申请日2013.10.10
公开(公告)日2018.03.23
IPC分类号B01D21/24
摘要
一种用于澄清含污泥的污水的澄清装置，所述澄清装置包括：澄清池(2);至少一活动臂形件(7)，其在澄清池的上液位上方活动;至少一沟槽(8)，其由臂形件支撑，使得沟槽在其高度的一部分上浸没在澄清池的液体中;吮吸管(T1、T2)，其相对于沟槽进行保持，每个吮吸管在上部分包括能竖直地调节的通到沟槽中的一套筒(B1、B2);以及，将污泥从沟槽排出的排出部件;至少一吮吸管(T1、T2)的套筒(B1、B2)相对于支撑沟槽的活动臂形件(7)和相对于吮吸管(T1、T2)自由地竖直滑动;并且，在套筒(B1、B2)上设置对于保持套筒的排出端部(E1，E2)连续地露出沟槽(8)中的水面是必需的和足够的浮动性余量，使得套筒的排出位置相对于沟槽中的污泥和液体位置(16)自动地进行调节。
权利要求书
1.一种用于澄清含污泥的污水的澄清装置，所述澄清装置包括：
-澄清池(2)，其用于通过倾析沉积在澄清池的底部的污泥来澄清含污泥的污水，而澄清的水在澄清池的上液位(4a)被排出;
-至少一活动臂形件(7)，其在澄清池的上液位上方活动，用以扫掠液体的整个表面;
-至少一沟槽(8)，其由活动臂形件支撑，使得沟槽在其高度的一部分上浸没在澄清池的液体中;
-吮吸管(T1，T2)，其相对于沟槽进行保持，伸向澄清池的底部，每个吮吸管在上部分包括能竖直地调节的一套筒(B1，B2)，所述套筒在低于澄清池中的上液位(4a)的一位置(15)通到沟槽中，浸入的吮吸管允许将来自澄清池的底部的污泥和液体给送到沟槽中;
-以及，将污泥从沟槽排出的排出部件，
其特征在于，至少一吮吸管(T1，T2)的套筒(B1，B2)相对于支撑沟槽的活动臂形件(7)和相对于吮吸管(T1，T2)自由地竖直滑动;并且，在套筒(B1，B2)上设置对于保持套筒的排出端部(E1，E2)连续地露出沟槽(8)中的水面是必需的和足够的浮动性余量，使得套筒的排出位置相对于沟槽中的污泥和液体位置(16)自动地进行调节。
2.根据权利要求1所述的澄清装置，其特征在于，每个吮吸管(T1，T2)配有一套筒(B1，B2)，所述套筒相对于活动臂形件(7)和相对于吮吸管(T1，T2)自由地竖直滑动;并且，在每个套筒上设置对于保持套筒(B1，B2)的排出端部连续地露出沟槽(8)中的水面是必需的和足够的浮动性余量。
3.根据权利要求1所述的澄清装置，其特征在于，每个套筒(B1、B2)以一种材料制成，所述材料的密度大于沟槽(8)的液体的密度;并且，为了保证浮动性余量，套筒(B1，B2)配有浮动装置，浮动装置浸没在沟槽的液体中并且将套筒的上边部保持在沟槽(8)中的液体位置(16)上方一恒定的距离处。
4.根据权利要求3所述的澄清装置，其特征在于，套筒(B1，B2)和吮吸管(T1，T2)以聚氯乙烯制成。
5.根据权利要求3所述的澄清装置，其特征在于，浮动装置由浮标(F1，F2)组成，浮标围绕相应的套筒(B1，B2)。
6.根据权利要求5所述的澄清装置，其特征在于，浮标(F1，F2)具有呈环形件的形状。
7.根据权利要求4所述的澄清装置，其特征在于，浮动装置由浮标(F1，F2)组成，浮标围绕相应的套筒(B1，B2)。
8.根据权利要求7所述的澄清装置，其特征在于，浮标(F1，F2)具有呈环形件的形状。
