雨汙分離裝置及其雨汙分離方法
2023-10-31 03:28:32
雨汙分離裝置及其雨汙分離方法
【專利摘要】本發明涉及固液分離【技術領域】，具體的說是一種雨汙分離裝置及其雨汙分離方法，所述方法包括步驟：a.合流汙水進入圓柱型旋流筒體，沿著旋流通道流動，沿圓柱曲面並切線加速流出底端出口；b.經過旋流後的合流汙水劇烈旋轉，使得比重較大的雜物和顆粒物聚集到旋流的中心，並下沉至細濾筒底部，清液部分則從細濾筒側壁的細濾網孔中流出；c.比重較大的雜物和顆粒物進入粗濾籃，將大塊雜物截留。本發明將較髒的雨水直接分解成二股水流一堆雜物，約90%較清澈雨水流、約10%含泥沙的汙水流以及大塊雜物，流經分離的雨水再進入河道後大大減輕了汙染負荷，汙水廠的處理成本很低。
【專利說明】雨汙分離裝置及其雨汙分離方法
[【技術領域】]
[0001]本發明涉及固液分離【技術領域】，具體的說是一種布置在市政管網中將含有汙物、雜質、油汙的汙水進行自動分流和消解的雨汙分離裝置及其雨汙分離方法。
[【背景技術】]
[0002]沿海旅遊區的河道改造治理時，往往因旅遊旺季和雨季，使得廢水量增加，並隨著雨水一起排到河中，而且周圍一些小型的海鮮加工廠也會排放含油脂的汙水進入管道中，這樣河水發黑，河底的淤泥很厚也不斷散發臭味，遊客和居民對環境投訴很多。
[0003]雖然附近已建造了一座汙水處理廠，但由於水量大時汙水廠來不及處理，現有技術是將含有汙物的雨水直接排放河道或者輸送到汙水廠，其中:
[0004]排到河道之前格柵清除中的缺點是只能去處其中部分雜物(如大塊漂浮雜物)而不能去除油汙和控制流量，因此也會引起河水受汙染；
[0005]直排到汙水廠中的缺點是增加汙水廠的負荷，用電量增加、機械設備運行損耗、操作人員耗時耗力，雨量大的時段來不及處理。
[0006]因此亟待一種高處理量的雨汙分離裝置實現降低油脂類汙水的汙染程度；減少管網和油池、泵站中的油脂積聚；增加水體的透氣性，使水充氧率增加，水質改善。提供在市政管網中將含有汙物、雜質、油汙的汙水進行自動分流和消解。
[
【發明內容】
]
[0007]本發明的目的在於設計一種集成管網水處理裝置，可用於河道、湖泊水治理，舊區合流汙水治理等的分離。其涉及到三個技術難點:分離雨水中的大塊雜物、沙泥的旋流分離；消除水中油汙的微生物除油脂；水流量過大時的節流。
[0008]為實現上述目的設計一種雨汙分離裝置，包括筒體、進水管口、出水管口、汙水管口及底座，筒體設於底座上，其特徵在於:所述筒體內縱向依次設有上中下三部腔體，上部腔體內設有旋流筒體組件，中部腔體內設有細濾筒，下部腔體內設有粗濾籃，所述旋流筒體組件、細濾筒及粗濾籃之間呈縱向首尾連通；所述旋流筒體組件的進口與進水管口相連，所述旋流筒體組件的底端出口與細濾筒頂端進口相連，所述細濾筒上設有與出水管口相連的側端出口，所述細濾筒的底端出口與粗濾籃頂端進口相連，所述汙水管口設於底座，並與粗濾籃底端出口相接，所述汙水管口通過管道連接至汙水處理站，所述出水管口通過管道連接至雨水井。
[0009]所述筒體由上中下三部分筒體分段縱向疊加而成，所述上中下三部分筒體內腔分別形成上部腔體、中部腔體、下部腔體。
[0010]所述旋流筒體組件的下端面上設有防旋槽，細濾筒的上端面上設有防旋板，旋流筒體組件的下端面通過防旋槽及防旋板與細濾筒的上端面嵌合固定；所述細濾筒的筒徑大於粗濾籃筒徑，細濾筒內向下嵌套連接粗濾籃，所述細濾筒的底部設有細格柵，所述粗濾籃的底部設有粗格柵，在粗格柵下部還設有一錐形漏鬥狀腔體並帶出流管，將泥沙水收集後引流至汙水管。
