水体净化装置及包括该水体净化装置的输水工程系统转让专利

申请号 : CN201110256378.4

文献号 : CN102350103A

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发明人 : 王兆印徐梦珍王旭昭曹小武陈晓丹刘乐

申请人 : 清华大学

摘要 :

本发明一种水体净化装置,包括沉降池,所述沉降池包括具有流量控制装置的进水端和/或出水端;所述流量控制装置根据实验数据和/或经验设置并根据运行效果调整沉降池的流量和/或流速,所述沉降池还包括溢流堰、沉降物收集槽,所述溢流堰设置在所述出水端和/或所述沉降池内侧靠近所述出水端的位置,所述溢流堰横过所述沉降池的过流断面;所述沉降物收集槽设置在靠近所述溢流堰迎水方向一侧的沉降池内的底部。本发明一种水体净化装置及包括该水体净化装置的输水工程系统,通过沉降将输水工程中所输送的水体携带的污损生物幼虫灭杀,同时过滤水中的杂质,净化了输送的水体。

权利要求 :

1.一种水体净化装置,其特征在于,包括沉降池,所述沉降池包括进水端、出水端,所述进水端和/或出水端具有流量控制装置;所述流量控制装置根据实验数据和/或经验设置并根据运行效果调整沉降池的流量和/或流速,所述沉降池还包括至少一个溢流堰、至少一个沉降物收集槽,所述溢流堰设置在所述出水端和/或所述沉降池内侧靠近所述出水端的位置,所述溢流堰横过所述沉降池的过流断面;所述沉降物收集槽设置在靠近所述溢流堰迎水方向一侧的沉降池内的底部。

2.根据权利要求1所述的水体净化装置,其特征在于,所述沉降物收集槽是其纵向平行或近似平行过流断面的槽结构;所述沉降物收集槽的平行于水流方向的竖直截面为上宽下窄的形状;所述沉降物收集槽包括水流上游方向的上游槽壁和水流下游方向的下游槽壁,所述上游槽壁为其壁底在其壁顶下游方向的坡面;和/或所述下游槽壁为直立或近于直立的竖直面;

和/或所述沉降物收集槽的上游槽壁的坡面的坡度为≥1∶50。

3.根据权利要求2所述的水体净化装置,其特征在于,所述沉降物收集槽平行于水流方向的竖直截面为倒梯形,包括由所述倒梯形的较短的下底构成的槽底,且在所述槽底之下还连接向下凹陷的底槽,所述底槽与所述上游槽壁和下游槽壁组成所述沉降物收集槽;

和/或所述底槽平行于水流方向的竖直截面为矩形或半圆形;

和/或所述底槽的槽深和槽宽均≥5cm。

4.根据权利要求1至3之一所述的水体净化装置,其特征在于,所述沉降物收集槽为多个,第一道所述沉降物收集槽设置在靠近所述溢流堰迎水一侧的下方的沉降池的底部,其它沉降物收集槽依次排列在第一道沉降物收集槽的上游方向,其纵向彼此平行或近似平行;所述多个沉降物收集槽连续设置在所述沉降池底部和/或构成所述沉降池的底;

和/或所述沉降池的底部总体是自所述进水端向所述出水端逐渐倾斜的,所述沉降池的底部在进水端一侧比其出水端一侧高。

5.根据权利要求1至4之一所述的水体净化装置,其特征在于,所述溢流堰的高度略低于所述沉降池的设计水位,所述溢流堰的高度是固定的或通过溢流堰的高度调控装置调节;和/或所述溢流堰包括溢流管;和/或所述溢流堰的高度大于1.2米。

6.根据权利要求1至5之一所述的水体净化装置,其特征在于,还包括连接所述沉降池底部的、用于抽出所述沉降池底部杂质的排污管和/或排污动力装置。

7.一种水体净化装置,其特征在于,包括权利要求1至6之一所述的水体净化装置的沉降池,所述沉降池还包括防止所述沉降池下部水流扰动的水流扰动挡板,所述水流扰动挡板设置在所述溢流堰迎水一侧的壁上并向上游方向伸出,所述水流扰动挡板的板面平行或近似平行于水平面。