9.根据权利要求5所述的澄清装置，其特征在于，每个浮标(F1，F2)以膨胀的聚苯乙烯制成。
10.根据权利要求6所述的澄清装置，其特征在于，每个浮标(F1，F2)以膨胀的聚苯乙烯制成。
11.根据权利要求7所述的澄清装置，其特征在于，每个浮标(F1，F2)以膨胀的聚苯乙烯制成。
12.根据权利要求8所述的澄清装置，其特征在于，每个浮标(F1，F2)以膨胀的聚苯乙烯制成。
13.根据权利要求3所述的澄清装置，其特征在于，浮动装置能调节地安装在套筒(B1，B2)上，使得浮动装置的位置在高度上是能调节的。
14.根据权利要求3所述的澄清装置，其特征在于，给同一澄清器的套筒(B1，B2)配备的不同的浮动装置就尺寸和/或材料密度而言不同，使得每个套筒的排出端部的位置能够从一吮吸管到另一吮吸管变化和从而允许每个吮吸管的抽吸能力的单独调节。
15.根据权利要求1所述的澄清装置，其特征在于，澄清装置包括对每个套筒(B1，B2)的移动进行竖直导向的导向装置(17)，导向装置相对于用于支撑的活动臂形件(7)自由地竖直滑动。
16.根据权利要求1所述的澄清装置，其特征在于，每个套筒以这样的材料制成：所述材料的表观密度小于沟槽的和澄清池的液体的密度;并且每个套筒配有在导向杆上负重的能调节的压块，所述能调节的压块用于对套筒的在沟槽中的上部的排出端部的位置进行调节。
17.根据权利要求2所述的澄清装置，其特征在于，澄清装置包括对每个套筒(B1，B2)的移动进行竖直导向的导向装置(17)，导向装置相对于用于支撑的活动臂形件(7)自由地竖直滑动。
18.根据权利要求15所述的澄清装置，其特征在于，导向装置(17)包括：与一梯子相似的扁平构件(18)，扁平构件的下部分以具有两个分支部分的夹钳(19)的形式实施，这两个分支部分钩挂在径向相对的孔洞中，所述孔洞设置在套筒(B1)的上端部，扁平构件(18)的竖直平面相对于活动臂形件(7)和沟槽(8)的径向方向成直角定向;固定在活动臂形件(7)上的导向板体(21)，导向板体配有被扁平构件(18)竖直地贯穿和保证导向扁平构件的孔隙(22)。
19.根据权利要求17所述的澄清装置，其特征在于，导向装置(17)包括：与一梯子相似的扁平构件(18)，扁平构件的下部分以具有两个分支部分的夹钳(19)的形式实施，这两个分支部分钩挂在径向相对的孔洞中，所述孔洞设置在套筒(B1)的上端部，扁平构件(18)的竖直平面相对于活动臂形件(7)和沟槽(8)的径向方向成直角定向;固定在活动臂形件(7)上的导向板体(21)，导向板体配有被扁平构件(18)竖直地贯穿和保证导向扁平构件的孔隙(22)。
20.根据权利要求18所述的澄清装置，其特征在于，孔隙(22)配有以摩擦系数小的材料制成的垫块(23)。
21.根据权利要求19所述的澄清装置，其特征在于，孔隙(22)配有以摩擦系数小的材料制成的垫块(23)。
22.根据权利要求5所述的澄清装置，其特征在于，浮标(F1，F2)具有呈O形圈的形状。
23.根据权利要求7所述的澄清装置，其特征在于，浮标(F1，F2)呈O形圈的形状。
说明书
用于澄清含污泥的污水的澄清装置
技术领域
本发明涉及一种用于澄清含污泥的污水的澄清装置，所述澄清装置包括：
-澄清池，其用于通过倾析沉积在澄清池的底部的污泥来澄清含污泥的污水，而澄清的水在澄清池的上部位置被排出;
