初級均衡沉降槽的製作方法

2023-07-12 03:17:01 2

專利名稱：初級均衡沉降槽的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及廢水處理的領域，更具體地講，涉及一種在使用單個初級沉降 槽執行除砂、流量均衡、精篩、流量測量和初級澄清的過程的情況下用於廢水處理的系統。 本發明還涉及一種在所述槽的排出側上運用流量測量裝置來為另外的下遊處理提供均勻 流動的用於廢水處理的系統。
背景技術：
工業上使用的廢水處理系統通常包括但不限於下面的處理過程除砂、精篩、流量 均衡和初級澄清。典型處理過程取決於廢水移動穿過該系統的速度。然而，廢水並非由人 類連續產生的，而是在分批間歇類型的過程中產生，諸如淋浴、衝洗馬桶或操作洗衣機。這 些水消耗活動通常是重複性的，從而對於特定廢水處理系統導致每日、每周、每月和每年的 日流量模式。除砂通常是在對速率敏感的沉砂池中執行的。最常見的除砂方法是通過降低流入 流量(influent flow)的速度從而使得砂粒沉降、或者利用一種圓形通道/槽而實現的。圓 形通道/槽是使砂粒沉降在沉降池中的水力旋流器，其令有機物與砂粒分離，從而使得它 們能夠發送到生物處理工藝。砂粒隨後被從沉降池泵送出到達洗砂器，且然後排出到廢料 箱(dumpster)用以在垃圾填埋場進行處置。這種技術易受流量的較大變動的影響。精篩通常是通過在流入通道中放置篩分器來完成。流入通道必須具有每秒1. 25 英尺的最小速度以防止固體物沉降在所述通道中，並具有每秒3. 0英尺的最大速度以防止 固體物受推壓通過篩分器。由於日流量模式和泵送流量模式的較大變動，難以實現這種流 量。典型的初級澄清器也對速度敏感，且較重的固體物進入到澄清器的底部並在該處 被泵送到蒸煮器，可漂浮的固體物、油脂和浮渣被捕集並將它們從表面撇去，且中性浮遊固 體物/經澄清的廢水經由一種出流堰(effluent weir)從池中排出。初級澄清器通常是 為重力沉降而設計的大型槽並且可包括電氣驅動器、螺紋和鏈條、格柵臂/齒條臂(rack arm)和槳板或者抽吸管和汙泥泵。流量均衡通常發生於單獨的槽中。廢水廠的流量易受收集系統中的行進時間、收 集系統設計和泵站尺寸的影響。通常，較大的收集系統使用泵站把廢水提升到處理設施。泵 通常放置在變頻驅動器上以試圖提供始終均勻的流動。然而，變頻驅動器和泵的系統在低 流量條件和高流量條件下失效。泵必須針對峰值小時流量進行設計，並具有最小的調節能 力(turndown capabi1i ty)。這些處理和過程中的每一項通常需要它們自己的機械裝備和支持基礎設施，從而 導致對系統進行開發需要較高的資本成本、有所增加的維護和較高的能量消耗。另外，所必 需的支持基礎設施需要大量空間以開發傳統的廢水處理系統。因此，需要開發一種在單個 槽中執行處理過程的廢水處理系統，該系統使用更少能量，需要較少的構造材料並佔據較 少的空間，而同時提供有所改進的BOD降低、並提供一種均勻的流動給下遊過程。

發明內容
本發明提供一種用於廢水處理的系統。該廢水處理系統包括單個初級沉降槽，其 執行除砂、流量均衡、初級澄清和精篩。本發明的實施例還包括流量測量裝置，其位於初級 沉降槽的排出側以測量來自初級沉降槽的實際出流流量或出流流量。另外，可提供鼓風機 以對初級沉降槽中的廢水通風從而避免廢水變得腐敗。廢水處理系統還包括至少一個汙泥回收儲存器、浮渣槽、細篩分器和排出機構。在 一個實施例中，排出機構構成一種從動傾析器，所述從動傾析器工作於樞軸上，並具有在初 級沉降槽的壁下方一英尺的最大高度。所述細篩分器可以直接附連到所述從動傾析器的入 口。所述從動傾析器的高度可調整以使得實際出流流量與目標流量匹配。在一個實施例 中，所述從動傾析器還包括一種驅動閥、和一種壓縮空氣源以在驅動閥關閉時對所述從動 傾析器加壓來對於細篩分器消除阻塞。在另一實施例中，所述從動傾析器還包括一種驅動 閥和一種飲用水或非飲用水源以在驅動閥關閉時對所述細篩分器進行逆流衝洗。在本發明的另一實施例中，所述排出機構是浮動傾析器。所述細篩分器可以直接 附連到所述浮動傾析器的入口。