一种除砂系统的制作方法

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水除砂系统。


背景技术：

2.污水预处理除砂是污水处理厂不可缺失的环节之一，除砂效果的好坏直接关系到后续处理单元的处理效果及运行维护工作量；传统的除砂系统主要包括平流沉砂池、曝气沉砂池以及旋流沉砂池三种，主要通过重力沉降、旋流沉淀等原理实现砂的分离，然后通过气提或者泵吸的方式排砂，这样的排砂过程往往会伴随大量的水，这使得分离出来的砂无法直接运输处置，故现有的除砂系统通常还包括砂水分离器，以便利用砂水分离器进一步分离砂水混合物中的砂，通过重力沉降的方式使砂粒进一步沉淀，同时通过螺旋输送，将沉淀的砂从水中逐步提升，从而实现砂水分离。
3.现有除砂系统中的砂水分离器通常包括用于沉淀砂粒的沉淀腔、与所述沉淀腔相连通的进水口、与所述沉淀腔相连通的溢流口以及用于将砂粒输出沉淀腔的螺旋输送装置，且溢流口通常设置于与进水口等高或略高于进水口的位置处，主要用于以溢流的方式将沉淀腔内的上清液排放出沉淀腔；现有的砂水分离器通常都采用连续运行的方式进行工作，即，现有除砂系统中，待处理的污水可以从进水口源源不断的流入沉淀腔，并在沉淀腔中进行沉淀，同时，螺旋输送机构处于连续运行状态，以便源源不断的将沉淀腔底部所沉淀的砂粒输送出，同时，沉淀腔内的上清液源源不断的从溢流口流出，从而实现污水中砂和水的连续分离；然而，现有除砂系统中采用的这种通过溢流实现的连续运行方式，仅对粒径大于200μm的砂粒有一定的去除效果，对于粒径200μm左右的砂粒去除效果较差，通常去除效率只有60％左右，亟待提高；此外，由于我国排水体制和土壤特性的关系，绝大多数污水厂实际进入粒径大于200μm的砂粒占比很小，个别污水厂进水200μm以下细砂粒的占比甚至会超过80％，而现有的除砂系统对这部分细砂几乎没有去除效果，亟待解决。


技术实现要素：

4.本发明第一方面要解决现有除砂系统对于粒径大于200μm的砂粒的去除效果较差，对于200μm以下细砂粒几乎没有去除效果的问题，提供了一种除砂系统，该除砂系统不仅可以有效去除污水中200μm以上的砂粒，而且可以显著提高200μm以下细砂粒的去除效率，主要构思为：
5.一种除砂系统，包括第一阀门、砂水分离器和第二阀门，其中，所述砂水分离器包括沉淀部和输送部；所述沉淀部构造有沉淀腔、与沉淀腔相连通的进水口和排水口，所述输送部与沉淀腔相连通，用于将沉淀腔内沉淀的砂粒输送出沉淀腔；所述排水口位于进水口的下方，用于排放沉淀腔内的上清液；所述第一阀门和第二阀门分别用于控制进水口和排水口的通/断；且所述砂水分离器采用序批式的运行方式工作。在本除砂系统中，通过设置排水口取代现有技术中常用的溢流口，并将排水口设置于进水口的下方，使得本利用排水口可以排放沉淀后的上清液，可以解决降低砂水分离器内水量的问题；通过设置第一阀门
和第二阀门，利用第一阀门、第二阀门以及砂水分离器的配合，使得砂水分离器可以采用序批式的运行方式工作，而非采用溢流的方式实现连续工作，即，本除砂系统中的砂水分离器内，污水中砂粒的沉淀过程与污泥的排放过程及上清液的排放过程不是同步进行的，而是具有一定先后顺序，具体过程为：进水
‑
沉淀
‑
排水
‑
排砂，即，先让一定量的污水进入沉淀腔，并静置一段时间实现静置沉降，在这个过程中，沉淀腔内的污水没有任何扰动和波动，使得污水中的砂粒，尤其是200μm以下的细砂粒可以充分沉淀；当沉淀完毕后，先通过排水口排放沉淀腔内的上清液，从而可以大大减少沉淀腔内的水量，避免后续排砂过程出现砂粒(尤其是细砂粒)再次扬起、返混的问题，最后开启输送，利用输送部将沉淀腔底部沉降的砂粒排出沉淀腔，在排砂过程中，由于沉淀腔内的水量很少，且水体处于静止状态，对沉淀砂粒的扰动非常小，从而可以在输送部输送砂粒的过程中尽量避免出现砂粒再次扬起、返混的问题，尤其有利于200μm以下细砂粒的提升分离，可以显著提高200μm以下细砂粒的提升效率；循环执行上述运行过程，即可使本除砂系统以序批式的运行方式循环工作，相比于现有的连续运行方式，本除砂系统可以大大降低水体流动或波动对砂粒沉淀、砂粒输送的扰动，不仅可以有效去除污水中200μm以上的砂粒，去除率可以达到95％以上，而且可以显著提高200μm以下细砂粒的去除效率，尤其对于粒径介于100
‑
200μm之间的细砂粒具有良好的去除效果，从而有效解决现有技术存在的问题。
6.为解决不同工况下，序批式运行方式可控的问题，进一步的，所述序批式的运行方式包括如下步骤：
7.步骤(1)关闭第二阀门和输送部，开启第一阀门，并监测沉淀腔内的污水量，当所述污水量等于所设定的第一阈值或达到所设定的第一阈值的范围时，关闭第一阀门；
8.步骤(2)静置，并监测静置时长；
9.步骤(3)当静置时长等于所设定的第二阈值或达到所设定的第二阈值的范围时，开启第二阀门，通过排水口排放沉淀腔内的上清液；
10.步骤(4)启动所述输送部，利用输送部将沉淀腔内沉淀的砂粒输送出沉淀腔；
11.步骤(5)关闭输送部后，重复执行上述步骤(1)
‑
步骤(4)。在本方案中，通过第一阀门与第二阀门的配合，再结合对污水量及静置时长这两个参数的监测，可以对序批式运行方式中的各个环节进行有效控制，并可以根据不同的工况进行调节，达到不同工况下，除砂过程可控的问题。
