CN106348357B - 一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理设备，包括主体装置，还包括加药混合机构和高压冲洗机构；其中：加药混合机构的药液输送管的尾端插入储药箱内并且与恒压稳压管的端部位于同一水平面上，药液输送管与恒压稳压管相邻但不接触相连，药液输送管的头端伸出储药箱的底部，药液输送管的另一端穿过主体装置的内井封闭的顶端且伸入至内井内的上部靠近进水管的位置；药液输送管的头端下方的内井内安装有静态混合器。本发明将药剂自动定量投加、高效静态混合和深井增压等多种功能有机结合在一起，而并非机械式的功能叠加，很好的实现了大容量、宽水面水体的药剂自动定量投加、静态混合与深井增压技术的结合。

Description

一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理设备

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及水处理装置，具体涉及在河流、湖泊和水库等大水量、宽水面中使用的一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理装置。

背景技术

水华蓝藻是饮用水处理中的难题，水华蓝藻细胞内存在气囊，为藻类提供浮力，使藻类不能下沉，不易被水厂中常规的混凝沉淀技术去除。藻类气囊能抵抗0.4-0.7MPa的外界压力，如果外界压力超出这一压力，气囊就不可逆转地破裂。目前，自来水厂在处理蓝藻时的装置包括供水泵、水处理池(一般由混合池、反应池、沉淀池组成)和加药装置等，供水泵通过水管向混合池供水，加药装置向混合池或者静态混合器中加入杀藻剂和混凝剂，含藻水在混合池、反应池、沉淀池中进行混合、反应和沉淀处理。首先加入杀藻剂将藻类杀死，再加入大量的混凝剂将藻类颗粒和水中其他杂质颗粒粘附在一起，增加藻类颗粒重量，再沉淀去除。在水源水中投加的杀藻剂有氯、高锰酸钾、臭氧等强氧化剂，混凝剂有硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝等。这种水处理方法存在不少问题，杀藻剂应与藻类充分接触20min以上，藻类被杀死后，藻细胞破裂，藻毒素和细胞液等溶解性物质外泄到水中，藻毒素有很强的毒性，藻液也会与后续水处理消毒剂反应生成致癌物质。杀藻剂对供水管道有强烈的腐蚀作用。杀藻后混凝沉淀仍需要投加大量混凝剂才能使藻类沉淀，投加量40mg/L以上，成本高，且效果不理想。

中国发明专利(公布号：CN 104933221 A)公开了一种“Kenic HEV静态混合器效率和压降计算方法”，该发明专利提供了一种静态混合器叶片高效设计方法，但是该静态混合器较小，混合时间较短，药剂与藻细胞作用时间不充分；中国发明专利(公布号：CN102633383 A)公开了一种“深井循环强化混凝沉淀除藻水处理系统和方法”，该发明专利提供了一种集加药混合、深井增压、混凝、沉淀除藻水处理系统和方法，但是该方法中加药混合与深井增压需要分开设置，占地面积相对较大，且仅适合在水厂中使用，对于大容量水体原位控藻并不适用。中国发明专利(CN 102887555 A)公开了一种无动力自动投药装置，该装置适合于在湖泊、水库和河流等大容量宽水面的水体中自动定量投药使用。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明提供一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理设备，解决在河流、湖泊和水库等大容量、宽水面水体中药剂定量、自动投加、高效混合控制藻类的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理设备，包括主体装置，还包括加药混合机构和高压冲洗机构；

所述的加药混合机构包括通过底部支撑座固定安装在主体装置的内井顶端的储药箱，储药箱上安装有恒压稳压管和药液输送管；

恒压稳压管的一端垂直插入储药箱内并且靠近储药箱的底部，恒压稳压管的另一端伸出储药箱的顶部与外界大气相通；

药液输送管的尾端插入储药箱内并且与恒压稳压管的端部位于同一水平面上，药液输送管与恒压稳压管相邻但不接触相连，药液输送管的头端伸出储药箱的底部，药液输送管的另一端穿过主体装置的内井封闭的顶端且伸入至内井内的上部靠近进水管的位置；

药液输送管的头端下方的内井内安装有静态混合器；

所述的高压冲洗机构包括高压冲洗泵，与高压冲洗泵相连的冲洗进水管伸入至主体装置的循环井内的顶部靠近出水管的位置，与高压冲洗泵相连的冲洗吸泥管伸入至主体装置的循环井的底部。

本发明还具有如下区别技术特征：

所述的主体装置包括外井和通过肋板同轴固定安装在外井内的内井，外井和内井之间的空腔为循环井；所述的外井的顶端和底端均封闭，所述的内井的顶端封闭，内井的底端开放，内井的顶端高出外井的封闭的顶端，内井的底端高出外井的底端；内井顶端安装有进水管，外井顶端安装有出水管。