-至少一活动臂形件，其在澄清池的上液位上方活动，用以扫掠液体的整个表面;
-至少一沟槽，其由活动臂形件支撑，使得沟槽在其高度的一部分上浸没在澄清池的液体中;
-吮吸管，其相对于沟槽进行保持，伸向澄清池的底部，每个吮吸管在上部分包括能竖直地调节的一套筒，所述套筒在低于澄清池中的液位的一位置通到沟槽中，浸入的吮吸管允许将液体和来自澄清池的底部的污泥给送到沟槽中;
-将污泥从沟槽排出的排出部件。
本发明更为特别地不过非惟一性地涉及一种用于澄清来自废水处理和净化的污水的澄清装置，在废水处理和净化中污泥主要地通过生物净化形成。
背景技术
用于澄清污水的澄清装置或澄清器是这样的工程，其允许：
-澄清污水，
-通过重力倾析分离净化生物和最稠密的处理污水的微粒，
-对这些污泥进行增稠，即加密，
-收集和滞留应被提取的污泥：
-和在上游在处理系统中进行再循环;
-和/或向污泥处理和/或排出系统排出。
在有限的时间内收集和提取在工程底部的污泥是就澄清器的经济和技术方面的主要挑战。
实际上，如果污泥的提取不足够和/或在整个工程表面上并不等效，这会在工程底部产生这些污泥的蓄积;这些污泥的馏分缺氧(延长缺氧条件)，这会产生物理-机械和生物降解，和继而对整个处理系统的重要干扰，如：
-处理水的品质劣化：悬浮物质浓度和磷浓度增加，
-污泥倾析能力劣化和从而处理能力劣化，即澄清器的技术-经济效率劣化，
-污泥的净化质量和从而整个净化系统的处理效率劣化，
-待处理污泥的性能劣化，
这都对处理成本具有经济方面的影响。
此外，在工程底部的污泥蓄积对污泥的回收设备产生较大的机械限制和在这些设备上产生隐藏的可靠性问题，这：
-降低工程的可用性，
-和增加维护成本(劳动力成本)和设备的更新成本。
相反地，由于污泥的提取流量：
-在处理系统上进行再循环，包括澄清器本身，其应被最小化以限制：
-澄清器的单位表面面积的质量载荷(kg干物质/m2.h)，
-投资成本(提取泵和循环泵的尺寸)和污泥提取装置的运营成本，
-和/或向污泥处理工厂进行排出，污泥处理工厂应被最小化以优化污泥系统的定尺寸和技术-经济运行。
在工程底部的污泥回收装置的效率、牢固性和可靠性从而是对于提取污泥而言的主要挑战：
-对于限制污泥在工程中的停留时间所必需的，
-和足以不增加水系统和/或污泥排出和处理系统的工程和处理设备的液力负荷和单位质量负荷。
本发明所针对的用于澄清的装置，或称为吮吸式的澄清器，良好地适于大型澄清工程，即这样的工程：所述工程的澄清池在圆形概念上具有的直径一般地大于25m。吮吸管直接地伸入在工程底部被倾析的污泥床中，和扫掠整个底部表面。这些管通到位于表面的污泥回收沟槽中，其液力位置被保持低于澄清器的液力位置。
为了允许单独地调节每个管的吮吸流量，每个管在固定的不过可调节的溢流位置配有伸缩性的套筒。该套筒安装在每个吮吸管的出口，液体和污泥的排出在伸缩性套筒的上端部上方执行。在澄清器中的液位和在沟槽中污泥的排出伸缩性管的上出口的液位之间的差异被使用作为用于吮吸和从而提取污泥的动力。每个套筒的位置的调节应保证在工程底部的污泥的排出，使得不存在蓄积和污泥床基本上在工程底部的整个表面上具有相同的厚度。
根据现有技术，对套筒的上边部的位置的调节借助于套筒钩挂在其上的链条、或螺杆或开槽杆获得，链条或杆体本身钩挂在支承件上。
