一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置制造方法及图纸

一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，在已经申请的专利一种澄清池脉冲发生方法与装置(201710509880.9)中，利用澄清池中心设置的缸体和活塞的往复运动，实现池内水流形成水力脉冲，胁迫澄清池内的污泥悬浮层不断产生周期性的压缩和膨胀，促使原水中固体杂质与已形成的泥渣进行接触絮凝、吸附，并达到了良好的处理效果。本发明专利技术在201710509880.9的基础上，对驱动活塞的飞轮进行优化改造，通过增加、平衡飞轮配重，实现在保障脉冲发生质量和处理效果的前提下，使得驱动活塞的飞轮输入轴功率减小40%以上。本发明专利技术可节约大量处理能耗，运行可靠，升级、维护费用低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置
本专利技术属于水处理
，特别涉及一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，是对同一申请人提交的中国专利技术专利201710509880.9的改进。
技术介绍
澄清池是完成水和废水的混凝处理工艺包括水和药剂的混合、絮凝反应和固液分离等三个过程于一体的专门设备。在澄清池中，起到截留分离杂质颗粒作用的介质是呈悬浮状的泥渣，而脉冲澄清池是一种利用创造适当的水力条件，诱导池内悬浮泥渣层产生周期性的膨胀与收缩，原水中微絮凝颗粒通过与悬浮层中的泥渣进行接触絮凝来去除悬浮杂质的处理单元。脉冲澄清池中没有搅拌系统，由于泥渣层的周期性膨胀、收缩运动，原水通过膨胀状态的泥渣层时会对水中的絮体产生过滤作用，并达到良好的处理效果。此外，脉冲澄清池采用底部配水管进水的方式，它可以使悬浮层的浓度趋于均匀，防止了污泥颗粒在池底沉积。根据水力脉冲发生方式的不同可将脉冲澄清池分为真空式脉冲澄清池、钟罩虹吸式脉冲澄清池等。脉冲澄清池虽然具有诸如：澄清效率高、池深较浅，施工方便，造价低、以及无水下设备，维修比较方便等优点，然而真空式脉冲澄清池需要增设一套真空设备，运营维护难度较大；虹吸式脉冲澄清池运行过程中水头损失较大、脉冲周期较难控制，操作管理要求较高。导致处理效果不佳，限值了其大面积应用。为此，申请人申请了专利一种澄清池脉冲发生方法与装置(申请号201710509880.9)，在澄清池中心设置缸体，利用飞轮转动驱动活塞往复运动形成周期性的的抽压过程产生水力脉冲；诱导池内悬浮泥渣层产生周期性的膨胀与收缩，促使原水中固体杂质与已形成的泥渣进行接触絮凝、吸附；形成的悬浮泥渣随水流继续上升并在清水区内完成固液分离，处理水经过集水管流出澄清池；悬浮泥渣层通过排泥管的定期排放维持在合理高度。在机械驱动脉冲澄清池运行过程中，活塞需要克服的阻力为：F=ΔH×ρ×A×g+f式中：ΔH——澄清池反应器主体和活塞缸体内的液位差A——活塞缸体的横截面面积ρ——水的容重g——重力加速度f——活塞和缸体的摩擦力当活塞向下运动时，既要克服澄清池反应器主体和活塞缸体内的液位差所带来的压力ΔH×ρ×A×g，同时需要克服活塞和缸体的摩擦力f；当活塞向上运动时，澄清池反应器主体高液位所产生的压力(大小为ΔH×ρ×A×g)可以推动活塞向上运动，此外还需克服f。由此可知，在活塞上升和下降过程中受力状态差异较大。若采用均质飞轮来驱动活塞则飞轮的扭矩必须满足最不利情况(活塞向下运行至最低点)下的需求，而在活塞上升过程中则不需要飞轮提供过大的扭矩。因此，在该装置内采用均质飞轮将会造成能量大幅度、无意义的浪费。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，考虑到脉冲发生驱动活塞上升与下降过程中能量需求的变化情况，采用储能装置对活塞上升过程中的富裕能量进行贮存，并在活塞下降过程中进行能量的释放，以达到减小对脉冲发生装置驱动飞轮轴功率的效果，降低脉冲澄清池处理的能耗。