[0011]所述旋流筒體組件包括圓柱型旋流筒體，所述圓柱型旋流筒體的側板上切向設有進口，所述圓柱型旋流筒體的底板中央設有底端出口，所述圓柱型旋流筒體內設有環繞圓柱型旋流筒體內壁固定的旋流通道，所述旋流通道的流徑逐漸縮小，實現水流流速加快，同時引導水流沿圓柱曲面並切線加速流出底端出口，所述圓柱型旋流筒體的頂部側端面上還設有溢流口。
[0012]所述進水管口與旋流筒體組件進口之間還設有豎板，所述豎板上開孔，並預留螺栓孔用於安裝固定節流閥，所述節流閥底部設置導流板。
[0013]所述細濾筒的側旁設有由隔油圍板、除油芯筒構成的除油組件，所述隔油圍板固定於中部腔體的頂板處，所述隔油圍板的側旁設有若干除油芯筒，所述除油芯筒內吊裝GSOL微生物和酶的組合物，並用尼龍繩懸吊掛於筒體頂部。
[0014]所述筒體頂部設有側開合的上蓋，裝上玻璃鋼筒體的上蓋，使內部稱為完整的工作單位，採用膠結並噴塗玻璃纖維層；所述上蓋內徑大於粗濾筒外徑。進行清理時，粗濾筒可以從上蓋內側提出來和放下去，較大塊的雜物如:塑料、碎布、棉紙等就會堆積在粗濾網籃中，定期可以將粗濾網提出，倒掉雜物至垃圾車中，也可以採用吸汙車，開到HCSS雨汙分離站附近，打開井蓋後用吸汙軟管直接吸除此類垃圾，方便清汙等操作。
[0015]一種如上述雨汙分離裝置的雨汙分離方法，採用連續偏離、切向水流分離方法，實現過濾、分離和截留雨水管網中的碎片、沉澱物以及油脂，包括以下步驟:
[0016]a.旋流:合流汙水通過進水管口流入雨汙分離裝置內後，首先進入旋流筒體組件，合流汙水經由圓柱型旋流筒體的側板上的切向進口進入圓柱型旋流筒體，並沿著環繞圓柱型旋流筒體內壁固定的旋流通道流動，所述旋流通道的流徑逐漸縮小，實現水流流速加快，同時引導水流沿圓柱曲面並切線加速流出底端出口，並經由圓柱型旋流筒體的底板中央的底端出口流入細濾筒；
[0017]b.固液一次分離:經過旋流後的合流汙水帶著劇烈的旋轉，使得比重較大的雜物和顆粒物聚集到旋流的中心，並逐漸下沉至細濾筒底部，而清液部分則從細濾筒側壁的細濾網孔中流出，同時由於水流的旋轉，也使濾網孔得到不斷的衝洗，不會引起堵塞；
[0018]c.固液二次分離:比重較大的雜物和顆粒物聚集到旋流的中心經由細濾筒底端出口進入粗濾籃，粗濾籃中的粗濾網將大塊雜物截留，泥沙等汙水經過粗濾籃底部的粗格柵滲流到下部的錐形漏鬥狀腔體並通過底座的汙水管口將泥沙水收集後引流至汙水管，之後可以排放到汙水廠處理。
[0019]在合流汙水進入旋流筒體組件之前還可通過節流閥控制流量，以使進入的汙水得到充分處理。
[0020]經過固液一次分離後的上層清液仍含有油脂，由於水中的油汙比重小，浮於水上部，隔油圍板將油汙節流在一定範圍內，並經由除油芯筒內的微生物和酶的組合物分解除油後，可消除汙染和發臭源，最後經細濾筒的側端出口與出水管口相連。
[0021]本發明提供的雨汙分離裝置及其雨汙分離方法，可將較髒的雨水直接分解成二股水流一堆雜物，具體包括:一股經過濾去除雜質和消解油脂的較清澈雨水流，約為總流量的90% ;一股含泥沙的汙水流，約為總流量的10% 堆被攔聚的大塊雜物，積留在粗濾籃內，這樣流經分離的雨水再進入河道後大大減輕了對自然生態的汙染負荷，而分離後的汙水流則進入汙水廠處理，由於汙水量少且集中，汙水廠的處理成本很低。
[0022]性能歸納:
[0023]I)螺旋水流技術，有效去除可沉澱性雜質和漂浮型汙物、油脂；強化性截汙能力，可去除80%以上的固體雜物；漩渦腔一強化細顆粒去汙(最小50微米)；
[0024]2)靈活、集成式設計。具體的說，佔地空間小、布置靈活、工期短；單管或組合多管進水均可特殊設計、串聯配合加藥可二級深化治水；土建挖深量小、安裝快捷；
