申请日2020.04.30
公开(公告)日2020.08.07
IPC分类号B01D21/02; B01D21/24; B01D21/34; B01D21/00
摘要
本发明公开了一种用于污水处理的环形多级沉降池，包括：环形外墙;中心柱，位于环形外墙中央;五个沉降池，形成于环形外墙内并环绕中心柱分布，且由五个隔板分隔形成;排污通道汇集装置，为球体结构且嵌入式安装在中心柱及隔板的底部，其上半部被各个隔板分隔开而分别暴露于各沉降池之中，排污通道汇集装置的内部设有一个汇集通道和五个分支通道，分支通道的一端为进污口，且各分支通道的进污口分别与各沉降池对应，能够将池底污泥导入汇集通道;污泥导管，配置有排污泵，且污泥导管的一端与汇集通道相连。本发明中，只要启动污泥导管上的排污泵，便能同时对五个沉降池池底的污泥进行清理，非常方便。
权利要求书
1.一种用于污水处理的环形多级沉降池，其特征在于，包括：
环形外墙(1);
中心柱(2)，该中心柱(2)位于所述环形外墙(1)的中央;
五个沉降池，分别为顺次连通的一级沉降池(313)、二级沉降池(32)、三级沉降池(33)、四级沉降池(34)以及五级沉降池(35);该五个沉降池(31、32、33、34、35)形成于所述的环形外墙(1)之内并环绕所述的中心柱(2)分布，且各沉降池由五个隔板(41、42、43、44、45)分隔形成，各隔板的一端均与环形外墙(1)的内壁相连，另一端均与中心柱(2)的外壁相连;各沉降池的池底均朝向中心柱(2)一侧向下倾斜;
排污通道汇集装置(5)，该排污通道汇集装置(5)为球体结构且嵌入式安装在所述中心柱(2)及所述隔板的底部，排污通道汇集装置(5)的上半部被各个隔板分隔开而分别暴露于各沉降池之中;该排污通道汇集装置(5)的内部设有一个汇集通道(51)和五个分支通道(52)，其中，汇集通道(51)竖向布置在排污通道汇集装置(5)内部的中央，顶部位于排污通道汇集装置(5)的球心处，底部延伸至排污通道汇集装置(5)的底表面而形成排污口(51a)，各分支通道(52)环绕所述的汇集通道(51)分布在其上方，且各分支通道(52)的一端均与汇集通道(51)的顶部连通，另一端由下而上倾斜延伸至排污通道汇集装置(5)的侧表面而形成进污口(52a)，且各进污口(52a)分别分布在各个沉降池中并衔接在沉降池池底的末端;
污泥导管(6)，该污泥导管(6)上设置有排污泵(61)，且污泥导管(6)的一端与所述汇集通道(51)的排污口(51a)相连;
进污口调节组件(7)，该进污口调节组件(7)的数量为五组，分别对应各沉降池布置，用以调节各分支通道(52)进污口(52a)的开闭大小;该进污口调节组件(7)包括气缸(71)、连接杆(72)和弧形挡板(73)，气缸(71)固定于沉降池的上部，连接杆(72)的一端与气缸(71)的活塞杆相连，另一端竖直向下延伸后与弧形挡板(73)的顶部相连，弧形挡板(73)位于沉降池中排污通道汇集装置(5)的上侧，其可由连接杆(72)带动而上下移动，且在向下移动的过程中弧形板(73)会逐步遮挡所述的进污口(52a)，在向上移动的过程中弧形板(73)会逐步避让开所述的进污口(52a)，并且当弧形挡板(73)向下移动至最低点时会将进污口(52a)完全遮挡住;
防扰动组件(8)，该防扰动组件(8)的数量为五组，分别对应各沉降池布置，用于减轻沉降池池底的污泥扰动时对上层水质的影响;该防扰动组件(8)包括若干斜板(81)，各斜板(81)以百叶窗的形式等间距排列在沉降池内靠近池底的位置，且排列方向与沉降池池底的倾斜方向一致，排列跨度为由环形外墙(1)附近延伸至弧形挡板(73)附近，斜板(81)的倾斜方向为靠近中心柱(2)的一侧较高，靠近环形外墙(1)的一侧较底。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的环形多级沉降池，其特征在于，所述一级沉降池(31)与所述二级沉降池(32)之间的隔板为第一隔板(41)，所述二级沉降池(32)与所述三级沉降池(33)之间的隔板为第二隔板(42)，所述三级沉降池(33)与所述四级沉降池(34)之间的隔板为第三隔板(43)，所述四级沉降池(34)与所述五级沉降池(35)之间的隔板为第四隔板(44)，所述五级沉降池(35)与所述一级沉降池(31)之间的隔板为第五隔板(45);
