二沉池的流场调控装置的制作方法

1.本实用新型涉及水处理技术领域，特别地，涉及一种二沉池的流场调控装置。


背景技术：

2.在城镇污水处理过程中，二沉池设置于曝气池之后，是活性污泥系统重要的组成部分。它的作用有：(1)澄清，通过泥水分离(沉淀)产生清洁出水；(2)浓缩，提供浓缩和回流活性污泥；(3)污泥储存，根据水量、水质的变化暂时储存活性污泥。二沉池的工作效果直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。二沉池形式有辐流式、平流式和竖流式三种，其中，辐流式沉淀池又分为中心进水周边出水和周边进水周边出水两种形式。
3.周边进水周边出水辐流式二沉池与其它形式沉淀池相比，通过周边进水的方式提高了沉淀效果，但由于其进水渠和出水渠相邻，对水流在池内的流动轨迹及流场结构提出了更为严格的要求，若无法满足其流场方面的要求，该形式沉淀池极易发生短流现象，造成池体容积利用率低下，进而影响出水水质。为避免这样的情况发生，在池内增设导流装置是十分有效的。
4.现有导流装置的侧视图如图1所示，由导流横板及导流竖板组成，导流横板为正方形，位于每一个配水孔口正下方；导流竖板为直板，位于出水廊道下方，沿圆周布置一圈。该种形式的导流装置通过设置导流横板，破坏配水孔口入流的射流特征，使入流流速迅速降低、并均匀沿导流横板四周散开；而通过设置导流竖板来防止上述被打散的射流立即向上方的出水堰流去。但该种形式的导流装置本身结构有缺陷，导致其能够完成的功能有限，对配水孔口射流的流速大小及方向的控制不够精准，无法使沉淀池的运行效果达到设计目标。具体来说，经配水孔口进入导流区的混水流触碰到导流横板向四周均匀散开，由于导流横板距离池壁和距离导流竖板的距离不同，使得水流在近池壁一侧流速高于近导流竖板一侧，导致水流在竖直方向再次汇集到靠近池壁位置，形成一股高流速、紊态水流斜向下向底部沉泥层冲击，它不仅极易在池内形成短流，还会扰乱原本在沉淀池底部发生的沉淀过程，对沉淀效果有不利的影响；严重时，这股水流对底部冲击力过大，会出现跑泥的现象，影响出水水质；此外，这种冲击导致的入流能量耗散、损失还会导致它不具备条件行至池中心，导致池中心形成清水区(死水区)，减小沉淀池的有效容积，降低沉淀效率。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种二沉池的流场调控装置，以解决现有导流装置存在的“极易在池内形成短流、扰乱原本在沉淀池底部发生的沉淀过程、对沉淀效果产生不利影响、影响出水水质、减少沉淀池的有效容积”的技术问题。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种二沉池的流场调控装置，包括：设置于二沉池配水廊道每个配水孔下方的导流横板，及与导流横板配合作用引导入射混水流的行进轨迹的导流竖筒；导流竖筒竖直设置，其上端连接于二沉池出水廊道的底部，其相对的下端朝二沉池池底延伸；导流横板呈条
形，其长度方向的第一端与二沉池的池壁间隔设置，其相对的第二端朝导流竖筒侧延伸，且导流横板的长度为配水孔直径的2～6倍、宽度为配水孔直径的1～5倍、第一端与池壁之间间隙的宽度为配水孔直径的40～80％。
8.进一步地，导流横板上开设有若干用于平衡其上下两侧水压的过流孔口；过流孔口贯穿导流横板的板面，且过流孔口的直径为配水孔直径的10～50％。
9.进一步地，若干过流孔口沿导流横板长度方向的中线对称布设；各过流孔口的孔中心距导流横板长边边缘的距离为配水孔直径的0.1～1倍；各过流孔口的孔中心距导流横板远离池壁的短边边缘的距离为配水孔直径的0.5～2倍。
10.进一步地，二沉池的流场调控装置还包括用于对应安装导流横板的安装支架，安装支架的一端与二沉池的池壁固定，其相对的另一端朝导流竖筒侧延伸；导流横板水平固定于安装支架上，且其上表面与配水廊道底部的距离为配水孔直径的0.5～4倍。
11.进一步地，导流竖筒包括中空筒状且沿竖向延伸的直板段，及中空筒状且沿竖向逐渐内缩的斜板段；直板段的顶端与出水廊道的底板通过紧固件连接，直板段的底端固定连接斜板段。
12.进一步地，导流竖筒包括沿周向依次设置的导流竖板，各导流竖板包括沿竖向延伸的直板段，及竖直方向上朝二沉池的中心倾斜延伸的斜板段；直板段的顶端与出水廊道的底板通过紧固件连接，直板段的底端固定连接斜板段。
13.进一步地，斜板段与直板段之间具有30～45
°
的夹角。
14.进一步地，直板段的长度为二沉池池深的20～25％；斜板段的长度为直板段长度的30～40％。
15.进一步地，直板段的外径为二沉池内径的92～96％；斜板段底端的外径为直板段外径的91～99％。
