水力颗粒分离装置

摘要

本发明公开了一种水力颗粒分离装置，包括井体及井体前后端的进水管和出水管，其特征在于，还包括井体内由前至后依次设置的旋流圆筒、浮渣挡墙和限流墙；所述旋流圆筒为钢板卷绕形成轴向开口的未闭合筒体，所述旋流圆筒轴向为竖直方向且下端与井体底部连接，所述进水管管口与旋流圆筒开口对应；所述浮渣挡墙为从井体顶部向下延伸形成，所述限流墙为从井体底部向上延伸形成。本发明结构简单，使用方便，通过水力旋流分离、漂浮物拦截、自然沉降组合的方式对雨水的漂浮物和颗粒物进行处理，该装置去除率可以达到90％，拦截的最小颗粒可以达到50微米，适用于雨水进入城市主干管前的预处理或雨水管道对自然水体排放前的预处理。

权利要求

1.一种水力颗粒分离装置，包括井体（1）及井体前后端的进水管（2）和出水管（3），其特征在于，还包括井体（1）内由前至后依次设置的旋流圆筒（4）、浮渣挡墙（5）和限流墙（6），所述旋流圆筒（4）为设有轴向开口（7）的未闭合筒体，所述旋流圆筒（4）轴向为竖直方向且下端与井体（1）底部连接，水流从所述进水管（2）管口沿旋流圆筒（4）切向进入开口（7）；所述浮渣挡墙（5）为从井体顶部向下延伸形成，所述限流墙（6）为从井体底部向上延伸形成；

所述旋流圆筒（4）包括相连接的平面段（4.1）和曲面段（4.2），所述平面段（4.1）与井体（1）前壁贴合连接且与曲面段（4.2）相切，所述曲面段（4.2）在平面段（4.1）后方与井体两侧壁轴向相切，所述开口（7）由平面段（4.1）和曲面段（4.2）端部形成；

所述进水管（2）在临近井体前壁处、横向从井体侧壁进入，所述曲面段（4.2）端部向前延伸使开口（7）的前后间距小于进水管（2）直径。

2.如权利要求1所述的水力颗粒分离装置，其特征在于，所述旋流圆筒（4）上设有横向的大流量出水槽（8）和小流量出水槽（9），所述大流量出水槽（8）位于小流量出水槽（9）上方，所述小流量出水槽（9）下表面平齐于进水管（2）下表面。

3.如权利要求2所述的水力颗粒分离装置，其特征在于，所述旋流圆筒（4）上端与井体（1）顶部平齐，所述大流量出水槽（8）上表面延伸至旋流圆筒（4）上端。

4.如权利要求1所述的水力颗粒分离装置，其特征在于，浮渣挡墙（5）沿井体（1）横向设置且与井体（1）横向两侧连接，所述浮渣挡墙（5）下端低于进水管（2）下表面。

5.如权利要求1所述的水力颗粒分离装置，其特征在于，所述限流墙（6）沿井体（1）横向设置且与井体（1）横向两侧连接。

6.如权利要求5所述的水力颗粒分离装置，其特征在于，所述限流墙（6）上设有溢流口。

7.如权利要求6所述的水力颗粒分离装置，其特征在于，所述溢流口为大流量溢流口（10）和小流量溢流口（11），所述大流量溢流口（10）位于小流量溢流口（11）上方，所述小流量溢流口（11）下表面低于或平齐于出水管（3）下表面。

8.如权利要求6所述的水力颗粒分离装置，其特征在于，所述限流墙（6）上端延伸至井体（1）顶部。

说明书

水力颗粒分离装置

技术领域

[0001] 本发明涉及雨水预处理技术领域，具体地指一种水力颗粒分离装置。

背景技术

[0002] 随着城市化的快速发展，由雨水径流引起的非点源污染逐渐成为城市水体污染物的重要来源。城市雨水径流中的污染物主要来源于降水淋洗大气污染物引起的湿沉降和城市不透水表面污染物的淋溶冲刷，而后者占雨水径流污染物总量的90％以上。颗粒物是城市不透水表面污染物的主要载体，比如：大气沉降、汽车尾气、轮胎磨损、融雪剂、建筑工地上的沉积物、固体垃圾及渗滤液等颗粒物含有的大量污染物(COD、营养物、有机物、重金属、病原体等)，最终都将在雨水淋洗、冲刷作用下迁移至受纳水体中，并对其生态环境产生严重危害。