其中，各隔板(41、42、43、44、45)的高度均为L;在第一隔板(41)上设置有第一连通管(41a)，以连通第一沉降池(31)和第二沉降池(32)，且第一连通管(41a)距离第一隔板(41)顶部的距离不小于L/5;在第二隔板(42)上设置有第二连通管(42a)，以连通第二沉降池(32)和第三沉降池(33)，且第二连通管(42a)的设置高度比第一连通管(41a)低L/8-L/5;在第三隔板(43)上设置有第三连通管(43a)，以连通第三沉降池(33)和第四沉降池(34)，且第三连通管(43a)的设置高度比第二连通管(42a)低L/8-L/5;在第四隔板(44)上设置有第四连通管(44a)，以连通第四沉降池(34)和第五沉降池(35)，且第四连通管(44a)的设置高度比第三连通管(43a)低L/8-L/5，并且第四连通管(44a)距离第四隔板(44)底部的距离不小于L/5。
3.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的环形多级沉降池，其特征在于，在对应第一沉降池(31)的环形外墙(1)上设置有进水管(11)，该进水管(11)的设置高度低于第一连通管(41a)，且距离第一隔板(41)底部的距离不小于L/5;
在对应第五沉降池(35)的环形外墙(1)上还设置有排水管(12)，该排水管(12)的设置高度低于第四连通管(44a)，且高于第五沉降池(35)的池底。
4.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的环形多级沉降池，其特征在于，各所述的气缸(71)分别对应各沉降池(31、32、33、34、35)固定于中心柱(2)顶部的外壁上;
所述中心柱(2)底部的外壁上设置有五条竖向延伸的滑槽(21)，且该五条滑槽(21)分别位于五个沉降池中;
所述弧形档板(73)靠近中心柱(2)的一端设置有滑块(73a)，该滑块(73a)嵌入在相应的所述滑槽(21)内且可沿滑槽(21)自由滑动;弧形挡板(73)远离滑块(73a)的一侧逐渐向下弯曲，且弧形挡板(73)底面的弧度与排污通道汇集装置(5)球体的弧度相匹配，当弧形挡板(73)向下移动至最低点时，恰好与排污通道汇集装置(5)的外壁完全贴合并将进污口(52a)完全遮挡住。
5.根据权利要求4所述的一种用于污水处理的环形多级沉降池，其特征在于，所述进水管(11)、第一连通管(41a)、第二连通管(42a)、第三连通管(43a)、第四连通管(44a)以及排水管(12)均配置有流量调节阀。
6.根据权利要求5所述的一种用于污水处理的环形多级沉降池，其特征在于，所述的环形外墙(1)为由砖块砌成的闭合环形墙体，所述的中心柱(2)为中空结构且由混泥土浇筑而成。
7.利用权利要求7所述的环形多级沉降池过滤污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、调节流量调节阀，使进水管(11)、第一连通管(41a)、第二连通管(42a)、第三连通管(43a)以及第四连通管(44a)四者的流量调节阀打开并保持流量大小一致，同时关闭排水管(12)的流量调节阀;
S2、将待过滤的污水由进水管(11)导入第一沉降池(31);污水进入第一沉降池(31)后会沿着各个连通管(41a、42a、43a、44a)依次流入后续的沉降池;
S3、当五级沉降池(35)中的液面上涨至比第四连通管(44a)低h时，此时关闭第四连通管(44a)的流量调节阀;
S4、之后，待四级沉降池(34)中的液面上涨至比第三连通管(43a)低h时，此时关闭第三连通管(43a)的流量调节阀;
S5、之后，待三级沉降池(33)中的液面上涨至比第二连通管(42a)低h时，此时关闭第二连通管(42a)的流量调节阀;