12.为解决自动控制序批式运行过程的问题，进一步的，还包括控制器、第一采集模块以及第二采集模块，其中，所述第一采集模块、第二采集模块、第一阀门、第二阀门以及输送部分别与所述控制器相连，控制器用于通过所述第一采集模块获得沉淀腔内的污水量，并根据所述污水量控制第一阀门，还用于通过所述第二采集模块获得静置时长，并根据所述静置时长控制第二阀门。在本方案中，所述第一阈值和第二阈值分别储存于所述控制器内，在进水时，控制器可以通过第一采集模块获得沉淀腔内的污水量，使得当所述污水量等于所设定的第一阈值或达到所设定的第一阈值的范围时，控制器可以自动关闭第一阀门，进水过程完成；此外，控制器可以通过第二采集模块获得沉淀腔内的污水的静置时长，当静置时长等于所设定的第二阈值或达到所设定的第二阈值的范围时，静置沉淀过程完成，开启第二阀门，以便通过排水口排放沉淀腔内的上清液；即，第一采集模块、第二采集模块、第一阀门以及第二阀门可以在控制器的控制下相互配合，达到自动控制序批式运行过程的目
的。
13.为解决在进水过程中，精确采集沉淀腔内污水量的问题，优选的，所述第一采集模块为液位传感器，在进水过程中，所述液位传感器用于采集沉淀腔内的液位高度；或，所述第一采集模块为流量计，所述流量计与进水口相连通，用于计量输入沉淀腔的污水量；或，所述第一采集模块为计时器，所述计时器用于记录进水时长。第一采集模块所采集的数据传输给控制器，控制器即可精确计算出沉淀腔内的实时污水量，以便控制器自动决策是/否关闭第一阀门。
14.为解决在静置过程中，精确获取静置时长的问题，优选的，所述第二采集模块为计时器，所述计时器用于记录污水静置过程的静置时长。第二采集模块所采集的数据传输给控制器，便于控制器自动决策是/否开启第二阀门。
15.为自动控制第一阀门和第二阀门，优选的，所述第一阀门为电动阀、气动阀或电磁阀；和/或，所述第二阀门为电动阀、气动阀或电磁阀。以便与控制器相配合，并自动控制进水口和排水口的通/断状态。
16.优选的，所述控制器为单片机、pc机、plc或微处理器。
17.为解决在步骤(3)中，自动控制第二阀门开启时长的问题，进一步的，所述第一采集模块为液位传感器，在排水口排水的过程中，所述液位传感器用于采集沉淀腔内的液位高度，且当所述液位高度等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，控制器关闭第二阀门；
18.或，还包括第三采集模块，所述第三采集模块与所述控制器相连，控制器用于通过所述第三采集模块获得排水时长或排出沉淀腔内的污水量，并根据所述排水时长或排出沉淀腔内的污水量控制第二阀门。以便达到自动控制第二阀门关闭的目的。
19.优选的，所述第三采集模块为液位传感器，在排水口排水的过程中，所述液位传感器用于采集沉淀腔内的液位高度，当所述液位高度等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，控制器关闭第二阀门；或，所述第三采集模块为流量计，所述流量计与排水口相连通，用于计量排出沉淀腔的污水量；或，所述第三采集模块为计时器，所述计时器用于记录排水时长。第三采集模块所采集的数据传输给控制器，控制器即可精确计算出沉淀腔内剩余的实时污水量，以便控制器自动决策是/否关闭第二阀门。
20.为解决在步骤(4)中，当砂粒输送完毕后自动控制关闭输送部的问题，进一步的，还包括第四采集模块，所述第四采集模块与所述控制器相连，用于检测是/否有砂粒输出输送部。当第四采集模块检测到没有砂粒输出输送部时，表明砂粒输送完成，此时，控制器可以自动关闭输送部。
21.优选的，所述第四采集模块包括设置于输送部内的压力传感器、设置于输送部的出料口处的光电传感器和/或计时器。以便自动检测是/否有砂粒经由输送部输出。
22.为解决分离所沉淀砂粒的问题，优选的，所述沉淀部包括壳体，所述沉淀腔、进水口和排水口分别构造于所述壳体；
23.所述输送部包括螺旋输送装置，所述螺旋输送装置包括输送槽及设置于所述输送槽的螺旋输送机构，所述螺旋输送机构包括电机、及适配输送槽并可转动的安装于输送槽内的螺旋叶片，所述电机与控制器相连，并用于驱动螺旋叶片旋转；所述壳体的下端连接于所述输送槽，且所述沉淀腔与输送槽相连通；所述壳体和/或输送槽固定安装于机架，并使
所述输送槽处于倾斜状态；所述螺旋叶片用于驱动砂粒沿输送槽输送，并从构造于输送槽的出料口排出。以便利用螺旋输送装置从沉淀腔中输出所沉淀的砂粒，达到砂水分离的目的。
24.本发明第二方面要解决沉淀腔内的砂粒快速沉淀的问题，进一步的，所述沉淀腔中设置有导流机构，所述导流机构包括设置于进水口下方并用于承接和导流污水的导流部件、及用于引导污水向沉淀腔底部流动的引流面，所述引流面与导流部件相配合，且引流面与所述导流部件之间具有间隙。在本方案中，通过设置导流机构来引流污水，一方面，污水沿着引流面向下流动，在这个过程中，可以产生附壁效应，有利于污水中砂和水的快速分离，从而可以显著提高砂粒的沉淀速度，有利于缩短静置时长、提高除砂效率；另一方面，可以有效防止进水直接冲击到内部沉降的砂粒，导致沉淀的砂粒再次扬起的问题，同样也有利于提高沉淀效率；此外，还有利于降低、甚至消除因进水冲击而造成的水体紊流、波动等，有利于沉淀腔内的污水快速平静，从而更有利于200μm以下细砂粒实现高效沉淀。