8.根据权利要求7所述的水体净化装置,其特征在于,

所述水流扰动挡板是水平排布方式平行排布在所述溢流堰迎水一侧堰壁上的多个板;

和/或所述水流扰动挡板为单层板或多层板。

9.根据权利要求7或8所述的水体净化装置,其特征在于,所述水流扰动挡板为具有贯通孔的孔板,所述贯通孔为上孔径大于下孔径的漏斗状孔。

10.一种输水工程系统,其特征在于,所述输水工程系统包括权利要求1至9之一所述的水体净化装置。

说明书 :

水体净化装置及包括该水体净化装置的输水工程系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水体净化装置及包括该水体净化装置的输水工程系统。

背景技术

[0002] 人们日常生活、生产用水、工厂的冷却用水或海水淡化用水都要通过输水工程从自然水源获取淡水或海水。但无论自然水源中的自然水体是海水还是淡水,其中均含有许多杂质和污损生物的幼虫。自然水体中的泥沙等杂质随输送的水体进入输水工程以后会对输水工程及设备造成磨损,降低输水工程、设备的使用寿命,这些泥沙等杂质在管道中沉淀淤积,久而久之造成管道的阻塞,直接影响到输水工程的输水能力;输送水体携带的污损生物幼虫进入输水工程后便择机附着于工程物体表面发育为成虫(污损生物),这些污损生物在输水工程内迅速成长并不断繁殖,对输水工程造成不同程度的生物污损,给输水工程带来比泥沙等杂质更严重的危害和破坏,甚至引起运行事故。
[0003] 所述污损生物,是指附着于输水工程内的工程物体表面并造成生物污损的底栖动物成虫。所述污损生物附着于物体表面以后一般就不再移动或移动范围不大,不会随输送的水流进入输水工程,也不会随水流移出输水工程,所以作为污损生物的底栖动物成虫本身一般不会直接入侵到输水工程中。所述污损生物的物种有很多,比如有贻贝科的沼蛤(Limnoperna fortunei,俗称淡水壳菜,我国境内唯一的淡水种)、斑马贻贝(Dreissena polymorpha,英文zebra mussels,美洲著名的入侵物种,生活在海水中)、紫贻贝(Mytilus edulis)、翡翠贻贝(Perna viridis)等多种贻贝,还有节肢动物藤壶(节肢动物门,甲壳纲,蔓足目,藤壶科),牡蛎(软体动物门,瓣鳃纲,异形亚纲,珍珠贝目),以及海绵、多毛环节动物、海鞘等。
[0004] 所述污损生物幼虫,是指污损生物在幼年尚处于浮游阶段的生物,其通常具有主动附着物体特性和被动迁移特性。所述污损生物幼虫生活在水体中,不会对输水工程造成直接危害,但其具有随水流迁移的特性和主动附着物体的特性,当其随水流进入输水工程并附着在工程物体表面,便可成长发育为污损生物(底栖动物成虫),所以污损生物幼虫是入侵输水工程的污损生物来源。所述主动附着物体特性是所述污损生物幼虫发育为成虫(底栖动物)的生物特性,如果其始终没有机会附着物体就会自然死亡,所以其主动附着物体的能力极强。所述污损生物幼虫具有被动迁移特性,其主动移动能力很差,只能靠水流提供的机会才能附着到物体表面。
