申请日2011.08.02
公开(公告)日2012.04.04
IPC分类号B01D29/35; B01D29/64; C02F9/02; B01D29/56; B01D36/00; B01D29/76
摘要
本实用新型公开了一种适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离装置，其至少包括一个螺旋固液分离器，该螺旋固液分离器包括分离管、螺旋机构、螺旋进水口、螺旋出水口和螺旋排污口，所述的分离管为由内管和外管组成的双层管结构，分离管倾斜设置，所述的螺旋进水口和螺旋排污口均与内管连通，并位于内管的两端部，所述螺旋出水口则设置在外管的下部;内管的管壁上均布有多个的微孔;螺旋机构由螺旋刮刀和驱动机构组成，所述的螺旋刮刀沿内管的中轴线方向设置在所述内管的腔室中，所述驱动机构则位于分离管的一端。该装置相对于现有的污水处理技术中的固液分离系统而言可以大大缩小体积，结构紧凑，使其能适应在各个污染源头及时对污水污物进行污水处理的小型污水处理系统的承担固液分离处理的要求。
权利要求书
1.一种适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离装置，其特征在于， 其至少包括一个螺旋固液分离器，该螺旋固液分离器包括分离管、螺旋机构、螺旋进水 口、螺旋出水口和螺旋排污口，所述的分离管为由内管和外管组成的双层管结构，分离 管倾斜设置，所述的螺旋进水口和螺旋排污口均与内管连通，并位于内管的两端部，所 述螺旋排污口位于内管的上端部，所述的螺旋进水口位于内管的下部;所述螺旋出水口 则设置在外管的下部;内管的管壁上均布有多个的微孔;螺旋机构由螺旋刮刀和驱动机 构组成，所述的螺旋刮刀沿内管的中轴线方向设置在所述内管的腔室中，所述驱动机构 则位于分离管的一端。
2.根据权利要求1所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离 装置，其特征在于，所述的螺旋刮刀为螺旋形刀片结构，其纵向中心处为空的，沿该纵 向中心空间处设置一出水内管，该出水内管上均布有多个微孔，其位于驱动机构相反的 另一端的内管端壁上出水内管端口为该管的出水口，用于与螺旋出水口连通。
3.根据权利要求1或2所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分 离装置，其特征在于，所述的分离管内、外管双层管壁之间的环形通道位于螺旋出水口 处的那端的端壁上设有若干供水流通过的微孔。
4.根据权利要求3所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离 装置，其特征在于，所述的螺旋固液分离器至少是二级螺旋分离器，在第一级的螺旋固 液分离器的螺旋出水口处或第二级的螺旋固液分离器的螺旋进水口处设置泥浆回流入 口，用于将污水净化系统的泥浆重新送回第二级螺旋固液分离器中重复进行固液再分离 处理。
5.根据权利要求4所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离 装置，其特征在于，所述的物理式固液分离装置的第二级螺旋固液分离器包括分离管、 螺旋机构、螺旋进水口、螺旋出水口和螺旋排污口，所述的分离管为单层管，所述的螺 旋进水口和螺旋排污口位于分离管的两端部，分离管倾斜设置，所述的螺旋排污口位于 分离管的上端部，所述的螺旋进水口位于分离管的下部;所述螺旋机构由螺旋刮刀和驱 动机构组成，所述的螺旋刮刀沿内管的中轴线方向设置在所述分离管的腔室中，所述驱 动机构则位于分离管的一端;所述的螺旋刮刀在纵向中心处为空的，沿该纵向中心空间 处设置有一出水内管，该出水内管为双层管结构，由出水内层管和出水外层管构成，两 层的管的管壁上都均布有微孔，在所述出水内管的内、外层管壁之间的间隙中设有过滤 材料，所述的出水内管的一端为出水端，它伸出分离管至管的外部作为螺旋出水口，用 于与下一处理装置连接。
6.根据权利要求5所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离 装置，其特征在于，在所述的螺旋固液分离器的螺旋排污口处设置一污物收集盘。