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是如下。一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，包括澄清池主体，澄清池主体分为脉冲产生区、泥渣悬浮区和清水区，其中：在澄清池主体内设置竖直的缸体4，缸体4中有活塞3，活塞3上部连接活塞杆2的一端，活塞杆2的另一端连接驱动飞轮1，缸体4内位于活塞3下方的空间形成脉冲产生区。带有管道混合器9的进水管10从澄清池内穿过连通缸体4将原水输送至脉冲发生区，缸体4同时连通设置在澄清池内的配水管5，在澄清池内位于配水管5的上方设置有整流层6，在整流层6上方设置有泥渣排出管11，在澄清池内位于上部位置设置有穿孔集水管7，穿孔集水管7连接有出水槽8，在澄清池主体的内壁与缸体4外壁之间，下部形成泥渣悬浮区，上部形成清水区。所述驱动飞轮1包括两个规格一致的圆形的轮片1-3，每个轮片1-3上均设置有储能装置1-2，两个轮片1-3之间通过连接轴1-4组装连接，其中一个轮片1-3与所述活塞杆2的另一端连接，另一个轮片1-3通过飞轮驱动轴1-1连接电机，实现能量输入。所述储能装置1-2是安装在轮片1-3上的配重块。所述储能装置1-2为弓形或者扇形，与轮片1-3同圆心，同半径。所述储能装置1-2的质量为缸体4有效容积内水重量的1/2~3/4。所述轮片1-3的直径与缸体4的直径比为1~1.2：1，轮片1-3直径与澄清池高度之比为1:2.5~4。所述储能装置1-2安装在轮片1-3的外侧面，且两个储能装置1-2的安装位置关于两个轮片1-3的中间面相对称，连接轴1-4连接两个轮片1-3的内侧面，且连接端对应储能装置1-2的重心位置，所述活塞杆2的另一端与一个储能装置1-2的重心位置连接，另一个储能装置1-2所在的轮片1-3的中心通过飞轮驱动轴1-1连接电机。所述储能装置1-2和轮片1-3采用同一材质，当均采用铸铁材质时，锻铸于一体；当均采用钢材时，分开锻造并在现场组装。所述缸体4设置在澄清池主体的中心位置，沿缸体4对称设置有多个进水管10和配水管5，进水管10位于配水管5的上方。所述活塞3的厚度为30~50mm，活塞3与缸体4之间设置巴氏合金密封层；所述整流层6采用HDPE蜂窝板制成，厚度200~300mm；所述泥渣悬浮区污泥浓度为6000~15000mg/L，泥渣悬浮区最佳高度180~250cm，通过定期从排放管11排出泥渣来维持污泥浓度和泥渣悬浮区高度；所述清水区的有效高度为100~150cm。本专利技术还可包括：设置在澄清池主体内的泥水界面仪，其将泥水界面信号传输至PLC控制器，PLC控制器同时控制驱动飞轮1的变频电机，当泥水界面高于/低于预设位置时，PLC控制器控制飞轮1的驱动电机转速，来调整脉冲发生周期，使反应器内的污泥区高度维持一个合理的范围，实现反应器的自动控制；所述驱动飞轮1由电动机+减速机或者柴油发动机+减速机驱动。本专利技术利用驱动飞轮1转动驱动活塞3往复运动形成周期性的的抽压过程，产生水力脉冲，水力脉冲周期为30s~60s，并可根据絮凝、分离效果随时调整。通过配水管5和整流层6将水力脉冲传递至污泥悬浮层，胁迫澄清池内的悬浮絮体层不断产生周期性的压缩和膨胀，促使原水中固体杂质与已形成的泥渣进行接触絮凝、吸附。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在保证澄清池脉冲发生装置处理效果的条件下，大幅减小(约40%)驱动电机的功率，节约能源，降低运行成本；本专利技术提高了脉冲产生设备的可靠性与稳定性，运行、维护费用低廉。附图说明图1是
技术介绍
