本发明涉及一种分离装置，具体涉及一种用于水处理过程的反重力式沉淀分离装置。
背景技术：
固液分离是化学、化工、制药、冶金、环境保护等行业中最常见的操作之一，是非均相分离的重要组成部分，在许多实验操作和生产单元中，分离装置是影响实验效果和产品质量的重要环节。目前的固液分离过程分为沉降分离和过滤分离，其中沉降分离按照推动力可以分为重力沉降、离心力沉降和电磁力沉降；过滤分离按照推动力可以分为重力过滤、真空过滤、加压过滤和离心力过滤等。为了避免滤布、滤纸或滤膜对滤液的污染，通常采用重力沉降或离心力沉降。然而，离心力沉降需要引入外部推动力，在部分实验条件下无法满足，因此重力沉降常被用作最简单易行的沉淀分离方法。因此如能在一个容器内完成重力沉降与分离两个过程对于分离操作将会带来极大的便利性。
工业
污水处理过程中需要用到固液分离，工业污水处理是保证环境、生态和健康的主要手段。对于工业废水中的成分，在处理的同时进行分离回收，能够使得资源得到充分利用。然而，传统的工业污水处理，没有进行沉淀，或者沉淀分离效果差，造成污水处理的效率低，使其难以满足当前工业污水处理的要求。此外，传统的工业污水处理过程存在能耗大、污染多、耗时耗力等诸多弊端。
中国专利cn207838381u公开了一种工业污水沉淀分离装置，包括搅拌沉淀筒，所述搅拌沉淀筒的上端中间位置通过轴承套竖直向上设置有搅拌传动轴，搅拌传动轴的上端水平同轴安装有传动齿轮，搅拌传动轴右侧的搅拌沉淀筒上端通过电机安装框半镶嵌设置有搅拌电机，搅拌电机的上端通过电机转轴配合转动齿轮，搅拌传动轴的下端伸入搅拌沉淀筒内且设置有搅拌叶组，搅拌沉淀筒左侧的中间位置设置有进液管，搅拌沉淀筒的右侧上端水平向右设置有溢流出水管，溢流出水管的左端镶嵌设置有抽水泵。该装置比较多的采用了电气设备，装置比价复杂，不便于使用。
中国专利cn205241308u公开了一种沉淀分离装置，该装置包括沉淀槽体；该槽体下部为锥形的筒形槽体，在围绕槽体的上沿设有溢流堰，在溢流堰堰底设有排液管；在槽体锥底设有外排泥管；内隔筒，该内隔筒垂直居中位于在沉淀槽体中下部，其内隔筒下底边与槽体的锥形筒形内壁固接，在内隔筒下部设有泥孔；上沉降栅格板；该沉降栅格板为固定在沉淀槽体上部内壁上的、截面为格网状、垂直管道组；下沉降栅格板；该沉降栅格板为固定在内隔筒上部内壁上的、截面为格网状、垂直管道组；进料管，该进料管为由沉淀槽体的下部锥形筒壁、沿槽体内壁切向进入槽体。
根据实际应用效果来看，专利cn205241308u所公开的沉淀分离装置存在以下不足：(1)由于采用自然沉淀，造成沉淀时间长。(2)沉淀物量增加后，废水的通过性下降，导致处理效果下降。(3)结构较复杂，通道路径曲折，导致管路易结垢，使分离效果变差。(4)未设计沉淀排出口，存在沉淀物导出量少等问题，造成了沉淀分离导出效率低等问题。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于水处理过程的反重力式沉淀分离装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于水处理过程的反重力式沉淀分离装置，其特征在于，包括高塔，高塔顶部设有储水用高位槽，塔内中间为重力分离区，底部沉淀区，所述的高位槽通过高位输水管连接高塔下部进水口，高压水从进水口进入塔内重力分离区，并沿高塔内壁形成螺旋逆流上行的旋转水流，与从塔顶部输入的待处理物接触，液体混合物从顶部出水口排出，沉淀物在重力作用下下降进入沉淀区。
所述的出水口与进水口成对角线位置设置，其中出水口位于重力分离区上部塔体上，进水口位于重力分离区下部塔体上。所述的高位输水管上设有调节控制阀，能自动调节水流。
所述的高塔内壁呈圆筒状，高压水沿切线方向进入高塔内，并形成下进上出的圆筒式水流结构。在逆行的水流中利用重力的作用使沉淀下降。有规律的水流动利于沉淀的沉降，达到较好的分离效果。利用高位水槽来稳定流量并通过自动调节阀进行调节水流，实现分离的连续性和彻底性，提高分离效率。
所述的沉淀区上设有阻旋板，该阻旋板由垂直隔板组成栅格构造。
所述的待处理物中沉淀物从上往下沉降，通过设置在高塔下部的栅格状阻旋板，进入下方的沉淀区。
所述的沉淀区底部设有沉淀排放口。
所述的沉淀排放口连接排放管道，排放管道上设有排放阀门。
所述的装置还包括水泵，该水泵通过压力水管连接所述的高位槽，利用高位槽来稳定流量。
本装置具体工作原理为，
水流具体行程为：高位槽内水通过水流调节控制阀经压力水管注入至高塔下部，沿高塔内壁形成螺旋逆流上行水流，水流在高塔上部的出水口排出；
