一种用于河流治理的泥沙分离系统及分离方法与流程

1.本发明属于固液分离技术领域，特别涉及一种用于河流治理的泥沙分离系统及分离方法。


背景技术：

2.黄河以泥沙含量高而闻名于世，其含沙量居世界各大河之冠。黄河多泥沙是由于其流域为暴雨区，而且中游两岸大部分为黄土高原。由于河水中泥沙过多，使下游河床和三门峡库区因泥沙淤积而不断抬高，有些地方河底已经高出两岸地面，成为“悬河”。控制水土流失，拦洪筑坝、加固黄河大堤还是十分艰巨的工程。对黄河治理的关键是治沙。黄河每立方米水的年均含沙量约35千克，最多时可达750千克左右，每年黄河中游输入下游的泥沙达16亿吨。
3.现有技术中，对于河道、水坝、水库等一般都需要构建具有泥沙分离功能的水利水电站拦水水坝。然而，对于现有的拦水坝结构来讲，多采用拦水坝体倾倒的方式进行排水，河道内会沉积大量泥沙，同时现有拦水坝体缺乏对杂质过滤、泥沙分离等作用，一旦河流泥沙含量高，拦水水坝容易於塞而失去泥沙分离的作用，对于现有的泥沙过滤设备来讲，过滤设施是简单的过滤格栅，只能将大块固体或其他物质通过过滤格栅截留在外，无法使泥沙固体及其他物质从液体中分离出来。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于河流治理的泥沙分离系统及分离方法，采用橡胶坝 侧流运行方式，占地面积小，在不影响汛期行洪前提下，实现黄河干流、水库、支流水中泥沙分离、干化，提高除砂效率，降低黄河水泥沙含量。
5.本发明的技术方案在于：一种用于河流治理的泥沙分离系统，包括橡皮坝、引水口、泥沙分离基础、多组水平管泥沙分离器、叠螺机，所述橡皮坝位于河道内，所述橡皮坝的设置方向与河道内水流方向垂直，所述引水口位于河坝底部、所述橡皮坝前方，所述的泥沙分离基础位于所述河坝内部，其内设有水平管泥沙分离器，所述的叠螺机安装在所述河坝顶部。
6.所述泥沙分离基础包括侧面引水渠、模块固定基础、泥沙杂物池，所述侧面引水渠一端与所述引水口相连通，另一端与所述泥沙杂物池相连通，所述侧面引水渠靠近河道的一侧设有所述模块固定基础，所述模块固定基础靠近所述侧面引水渠的一侧下部设有引水渠排泥槽，所述模块固定基础靠近河道的一侧下部设有设备排泥槽，所述泥沙杂物池内设有排泥井，所述叠螺机安装在所述排泥井内。
7.所述模块固定基础、泥沙杂物池靠近河道的一侧设有出水围堰。
8.所述侧面引水渠水流方向与水平管泥沙分离器端面夹角范围为20~90度。
9.所述水平管泥沙分离器为箱型壳体结构，从左到右依次包括进水限流口、布水室、沉淀室、出水室，所述进水限流口上装有格栅，所述出水室上方设有高位排水口，所述沉淀
室底部设有排泥口。
10.所述格栅的进水方向与所述水平管泥沙分离器外的侧面引水渠水流方向平行。
11.所述水平管泥沙分离器为模块化设计，单个水平管泥沙分离器的河水处理能力为1立方米/秒。
12.一种用于河流治理的泥沙分离方法，使用如上所述的任意一种用于河流治理的泥沙分离系统，具体过程如下：s1: 在河道内设置橡皮坝，将含泥沙的河水从引水口进入侧面引水渠；s2：含泥沙的河水从侧面引水渠进入水平管泥沙分离器，泥沙与水分离后向下流入设备排泥槽，并进入泥沙杂物池，经过叠螺机干化处理输送到堆泥场，分离泥沙的河水从水平管泥沙分离器的出水室排入河道内。
13.所述步骤s2中，含泥沙的河水如果携带大块杂物、漂浮物、无法进入水平管泥沙分离器时，经侧面引水渠顺流直接淤积在泥沙杂物池，打捞分离去除。
14.本发明的技术效果在于：1.本发明采用橡胶坝 侧流运行方式，在河道内布设安装，占地面积小，沉淀效率是同等大小平流式沉淀池的10倍以上；2.本发明混凝土基础侧向布置，不占用主河道，橡胶坝汛期可塌坝运行，不影响自然河道汛期行洪；3.本发明采用水平管泥沙分离器，除砂效率高，除砂可达98%以上，无阻力垂直排泥，不易堵塞，易清理。
15.以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
16.图1为本发明实施例一种用于河流治理的泥沙分离系统的结构示意图。
17.图2为本发明实施例一种用于河流治理的泥沙分离系统的泥沙分离基础结构示意图。
18.图3为本发明实施例一种用于河流治理的泥沙分离系统的水平管泥沙分离器结构示意图。
19.附图标记：1-河坝，2-水平管泥沙分离器，3-橡皮坝，4-叠螺机，5-入水口，6-河道，7-侧面引水渠，8-模块固定基础，9-引水渠排泥槽，10-设备排泥槽，11-泥沙杂物池，12-排泥井，13-出水围堰，21-进水限流口，22-布水室，23-沉淀室，24-出水室，25-高位排水口 26-排泥口。
具体实施方式
20.实施例1在不影响汛期行洪前提下，为了提高河水泥沙分离效率，本发明提供了如图1所示的一种用于河流治理的泥沙分离系统及分离方法，本发明采用橡胶坝 侧流运行方式，占地面积小，在不影响汛期行洪前提下，实现黄河干流、水库、支流水中泥沙分离、干化，提高除砂效率，降低黄河水泥沙含量。
