沉砂排砂系統的製作方法
2023-06-13 07:37:26 1
本發明涉及汙水廢水處理領域，尤其涉及一種沉砂排砂系統。
背景技術：
城市生活汙水或者特定工業廢水中，含有大量的細砂，為保護管路系統及配套設備，務必在汙水處理廠的源頭位置將砂礫清除。
目前，市政汙水廠應用的平流式曝氣沉砂池除砂裝備一般採用固定在汙水處理池頂部的傳統橋式吸砂機，其通過與吸砂機橋架一起固定的吸砂泵或氣提裝置在運動中對沉澱在底部的砂子進行連續抽吸去除。
在大量汙水廠運行的實際情況來看，曝氣沉砂池無論是採用泵吸還是氣提都不能有效的去除沉砂池底部的泥砂。多數沉砂設施的效果欠佳，抽吸上來的水量太多，含砂量很小，甚至出現沉砂池提不出砂的現象，從而導致大量的泥砂流入後段處理工藝，對後段系統運行和設備造成損害。
另外，由於橋式吸砂機的安裝在池頂而造成池頂無法密封，臭味外洩，影響周圍環境。同時，現有設備結構較高，從而佔據了大量的上部空間，尤其在地下汙水處理廠應用時，空間十分受限。
技術實現要素：
鑑於現有技術的上述不足，本發明有必要提供一種沉砂排砂系統，以至少解決以上技術問題之一。
本發明採用以下技術方案：
一種沉砂排砂系統，包括：
沉砂池，其具有進水口以及出水口；所述沉砂池的底部設置有集砂部；
設置於所述沉砂池底部的螺旋排砂機構；所述螺旋排砂機構包括縱長延伸的轉動件、以及設置於所述轉動件上的第一螺旋葉片；所述轉動件具有與其長度方向平行的轉動軸線；所述轉動件能夠帶動所述第一螺旋葉片繞所述轉動軸線轉動；所述第一螺旋葉片在轉動時能夠將所述沉砂池底部的砂子運送至所述集砂部。
作為一種優選的實施方式，所述沉砂池的底部設置有與所述轉動件同向延伸的容置槽；所述螺旋排砂機構設置於所述容置槽內。
作為一種優選的實施方式，所述容置槽具有多個沿所述轉動件長度方向排布的U型殼體；相鄰兩個U型殼體間隔預定距離。
作為一種優選的實施方式，所述轉動件的一端連接電機；另一端為自由端；所述電機能夠帶動所述轉動件轉動。
作為一種優選的實施方式，所述電機為防水電機，其固定安裝於所述沉砂池內。
作為一種優選的實施方式，所述電機固定安裝於所述沉砂池外。
作為一種優選的實施方式，所述沉砂池具有側壁；所述側壁上開設有連接通孔；
所述轉動件的一端穿過所述連接通孔以連接所述電機；所述轉動件上還設有靠近所述連接通孔設置或者至少部分長度位於所述連接通孔內的第二螺旋葉片；所述第二螺旋葉片與所述第一螺旋葉片的旋向相反。
作為一種優選的實施方式，所述集砂部為設置於所述容置槽一端的集砂坑；所述集砂坑靠近所述第一螺旋葉片的端部設置。
作為一種優選的實施方式，所述轉動件為空心結構。
作為一種優選的實施方式，所述轉動件包括多個首尾相連的轉動段；相鄰兩個轉動段之間，一轉動段的端部具有插入部，另一轉動段的端部具有供所述插入部插入的插槽；所述另一轉動段的端部還設置有兩個連接銷；所述連接銷將所述另一轉動段的端部以及所述插入部貫穿。
在本發明中，螺旋排砂機構設置於沉砂池的底部，所以，沉砂池的池頂可實現全密閉，減少臭氣外洩。同時，由於沉砂池的池頂無其他設備安裝，節省了池頂的上部空間，在地下汙水處理廠空間有限的情況下，具有很好的應用價值以及前景。
參照後文的說明和附圖，詳細公開了本發明的特定實施方式，指明了本發明的原理可以被採用的方式。應該理解，本發明的實施方式在範圍上並不因而受到限制。在所附權利要求的精神和條款的範圍內，本發明的實施方式包括許多改變、修改和等同。
針對一種實施方式描述和/或示出的特徵可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特徵相組合，或替代其它實施方式中的特徵。
應該強調，術語「包括/包含」在本文使用時指特徵、整件、步驟或組件的存在，但並不排除一個或更多個其它特徵、整件、步驟或組件的存在或附加。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明一種實施方式提供的沉砂排砂系統結構示意圖；
圖2是本發明另一種實施方式提供的沉砂排砂系統結構示意圖；
