CN108658192A - 一种高效混凝沉淀装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效混凝沉淀装置，该装置包括混凝倒锥形槽、絮凝正锥形槽、喉管、可调阀门、沉淀池、污泥泵、混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置；所述混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽通过喉管相连后形成混凝及絮凝装置，置于沉淀池中心上部；所述可调阀门装于喉管上以控制流量；所述絮凝正锥形槽内设布水板调整流态、均匀布水；所述污泥泵抽取沉淀池底部沉积污泥通过管道输送至混凝倒锥形槽顶部并沿外壁切线进入与进水混合；所述混凝剂投加装置与絮凝剂投加装置将药剂投加至混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽上部；该装置可实现原水与药剂依靠水力搅拌与混合，于同一个装置内完成混凝、絮凝与沉淀，提高处理效率；本发明还提供了一种高效混凝沉淀的方法。

Description

一种高效混凝沉淀装置及方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其是净水处理、污水处理过程中混凝、絮凝及沉淀的装置及方法。

背景技术

混凝沉淀是水处理中常见的处理工艺之一，是工业用水和生活污水处理中最基本也是极为重要的处理过程，通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂、絮凝剂)，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附，体积增大而下沉。其在水处理上的应用已有几百年的历史，与其他物理化学方法相比具有出水水质好、工艺运行稳定可靠、经济实用、操作简便等优点。

根据混凝沉淀原理，工程中一般会采用分开设置混凝池、絮凝池及沉淀池或一池多格的形式，混凝池、絮凝池内多设置机械搅拌器，以上设施往往存在着电耗较高、桨叶易腐蚀、混凝与絮凝效果较差、药剂消耗量大、设施占地较大等问题。

因此亟需研发一种一体化的非机械搅拌且混凝与絮凝效率较高的设备，来克服现有混凝沉淀系统中存在的问题。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种高效混凝沉淀装置及方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种高效混凝沉淀装置，所述装置包括：混凝倒锥形槽、絮凝正锥形槽、喉管、可调阀门、沉淀池、污泥泵、混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置；所述混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽通过喉管相连后形成混凝及絮凝装置，置于沉淀池中心上部，通过支架固定于沉淀池内壁；所述可调阀门装于喉管上以控制流量；所述絮凝正锥形槽内设布水板调整流态、均匀布水；所述污泥泵抽取沉淀池底部沉积污泥通过管道输送至混凝倒锥形槽顶部并沿外壁切线进入与进水混合，根据阀门切换可将剩余污泥排出污泥池；所述混凝剂投加装置与絮凝剂投加装置将药剂投加至混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽上部；

根据本发明的第二方面，在本发明的高效混凝沉淀装置中，混凝倒锥形槽为上大下小的倒圆锥体，椎角为60-120°，其上端封闭，下段通过喉管与絮凝正锥形槽相连；进水管位于倒圆锥体顶端正中心，混凝剂投加口位于倒圆椎体顶部且与进水管相邻，污泥进口位于倒椎体上部、与椎体中心垂直且外壁相切；污水于混凝倒锥形槽内有效停留时间为0.5-2min；

根据本发明的第三方面，在本发明的高效混凝沉淀装置中，絮凝正锥形槽为上小下大的正圆锥体，椎角为60-150°，其上端通过喉管与混凝倒锥形槽相连，内设1-3层布水板，且底部布水板全部浸入沉淀池；絮凝剂投加口位于正圆椎体上部，污水于絮凝正锥形槽内有效停留时间为5-20min；

根据本发明的第四方面，在本发明的高效混凝沉淀装置中，喉管长度与直径比值不大于10，其上设有可调阀门来调节管内污水流速，以确保流速不大于1.5m/s；

根据本发明的第五方面，在本发明的高效混凝沉淀装置中，布水板垂直于絮凝正锥形槽中心轴设置，可设1-3层，其上均匀开圆孔，孔径为10-50mm，圆孔数量根据水量确定；