25.优选的，所述导流部件包括倾斜设置的导流板，所述导流板位于所述进水口的下方，所述引流面位于所述导流板的一侧，且导流板与引流面之间具有所述间隙。采用倾斜设置的导流板配合引流面进行导流，可以引导污水沿指定的路径，并依附引流面下流，可以有效防止进水对沉淀腔造成冲击。
26.为形成所述引流面，方案一中，所述引流面为壳体的内壁面。有利于简化结构，降低成本。
27.为解决将污水全部导流向引流面的问题，进一步的，所述导流机构还包括阻挡部件，所述阻挡部件包括固定安装的挡板，所述挡板位于所述导流板的一端，且所述进水口和挡板分别位于导流板的两端。挡板与导流板可以形成配合，主要起到挡水的作用，可以有效防止从导流板一端进水口处流入的污水直接从导流板另一端流出，以便将污水全部导流向引流面。
28.为解决适配不同进水流量的问题，优选的，所述导流板的倾斜角度可调。以适配不同进水流量。
29.优选的，所述导流机构还包括可调支撑架，所述可调支撑架包括固定安装的约束架、固定安装的调节架以及限位件，其中，所述导流板的一侧可转动的连接于所述约束架，所述调节架构造有若干沿高度方向分布的约束部，所述限位件可拆卸的设置于约束部，用于支撑导流板，及用于通过与约束部的配合调节所述间隙的大小。通过限位件与约束架的配合，不仅可以有效约束导流板，使得导流板稳定保持所设定的倾斜角度，而且通过调节限位件的位置，可以有效调节导流板的倾斜角度，到达调节所述间隙大小的目的，以便根据不同的进水流量设置不同的间隙大小，使得在各种工况下，污水都可以沿引流面下流，满足各种工况的需求，通用性更好。
30.本发明第三方面要解决进一步提高200μm以下细砂粒去除效率的问题，进一步的，还包括旋流除砂器，所述旋流除砂器底部的排砂口通过管道与所述进水口相连通，且所述第一阀门设置于该管道。在本系统中，通过设置旋流除砂器，可以利用离心力的作用，从污水中初步分离砂粒，使得含水和砂粒的砂水混合物经由旋流除砂器的排砂口排出，起到浓缩污水的作用，而通过设置砂水分离器，可以利用序批式沉淀的方式进一步分离砂水混合物中的水和砂粒，而通过旋流除砂器与砂水分离器的配合，不仅可以有效去除污水中200μm
以上的砂粒，而且可以显著提高200μm以下细砂粒的去除效率，从而可以有效提高对污水中细砂粒的去除效果。
31.为解决污水的储存问题，进一步的，还包括用于容纳污水的第一容器和用于提升污水的提升泵，其中，所述提升泵通过管道与所述旋流除砂器的入水口相连通；所述排水口与所述第一容器相连通。第一容器既可以暂存待处理的污水，又可以容纳从砂水分离器分离出来的水，使得从排水口排出的水可以再次进行除砂；通过构造提升泵，一方面可以为污水提供输送动力，解决将污水送入旋流除砂器的问题，另一方面可以使污水以一定的压力和速度进入旋流除砂器，更有利于提高旋流除砂器的分离效果。
32.为解决旋流除砂器与序批式砂水分离器高效配合运行的问题，进一步的，还包括用于存储砂水混合物的第二容器，所述第二容器安装于所述排砂口的下方，并与旋流除砂器的排砂口相连通；
33.旋流除砂器的下端通过管道与所述砂水分离器的进水口相连通，且所述第一阀门设置于该管道。在本方案中，第二容器主要用于暂存排砂口所排出的砂水混合物，使得在实际运行过程中，设置于第二容器上游的提升泵和旋流除砂器可以连续运行，而设置于第二容器下游的第一阀门、螺旋输送机构以及第二阀门可以采用序批式的运行方式工作，从而使得整套系统可以序批式的实现砂水分离，可以显著提高200μm以下细砂粒的去除效率。
34.为解决提高通用性的问题，进一步的，所述沉淀部还构造有与沉淀腔相连通的溢流口。通过在砂水分离器构造溢流口，使得本除砂系统既可以序批式的运行方式工作，又可以采用连续运行的方式工作，可以满足不同场合的需求。
35.与现有技术相比，使用本发明提供的一种污水除砂系统，不仅可以有效去除污水中200μm以上的砂粒，去除率可以达到95％以上，而且可以显著提高200μm以下细砂粒的去除效率，尤其对于粒径介于100
‑
200μm之间的细砂粒具有良好的去除效果，从而有效解决现有技术存在的问题。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.图1为本发明实施例1中提供的一种污水除砂系统中，一种砂水分离器的主视图。
38.图2为本发明实施例1中提供的一种污水除砂系统中，一种砂水分离器的结构示意图。
39.图3为本发明实施例1中提供的一种污水除砂系统的局部示意图。
40.图4为实施例2中提供的一种污水除砂系统中，一种砂水分离器的局部结构示意图。
41.图5为图4中a
‑
a处的剖视图。
42.图6为本发明实施例3中提供的一种污水除砂系统中，一种砂水分离器的局部结构示意图。
43.图7为实施例3中提供的一种污水除砂系统中，砂水分离器的局部俯视图。
44.图8为图7中b
‑
b处的剖视图。
45.图9为图8的局部放大示意图。
46.图10为本发明实施例3中提供的一种污水除砂系统中，一种砂水分离器的局部剖视图。
47.图11为本发明实施例4中提供的一种污水除砂系统中，一种旋流除砂器的结构示意图。
48.图12为本发明实施例4中提供的一种污水除砂系统的结构示意图。
49.图13为本发明实施例5中提供的一种污水除砂系统的结构示意图。
