申請日2013.10.10
公開(公告)日2018.03.23
IPC分類號B01D21/24
摘要
一種用于澄清含污泥的污水的澄清裝置，所述澄清裝置包括：澄清池(2);至少一活動臂形件(7)，其在澄清池的上液位上方活動;至少一溝槽(8)，其由臂形件支撐，使得溝槽在其高度的一部分上浸沒在澄清池的液體中;吮吸管(T1、T2)，其相對于溝槽進(jìn)行保持，每個吮吸管在上部分包括能豎直地調(diào)節(jié)的通到溝槽中的一套筒(B1、B2);以及，將污泥從溝槽排出的排出部件;至少一吮吸管(T1、T2)的套筒(B1、B2)相對于支撐溝槽的活動臂形件(7)和相對于吮吸管(T1、T2)自由地豎直滑動;并且，在套筒(B1、B2)上設(shè)置對于保持套筒的排出端部(E1，E2)連續(xù)地露出溝槽(8)中的水面是必需的和足夠的浮動性余量，使得套筒的排出位置相對于溝槽中的污泥和液體位置(16)自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求書
1.一種用于澄清含污泥的污水的澄清裝置，所述澄清裝置包括：
-澄清池(2)，其用于通過傾析沉積在澄清池的底部的污泥來澄清含污泥的污水，而澄清的水在澄清池的上液位(4a)被排出;
-至少一活動臂形件(7)，其在澄清池的上液位上方活動，用以掃掠液體的整個表面;
-至少一溝槽(8)，其由活動臂形件支撐，使得溝槽在其高度的一部分上浸沒在澄清池的液體中;
-吮吸管(T1，T2)，其相對于溝槽進(jìn)行保持，伸向澄清池的底部，每個吮吸管在上部分包括能豎直地調(diào)節(jié)的一套筒(B1，B2)，所述套筒在低于澄清池中的上液位(4a)的一位置(15)通到溝槽中，浸入的吮吸管允許將來自澄清池的底部的污泥和液體給送到溝槽中;
-以及，將污泥從溝槽排出的排出部件，
其特征在于，至少一吮吸管(T1，T2)的套筒(B1，B2)相對于支撐溝槽的活動臂形件(7)和相對于吮吸管(T1，T2)自由地豎直滑動;并且，在套筒(B1，B2)上設(shè)置對于保持套筒的排出端部(E1，E2)連續(xù)地露出溝槽(8)中的水面是必需的和足夠的浮動性余量，使得套筒的排出位置相對于溝槽中的污泥和液體位置(16)自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澄清裝置，其特征在于，每個吮吸管(T1，T2)配有一套筒(B1，B2)，所述套筒相對于活動臂形件(7)和相對于吮吸管(T1，T2)自由地豎直滑動;并且，在每個套筒上設(shè)置對于保持套筒(B1，B2)的排出端部連續(xù)地露出溝槽(8)中的水面是必需的和足夠的浮動性余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澄清裝置，其特征在于，每個套筒(B1、B2)以一種材料制成，所述材料的密度大于溝槽(8)的液體的密度;并且，為了保證浮動性余量，套筒(B1，B2)配有浮動裝置，浮動裝置浸沒在溝槽的液體中并且將套筒的上邊部保持在溝槽(8)中的液體位置(16)上方一恒定的距離處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的澄清裝置，其特征在于，套筒(B1，B2)和吮吸管(T1，T2)以聚氯乙烯制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的澄清裝置，其特征在于，浮動裝置由浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)組成，浮標(biāo)圍繞相應(yīng)的套筒(B1，B2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的澄清裝置，其特征在于，浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)具有呈環(huán)形件的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的澄清裝置，其特征在于，浮動裝置由浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)組成，浮標(biāo)圍繞相應(yīng)的套筒(B1，B2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的澄清裝置，其特征在于，浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)具有呈環(huán)形件的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的澄清裝置，其特征在于