一种可稳定出水流量的出水堰及污水处理池的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，具体的说，是一种可稳定出水流量的出水堰及污水处理池。


背景技术：

2.污水厂进水量或者污泥量变化很大，有些流量的变化跨度甚至达到设计规模的0-2倍。由于污水处理工艺串联衔接，在前的处理单元会对之后的处理单元依次造成影响，正因为此，不论是生化池、污泥储池、sbr生化池等，后续处理单元需要考虑较大的变化系数，造成了投资浪费或者处理效果不理想的问题。
3.目前常采用的出水堰设置形式为固定式，其无法根据水位调节高度，导致出水流量变化受水位变化影响很大，为了改善这一情况，有的会将出水堰设置为可调结构，比如专利号为cn216005259u的中国实用新型专利所公开的一种活动式出水堰，此活动式出水堰的出水堰本体通过吊装组件可调地吊装于固定的吊架上，虽然能够调节出水堰的高度，但是其需要手动调节，且无法根据水位的实时变化做出及时调整，不能很好地维持出水流量在一较小的区间变动，无法根本上解决出水流量变化大的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于设计出一种可稳定出水流量的出水堰及污水处理池，用以解决出水流量变化大的问题。
5.本实用新型通过下述技术方案实现：
6.本实用新型提供了一种可稳定出水流量的出水堰，用于设置于容器内，包括集水槽、出水管、升降设备和液位开关；所述集水槽的顶部设置槽口，所述集水槽的出水堰板设置有堰口；所述出水管的进水端连接于所述集水槽的槽底，用于排出所述集水槽内的水；所述液位开关固定于所述集水槽，用以检测所述堰口上方的液面液位；所述升降设备的驱动端连接所述集水槽，所述升降设备的固定端用于连接所述容器；所述升降设备能根据所述液位开关的信号驱动所述集水槽上下移动以保持所述堰口与所述液面液位之间的设定液位差。
7.采用上述设置结构时，在集水槽上安装一用于驱动其上下移动的升降设备，且让升降设备与液位开关连接，根据液位开关的信号来控制集水槽移动来维持设定液位差，可以实现集水槽的自动连续移动，利用保持设定液位差的过程来控制集水槽的进水流量，维持出水流量的稳定，解决出水流量变化大的问题。
8.进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述堰口设置为位于所述槽口下方的孔口。
9.采用上述设置结构时，孔口位于槽口下方，使得集水槽采用液下进水结构，使得集水槽的进水流量对液面液位变化的敏感度低，更有利于维持出水流量的稳定。
10.进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述出水堰板上设
置有沿其走向依序等距排布的多个所述孔口。
11.进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述孔口的设置数量与所述设定液位差和设计流量具有相关性。
12.进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：单个所述孔口的进水流量满足如下公式：
[0013][0014]
式中，q为单个所述孔口需要控制的进水流量，所有所述孔口的进水流量之和等于所述设计流量；νc为所述孔口进水的平均流速；a为所述孔口的截面积；μ为流量系数，取值范围：0.60-0.62；ε为收缩系数，取值范围：0.60-0.64；为流速系数，取值范围：0.97-0.98；g为重力加速度；h0为所述设定液位差。
[0015]
进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：ε取值0.62。
[0016]
进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述堰口设置为于所述槽口开设的沿所述出水堰板的走向延伸的矩形齿。
[0017]
进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述集水槽设置为304及以上标准的不锈钢结构件。
[0018]
采用上述设置结构时，304及以上标准的不锈钢能够有效地避免腐蚀。
[0019]
本实用新型还提供了一种可稳定出水流量的污水处理池，包括池体和上述的可稳定出水流量的出水堰；所述出水堰设置于所述池体内；所述出水堰的升降设备的固定端连接所述池体；所述出水堰的出水管的出水端延伸至所述池体外。