所述的高压冲洗机构包括高压冲洗泵，高压冲洗泵的一端连接有带有第一阀门的冲洗进水管，高压冲洗泵的另一端连接有排水排泥管，排水排泥管上靠近高压冲洗泵的位置还连通有带有第二阀门的冲洗吸泥管；

第一阀门和高压冲洗泵之间的冲洗进水管与第二阀门远离排水排泥管一端的冲洗吸泥管之间通过带有第三阀门的连接管连通。

所述的冲洗吸泥管包括一端与高压冲洗泵相连的垂向冲洗吸泥管，垂向冲洗吸泥管的另一端与横向冲洗吸泥管的侧壁连通，横向冲洗吸泥管横卧在循环井的底部。

所述的横向冲洗吸泥管的侧壁上加工有多个出水孔。

所述的静态混合器包括多组竖向设置的翼片。

所述的相邻的两组翼片之间内井的直径为间距等距纵向均匀分布。

所述的翼片为两组或三组，每组翼片由4片、6片或者8片组成。

所述的储药箱底部与内井顶端之间的药液输送管上安装有药量控制阀门。

所述的排水排泥管靠近出口端的位置上安装有第四阀门。

本发明与现有技术相比，有益技术效果是：

(Ⅰ)将药剂自动定量投加、高效静态混合和深井增压等多种功能有机结合在一起，而并非机械式的功能叠加，很好的实现了大容量、宽水面水体的药剂自动定量投加、静态混合与深井增压技术的结合，解决了河流、湖泊、水库原位控藻问题，减轻了后续水厂除藻压力。

(Ⅱ)内井的圆柱形结构与Kenic HEV静态混合器结构完全相同，采用发明专利(公布号：CN 104933221 A)中提供的静态混合器设计方法进行设计计算，可以使得深井静态混合器达到高效混合的目的；且内井深度一般在60m以上，该技术给药剂混合提供了充分的混合时间和药剂与藻细胞作用时间，外加深井提供的压力，使得除藻效果更加明显，效率更高。因此，深井与静态混合器功能是一种有机的结合，既利用了原有的功能，又在功能上有创新和改进。

(Ⅲ)在药剂投加部分，可以根据湖泊、河流和水库进水水质来确定投加单一药剂还是多种药剂混合，如混凝剂、氧化剂(如高锰酸钾)、吸附剂(如活性炭)和生物制剂等。对于湖泊、河流和水库水质改善具有非常好的效果。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中的无动力投药部分的结构示意图。

图3是图1的A-A截面结构示意图。

图4是静态混合器的结构示意图。

图5是翼片的结构示意图。

图6是横向冲洗吸泥管的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-主体装置，2-加药混合机构，3-高压冲洗机构；

(1-1)-外井，(1-2)-肋板，(1-3)-内井，(1-4)-循环井，(1-5)-进水管，(1-6)-出水管；

(2-1)-底部支撑座，(2-2)-储药箱，(2-3)-恒压稳压管，(2-4)-药液输送管，(2-5)-静态混合器，(2-5-1)-翼片，(2-6)-药量控制阀门；

(3-1)-高压冲洗泵，(3-2)-第一阀门，(3-3)-冲洗进水管，(3-4)-排水排泥管，(3-5)-第二阀门，(3-6)冲洗吸泥管，(3-7)-第三阀门，(3-8)-连接管，(3-9)-第四阀门；(3-6-1)-垂向冲洗吸泥管，(3-6-2)-横向冲洗吸泥管，(3-6-3)出水孔。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例：

遵从上述技术方案，如图1至图6所示，本实施例给出一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理设备，包括主体装置1，还包括加药混合机构2和高压冲洗机构3；

所述的加药混合机构2包括通过底部支撑座2-1固定安装在主体装置1的内井1-3顶端的储药箱2-2，储药箱2-2上安装有恒压稳压管2-3和药液输送管2-4；

恒压稳压管2-3的一端垂直插入储药箱2-2内并且靠近储药箱2-2的底部，恒压稳压管2-3的另一端伸出储药箱2-2的顶部与外界大气相通；

药液输送管2-4的尾端插入储药箱2-2内并且与恒压稳压管2-3的端部位于同一水平面上，药液输送管2-4与恒压稳压管2-3相邻但不接触相连，药液输送管2-4的头端伸出储药箱2-2的底部，药液输送管2-4的另一端穿过主体装置1的内井1-3封闭的顶端且伸入至内井1-3内的上部靠近进水管1-5的位置；