对每个套筒的位置的调节要求：
-相对长时间的重复的手动实验过程，对于直径等于或大于25m的工程大约为一天，和繁重的过程，旨在测量和获得对于每个管所需的和足够的污泥的提取质量流，
-在一般地组成活动臂形件的转动桥上进行的人为干预和操作，该转动桥具有坍倒的风险，出于操作者和设备的安全性的原因坍倒风险应被限制。
待排出的污泥的流量是可变的，特别是在根据大气限制，特别是在暴雨的情形下的净化站污泥的情形中。不过在其它条件中，待排出污泥的流量会小很多。
在实际上，在根据现有技术的澄清器中，对套筒的位置的调节被执行以用于最大的待排出流量。对套筒的位置的调节频率被限制，并且在任何情况下套筒的位置并不根据净化站的实际需要连续地和/或实时地进行调节。
在回收沟槽中的污泥的液位应必需地进行保持：
-低于在澄清器中的液位，以允许通过由于位置差造成的抽吸污泥的动力来提取污泥;
-和低于吮吸管的恢复位置，即管应必需地相对于在沟槽中的液位露出，以能够平衡经过每个吮吸管的流量，以获得在吮吸管之间提取的质量流的良好分配;经过每个吮吸管的流量与所载送的流体的黏度和从而污泥的浓度成反比。
液力位置的差异借助于外部泵送进行保持，外部泵送允许从沟槽排出污泥，组成用于排出这些污泥的排出部件。
吮吸管的套筒的上端部从而应同时：
-连续地，且无论净化站的运行流量如何，足够高以从沟槽中的液位露出，
-和相对于在澄清器的澄清池中的上部液力位置尽可能低，以保证在吮吸管中的最大贯穿流量和允许在净化站以最大液力能力和/或单位质量能力运行时提取所需的和足够的污泥质量。
为了满足这两个相对的限制，吮吸管的套筒的恢复位置在原则上一次对于全部进行调节，并且并非可连续地调节的，这要求在沟槽中的泵送流量应持久地尽可能强，以使得管的套筒的调节应是正确的，即在下雨和/或净化站的最大运行流量或载荷的情形下，套筒露出。
根据这些调节，和由装置所引起的运行，保持污泥的提取和再循环流量无调节可能地保持恒定和最大，与净化站的实际运行液力工况、污泥的生产和提取污泥的实际需要无关。
根据这些调节和由装置所引起的运行，污泥的提取和再循环流量实际上在净化站以小液力和/或单位质量流量运动的周期上过大(夜间周期、干燥天气周期、引起较少的污泥生产的较少污染的污水)在水系统上引起：
-泵送能量的过度消耗(通过循环泵)，
-泵送硬件的无效磨损，在维护成本和设备的更新频率上具有后果，
-在澄清器上的单位质量液力超载会导致带动在澄清的处理水中的悬浮物质，即处理水的品质的劣化，
-引起气泡的风险增大和从而从沟槽排出污泥的排出装置的停车风险增大。
根据这些调节和所引起的运行，所提取的污泥浓度实际上比大部分时间所需的污泥浓度小，待排出和待处理的污泥量从而无效地比在净化站以小液力和单位质量的流量运行的周期所需的污泥量高，这因此在污泥系统上引起这样的后果：
-泵送能量的过度消耗，
-污泥系统的液力超载(继而运行条件的劣化)，
-和/或处理工厂的运行时间的延长，增加电消耗、硬件磨损和劳动力成本，
-反应物的消耗的显著增大，
-所处理污泥的干燥度的可能减小和从而所处理污泥量的可能减小，这导致所处理污泥的装卸和排出/管理成本提高。
此外，根据现有技术，即便存在用于调节套筒的使用预防措施，全部或部分吮吸管的淹没风险——在回收沟槽中的位置应大于套筒的溢流位置时——在以下的情形下不被掌控：