根据本发明的第六方面，在本发明的高效混凝沉淀装置中，沉淀池采用辅流式沉淀池，依靠顶部溢流堰出水，可内设斜板与斜管来提高沉淀效率、缩短沉淀时间；其底部设污泥斗暂存沉积污泥，并通过污泥泵根据需要启闭排泥阀门将其作为回流污泥被送至混凝倒锥形槽或作为剩余污泥排出；

根据本发明的第七方面，在本发明的高效混凝沉淀装置中，混凝剂投加装置与絮凝剂投加装置所投加的均为液体药剂；

本发明还提供了一种高效混凝沉淀方法，该方法利用根据前述一个方面或者多个方面所述的高效混凝沉淀装置，所述方法包括：

在沉淀池中心上部设置由混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽通过喉管相连后形成的混凝及絮凝装置，作为混凝、絮凝核心部件。

进水、混凝剂、污泥泵回流的污泥于混凝倒锥形槽内在切线进入的污泥流水力作用下进行剧烈搅拌与快速混合，完成混凝过程的混合液通过喉管后进入絮凝正锥形槽内；由于絮凝正锥形槽进口直径迅速扩大，流体扰动迅速降低，混合液与絮凝剂于此充分絮凝，然后通过布水板调整流态、均匀布水后进入沉淀池内进行沉淀，清水从沉淀池溢流堰排出；沉淀池底部污泥通过污泥泵根据需要作为回流污泥被送至混凝倒锥形槽，或作为剩余污泥排出。

通过利用根据本发明的装置和方法，可以获得的有利之处至少在于：

本发明能够实现了原水与药剂依靠水力搅拌与充分混合，于同一个装置内完成混凝、絮凝与沉淀，简化了混凝与絮凝设备，提高处理效率。

附图说明：

图1示出了根据本发明的一个优选实施方式的高效混凝沉淀装置的示意图。

附图标记说明：

1：混凝倒锥形槽；2：絮凝正锥形槽：3：喉管；4：可调阀门；5：沉淀池；6：污泥泵；7：混凝剂投加装置；8：絮凝剂投加装置；9：进水管；10：布水孔板；11：出水堰；12：排泥阀门；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作详细说明，应当理解，本公开内容中所提到的实施例仅是示例性的，根据本公开内容的启示，本发明可以以其他任何适宜的方式来实施。下文中所使用的术语和构造，也可以用其他等同的方式来替代。本发明的权利要求的保护范围并不受下午中具体实施方式中的具体的实例所限制。

本公开内容提出了一种一种高效混凝沉淀装置。所述装置可以包括：

混凝倒锥形槽、絮凝正锥形槽、喉管、可调阀门、沉淀池、污泥泵、混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置；所述混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽通过喉管相连后形成混凝及絮凝装置，置于沉淀池中心上部，通过支架固定于沉淀池内壁；所述可调阀门装于喉管上以控制流量；所述絮凝正锥形槽内设布水板调整流态、均匀布水；所述污泥泵抽取沉淀池底部沉积污泥通过管道输送至混凝倒锥形槽顶部并沿外壁切线进入与进水混合，根据阀门切换可将剩余污泥排出污泥池；所述混凝剂投加装置与絮凝剂投加装置将药剂投加至混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽上部；

可选地，在根据本发明的其他实施方式中，混凝倒锥形槽为上大下小的倒圆锥体，椎角为60-120°，其上端封闭，下段通过喉管与絮凝正锥形槽相连；进水管位于倒圆锥体顶端正中心，混凝剂投加口位于倒圆椎体顶部且与进水管相邻，污泥进口位于倒椎体上部、与椎体中心垂直且外壁相切；污水于混凝倒锥形槽内有效停留时间为0.5-2min；