圖3是圖1的截面視圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，當元件被稱為「設置於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1至圖3，本發明的一種實施方式提供一種沉砂排砂系統，該沉砂排砂系統應用但不限於對汙水處理排砂，也可以應用於(工業或家庭)廢水的處理；甚至河道水的沉砂排砂。其中，該沉砂排砂系統優選地應用於汙水處理廠。
在一實施方式中，該沉砂排砂系統包括：沉砂池5，其具有進水口以及出水口；所述沉砂池5的底部設置有集砂部4；設置於所述沉砂池5底部的螺旋排砂機構100；所述螺旋排砂機構100包括縱長延伸的轉動件2、以及設置於所述轉動件2上的第一螺旋葉片1；所述轉動件2具有與其長度方向平行的轉動軸線；所述轉動件2能夠帶動所述第一螺旋葉片1繞所述轉動軸線轉動；所述第一螺旋葉片1在轉動時能夠將所述沉砂池5底部的砂子運送至所述集砂部4。
在本實施方式中，沉砂池5可以包括曝氣池、汙水處理池等，沉砂池5可以容納汙水或廢水一段時間以使砂子(細砂)沉澱在池底。沉砂池5的池體一般用鋼筋混凝土築成,平面(橫截面)形狀有長方形、方形和圓形等。為便於汙水的排出與進入，且不幹擾沉砂排砂，沉砂池5的進水口與出水口可以設置於沉砂池5的側壁的靠近上部位置。
在本實施方式中，螺旋排砂機構100設置於沉砂池5的底部，所以，沉砂池5的池頂可實現全密閉，減少臭氣外洩。同時，由於沉砂池5的池頂無其他設備安裝，節省了池頂的上部空間，在地下汙水處理廠空間有限的情況下，具有很好的應用價值以及前景。
本實施方式中，螺旋排砂機構100可以通過轉動將砂子推送至集砂部4，從而完成對細砂的收集排放。螺旋排砂機構100具有轉動件2以及第一螺旋葉片1。其中，轉動件2與第一螺旋葉片1形成「螺杆」形狀。
轉動件2為直杆形狀，其優選為圓柱杆形狀。此時，轉動件2的轉動軸線即為轉動件2的圓心軸線，當然，本發明並不排除轉動件2偏心轉動的情況，只需轉動件2的轉動軸線與其長度方向平行即可。另外，轉動件2並不拘泥與圓柱杆，其還可以為稜柱形狀、或其他杆體形狀，本發明並不作特別的限定。
第一螺旋葉片1設置於轉動件2上，具體的，第一螺旋葉片1沿轉動件2的長度方向螺旋延伸。其中，第一螺旋葉片1可以與轉動件2為一體結構，比如，通過在轉動件2的外側壁上通過開槽(同樣為螺旋槽)形成。另外，第一螺旋葉片1可以為安裝於轉動件2上，比如，第一螺旋葉片1通過焊接、鉚接、或螺栓連接於轉動件2的外側壁上。
當然，第一螺旋葉片1可以為一體結構，即，第一螺旋葉片1為單個螺旋葉片；第一螺旋葉片1也可以為多段連接構成，本發明並不作特別地限定。優選的，第一螺旋葉片1與轉動件2為兩個部件，並通過焊接連接固定。
在本實施方式中，螺旋排砂機構100(或轉動件2)的長度可以為20米至60米，較為優選的，螺旋排砂機構100可以為40米。第一螺旋葉片1的外緣的直徑可以為0.2米至0.6米。
在本實施方式中，螺旋排砂機構100設置於沉砂池5底部，其中，為收集細砂從而利於排砂，所述沉砂池5的底部設置有與所述轉動件2同向延伸的容置槽10；所述螺旋排砂機構100設置於所述容置槽10內。該容置槽10在沉砂池5中地勢較低，細砂依靠重力作用容易進入容置槽10中，從而由容置槽10收集。
在本實施方式中，沉砂池5的底部的長度方向與容置槽10的長度方向相一致。位於容置槽10兩側沉砂池5的池壁(相對設置側壁)可以傾斜設置，如圖3所示，沉砂池5相對的兩個池壁由上至下逐漸收窄，並逐漸靠近容置槽10。
為將沉砂池5底部的細砂排放徹底，螺旋排砂機構100(或轉動件2)、容置槽10以及沉砂池5底部的長度可以大致對應(大致相等)，以防止細砂在未處理位置堆積。同時，汙水中的砂類物質被螺旋排砂機構100輸送到集砂部4內，進行集中外排處理，從而實現集沉砂、排砂處理一體化設計，除砂效率高。
在本實施方式中，容置槽10開設於沉砂池5的底部，其優選為U型槽(並不排除橫截面為半圓形輪廓的實施例)。為維持容置槽10的形狀，容置槽10的槽壁(側壁或底壁)可以澆築水泥形成；也可以通過殼體安裝於沉砂池5的底部預開設的槽中，進而形成容置槽10。
考慮到容置槽10過大的情況下螺旋排砂裝置可能產生晃動而排砂不穩，容置槽10過小的話無法安置螺旋排砂裝置，同時，容置槽10也需要保持一定的直線度以放置螺旋排砂裝置，故容置槽10的形狀需與螺旋排砂裝置的形狀相匹配。基於該點考慮，如採用澆築水泥方式形成容置槽10，工藝難度較大，故優選採用放置殼體形成容置槽10的方式。
