈真”浅层理论的沉淀池，它将沉淀管水平放置，沿水平行流动，悬浮物垂直分离，具有沉淀和分离功能。水平管沉淀池结构由絮凝区、整流区、布水区、沉淀区、集水区、出水区组成。日常运行中由于原水藻类、加药过量、空气中粉尘污染等原因，水面经常会漂浮有药渣、粉尘或泡沫等，影响设备运行和美观，严重时可能影响出水水质。

现有技术中的水面浮渣收集器是通过水流将水面浮渣带入容置腔中，并在浮游物收集网的过滤隔离作用下，使浮渣停留在浮游物收集网上。但是在使用时，随着收集浮渣数量的增加，被隔离在浮游物收集网表面的浮渣会完全覆盖网面，甚至于封死整个网面。一旦浮渣堆积至封死浮游物收集网的地步，水泵将不能继续进行有效地抽吸水体，进而无法通过水流来收集更多的垃圾；需要人工清洗收集过滤杂质和清洗过滤网，存在一定的安全隐患，现有的过滤清洗设备体积较大，不方便安装，工作可靠性差，需要频繁地清除网面上的浮渣，清洁水面浮渣的工作效率低、容易泄漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉淀池浮渣清理装置及其浮渣收集方法、反冲洗清理方法，用于解决现有技术中需要人工清洗收集过滤杂质和清洗过滤网时的安全问题和现有的清洗设备体积较大，不方便安装，工作可靠性差，需要频繁地清除网面上的浮渣，清洁水面浮渣的工作效率低、容易泄漏的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种沉淀池浮渣清理装置及其浮渣收集方法、反冲洗清理方法，包括依次设置的前端收集器、双层过滤罐、控制系统和管道收集系统，所述前端收集器和所述双层过滤罐通过所述管道收集系统相连接，所述前端收集器、所述双层过滤罐和所述管道收集系统分别与所述控制系统通信连接，所述双层过滤罐为圆筒状结构，所述双层过滤罐包括过滤区，所述过滤区下方通过清水阀连通有储水区，所述过滤区内设置有进水口，所述进水口处沿所述双层过滤罐内壁的圆周方向设置有布水装置，所述布水装置下方填充有过滤层，所述过滤区底部设置有反洗水进口，所述储水区上方设置有清水进口，所述清水进口上方设置有溢流堰，所述溢流堰上方设置有清水出口，所述过滤区与储水区通过中间隔板隔离密封；

所述管道收集系统包括第一收集阀、第二收集阀、驱动水泵、第一反洗阀、第二反洗阀、清水阀、第一反洗水管、第二反洗水管、排污阀和差压传感器，所述前端收集器通过收集管道与所述第一收集阀的进水端相连接，所述第一收集阀的出水端分为两个支路，一个支路与所述驱动水泵的进水端相连接，另一个支路通过所述第一反洗阀连接有反洗水出口，所述驱动水泵的出水端分为两个支路，一个支路通过所述第二收集阀与所述进水口相连接，另一个支路与所述第二反洗阀的进水端相连接，所述第二反洗阀的出水端分为两个支路，一个支路与所述反洗水进口相连接，另一个支路通过清水阀与所述清水进口相连接，所述双层过滤罐上安装有所述差压传感器。

作为本发明进一步的方案，所述前端收集器包括悬浮收集槽，所述悬浮收集槽为由顶部到底部横截内径逐渐减小的斗状结构，所述悬浮收集槽沿其轴线方向的一侧开设有进入口，所述进入口处安装有活动堰板，所述活动堰板可沿所述悬浮收集槽的轴线方向滑动，所述悬浮收集槽顶部安装有气动驱动器，所述气动驱动器的输出端与所述活动堰板固定连接，所述活动堰板上开设有若干第一过水孔洞，所述悬浮收集槽的底部设置有排出管道，所述排出管道的出口端贯穿所述悬浮收集槽的底部，所述排出管道上开设有若干第二过水孔洞，所述悬浮收集槽悬浮于水面上，所述进入口与水面重合。

作为本发明进一步的方案，所述气动驱动器连接有活动堰板电磁阀，所述活动堰板电磁阀与所述控制系统通信连接。

作为本发明进一步的方案，所述排出管道与所述收集管道相连通。

作为本发明进一步的方案，所述布水装置为倒圆锥形结构，所述布水装置由底面至顶面横截面积逐渐减小，所述布水装置顶面设置有一定数量的筛孔。

作为本发明进一步的方案，所述溢流堰为倒圆锥形结构，所述溢流堰由顶面至底面横截面积逐渐扩大。

作为本发明进一步的方案，所述过滤层填充有过滤精度由小到大、由底部往顶部层叠的过滤介质，过滤精度为100nm-500nm。

作为本发明进一步的方案，所述第一收集阀、所述第二收集阀、所述驱动水泵、所述第一反洗阀、所述第二反洗阀、所述清水阀、所述排污阀和所述差压传感器分别与所述控制系统通信连接。