16.进一步地，直板段为截面呈多边形的棱柱，斜板段为配合设置的棱台；或者，直板段为截面呈圆形的圆柱，斜板段为配合设置的圆台。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型的流场调控装置，通过导流横板的形状设置(导流横板呈条形)、导流横板的尺寸设置(导流横板的长度为配水孔直径的2～6倍、宽度为配水孔直径的1～5倍)、以及导流横板与池壁的间隙设置(第一端与池壁之间间隙的宽度为配水孔直径的40～80％)，从而使经配水孔进入导流区的混水射流不仅能被导流横板打散，且能以较高的均匀性通过导流横板四侧，从而有效防止水流在侧墙和竖板两侧流速大小不均带来的“极易在池内形成短流、扰乱原本在沉淀池底部发生的沉淀过程、对沉淀效果产生不利影响、影响出水水质、减少沉淀池的有效容积”等不利影响；本实用新型的流场调控装置，在导流横板与导流竖筒的共同作用下，引导入射混水流的行进轨迹布满沉淀池垂向断面的四周，从而最大限度的发挥周进周出式辐流式沉淀池的特点，提高沉淀效率，提升出水水质。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的
示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1是现有导流装置的侧视图；
22.图2是本实用新型优选实施例的二沉池的流场调控装置的侧视图；
23.图3是图2中导流横板的俯视图。
24.图例说明
25.10、二沉池；101、配水孔；102、池壁；11、配水廊道；12、出水廊道；20、导流横板；201、过流孔口；30、导流竖筒；31、直板段；32、斜板段；40、安装支架。
具体实施方式
26.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
27.参照图2和图3，本实用新型的优选实施例提供了一种二沉池的流场调控装置，包括：设置于二沉池10配水廊道11每个配水孔101下方的导流横板20，及与导流横板20配合作用引导入射混水流的行进轨迹的导流竖筒30。导流竖筒30竖直设置，其上端连接于二沉池10出水廊道12的底部，其相对的下端朝二沉池10池底延伸。导流横板20呈条形，其长度方向的第一端与二沉池10的池壁102间隔设置，其相对的第二端朝导流竖筒30侧延伸，且导流横板20的长度为配水孔101直径的2～6倍、宽度为配水孔101直径的1～5倍、第一端与池壁102之间间隙的宽度为配水孔101直径的40～80％。
28.本实用新型的流场调控装置工作时，通过配水孔101的混水射流首先经导流横板20打散，均匀地从导流横板20四周向下方流去；其后，打散均匀的入流在池壁102和导流竖筒30中间与导流横板下方原本静止的水流发生掺混，进一步在垂向上均匀流速并向池底方向流去；最后进入二沉池10的沉淀区发生泥水分离，分离出的澄清水继续向上往水面，后经池周出水堰流出沉淀池。
29.本实用新型的流场调控装置，通过导流横板20的形状设置(导流横板20呈条形)、导流横板20的尺寸设置(导流横板20的长度为配水孔101直径的2～6倍、宽度为配水孔101直径的1～5倍)、以及导流横板20与池壁102的间隙设置(第一端与池壁102之间间隙的宽度为配水孔101直径的40～80％)，从而使经配水孔101进入导流区的混水射流不仅能被导流横板20打散，且能以较高的均匀性通过导流横板20四侧，从而有效防止水流在侧墙和竖板两侧流速大小不均带来的“极易在池内形成短流、扰乱原本在沉淀池底部发生的沉淀过程、对沉淀效果产生不利影响、影响出水水质、减少沉淀池的有效容积”等不利影响；本实用新型的流场调控装置，在导流横板20与导流竖筒30的共同作用下，引导入射混水流的行进轨迹布满沉淀池垂向断面的四周，从而最大限度的发挥周进周出式辐流式沉淀池的特点，提高沉淀效率，提升出水水质。
30.可选地，如图3所示，导流横板20上开设有若干用于平衡其上下两侧水压的过流孔口201。过流孔口201贯穿导流横板20的板面，且过流孔口201的直径为配水孔101直径的10～50％。通过在导流横板20上增设小直径过流孔口201，从而使导流横板20上下两侧的水压能够得到很好的平衡，在保障水流在导流区过流断面上的流速均匀性的同时，预防了导流横板20在工作时板上下两侧动水压力过大带来的不利影响。
31.本可选方案中，如图3所示，若干过流孔口201沿导流横板20长度方向的中线对称布设，进一步提高导流横板20上下两侧水压平衡的效果。各过流孔口201的孔中心距导流横板20长边边缘的距离为配水孔101直径的0.1～1倍。各过流孔口201的孔中心距导流横板20远离池壁102的短边边缘的距离为配水孔101直径的0.5～2倍。通过进一步设置过流孔口201在导流横板20上的布设方式，进而进一步提升过流孔口201的作用效果。