殼體可以為一體結構，即整個殼體放置在沉砂池5底部後形成容置槽10。但此時仍對殼體的直線度有一定要求，加工難度較大，故作為優選的實施例，所述容置槽10可以具有多個沿所述轉動件2長度方向排布的U型殼體11；相鄰兩個U型殼體11間隔預定距離。
其中，相鄰兩個U型殼體11之間的部位雖然未設置支撐結構，但是在螺旋排砂裝置轉動時會逐漸形成相適應結構(細砂沉積形成)，而細砂沉積時高出容置槽10底面部分會被第一螺旋葉片1推走。如此設置，只需在安裝多個U型殼體11時採用雷射定位校準即可，而U型殼體11的長度較小，直線度容易控制，從而便於生產，而且節省材料，降低成本。
在容置槽10中，相鄰兩個U型殼體11之間的距離可以相等，也可以不等，可以在實際場景中靈活控制。U型殼體11的材料可以為金屬，也可以為塑料，在實際應用中，優選為耐腐蝕材料，以保證系統的使用壽命。
在本實施方式中，螺旋排砂機構100可以設置有帶動轉動件2轉動的動力裝置，動力裝置的位置可以靈活設置，比如，動力裝置可以設置於轉動件2的中間，轉動件2分成兩部分安裝於動力裝置的兩側；或者動力裝置安裝於轉動件2的一端等等。優選的，所述轉動件2的一端可以連接電機3(動力裝置)；另一端為自由端；所述電機3能夠帶動所述轉動件2轉動。
螺旋排砂機構100可以整體位於沉砂池5中；也可以部分位於沉砂池5中，部分位於沉砂池5外。在如圖2所示的實施例中，所述電機3可以為防水電機3，其固定安裝於所述沉砂池5內。具體的可以採用IP68防水電機3，從而螺旋排砂機構100可以完全浸沒在水中安全運行。如此設置可以避免在沉砂池5的池壁中開洞以及無須採取額外的密封措施，具有較好的應用前景。
在如圖1所示的實施例中，所述電機3可以固定安裝於所述沉砂池5外。具體的，所述沉砂池5具有側壁；所述側壁上開設有連接通孔6。所述轉動件2的一端穿過所述連接通孔6以連接所述電機3。當然，在連接通孔6處會設置有密封措施，以防止汙水外洩，具體的，一般在連接通孔6內設置密封盤根，從而在不影響扭矩(轉動)傳遞的情況下保證密封。
考慮到一般沉砂池5的側壁由水泥澆築形成，連接通孔6中如進入泥沙等雜質，雜質與水泥的膨脹系統不同，從而在環境溫度發生變化時，容易破壞連接通孔6處的密封措施，造成池體洩露。為阻止砂、水對密封的破壞，所述轉動件2上還設有靠近所述連接通孔設置的第二螺旋葉片7，或者所述轉動件2上還設有至少部分長度位於所述連接通孔6內的第二螺旋葉片7。所述第二螺旋葉片7與所述第一螺旋葉片1的旋向相反。
由於第二螺旋葉片7與第一螺旋葉片1的旋向相反，比如，第一螺旋葉片1的旋向為左螺旋，則第二螺旋葉片7的旋向為右螺旋。從而，第二螺旋葉片7與第一螺旋葉片1(在同一轉動件2的帶動下)的輸送方向相反，其中，第二螺旋葉片7的輸送方向為由連接通孔6向沉砂池5內輸送。基於此，第二螺旋葉片7在轉動過程中能將進入連接通孔6內的雜質排出連接通孔6內，同時，欲進入連接通孔6的雜質在第二螺旋葉片7的阻擋作用下也無法進入連接通孔6內，從而避免連接通孔6內進入過多雜質，保證了沉砂池5與轉動件2之間的密封，以及轉動件2的轉動不被幹擾。
在本實施方式中，集砂部4位於沉砂池5中，螺旋排砂機構100在向集砂部4推送砂子。集砂部4可以儲存或排出螺旋排砂機構100推送來的砂子。其中，集砂部4可以存在多種構造，示例為：集砂部4可以為凹坑、或者設置有傳送機構，通過傳送機構將到達集砂部4的砂子運送排出。
集砂部4的位置可以靈活設置，其可以沉砂池5底部的中間位置，此時，第一螺旋葉片1可以分成分別位於集砂部4兩側的兩部分(在轉動件2隻有單一轉向時，兩部分的旋向相反即可；在轉動件2具有兩個轉向時，兩部分的旋向可相同)；另外，集砂部4也可以設置於沉砂池5底部的端部位置，此時，第一螺旋葉片1可以為連貫構造，集砂部4位於在第一螺旋葉片1的推送方向的一端設置。
優選的，所述集砂部4可以為設置於所述容置槽10一端的集砂坑4；所述集砂坑4靠近所述第一螺旋葉片1的端部設置。此時，在第一螺旋葉片1轉動過程中，第一螺旋葉片1將砂子由左至右(在讀者面對圖1、圖2時)推送至集砂坑4中，同時(或者運行一段時間後)，可以通過砂泵或氣提裝置對集砂坑4內沉澱的細砂抽送至安裝在池外的洗砂器進行砂水洗滌分離，使得分離後的砂有機物含量小於5％，進而使提取的細砂能夠作為次級建築材料得以再生資源化。