[0005] 所述工程物体是指输水工程的管道、箱涵、隧洞及其附属工程的结构物体以及水泵、闸阀等输水工程的运行设备,工程物体的材料主要为水泥、金属、木材、塑料。所述输水工程包括生活、工业用水输水工程,工厂冷却水的输水工程,海水淡化输水工程等。
[0006] 所述生物污损是指所述污损生物在工程物体表面的大量生长,致使设备不能正常运行、有效输水管径缩减、以及对工程表面的腐蚀、死亡后对水体的污染。
[0007] 污损生物的幼虫对输水工程的入侵能力很强,在繁殖的高峰季节,自然淡水水体3
中沼蛤幼虫的密度可达5000个/m 以上。淡水中的沼蛤幼虫会随水流进入用于输送生活用水和工业用水的输水管道或工厂的冷却水管道;而海水中的贻贝或藤壶幼虫可以随海水进入海水淡化管道或海水冷却水管道(如发电站的冷却水管道)等。污损生物对输水工程造成的污损相当严重,例如淡水污损生物沼蛤附着在管道的管壁、闸阀、箱涵、隧洞等结构
2
壁面上甚至接缝处,一年的生长厚度可达数厘米,密度高达10,000-100,000个/m,不仅使有效的输水管径缩减,而且其足丝深入结构壁面,会腐蚀壁面;闸阀被沼蛤包裹以后,则无法正常开启或关闭;沼蛤自然死亡以后,会变质发臭污染水质;脱落下来的贝壳,在管道转折处或分叉处大量沉积,引起管道水流不畅,降低管道的输水能力。输送海水的海水淡化管道或海水冷却水管道等,也会遇到同样的问题,比如附着在工程物体表面的藤壶在每一次脱皮之后,就要分泌出一种粘性的藤壶初生胶,这种胶含有多种生化成份和极强的粘合力,使得藤壶具有极强的附着能力,它们的附着对于海水淡化厂或抽取海水用于冷却的工厂而言是极大的困扰与负担,全球每年都得耗费极庞大的人力及资金在清除污损生物上。因此,消除输水工程(无论淡水还是海水)中的污损生物就成为一个亟待解决的现实问题。
[0008] 现有的灭杀污损生物与减少污损生物附着量的方法主要有:
[0009] 1,人工铲刮方法:即每年都要对管道中的污损生物进行铲刮处理。处理工作必须在全线停水的情况下进行,不仅需要投入大量的人力、物力,在铲刮过程中还会对输水管壁造成一定程度的损伤,影响到输水工程的使用寿命。而且铲刮后的管壁较铲刮前更为粗糙,更利于具污损生物的附着,会带来更大的隐患。
[0010] 2,涂料防护法:即使用防护涂料,以提高物体表面的光滑度,减少污损生物的附着量,有些涂料中含有杀虫剂,可以对污损生物进行杀灭。从应用情况来看,治理效果不明显。
[0011] 3,化学灭杀法:目前研究了多种化学灭杀剂用于生物污损的控制试验中,如采用氯气和次氯酸钠作为沼蛤的杀灭剂,但实际应用的报道极少。在饮用水输水工程中,化学方法虽可防治污损生物入侵减少生物污损,但需十分谨慎,化学药剂对水质及环境的影响都不容忽略,且巨大的化学药剂量成本很高。
[0012] 这些方法均可用来治理污损生物成虫,但效果均不佳。所述污损生物幼虫虽然个体很小,但在水流缓慢的条件下仍然会自然沉降。本发明另辟蹊径,从污损生物的幼虫入手,通过沉降达到去除污损生物幼虫的目的。