，每個浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)以膨脹的聚苯乙烯制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的澄清裝置，其特征在于，每個浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)以膨脹的聚苯乙烯制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的澄清裝置，其特征在于，每個浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)以膨脹的聚苯乙烯制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的澄清裝置，其特征在于，每個浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)以膨脹的聚苯乙烯制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的澄清裝置，其特征在于，浮動裝置能調(diào)節(jié)地安裝在套筒(B1，B2)上，使得浮動裝置的位置在高度上是能調(diào)節(jié)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的澄清裝置，其特征在于，給同一澄清器的套筒(B1，B2)配備的不同的浮動裝置就尺寸和/或材料密度而言不同，使得每個套筒的排出端部的位置能夠從一吮吸管到另一吮吸管變化和從而允許每個吮吸管的抽吸能力的單獨調(diào)節(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澄清裝置，其特征在于，澄清裝置包括對每個套筒(B1，B2)的移動進(jìn)行豎直導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置(17)，導(dǎo)向裝置相對于用于支撐的活動臂形件(7)自由地豎直滑動。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澄清裝置，其特征在于，每個套筒以這樣的材料制成：所述材料的表觀密度小于溝槽的和澄清池的液體的密度;并且每個套筒配有在導(dǎo)向桿上負(fù)重的能調(diào)節(jié)的壓塊，所述能調(diào)節(jié)的壓塊用于對套筒的在溝槽中的上部的排出端部的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的澄清裝置，其特征在于，澄清裝置包括對每個套筒(B1，B2)的移動進(jìn)行豎直導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置(17)，導(dǎo)向裝置相對于用于支撐的活動臂形件(7)自由地豎直滑動。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的澄清裝置，其特征在于，導(dǎo)向裝置(17)包括：與一梯子相似的扁平構(gòu)件(18)，扁平構(gòu)件的下部分以具有兩個分支部分的夾鉗(19)的形式實施，這兩個分支部分鉤掛在徑向相對的孔洞中，所述孔洞設(shè)置在套筒(B1)的上端部，扁平構(gòu)件(18)的豎直平面相對于活動臂形件(7)和溝槽(8)的徑向方向成直角定向;固定在活動臂形件(7)上的導(dǎo)向板體(21)，導(dǎo)向板體配有被扁平構(gòu)件(18)豎直地貫穿和保證導(dǎo)向扁平構(gòu)件的孔隙(22)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的澄清裝置，其特征在于，導(dǎo)向裝置(17)包括：與一梯子相似的扁平構(gòu)件(18)，扁平構(gòu)件的下部分以具有兩個分支部分的夾鉗(19)的形式實施，這兩個分支部分鉤掛在徑向相對的孔洞中，所述孔洞設(shè)置在套筒(B1)的上端部，扁平構(gòu)件(18)的豎直平面相對于活動臂形件(7)和溝槽(8)的徑向方向成直角定向;固定在活動臂形件(7)上的導(dǎo)向板體(21)，導(dǎo)向板體配有被扁平構(gòu)件(18)豎直地貫穿和保證導(dǎo)向扁平構(gòu)件的孔隙(22)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的澄清裝置，其特征在于，孔隙(22)配有以摩擦系數(shù)小的材料制成的墊塊(23)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的澄清裝置，其特征在于，孔隙(22)配有以摩擦系數(shù)小的材料制成的墊塊(23)。
