斜管沉淀组件及采用这种沉淀组件的沉淀池

摘要

本发明涉及一种斜管沉淀组件和一种采用该沉淀组件的沉淀池。所述斜管沉淀组件包括长斜管组合和叠置在所述长斜管组合前下方的若干列短斜管，所述短斜管的上端口位于斜管沉淀组件的前端面，所述短斜管的下端口位于斜管沉淀组件的下表面，所述短斜管和位于其上方的相邻斜管之间设有管间通孔，所述管间通孔穿透相应短斜管的上侧壁和其上方的相邻斜管的下侧壁，连通相应短斜管的管腔和位于其上方的相邻斜管的管腔。所述沉淀池内设有所述斜管沉淀组件。本发明消除了斜管沉淀组件前下方的三角空白区，有利于充分利用空间，提高处理能力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种斜管沉淀组件，还涉及一种采用这种沉淀组件的沉淀池，主要用于液体中可沉淀物质的沉淀，例如，水处理中的污泥沉淀。

背景技术

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或设备，在废水处理中广为使用。沉淀池一般分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。

设沉淀池沿水流方向池长为L，池深为H，池中水平流速为V，颗粒沉速为u，在理想状态下，L/H=V/u。可见L与V值不变时，池深越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小，这就是“浅池理论”。根据此理论，在沉淀池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积，其中斜管沉淀池和斜板沉淀池就是指在沉淀区内分别设有斜管或斜板的沉淀池，主要用于在平流式或竖流式沉淀池。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管道或者蜂窝状填料分割成一系列沉淀浅层，在各沉淀浅层中，水中的固体颗粒在重力作用下沉降，最终从水中分离出来。斜管/斜板沉淀池存在以下优点：①利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；②缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；③增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。

单根斜管是一根截面为矩形的倾斜方管,将若干斜管的倾斜面粘接在一起，即组成一斜管列,将若干斜管列的竖直面粘接在一起，即组成了市场上常见斜管沉淀组件。含有可沉淀物质的水从斜管的管腔由下向上流动的过程中，可沉淀物质因重力做垂直方向的沉淀运动，沉淀在斜管的斜壁的内表面上，进而沿下斜壁的内表面滑落到位于斜管下方的污泥区。由于斜板组件相邻斜板之间的间距构成了介质通道，可视为斜管的管腔，而相邻斜板则构成了该管腔的上、下斜壁，所以可以将斜板组件视为在一列中只包括一个管腔宽度很宽的斜管的斜管沉淀组件，因此，本发明将人们常说的斜管沉淀组件和斜板沉淀组件统称为斜管沉淀组件。

现有斜管沉淀组件的主要缺陷是：由于大多数沉淀池池壁为竖直形式，而斜管沉淀组件自身需要一定的倾斜角度，导致在斜管沉淀池内安装斜管时，位于前侧（以斜管在水平面上的投影方向为前后方向，以下端口向上端口的方向为前）的斜管无法与沉淀池壁的前壁贴合，斜管沉淀组件的前下方存在前下方空白三角区，前下方空白三角区的顶部为斜管沉淀组件顶部与前池壁的相接处，该处如果密封不严，会导致污水短流，部分颗粒物质未经有效沉降即随出水排出，降低斜管沉淀池处理效果，因此在实际工程中，前下方空白三角区的顶部必须密封良好，而良好的密封又导致了在前下方空白三角区的底部存在一定面积的死区，没有过流能力。死区的存在从整体上减少了斜管沉淀池的有效面积，增大了表面负荷，降低了出水水质，该问题称为斜管沉淀池的边界效应，斜管沉淀池越小，边界效应越明显。为解决这一问题，部分斜管沉淀池的前壁也设置为倾斜形式，在一定程度上解决了斜管沉淀池的边界效应问题，但这种沉淀池用料多，占地大，加工复杂，成本较高。而斜板沉淀池中也存在相同的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了斜管沉淀组件，其前下方不存在前下方空白区，有利于充分利用空间，提高处理能力。