[0025]3)節流閥使用降低進水流速、延長滯留時間，保證處理流量的前提下維持處理效果;
[0026]4) GSOL微生物除油芯筒，消除油脂等發臭源，清潔河道、汙水廠、水廠。
[【專利附圖】
【附圖說明】]
[0027]圖1為本發明雨汙分離裝置的主剖視圖；
[0028]圖2為本發明雨汙分離裝置的側剖視圖；
[0029]圖3為本發明雨汙分離裝置的俯剖視圖；
[0030]圖中1.進水管口 2.出水管口 3.汙水管口 4.旋流筒體組件5.細濾筒6.粗濾籃
7.隔油圍板8.除油芯筒9.節流閥10.溢流口 11.筒體12上蓋。
[0031][【具體實施方式】]
[0032]現結合附圖及具體實施例對本發明的技術方案作進一步闡述，相信對本領域技術人員來說是清楚的。
[0033]本實施例的雨汙分離裝置，設計規格上採用3000噸/天、6000噸/天、10000噸/天、60000噸/天等處理量，最大處理流量為1400L/S (12萬m3/日)，也可多座分離站並聯組合適應更大水量。如圖1至3所示，包括筒體、進水管口 1、出水管口 2、汙水管口 3及底座，筒體11設於底座上,而筒體11是由玻璃鋼材質並採用模塊式製成,筒體11內縱向依次設有上中下三部腔體，所述筒體也可由分段成型製作的上中下三部分筒體分段縱向疊加而成,並經由膠結再噴刷玻璃鋼纖維使之成為一體,上中下三部分筒體內腔分別形成上部腔體、中部腔體、下部腔體。
[0034]步驟一，在上蓋12裝接之前，先在中部腔體內放入具有0.5-lmm細孔圓柱濾網的細濾筒5，放置時應與筒體11底部玻璃鋼橫板的大孔同心，所述細濾筒5的筒徑大於粗濾籃6筒徑，在細濾筒5內向下嵌套連接粗濾籃6至下部腔體，二者法蘭面相貼合，且二隻濾筒的法蘭上均設計有防旋板和防旋槽相互配合，便於提上和放下並防止旋轉。所述細濾筒5的底部設有細格柵，所述粗濾籃6的底部設有粗格柵，在粗格柵下部還設有一錐形漏鬥狀腔體並帶出流管，將泥沙水收集後引流至汙水管。
[0035]步驟二，在上部腔體內安裝旋流筒體組件4，並用圓周布置的6隻螺栓固定，防止其工作時受水流衝擊而旋轉。所述旋流筒體組件4的下端面上設有防旋槽，細濾筒5的上端面上設有防旋板，旋流筒體組件4的下端面通過防旋槽及防旋板與細濾筒5的上端面嵌合固定，因此放置時注意旋流筒的防旋槽與細濾筒的上端防旋板嵌合，防止旋轉。
[0036]所述旋流筒體組件4包括均採用不鏽鋼304材料焊接固定的圓柱型旋流筒體，所述圓柱型旋流筒體的側板上切向設有進口，所述圓柱型旋流筒體的底板中央設有底端出口，所述圓柱型旋流筒體內設有環繞圓柱型旋流筒體內壁固定的旋流通道，所述旋流通道的流徑逐漸縮小，實現水流流速加快，同時引導水流沿圓柱曲面並切線加速流出底端出口，所述圓柱型旋流筒體的頂部側端面上還設有溢流口。
[0037]步驟三，將所述旋流筒體組件4的進口與進水管口 I相連，所述旋流筒體組件4的底端出口與細濾筒5頂端進口相連，所述細濾筒5上設有與出水管口 2相連的側端出口，所述細濾筒4的底端出口與粗濾籃6頂端進口相連，即實現所述旋流筒體組件4、細濾筒5及粗濾籃6之間呈縱向首尾連通。所述汙水管口 3設於底座，並與粗濾籃6底端出口相接，所述汙水管口 3通過管道連接至汙水處理站，所述出水管口通過管道連接至雨水井。所述進出水管口和汙水管口設計成無法蘭形式，與市政管道嵌接後，用水泥彌縫防止運行時漏水。
[0038]步驟四，在進水管口 I與旋流筒體組件4進口之間安裝豎板，所述豎板上開孔，並預留螺栓孔用於安裝固定節流閥9，所述節流閥9底部設置導流板。根據GB規範，進水管徑按照流速0.7-1.2m/s之間設定管徑，考慮到進水量浮動變化，在低於設計值時自然流動到腔體中；當高於設計流量時，設置節流閥9使進入腔體內的水量恆定，並進行分離；同時設定旁通管溢流到下遊出水管口。