50.图14为本发明实施例5中提供的一种污水除砂系统的局部放大示意图。
51.图中标记说明
52.沉淀部100、壳体101、沉淀腔102、进水口103、排水口104、溢流口105、导流板107、引流板108、引流面109、间隙110、挡板111、支架112、约束架113、调节架114、约束孔115、限位件116、合页117、支撑架118
53.输送部200、输送槽201、电机202、螺旋叶片203、出料口204
54.机架300、液位传感器301、流量计302、光电传感器303
55.第一阀门401、第二阀门402、管道403
56.第一容器501、提升泵502、
57.旋流除砂器600、入水口601、排砂口602、出水口603、架子604
58.第二容器700、砂水分离器800。
具体实施方式
59.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
60.实施例1
61.请参阅图1
‑
图3，本实施例中提供了一种除砂系统，包括第一阀门401、砂水分离器800和第二阀门402，其中，
62.如图1
‑
图3所示，所述砂水分离器800包括沉淀部100和输送部200；所述沉淀部100构造有沉淀腔102、与沉淀腔102相连通的进水口103和排水口104，所述输送部200与沉淀腔102相连通，用于将沉淀腔102内沉淀的砂粒输送出沉淀腔102，沉淀腔102用于为污水(即含砂污水，或称为砂水混合物，后文不再赘述)的沉淀提供场所，其形状可以根据实际需求而定，在本实施例中，沉淀部100包括壳体101，所述沉淀腔102、进水口103和排水口104分别构造于所述壳体101，如图1
‑
图3所示，壳体101可以优先采用斗形结构，更有利于污水中的砂粒沉积到壳体101底部；
63.在本实施例中，排水口104位于进水口103的下方，如图1
‑
图3所示，主要用于排放沉淀腔102内沉淀之后的上清液；作为优选，进水口103可以优先设置于靠近壳体101顶部的
位置处，排水口104优先构造于对应沉淀腔102下部的位置处，在具体实施时，排水口104的设置高度通常可以根据进水水量及污水中的含砂量情况而定，只需使得排水口104的高度高于沉淀腔102底部所沉淀的砂粒厚度即可。
64.输送部200具有多种实施方式，作为优选，在本实施例中，输送部200包括螺旋输送装置，螺旋输送装置包括输送槽201及设置于输送槽201的螺旋输送机构，如图1
‑
图3所示，螺旋输送机构包括电机202、及适配输送槽201并可转动的安装于输送槽201内的螺旋叶片203，电机202与控制器相连，电机202用于驱动螺旋叶片203旋转，而控制器通过控制电机202启/停达到控制排砂过程开始/结束的目的。
65.如图1
‑
图3所示，在本实施例中，壳体101的下端连接于输送槽201，且沉淀腔102与输送槽201相连通；而壳体101和/或输送槽201可以固定安装于机架300，并使输送槽201处于倾斜状态，既可以输送砂粒，又可以在输送的过程达到沥水的目的，有利于减低砂粒的含水量；螺旋叶片203用于驱动砂粒沿输送槽201输送，使得砂粒可以从构造于输送槽201的出料口204排出，如图1
‑
图3所示，不仅可以达到砂水分离的目的，而且可以获得含水量更低的砂粒，便于后续处理。
66.在本实施例中，第一阀门401和第二阀门402分别用于控制进水口103和排水口104的通/断；更详细的，例如，所述第一阀门401可以设置于与进水口103相连通的管道403，而所述第二阀门402同样可以设置于与出水口603相连通的管道403，如图1
‑
图3所示；
67.在本实施例中，通过第一阀门401和第二阀门402的配合，使得本系统中的砂水分离器800可以采用序批式的运行方式工作，而非采用溢流的方式实现连续工作，即，本除砂系统中的砂水分离器800内，污水中砂粒的沉淀过程与污泥的排放过程及上清液的排放过程不是同步进行的，而是具有一定先后顺序，具体过程为：进水
‑
沉淀
‑
排水
‑
排砂，即，先让一定量的污水进入沉淀腔102，并静置一段时间实现静置沉降，在这个过程中，沉淀腔102内的污水没有任何扰动和波动，使得污水中的砂粒，尤其是200μm以下的细砂粒可以充分沉淀；当沉淀完毕后，先通过排水口104排放沉淀腔102内的上清液，从而可以大大减少沉淀腔102内的水量，避免后续排砂过程出现砂粒(尤其是细砂粒)再次扬起、返混的问题，最后开启输送，利用输送部200将沉淀腔102底部沉降的砂粒排出沉淀腔102，在排砂过程中，由于沉淀腔102内的水量很少，且水体处于静止状态，对沉淀砂粒的扰动非常小，从而可以在输送部200输送砂粒的过程中尽量避免出现砂粒再次扬起、返混的问题，尤其有利于200μm以下细砂粒的提升分离，可以显著提高200μm以下细砂粒的提升效率。
68.在优选的实施方式中，所述序批式的运行方式包括如下步骤：
69.步骤(1)关闭第二阀门402和输送部200，开启第一阀门401，并监测沉淀腔102内的污水量，当所述污水量等于所设定的第一阈值或达到所设定的第一阈值的范围时，关闭第一阀门401；
70.步骤(2)静置，以便实现静置沉淀，使得砂粒，尤其是200μm以下细砂粒可以在无扰动的情况下有效沉淀；同时监测静置时长，以便控制是/否结束静置过程；