作为本发明进一步的方案，包括以下步骤：

S1:控制系统接收到收集请求，打开第一收集阀和第二收集阀，第一收集阀和第二收集阀开到位信号正常；打开清水阀，清水阀开到位正常；

S2：关闭第一反洗阀和第二反洗阀，第一反洗阀和第二反洗阀关到位信号正常，关闭排污阀，排污阀关到位正常；

S3：控制系统判断准备完毕，活动堰板电磁阀打开，通过气动驱动器伸长，带动活动堰板下降使第一过水孔洞底边低于水面以下，第一过水孔洞上边与水面重合，依靠水的表面张力，将表面浮渣带入悬浮收集槽内；

S4：活动堰板打开2秒，开启驱动水泵，进行浮渣收集。

作为本发明进一步的方案，包括以下步骤：

S1:控制系统检测到差压传感器的数值超过设定上限阈值或反冲洗设定周期时间满足；

S2:驱动水泵停止工作，控制系统检测到停止信号，打开第一反洗阀、打开第二反洗阀、打开排污阀，控制系统检测到第一反洗阀、第一反洗阀、排污阀开到位信号，关闭第一收集阀、关闭第二收集阀、关闭清水阀，控制系统检测到第一收集阀、第二收集阀、清水阀关到位信号；

S3:启动反冲洗程序，开启驱动水泵，控制系统检测到驱动水泵运行信号，进入冲洗计时，冲洗时间满足要求，结束反冲洗程序；

S4:启动过滤程序，关闭第一反洗阀、关闭第二反洗阀、关闭排污阀，控制系统检测到第一反洗阀、第二反洗阀、排污阀关到位信号，打开第一收集阀、第一打开收集阀、打开清水阀，控制系统检测到第一收集阀、第二收集阀、清水阀开到位信号；

S5:控制系统进入收集待机程序。

本发明的有益效果：

本发明所公开的一种沉淀池浮渣清理装置及其浮渣收集方法、反冲洗清理方法通过双层过滤罐的结构设计，节约设备安装空间；罐内的布水装置和溢流堰设计，有利于有效的排除反洗时表面的漂浮物和存水容量；浮渣不再用收集器拦截，不设置收集网，因此不用人工定期进行清理和更换，采用一台水泵实现漂浮物收集和反冲洗，经济效益高；设置独立的过滤系统，通过管道收集系统与控制系统的相互配合，自动化操作，可进行水资源回收，系统反冲洗的设置可使收集系统长期保持最佳工作状态，自动将拦截的漂浮物排除系统外，免去了人工维护；前端收集器采用主动开启方式，可定时清理，也可根据外部传感器检测进行清洁，收集效率更高；水中部分无任何电的连接，保证了工作人员的安全。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明提出的一种沉淀池浮渣清理装置的整体结构示意图；

图2是本发明提出的一种沉淀池浮渣清理装置的双层过滤罐整体结构示意图；

图3是本发明提出的一种沉淀池浮渣清理装置的双层过滤罐内部结构示意图；

图4是本发明提出的一种沉淀池浮渣清理装置的前端收集器主视图；

图5是本发明提出的一种沉淀池浮渣清理装置的前端收集器整体结构示意图；

图6是本发明提出的一种沉淀池浮渣清理装置的布水装置的结构示意图。

图中：1、前端收集器；101、悬浮收集槽；102、气动驱动器；103、活动堰板；104、进入口；105、第一过水孔洞；106、第二过水孔洞；107、收集管道；108、活动堰板电磁阀；109、排出管道；110、壳体；2、双层过滤罐；21、过滤区；22、储水区；201、布水装置；202、进水口；203、溢流堰；204、清水出口；205、清水进口；206、反洗水进口；207、过滤层；208、反洗水出口；3、控制系统；4、管道收集系统；401、第一收集阀；402、第二收集阀；403、驱动水泵；404、第一反洗阀；405、第二反洗阀；406、清水阀；409、第一反洗水管；410、第二反洗水管；411、排污阀；412、差压传感器；413、沉淀池出水区；414、排污井；2011、筛孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，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“上”、“下”、“左”、“右”等指示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、以及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，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且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。因此，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多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，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连接，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。