22.根據(jù)權(quán)利要求5所述的澄清裝置，其特征在于，浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)具有呈O形圈的形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求7所述的澄清裝置，其特征在于，浮標(biāo)(F1，F(xiàn)2)呈O形圈的形狀。
說明書
用于澄清含污泥的污水的澄清裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于澄清含污泥的污水的澄清裝置，所述澄清裝置包括：
-澄清池，其用于通過傾析沉積在澄清池的底部的污泥來澄清含污泥的污水，而澄清的水在澄清池的上部位置被排出;
-至少一活動臂形件，其在澄清池的上液位上方活動，用以掃掠液體的整個表面;
-至少一溝槽，其由活動臂形件支撐，使得溝槽在其高度的一部分上浸沒在澄清池的液體中;
-吮吸管，其相對于溝槽進(jìn)行保持，伸向澄清池的底部，每個吮吸管在上部分包括能豎直地調(diào)節(jié)的一套筒，所述套筒在低于澄清池中的液位的一位置通到溝槽中，浸入的吮吸管允許將液體和來自澄清池的底部的污泥給送到溝槽中;
-將污泥從溝槽排出的排出部件。
本發(fā)明更為特別地不過非惟一性地涉及一種用于澄清來自廢水處理和凈化的污水的澄清裝置，在廢水處理和凈化中污泥主要地通過生物凈化形成。
背景技術(shù)
用于澄清污水的澄清裝置或澄清器是這樣的工程，其允許：
-澄清污水，
-通過重力傾析分離凈化生物和最稠密的處理污水的微粒，
-對這些污泥進(jìn)行增稠，即加密，
-收集和滯留應(yīng)被提取的污泥：
-和在上游在處理系統(tǒng)中進(jìn)行再循環(huán);
-和/或向污泥處理和/或排出系統(tǒng)排出。
在有限的時間內(nèi)收集和提取在工程底部的污泥是就澄清器的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的主要挑戰(zhàn)。
實際上，如果污泥的提取不足夠和/或在整個工程表面上并不等效，這會在工程底部產(chǎn)生這些污泥的蓄積;這些污泥的餾分缺氧(延長缺氧條件)，這會產(chǎn)生物理-機(jī)械和生物降解，和繼而對整個處理系統(tǒng)的重要干擾，如：
-處理水的品質(zhì)劣化：懸浮物質(zhì)濃度和磷濃度增加，
-污泥傾析能力劣化和從而處理能力劣化，即澄清器的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)效率劣化，
-污泥的凈化質(zhì)量和從而整個凈化系統(tǒng)的處理效率劣化，
-待處理污泥的性能劣化，
這都對處理成本具有經(jīng)濟(jì)方面的影響。
此外，在工程底部的污泥蓄積對污泥的回收設(shè)備產(chǎn)生較大的機(jī)械限制和在這些設(shè)備上產(chǎn)生隱藏的可靠性問題，這：
-降低工程的可用性，
-和增加維護(hù)成本(勞動力成本)和設(shè)備的更新成本。
相反地，由于污泥的提取流量：
-在處理系統(tǒng)上進(jìn)行再循環(huán)，包括澄清器本身，其應(yīng)被最小化以限制：
-澄清器的單位表面面積的質(zhì)量載荷(kg干物質(zhì)/m2.h)，
-投資成本(提取泵和循環(huán)泵的尺寸)和污泥提取裝置的運營成本，
-和/或向污泥處理工廠進(jìn)行排出，污泥處理工廠應(yīng)被最小化以優(yōu)化污泥系統(tǒng)的定尺寸和技術(shù)-經(jīng)濟(jì)運行。
在工程底部的污泥回收裝置的效率、牢固性和可靠性從而是對于提取污泥而言的主要挑戰(zhàn)：
-對于限制污泥在工程中的停留時間所必需的，
-和足以不增加水系統(tǒng)和/或污泥排出和處理系統(tǒng)的工程和處理設(shè)備的液力負(fù)荷和單位質(zhì)量負(fù)荷。
本發(fā)明所針對的用于澄清的裝置，或稱為吮吸式的澄清器，良好地適于大型澄清工程，即這樣的工程：所述工程的澄清池在圓形概念上具有的直徑一般地大于25m。吮吸管直接地伸入在工程底部被傾析的污泥床中，和掃掠整個底部表面。這些管通到位于表面的污泥回收溝槽中，其液力位置被保持低于澄清器的液力位置。