32.可选地，如图2所示，二沉池的流场调控装置还包括用于对应安装导流横板20的安装支架40，安装支架40的一端与二沉池10的池壁102固定，其相对的另一端朝导流竖筒30侧延伸。导流横板20水平固定于安装支架40上，且其上表面与配水廊道11底部的距离为配水孔101直径的0.5～4倍。通过进一步对导流横板20的布设方式和位置进行限定，以用于进一步提升导流横板20对混水射流的作用效果，使混水射流更加均匀的被打散，且导流横板20安装简单、容易拆装。
33.可选地，导流竖筒30的第一实施例，如图2所示，导流竖筒30包括中空筒状且沿竖向延伸的直板段31，及中空筒状且沿竖向逐渐内缩的斜板段32。直板段31的顶端与出水廊道12的底板通过紧固件连接，直板段31的底端固定连接斜板段32。
34.可选地，导流竖筒30的第二实施例，导流竖筒30包括沿周向依次设置的导流竖板，各导流竖板包括沿竖向延伸的直板段31，及竖直方向上朝二沉池10的中心倾斜延伸的斜板段32。直板段31的顶端与出水廊道12的底板通过紧固件连接，直板段31的底端固定连接斜板段32。
35.导流竖筒30的第一、第二实施例中，均匀打散的入流与导流横板20下方静止的水流掺混在垂向上均匀流速向池底方向流去后，当水流进入到侧墙与导流竖筒30的斜板段32中间时，其在斜板段32的引导下发生流动方向的改变，倾斜向中心流动进入沉淀区；随后，这部分入流触碰至底部沉泥并进一步改变流动方向为平行池底坡度，并行至池中心发生沉淀；其后，澄清水继续向上往水面，后经池周出水堰流出二沉池10。
36.本可选方案中，如图2所示，斜板段32与直板段31之间具有30～45
°
的夹角。工作时，导流竖筒30下端的斜板段32则可以很好的引导垂向入流稍加倾斜进入沉淀池内的主体——沉淀区，且该角度范围时，既能避免对底部沉泥部分冲击过大，防止了跑泥现象的发生，又保障了入流能量得到较大限度的保留，使它有足够的动能行至沉淀池中央，防止池中心死水区的出现，增大沉淀池的有效容积。
37.本可选方案中，如图2所示，直板段31的长度为二沉池10池深的20～25％。斜板段32的长度为直板段31长度的30～40％。通过设置适宜长度的直板段31和斜板段32，经导流横板20打散的高速混水有足够的长度在流动方向进行均化，进一步保障导流区过水断面上的流速均匀性，并使入流能量保持在一个合理的范围，即不过高、防止短流现象出现，也不过低、防止水流后续进入沉淀区行进动能不足。
38.本可选方案中，如图2所示，直板段31的外径为二沉池10内径的92～96％。斜板段32底端的外径为直板段31外径的91～99％。直板段31和斜板段32的该优化设置，可进一步提高导流竖筒30对水流的作用效果。
39.本可选方案中，直板段31为截面呈多边形的棱柱，斜板段32为配合设置的棱台。或者，直板段31为截面呈圆形的圆柱，斜板段32为配合设置的圆台。直板段31和斜板段32的形状设置，使其加工简单，且容易安装。
40.本实用新型的具体实施例：
41.本实用新型的流场调控装置包括：设置于二沉池10配水廊道11每个配水孔101正下方的导流横板20，导流横板20的长度为配水孔直径的3.2倍，其宽度为配水孔直径的2.5倍。导流横板20上设有2个等孔径的过流孔口201，它们沿导流横板20长度方向中心线对称布置，其直径为配水孔直径的20％，孔中心距导流横板20长边边缘的距离等于配水孔直径、距离导流横板20短边边缘的距离为配水孔直径的5倍。导流横板20与配水廊道11底部的距离为配水孔直径的2倍。沿出水廊道12底部一圈设置的导流竖筒30，导流竖筒30的上部为圆柱形(注:没有上底面、下底面)，下部为圆台形状(注：没有上底面、下底面)，圆柱的下部与圆台的顶部连接，且圆柱与圆台拥有相同的轴线，其上部圆柱的直径为二沉池10内径的94％，下部圆台下底面的直径为上部圆柱直径的98％。导流竖筒30在竖直方向上分为直板段31和斜板段32。其中，直板段31的长度为池深的24％，斜板段32的长度为直板段31的33％。圆柱的母线与圆台的母线呈45
°
夹角。导流竖筒30顶部与出水廊道12底板通过膨胀螺栓连接固定。
42.作业过程中，通过配水孔101的混水射流经导流横板20打散、均匀地从导流横板20四周向下方流去；其后，这部分入流在侧壁和导流竖筒30的直板段31中间与导流横板20底部原本静止的水流发生掺混、进一步在垂向上均匀流速向池底方向流去；当水流进入到侧墙与导流竖筒30的斜板段32中间时，其在斜板段32的引导下发生流动方向的改变，倾斜向中心流动进入沉淀区；随后，这部分入流触碰至底部沉泥并进一步改变流动方向为平行池底坡度、发生沉淀，并行至池中心；其后，澄清水继续向上往水面，后经池周出水堰流出沉淀池。
43.本实用新型采用金属材质或塑料材质制作。模拟及实验数据表明，本实用新型与现有技术相比：配水均匀性提高了25％；短流削减效果明显，容积利用率提高了40％；有效避免了底部沉泥卷起的现象发生，降低了出水悬浮物的浓度。
44.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。