[0003] 雨水径流中的颗粒物还会导致受纳水体浊度升高，通常认为颗粒物是构成环境水体水质恶化的潜在组分。此外，颗粒物在雨水径流冲刷作用下进入城市排水管道系统后会在管道内产生沉积，形成管道沉积物污染和内涝灾害。

[0004] 因此，雨水降到地面形成径流，会含有大量的泥沙等颗粒和漂浮物，如果不对雨水中的颗粒物和漂浮物进行拦截处理就直接排到自然水体，就会对自然水体造成污染，目前对雨水大多采用滤网过滤的处置方式，将雨水进行简单的过滤预处理，但这种滤网过滤的方式会带来很多的问题：1、滤网可能会堵塞，阻碍雨水的排放造成城市的内涝。2、漂浮物拦截后却没有收集，清理十分不便。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种水力颗粒分离装置，能拦截雨水中漂浮物并将颗粒进行沉降，并且在大流量雨水下能保证雨水排放，避免造成内涝。

[0006] 本发明的技术方案为：一种水力颗粒分离装置，包括井体及井体前后端的进水管和出水管，其特征在于，还包括井体内由前至后依次设置的旋流圆筒、浮渣挡墙和限流墙，[0007] 所述旋流圆筒为设有轴向开口的未闭合筒体，所述旋流圆筒轴向为竖直方向且下端与井体底部连接，水流从所述进水管管口沿旋流圆筒切向进入开口；所述浮渣挡墙为从井体顶部向下延伸形成，所述限流墙为从井体底部向上延伸形成。

[0008] 优选的，所述旋流圆筒包括相连接的平面段和曲面段，所述平面段与井体前壁贴合连接且与曲面段相切，所述曲面段在平面段后方与井体两侧壁轴向相切，所述开口由平面段和曲面段端部形成。

[0009] 进一步的，所述进水管在临近井体前壁处、横向从井体侧壁进入，所述曲面段端部向前延伸至开口的前后间距小于进水管直径。

[0010] 优选的，所述旋流圆筒上设有横向的大流量出水槽和小流量出水槽，所述大流量出水槽位于小流量出水槽上方，所述小流量出水槽下表面平齐于进水管下表面。

[0011] 进一步的，所述旋流圆筒上端与井体顶部平齐，所述大流量出水槽上表面延伸至旋流圆筒上端。

[0012] 优选的，所述浮渣挡墙沿井体横向设置且与井体横向两侧连接，所述浮渣挡墙下端低于进水管下表面。

[0013] 优选的，所述限流墙沿井体横向设置且与井体横向两侧连接。

[0014] 进一步的，所述限流墙上设有溢流口。

[0015] 所述溢流口为大流量溢流口和小流量溢流口，所述大流量溢流口位于小流量溢流口上方，所述小流量溢流口下表面低于或平齐于出水管下表面。

[0016] 进一步的，所述限流墙上端延伸至井体顶部。

[0017] 优选的，所述井体顶部设有多个可开启的井盖。所述井盖为三个，分别设置在旋流圆筒正上方，旋流圆筒与浮渣挡墙之间、限流墙后方。

[0018] 本发明的有益效果为：

[0019] 1.采用带开口的旋流圆筒，水流进入旋流圆筒后水力旋流对雨水中的颗粒物进行离心沉降，旋流圆筒可沉降约80％的颗粒物。

[0020] 2.采用了浮渣挡墙和限流墙，完全拦截水中的漂浮物，同时可以让雨水在流经此装置时加速颗粒物的沉降。

[0021] 3.结构简单，使用方便，通过水力旋流分离、漂浮物拦截、自然沉降组合的方式对雨水的漂浮物和颗粒物进行处理，该装置去除率可以达到90％，拦截的最小颗粒可以达到50微米，适用于雨水进入城市主干管前的预处理或雨水管道对自然水体排放前的预处理。

附图说明

[0022] 图1为本发明结构示意图(竖直方向)

[0023] 图2为图1俯视图(无顶部)

[0024] 图3为图1中A-A剖视图

[0025] 图4为图1中B-B剖视图

[0026] 其中：1.井体 2.进水管 3.出水管 4.旋流圆筒 5.浮渣挡墙 6.限流墙 7.开口 8.大流量出水槽 9.小流量出水槽 10.大流量溢流口11.小流量溢流口 12.井盖 13.螺栓 
4.1平面段 4.2曲面段。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0028] 如图1-4所示，本发明的水力颗粒分离装置，包括井体1及分别位于井体前后端的进水管2和出水管3，通常出水管3高度为低于或平齐于进水管2高度，本实施例中进水管2和出水管3高度相同，还包括井体1内由前至后依次设置的旋流圆筒4、浮渣挡墙5和限流墙6。本发明中前后端为图2中左右端，横向两侧为图2中上下侧。