所述浮動傾析器通過柔性軟管連接到排出管。所述排出管 包括驅動閥，該驅動閥可調整以使實際出流流量與目標流匹配。在一個實施例中，所述排出 管還包括壓縮空氣源，位於所述驅動閥前面以在驅動閥關閉時對所述從動傾析器加壓以 對於細篩分器消除阻塞。在另一實施例中，所述排出管包括飲用水或非飲用水源，位於所 述驅動閥前面以在驅動閥關閉時對所述細篩分器進行逆流衝洗。在本發明的另一實施例中，所述排出機構是固定的排出管。細篩分器豎直地安裝 在所述排出管周圍。本發明還提供了一種處理廢水的方法，包括在單個初級沉降槽中執行除砂、精 篩、流量均衡和初級澄清。該方法還包括在初級沉降槽的排出側上使用一種流量測量裝置 並且對一種排出機構進行調整，以便使由流量測量裝置測量到的實際出流流量與目標流量 匹配。


通過下面對本發明實施例的更詳細的描述，本發明的前述和其它目的、特徵和優 點將會變得清楚
圖1是根據本發明的廢水處理系統的一個實施例的示意性示圖； 圖2是根據本發明的廢水處理系統的另一實施例的示意性示圖； 圖3是根據本發明的廢水處理系統的另一實施例的示意性示圖。
具體實施例方式本發明是用於廢水處理的系統。圖1是根據本發明的廢水處理系統的一個實施例 的示意性示圖。廢水處理系統1包括通過流入通道12從廢水收集系統接收廢水的單個初級 沉降池10。廢水處理系統1也可以用於從流入廢水處理過程中的均衡流受益的其它應用， 諸如在廢水處理廠的工業間歇排放物和腐敗物接收。作為重力、泵的操作或二者的結果，廢 水到達廢水處理系統1。粗格柵或細篩分器可以任選地放置在流入通道12中以防止大的無機固體物進入廢水處理系統1。另一方面，靜態或機械式篩分器可以放置在初級沉降槽10中。使用通常已知的工程實踐基於收集系統的每日流量模式對初級沉降槽10確定尺 寸。與流入通道12相比初級沉降槽10的尺寸較大，從而使得當水進入到初級沉降槽10中 時進水流速顯著降低。然而，初級沉降槽10較淺以提供較大表面溢流，從而用以實現有所 改進的沉降、以及用以保持較薄的側壁，這降低了混凝土成本。初級沉降槽10設計為基於低速度和大的截面面積而使固體物沉降在槽中。至少 一個汙泥儲存器14位於初級沉降槽10的底部處以收集所沉降的汙泥和砂粒。在另外的實 施例中，可使用多個汙泥儲存器。通過去除機構16從汙泥儲存器14去除掉所沉降的汙泥 和砂粒。去除機構16可構成一種具有驅動閥的排水管以使用重力去除所沉降的汙泥和砂 粒。另一方面，去除機構16可構成汙泥泵或氣舉提升裝置以把所沉降的汙泥和砂粒輸送到 較高高度、或輸送過一段長距離。沉降的汙泥和砂粒隨後被輸送到蒸煮器、並隨後被發送到 填埋場以進行處置。通過主控制面板5來操作所述去除機構16，主控制面板5提供一種信 號用以開始和停止去除機構16。定期地從汙泥儲存器14去除汙泥和砂粒以防止固體物變 得腐敗或變得壓實。雖然在一些應用中，初級汙泥的固體物含量可以高達10%，但汙泥和砂 粒的固體物含量也可以保持在大約3-4%。初級沉降槽10還包括一種收集浮渣和油脂的浮 渣槽18。浮渣槽18的位置可通過初級沉降槽12的均衡容量來確定。所收集的浮渣和油脂 隨後被泵送到蒸煮器。廢水從初級沉降槽10流經排出機構，所述排出機構控制著出流流量。在圖1顯示 的實施例中，排出機構是從動傾析器20。在另外的實施例中，排出機構也可以是一種浮動 傾析器和一種驅動閥，或者僅是一種驅動閥。流量測量裝置22位於初級沉降槽10的排出 側上以測量出流流動的流率。流量測量裝置22可以是一種電子流量計(諸如，磁控流量計 (封閉管))、具有超聲波水位傳感器的帕歇爾量水槽、具有超聲波水位傳感器的V形凹口式 堰、壓力變送器、或能夠測量出流流動的流率的任何其它裝置。流量測量裝置22向主控制 面板5提供信號。在主控制面板5中輸入基於工程設計或操作經驗的目標流量。主控制面 板5控制著排出機構(諸如，圖1中的從動傾析器20)以對被許可通過排出機構而行進的 水的量加以調整，來使得由流量測量裝置22所測量到的實際出流流量與目標流量相匹配， 從而維持一種從初級沉降槽10到下遊過程(諸如，曝氣池/通氣池、二級澄清器、濾沙器、 消毒和後曝氣裝備)的均勻排出流。