7.根据权利要求6所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离 装置，其特征在于，在采用螺旋固液分离器的基础上增设沉降装置和破碎装置，所述的 沉降装置、破碎装置和螺旋固液分离器依次连接。
8.根据权利要求7所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离装 置，其特征在于，所述的沉降装置为具有沉降进水口、沉降溢水口和沉降排污阀的容器， 其中，所述沉降溢水口位于沉降装置的上部，用于与破碎装置的进水端连接;所述沉降 进水口位于沉降装置的顶部;所述沉降排污阀则设置在沉降装置的底部。
9.根据权利要求8所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离 装置，其特征在于，所述的沉降装置为具有沉降进水口、沉降溢水口和沉降排污阀的容 器，其中，所述沉降溢水口位于沉降装置的上部，用于与破碎装置的进水端连接;所述 沉降进水口位于沉降装置的顶部;所述沉降排污阀则设置在沉降装置的底部。
10.根据权利要求9所述的适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离 装置，其特征在于，所述的破碎装置包括破碎壳体、破碎进水口和破碎出水口，在所述 的破碎壳体内设置破碎机构，用于污物的破碎;所述的破碎进水口与沉降装置的沉降溢 水口连接，而其破碎出水口与螺旋固液分离器的螺旋进水口连接。
说明书
一种适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理式固液分离装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水污物固液分离装置，尤其是一种适用于小型污水处理系统 中做污水预处理的物理式固液分离装置。
背景技术
目前，生产、生活污水有的是直接排放，既浪费了水资源，又影响自然环境;有的 是通过设置污水处理装置对污水进行处理后排放。而对于工业和民用污水的处理，一般 的传统物理处理方法是：将排出的污水通过沉淀池、平流池、过滤装置、浓缩池、泥水 分离装置等来完成污水处理的全过程。这样的处理工艺存在的问题是：所用设备占地面 积大，截污管线长，建设费用高，设备投资巨大，运行成本高，征地拆迁难度大，对于 一般的中小企业和居住小区很难采用该方法进行排污处理，这种高投入、高运行成本的 处理工艺推广应用有一定的局限性。
也有采用物理化学方法进行处理的，是以加入凝聚剂使与水中可溶性和不溶性杂 质、污物发生物理化学反应而产生凝聚作用，使杂质、污物沉淀或上浮以便与水分离而 使水质净化，这是一种传统而又广泛使用的水净化处理方法。这种方法也需占用较大面 积的土地或建筑物以建造沉淀用的水池或水槽，将待处理污水引入水池或水槽中，加入 凝聚剂并搅拌，然后静置自然沉淀，一般需数小时至数十小时才能使污物分离出来。这 种过程常需经多级重复处理，才能使水质达到净化指标。因此这种方法既占地面积大， 处理效率也不高。为提高处理量，势必要进一步扩大占地面积。
上述现有技术还有一个共同的缺陷就是，现有的污水污物处理模式都是末端治污， 即污水污物从源头排出后，要经过纵横交错的地下管网汇流到污水处理厂，无法做到全 面的治污，特别是雨水和污水合流，会大大增加污水量，使污水处理厂无法承受而大量 进入公共水体，如水塘、河涌、河流和湖泊，往往容易导致公共水体全面受到污染，特 别是环保管理不到位时，一些企业甚至直接将有毒有害的污水污物排放到公共水体中 时，更会导致逢河必黑，见水皆臭，治污赶不上制污。因此，如果在源头进行治污，尽 量避免雨水、污水污物合流截污处理，将能大大改善公共水体的污染情况。
另外，由于地球上可利用的淡水相对于我们人类越来越大的用水需求而言是比较少 的，再加上淡水资源分布不均以及越来越严重的水污染使可利用的淡水进一步减少，导 致现在全球可利用的水资源严重短缺。而我国是世界上12个贫水国家之一，淡水资源 还不到世界人均水量的1/4。全国600多个城市半数以上缺水，其中108个城市严重缺 水。而且地表水资源的稀缺造成对地下水的过量开采，使得我国地下水资源已近枯竭。 这使得节水减排，走循环水利用之路，成为保护环境、缓解水资源危机的一个迫切而有 效途径。