為了允許單獨地調(diào)節(jié)每個管的吮吸流量，每個管在固定的不過可調(diào)節(jié)的溢流位置配有伸縮性的套筒。該套筒安裝在每個吮吸管的出口，液體和污泥的排出在伸縮性套筒的上端部上方執(zhí)行。在澄清器中的液位和在溝槽中污泥的排出伸縮性管的上出口的液位之間的差異被使用作為用于吮吸和從而提取污泥的動力。每個套筒的位置的調(diào)節(jié)應(yīng)保證在工程底部的污泥的排出，使得不存在蓄積和污泥床基本上在工程底部的整個表面上具有相同的厚度。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對套筒的上邊部的位置的調(diào)節(jié)借助于套筒鉤掛在其上的鏈條、或螺桿或開槽桿獲得，鏈條或桿體本身鉤掛在支承件上。
對每個套筒的位置的調(diào)節(jié)要求：
-相對長時間的重復(fù)的手動實驗過程，對于直徑等于或大于25m的工程大約為一天，和繁重的過程，旨在測量和獲得對于每個管所需的和足夠的污泥的提取質(zhì)量流，
-在一般地組成活動臂形件的轉(zhuǎn)動橋上進(jìn)行的人為干預(yù)和操作，該轉(zhuǎn)動橋具有坍倒的風(fēng)險，出于操作者和設(shè)備的安全性的原因坍倒風(fēng)險應(yīng)被限制。
待排出的污泥的流量是可變的，特別是在根據(jù)大氣限制，特別是在暴雨的情形下的凈化站污泥的情形中。不過在其它條件中，待排出污泥的流量會小很多。
在實際上，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的澄清器中，對套筒的位置的調(diào)節(jié)被執(zhí)行以用于最大的待排出流量。對套筒的位置的調(diào)節(jié)頻率被限制，并且在任何情況下套筒的位置并不根據(jù)凈化站的實際需要連續(xù)地和/或?qū)崟r地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在回收溝槽中的污泥的液位應(yīng)必需地進(jìn)行保持：
-低于在澄清器中的液位，以允許通過由于位置差造成的抽吸污泥的動力來提取污泥;
-和低于吮吸管的恢復(fù)位置，即管應(yīng)必需地相對于在溝槽中的液位露出，以能夠平衡經(jīng)過每個吮吸管的流量，以獲得在吮吸管之間提取的質(zhì)量流的良好分配;經(jīng)過每個吮吸管的流量與所載送的流體的黏度和從而污泥的濃度成反比。
液力位置的差異借助于外部泵送進(jìn)行保持，外部泵送允許從溝槽排出污泥，組成用于排出這些污泥的排出部件。
吮吸管的套筒的上端部從而應(yīng)同時：
-連續(xù)地，且無論凈化站的運行流量如何，足夠高以從溝槽中的液位露出，
-和相對于在澄清器的澄清池中的上部液力位置盡可能低，以保證在吮吸管中的最大貫穿流量和允許在凈化站以最大液力能力和/或單位質(zhì)量能力運行時提取所需的和足夠的污泥質(zhì)量。
為了滿足這兩個相對的限制，吮吸管的套筒的恢復(fù)位置在原則上一次對于全部進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且并非可連續(xù)地調(diào)節(jié)的，這要求在溝槽中的泵送流量應(yīng)持久地盡可能強(qiáng)，以使得管的套筒的調(diào)節(jié)應(yīng)是正確的，即在下雨和/或凈化站的最大運行流量或載荷的情形下，套筒露出。
根據(jù)這些調(diào)節(jié)，和由裝置所引起的運行，保持污泥的提取和再循環(huán)流量無調(diào)節(jié)可能地保持恒定和最大，與凈化站的實際運行液力工況、污泥的生產(chǎn)和提取污泥的實際需要無關(guān)。
根據(jù)這些調(diào)節(jié)和由裝置所引起的運行，污泥的提取和再循環(huán)流量實際上在凈化站以小液力和/或單位質(zhì)量流量運動的周期上過大(夜間周期、干燥天氣周期、引起較少的污泥生產(chǎn)的較少污染的污水)在水系統(tǒng)上引起：
-泵送能量的過度消耗(通過循環(huán)泵)，
-泵送硬件的無效磨損，在維護(hù)成本和設(shè)備的更新頻率上具有后果，
-在澄清器上的單位質(zhì)量液力超載會導(dǎo)致帶動在澄清的處理水中的懸浮物質(zhì)，即處理水的品質(zhì)的劣化，
-引起氣泡的風(fēng)險增大和從而從溝槽排出污泥的排出裝置的停車風(fēng)險增大。
根據(jù)這些調(diào)節(jié)和所引起的運行，所提取的污泥濃度實際上比大部分時間所需的污泥濃度小，待排出和待處理的污泥量從而無效地比在凈化站以小液力和單位質(zhì)量的流量運行的周期所需的污泥量高，這因此在污泥系統(tǒng)上引起這樣的后果：
-泵送能量的過度消耗，
-污泥系統(tǒng)的液力超載(繼而運行條件的劣化)，
-和/或處理工廠的運行時間的延長，增加電消耗、硬件磨損和勞動力成本，
-反應(yīng)物的消耗的顯著增大，
-所處理污泥的干燥度的可能減小和從而所處理污泥量的可能減小，這導(dǎo)致所處理污泥的裝卸和排出/管理成本提高。