中所述的澄清池脉冲发生装置的结构示意图。图2是本专利技术驱动飞轮的结构示意图（正视图）。图3是本专利技术驱动飞轮的结构示意图（侧视图）。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1所示，一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，包括澄清池主体，澄清池主体分为脉冲产生区、泥渣悬浮区和清水区，其中：在澄清池主体内设置竖直的缸体4，缸体4最好是设置在澄清池主体的中心位置。缸体4中有活塞3，活塞3的厚度为30~50mm，活塞3与缸体4之间设置巴氏合金密封层。活塞3上部连接活塞杆2的一端，活塞杆2的另一端连接驱动飞轮1，缸体4内位于活塞3下方的空间形成脉冲产生区，即，利用活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，包括澄清池主体，澄清池主体分为脉冲产生区、泥渣悬浮区和清水区，其中：在澄清池主体内设置竖直的缸体(4)，缸体(4)中有活塞(3)，活塞(3)上部连接活塞杆(2)的一端，活塞杆(2)的另一端连接驱动飞轮(1)，缸体(4)内位于活塞(3)下方的空间形成脉冲产生区；带有管道混合器(9)的进水管(10)从澄清池内穿过连通缸体(4)将原水输送至脉冲发生区，缸体(4)同时连通设置在澄清池内的配水管(5)，在澄清池内位于配水管(5)的上方设置有整流层(6)，在整流层(6)上方设置有泥渣排出管(11)，在澄清池内位于上部位置设置有穿孔集水管(7)，穿孔集水管(7)连接有出水槽(8)，在澄清池主体的内壁与缸体(4)外壁之间，下部形成泥渣悬浮区，上部形成清水区；其特征在于，所述驱动飞轮(1)包括两个规格一致的圆形的轮片(1‑3)，每个轮片(1‑3)上均设置有储能装置(1‑2)，两个轮片(1‑3)之间通过连接轴(1‑4)组装连接，其中一个轮片(1‑3)与所述活塞杆(2)的另一端连接，另一个轮片(1‑3)通过飞轮驱动轴(1‑1)连接电机，实现能量输入。

【技术特征摘要】
1.一种用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，包括澄清池主体，澄清池主体分为脉冲产生区、泥渣悬浮区和清水区，其中：在澄清池主体内设置竖直的缸体(4)，缸体(4)中有活塞(3)，活塞(3)上部连接活塞杆(2)的一端，活塞杆(2)的另一端连接驱动飞轮(1)，缸体(4)内位于活塞(3)下方的空间形成脉冲产生区；带有管道混合器(9)的进水管(10)从澄清池内穿过连通缸体(4)将原水输送至脉冲发生区，缸体(4)同时连通设置在澄清池内的配水管(5)，在澄清池内位于配水管(5)的上方设置有整流层(6)，在整流层(6)上方设置有泥渣排出管(11)，在澄清池内位于上部位置设置有穿孔集水管(7)，穿孔集水管(7)连接有出水槽(8)，在澄清池主体的内壁与缸体(4)外壁之间，下部形成泥渣悬浮区，上部形成清水区；其特征在于，所述驱动飞轮(1)包括两个规格一致的圆形的轮片(1-3)，每个轮片(1-3)上均设置有储能装置(1-2)，两个轮片(1-3)之间通过连接轴(1-4)组装连接，其中一个轮片(1-3)与所述活塞杆(2)的另一端连接，另一个轮片(1-3)通过飞轮驱动轴(1-1)连接电机，实现能量输入。2.根据权利要求1所述用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，其特征在于，所述储能装置(1-2)是安装在轮片(1-3)上的配重块。3.根据权利要求2所述用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，其特征在于，所述储能装置(1-2)为弓形或者扇形，与轮片(1-3)同圆心，同半径。4.根据权利要求1或2或3所述用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，其特征在于，所述储能装置(1-2)的质量为缸体(4)有效容积内水重量的1/2~3/4。5.根据权利要求1或4所述用于污水处理的低能耗澄清池脉冲发生装置，其特征在于，所述轮片(1-3)的直径与缸体(4)的直径比为1~1.2：1，轮片(1-3)直径与澄清池高度之比为1:2.5~4。6.根据权利要求1或4所述用于污水处...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，
申请(专利权)人：王娜，
类型：发明
国别省市：陕西,61