药液输送管2-4的头端下方的内井1-3内安装有静态混合器2-5；

所述的高压冲洗机构3包括高压冲洗泵3-1，与高压冲洗泵3-1相连的冲洗进水管3-3伸入至主体装置1的循环井1-4内的顶部靠近出水管1-6的位置，与高压冲洗泵3-1相连的冲洗吸泥管3-6伸入至主体装置1的循环井1-4的底部。

具体的，主体装置1包括外井1-1和通过肋板1-2同轴固定安装在外井1-1内的内井1-3，外井1-1和内井1-3之间的空腔为循环井1-4；所述的外井1-1的顶端和底端均封闭，所述的内井1-3的顶端封闭，内井1-3的底端开放，内井1-3的顶端高出外井1-1的封闭的顶端，内井1-3的底端高出外井1-1的底端；内井1-3顶端安装有进水管1-5，外井1-1顶端安装有出水管1-6。

具体的，高压冲洗机构3包括高压冲洗泵3-1，高压冲洗泵3-1的一端连接有带有第一阀门3-2的冲洗进水管3-3，高压冲洗泵3-1的另一端连接有排水排泥管3-4，排水排泥管3-4上靠近高压冲洗泵3-1的位置还连通有带有第二阀门3-5的冲洗吸泥管3-6；

第一阀门3-2和高压冲洗泵3-1之间的冲洗进水管3-3与第二阀门3-5远离排水排泥管3-4一端的冲洗吸泥管3-6之间通过带有第三阀门3-7的连接管3-8连通。

河流、湖泊、水库中含藻水通过导流装置流入深井的主体装置1，进行加药和强化增压后，通过出水管1-6出水。

本实施例的设备主要应用于河流、湖泊、水库等大容量、宽水面水体控藻。将药剂定量、自动投加与静态混合及深井增压有机结合在一起。当河流、湖泊和水库中的水以一定水量通过主体装置时，经过计算确定一定投药量，调节药量控制阀门，则定量的药液利用马氏瓶原理，无动力自动投加进水体，高效混合，充分与水体中的藻类作用。

静态混合器2-4参照现有的发明专利(公布号：CN 104933221A)提供的静态混合器设计方法进行设计，达到高效混合的目的。

药剂的自动、定量投加参照现有的发明专利(公布号：CN 102887555A)提供的装置，实现药剂的定量、自动投加。

冲洗吸泥管3-6包括一端与高压冲洗泵3-1相连的垂向冲洗吸泥管3-6-1，垂向冲洗吸泥管3-6-1的另一端与横向冲洗吸泥管3-6-2的侧壁连通，横向冲洗吸泥管3-6-2横卧在循环井1-4的底部。

横向冲洗吸泥管3-6-2的侧壁上加工有多个出水孔3-6-3。

静态混合器2-5包括多组竖向设置的翼片2-5-1。

相邻的两组翼片2-5-1之间以内井1-3的直径为间距等距纵向均匀分布。

翼片2-5-1为两组或三组，每组翼片2-5-1由4片、6片或者8片组成。

储药箱2-2底部与内井1-3顶端之间的药液输送管2-4上安装有药量控制阀门2-6。

排水排泥管3-4靠近出口端的位置上安装有第四阀门3-9。

本发明的工作过程如下所述：

河流、湖泊、水库含藻水通过进水管1-5进入内井1-3，此时药量控制阀门2-6打开，通过底部支撑座2-1固定在内井1-3顶部的储药箱2-2内药液通过药液输送管2-4进入内井1-3，并与水混合。储药箱2-2内药液可以根据不同水质需要投加不同药液。水流连续进入，药液连续投加，当药液通过药液输送管2-4进入内井1-3后，储药箱2-2内的压力成负压，此时恒压稳压管2-3中有空气从外界进入，且恒压稳压管2-3出气口与药液输送管2-4进口靠近，维持了药液输送管2-4进口压力不变。携带有药液的水在内井1-3内经过静态混合器2-5上翼片2-5-1的混合达到充分混合，充分混合后的药和水在内井1-3底部进入由内井1-3和外井1-1形成的循环井1-4，并到达循环井1-4顶部，通过出水管1-6排出。只需要维持循环井1-4的水位不变，则药液输送管2-4进口处与循环井1-4内的水位高差不变，就能保证药液定量投加。如此过程，使水中的微囊藻在一定压力下气囊被压扁，密度增大，开始下沉；同时配合药剂作用，进一步控制藻类生长，改善水质。