S6、之后，待二级沉降池(32)中的液面上涨至比第一连通管(41a)低h时，此时关闭第一连通管(41a)的流量调节阀;
S7、之后，待一级沉降池(31)中的液面上涨至比第一连通管(41a)高h时，此时关闭进水管(11)的流量调节阀;
S8、之后，保持不动使各沉降池内的污水沉淀一段时间，沉淀时长为t。
S9，之后，使进水管(11)、第一连通管(41a)、第二连通管(42a)、第三连通管(43a)、第四连通管(44a)以及排水管(23)五者的流量调节阀同时打开并保持流量大小一致;
S10、之后，需要排走沉淀池池底所堆积的污泥时，开启排污泵(61)即可;排污泵(61)提供的动力会将各沉降池池底所堆积的污泥抽走，然后依次流经相应的分支通道(52)、汇集通道(51)以及污泥导管(6)后被排走;
其中，所述的h介于L/15至L/10之间，所述的t不小于10分钟。
说明书
一种用于污水处理的环形多级沉降池
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种用于污水处理的沉降池。
背景技术
基坑工程中排水系统经常采用多级沉降池进行场地积水沉淀，其作用是把水中的泥土、沙粒沉降出来，使水得到一定程度的净化，然后再排入市政排水系统。
目前通常采用的是三级沉降池，沉降的流程是：排水沟内的雨水或地下水汇入沉降池后，分别会经过一级、二级、三级三个沉降池沉降，然后清水由三级沉降池排出，污泥则沉积在各沉降池的池底，等待水排完后再对池底的污泥进行清理。
但上述的三级沉降池存在如下弊端:所沉降的污泥并没有及时排出，而是先堆积在池底，待水排完后再由工人进入池内进行清污，这样一方面由于污泥未及时清理，当污泥堆积较厚时就会影响到沉降效果，此时必须停池并排水后将池底的污泥清除，这样沉降池会被迫暂停使用，进而影响到整个排水流程，另一方面，人工清污还存在劳动强度大的弊端。
发明内容
本发明的目的是：对现有的沉降池进行改进，提供一种环形多级沉降池，保证池底的污泥能及时被排出。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于污水处理的环形多级沉降池，其包括：
环形外墙;
中心柱，该中心柱位于所述环形外墙的中央;
五个沉降池，分别为顺次连通的一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池、四级沉降池以及五级沉降池;该五个沉降池形成于所述的环形外墙之内并环绕所述的中心柱分布，且各沉降池由五个隔板分隔形成，各隔板的一端均与环形外墙的内壁相连，另一端均与中心柱的外壁相连;各沉降池的池底均朝向中心柱一侧向下倾斜;
排污通道汇集装置，该排污通道汇集装置为球体结构且嵌入式安装在所述中心柱及所述隔板的底部，排污通道汇集装置的上半部被各个隔板分隔开而分别暴露于各沉降池之中;该排污通道汇集装置的内部设有一个汇集通道和五个分支通道，其中，汇集通道竖向布置在排污通道汇集装置内部的中央，顶部位于排污通道汇集装置的球心处，底部延伸至排污通道汇集装置的底表面而形成排污口，各分支通道环绕所述的汇集通道分布在其上方，且各分支通道的一端均与汇集通道的顶部连通，另一端由下而上倾斜延伸至排污通道汇集装置的侧表面而形成进污口，且各进污口分别分布在各个沉降池中并衔接在沉降池池底的末端;
污泥导管，该污泥导管上设置有排污泵，且污泥导管的一端与所述汇集通道的排污口相连;
进污口调节组件，该进污口调节组件的数量为五组，分别对应各沉降池布置，用以调节各分支通道进污口的开闭大小;该进污口调节组件包括气缸、连接杆和弧形挡板，气缸固定于沉降池的上部，连接杆的一端与气缸的活塞杆相连，另一端竖直向下延伸后与弧形挡板的顶部相连，弧形挡板位于沉降池中排污通道汇集装置的上侧，其可由连接杆带动而上下移动，且在向下移动的过程中弧形板会逐步遮挡所述的进污口，在向上移动的过程中弧形板会逐步避让开所述的进污口，并且当弧形挡板向下移动至最低点时会将进污口完全遮挡住;