[0039]步驟五，在筒體11頂部安裝側開合的上蓋12，使內部稱為完整的工作單位，並採用膠結並噴塗玻璃纖維層。上蓋內徑大於粗濾筒外徑。進行清理時，粗濾筒可以從孔內側提出來和放下去，方便清汙等操；
[0040]步驟六，在細濾筒5的側旁設有由隔油圍板7、除油芯筒8構成的除油組件，所述隔油圍板7固定於中部腔體的頂板處，所述隔油圍板7的側旁設有若干除油芯筒8，所述除油芯筒8內吊裝GSOL微生物和酶的組合物，並用尼龍繩懸吊掛於筒體頂部的上蓋12，放置位置是使芯筒的圓柱體上端浸沒至旋流筒底板下的水中，目測低於底板5-lOcm即可，尼龍繩上端拴在蓋口的掛鈎上，更換時也同樣操作。
[0041]上述雨汙分離裝置的雨汙分離方法，採用連續偏離、切向水流分離方法，實現過濾、分離和截留雨水管網中的碎片、沉澱物以及油脂，包括以下步驟:
[0042]a.旋流:合流汙水通過進水管口流入雨汙分離裝置內後，首先進入旋流筒體組件，合流汙水經由圓柱型旋流筒體的側板上的切向進口進入圓柱型旋流筒體，並沿著環繞圓柱型旋流筒體內壁固定的旋流通道流動，所述旋流通道的流徑逐漸縮小，實現水流流速加快，同時引導水流沿圓柱曲面並切線加速流出底端出口，並經由圓柱型旋流筒體的底板中央的底端出口流入細濾筒；在合流汙水進入旋流筒體組件之前還可通過節流閥控制流量，以使進入的汙水得到充分處理。
[0043]b.固液一次分離:經過旋流後的合流汙水帶著劇烈的旋轉，使得比重較大的雜物和顆粒物聚集到旋流的中心，並逐漸下沉至細濾筒底部，而清液部分則從細濾筒側壁的細濾網孔中流出，同時由於水流的旋轉，也使濾網孔得到不斷的衝洗，不會引起堵塞；
[0044]c.固液二次分離:比重較大的雜物和顆粒物聚集到旋流的中心經由細濾筒底端出口進入粗濾籃，粗濾籃中的粗濾網將大塊雜物截留，泥沙等汙水經過粗濾籃底部的粗格柵滲流到下部的錐形漏鬥狀腔體並通過底座的汙水管口將泥沙水收集後引流至汙水管，之後可以排放到汙水廠處理。較大塊的雜物如:塑料、碎布、棉紙等就會堆積在粗濾網籃中。定期可以將粗濾網提出，倒掉雜物至垃圾車中，也可以採用吸汙車，開到HCSS雨汙分離站附近，打開井蓋後用吸汙軟管直接吸除此類垃圾。
[0045]d.經過固液一次分離後的上層清液仍含有油脂，由於水中的油汙比重小，浮於水上部，隔油圍板將油汙節流在一定範圍內，並經由除油芯筒內的微生物和酶的組合物分解除油後，可消除汙染和發臭源，最後經細濾筒的側端出口與出水管口相連。除油芯筒是微生物和酶的組合，可以在短時間(30分鐘後激活)快速成倍繁殖，並附著在固定壁上，它會把硝酸氮和亞硝酸氮作為營養源來吸收。其碳吸收量遠遠高於其它自然菌種，在處理過程中氨的含量被降低。這種脫氮作用可將有機物(油脂類)徹底氧化為二氧化碳和水，隨著對碳的吸收，出水BOD5、COD降低到排放標準值以提高水質，每隔約2個月更換一次即可。
【權利要求】
1.一種雨汙分離裝置，包括筒體、進水管口、出水管口、汙水管口及底座，筒體設於底座上，其特徵在於:所述筒體內縱向依次設有上中下三部腔體，上部腔體內設有旋流筒體組件，中部腔體內設有細濾筒，下部腔體內設有粗濾籃，所述旋流筒體組件、細濾筒及粗濾籃之間呈縱向首尾連通；所述旋流筒體組件的進口與進水管口相連，所述旋流筒體組件的底端出口與細濾筒頂端進口相連，所述細濾筒上設有與出水管口相連的側端出口，所述細濾筒的底端出口與粗濾籃頂端進口相連，所述汙水管口設於底座，並與粗濾籃底端出口相接，所述汙水管口通過管道連接至汙水處理站，所述出水管口通過管道連接至雨水井。