本发明所采用的技术方案为：一种斜管沉淀组件，包括长斜管组合，还包括依次叠置在所述长斜管组合前下方的若干列短斜管（所称前后方向为斜管在水平面上的投影的延伸方向，且由同一斜管的下端口投影位置朝向上端口投影位置的方向为前方），所述长斜管组合由若干列相互叠置的长斜管构成，各所述长斜管的长度相等，相邻的所述长斜管相互贴合在一起，所述长斜管的上端口位于斜管沉淀组件的上表面，所述长斜管的下端口位于斜管沉淀组件的下表面，同一列的短斜管长度相等，不同列的短斜管长度不等且位于前面的短斜管长度小于位于后面的短斜管长度，相邻的所述短斜管相互贴合在一起，相邻的所述短斜管和所述长斜管相互贴合在一起，所述短斜管的上端口位于斜管沉淀组件的前端面，所述短斜管的下端口位于斜管沉淀组件的下表面，所述短斜管和位于其上方的相邻斜管之间设有管间通孔，所述管间通孔穿透相应短斜管的上侧壁和其上方的相邻斜管的下侧壁，连通相应短斜管的管腔和位于其上方的相邻斜管的管腔。

一种沉淀池，其池内设有本发明公开的任意一种斜管沉淀组件。

本发明的有益效果：由于在现有长斜管组合的基础上，经长斜管组合的前下方设置了短斜管，消除了长斜管组合前下方的空白三角区，这些短斜管的下端口均开口于斜管沉淀组件的下表面，因此水流（或其他液体介质流，下同）同样能够从下方进入这些短斜管的管腔斜向向上流动并同时实现沉淀，流入这些短斜管的水流可以通过相应管间通孔进入位于其上方的斜管管腔，直至流入相应的长斜管中，最终从长斜管的上端口流出，由此使得长斜管组合前下方的三角区具备了相应的处理能力，有效地利用了沉淀池的空间，增大了处理能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是在图1所述结构下的工作原理示意图，其中线条箭头为水等液体的流动方向，黑箭头为污泥等沉淀物的流动方向；

图3是显示管间通孔及相应挡板的具体剖面示意图；

图4是与图3对应的垂向方向上的示意图；

图5是一种采用本发明的沉淀设备的构造示意图。

具体实施方式

参见图1-5，本发明涉及一种斜管沉淀组件，包括长斜管组合，还包括依次叠置在所述长斜管组合前下方的若干列短斜管，所述长斜管组合由若干列相互叠置的长斜管构成，各所述长斜管的长度相等，相邻的所述长斜管相互贴合在一起，所述长斜管的上端口位于斜管沉淀组件的上表面，所述长斜管的下端口位于斜管沉淀组件的下表面，同一列的短斜管长度相等，不同列的短斜管长度不等且位于前面的短斜管长度小于位于后面的短斜管长度，相邻的所述短斜管相互贴合在一起，相邻的所述短斜管和所述长斜管相互贴合在一起，所述短斜管的上端口位于斜管沉淀组件的前端面，所述短斜管的下端口位于斜管沉淀组件的下表面，如图3所示，所述短斜管和位于其上方的相邻斜管之间设有管间通孔3，所述管间通孔穿透相应短斜管的上侧壁1.4和其上方的相邻斜管的下侧壁1.1，连通相应短斜管的管腔和位于其上方的相邻斜管的管腔。所述长斜管和短斜管可以统称为斜管1，斜管的管腔2构成水流的通道，使用时水沿斜管管腔从下向上流（参见图2和图5的线条指头指示），水中污泥在重力作用下相对于水流有一个向下的运动，在流经管腔的过程中，逐渐下沉到斜管下侧壁表面上，在斜管下侧壁上沉积的污泥在重力作用下继续沿下侧壁向下移动，形成向下的污泥流（参见图2和图5中的黑箭头指示）最终从斜管的下端口流出，从短斜管下端口进入短斜管的水，由于短斜管上端口在沉淀池的相应池壁处被封闭，水流通过设置在短斜管上侧壁上的管间通孔流入位于上方的斜管（短斜管或长斜管），最终从某一长斜管的上端口流出。