防扰动组件，该防扰动组件的数量为五组，分别对应各沉降池布置，用于减轻沉降池池底的污泥扰动时对上层水质的影响;该防扰动组件包括若干斜板，各斜板以百叶窗的形式等间距排列在沉降池内靠近池底的位置，且排列方向与沉降池池底的倾斜方向一致，排列跨度为由环形外墙附近延伸至弧形挡板附近，斜板的倾斜方向为靠近中心柱的一侧较高，靠近环形外墙的一侧较底。
进一步的，所述一级沉降池与所述二级沉降池之间的隔板为第一隔板，所述二级沉降池与所述三级沉降池之间的隔板为第二隔板，所述三级沉降池与所述四级沉降池之间的隔板为第三隔板，所述四级沉降池与所述五级沉降池之间的隔板为第四隔板，所述五级沉降池与所述一级沉降池之间的隔板为第五隔板;
其中，各隔板的高度均为L;在第一隔板上设置有第一连通管，以连通第一沉降池和第二沉降池，且第一连通管距离第一隔板顶部的距离不小于L/5;在第二隔板上设置有第二连通管，以连通第二沉降池和第三沉降池，且第二连通管的设置高度比第一连通管低L/8-L/5;在第三隔板上设置有第三连通管，以连通第三沉降池和第四沉降池，且第三连通管的设置高度比第二连通管低L/8-L/5;在第四隔板上设置有第四连通管，以连通第四沉降池和第五沉降池，且第四连通管的设置高度比第三连通管低L/8-L/5，并且第四连通管距离第四隔板底部的距离不小于L/5。
进一步的，在对应第一沉降池的环形外墙上设置有进水管，该进水管的设置高度低于第一连通管，且距离第一隔板底部的距离不小于L/5;
在对应第五沉降池的环形外墙上还设置有排水管，该排水管的设置高度低于第四连通管，且高于第五沉降池的池底。
进一步的，各所述的气缸分别对应各沉降池固定于中心柱顶部的外壁上;
所述中心柱底部的外壁上设置有五条竖向延伸的滑槽，且该五条滑槽分别位于五个沉降池中;
所述弧形档板靠近中心柱的一端设置有滑块，该滑块嵌入在相应的所述滑槽内且可沿滑槽自由滑动;弧形挡板远离滑块的一侧逐渐向下弯曲，且弧形挡板底面的弧度与排污通道汇集装置球体的弧度相匹配，当弧形挡板向下移动至最低点时，恰好与排污通道汇集装置的外壁完全贴合并将进污口完全遮挡住。
进一步的，所述进水管、第一连通管、第二连通管、第三连通管、第四连通管以及排水管均配置有流量调节阀。
进一步的，所述的环形外墙为由砖块砌成的闭合环形墙体，所述的中心柱为中空结构且由混泥土浇筑而成。
另外，本发明还提供了利用上述环形多级沉降池过滤污水的方法，其包括以下步骤：
S1、调节流量调节阀，使进水管、第一连通管、第二连通管、第三连通管以及第四连通管四者的流量调节阀打开并保持流量大小一致，同时关闭排水管的流量调节阀;
S2、将待过滤的污水由进水管导入第一沉降池;污水进入第一沉降池后会沿着各个连通管依次流入后续的沉降池;
S3、当五级沉降池中的液面上涨至比第四连通管低h时，此时关闭第四连通管的流量调节阀;
S4、之后，待四级沉降池中的液面上涨至比第三连通管低h时，此时关闭第三连通管的流量调节阀;
S5、之后，待三级沉降池中的液面上涨至比第二连通管低h时，此时关闭第二连通管的流量调节阀;
S6、之后，待二级沉降池中的液面上涨至比第一连通管低h时，此时关闭第一连通管的流量调节阀;
S7、之后，待一级沉降池中的液面上涨至比第一连通管高h时，此时关闭进水管的流量调节阀;
S8、之后，保持不动使各沉降池内的污水沉淀一段时间，沉淀时长为t;
S9，之后，使进水管、第一连通管、第二连通管、第三连通管、第四连通管以及排水管五者的流量调节阀同时打开并保持流量大小一致;
S10、之后，需要排走沉淀池池底所堆积的污泥时，开启排污泵即可;排污泵提供的动力会将各沉降池池底所堆积的污泥抽走，然后依次流经相应的分支通道、汇集通道以及污泥导管后被排走;
其中，所述的h介于L/15至L/10之间，所述的t不小于10分钟。
关于本发明的几点说明：
(1)将进水管11设计的比第一连通管41a低，其目的是：
