CN111389061A - 立式多程同向流沉降分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式多程同向流沉降分离装置，包括箱体，其内沿高度方向设置有顺次连通且方向相反的多个沉降分离单元，沉降分离单元的结构包括沿水平方向倾斜向下设置的沉降板，其上游一侧及两边均与箱体内壁抵接，两个相邻的沉降板倾斜方向相反，位于沉降板下游一侧边缘设有沉渣收集槽和竖直的溢流挡板，与收集槽相连有沉降物排出管；箱体顶部底部分别设有液体流入管和液体流出管，混合物从流入管进入后依次流过不同的单元进行沉降分离。轻相和重相为同方向流动，解决了用多层隔板增加沉降面积而造成的轻重相之间的扰动问题，减少了沉降设备的占地面积、提高了沉降分离效率。

Description

立式多程同向流沉降分离装置

技术领域

本发明涉及絮凝混合物沉降分离技术领域，尤其是一种立式多程同向流沉降分离装置。

背景技术

混合物的沉降分离是工业生产中和各种污水、废水、废气、废渣等处理过程中经常用到技术手段，常用的分离设备有沉降池、沉降槽、多层沉降室等。对于待分离相密度差或者粒度差较大的体系，沉降分离的效率较高，但是对于待分离相的密度差或粒度差较小的体系，则存在着两相相对运动速度小、分离效率低、需要较大的沉降面积和较长的沉降时间、导致设备占地面积较大等技术问题。

现有技术中，提高沉降分离效率、减小设备占地面积的方法和设备，如斜管/斜板沉降池、隔板絮凝池、折流絮凝池等，虽然提高了分离效率，但是由于连续相和分散相在流动过程中流向相反或者交错，相互之间存在较大的扰动，往往使已经沉降的絮凝物重新扬起，或者是抵消絮凝物的沉降速度，所以仍然存在着分离效率低、占地面积大、生产能力低下等问题。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的立式多程同向流沉降分离装置，待分离的混合物依次流过垂直方向上交替排列的多个沉降分离单元，在每个单元中连续相和沉降相以相同的方向流动，避免了逆向流动和折流引起的扰动，从而极大地提高分离效果，可以用于较难沉降分离的絮凝混合物的沉降分离，减少沉降分离时间，提高生产效率。同时，每个分离单元的流道截面积逐渐扩大，流动速度逐渐降低，更有利于沉降分离，而分离单元的尽头设置溢流挡板，可以将高度低于挡板的颗粒进一步拦截下来，进一步提高分离效果。

本发明所采用的技术方案如下：

一种立式多程同向流沉降分离装置，包括箱体，所述箱体内沿高度方向设置有顺次连通的多个沉降分离单元，上下相邻两个沉降分离单元的流动方向相反，每个沉降分离单元的结构为：包括沿水平方向倾斜向下设置的沉降板，沉降板上游一侧及两边均与箱体内壁抵接，位于所述沉降板下游侧设有沉渣收集槽，沉渣收集槽的下游侧边缘设有竖直的溢流挡板；上下相邻的两个沉降分离单元的沉降板倾斜方向相反，使每个沉降分离单元的流道截面积沿流动方向呈渐扩式增加；所述箱体顶部、底部分别设有液体流入管、液体流出管，含固液体从液体流入管流入箱体内，沿高度方向依次经多个沉降分离单元进行沉降分离后，清澈液体从所述液体流出管流出；沉渣收集槽与固定在箱体上的沉降物排出管连接，每个单元中沉降的固体汇集于沉渣收集槽后，从所述沉降物排出管中排出。

所述箱体为正方体或长方体。

所述溢流挡板的宽度、沉降板的宽度和箱体的宽度相同，溢流挡板、沉降板分别与箱体内壁紧密对接，相邻两个沉降分离单元的溢流挡板平行设置，且分别分布在箱体的两侧。

溢流挡板的上缘据上一个分离单元的倾斜沉降板的垂直高度以及溢流挡板自身的高度都根据实际工艺情况决定。

还包括布水管，所述布水管位于最顶部的沉降分离单元(箱体顶部一侧)，布水管一侧壁与所述液体流入管连通，另一侧壁上沿轴向均布有多个布水口，通过所述多个布水口，向最顶部的沉降分离单元内输入含絮凝物液体。

布水管高度可根据实际工艺情况决定。

最底部的沉降单元的底板为箱体底板，位于其下游一侧也设有相应的沉渣收集槽，其出口端也对接有相应的沉降物排出管；所述液体流出管设置在位于最底部沉降分离单元的箱体侧壁上。

在渐扩式的流道中，混合物流速逐渐降低，有利于重相固体颗粒的沉降分离；液体和不能沉降下来的小颗粒向斜上方流动直至流过溢流挡板后垂直向下流入下一个单元继续分离，而沉降至倾斜式沉降板的固体颗粒以及被溢流挡板挡下来的固体颗粒则慢慢流入沉降板底部的沉渣收集槽，从侧面的沉降物排出管排出。在这一过程中，轻相和重相为同方向流动，轻相从折流挡板的顶部流入下一个分离单元，不会对重相颗粒的沉降造成扰动，