优选的，与短斜管相邻的1-3列所述长斜管（即距短斜管最近的1-3列长斜管，包括与短斜管直接贴合的长斜管）与位于其上方的相邻斜管之间也可以设有管间通孔3，所述长斜管之间的管间通孔穿透相应长斜管的上侧壁和其上方的相邻斜管的下侧壁，连通相应长斜管的管腔和位于其上方的相邻斜管的管腔。

优选的，如图3所示，设有管间通孔的斜管下侧壁的上表面上设有通孔挡板4，所述通孔挡板位于相应管间通孔的上方，用于挡开从上方流下的污泥等沉淀物，防止从相应管间通孔流出的水流对污泥形成冲击或扰动，避免污泥因水流冲击或扰动而重新处于悬浮状态。

优选的，如图4所示，所述通孔挡板呈倒V形，所述倒V形通孔挡板的顶端位于相应管间通孔的正上方，所述倒V形通孔挡板左、右两侧的下端分别与相应侧的斜管侧壁1.2、1.3之间留有间距，由此从上方流下的污泥能够沿倒V字形挡板的两侧斜面缓慢滑下，绕开管间通孔，所述管间通孔优选呈等腰三角形，特别是顶角小于60°的等腰三角形，以利于污泥滑落，所述倒V形挡板与所述管间通孔的侧边形状相对应。

优选的，所述通孔挡板与相应斜管的上侧壁之间留有间距，从管间通孔流出的水能够经相应间隙折向沿斜管向上流动。

优选的，如图1所示，最下方的一个或多个短斜管的上侧壁上的管间通孔数量为一个，其他设有管间通孔的斜管上的管间通孔数量为两个，以适应相应的流量要求。

优选的，同一列斜管中的斜管数量为一个或多个，不同列上的斜管数量相等且相互对齐。

优选的，所述长斜管组合的前下方布满短斜管，不留死区。

优选的，所述斜管为矩形管或六边形管，所述矩形管的管腔横截面（涉及斜管或其管腔的横截面是指与斜管中心轴线垂直的截面）呈矩形或六边形，根据实际需要，也可以采用其他能够相互贴合在一起且适宜于沉淀的管型。

优选的，所述斜管沉淀组件的上、下表面均为水平面，所述斜管沉淀组件的前端面为与前后方向垂直的垂直平面，由此，各斜管的上端口和下端口均为斜口（端口所在平面与斜管中心轴线的夹角不是90°角，实际上，该夹角等于斜管的倾斜角度）。

优选的，相邻斜管的相邻侧壁相互粘结在一起或者为一个共用的侧壁。

使用本发明斜管沉淀组件的沉淀池/沉淀设备，原空白三角区被一些较短的斜管（短斜管）所填充，不存在死区，斜管沉淀池过流能力增大，边界效应减弱，有效面积接近其实际面积。在实际工程中，管间通孔的开孔位置、面积、形状可根据水质条件进行试验、调整。

本发明涉及的沉淀池的池内设有本发明涉及的任意一种斜管沉淀组件，例如，图5所示的沉淀设备，将这种斜管沉淀组件安装在沉淀设备壳体10的内腔中，侧面与沉淀设备的内壁密封，下方留出用于进水和污泥沉积的下匀压腔14，上方留出用于出水的上匀压腔15，设备的进水口11设置在下匀压腔的侧壁上，排污口13设置在下匀压腔的底部中央，设备的出水口12设置在上匀压腔的侧壁上，由此，经过这种斜管沉淀组合的过程中，污水中的污泥沉淀下来，并沉积在所述下匀压腔下部的锥形污泥沉淀区域，定期从排污口排出。

本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。