目前，已有研究用于源头治污的污水处理系统，其主要的特点是采用特殊结构的沉 淀装置，使系统能够实现小型化，以便将其应用在各个污染源头及时对污水污物进行处 理，以减少或避免污水排入公共水体，达到源头治污的目的，但为了能让上述沉淀装置 长期正常运作或者提高出水质量，需对进入沉淀装置中的污水进行固液分离的预处理或 者悬浮物粗分离和细分离等处理，滤除比重比水重的杂物，如金属碎件、陶瓷碎片、小 石块、碎骨等，以及污水中的悬浮物，然而，由于现有技术中一般采用大规模集中处理 污水的模式，因此缺乏用于污水处理的小型化固液分离装置，现有的固液分离系统多利 用污物自身重力作用或者投放化学药剂进行固液分离，占地面积大，需要时间长，工作 效率低。
发明内容
本实用新型的目的旨在提供一种适用于小型污水处理系统中做污水预处理的物理 式固液分离装置，该装置相对于现有的污水处理技术中的固液分离系统而言可以大大缩 小体积，结构紧凑，使其能适应在各个污染源头及时对污水污物进行污水处理的小型污 水处理系统的承担固液分离处理的要求。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的：一种适用于小型污水处理系统中 做污水预处理的物理式固液分离装置，其至少包括一个螺旋固液分离器，该螺旋固液分 离器包括分离管、螺旋机构、螺旋进水口、螺旋出水口和螺旋排污口，所述的分离管为 由内管和外管组成的双层管结构，分离管倾斜设置，所述的螺旋进水口和螺旋排污口均 与内管连通，并位于内管的两端部，所述螺旋排污口位于内管的上端部，所述的螺旋进 水口位于内管的下部;所述螺旋出水口则设置在外管的下部;内管的管壁上均布有多个 的微孔;螺旋机构由螺旋刮刀和驱动机构组成，所述的螺旋刮刀沿内管的中轴线方向设 置在所述内管的腔室中，所述驱动机构则位于分离管的一端。所述的螺旋刮刀由驱动机 构驱动转动时，可将污物从螺旋进水口处传送至所述的螺旋排污口，而因为分离管倾斜 设置，水在自身重力的作用下会流向分离管的下部，从而使水进一步与固体污物分离， 然后从内管上的微孔进入双层管壁之间的环形通道，再从外管上的螺旋出水口流出进入 下一步处理。
本实用新型可以根据具体应用的污水处理系统末端出水水质的要求，选择一级、二 级或者多级的螺旋固液分离器依次串联构成一个物理式固液分离装置，以适应不同排污 源对污水处理的低、中、高的出水水质要求。
本实用新型可以对所述的螺旋固液分离器做以下的改进：所述的螺旋刮刀为螺旋形 刀片结构，其纵向中心处为空的，沿该纵向中心空间处设置一出水内管，该出水内管上 均布有多个微孔，其位于驱动机构相反的另一端的内管端壁上出水内管端口为该管的出 水口，用于与螺旋出水口连通。即该改进措施是增加了螺旋固液分离器的出水通道，以 加大出水量。
本实用新型所述的螺旋固液分离器中涉及的分离管的内管或出水内管上的微孔，推 荐采用孔径≥壁厚的设计，孔径与壁厚的比例在孔径∶壁厚=2～10∶1的范围内为佳。
本实用新型中所述螺旋固液分离器中的分离管的倾斜角度在15～75度范围内，有 利于水与固体污物分离，使排出固体污物时不易将污水带出，便于固体污物的处理。
本实用新型还可以作以下改进：本实用新型至少采用二级螺旋固液分离器，在第一 级的螺旋固液分离器的螺旋出水口处或第二级的螺旋固液分离器的螺旋进水口处设置 泥浆回流入口，该泥浆回流入口可以与污水处理系统中的污水净化系统的排污口连通， 用于将污水净化系统的泥浆重新送回第二级螺旋固液分离器中重复进行固液再分离处 理。
本实用新型作为第二级的螺旋固液分离器可以采用以下推荐的实施方式：螺旋固液 分离器包括分离管、螺旋机构、螺旋进水口、螺旋出水口和螺旋排污口，与第一级螺旋 固液分离器不同之处在于：所述的分离管为单层管，螺旋排污口位于分离管的上端部， 螺旋进水口位于分离管的下部，螺旋机构中的螺旋刮刀在纵向中心处为空的，沿该纵向 中心空间处设置有一出水内管，该出水内管为双层管结构，由出水内层管和出水外层管 构成，两层的管的管壁上都均布有微孔，在所述出水内管的内、外层管壁之间的间隙中 设有过滤材料，所述的出水内管的一端为出水端，它伸出分离管至管的外部作为螺旋出 水口，用于与下一处理装置连接。工作时，所述的螺旋机构转动，螺旋刮刀会将污水内 的污物传送至所述螺旋排污口处，而水则从出水内管的微孔通过，经过滤材料过滤后， 从螺旋出水口流出进入下一步处理。该实施方式的螺旋固液分离器适用于对污水更为精 细的固液分离，作为二级或者二级以上的螺旋固液分离器处理使用。