运行一段时间后底部会有积泥，需要进行冲洗。冲洗开始时，连接管3-8上的第三阀门3-7和排水排泥管3-4上的第四阀门3-9关闭，冲洗进水管3-3上的第一阀门3-2和垂向冲洗吸泥管3-6-1上的第二阀门3-5打开，高压冲洗泵3-1由冲洗进水管3-3吸水，水由冲洗进水管3-3进入高压冲洗泵3-1，然后进入垂向冲洗吸泥管3-6-1，再通过横向冲洗吸泥管3-6-2上小孔3-6-3带压打出，将底部积泥冲起。当底部积泥被冲起来以后，立即关闭冲洗进水管3-3上的第一阀门3-2和垂向冲洗吸泥管3-6-1上的第二阀门3-5，打开连接管3-8上的第三阀门3-7和排水排泥管3-4上的第四阀门3-9，底部冲起来的积泥由横向冲洗吸泥管3-6-2进入垂向冲洗吸泥管3-6-1，再由高压冲洗泵3-1打出到排水排泥管3-4排出。冲洗过程通过阀门切换，冲洗水直接从循环井1-4中抽取，不需要额外取水，操作简单，节省费用。

Claims (9)

1.一种无动力投药与混合式深井增压强化控藻水处理设备，包括主体装置(1)，其特征在于：还包括加药混合机构(2)和高压冲洗机构(3)；

所述的加药混合机构(2)包括通过底部支撑座(2-1)固定安装在主体装置(1)的内井(1-3)顶端的储药箱(2-2)，储药箱(2-2)上安装有恒压稳压管(2-3)和药液输送管(2-4)；

恒压稳压管(2-3)的一端垂直插入储药箱(2-2)内并且靠近储药箱(2-2)的底部，恒压稳压管(2-3)的另一端伸出储药箱(2-2)的顶部与外界大气相通；

药液输送管(2-4)的尾端插入储药箱(2-2)内并且与恒压稳压管(2-3)的端部位于同一水平面上，药液输送管(2-4)与恒压稳压管(2-3)相邻但不接触相连，药液输送管(2-4)的头端伸出储药箱(2-2)的底部，药液输送管(2-4)的另一端穿过主体装置(1)的内井(1-3)封闭的顶端且伸入至内井(1-3)内的上部靠近进水管(1-5)的位置；

药液输送管(2-4)的头端下方的内井(1-3)内安装有静态混合器(2-5)；

所述的高压冲洗机构(3)包括高压冲洗泵(3-1)，与高压冲洗泵(3-1)相连的冲洗进水管(3-3)伸入至主体装置(1)的循环井(1-4)内的顶部靠近出水管(1-6)的位置，与高压冲洗泵(3-1)相连的冲洗吸泥管(3-6)伸入至主体装置(1)的循环井(1-4)的底部；

所述的高压冲洗机构(3)包括高压冲洗泵(3-1)，高压冲洗泵(3-1)的一端连接有带有第一阀门(3-2)的冲洗进水管(3-3)，高压冲洗泵(3-1)的另一端连接有排水排泥管(3-4)，排水排泥管(3-4)上靠近高压冲洗泵(3-1)的位置还连通有带有第二阀门(3-5)的冲洗吸泥管(3-6)；

第一阀门(3-2)和高压冲洗泵(3-1)之间的冲洗进水管(3-3)与第二阀门(3-5)远离排水排泥管(3-4)一端的冲洗吸泥管(3-6)之间通过带有第三阀门(3-7)的连接管(3-8)连通。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的主体装置(1)包括外井(1-1)和通过肋板(1-2)同轴固定安装在外井(1-1)内的内井(1-3)，外井(1-1)和内井(1-3)之间的空腔为循环井(1-4)；所述的外井(1-1)的顶端和底端均封闭，所述的内井(1-3)的顶端封闭，内井(1-3)的底端开放，内井(1-3)的顶端高出外井(1-1)的封闭的顶端，内井(1-3)的底端高出外井(1-1)的底端；内井(1-3)顶端安装有进水管(1-5)，外井(1-1)顶端安装有出水管(1-6)。

3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：所述的冲洗吸泥管(3-6)包括一端与高压冲洗泵(3-1)相连的垂向冲洗吸泥管(3-6-1)，垂向冲洗吸泥管(3-6-1)的另一端与横向冲洗吸泥管(3-6-2)的侧壁连通，横向冲洗吸泥管(3-6-2)横卧在循环井(1-4)的底部。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的横向冲洗吸泥管(3-6-2)的侧壁上加工有多个出水孔(3-6-3)。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的静态混合器(2-5)包括多组竖向设置的翼片(2-5-1)。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于：所述的相邻的两组翼片(2-5-1)之间以内井(1-3)的直径为间距等距纵向均匀分布。

7.如权利要求5所述的设备，其特征在于：所述的翼片(2-5-1)为两组或三组，每组翼片(2-5-1)由4片、6片或者8片组成。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的储药箱(2-2)底部与内井(1-3)顶端之间的药液输送管(2-4)上安装有药量控制阀门(2-6)。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的排水排泥管(3-4)靠近出口端的位置上安装有第四阀门(3-9)。