申请日2013.11.25
公开(公告)日2014.03.05
IPC分类号B01D21/26
摘要
一种能够加快污水处理中的沉淀过程，澄清水体，提高污水处理效果的带斜板的转筒式污水沉淀器。筒内带有平行重叠排列弧板组的活动筒体偏心固定在转轴上，相邻弧板间隙构成若干个长度很长的浅层沉淀池，被处理水体和沉降的沉淀物在沉淀浅层中相互稳定运动并分离。转轴转动时，由于回转中心到各处池壁的向径均不相同，偏心筒壁在径向产生位移(筒壁至回转中心的径向距离增长或者缩短)，筒壁形状迫使流体离心或者向心流动，形成连续不断的流体层流运动，不断破坏阻滞平衡，促进絮核相互接触、碰撞、黏附、聚合，形成密实絮体与水分离，使原水得以澄清净化。本发明绕转轴转动，池壁处形成剪切流，对淤泥有冲刷作用，清除可能的淤积、堵塞非常方便。
权利要求书
1.活动转筒偏心固联在转轴上;筒内固联相互平行、重叠排列的弧板;所述相互平行、重叠排列的弧板数量不少于2块;所述弧板轴线与转筒体轴线平行或者重合。
说明书
带斜板的转筒式污水沉淀器
技术领域
本发明涉及一种能够加快污水处理中的沉淀过程，澄清水体，提高污水处理效果的带斜 板的转筒式污水沉淀器。
背景技术
近些年，我国经济高速发展，城市污水排放量持续增加，城市水环境受到严重污染， 污水问题已是当前中国一个严峻的环保和经济问题。由于污水处理成本高，财政投入难 以为继，使得我国污水处理率很低，污水处理的成本和处理效率极大地制约了污水处理业 的发展。因此，研究和开发成本低，速度快、效率高的污水处理新工艺、新设备是污水 处理业的发展方向。
沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是 污水处理中应用最广泛的处理单元之一，用于污水处理、生物处理的后处理以及深度处 理等工序。但自然沉淀不仅时间很长，通常水体还存在厚重的沉淀阻滞区，悬浮物多， 水体混沌，所以，静态沉淀池有占地面积大，有效池容小，排泥困难，处理效率低等缺 点。如何能充分利用自然沉淀，缩短其沉淀净化时间，提高净化率?
斜管沉淀池利用倾斜的平行管或平行管道(有时可利用蜂窝填料)将水体分割成一 系列浅层沉淀层，被处理水体和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。具有沉淀 面积大，沉淀效率高、沉淀时间短、占地少等优点，是一种高效沉淀设备，广泛使用于 小城镇污水处理厂。但当水体固体负荷过大时，其处理效果不太稳定;耐冲击负荷的能 力也较差。尤其严重的是其斜板(管)容易发生污泥黏附、堵塞和藻类孳生现象，给维 护管理工作带来困难，这大大限制了它的使用范围。
沉淀的类型可根据沉淀物质的性质、絮凝性、浓度分为四类。
(1)自由沉淀
颗粒在沉淀过程中呈离散状态，互不干扰，其形状、尺寸、密度等均不改变， 下沉速度恒定。
(2)絮凝沉淀
水中悬浮物浓度不高，絮凝性颗粒互相凝聚，其粒径和质量，随深度增加而增大， 颗粒沉速加快。
(3)成层沉淀
又叫(拥挤沉淀)。絮凝性颗粒在水中的浓度较大，颗粒间发生絮凝，颗粒间相互 干涉，呈网状绒体，形成清水与浑水的明显界面并逐渐下移。沉淀速度就是界面下移的 速度。沉淀速度慢。
(4)压缩沉淀
当悬浮物浓度很高，颗粒互相接触，并部分地受到压缩物支撑。在上层颗粒的重力 作用下，下层颗粒间的水被挤出，污泥层被压缩。
可见，自由沉淀，絮凝沉淀过程的沉速大，沉淀效率高;成层沉淀(拥挤沉淀)， 压缩沉淀过程因为颗粒间相互干涉和下层的支撑作用，沉速低，效率低，是沉淀处理的 瓶颈。如果扩大、延长自由沉淀，絮凝沉淀过程，缩小或者消除成层沉淀，压缩沉淀 过程，必定能够缩短沉淀时间，提高沉淀效率。但如何才能扩大、延长自由沉淀，絮凝 沉淀过程，缩小或者消除成层沉淀，压缩沉淀过程呢?
成层沉淀(拥挤沉淀)，压缩沉淀过程最大特征就是颗粒间相互干涉且存在下层支 撑作用。如果能够用水力作用冲击、破坏颗粒间的相互干涉作用，破坏层间的支撑作用， 就可以缩小或者消除成层沉淀，压缩沉淀过程!