絮凝正锥形槽为上小下大的正圆锥体，椎角为60-150°，其上端通过喉管与混凝倒锥形槽相连，内设1-3层布水板，且底部布水板全部浸入沉淀池；絮凝剂投加口位于正圆椎体上部，污水于絮凝正锥形槽内有效停留时间为5-20min；

喉管长度与直径比值不大于10，其上设有可调阀门来调节管内污水流速，以确保流速不大于1.5m/s；

布水板垂直于絮凝正锥形槽中心轴设置，可设1-3层，其上均匀开圆孔，孔径为10-50mm，圆孔数量根据水量确定；

类似地，在根据本发明的一个实施方式中，在高效混凝沉淀装置中，沉淀池采用辅流式沉淀池，依靠顶部溢流堰出水，可内设斜板与斜管来提高沉淀效率、缩短沉淀时间；其底部设污泥斗暂存沉积污泥，并通过污泥泵根据需要启闭排泥阀门将其作为回流污泥被送至混凝倒锥形槽或作为剩余污泥排出；

混凝剂投加装置与絮凝剂投加装置所投加的均为液体药剂；

通过利用根据本发明的装置和方法，能够实现原水与药剂依靠水力搅拌与充分混合，于同一个装置内完成混凝、絮凝与沉淀，简化了混凝与絮凝设备，提高处理效率。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在不同的示例中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

实施例1：

某城市供水厂，处理规模2万吨/日，水源取自城市周边某河流，其原水中除浊度、氨氮、微量有机物外多数水质指标能够满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中III类标准值，项目采用“臭氧预氧化+混凝沉淀+V型滤池+消毒”的工艺对河水进行处理，出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求，出厂水浊度应小于0.3NTU。其中“混凝沉淀”工段作为去除SS、降低浊度的主要设施，本项目采用4个高效混凝沉淀装置进行处理，使其达到出水标准。

参照图1所示，

高效混凝沉淀装置包括：混凝倒锥形槽1、絮凝正锥形槽2、喉管3、可调阀门4、沉淀池5、污泥泵6、混凝剂投加装置7、絮凝剂投加装置8；

其中，混凝倒锥形槽1上小下大的倒圆锥体，不锈钢制成，椎体直径3.2m，锥高2.75m，椎角为60°，其上端封闭，下段通过喉管3与絮凝正锥形槽2相连；进水管DN300位于倒圆锥体顶端正中心，混凝剂投加口位于倒圆椎体顶部且与进水管相邻，污泥进口(DN150)位于倒椎体上部、与椎体中心垂直且外壁相切；污水于混凝倒锥形槽内有效停留时间为0.5min；

絮凝正锥形槽2为上小下大的倒圆锥体，不锈钢制成，椎体直径9m，锥高2.75m，椎角为120°，其上端通过喉管3与混凝倒锥形槽1相连，内设2层布水板10，且底部布水板10全部进入沉淀池5；絮凝剂投加口位于正圆椎体上部，污水于絮凝正锥形槽2内有效停留时间为5min；

沉淀池5为混凝土辅流式池体，底部有污泥斗，依靠顶部溢流堰11出水，直径20m，池深6m；

混凝剂投加装置7采用溶药、储药及加药一体装置，最终进入混凝倒锥形槽1的混凝剂为液体PAC；

絮凝剂投加装置8采用溶药、储药及加药一体装置，最终进入絮凝正锥形槽2的絮凝剂为液体PAM；

混凝倒锥形槽1与絮凝正锥形槽2通过喉管3相连后形成混凝及絮凝装置，置于沉淀池5中心上部，絮凝正锥形槽2底平面距池顶3m，通过支架固定于沉淀池5内壁上；

可调阀门4采用不锈钢电动可调节阀门，装于喉管3中心以控制流量，规格为DN300，长度为1m；

絮凝正锥形槽2内设2层布水板10调整流态、均匀布水，底层布水板10安装于絮凝正锥形槽2底平面，其板上布满32mm圆孔；上层布水板10安装于絮凝正锥形槽中间，其板上布满25mm圆孔；