71.步骤(3)当静置时长等于所设定的第二阈值或达到所设定的第二阈值的范围时，开启第二阀门402，以便通过排水口104排放沉淀腔102内的上清液，使得沉淀腔102内主要剩下所沉淀的砂粒(允许有少量的水，不影响后续提砂)；
72.步骤(4)启动所述输送部200，利用输送部200将沉淀腔102内沉淀的砂粒输送出沉
淀腔102，达到有效分离砂粒的目的。
73.步骤(5)关闭输送部后，重复执行上述步骤(1)
‑
步骤(4)，即可循环除砂，采用这样的运行方式，相比于现有的连续运行方式，可以大大降低水体流动或波动对砂粒沉淀、砂粒输送的扰动，不仅可以有效去除污水中200μm以上的砂粒，去除率可以达到95％以上，而且可以显著提高200μm以下细砂粒的去除效率，尤其对于粒径介于100
‑
200μm之间的细砂粒具有良好的去除效果。
74.可以理解，在具体实施时，既可以人工手动控制第一阀门401和第二阀门402，达到序批式运行的目的，又可以利用控制器自动控制第一阀门401和第二阀门402，不仅能达到序批式运行的目的，而且可以提高控制精度、降低人工成本；例如，本系统还包括控制器、第一采集模块以及第二采集模块，其中，
75.所述第一采集模块、第二采集模块、第一阀门401、第二阀门402以及输送部200分别与所述控制器相连，在进水时，在进水时，控制器可以通过第一采集模块获得沉淀腔102内的污水量，使得当所述污水量等于所设定的第一阈值或达到所设定的第一阈值的范围时，控制器可以自动关闭第一阀门401，进水过程完成；控制器可以通过第二采集模块获得沉淀腔102内的污水的静置时长，当静置时长等于所设定的第二阈值或达到所设定的第二阈值的范围时，静置沉淀过程完成，开启第二阀门402，以便通过排水口104排放沉淀腔102内的上清液；此外，在提砂时，控制器可以通过控制输送部200启动/关闭来实现开始提砂和提砂结束；从而达到自动控制序批式运行过程的目的。
76.更具体的，为在进水过程中，精确采集沉淀腔102内污水量，第一采集模块具有多种实施方式，作为一种举例，第一采集模块采用液位传感器301，液位传感器301可以安装于所述沉淀腔102内，如图3所示，并与控制器相连，在进水过程中，液位传感器用于采集沉淀腔102内的液位高度并反馈给控制器，此时，所述第一阈值可以为事先储存于控制器内的一个液位数据或液位范围，当监测到的液位高度等于所设定的第一阈值或达到所设定的第一阈值的范围时，控制器可以自动关闭第一阀门401，使得进水过程结束。
77.作为另一种举例，第一采集模块也可以采用流量计，流量计与进水口103相连通，例如，流量计可以安装于与进水口103相连通的管道403，以便利用流量计计量输入沉淀腔102的污水量；此时，所述第一阈值可以为事先储存于控制器内的一个水量数据或水量范围，控制器可以根据流量计所监测到的数据计算出通过流量计的污水量，当该污水量等于所设定的第一阈值或达到所设定的第一阈值的范围时，控制器可以自动关闭第一阀门401，使得进水过程结束。
78.作为又一种举例，第一采集模块还可以采用计时器，计时器用于记录进水时长；此时，所述第一阈值可以为事先储存于控制器内的一个时长数据或时长范围，当监测到的进水时长等于所设定的第一阈值或达到所设定的第一阈值的范围时，控制器可以自动关闭第一阀门401，使得进水过程结束。
79.为在静置过程中，精确采集静置时长，第二采集模块具有多种实施方式，作为举例，第二采集模块可以优先采用计时器，所述计时器用于记录污水静置过程的静置时长，此时，所述第二阈值可以是一个时长数据(如5分钟)或时长范围(5
‑
10分钟)，进水结束后，计时器就可以开始计时，当该时长等于所设定的第二阈值或达到所设定的第二阈值的范围时，控制器可以自动关闭第二阀门402，使得静置过程结束。
80.在本实施例中，第一阀门401可以优先采用电动阀、气动阀或电磁阀；第二阀门402可以优先采用电动阀、气动阀或电磁阀；相应的，控制器可以优先采用单片机、pc机、plc或微处理器(如arm芯片等)，以便自动控制进水口103和排水口104的通/断状态。
81.为在步骤(3)中自动控制第二阀门402的开启时长，具有多种实施方式，作为一种举例，当第一采集模块采用的是液位传感器时，在排水口104排水的过程中，液位传感器可以继续采集沉淀腔102内的液位高度，且当液位高度等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，控制器关闭第二阀门402；可以理解，第三阈值可以为事先储存于控制器内的一个数据或数据范围，且第三阈值小于第一阈值，以便利用第一采集模块监测液位上限和液位下限。
82.作为另一种举例，本系统还包括一个单独的第三采集模块，第三采集模块与控制器相连，第三采集模块监测排水时长或排出沉淀腔102内的污水量，使得在排水过程中，控制器可以通过第三采集模块获得排水时长或排出沉淀腔102内的污水量，当监测到的排水时长或排出沉淀腔102内的污水量等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，控制器可以自动第二阀门402；即，在设置第三采集模块后，步骤(3)为，当静置时长等于所设定的第二阈值或达到所设定的第二阈值的范围时，开启第二阀门402，通过排水口104排放沉淀腔102内的上清液，并监测排水时长或排出的水量，当排水时长或排出的水量等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，关闭第二阀门402，排水过程结束。