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，用多个垂直排列、方向相反的沉降分离单元实现了同向流沉降分离，解决了用多层隔板增加沉降面积而造成的待分离相之间的扰动问题，使得增加沉降面积、延长沉降时间和流体扰动降低分离效率的矛盾得到了解决；用交替排列的倾斜式沉降板造成分离单元的渐扩式的流动通道，使混合物的流速逐渐降低，提高沉降分离效率；用设置溢流挡板的方式分割沉降分离单元，不仅减少轻相流动方向改变对重相沉降的扰动作用，还可以进一步拦截轻相流中高度低于挡板高度的固体颗粒，进一步提高分离效率；沉降单元竖直叠放，大幅减少了沉降设备的占地面积；上述设计大幅提高了沉降分离效率。本发明还具有如下优点：

待分离的混合物依次立式流过不同的单元，在每个单元中连续相和沉降相同向流动，避免了逆向流动和折流引起的扰动，单元的底板为与流动方向相同方向的倾斜板，沉降相沉降到底板后自动下滑至倾斜板底端的沉渣收集槽，由沉渣排出管排出或抽出，而轻相在两块方向相反的倾斜板形成的渐扩式流道中流动，速度逐渐减小，有利于沉降相的沉降；轻相流至流道尽头后通过尽头的溢流挡板流入下一级单元，进行下一级沉降分离流动，经多次沉降分离后，使原混合物得到较彻底的分离。

本发明的装置中，沉降分离单元在竖直方向而非水平方向排列，极大地增大沉降面积而节省占地面积；根据沉降分离的浅池理论，沉降分离效率与沉降面积成正比，与高度无关，故沉降分离单元的高度较小，在相同的装置高度内可以设置较多的沉降分离单元，流体在多个沉降分离单元间反复流动，分离效率成倍提高，且待分离的轻相和重相在单元内进行严格的同向流动，沉降的重相物料由倾斜板底端的沉降物排出管排出，而轻相由每个单元上部的溢流挡板流至下一单元，轻相和重相之间不会因为相互影响，造成对方的扰动和返混，故大幅提高分离效率。

附图说明

图1为本发明的内部结构的主视图。

图2为本发明实施状态的结构示意图。

图3为本发明最顶部沉降分离单元的安装结构的俯视图。

图4为本发明最顶部沉降分离单元的安装结构的侧视图。

其中：1、箱体；2、液体流入管；3、液体流出管；4、沉降板；5、溢流挡板；6、沉降物排出管；7、沉渣收集槽；8、布水管；81、布水口。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图4所示，本实施例的立式多程同向流沉降分离装置，包括箱体1，箱体1内沿高度方向设置有顺次连通的多个沉降分离单元，上下相邻两个沉降分离单元的流动方向相反，每个沉降分离单元的结构为：包括沿水平方向倾斜向下设置的沉降板4，沉降板4上游一侧及两边均与箱体1内壁抵接，位于沉降板4下游侧设有沉渣收集槽7，沉渣收集槽7的下游侧边缘设有竖直的溢流挡板5；上下相邻的两个沉降分离单元的沉降板4倾斜方向相反，使每个沉降分离单元的流道截面积沿流动方向呈渐扩式增加；箱体1顶部、底部分别设有液体流入管2、液体流出管3，含固液体从液体流入管2流入箱体1内，沿高度方向依次经多个沉降分离单元进行沉降分离后，清澈液体从液体流出管3流出；沉渣收集槽7与固定在箱体1上的沉降物排出管6连接，每个单元中沉降的固体汇集于沉渣收集槽7后，从沉降物排出管6中排出。

溢流挡板5的宽度、沉降板4的宽度和箱体1的宽度相同，溢流挡板5、沉降板4分别与箱体1内壁紧密对接，相邻两个沉降分离单元的溢流挡板5平行设置，且分别分布在箱体1的两侧。

还包括布水管8，布水管8位于箱体1顶部一侧，布水管8一侧壁与液体流入管2连通，另一侧壁上沿轴向均布有多个布水口81，通过多个布水口81，向最顶部的沉降分离单元内输入含固液体。

最底部的沉降单元的底板为箱体1底板，位于其下游一侧也设有相应的沉渣收集槽7，其出口端也对接有相应的沉降物排出管6；液体流出管3设置在位于最底部沉降分离单元的箱体1侧壁上。

箱体1为正方体或长方体。

具体实施过程中，溢流挡板5的顶端距离上部沉降板4的高度可根据具体工艺条件决定；流入管2和布水管8的高度相对应；各单元的溢流挡板5的高度由具体工艺条件决定；每个沉降分离单元的高度可以相等，也可以根据具体的工艺要求而不相等，例如，从上往下，每个沉降分离单元的高度越来越小。