污泥泵6抽取沉淀池5底部沉积污泥通过管道输送至混凝倒锥形槽1顶部并沿外壁切线进入与进水混合，根据排泥阀门12切换可将剩余污泥排出污泥池5；

混凝剂投加装置7与絮凝剂投加装置8将药剂投加至混凝倒锥形槽1与絮凝正锥形槽2上部；

通过利用根据本发明的装置和方法，能够实现原水与药剂依靠水力搅拌与充分混合，于同一个装置内完成混凝、絮凝与沉淀，简化了混凝与絮凝设备，减少了占地，提高处理效率。

实施例2：

某市政污水处理厂，处理能力为2万m³/d，目前出水满足《城镇污水处理污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，但随着人们生活水平要求及国家环标准的提高，现需对污水处理厂进行升级改造，出水标准提升至四类水体的标准。污水厂通过改造现有A²/O系统并增加“深床反硝化+混凝沉淀+湿地”工艺，确保出水在不外加碳源的情况下达标排放。其中混凝沉淀池作为去除SS及除磷的主要设施选用本发明所描述的设置2座高效混凝沉淀装置，使其达到出水标准。

参照图1所示，

高效混凝沉淀装置包括；混凝倒锥形槽1、絮凝正锥形槽2、喉管3、可调阀门4、沉淀池5、污泥泵6、混凝剂投加装置7、絮凝剂投加装置8；

其中，混凝倒锥形槽1上小下大的倒圆锥体，不锈钢制成，椎体直径3.65m，锥高3.15m，椎角为60°，其上端封闭，下段通过喉管3与絮凝正锥形槽2相连；进水管DN400位于倒圆锥体顶端正中心，混凝剂投加口位于倒圆椎体顶部且与进水管相邻，污泥进口(DN200)位于倒椎体上部、与椎体中心垂直且外壁相切；污水于混凝倒锥形槽内有效停留时间为0.5min；

絮凝正锥形槽2为上小下大的倒圆锥体，不锈钢制成，椎体直径12m，锥高6m，椎角为120°，其上端通过喉管与混凝倒锥形槽1相连，内设3层布水板，且布水板沉淀池；絮凝剂投加口位于正圆椎体上部，污水于絮凝正锥形槽内有效停留时间为5min；

沉淀池5为混凝土辅流式池体，底部有污泥斗，依靠顶部溢流堰11出水，直径26m，池深6.5m；

混凝剂投加装置7采用溶药、储药及加药一体装置，最终进入混凝倒锥形槽1的混凝剂为液体PAC；

絮凝剂投加装置8采用溶药、储药及加药一体装置，最终进入絮凝正锥形槽2的絮凝剂为液体PAM；

混凝倒锥形槽1与絮凝正锥形槽2通过喉管3相连后形成混凝及絮凝装置，置于沉淀池5中心上部，絮凝正锥形槽底平面距池顶3m，通过支架固定于沉淀池5内壁上；

可调阀门4采用不锈钢可调阀门，装于喉管3中心以控制流量，规格为DN400，长度为1.5m；

絮凝正锥形槽2内设3层布水板10调整流态、均匀布水，布水板根据中心轴均匀布置，底层布水板安装于絮凝正锥形槽底平面，其板上布满32mm圆孔，上中层布水板布满25mm圆孔；

污泥泵6抽取沉淀池5底部沉积污泥通过管道输送至混凝倒锥形槽1顶部并沿外壁切线进入与进水混合，根据排泥阀门12切换可将剩余污泥排出污泥池5；

混凝剂投加装置7与絮凝剂投加装置8将药剂投加至混凝倒锥形槽1与絮凝正锥形槽2上部；

通过利用根据本发明的装置和方法，能够实现污水与药剂依靠水力搅拌与充分混合，于同一个装置内完成混凝、絮凝与沉淀，简化了混凝与絮凝设备，减少了占地，提高处理效率。

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种高效混凝沉淀装置，其特征在于，所述装置包括：

混凝倒锥形槽、絮凝正锥形槽、喉管、可调阀门、沉淀池、污泥泵、混凝剂投加装置、絮凝剂投加装置；

所述混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽通过喉管相连后形成混凝及絮凝装置，置于沉淀池中心上部，通过支架固定于沉淀池内壁；