83.第三采集模块具有多种实施方式，作为一种举例，第三采集模块可以采用液位传感器，此时，所述第三阈值可以为事先储存于控制器内的一个液位数据或液位范围，在排水口104排水的过程中，液位传感器用于采集沉淀腔102内的液位高度，当该液位高度等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，控制器自动关闭第二阀门402；
84.作为另一种举例，第三采集模块也可以为流量计302，流量计302与排水口104相连通，如图3所示，例如，流量计302可以安装于与排水口104相连通的管道403，用于计量排出沉淀腔102的污水量；此时，所述第三阈值可以为事先储存于控制器内的一个水量或水量范围，在排水口104排水的过程中，当流量计监测到的排出沉淀腔102的污水量等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，控制器自动关闭第二阀门402；
85.作为又一种举例，第三采集模块还可以为计时器，计时器与控制器相连，用于记录排水时长，此时，所述第三阈值可以为事先储存于控制器内的一个时长或时长范围，在排水口104排水的过程中，当计时器监测到的排出时长等于所设定的第三阈值或达到所设定的第三阈值的范围时，控制器自动关闭第二阀门402，达到自动决策是/否关闭第二阀门402的目的。
86.为在步骤(4)中，当砂粒输送完毕后自动关闭输送部200，在进一步的方案中，本系统还包括第四采集模块，所述第四采集模块与控制器相连，用于检测是/否有砂粒输出输送部200，在排砂过程中，当第四采集模块检测到没有砂粒输出输送部200时，表明砂粒输送完成，此时，控制器可以自动关闭输送部200。
87.第四采集模块具有多种实施方式，在优选的实施方式中，第四采集模块包括设置于输送部200内的压力传感器、设置于输送部200的出料口204处的光电传感器和/或计时器，压力传感器、光电传感器和/或计时器分别与控制器相连，压力传感器用于监测输送部200内是否有砂粒在输送，光电传感器303用于监测出料口204处是/否有砂粒排出，如图3所
示，以便控制器进行决策，从而实现自动控制；且当输送部200关闭后，可以开始下一批次的污水处理。
88.可以理解，在本实施例中，当第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块以及第四采集模块都采用计时器时，本系统可以只包括一个计时器，该计时器可以分别在进水过程、静置过程、排水过程以及排砂过程中计时，使得控制器可以通过该计时器精确控制各过程的持续时间，例如，进水过程、静置过程、排水过程以及排砂过程中的时间都可以是5分钟，进水过程、静置过程、排水过程以及排砂过程中，当计时器的时间达到5分钟时，控制器关闭相应的部件，使得所对应的过程结束，以便进行下一个过程；可以理解，在本实施例中，所述计时器可以是一个单独的器件，也可以集成于控制器的一个功能部件。
89.实施例2
90.为解决沉淀腔102内的砂粒快速沉淀的问题，本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，本实施例所提供的除砂系统中，沉淀腔102内设置有导流机构，如图4及图5所示，作为优选，所述导流机构包括设置于进水口103下方并用于承接和导流污水的导流部件、及用于引导污水向沉淀腔102底部流动的引流面109，所述引流面109与导流部件相配合，且引流面109与所述导流部件之间具有间隙110；在实际运行时，从进水口103进入沉淀腔102的污水，可以直接落到导流部件并可以沿导流部件流动，并可以经由所述间隙110流向导流面，并最终沿导流面向下流动，采用这样的设计，一方面，污水沿着引流面109向下流动的过程中，可以产生附壁效应，有利于污水中砂和水的快速分离，从而可以显著提高砂粒的沉淀速度，有利于缩短静置时长、提高除砂效率；另一方面，可以有效防止进水直接冲击到内部沉降的砂粒，导致沉淀的砂粒再次扬起的问题，同样也有利于提高沉淀效率；此外，还有利于降低、甚至消除因进水冲击而造成的水体紊流、波动等，有利于沉淀腔102内的污水快速平静，从而更有利于200μm以下细砂粒实现高效沉淀。
91.所述间隙110的大小根据应根据实际需求而定，当进水流量大时，相应地，所述间隙110应该适当增大，当进水流量较小时，相应地，所述间隙110应该适当缩小，使得污水能够流向引流面109。
92.导流部件具有多种实施方式，在优选的实施方式中，导流部件包括倾斜设置的导流板107，如图4及图5所示，所述导流板107位于所述进水口103的下方，引流面109正好位于导流板107的一侧(即进水口103与引流面109不对应)，且导流板107与引流面109之间具有所述间隙110；在实际运行时，从进水口103进入的污水，可以在导流板107的导流作用下沿着导流板107流动，并在流动的过程中转变流向，以便流向所述引流面109，并依附引流面109向下流动，可以有效防止进水对沉淀腔102造成冲击；导流板107可以为平板或弧形板等，且导流板107的倾斜角度可以根据实际需求而定，通常倾斜角度越大，导流板107与引流面109之间的间隙110越大，所能通过的污水流量更大，污水处理效率更高，适用于污水水量更大的场合，导流板107与引流面109之间的间隙110越小，所能通过的污水流量越小，适用于污水水量较小的情况；此外，所述导流板107可以采用v形板，使得在导流板107的作用下，污水可以从中间向两侧分离，并可以分别两侧的引流面109向下流动。
