[发明专利]一种精密除砂设备

说明书

本发明公开了一种精密除砂设备，包括：外筒体底部设集砂筒；外筒体内部设沉降筒，沉降筒在集砂筒上方；导流筒设在外筒体内，间隔套设在沉降筒外周；导流筒下方和外周设置至少一层C形压流板；进水口设在外筒体上，处于C形压流板前端下面，与外筒体内连通；进水口处的外筒体上设引流槽；出水管设在外筒体上端，该出水管的前端与导流筒内连通，该出水管的后端为出水口。该精密除砂设备通过在外筒体内的导流筒下方设置的C形压流板作用下，能对进水流态进行梳理，水流运动至C形压流板末端处时，上部流体产生扩散效果，形成两路旋流，提升沉砂效果，很好实现砂水分离，由于多次旋流沉砂，及螺旋中心形成的沉降区，能去除0.1mm及以上粒径砂粒。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种精密除砂设备。

背景技术

砂是指城市污水中比重较大的一些固体颗粒，主要包括无机性的泥沙(包括砾石、砂粒、煤渣等)和少量的有机颗粒(如种粒、根茎、骨架碎屑等)，比重大约为2650kg/m³。随着城市建设不断发展，土地资源开发利用强度增大，地表冲刷、水土流失现象愈发严重，污水在迁移、流动和汇集过程中，不可避免会混入泥沙，尤其是城市污水中泥沙含量越来越高，部分地区旱季进水砂粒浓度可达到设计值的2～3倍，雨季更加容易出现悬浮固体负荷冲击。

水处理工艺中，沉砂池的作用是去除水中密度较大的无机、有机颗粒。一般设在泵站、倒虹管、沉淀池前。目前国内外采用的沉砂工艺，以平流沉砂池、曝气沉砂池、机械旋流沉砂池等较为普遍，且通常以＞200微米的砂砾作为除砂设计标准。但由于不同地区地质地势的差异，污水进水中大部分砂砾粒径＜200微米，这些大量细小的砂砾进入到后续处理单元中，给污水厂运行和生产带来了严重的不利影响：

(1)砂砾流入生化池，在生化池内淤积后，会减小生化池等单元的有效容积，降低系统脱氮除磷的能力。

(2)砂砾进入初沉池，则会导致初沉污泥的VSS/TS变小，影响污泥厌氧消化的产气率，并会引起消化池底部积砂和污泥管道磨损、堵塞。

(3)污泥脱水过程中，污泥中的细砂对脱水也带来影响，堵塞带式压滤机滤布中的微孔，使滤布的透水性降低，从而降低了污泥的成饼率。

因此，除砂可减少后续工艺流程中机械部件、污泥泵的磨损，减少管道的堵塞，降低污泥负荷，改善水处理条件，避免砂粒在曝气池和污泥消化池中的积累，防止淤塞曝气头，维持污泥处理构筑物的有效容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。

以西安某水厂为例，因细砂沉积，每3年需要对生化池进行一次清砂工作，涉及预算200万元，以及相应的人力物力。细砂沉积问题解决后，可延长清理生化池周期至5～6年，降低40％以上的生化池维护成本。

现阶段，我国污水处理厂一部分应用如图1所示的机械旋流沉砂池，机械旋流沉砂池采用自然涡流原理(即流场的切向速度与半径成反比)，水流经进水渠进入沉砂池，分选区水流分为两个环区，内环在径向螺旋桨推动下向上流动，外环保持静止。砂粒以重力沉降到外环区域的斜底上，并滑入集砂区。这种机械旋流沉砂池的进、出水口均在池子顶部，砂粒在机械旋流沉砂池的进水渠内的流速有一定要求，在合理速度内，污水逐渐分层，水中砂粒逐步沉积到靠近渠低区域，此时在入水渠与机械旋流沉淀池圆柱衔接的区域，在机械搅拌的带动下，将沉积到底部的高浓度泥沙浆带入圆柱区域，上部砂粒较少的水体则通过出水口排出。自进水口到出水口过程中，水体上部会携带大量未能来及沉降下来的细小砂粒，粒径0.1～0.2mm的砂粒，在机械搅拌的作用下更加难以沉积到集砂区，随着出水口排出，进入下一构筑物中。因此，这种结构的机械旋流沉砂池由于并不能梳理进水流态，使得大量细小砂粒无法沉积，会随着出水口排入后续处理设备，造成对粒径较小的砂粒(如粒径0.1～0.2mm的砂粒)去除效率很低，每年需要人力、物力，停产清淤。另外，这种机械旋流沉砂池由于水流停留时间并不长，也存在对较大粒径砂粒(如粒径0.3mm的砂粒)的去除效率也一般的问题。同时中间机械搅拌机器也耗费电能，增加设备运行成本。