尤其是成层沉淀(拥挤沉淀)，由于悬浮物密度大，粘度大，悬浮颗粒相互干涉。 悬浮颗粒在水中受到重力、浮力、水阻力和网络状颗粒相互干涉阻力的平衡作用，呈网 状绒体，形成清水与浑水的明显界面，下沉速度极为缓慢。
如果水层间产生相对滑动位移，一方面，同层絮凝体沿水平方向同向运动，相互挤 压，絮凝体质量、密度随水力作用的增大而增加;另一方面，上下层间的支撑面滑移错 位，阻滞平衡网络被剪切破坏，支承作用消失，平衡因素改变，体系失衡，引发整个体 系的坍塌。
上层坍塌絮团向下冲击运动，沿途卷带网罗胶粒，形成更大，更实絮体，沉速不断 加快。其过程实质就是絮凝沉淀!坍塌物质的冲击、挤压作用，将相互作用颗粒中间隙 液体挤出，固体颗粒群被浓缩。
由此可知，水层间的相对滑动位移，可以有效地扩展、延伸絮凝沉淀过程，有效地 缩小或者消除成层沉淀，压缩沉淀过程，缩短沉淀时间，提高沉淀效率。
流体运动方式分为层流和湍流(紊流)。雷诺数较小(Re<2320)时，黏滞力对流场 的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体分层流动，相邻流体层 间只有分子热运动造成的动量交换，互不混合，质点作平滑直线运动，流体微团的轨迹 没有明显的不规则脉动，流体流动稳定，为层流;反之，若雷诺数较大时，惯性力对流 场的影响大于黏滞力，流体流动不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、 不规则的湍流流场：流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层 间不但有滑动，还有混合;流体作不规则运动，有垂直于流道方向的分速度产生，为湍 流，或紊流。
设计一个转轴驱动的偏心转筒沉淀器，由于转筒沉淀器的偏心设置，回转中心到池 壁的各处向径均不相同。转筒转动时，偏心筒壁在径向产生位移(筒壁至回转中心的径 向距离增长或者缩短)，筒壁形状迫使流体离心或者向心流动，形成连续不断的流体层 流运动。
本发明的核心是利用转筒转动时，各方向偏心筒壁至回转中心的向径的不同，偏心 筒壁不断在径向产生位移，形成理想层流(不产生滞流、回流、分流、歧流，流体微团 轨迹保持同向，没有不规则脉动)。利用层流的水力作用，消除沉淀阻滞区，即缩小或 者消除拥挤沉淀和压缩沉淀过程，提高沉淀过效率。为保证理想状态的层流的产生，本 发明设计转动筒体偏心与转轴联接，构成平面转动机构。偏心筒体绕转轴中心转动，保 证了池体、池水只在相互平行的平面内运动，不产生横向分流。
发明内容
为解决传统沉淀构建物固定不动，只能被动实现重力沉降，无法消除沉淀阻滞区， 效率低下的状态;以及排泥困难，需要额外配置排泥专用设备，成本高;斜管沉淀池对水 量冲击负荷和水温变化适应能力不强;传统斜板(管)容易发生污泥黏附、堵塞，影响沉淀 效果的缺陷，本发明利用层流运动特性，综合浅池理论、动态絮凝原理和斜板技术，将带斜 板的活动污水沉淀器偏心固定联接在转轴上。利用转筒转动时，由于各处筒壁至回转中 心的向径不相同，筒壁不断在径向产生位移(筒壁至回转中心的径向距离增长或者缩短)， 筒壁周期性地迫使流体离心或者向心流动，形成连续不断的流体层流运动。层流运动加 快了同层、层间悬浮絮核的碰撞、黏附、交联，形成更大絮体而沉淀;清除沉淀阻滞区，加 速沉淀过程，澄清水体，提高污水处理效果，形成层流沉淀效应。。
等距或者变距平行排列、重叠组合的弧板组，沿污水沉淀器轴线横向设置，轴线与转 筒体轴线平行或者重合，固定在转筒内部。相邻弧板将原水分隔成不同的单元，弧板间间 隙构成一个个浅层沉淀池，被处理水体和沉降的沉淀物在沉淀浅层中相互稳定运动并分离。
本发明改变了传统斜板(管)静止不动的状态。随着转轴的转动，变径转动壁板作变速 运动，对固-液边界区域上的沉淀絮团有作很强的冲刷作用，可以避免沉淀物在斜板上淤 积、黏附。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
活动转筒偏心固联在转轴上;筒内固联相互平行、重叠排列的弧板;所述相互平行、 重叠排列的弧板数量不少于2块;所述弧板轴线与转筒体轴线平行或者重合。
本发明的有益效果是，大幅度提高单位占地面积的沉淀面积，沉淀能力强，沉淀时间 缩短;消除沉淀阻滞区，提高澄清效果，出水悬浮物SS大大降低，水体泾渭分明;水力 条件好，沉淀效率高;大幅提高池体表面负荷;减少占地面积;不积泥，不堵塞，清除积淤 方便，彻底克服了传统斜板(管)沉淀技术容易堵塞问题，扩大了斜板(管)沉淀技术的使用范围。