本实用新型所述的第二级螺旋固液分离器中的出水内层管和出水外层管的管壁上 的微孔，推荐采用孔径≥壁厚的设计，孔径与壁厚的比例在孔径∶壁厚=2～10∶1的范 围内为佳。
本实用新型中所述第二级螺旋固液分离器中的分离管的倾斜角度在15～75度范围 内，有利于水与固体污物分离，使排出固体污物时不易将污水带出，便于固体污物的处 理。
本实用新型可做进一步改进：在第一级的螺旋固液分离器和第二级的螺旋固液分离 器的螺旋排污口处设置一污物收集盘，用于固体污物的回收。
本实用新型中所采用的过滤材料可以是滤布、毛纺布或者其他可以用于过滤的材 料。
本实用新型还可作进一步改进：所述的物理式固液分离装置还可以在采用螺旋固液 分离器的基础上增设沉降装置和破碎装置，所述的沉降装置、破碎装置和螺旋固液分离 器依次连接。
本实用新型所述的沉降装置为具有沉降进水口、沉降溢水口和沉降排污阀的容器， 其中，所述沉降溢水口位于沉降装置的上部，用于与破碎装置的进水端连接;所述沉降 进水口位于沉降装置的顶部;所述沉降排污阀则设置在沉降装置的底部。在使用时，污 水污物进入沉降装置后，比重较大的污物会沉降到沉降装置的底部，累积至一定量时可 打开排污阀将其排放出去，污水则在沉降装置中的水位漫过沉降溢水口时流出进入破碎 装置。
作为本实用新型的一种改进，所述的沉降装置内的中上部纵向设置挡板，将沉降进 水口和沉降溢水口分隔开，形成U管结构，确保比重较大的污物能够沉降在沉降装置的 底部，而不会因急速的水流被带出沉降溢水口进入破碎装置。
本实用新型所述的破碎装置包括破碎壳体、破碎进水口和破碎出水口，在所述的破 碎壳体内设置破碎机构，用于污物的破碎;所述的破碎进水口与沉降装置的沉降溢水口 连接，而其破碎出水口与螺旋固液分离器的螺旋进水口连接。在沉降装置中不能沉淀的 比重较小的污物随污水流至破碎装置中，被破碎成小碎块或颗粒状，避免这些物质堵塞 螺旋固液分离器中的微孔。
本实用新型所述的破碎机构可选择现有的破碎机构，如双轴或三轴转动刀式破碎机 构。
本实用新型可以根据排污源对出水水质要求的不同，将以上螺旋固液分离器、或加 设沉降装置、破碎装置一起安装在同一柜体内，或者是将沉降装置和破碎装置一起安装 在一个柜体内做成室外机，而螺旋固液分离器安装在另一个柜体内做成室内机。室内机 通过泵送方式与室外机联通，这种形式一方面可以有效地减少本实用新型在室内的空间 占用率，另一方面也使室内机能方便更换部件，而且各装置的大小可以根据实际污水处 理量的需要进行制造。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型是应用在各个污染源头及时对污水污物进行污水处理的小型污水处 理系统的承担固液分离处理的装置，相对于末端治污的固液分离系统而言可以大大缩小 体积，结构紧凑，因此本实用新型中的各装置均可安装在一个柜体内，可以实现在很小 的空间里进行污水污物的固液分离处理，因此可以将其应用在各个生活污染源头或企业 的污染源头的污水处理系统中，及时对污水污物进行分离处理，以减少了排至外界的污 物的量，从而减少污泥对市政管道淤塞和河床淤积，大大降低环保治污的市政成本。
(2)本实用新型由螺旋刮刀将大颗粒的污物从污水中分离出来，而水则通过螺旋固 液分离器中的微孔流出，所流出来的水中只含有微小的颗粒，有利于后续的水净化处理。 而且本实用新型是利用螺旋固液分离器中的螺旋刮刀将污物从水中分离出来，可以大大 加快了固液分离的处理时间，提高了处理效率。
(3)本实用新型可由二级或者多级的螺旋固液分离器依次串联构成，可对污水进行 多级处理，以尽可能将污水中的污物分离出来，进一步减少所流出来的水中的污物颗粒， 方便后续的净化处理之余，还减轻后续处理装置的负担，而且使得经后续净化处理的水 符合于各具体应用的污水处理系统末端出水水质的要求。
(4)本实用新型在螺旋固液分离器之前增设沉降装置和破碎装置，在污水进入螺旋 固液分离器之前沉降大块的比重较大的污物，并将污物破碎成小碎块或颗粒状，避免这 些物质堵塞螺旋固液分离器中的微孔，有利于污水和固体污物的分离。
(5)本实用新型综合利用了污物、水的自身重力作用以及螺旋刮刀的作用达到固液 分离的目的，无需添加化学药剂，既适用于对生活污水的处理和养殖场的污水污物固液 分离处理，也可以用于工矿企业的无毒害物质的污水污物固液分离处理。