2.如權利要求1所述的一種雨汙分離裝置，其特徵在於:所述筒體由上中下三部分筒體分段縱向疊加而成，所述上中下三部分筒體內腔分別形成上部腔體、中部腔體、下部腔體。
3.如權利要求1所述的一種雨汙分離裝置，其特徵在於:所述旋流筒體組件的下端面上設有防旋槽，細濾筒的上端面上設有防旋板，旋流筒體組件的下端面通過防旋槽及防旋板與細濾筒的上端面嵌合固定；所述細濾筒的筒徑大於粗濾籃筒徑，細濾筒內向下嵌套連接粗濾籃，所述細濾筒的底部設有細格柵，所述粗濾籃的底部設有粗格柵，在粗格柵下部還設有一錐形漏鬥狀腔體並帶出流管，將泥沙水收集後引流至汙水管。
4.如權利要求1或3所述的一種雨汙分離裝置，其特徵在於:所述旋流筒體組件包括圓柱型旋流筒體，所述圓柱型旋流筒體的側板上切向設有進口，所述圓柱型旋流筒體的底板中央設有底端出口，所述圓柱型旋流筒體內設有環繞圓柱型旋流筒體內壁固定的旋流通道，所述旋流通道的流徑逐漸縮小，實現水流流速加快，同時引導水流沿圓柱曲面並切線加速流出底端出口，所述圓柱型旋流筒體的頂部側端面上還設有溢流口。
5.如權利要求1所述的一種雨汙分離裝置，其特徵在於:所述進水管口與旋流筒體組件進口之間還設有豎板，所述豎板上開孔，並預留螺栓孔用於安裝固定節流閥，所述節流閥底部設置導流板。
6.如權利要求1所述`的一種雨汙分離裝置，其特徵在於:所述細濾筒的側旁設有由隔油圍板、除油芯筒構成的除油組件，所述隔油圍板固定於中部腔體的頂板處，所述隔油圍板的側旁設有若干除油芯筒，所述除油芯筒內吊裝GSOL微生物和酶的組合物，並用尼龍繩懸吊掛於筒體頂部。
7.如權利要求1所述的一種雨汙分離裝置，其特徵在於:所述筒體頂部設有側開合的上蓋，所述上蓋內徑大於粗濾筒外徑。
8.—種如權利要求1所述雨汙分離裝置的雨汙分離方法，其特徵在於:所述雨汙分離方法採用連續偏離、切向水流分離方法，包括以下步驟: a.旋流:合流汙水通過進水管口流入雨汙分離裝置內後，首先進入旋流筒體組件，合流汙水經由圓柱型旋流筒體的側板上的切向進口進入圓柱型旋流筒體，並沿著環繞圓柱型旋流筒體內壁固定的旋流通道流動，所述旋流通道的流徑逐漸縮小，實現水流流速加快，同時引導水流沿圓柱曲面並切線加速流出底端出口，並經由圓柱型旋流筒體的底板中央的底端出口流入細濾筒； b.固液一次分離:經過旋流後的合流汙水帶著劇烈的旋轉，使得比重較大的雜物和顆粒物聚集到旋流的中心，並逐漸下沉至細濾筒底部，而清液部分則從細濾筒側壁的細濾網孔中流出，同時由於水流的旋轉，也使濾網孔得到不斷的衝洗，不會引起堵塞；C.固液二次分離:比重較大的雜物和顆粒物聚集到旋流的中心經由細濾筒底端出口進入粗濾籃，粗濾籃中的粗濾網將大塊雜物截留，泥沙等汙水經過粗濾籃底部的粗格柵滲流到下部的錐形漏鬥狀腔體並通過底座的汙水管口將泥沙水收集後引流至汙水管，之後可以排放到汙水廠處理。
9.如權利要求8所述的雨汙分離方法，其特徵在於:在合流汙水進入旋流筒體組件之前還可通過節流閥控制流量，以使進入的汙水得到充分處理。
10.如權利要求8所述的雨汙分離方法，其特徵在於:經過固液一次分離後的上層清液仍含有油脂，由於水中的油汙比重小，浮於水上部，隔油圍板將油汙節流在一定範圍內，並經由除油芯筒內的微生物和酶的組合物分解除油後，可消除汙染和發臭源，最後經細濾筒的側端出口與 出水管口相連。
【文檔編號】C02F9/14GK103816715SQ201410070506
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】劉顯軍 申請人:劉顯軍