所述可调阀门装于喉管上以控制流量；

所述絮凝正锥形槽内设布水板调整流态、均匀布水；

所述污泥泵抽取沉淀池底部沉积污泥通过管道输送至混凝倒锥形槽顶部并沿外壁切线进入与进水混合，根据阀门切换可将剩余污泥排出污泥池；

所述混凝剂投加装置与絮凝剂投加装置将药剂投加至混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽上部。

2.根据权利要求1所述的高效混凝沉淀装置，其特征在于，所述混凝倒锥形槽为上大下小的倒圆锥体，椎角为60-120°，其上端封闭，下段通过喉管与絮凝正锥形槽相连；进水管位于倒圆锥体顶端正中心，混凝剂投加口位于倒圆椎体顶部且与进水管相邻，污泥进口位于倒椎体上部、与椎体中心垂直且外壁相切；污水于混凝倒锥形槽内有效停留时间为0.5-2min。

3.根据权利要求1所述的高效混凝沉淀装置，其特征在于，所述絮凝正锥形槽为上小下大的正圆锥体，椎角为60-150°，其上端通过喉管与混凝倒锥形槽相连，内设1-3层布水板，且底部布水板全部浸入沉淀池；絮凝剂投加口位于正圆椎体上部，污水于絮凝正锥形槽内有效停留时间为5-20min。

4.根据权利要求1所述的高效混凝沉淀装置，其特征在于，所述喉管长度与直径比值不大于10，其上设有可调阀门来调节管内污水流速，以确保流速不大于1.5m/s。

5.根据权利要求1与3所述的高效混凝沉淀装置，其特征在于，所述布水板垂直于絮凝正锥形槽中心轴设置，可设1-3层，其上均匀开圆孔，孔径为10-50mm，圆孔数量根据水量确定。

6.根据权利要求1所述的高效混凝沉淀装置，其特征在于，所述沉淀池采用辅流式沉淀池，依靠顶部溢流堰出水，可内设斜板与斜管来提高沉淀效率、缩短沉淀时间；其底部设污泥斗暂存沉积污泥，并通过污泥泵根据需要启闭排泥阀门将其作为回流污泥被送至混凝倒锥形槽或作为剩余污泥排出。

7.根据权利要求1所述的高效混凝沉淀装置，其特征在于，所述混凝剂投加装置与絮凝剂投加装置所投加的均为液体药剂。

8.一种利用根据权利要求1至7中一项或者多项所述的高效混凝沉淀的方法，其特征在于，所述方法包括：

在沉淀池中心上部设置由混凝倒锥形槽与絮凝正锥形槽通过喉管相连后形成的混凝及絮凝装置，作为混凝、絮凝核心部件。

进水、混凝剂、污泥泵回流的污泥于混凝倒锥形槽内在切线进入的污泥流水力作用下进行剧烈搅拌与快速混合，完成混凝过程的混合液通过喉管后进入絮凝正锥形槽内；由于絮凝正锥形槽进口直径迅速扩大，流体扰动迅速降低，混合液与絮凝剂于此充分絮凝，然后通过布水板调整流态、均匀布水后进入沉淀池内进行沉淀，清水从沉淀池溢流堰排出；沉淀池底部污泥通过污泥泵根据需要作为回流污泥被送至混凝倒锥形槽，或作为剩余污泥排出。

该装置与方法实现了原水与药剂依靠水力搅拌与充分混合，于同一个装置内完成混凝、絮凝与沉淀，简化了混凝与絮凝设备，提高处理效率。