93.在本实施例中，导流板107可以安装于支撑架118，支撑架118安装于壳体101即可。
94.为形成所述引流面109，具有多种实施方式，作为一种举例，引流面109就是壳体101的内壁面，即，壳体101的内壁面也是导流机构的一部分，采用这样结构设计，使得整个
砂水分离器800的内部结构更加简单；作为另一种举例，导流机构还包括引流部件，引流部件固定安装于沉淀腔102中，引流部件包括固定安装于导流板107一侧的引流板108，如图4及图5所示，引流板108的下端可以延伸到沉淀腔102的底部，此时，引流面109即为引流板108一侧的外壁面，所述间隙110为导流板107与引流板108之间的间隙110，引流板108可以竖直安装于沉淀腔102中，也可以倾斜安装于沉淀腔102中。
95.由于从进水口103进入沉淀腔102的污水通常具有一定的水压，在更进一步的方案中，在进一步的实施方式中，导流机构还包括阻挡部件，阻挡部件包括固定安装的挡板111，挡板111位于导流板107的一端，如图4及图5所示，且进水口103和挡板111分别位于导流板107的两端，挡板111主要起到挡水的作用，通过与导流板107的配合，可以有效防止从导流板107一端进水口103处流入的污水直接从导流板107另一端流出，以便将污水全部导流向引流面109。
96.挡板111可以设置于导流板107上远离所述进水口103的一端，且挡板111与导流板107可以为一体结构；挡板111也可以固定于一支架112，该支架112可以固定安装于壳体101，使得挡板111正好位于导流板107的一端，如图4及图5所示。
97.实施例3
98.为解决适配不同进水流量的问题，本实施例3与上述实施例2的主要区别在于，本实施例所提供的除砂系统中，导流板107的倾斜角度可调，以改变所述间隙110的大小，从而可以满足不同污水处理量的需求。
99.具有多种实施方式，而在优选的实施方式中，如图6
‑
图10所示，导流机构还包括可调支撑架，可调支撑架包括固定安装的约束架113、固定安装的调节架114以及限位件116，其中，
100.导流板107的一侧可以可转动的连接于所述约束架113，例如，导流板107可以通过合页117或铰链连接于约束架113，如图8及图9所示，使得导流板107可以相对于约束架113转动；相应地，调节架114安装于对应导流板107端部的位置处，沿调节架114的高度方向设置有若干约束部，限位件116可以可拆卸的设置于任一约束部，用于限制和支撑导流板107，及用于通过与约束部的配合调节所述间隙110的大小，通过限位件116与约束架113的配合，不仅可以有效约束导流板107，使得导流板107稳定保持所设定的倾斜角度，而且通过调节限位件116的位置，可以有效调节导流板107的倾斜角度，进而达到调节所述间隙110大小的目的，以便根据不同的进水流量设置不同的间隙110大小，使得在各种工况下，污水都可以沿引流面109下流，满足各种工况的需求，通用性更好。
101.由于限位件116主要起到限制导流板107转动和支撑导流板107的作用，使得限位件116具有多种实施方式，例如，限位件116可以为螺栓、螺杆、轴、支撑杆(如圆柱杆、圆柱管等)、支撑管(如方杆、方管等)或型材(如角钢、h型钢、c型钢等)等，相应的，所述约束部可以为约束孔115，如图6
‑
图10所示，以便与限位件116相配合，实现限位件116的可拆卸安装，便于工作人员根据实际需求调节限位件116的位置；约束孔115具有多种实施方式，例如，所述约束孔115可优先采用圆孔，限位件116可以采用插接的方式设置于约束孔115内，如图10所示；也可以采用螺纹连接的方式设置于对应的约束孔115内，还可以通过螺母固定于约束部，例如，所述约束孔115也可以是沿竖直方向分布的条孔，此时，所述约束孔115可以通过螺母锁紧于条孔的任一高度处，当限位件116的位置固定后，导流板107的一端正好压在所
述限位件116上，可以对导流板107形成第一约束，而导流板107的一侧可转动的约束于约束，可以对导流板107形成第二约束，通过第一约束与第二约束的配合，在加上污水是沿导流板107的上表面流动，使得导流板107的位置不会发生变动，可以稳定的保持所设定的倾斜角度。
102.调节架114可以优先采用竖直安装，且导流板107的至少一端设置有调节架114，例如，导流板107的两端都设置有调节架114，且两个调节架114的约束部一一对应，从而可以利用两个调节架114同时支撑导流板107；在优选的实施方式中，挡板111也构造有若干沿竖直方向分布的约束部，如图10所示，并可以与导流板107另一端的调节架114相配合，使得限位件116可以同时约束于两个约束部。
103.在本实施例中，约束架113可以采用杆件、管件或型材，调节架114可以优先采用型材。
104.在具体实施时，导流板107的数目可以根据实际需求而定，可以是一个或两个，例如，如图6