21.如图1、图2所示，本发明提供了一种用于河流治理的泥沙分离系统，包括橡皮坝3、引水口5、泥沙分离基础、多组水平管泥沙分离器2、叠螺机4，所述橡皮坝3位于河道6内，所述橡皮坝3的设置方向与河道6内水流方向垂直，所述引水口5位于河坝1底部、所述橡皮坝3前方，所述的泥沙分离基础位于所述河坝1内部，其内设有水平管泥沙分离器2，所述的叠螺
机4安装在所述河坝1顶部。
22.使用过程中，在河道内设置橡皮坝3，将含泥沙的河水从引水口5进入泥沙分离基础，含泥沙的河水进入水平管泥沙分离器2，泥沙与水分离后淤积在泥沙杂物池11，经过叠螺机4干化处理输送到堆泥场，分离泥沙的河水从水平管泥沙分离器2排入河道6内。本发明采用橡胶坝 侧流运行方式，占地面积小，在不影响汛期行洪前提下，实现黄河干流、水库、支流水中泥沙分离、干化，提高除砂效率，降低黄河水泥沙含量。
23.实施例2优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述泥沙分离基础包括侧面引水渠7、模块固定基础8、泥沙杂物池11，所述侧面引水渠7一端与所述引水口5相连通，一端与所述泥沙杂物池11相连通，所述侧面引水渠7靠近河道6的一侧设有所述模块固定基础8，所述模块固定基础8靠近所述侧面引水渠7的一侧下部设有引水渠排泥槽9，所述模块固定基础8靠近河道6的一侧下部设有设备排泥槽10，所述泥沙杂物池11内设有排泥井12，所述叠螺机4安装在所述排泥井12内。
24.使用过程中，所述泥沙分离基础包括侧面引水渠7、模块固定基础8、泥沙杂物池11，所述侧面引水渠7一端与所述引水口5相连通，另一端与所述泥沙杂物池11相连通，所述侧面引水渠7靠近河道6的一侧设有所述模块固定基础8，混凝土基础侧向布置，不占用主河道，占地面积小，沉淀效率是同等大小平流式沉淀池的10倍以上。
25.实施例3优选的，在实施例2的基础上，本实施例中，所述模块固定基础8、泥沙杂物池11靠近河道6的一侧设有出水围堰13。
26.使用过程中，所述模块固定基础8、泥沙杂物池11靠近河道6的一侧设有出水围堰13，防止河道6内的杂物堵塞水平管泥沙分离器2，保证系统排水畅通。
27.实施例4优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述侧面引水渠7水流方向与水平管泥沙分离器2端面夹角范围为20~90度。
28.使用过程中，所述侧面引水渠7水流方向与水平管泥沙分离器2端面夹角范围为20~90度，含泥沙的河水如果携带大块杂物、漂浮物、无法进入水平管泥沙分离器2时，经侧面引水渠7顺流直接进入泥沙杂物池11，打捞分离去除。
29.实施例5如图3所示，优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述水平管泥沙分离器2为箱型壳体结构，从左到右依次包括进水限流口21、布水室22、沉淀室23、出水室24，所述进水限流口21上装有格栅，所述出水室24上方设有高位排水口25，所述沉淀室23底部设有排泥口26。
30.使用过程中，所述出水室24上方设有高位排水口25，所述沉淀室23底部设有排泥口26，垂直排泥道向下经所述沉淀室23底部设有排泥口26沉沙进入设备排泥槽10，实现泥沙与水固液分离，无阻力垂直排泥，不易堵塞，易清理。
31.实施例6优选的，在实施例5的基础上，本实施例中，所述格栅的进水方向与所述水平管泥沙分离器2外的侧面引水渠7水流方向平行。
32.使用过程中，所述格栅的进水方向与所述水平管泥沙分离器2外的侧面引水渠7水流方向平行，水流冲刷，格栅不会被水中漂浮物堵塞，进水限流口21限制了模块内的流速，保证了模块内层流速度在设计范围内高效分离泥沙。
33.实施例7优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述水平管泥沙分离器2为模块化设计，单个水平管泥沙分离器2的河水处理能力为1立方米/秒。
34.使用过程中，所述水平管泥沙分离器2为模块化设计，可以根据河道来水流量，选择模块数量，设计单排或多排基础，模块并列安装，使用方便、安装快捷。
35.实施例8一种用于河流治理的泥沙分离方法，使用如上所述的任意一种用于河流治理的泥沙分离系统，具体过程如下：s1: 在河道内设置橡皮坝3，将含泥沙的河水从引水口5进入侧面引水渠7；s2：含泥沙的河水从侧面引水渠7进入水平管泥沙分离器2，泥沙与水分离后向下流入设备排泥槽10，并进入泥沙杂物池11，经过叠螺机4干化处理输送到堆泥场，分离泥沙的河水从水平管泥沙分离器2的出水室24排入河道6内。
36.所述步骤s2中，含泥沙的河水如果携带大块杂物、漂浮物、无法进入水平管泥沙分离器2时，经侧面引水渠7顺流直接淤积在泥沙杂物池11，打捞分离去除。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。