发明内容

[0013] 本发明提供了一种水体净化装置,通过沉降将输水工程中所输送的水体携带的污损生物幼虫灭杀,同时过滤水中的杂质,净化了输送的水体。
[0014] 一种水体净化装置,包括沉降池,所述沉降池包括进水端、出水端,所述进水端和/或出水端具有流量控制装置;所述流量控制装置根据实验数据和/或经验设置并根据运行效果调整沉降池的流量和/或流速,所述沉降池还包括至少一个溢流堰、至少一个沉降物收集槽,所述溢流堰设置在所述出水端和/或所述沉降池内侧靠近所述出水端的位置,所述溢流堰横过所述沉降池的过流断面;所述沉降物收集槽设置在靠近所述溢流堰迎水方向一侧的沉降池内的底部。
[0015] 所述沉降物收集槽是其纵向平行或近似平行过流断面的槽结构;所述沉降物收集槽的平行于水流方向的竖直截面为上宽下窄的形状;所述沉降物收集槽包括水流上游方向的上游槽壁和水流下游方向的下游槽壁,所述上游槽壁为其壁底在其壁顶下游方向的坡面;和/或所述下游槽壁为直立或近于直立的竖直面;
[0016] 和/或所述沉降物收集槽的上游槽壁的坡面的坡度为≥1∶50。
[0017] 所述沉降物收集槽平行于水流方向的竖直截面为倒梯形,包括由所述倒梯形的较短的下底构成的槽底,且在所述槽底之下还连接向下凹陷的底槽,所述底槽与所述上游槽壁和下游槽壁组成所述沉降物收集槽;
[0018] 和/或所述底槽平行于水流方向的竖直截面为矩形或半圆形;
[0019] 和/或所述底槽的槽深和槽宽均≥5cm。
[0020] 所述沉降物收集槽为多个,第一道所述沉降物收集槽设置在靠近所述溢流堰迎水一侧的下方的沉降池的底部,其它沉降物收集槽依次排列在第一道沉降物收集槽的上游方向,其纵向彼此平行或近似平行;所述多个沉降物收集槽连续设置在所述沉降池底部和/或构成所述沉降池的底;
[0021] 和/或所述沉降池的底部总体是自所述进水端向所述出水端逐渐倾斜的,所述沉降池的底部在进水端一侧比其出水端一侧高。
[0022] 所述溢流堰的高度略低于所述沉降池的设计水位,所述溢流堰的高度是固定的或通过溢流堰的高度调控装置调节;和/或所述溢流堰包括溢流管;和/或所述溢流堰的高度大于1.2米。
[0023] 所述的水体净化装置,还包括连接所述沉降池底部的、用于抽出所述沉降池底部杂质的排污管和/或排污动力装置。
[0024] 一种水体净化装置,包括上述的水体净化装置的沉降池,所述沉降池还包括防止所述沉降池下部水流扰动的水流扰动挡板,所述水流扰动挡板设置在所述溢流堰迎水一侧的壁上并向上游方向伸出,所述水流扰动挡板的板面平行或近似平行于水平面。
[0025] 所述水流扰动挡板是水平排布方式平行排布在所述溢流堰迎水一侧堰壁上的多个板;
[0026] 和/或所述水流扰动挡板为单层板或多层板。
[0027] 所述水流扰动挡板为具有贯通孔的孔板,所述贯通孔为上孔径大于下孔径的漏斗状孔。
[0028] 一种输水工程系统,其特征在于,所述输水工程系统包括权利要求1至9之一所述的水体净化装置。
[0029] 本发明的技术效果:
[0030] 本发明一种水体净化装置利用污损生物幼虫在水中移动能力差的特点,利用所述污损生物幼虫以及水中其它杂质自身的重量,在适宜流速的水体中使其自然沉降,可以有效的去除污损生物幼虫和其它杂质。而且由于污损生物幼虫本身具有主动附着物体即主动抓握物体的生物本性,当其抓握到坚硬稳固的大块固体物质时,比如石块,就在其上附着并生长,当其抓握微小的颗粒,比如泥土和水中杂质时,因其所抓握的物质本身在水流中就不是稳固的,所以只能随所抓握的物质继续在水中漂流,这些抓握有水中杂质的污损生物幼虫会在一定时间内丧失或减弱附着能力,但此时它的重量因抓握着微小物质而大为增加,在沉降池适宜流速的水体中就会迅速沉降,这些污损生物幼虫一旦沉降到池底的沉降物收集槽,就因再也没有机会靠近物体完成附着而自然死亡。
[0031] 本发明进一步的方案公开了一种上宽下窄的沉降物收集槽,有利于沉降物(包括污损生物幼虫和各种杂质)在自身重力的作用下沿上游槽壁缓缓下滑,由于有下游槽壁的拦挡,沉降物在所述沉降物收集槽底部集中,不会再向下游方向运动,确保了对污损生物幼虫的灭杀的效果和对其它杂质的沉降效果。
[0032] 本发明进一步的方案公开了所述沉降物收集槽上游槽壁的优选的坡度,使得沉降池内的沉降物可以更好的滑到沉降物收集槽的槽底。
[0033] 本发明进一步的方案公开了一种具有底槽结构的所述沉降物收集槽,其底槽的结构更有利于沉降物的集中与清除。
[0034] 本发明进一步的方案公开了所述底槽的优选槽深和槽宽。
[0035] 本发明进一步的方案公开了在沉降池底部设置多个沉降物收集槽的方案,将沉降物分段集中,这样可以提高沉降灭杀污损生物幼虫的效果,而且便于池底的清理。
[0036] 本发明进一步的方案公开了沉降池底部是总体倾斜的,更有利于沉降物的集中与清除。
[0037] 本发明进一步的方案公开了溢流堰的高度设置和/或溢流堰的高度调节,使得可以通过设置和/或调整溢流堰高度改变沉降池内水位,从而改变流速,使得所述沉降池内的流速满足最佳沉降效果的需要。
[0038] 本发明进一步的方案公开了溢流管,可以防止水位过高溢出沉降池,保障了沉降池的运行安全。
[0039] 本发明进一步的方案公开了用于抽出所述沉降池底部杂质的排污管和/或排污动力装置,用以抽取沉降池底部的污损生物幼虫、淤泥及与淤泥混杂在一起的各种杂质,使得沉降池具有不间断的使用性。
[0040] 本发明进一步的方案公开了水流扰动挡板,在空间上隔开了上部水流和下部水流,即使下部水流遭到扰动,也不会影响上部水流的稳定的流动状态,从而避免了上部水流的污染,保证通过沉降池溢流堰和/或溢流管的水流都是含有最少量污损生物幼虫和杂质的较纯净的水体。
[0041] 本发明进一步的方案公开了水流扰动挡板为多个板和/或多层板和/或有孔或无孔板,这些设置均可在保持沉降物沉降效果不受影响的条件下,更好的防止下部水流中的杂质污染上部水流。
[0042] 本发明进一步的方案公开了漏斗状孔板,在保持沉降物沉降效果不受影响的条件下,更好的防止下部水流中的杂质污染上部水流。
[0043] 本发明公开了一种输水工程系统,由于具有上述的水体净化装置,控制水体达到适合污损生物幼虫沉降的流速,因此也具有上述的技术效果。