從動傾析器20工作於樞軸M上並由電機沈驅動。電機沈可以是標準電機、具 有分度驅動器的電機、或具有變頻驅動器的電機以改變從動傾析器20的豎直移動的速率。 驅動器具有換向能力，從而使得從動傾析器20能夠在初級沉降槽10中被升高或降低。在 一個實施例中，從動傾析器20可以設計為具有在初級沉降槽10的壁下方一英尺的最大高 度以提供自動溢流。從動傾析器20由主控制面板5控制。在主控制面板5中輸入基於工 程設計或操作經驗的目標流量。流量測量裝置22為主控制面板5提供來自初級沉降槽10 的實際出流流量。主控制面板5向電機沈發送信號以升高和降低傾析器20從而使實際流 量與目標流量相匹配。當傾析器20降低時，入口的較大部分被浸沒，增加實際流量。相反， 當傾析器20升高時，入口的較小部分被浸沒，減小實際流量。細篩分器觀位於從動傾析器20的入口處。在一個實施例中，浮動擋板30可以用於防止油脂和浮渣淤塞住細篩分器觀。來自初級沉降槽10的出流流量在進入下遊過程之 前必須穿過細篩分器觀以提供一種用於防止固體物進入下遊過程的物理屏障。細篩分器 28能夠使初級沉降槽10的尺寸較小，因為細篩分器觀防止了中性浮遊固體物離開初級沉 降槽10。因此，初級沉降槽10的尺寸不必確定成為了去除這些中性浮遊固體物而產生足 夠低的沉降速度。雖然另外的開口尺寸可以適用於其它應用，但細篩分器觀中的開口可以 為大約0. 2 mm至5. 0 mm以儘可能地防止初級沉降池中的有機固體物的有害的阻塞。雖然初級沉降槽10中的低速度應當防止顯著的阻塞，但細篩分器觀可以在某些 環境下經歷一些阻塞。可以提供清潔系統以從細篩分器觀去除阻塞物質。清潔系統可以 當通過細篩分器觀的壓頭損失變得太大時由主控制面板5進行自動啟動，或者可以設置為 按照規則的間隔啟動。在圖1顯示的實施例中，當細篩分器觀的底部阻塞時，從動傾析器20將會降低以 增加流率從而與目標流量相匹配。在整個細篩分器觀變得阻塞之前，接觸開關34將會向 主控制面板5發送信號以啟動清潔系統。清潔系統可構成噴水器，所述噴水器從從動傾析 器20裡面向外排水以移動阻塞物質。另一方面，驅動閥32可位於排出管35上。驅動閥32 可以關閉，並且壓縮空氣、飲用水或非飲用水可以被推壓到排出管35中以將經篩過的水擠 壓回去通過細篩分器28從而去除阻塞物質。在另一實施例中，噴水器38沿從動傾析器10的長度延伸。噴水器38具有小的排 出開口 40，排出開口 40允許具有高速的低流量。噴水器38產生通過細篩分器觀流動的逆 流。該逆流迫使具有表面積和低質量的固體物遠離細篩分器觀，從而允許液體和小表面積 的顆粒通過而前進到細篩分器觀。噴水器38的動作將會引起湍流，該湍流將會移走固體物 並降低固體物在細篩分器觀表面上的匹配程度。噴水器38通過減小細篩分器觀的阻塞 來減少了清潔系統必需的循環的次數。在一些情況下，諸如在存在著長的壓力幹管(forcemain)並且廢水可能在到達廢 水處理系統1之前變得腐敗的情況下，提供一種使初級沉降槽10中的廢水通風的曝氣系統 是有益的。在本申請中，對初級沉降槽10的曝氣將會循環進行以允許固體物周期性地沉 降。細篩分器觀防止由通風導致的湍流影響到固體物保持性能。基於水深度和汙泥沉降， 主控制面板5將會與鼓風機36的啟動相結合。圖2是根據本發明的廢水處理系統的另一實施例的示意性示圖，其中排出機構是 浮動傾析器120。在這個實施例中，細篩分器1 位於浮動傾析器的入口上。在一個實施例 中，運用了浮動擋板130用以防止油脂和浮渣阻塞細篩分器128、並用以在水的表面上支撐 浮動傾析器120。細篩分器128總是被浸沒，並隨著初級沉降槽110中的水位而上升和下 降。柔性軟管136把浮動傾析器120連接到包含有驅動閥132的排出管134。在優選 實施例中，驅動閥132是旋塞閥以便防止阻塞並提供寬範圍的流量。驅動閥132由主控制 面板5加以控制。在主控制面板5中輸入基於工程設計或操作經驗的目標流量。主控制面 板5向驅動閥132發送信號以調整開口來使實際流量與目標流量匹配。在這個實施例中， 通過關閉位於排出管134上的驅動閥132、並把壓縮空氣擠壓到排出管134中以把篩過的水 擠壓回去穿過細篩分器128以去除阻塞物質，清潔了細篩分器128。圖3是根據本發明的廢水處理系統的另一實施例的示意性示圖。在這個實施例中，排出機構是一種固定的排出管220。細篩分器2 豎直地安裝在排出管220周圍。細篩 分器2 能夠在直徑或表面積方面有所變化，並且必須延伸於高水位上方，並且可以是靜 態或機械式的。在一個實施例中，細篩分器2 在它從底部上升時具有較大的表面積。排 出管220具有驅動閥332。水離開初級沉降槽10處的速率由驅動閥332加以控制。