沉淀具体行程为：由于重力作用，高塔内沉淀从上往下沉降，沉淀通过设置在高塔下部的栅格状阻旋板，进入栅格板下方的沉淀静止区域，沉淀被收集至高塔底部，定期经沉淀排放口排出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、分离效果好，有规律的水流动有利于沉淀的沉降；
2、能耗低，利用高位水槽来稳定流量，并通过自动调节阀进行调节；
3、占地面积小，分离效率高，节能环保，省时省力；
4、反重力过滤装置使分离作用力相加，实现分离的连续性和彻底性，共同促进固液分离。
5、可满足持续、长期、量大的分离需求，无需添加化学药剂，易维护、低成本的物理分离装置，提供一种经济实惠、高效、安全、可长期使用的水处理反重力式沉淀分离装置。
附图说明
图1为本发明一个实施例装置的结构示意图；
图2为高塔塔体内出水口处截面示意图；
图3为高塔塔体内阻旋板处截面示意图；
图中：1-进水口、2-阻旋板、3-出水口、4-高位槽、5-重力分离区、6-沉淀区、7-沉淀排放口、8-排放阀门、9-调节控制阀、10-高位输水管、11-压力水管、12-水泵、13-高塔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1～3所示，一种用于水处理过程的反重力式沉淀分离装置，其结构示意图如图1所示，包括：一高塔13，内部设有水流及沉淀的容置空间；一进水口1，设于高塔13下部，进水口1上设有调节控制阀9，通过高位输水管10将水压入高塔13下部；一出水口3，设于高塔13上与进水口1成对角线的位置；一高位槽4，设于高塔13顶部，与高位输水管10相连通；一重力分离区5，位于高塔13中部；一阻旋板2，设于高塔13下部；一沉淀区6，设于高塔13底部，沉淀区6最底部设有沉淀排放口7。
高塔13塔体为筒状结构，上部没有顶盖，塔体为金属容器，进水口1和出水口3都沿圆的切线方向分别设置在塔体的下部和上部对角线的位置，形成缓缓向上运动的旋转水流。塔的底部上方设有栅格状的阻旋板2，由于重力作用使沉淀下降，沉淀通过阻旋板2进入下方的沉淀静止区域6，一旦沉淀落入栅格下方的沉淀静止区域6将被收集，通过塔底的沉淀排放口7排出。水泵12通过压力水管11连接所述的高位槽4，利用高位槽来稳定流量
本装置具体工作时，水流具体行程为：高位槽4内水通过水流调节控制阀9经高位输水管10注入至高塔13下部，沿高塔内壁形成螺旋逆流上行水流，水流在高塔上部的出水口3排出，待处理物从高塔顶部投入塔体内部，沉淀具体行程为：由于重力作用，高塔内沉淀从上往下沉降，与逆流上行的水流充分作用，液体与水混合后从出水口3排出，沉淀通过设置在高塔下部的栅格状阻旋板2，进入栅格板下方的沉淀静止区域6，沉淀被收集至高塔底部，定期经沉淀排放口7排出。
使用本装置时，可采用以下步骤：
(1)打开调节控制阀9，将进水口1通过高位输水管10与高塔相通，水在高塔内形成螺旋逆行上升水流，并在高塔上部进水口1的对角线位置的出水口3排出；
(2)由于重力作用使沉淀下降，通过设置在塔下方的栅格状阻旋板2，进入栅格板下方的沉淀静止区域6；
(3)打开沉淀排放口7，被收集的沉淀由沉淀排放口7排出。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
技术特征：
技术总结
本发明涉及一种用于水处理过程的反重力式沉淀分离装置，包括高塔(13)，高塔(13)顶部设有储水用高位槽(4)，塔内中间为重力分离区(5)，底部沉淀区(6)，所述的高位槽(4)通过高位输水管(10)连接高塔(13)下部进水口(1)，高压水从进水口(1)进入塔内重力分离区(5)，并沿高塔内壁形成螺旋逆流上行的旋转水流，与从塔顶部输入的待处理物接触，液体混合物从顶部出水口(3)排出，沉淀物在重力作用下下降进入沉淀区(6)。与现有技术相比，本发明造简单、成本低廉、轻便高效、分离效果好，能耗低，占地面积小，反重力过滤装置使分离作用力相加，实现分离的连续性和彻底性，共同促进固液分离。
技术研发人员：商照聪;王思怿;房朋;薛晓康;张小沁
受保护的技术使用者：上海化工研究院有限公司;上海化工院检测有限公司
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2019.08.30
声明：
“用于水处理过程的反重力式沉淀分离装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海化工研究院有限公司;上海化工院检测有限公司
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2024年07月05日 ~ 07日 