[0029] 如图2所示，旋流圆筒4为钢板卷绕形成轴向开口7的未闭合筒体，旋流圆筒4轴向为竖直方向，旋流圆筒4下端通过地脚螺栓13或化学锚栓固定在井底1的底板上。旋流圆筒4包括相连接的平面段4.1和曲面段4.2，平面段4.1与井体前壁进行贴合连接，平面段4.1与曲面段4.2相切，曲面段4.2在平面段4.1后方卷绕至与井体1两侧壁轴向相切，开口7由平面段4.1和曲面段4.2端部形成。井体1前壁与上方侧壁组成的L型结构将旋流圆筒4平面段4.1和曲面段4.2端部连接形成闭合区域，进水管2在临近井体前壁处从井体1上侧壁横向进入，进水管2管口与开口7对应。曲面段4.2端部继续向前延伸至开口7的前后间距小于进水管2直径，设置相切的平面段4.1与曲面段4.2是为了引导从进水管2进入的水流从开口7处沿曲面段4.2切向(即井体横向)进入旋流圆筒4筒体内。旋流圆筒4上设有横向的大流量出水槽8和小流量出水槽9，大流量出水槽8位于小流量出水槽9上方，小流量出水槽9下表面平齐于进水管2下表面。旋流圆筒4上端与井体1顶部平齐，大流量出水槽8上表面延伸至旋流圆筒4上端。

[0030] 浮渣挡墙5为从井体顶部向下延伸形成，浮渣挡墙5沿井体1横向设置且与井体1横向两侧连接，浮渣挡墙5下端低于进水管2下表面，同时低于小流量出水槽9的下表面，浮渣挡墙5下端与井体底部有足够供水流通过的空间。旋流圆筒4曲面段4.2外壁与井体1横向两侧壁轴向相切间的部分与浮渣挡墙5及井体两侧壁形成浮渣腔室。

[0031] 限流墙6为从井体底部向上延伸至顶部形成，限流墙6沿井体1横向设置且与井体1横向两侧连接。限流墙6上设有大流量溢流口10和小流量溢流口11，大流量溢流口10位于小流量溢流口11上方且上表面延伸至限流墙6上端，小流量溢流口11下表面低于或平齐于出水管3下表面，本实施例中小流量溢流口11下表面平齐于出水管3下表面。大流量溢流口10、小流量溢流口11的大小可根据流量进行设计。

[0032] 井体1顶部开有多个顶板孔，每个顶板孔对应设置可开启的井盖12，本实施例井盖12为三个，分别设置在旋流圆筒4正上方，旋流圆筒4与浮渣挡墙5之间、限流墙6后方。

[0033] 本装置的工作原理为：

[0034] 在降雨初期，雨量较小，雨水通过地面径流进入雨水管道，再通过本装置的进水管2以一定的流速沿着旋流圆筒4切线的方向旋入旋流圆筒4，在旋流圆筒4内做旋转运动，粗大的颗粒在离心沉降的作用下聚集在旋流圆筒4筒壁处并向下运动，细小的颗粒在中央做旋转运动，最终较大的颗粒沉积在旋流圆筒4的底部，细小的颗粒随旋流的雨水流向小流量出水槽9，进入旋流圆筒4外壁与浮渣挡墙5及井体两侧壁形成的浮渣腔室。在浮渣挡墙5的作用下，漂浮物被挡在此腔室里，较干净的水从浮渣挡墙5下端与井体1空隙流向限流墙6，经限流墙6上的小流量溢流口11溢出，最终流向出水管3。雨水在经过浮渣挡墙5和限流墙6时，由于雨水经过二次变向，所以雨水含有的较细颗粒就会在雨水变向过程中再次发生沉降，最终流出的雨水中含有的颗粒物就比较少，达到90％的去除率效果，漂浮物在完全被拦截在浮渣腔室里。

[0035] 降雨强度变大时，进入旋流圆筒4里旋流的雨水量大于经小流量出水槽9流出量，旋流圆筒4的水位就会上升，当上升到一定高度时，雨水就会经过大流量出水槽8流出，到达限流墙6时，由于限流墙6上的小流量溢流口11流量有限，限流墙6前的水位就会上升，当上升到一定高度时，雨水就会经过分流墙上的大流量溢流口10流出。

[0036] 此装置需要定期维护，当需要维护时，可以打开井盖12，从顶板孔进入进行清洗维护。