附图说明

[0044] 图1是本发明的水体净化装置的一个具体实施方式。
[0045] 图2是本发明的水体净化装置的一个具体实施方式。
[0046] 图3是梅花型漏斗状水流扰动挡板立体示意图
[0047] 附图标记如下:
[0048] 1-沉降方向;2-水流方向;3A-倒三角形沉降物收集槽;3B-倒梯形沉降物收集槽;3C-带底槽的沉降物收集槽;4-上游槽壁;5-下游槽壁;6-溢流堰;7-进水端;8-出水端;9-底槽;10-沉降池的底部;11-水流扰动挡板;12-溢流管;13-设计水位;14-溢流堰高度;15-溢流;16-池底总体坡面线;17-沉降池壁顶;18-沉降池;19-沉降物;20-沉降物下滑方向;21-水流扰动挡板下方的水流扰动方向。

具体实施方式

[0049] 本发明提供了一种水体净化装置,通过沉降将输水工程中所输送的水体携带的污损生物幼虫灭杀,同时过滤水中的杂质,净化了输送的水体。
[0050] 下面结合附图对具体实施方式进行详细说明。
[0051] 图1、图2是本发明的水体净化装置的具体实施方式沿水流方向2的竖直截面剖视图,由图可见,所述水体净化装置包括由沉降池壁顶17和池底10限定了范围的沉降池18,此处沉降池壁顶17只是为了说明沉降池的范围,未必一定有实体的壁顶17。所述沉降池18包括进水端7、出水端8、溢流堰6、沉降物收集槽,所述进水端7可以与自然水源或容纳自然水体的进水池或与其它生物灭杀、过滤装置连接,当然也可以与其它装置连接,比如前端净水装置等;所述出水端8可以与输水工程或后续水处理装置连接,当然也可以与其它装置连接,比如后续净水装置等。所述进水端和/或出水端具有流量控制装置,比如在进水端可以具有控制进水流量的流量调控装置,比如进水端阀门等;和/或在出口端具有控制沉降池水位不超过设计水位13的水位调控装置,比如溢流堰的升降装置或改变溢流堰的高度14的调控装置等,或用于保障沉降池水位不超过水位警戒线的沉降池溢流管12。所述进水端的流量调控装置和/或所述出水端的水位调控装置即所谓的流量控制装置。当然进水口也可以是具有固定流量的给水装置。由于进水端7能够控制进水量(单位:立方米/秒),而通过进水量和过流断面的面积可以得到该过流断面的流速(单位:米/秒),因此通过所述流量调控装置和/或所述水位调控装置根据实验数据和/或经验设置并根据运行效果调整沉降池的进水流量和/或池中水位,从而得到需要的流速,使沉降池中水体流速满足污损生物幼虫沉降(沿沉降方向1)的最佳效果的需要。当然也可以通过同样的方法控制流速,以满足其它杂质的,比如泥沙等沉降物19的沉降条件,因此也可以沉降包括泥沙在内的其它杂质。所述溢流堰6设置在所述出水端8和/或所述沉降池18内侧靠近所述出水端8的位置,如图1、图2所示。所述溢流堰6横过所述沉降池18的过流断面,以挡住水位低于溢流堰高度14的过流断面的水流,而使沉降池内的水流只能通过溢流堰的顶部至水面之间沿如图1、图2所示溢流15方向流出,即通过溢流高度流出。所述溢流堰6可以包括或不包括溢流管12。所述溢流堰6包括溢流管12的情形如图1、图2所示。所述溢流管12用以防止水位过高时沉降池中的水从沉降池设计水位13以上溢出沉降池造成的危险,能够保障沉降池的安全。当然,溢流堰6和溢流管12的数量可以是一个或者多个,在多个溢流堰6和/或溢流管12的情况下,其排列也可以是各种形式,比如串联、并列、嵌套等。
所述沉降物收集槽设置在靠近所述溢流堰6迎水方向一侧的沉降池内的底部,当然也可以是靠近所述溢流堰6迎水方向一侧的沉降池18自身的底部10形成所述沉降物收集槽;在后一种情况,池底10本身即成为沉降池收集槽。
[0052] 由于污损生物幼虫在水中移动的能力很差、具有主动附着物体既主动抓握物体的生物本性,当其抓握到坚硬稳固的大块固体物质时就在其上附着并生长,当其在水中抓握到松散的或微小的固体物质时,因所抓握的物质本身在水流中就不是稳固的,所以只能随所抓握的物质继续在水中漂流,这些抓握有松散、微小物质的污损生物幼虫会在一定时间内丧失或减弱附着能力,但此时它的体重因抓握着微小物质而大为增加,在沉降池适宜流速的水体中就会迅速沉降,这些污损生物幼虫一旦沉降到池底,就因再也没有机会靠近物体完成附着而自然死亡。本发明就是利用了污损生物幼虫的上述特点,采用控制流速和水体净化装置的结构通过沉降法将其灭杀。试验检测证明,即便是没有抓握物质微粒的污损生物幼虫,仅靠其自身的重量,在沉降池内0.1米/秒以下流速的水体中,对污损生物幼虫比如沼蛤的幼虫的沉降灭杀过滤效果可达到70%以上。