‑
图10所示，导流部件包括两个对称设置的导流板107。
105.实施例4
106.为进一步提高200μm以下细砂粒去除效率的问题，本实施例4与上述实施例1、2或3的主要区别在于，本实施例所提供的除砂系统中，还包括用于提升污水的提升泵502和旋流除砂器600，提升泵502通过管道403与旋流除砂器600的入水口601相连通，如图11及图12所示，旋流除砂器600底部的排砂口602通过管道403与进水口103相连通，且第一阀门401可以设置于该管道403。
107.更详细的，在本实施例中，所述旋流除砂器600可以是现有的旋流除砂器600，如图11所示，旋流除砂器600内构造有旋流腔体，且旋流腔体的下端通常构造为锥形，以便形成旋流；旋流除砂器600上端的侧面通常构造有入水口601，使得污水可以沿旋流腔体的切线方向进入旋流腔体内，旋流除砂器600上端的中心位置处构造有出水口603；旋流除砂器600的下端构造有排砂口602。在实际运行时，在提升泵502的余压作用下，含砂污水以一定压力、经由入水口601沿切向进入旋流腔体内，在旋流腔体的作用下自上而下形成外旋流，在底部锥体的收缩限流作用下又自下而上形成内旋流，在内、外旋流的同时作用下，掺杂着轻质有机质的砂粒被有效分离开，相对有机质来说，砂粒的比重较大，粒径较粗，则随着外旋流向下运动，并经由排砂口602排出旋流除砂器600；而轻质有机质(即粒径小于100μm的砂粒)则随着内旋流向上运动，并从出水口603排出旋流除砂器600(即从出水口603排出的水中，砂粒的粒径通常小于100μm)，以便进行后续深度处理；污水经过旋流除砂器600后，相当于从排砂口602排出的是浓缩后的污水(即污水中砂粒的浓度更高，且粒径通常大于100μm)，而通过设置砂水分离器800，可以利用序批式沉淀的方式进一步分离砂水混合物中的水和砂粒(即从出料口204排出的砂粒的粒径通常大于100μm)，而通过旋流除砂器600与砂水分离器800的配合，不仅可以有效去除污水中200μm以上的砂粒，而且可以显著提高100
‑
200μm以下细砂粒的去除效率，从而可以有效提高对污水中细砂粒的去除效果。
108.旋流除砂器600可以安装于架子604，且旋流除砂器600中排砂口602的高度可以高于砂水分离器800中进水口103的高度，如图12所示，以便利用重力实现自流。
109.在更完善的方案中，本系统还包括用于容纳污水的第一容器501，提升泵502与第一容器501相连通，如图12所示，且砂水分离器800的排水口104也可以管道403和/或渠道与
第一容器501相连通，使得从排水口104流出的水可以回流到第一容器501中，以便再次进行除砂；在实际运行时，待处理的污水，如市政污水等，可以被输入所述第一容器501内，使得第一容器501既可以暂存待处理的污水，又可以容纳从砂水分离器800分离出来的水。
110.作为举例，第一容器501可以是水池、水箱或沟渠等。
111.在更进一步的方案中，所述沉淀部100的壳体101还构造有沉淀腔102相连通的溢流口105，且溢流口105的设置高度可以与进水口103的设置高度一致或高于进水口103的设置高度；
112.当本系统仅构造有排水口104时，本系统只能采用序批式的运行方式工作，当本系统同时构造有排水口104和溢流口105时，如图14所示，本系统既可以利用排水口104采用序批式的运行方式工作，也可以利用溢流口105采用连续运行的方式工作，此时，所述第一阀门401始终处于开启状态，而所述第二阀门402始终处于关闭状态即可，有利于本系统满足不同场合的需求。
113.实施例5
114.为解决旋流除砂器600与序批式砂水分离器800的高效配合运行问题，本实施例5与上述实施例4的主要区别在于，本实施例所提供的除砂系统还包括用于存储砂水混合物的第二容器700，第二容器700安装于排砂口602的下方，并与旋流除砂器600的排砂口602相连通，如图13及图14所示，且旋流除砂器600的下端通过管道403与砂水分离器800的进水口103相连通，此时，所述第一阀门401可以设置于该管道403；在该方案中，第二容器700主要用于暂存排砂口602所排出的砂水混合物，使得在实际运行过程中，设置于第二容器700上游的提升泵502和旋流除砂器600可以连续运行，而设置于第二容器700下游的第一阀门401、螺旋输送机构以及第二阀门402可以采用序批式的运行方式工作，即采用“进水
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沉淀
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排水
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提砂”的序批式运行模式，从而可以显著提高200μm以下细砂粒的去除效率。
115.在具体实施时，第二容器700可以优先采用砂缸、箱体或罐体等，只需能暂时储存砂水混合物即可，第二容器700的设置高度可以高于砂水分离器800中进水口103的设置高度，如图13及图14所示，以便利用重力实现自流。
116.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。