-异常的液力流量，
-从沟槽排出污泥的排出泵的功能障碍和/或停止，会在每个配备给吮吸管的伸缩性套筒的调节装置的位置引起纤维废料和韧皮纤维的蓄积，具有对于设备寿命所引起的风险，和对于人员和硬件而言需要长时间的和有风险的清洁操作。
发明内容
本发明的目的特别是在于提供一种用于澄清含污泥的污水的澄清装置，其类型如前文所述，允许：
-减小污泥的提取流量和改良对污泥在具有吮吸管的澄清器的工程底部的停留时间的掌控，
-从而降低澄清器的运营成本，特别是污泥的再循环的泵送成本，
-减少泵送设备的运行时间和从而降低这些设备的维护和更新成本。
更为总体地，本发明提出使得以下方面可靠化：
-具有吮吸管的澄清器的运行，
-和从而城市和/或工业污水的处理站的水和污泥系统的运行。
在该背景下，本发明特别是针对这样的目标：
-按照净化站的实际需要对于至少一吮吸管，实时地调节澄清器的污泥的提取流量，
-和摆脱至少一吮吸管的淹没风险。
为此，根据本发明，一种用于澄清含污泥的污水的澄清装置，其类型如前文所述，其特征在于，至少一吮吸管的套筒相对于支撑沟槽的活动臂形件和相对于吮吸管自由地竖直滑动;并且，在套筒上设置对于保持套筒的排出端部连续地露出沟槽中的水面是必须和足够的浮动性余量，使得套筒的排出位置相对于沟槽中的污泥和液体位置自动地进行调节。
优选地，每个吮吸管配有一套筒，所述套筒相对于活动臂形件和相对于吮吸管自由地竖直滑动;并且，在每个套筒上设置对于保持套筒的排出端部连续地露出沟槽中的水面是必需的和足够的浮动性余量。
每个套筒可以一种材料制成，所述材料的密度大于沟槽的液体的密度;并且，为了保证浮动性余量，套筒配有浮动装置，浮动装置浸没在沟槽的液体中并且将套筒的上边部保持在沟槽中的液体位置上方一恒定距离处。套筒和吮吸管可以聚氯乙烯制成。
浮动装置可由浮标组成，浮标围绕相应的套筒。浮标可具有呈环形件的形状或O形圈的形状。每个浮标可以膨胀的聚苯乙烯制成。
有利地，浮动装置能调节地安装在套筒上，使得浮动装置的位置在高度上是能调节的。
给同一澄清器的吮吸管配备的不同的浮动装置就尺寸和/或材料密度而言不同，使得每个套筒的排出端部的位置能够从一吮吸管到另一吮吸管变化和从而允许每个吮吸管的抽吸能力的单独调节。
装置可包括对每个套筒的移动进行竖直导向的导向装置，该导向装置相对于用于支撑的活动臂形件自由地竖直滑动。
有利地，装置包括对每个套筒的移动进行竖直导向的导向装置，导向装置相对于用于支撑的活动臂形件自由地竖直滑动。导向装置可包括：与一梯子相似的扁平构件，扁平构件的下部分以具有两个分支部分的夹钳的形式实施，这两个分支部分钩挂在径向相对的孔洞中，所述孔洞设置在套筒的上端部，扁平构件的竖直平面相对于臂形件和沟槽的径向方向成直角定向;固定在臂形件上的导向板体，导向板体配有被构件竖直地贯穿和保证导向扁平构件的孔隙。孔隙可配有以摩擦系数小的材料制成的垫块。
作为变型，每个套筒可以这样的材料制成：所述材料具有的表观密度小于沟槽和澄清池的液体的密度，并且每个套筒配有在导向系统——特别是导向杆——上负重的能调节的压块，能调节的压块用于对套筒的在沟槽中的上部的排出端部的位置进行调节。
保证浮动性余量的浮动装置被优化以方便套筒的自由地竖直运动和不干扰从沟槽所排出的污泥的水平流动。