[0053] 所述沉降物收集槽(3A、3B、3C)可以是其纵向平行或近似平行过流断面的槽结构,当然也可以是其它形式、比如弧形或与过流断面有一定大小的交角的槽结构。所述沉降物收集槽(3A、3B、3C)的平行于水流方向的竖直截面为上宽下窄的形状,如图1所示;所述沉降物收集槽包括水流上游方向的上游槽壁4和水流下游方向的下游槽壁5。具体而言,所述平行于水流方向的竖直截面为上宽下窄的形状的具体实施方式可以是倒三角形沉降物收集槽3A或倒梯形沉降物收集槽3B或带底槽的沉降物收集槽3C,或其它上宽下窄形状的图形,比如所述倒梯形和倒三角形的组合或所述不同斜边的多个倒梯形的组合,或其两侧的侧边至少一个为弧形的具有上宽下窄形状的四边形等。若该截面为倒梯形沉降物收集槽3B,则所述倒梯形的较短的下底构成槽底,并与上游槽壁和下游槽壁组成所述沉降物收集槽3B,如图2中所示。而倒三角形的的沉降物收集槽3A,则是直接由所述上游槽壁4和下游槽壁5组成。如图1、图2所示所述上游槽壁4为其壁底在其壁顶的下游方向的坡面,所述下游槽壁5优选地为直立或近于直立的竖直面,当然也可以是其它形式的坡面。这样,所述上游槽壁4的坡面有利于沉降物19(包括污损生物幼虫的各种杂质)在自身重力的作用下沿坡面的沉降物下滑方向20缓缓下滑,由于有下游槽壁5的拦挡,沉降物在所述沉降物收集槽底部集中,不会再向下游方向运动。由此收集到的沉降物可以定期由排污泵抽出,也可以定期将池水排空集中清理。当然也可以是其它形式的沉降物收集槽,比如在水流方向的竖直截面为矩形的沉降物收集槽。
[0054] 所述沉降物收集槽平行于水流方向的竖直截面为倒梯形3B的情况下,可以包括由所述倒梯形的较短的下底构成的槽底,且在所述槽底之下还可以连接向下凹陷的底槽9,所述底槽9与所述上游槽壁4和下游槽壁5组成带底槽的沉降物收集槽3C,如图1、图2所示。所述底槽9平行于水流方向的竖直截面可以为矩形或半圆形,当然也可以是其它形状,比如倒三角形或倒梯形等。设置底槽9更有利于沉降物的集中与清除。
[0055] 所述沉降物收集槽3的上游槽壁4的坡面的坡度优选地可以设置为≥1∶50,即坡面的高与坡长之比为≥1∶50。这种坡度的设置可以即保证沉降物从上游槽壁4沿沉降物下滑方向20向下游滑动,又使得上游槽壁4具有较大的面积承接更多的沉降物,可以大大提高沉降效果。当然也可以选择其它的坡度。另外,在安装了排污泵的情况下,当沉降物收集槽(3A、3B、3C)淤满时可以利用排污泵将沉降物19排出池外。
[0056] 所述底槽9的槽深和槽宽优选地可以≥5cm。当然也可以是其它尺寸,比如在具有排污泵的情况下,所述底槽9的槽深和槽宽以大于排污泵抽水管的直径为宜。
[0057] 所述沉降物收集槽可以为多个,第一道所述沉降物收集槽设置在靠近所述溢流堰6迎水一侧的下方的沉降池的底部10,其它沉降物收集槽依次排列在第一道沉降物收集槽的上游方向,其纵向彼此平行或近似平行;所述的多个沉降物收集槽连续设置在所述沉降池的底部10,如图1、图2所示。当多个所述沉降池收集槽依次紧密排列时也可以构成所述沉降池18的底。这种设计可以更有利于沉降物的沉降、集中与清除。当然也可以只有一道沉降物收集槽。
[0058] 所述沉降池的底部10总体是自所述进水端7向所述出水端8逐渐倾斜的,所述沉降池的底部10在进水端7一侧比其出水端8一侧高。总体坡面16的存在更有利于沉降物的集中与清除。优选地,所述底部总体坡面线16的坡度可以≥1∶200,即沉降池底部总体坡面的高与底部总体坡面的长之比≥1∶200,便于池底10的沉降物向下游的槽底运移集中。当然所述沉降池的底部10也可以是水平的。
[0059] 所述溢流堰高度14一般可以略低于所述沉降池的设计水位13,所述溢流堰高度14是固定的或通过溢流堰6的高度调控装置调节,比如可以是插板,或可伸缩和/或折叠板,或沉降池溢流堰高度调控的其它装置等。当池中的运行水位需要抬升或者降低(降低或提高流速)时,通过溢流堰高度14的调控装置调节所述沉降池水位,进而调整池中的流速。优选地,所述溢流堰高度14可以大于1.2米。