实施例一：

如图1-6所示，一种沉淀池浮渣清理装置，由前端收集器1、双层过滤罐2、控制系统3和管道收集系统4组成。前端收集器1通过管道收集系统4与双层过滤罐2相连接，前端收集器1、双层过滤罐2和管道控制系统3分别与控制系统3通信连接。

前端收集器1包括悬浮收集槽101，悬浮收集槽101为从上到下横截半径逐渐减小的斗式结构，悬浮收集槽101上端的左侧开设有进入口104，进入口104处安装有活动堰板103，活动堰板103可沿悬浮收集槽101的轴线方向上下滑动，活动堰板103与悬浮收集槽101的壳体110接触部位封装有密封介质，悬浮收集槽101顶部安装有气动驱动器102，气动驱动器102的输出端与活动堰板103固定连接，活动堰板103上开设有一排均匀排列的第一过水孔洞105，悬浮收集槽101的底部设置有排出管道109，排出管道109上开设有一排均匀排布的第二过水孔洞106，排出管道109的出口端贯穿悬浮收集槽101的底部并与收集管道107的输入端相连接，气动驱动器102通过活动堰板电磁阀108与控制系统3通信连接。

双层过滤罐2为圆筒状结构，分为上下两部分，上层为过滤区21，下层为储水区22，过滤区21内开设有进水口202，进水口202处沿过滤区21内壁的圆周方向设置有倒圆锥形结构的布水装置201，布水装置201上侧直径小于下侧直径，布水装置201的设置可以提供均匀布水，提高过滤效果，上层过滤区21内还设置有过滤层207，过滤层207内填充有过滤介质，过滤介质可以是一种也可以是多种介质，根据实际需要进行设置，使用多种过滤介质时，应按过滤精度大小从下往上、从小至大的顺序进行层叠，过滤介质的过滤精度一般选用100nm-500nm；上层过滤区21的底部开设有反洗水进口206，下层储水区22的上方开设有清水进口205，清水进口205的上方设置有倒圆锥形结构的溢流堰203，溢流堰203上侧直径小于下侧直径，超过溢流堰203的清水才被排除，有利于保证储存足够的反冲洗水，溢流堰203的上方开设有清水出口204，清水出口204通过管道连接至沉淀池出水区413，过滤区21与储水区22通过中间隔板隔离密封，过滤区21的清水通过清水阀406和管道进入储水区22。

管道收集系统4包括收集管道107，收集管道107的出水端与第一收集阀401的进水端相连接，第一收集阀401的出水端分为两个支路，一个支路与驱动水泵403的进水端相连接，另一支路与第一反洗阀404的进水端相连接；驱动水泵403的出水端分为两个支路，一个支路与第二收集阀402的进水端相连接，另一支路与第二反洗阀405的进水端相连接；第二反洗阀405的出水端分为两个支路，一个支路通过第一反洗水管409与反洗水进口206相连接，另一支路与清水阀406的进水端相连接，清水阀406为控制型阀门；进水阀的出水端与清水进口205相连接；第一反洗阀404的出水端通过第二反洗水管410与反洗水出口208相连接；第二收集阀402的出水端分为两个支路，一个支路与进水口202相连接，另一支路与排污阀411的进水端相连接，排污阀411的出水端连接至排污井414；过滤区21连接有差压传感器412；第一收集阀401、第二收集阀402、驱动水泵403、第一反洗阀404、第二反洗阀405、清水阀406、排污阀411和差压传感器412均通过电缆与控制系统3通信连接。

实施例二：

一种沉淀池浮渣清理装置的浮渣收集方法，包括以下步骤：

S1:控制系统3接收到收集请求，打开第一收集阀401和第二收集阀402，第一收集阀401和第二收集阀402开到位信号正常；打开清水阀406，清水阀406开到位正常；

S2：关闭第一反洗阀404和第二反洗阀405，第一反洗阀404和第二反洗阀405关到位信号正常，关闭排污阀411，排污阀411关到位正常；

S3：控制系统3判断准备完毕，活动堰板电磁阀108打开，通过气动驱动器102伸长，带动活动堰板103下降使第一过水孔洞105底边低于水面以下，第一过水孔洞105上边与水面重合，依靠水的表面张力，将表面浮渣带入悬浮收集槽101内；

S4：活动堰板103打开2秒(可设置)，开启驱动水泵403，进行浮渣收集。

实施例三：

一种沉淀池浮渣清理装置的反冲洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:控制系统3检测到差压传感器412的数值超过设定上限阈值或反冲洗设定周期时间满足；