如圖2所示，集砂坑4與電機3可以分別位於轉動件2的兩端，承接上文描述，集砂坑4可以靠近轉動件2的自由端設置。也可以如圖1所示，集砂坑4與電機3可以靠近轉動件2的一端設置。另外，集砂坑4的數量並不局限於一個，在同一沉砂池5內可以設置多個集砂坑4，以應對大容量曝氣池的沉砂排砂工作。
為進一步降低裝置運行載荷以及安裝成本，所述轉動件2可以為空心結構；轉動件2的空心部分無法進入液體，比如，轉動件2可以通過一管體封堵兩端形成。
具體地如圖1、圖2所示，電機3固定於沉砂池5池底，轉動件2的一端連接電機3，另一端為自由端，在沉砂池5未進入汙水時，螺旋排砂機構100在重力作用下會接觸容置槽10的底部，而在沉砂池5內輸入汙水後，螺旋排砂機構100受到較大浮力作用，從而與池底摩擦力減小。如此設置不僅便於安裝，而且節能、裝置的磨損也較低，從而具備較長的使用壽命。
在具備上述長度的情況下，為保證螺旋排砂機構100的同心度(直線度)，所述轉動件2可以多段連接式構造。具體的，轉動件2可以包括多個首尾相連的轉動段。相鄰兩個轉動段之間，一轉動段的端部具有插入部，另一轉動段的端部具有供所述插入部插入的插槽；所述另一轉動段的端部還設置有兩個連接銷(未圖示)；所述連接銷將所述另一轉動段的端部以及所述插入部貫穿。
其中，插入部可以為轉動段一端或端面上的凸起，此時，轉動段的一端直接插入另一轉動段的插槽內，或者，轉動段一端的凸起插入另一轉動段的插槽內。連接銷貫穿轉動段具有插槽的一端，同時貫穿插槽及位於插槽內的插入部，從而防止相鄰兩個轉動段軸向脫開。
本文引用的任何數字值都包括從下限值到上限值之間以一個單位遞增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之間存在至少兩個單位的間隔即可。舉例來說，如果闡述了一個部件的數量或過程變量(例如溫度、壓力、時間等)的值是從1到90，優選從20到80，更優選從30到70，則目的是為了說明該說明書中也明確地列舉了諸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。對於小於1的值，適當地認為一個單位是0.0001、0.001、0.01、0.1。這些僅僅是想要明確表達的示例，可以認為在最低值和最高值之間列舉的數值的所有可能組合都是以類似方式在該說明書明確地闡述了的。
除非另有說明，所有範圍都包括端點以及端點之間的所有數字。與範圍一起使用的「大約」或「近似」適合於該範圍的兩個端點。因而，「大約20到30」旨在覆蓋「大約20到大約30」，至少包括指明的端點。
披露的所有文章和參考資料，包括專利申請和出版物，出於各種目的通過援引結合於此。描述組合的術語「基本由…構成」應該包括所確定的元件、成分、部件或步驟以及實質上沒有影響該組合的基本新穎特徵的其他元件、成分、部件或步驟。使用術語「包含」或「包括」來描述這裡的元件、成分、部件或步驟的組合也想到了基本由這些元件、成分、部件或步驟構成的實施方式。這裡通過使用術語「可以」，旨在說明「可以」包括的所描述的任何屬性都是可選的。
多個元件、成分、部件或步驟能夠由單個集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開「一」或「一個」並不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。
應該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應用對本領域技術人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導的範圍不應該參照上述描述來確定，而是應該參照所附權利要求以及這些權利要求所擁有的等價物的全部範圍來確定。出於全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結合在本文中。在前述權利要求中省略這裡公開的主題的任何方面並不是為了放棄該主體內容，也不應該認為發明人沒有將該主題考慮為所公開的發明主題的一部分。