[0020]
进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述池体安装有液位计，所述液位计设置于所述出水堰的上方位置，用于检测所述池体内的液面液位，并用于在液面液位低于最低设定液位或高于最高设定液位时停止所述升降设备，以及在最低设定液位和最高设定液位之间时启动所述升降设备。
[0021]
进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述液位计安装于所述池体的池顶位置。
[0022]
本实用新型具有以下优点及有益效果：
[0023]
本实用新型中，在集水槽上安装一用于驱动其上下移动的升降设备，且让升降设备与液位开关连接，根据液位开关的信号来控制集水槽移动来维持设定液位差，可以实现集水槽的自动连续移动，利用保持设定液位差的过程来控制集水槽的进水流量，维持出水流量的稳定，解决出水流量变化大的问题。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]
图1是可稳定出水流量的污水处理池的原理图；
[0026]
图2示出了采用圆孔形堰口的集水槽的结构；
[0027]
图中标记为：
[0028]
1、第一液位；2、第二液位；3、第三液位；4、第四液位；5、第五液位；6、第六液位；7、池体；8、出水管；9、集水槽；10、液位计；11、液位开关；12、设定液位差。
具体实施方式
[0029]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
[0030]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0032]
实施例1：
[0033]
一种可稳定出水流量的出水堰，能够有效地维持出水流量的稳定，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：
[0034]
该种出水堰用于设置于容器内，可稳定出水流量。出水堰包括集水槽9、出水管8、升降设备和液位开关11。
[0035]
集水槽9采用现有产品或按现有结构自制，材料采用304及以上标准的不锈钢，以能够有效地避免腐蚀。在集水槽9的顶部设置一沿其走向延伸的槽口，槽口的延伸方向可以是直线，也可以是曲线。集水槽9两侧的出水堰板上设置有用于使水进入到集水槽9内的堰口。
[0036]
集水槽9可具体采用三角形出水堰、梯形出水堰、矩形出水堰或液下孔口出水堰的形式，各形式所对应的堰口形状为三角形堰口、梯形堰口、矩形堰口和圆孔形堰口。其中，三角形出水堰、梯形出水堰、矩形出水堰的堰口于槽口处开设，且多个堰口沿着出水堰板的走向依序等距排布，形成沿出水堰板的走向延伸的齿状结构；液下孔口出水堰的堰口于槽口的下方开设，且多个堰口沿着出水堰板的走向依序等距排布，形成沿出水堰板的走向延伸的由多个孔口组成的孔排结构。由于不同形式的堰口对液位波动的敏感指数不同，为了降低液位波动对出水流量的影响，一般采用指数为1.5的矩形堰口和指数为0.5的圆孔形堰口。并且优选采用对液面液位变化敏感度低的圆孔形堰口的形式，使集水槽9采用液下进水结构，以最大程度降低液位波动对出水流量的影响，更好地维持出水流量的稳定。
[0037]
堰口的设置数量与设定液位差12和设计流量具有相关性，以使所有的堰口的进水
流量与设计流量相符。
[0038]
当集水槽9采用圆孔形堰口时，出水堰板上设置有沿其走向依序等距排布的多个孔口，其中，设定液位差12和孔口的设置数量根据设计流量计算。单个孔口的流量计算公式如下：
[0039][0040]
式中，q为单个孔口需要控制的进水流量计算；νc为孔口进水的平均流速；a为孔口的截面积；μ为流量系数，取值范围：0.60-0.62；ε为收缩系数，取值范围：0.60-0.64，一般为0.62；为流速系数，取值范围：0.97-0.98；g为重力加速度；h0为设定液位差12。
[0041]
所有的孔口的进水流量加在一起则等于设计流量。
[0042]
出水管8根据具体情况设置为软管或不锈钢管。出水管8提供排水通道，其进水端连接于集水槽9的槽底的排水口处，用于将从堰口进入集水槽9内的水排出。
[0043]
液位开关11可采用点式液位开关或连续式液位开关，采用点式液位开关时需要自下而上依序布置的三个，采用连续式液位开关时优选较为灵敏的电极式液位开关。其一端固定连接于集水槽9上，液位开关11用以检测堰口上方的液面液位，作为判断堰口与液面液位之间的设定液位差12的依据。