[0060] 所述的水体净化装置还可以包括连接所述沉降池底部的、用于抽出所述沉降池底部杂质的排污管和/或排污动力装置。所述排污动力装置可以是水泵、抽泥机等装置,用以抽取沉降池底部的污损生物幼虫、淤泥及与淤泥混杂在一起的各种杂质。当然也可以不用排污管和/或排污动力装置,而是定期的抽干沉降池内的水,集中清理。
[0061] 本发明还公开了一种水体净化装置,在上述的沉降池18的基础上,还可以包括防止所述沉降池下部水流扰动影响上部水流的水流扰动挡板11,如图2所示。在具有一定水流速度的沉降池18中,由于水流的变化以及沉降池底部各种因素(比如鱼的游动等)的影响有时会产生扰动水流,扰动水流会将已沉降到所述沉降物收集槽中的沉降物19(包括所述污损生物幼虫)带到沉降池18上部,对上部水体再次污染,严重时会将被污染的水体从所述溢流堰6溢出15,使得经过沉降池18处理的水仍带有一定的杂质;而水流扰动挡板11则在空间上隔开了上部水流和下部水流,即使下部水流发生扰动,也不会影响上部水流的稳定的流动状态,从而不会使沉降物19随扰动水流回到上部水流,避免了对上部水流的污染,保证了通过溢流堰6的水流15都是含有最少量污损生物幼虫和杂质的较纯净的水体。所述水流扰动挡板11设置在所述溢流堰6迎水一侧的壁上并向上游方向伸出。所述水流扰动挡板11的板面平行或近似平行于水平面。所述水流扰动挡板11可以设置在溢流堰6迎水一侧侧壁的中部以上位置,当然也可以设置在其中部或中部以下位置,以能够隔挡底部沉降物不会向上流动为宜。
[0062] 所述水流扰动挡板11可以是水平排布方式平行排布在所述溢流堰6迎水一侧堰壁上的多个板。所述水流扰动挡板11也可以是单层板或多层板。多个板或多层板的设计可以将沉降池18分隔成更多空间,从而隔断其流动状态的彼此影响,进一步的减小沉降物收集槽的扰动状态对溢流15水流状态的影响,也进一步隔开了底部沉降物19的流动,进一步阻碍了底部沉降物19向溢流15流动。当然水流扰动挡板11也可以是一个板。
[0063] 所述水流扰动挡板11可以是无孔板或具有贯通孔的各种类型的孔板,比如梅花型漏斗状孔板,如图3所示。无孔板可以有效防止下部水流的扰动,但也在一定程度上阻止了上部水流中的杂质的沉降;而带有贯通孔的孔板则可以在不妨碍上部水流中杂质沉降的前提下,仍能够隔断下部水流的扰动对上部水流的影响。当然孔板的层数越多、各层孔板之间孔的排列越相互遮蔽、孔的排布方向越偏离竖直方向,孔板的隔断扰动的效果越好,但进行上述设置的生产会增加相应的成本,因此还需根据实际情况进行优选。
[0064] 所述水流扰动挡板11为带有贯通孔的孔板的情况下,作为本发明的一个实施例,所述孔板的贯通孔为上孔径大于下孔径的漏斗孔,如图3所示。所述漏斗孔沿轴向的截面形状可以为如图所示的倒梯形或也可以为倒三角形,所述漏斗孔垂直于轴向的截面形状可以为圆形、椭圆形或其它任何形状,比如六角形、三角形等等,当然漏斗孔的上孔径处截面和下孔径处截面也可以是不同的形状;漏斗孔的轴线为曲线或竖直直线,当然也可以是其它方向的直线。作为一个优选实施例,漏斗状孔板可以为平面梅花形排列,即多行漏斗状圆孔以交错相间的方式排列,如图3所示。这种排列可以在同样的面积排列最多的孔,有利于上部水流中的沉降物19的沉降。当然也可以以其它方式排列,比如多行平行排列或以某种图案(比如花鸟鱼虫等)排列。
[0065] 需要说明的是,孔板的数量(一个或多个,一层或多层)、多层孔板的排列方式(各层孔板的孔可以是相互遮蔽或相互贯通),孔的平面形状(圆形、矩形、多角形、多边形等),孔的剖面形状(矩形、倒置的对称梯形或不对称梯形、两边平行或近似平行的弯管形等),孔的大小,孔的中轴形状(竖直,近似竖直,或弯曲)等均应在本发明的保护范围中。
[0066] 一种包括上述水体净化装置的输水工程系统,包括上述各种输水工程之一,以及所述的水体净化装置,具有上述的技术效果。因此该输水工程系统也能够达到清除污损生物幼虫及其它杂质沉降的目的,也在本发明的保护范围之内。
[0067] 应当指出,以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面的理解本发明,但不以任何方式限制本发明。因此,尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。