此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，即便存在用于調(diào)節(jié)套筒的使用預(yù)防措施，全部或部分吮吸管的淹沒風(fēng)險——在回收溝槽中的位置應(yīng)大于套筒的溢流位置時——在以下的情形下不被掌控：
-異常的液力流量，
-從溝槽排出污泥的排出泵的功能障礙和/或停止，會在每個配備給吮吸管的伸縮性套筒的調(diào)節(jié)裝置的位置引起纖維廢料和韌皮纖維的蓄積，具有對于設(shè)備壽命所引起的風(fēng)險，和對于人員和硬件而言需要長時間的和有風(fēng)險的清潔操作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的特別是在于提供一種用于澄清含污泥的污水的澄清裝置，其類型如前文所述，允許：
-減小污泥的提取流量和改良對污泥在具有吮吸管的澄清器的工程底部的停留時間的掌控，
-從而降低澄清器的運營成本，特別是污泥的再循環(huán)的泵送成本，
-減少泵送設(shè)備的運行時間和從而降低這些設(shè)備的維護(hù)和更新成本。
更為總體地，本發(fā)明提出使得以下方面可靠化：
-具有吮吸管的澄清器的運行，
-和從而城市和/或工業(yè)污水的處理站的水和污泥系統(tǒng)的運行。
在該背景下，本發(fā)明特別是針對這樣的目標(biāo)：
-按照凈化站的實際需要對于至少一吮吸管，實時地調(diào)節(jié)澄清器的污泥的提取流量，
-和擺脫至少一吮吸管的淹沒風(fēng)險。
為此，根據(jù)本發(fā)明，一種用于澄清含污泥的污水的澄清裝置，其類型如前文所述，其特征在于，至少一吮吸管的套筒相對于支撐溝槽的活動臂形件和相對于吮吸管自由地豎直滑動;并且，在套筒上設(shè)置對于保持套筒的排出端部連續(xù)地露出溝槽中的水面是必須和足夠的浮動性余量，使得套筒的排出位置相對于溝槽中的污泥和液體位置自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
優(yōu)選地，每個吮吸管配有一套筒，所述套筒相對于活動臂形件和相對于吮吸管自由地豎直滑動;并且，在每個套筒上設(shè)置對于保持套筒的排出端部連續(xù)地露出溝槽中的水面是必需的和足夠的浮動性余量。
每個套筒可以一種材料制成，所述材料的密度大于溝槽的液體的密度;并且，為了保證浮動性余量，套筒配有浮動裝置，浮動裝置浸沒在溝槽的液體中并且將套筒的上邊部保持在溝槽中的液體位置上方一恒定距離處。套筒和吮吸管可以聚氯乙烯制成。
浮動裝置可由浮標(biāo)組成，浮標(biāo)圍繞相應(yīng)的套筒。浮標(biāo)可具有呈環(huán)形件的形狀或O形圈的形狀。每個浮標(biāo)可以膨脹的聚苯乙烯制成。
有利地，浮動裝置能調(diào)節(jié)地安裝在套筒上，使得浮動裝置的位置在高度上是能調(diào)節(jié)的。
給同一澄清器的吮吸管配備的不同的浮動裝置就尺寸和/或材料密度而言不同，使得每個套筒的排出端部的位置能夠從一吮吸管到另一吮吸管變化和從而允許每個吮吸管的抽吸能力的單獨調(diào)節(jié)。
裝置可包括對每個套筒的移動進(jìn)行豎直導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置相對于用于支撐的活動臂形件自由地豎直滑動。
有利地，裝置包括對每個套筒的移動進(jìn)行豎直導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置相對于用于支撐的活動臂形件自由地豎直滑動。導(dǎo)向裝置可包括：與一梯子相似的扁平構(gòu)件，扁平構(gòu)件的下部分以具有兩個分支部分的夾鉗的形式實施，這兩個分支部分鉤掛在徑向相對的孔洞中，所述孔洞設(shè)置在套筒的上端部，扁平構(gòu)件的豎直平面相對于臂形件和溝槽的徑向方向成直角定向;固定在臂形件上的導(dǎo)向板體，導(dǎo)向板體配有被構(gòu)件豎直地貫穿和保證導(dǎo)向扁平構(gòu)件的孔隙�？紫犊膳溆幸阅Σ料禂�(shù)小的材料制成的墊塊。
作為變型，每個套筒可以這樣的材料制成：所述材料具有的表觀密度小于溝槽和澄清池的液體的密度，并且每個套筒配有在導(dǎo)向系統(tǒng)——特別是導(dǎo)向桿——上負(fù)重的能調(diào)節(jié)的壓塊，能調(diào)節(jié)的壓塊用于對套筒的在溝槽中的上部的排出端部的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
保證浮動性余量的浮動裝置被優(yōu)化以方便套筒的自由地豎直運動和不干擾從溝槽所排出的污泥的水平流動。