由于进入第一沉降池31的水是完全没有过滤过的，泥沙含量非常多，因此第一沉降池31承担着最主要的过滤任务，过滤量最大，而污水进入沉降池后，泥沙会向下沉，上层水质相对会清澈一些，因此如果第一连通管41a比进水管11低，那么可能就会有大量正在沉降的泥沙通过第一连通管41a进入到第二沉降池32中，所有只有抬高第一连通管41a，使第一连通管41a比进水管11更高，才能保证进入第二沉降池32的水相对清澈，泥沙含比相对较少。
(2)如果依照上述的原理来设计，那么后续的连通管应该是逐级抬高的，但是在上述技术方案中，后续的连通管却是逐级降低的，其原因在于：
由于污水是逐级过滤的，因此越靠后沉降池内的水越清澈，如果后续的连通管采用逐级抬高的方式布置，那么后续沉降池内堆积的水会越来越深，泥沙含比却越来越少，因此显然没必要这样做;而我们知道，由于第一沉降池31已经过滤了大量泥沙，进入第二沉降池32的污水中泥沙含比已经少了很多，因此仅需按照正常的沉降方式来处理即可，即便后续的连通管是逐级降低的，但经过后续四次沉降后，水质也能达到市政排放要求，另外正是由于后续的连通管是逐级降低的，因此各沉降池内堆积的水会越来越浅，所以当停池后需要将池中的水抽出时，也会更方便。
(3)沉降池运行时，需要保证各连通管的高度均比前一级沉降池的液面低，这样做的目的是：
由于污水中可能会混有密度较小的漂浮物(如泡沫、塑料片等垃圾)，如果液面高度与连通管高度一致，那么这些漂浮物就会通过连通管流入下一级沉降池或者也有可能堵塞连通管，因此为了避免上述情况发生，便需要保证连通管比液面低，这样漂浮物才会一直漂浮在液面上，不会流入下一级沉降池，工作人员定期将池面的漂浮物打捞掉即可。
(4)沉降池运行时，需要确保进水管11、第一连通管41a、第二连通管42a、第三连通管43a、第四连通管44a以及排水管23的流量大小一致，这样做的目的是：
只有这样才能保证各沉降池中的液面高度维持稳定，以确保沉降池之间水深的高度差恒定，保证整个沉降池工作的稳定性。
(5)设计进污口调节组件7的目的在于：
首先，需要说明的是，排污泵61并不是一直持续不停工作的，只有当沉降池中的污泥堆积到一定程度后才需要启动排污泵61，且排污泵61启动后，待各池底的污泥均被清理的差不多时，便要立刻停泵，避免大量的水被抽出;由于各个沉降池中污泥的堆积量并不一样，而为了避免大量的水被抽出，就需要确保污泥的排出速度能够得到控制，所以发明人专门设计了所述的进污口调节组件7，其可以通过改变弧形挡板73对进污口52a的遮挡程度来调节排污速度，从而可以根据沉降池内污泥的量来实时调节，当某一沉降池内的污泥被抽完而其他沉降池内还有污泥时，可以不用关闭排污泵61，利用弧形挡板73封闭住该沉降池的进污口52a即可(以避免抽出大量的水)，这样其他沉降池内的进污口52a仍可继续排污。
(6)设置防扰动组件8的目的在于：
当排污泵61工作，污泥被抽走时，排污泵61的抽力以及污泥的移动会对池底的水造成扰动，使池底的水被搅混，而为了避免这种扰动传递至上层液体造成上层的清液被搅浑的情况，所以特意在接近池底的位置设计了所述的防扰动组件8;在该防扰动组件8中，斜板81之间的间隙的倾斜方向与排污泵61的抽力方向(或者污泥的移动方向)相反，因此能在一定程度上阻碍排污泵61所产生的抽力向上传递，进而减轻上层液体被抽力扰动的情况，避免其被搅浑。
本发明的有益效果是：(1)在中心柱2的下方设置有球形的排污通道汇集装置5，由于它有五个进污口52a且分别分布在五个沉降池中，因此只要启动污泥导管6上的排污泵61时，便能同时对五个沉降池池底的污泥进行清理，非常方便，不仅替代了人工清污，而且由于灵活运用了球形结构，使得仅利用一个装置便能同时对五个沉降池进行污泥，因此相较于在每个沉降池的池底单独设置一组清污装置的方式来说，简化了沉降池的整体结构并降低了成本;(2)现有的沉降池通常为三级沉降池，且每级沉降池均为方形池，比较占面积;本发明将沉降池设计成环形排布后，虽然每级沉降池的容纳体积可能会有所减小，但却将三级沉降池升级成了五级沉降池，因此沉降效果并不会打折扣，但是由于沉降池采用的是环形排布，因此布局会更合理，占地面积也会更小。（发明人何淑会）