本发明在工作过程中，如图2所示，含固或者含絮凝物的液体从液体流入管2流入到布水管8中，通过多个沿着与流动方向相垂直的方向均匀布置的布水口81的布水，均匀流入到箱体1最顶部的一个沉降分离单元中，沉降板4沿流动方向倾斜向下，使得流道截面积渐扩式增大，流速减慢，固相或絮凝体沿带箭头圆弧实线方向沉降到沉降板4上，并沿着倾斜的沉降板慢慢滑落到沉渣收集槽7中，通过沉降物排出管6排到箱体1外(可利用泵或其他装置)，经过一次沉降的液体沿着带箭头虚线方向流动，从溢流挡板5顶部溢流到下一沉降分离单元的沉降板4中，溢流挡板5的顶部可以是直线式，也可以是锯齿式等形状；下一沉降分离单元的沉降板4仍然沿流动方向倾斜向下设置，流道截面积渐扩式增大，流速减慢，完成与第一沉降分离单元中同样的沉降过程，含固液体的含固量进一步降低，直到最底部沉降分离单元，经过多次往复流动和沉降的含固液体中固相被分离，清澈液体从液体流出管3排出箱体1外。

具体实施例：

一种地表污染水，COD为37mg/L，浊度为21.6NTU，SS为23mg/L。加入1‰体积分率的聚合硫酸亚铁溶液(质量浓度10％)，搅拌10分钟以形成均匀的絮凝混合物，引入本发明的装置，经过反复同向流分离后，从最下面一层沉降分离单元流出清澈的水流，在每级沉降分离单元的沉降物排出管6排出絮凝污泥。出水清澈透明，COD为8.8mg/L，浊度和SS皆为0。

上述沉降过程中，沉降板4为与流动方向相同方向的倾斜板，沉降到沉降板4的沉降物慢慢下滑至底端沉渣收集槽7中，通过底端的沉降物排出管排出或抽出；进入下一单元的轻相在两块倾斜方向相反的沉降板4形成的渐扩式流道中流动，速度逐渐减小，有利于轻、重两项的分离；轻相流至流道尽头后通过尽头的溢流挡板流入下一级单元；经多次沉降分离后，使原混合物得到较彻底的分离。

由于沉降分离单元在竖直方向而非水平方向排列，极大地增大沉降面积同时节省占地面积；根据沉降分离的浅池理论，沉降分离效率与沉降面积成正比，与高度无关，故沉降分离单元的高度较小，在相同的装置高度内可以设置较多的沉降分离单元，流体在多个沉降分离单元间反复流动，分离效率成倍提高，且由于流道截面积渐扩，流速减慢，有利于沉降分离；待分离的轻相和重相在单元内进行严格的同向流动，沉降的重相物料由倾斜的沉降板底端的沉降物排出管6排出，而轻相由每个单元上部的溢流挡板5流至下一单元，轻相和重相之间不会相互影响造成对方的扰动和返混，故大幅提高分离效率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.一种立式多程同向流沉降分离装置，其特征在于：包括箱体(1)，所述箱体(1)内沿高度方向设置有顺次连通的多个沉降分离单元，上下相邻两个沉降分离单元的流动方向相反，每个沉降分离单元的结构为：包括沿水平方向倾斜向下设置的沉降板(4)，沉降板(4)上游一侧及两边均与箱体(1)内壁抵接，位于所述沉降板(4)下游侧设有沉渣收集槽(7)，沉渣收集槽(7)的下游侧边缘设有竖直的溢流挡板(5)；上下相邻的两个沉降分离单元的沉降板(4)倾斜方向相反，使每个沉降分离单元的流道截面积沿流动方向呈渐扩式增加；所述箱体(1)顶部、底部分别设有液体流入管(2)、液体流出管(3)，含固液体从液体流入管(2)流入箱体(1)内，沿高度方向依次经多个沉降分离单元进行沉降分离后，清澈液体从所述液体流出管(3)流出；沉渣收集槽(7)与固定在箱体(1)上的沉降物排出管(6)连接，每个单元中沉降的固体汇集于沉渣收集槽(7)后，从所述沉降物排出管(6)中排出。

2.如权利要求1所述的立式多程同向流沉降分离装置，其特征在于：所述溢流挡板(5)的宽度、沉降板(4)的宽度和箱体(1)的宽度相同，溢流挡板(5)、沉降板(4)分别与箱体(1)内壁紧密对接，相邻两个沉降分离单元的溢流挡板(5)平行设置，且分别分布在箱体(1)的两侧。

3.如权利要求1或2所述的立式多程同向流沉降分离装置，其特征在于：还包括布水管(8)，所述布水管(8)位于箱体(1)顶部一侧，布水管(8)一侧壁与所述液体流入管(2)连通，另一侧壁上沿轴向均布有多个布水口(81)，通过所述多个布水口(81)，向最顶部的沉降分离单元内输入含絮凝物液体。

4.如权利要求1所述的立式多程同向流沉降分离装置，其特征在于：最底部的沉降单元的底板为箱体(1)底板，位于其下游一侧也设有相应的沉渣收集槽(7)，其出口端也对接有相应的沉降物排出管(6)；所述液体流出管(3)设置在位于最底部沉降分离单元的箱体(1)侧壁上。

5.如权利要求1所述的立式多程同向流沉降分离装置，其特征在于：所述箱体(1)为正方体或长方体。

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