[0044]
升降设备采用现有设备，比如采用电缸，电缸的驱动端即杆体铰接在集水槽9上，电缸的固定端即缸体通过支架用于连接容器，支架与缸体铰接连接。
[0045]
升降设备配备有控制器，控制器与液位开关11相连接，能根据液位开关11的信号驱动集水槽9上下移动以保持堰口与液面液位之间的设定液位差12。
[0046]
堰口与液面液位之间的设定液位差12设定为一定值h，该定值h为维持设计流量的情况下堰口与液面液位的液位差，即在该液位差下，集水槽9的出水量等于设计流量。当液面液位上升时，且液面液位与堰口标高之间的液位差大于设定液位差12一厘米时，升降设备会驱动集水槽9上升；当液面液位下降时，且液面液位与堰口标高之间的液位差小于设定液位差12一厘米时，升降设备会驱动集水槽9下降。使堰口于液面液位之间的液位差维持在一设定液位差12附近可以使出水量维持在设计流量附近。
[0047]
本实施例中，在集水槽9上安装一用于驱动其上下移动的升降设备，且让升降设备与液位开关11连接，根据液位开关11的信号来控制集水槽9移动来维持设定液位差12，可以实现集水槽9的自动连续移动，利用保持设定液位差12的过程来控制集水槽9的进水流量，维持出水流量的稳定，解决出水流量变化大的问题。
[0048]
该种出水堰结构简单，能够用于改造目前已经投入使用的污水处理设施，具有很高的实用价值。
[0049]
实施例2：
[0050]
本实施例在上述实施例的基础上进一步提供了一种可稳定出水流量的污水处理池，特别采用下述设置结构：
[0051]
该种可稳定出水流量的污水处理池包括池体7和上述实施例中的可稳定出水流量的出水堰。
[0052]
出水堰整体设置于池体7内。出水堰的升降设备的固定端即缸体通过支架安装在
池体7的内侧壁或池顶上，如现有常见的滗水器一样设置。出水堰的出水管8的出水端延伸至池体7外。池体7的池顶位置安装有液位计10，液位计10采用超声波液位计，设置于出水堰的上方位置，用于检测池体7内的液面液位。
[0053]
液位计10与升降设备所配备的控制器连接。液位计10用于在液面液位低于最低设定液位或高于最高设定液位时停止升降设备，以及在最低设定液位和最高设定液位之间时启动升降设备。
[0054]
该污水处理池可以是生化池、沉淀池和一些类似的需要稳定出水情况的池体。
[0055]
如图1所示，污水处理池设定有自上而下设置的第一液位1、第二液位2、第五液位5和第六液位6，其中，第一液位1即为最高设定液位，第六液位6即为最低设定液位。第三液位3指代即时的液面液位，第四液位4指代堰口所处的液位。具体的控制原理为，当液位计10检测到池体7的液面液位高于或等于第一液位1时，升降设备根据液位计10的信号处于停机状态；当液位计10检测到池体7的液面液位位于第二液位2和第五液位5之间时，升降设备根据液位计10的信号处于启动状态；当液位计10检测到池体7内的液面液位低于或等于第六液位6时，升降设备根据液位计10的信号处于停机状态。在升降设备处于启动状态时，当第三液位3与第四液位4之间的液位差等于设定液位差12时，升降设备根据液位开关11的信号处于停止状态；当第三液位3与第四液位4之间的液位差小于设定液位差12一厘米时，升降设备根据液位开关11的信号处于伸出状态，以驱动集水槽9下行，下行精度由升降设备的控制精度决定；当第三液位3与第四液位4之间的液位差大于设定液位差12一厘米时，升降设备根据液位开关11的信号处于回缩状态，以驱动集水槽9上行，上行精度由升降设备的控制精度决定。具体的控制原理可以参照如下的表1，表1中，池体栏表示池体7；液位栏中h1-h6依次指代第一液位1、第二液位2、第三液位3、第四液位4、第五液位5和第六液位6，出水表示出水管8的出水端液位；条件栏中反应液面液位高度；动作栏反应升降设备状态；控制单元反应控制升降设备的信号源。
[0056]
表1：液位控制原理
[0057][0058]
优选的，为了能够更为准确地调节集水槽9的高度，以获得更为稳定的出水流量，在出水管8内安装有流量计用于校核出水流量，如果发生偏差，则可以通过调整设定液位差12的值。
[0059]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限
于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。