權利要求
1.一種廢水處理系統，包括單個初級沉降槽，其執行除砂、流量均衡、初級澄清和精篩。
2.根據權利要求1所述的廢水處理系統，包括 單個初級沉降槽；排出機構；流量測量裝置，位於初級沉降槽的排出側上。
3.根據權利要求2所述的廢水處理系統，還包括至少一個汙泥回收儲存器。
4.根據權利要求2所述的廢水處理系統，還包括浮渣槽。
5.根據權利要求2所述的廢水處理系統，還包括細篩分器。
6.根據權利要求5所述的廢水處理系統，其中所述細篩分器位於初級沉降槽前面。
7.根據權利要求5所述的廢水處理系統，其中所述細篩分器位於初級沉降槽內。
8.根據權利要求2所述的廢水處理系統，其中所述排出機構是一種從動傾析器。
9.根據權利要求8所述的廢水處理系統，其中細篩分器附連到所述從動傾析器。
10.根據權利要求8所述的廢水處理系統，其中所述從動傾析器工作於一種樞軸上。
11.根據權利要求10所述的廢水處理系統，其中所述從動傾析器的最大高度是在初 級沉降槽的壁下方一英尺。
12.根據權利要求10所述的廢水處理系統，其中所述從動傾析器的高度可調整以使 實際出流流量與目標流量匹配。
13.根據權利要求8所述的廢水處理系統，其中所述從動傾析器包括一種驅動閥；和 一種壓縮空氣源，以在驅動閥關閉時對所述從動傾析器加壓來對於細篩分器消除阻塞。
14.根據權利要求8所述的廢水處理系統，其中所述從動傾析器包括一種驅動閥；和 一種飲用水或非飲用水源，以在驅動閥關閉時對所述細篩分器進行逆流衝洗。
15.根據權利要求2所述的廢水處理系統，其中所述排出機構是一種浮動傾析器。
16.根據權利要求15所述的廢水處理系統，其中細篩分器附連到所述浮動傾析器。
17.根據權利要求15所述的廢水處理系統，其中所述浮動傾析器通過一種柔性軟管 附連到排出管。
18.根據權利要求17所述的廢水處理系統，其中所述排出管包括驅動閥，該驅動閥可 調整以使實際出流流量與目標流量匹配。
19.根據權利要求18所述的廢水處理系統，其中壓縮空氣源位於所述驅動閥前面以 在驅動閥關閉時對所述從動傾析器加壓來對於細篩分器消除阻塞。
20.根據權利要求18所述的廢水處理系統，其中飲用水或非飲用水源位於所述驅動 閥前面以在驅動閥關閉時對所述細篩分器進行逆流衝洗。
21.根據權利要求2所述的廢水處理系統，其中所述排出機構是一種固定的排出管。
22.根據權利要求21所述的廢水處理系統，其中細篩分器豎直地安裝在所述排出管 周圍。
23.根據權利要求2所述的廢水處理系統，其中一種鼓風機為初級沉降槽提供通風。
24.—種處理廢水的方法，包括在單個初級沉降槽中執行除砂、精篩、流量均衡和初級澄清。
25.根據權利要求20所述的方法，還包括在初級沉降槽的排出側上放置一種流量測量裝置；對排出機構進行調整；使實際出流流量與目標流量匹配。
全文摘要
披露了一種用於處理廢水的系統。該系統可應用於從廢水處理過程的均衡流受益的用於廢水處理的任何應用，諸如在廢水處理廠的工業間歇排放物、雨水沉降和篩選以及腐敗物接收。該系統包括用於除砂、流量均衡、精篩和初級澄清的過程的單個初級沉降槽。該系統還包括在初級沉降槽的排出側上使用流量測量裝置來為下遊過程提供均勻的流。該系統還包括在控制著來自初級沉降槽的出流流量的排出機構上放置細篩分器。
文檔編號C02F1/00GK102105401SQ200980128595
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月7日 優先權日2008年7月22日
發明者賴特 T. 申請人:特蘭斯特拉公司