S2:驱动水泵403停止工作，控制系统3检测到停止信号，打开第一反洗阀404、打开第二反洗阀405、打开排污阀411，控制系统3检测到第一反洗阀404、第一反洗阀404、排污阀411开到位信号，关闭第一收集阀401、关闭第二收集阀402、关闭清水阀406，控制系统3检测到第一收集阀401、第二收集阀402、清水阀406关到位信号；

S3:启动反冲洗程序，开启驱动水泵403，控制系统3检测到驱动水泵403运行信号，进入冲洗计时，冲洗时间满足要求，结束反冲洗程序；

S4:启动过滤程序，关闭第一反洗阀404、关闭第二反洗阀405、关闭排污阀411，控制系统3检测到第一反洗阀404、第二反洗阀405、排污阀411关到位信号，打开第一收集阀401、第一打开收集阀、打开清水阀406，控制系统3检测到第一收集阀401、第二收集阀402、清水阀406开到位信号；

S5:控制系统3进入收集待机程序。

本发明所公开的一种沉淀池浮渣清理装置及其浮渣收集方法、反冲洗清理方法的工作原理如下：

包括前端收集器1、收集管道107系统、双层过滤罐2、控制系统3组成。前端收集器1通过收集管道107与第一收集阀401的进口相连，第一收集阀401出口分为两个支路，一条连接至驱动水泵403入口，一条通过第一反洗阀404连接到储水区22下端反洗水出口208。驱动水泵403出口管道同样分为两条支路，一条通过第二反洗阀405，连接至过滤区21底部，为反冲洗提供动力水；另一条支管通过第二收集阀402连接至过滤区21的布水装置201的进水口202。过滤区21布水装置201进水口202可做收集水进口和反冲洗水排污口用。正常收集时第二收集阀402打开，排污阀411关闭；反冲洗时第二收集阀402关闭，排污阀411打开。双层过滤罐2分上层过滤区21和下层储水区22，上层过滤罐通过清水阀406接至下层储水罐，收集处理是打开清水阀406，使清水流入储水罐；

前端收集器1底部焊接有收集管道107，悬浮收集槽101与收集管道107连接的部位设置有第二过水孔洞106，用于排除悬浮收集槽101内的浮渣。活动堰板103上部开设有过流孔洞，待机状态过流孔洞处于液面上方，水不能通过活动堰板103流入收集槽，当需要去除表面漂浮物时，气动驱动器102控制活动堰板103下降，使过流孔洞低于液面，利用水的表面张力，将表面漂浮物带入前端收集器1内排出。前端收集器1可以单独一个使用，也可以多个组合使用，组合使用是只需要将收集管道107串联后接入驱动水泵403即可；

收集的漂浮物混合液通过管道进入双层过滤罐2，双层过滤罐2上层作用为过滤，下层作用为储存反冲洗用水。上层过滤区21在进水口202内壁处沿圆周方向设置有倒圆锥形的布水装置201，布水装置201上平面设置有一定数量的筛孔2011，作用是能起到均匀布水、拦截较大的浮渣和反冲洗时更好的去处表面污物。过滤区21内设置有不同过滤精度的过滤介质，过滤介质的过滤精度从小到大、由下往上层叠，过滤精度可以是100nm-500nm不等。双层过滤罐2上层和下层通过中间的清水阀406相连通，清水阀406为控制型阀门，系统反冲洗时处于关闭状态。下层储水区22设置有倒圆锥形的溢流堰203，作用是保证罐内储存有足够的反冲洗用水，储水罐底部设置有反洗水出口208，通过第二反洗水管410连接至第一反洗阀404，第一反洗阀404出口再通过管道与驱动水泵403相连通；

通过双层过滤罐2的结构设计，节约设备安装空间；罐内的布水装置201和溢流堰203设计，有利于有效的排除反洗时表面的漂浮物和存水容量；浮渣不再用收集器拦截，不设置收集网，因此不用人工定期进行清理和更换，采用一台水泵实现漂浮物收集和反冲洗，经济效益高；设置独立的过滤系统，通过管道收集系统4与控制系统3的相互配合，自动化操作，可进行水资源回收，系统反冲洗的设置可使收集系统长期保持最佳工作状态，自动将拦截的漂浮物排除系统外，免去了人工维护；前端收集器1采用主动开启方式，可定时清理，也可根据外部传感器检测进行清洁，收集效率更高；水中部分无任何电的连接，保证了工作人员的安全。

以上对本发明的一部分实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。