CN110156204B - 一种一体化水动力废水回用处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一体化水动力废水回用处理装置，属于废水再利用领域。包括主体外壳、进水管、管式混凝剂投加装置、可提式滤料笼、回水管、反冲洗水管、回水箱等部件，主体外壳内自左向右依次设有混合区、沉淀区、过滤区。本发明有效减少了城镇污水厂的处理规模和成本；真正实现了节能减排。本发明具有如下创新点及优势：①动力方面：充分利用水的动力，为无动力或少动力设备。②材料方面：采用两种混凝剂进行复配，硫酸铝：聚合氯化铁=1：3；采用果壳活性炭如改性核桃滤料等增强混凝和过滤效果。③构造方面：采用管式投药器、跌水混合板、百叶挡水板、蜂窝斜管板、双向弹簧挡板和可装卸式滤篮等设施，提升了一体化装置的净化能力。

Description

一种一体化水动力废水回用处理装置
技术领域
本发明涉及一种一体化水动力废水回用处理装置，属于废水再利用领域。
背景技术
随着社会经济的发展，水资源污染问题愈发严重，大量的生活污水、工业污水排入水体，造成河流、湖泊等自然水体严重污染。污水直接排入水体，不但会造成污染，同时还造成水资源的浪费，如能使污水循环再利用，可节约大量水资源，减轻水体污染。
废水直接排放不但对水资源造成极大的浪费，对环境和水处理环节也会造成影响。大量的泥沙会造成管道的过水断面减小，增加城市排水压力，排入水体不利于水生生物的生存。且其中所含有的高浓度的表面活性剂LAS会使得微生物的新陈代谢受到抑制，降低下游污水处理厂生物处理的效率，阻碍了水体的复氧能力，导致水体自净能力减弱。由此可见，一套高效节能的废水回用处理装置对水资源节约与保护非常必要和有意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用水流液位差作为动力的高效节能的再生处理设施提供一种的废水回用处理装置。本发明采用的技术方案是：一种一体化水动力废水回用处理装置，包括主体外壳、进水管2、管式混凝剂投加装置3、可提式滤料笼12、回水管13、反冲洗水管16、回水箱14；主体外壳内自左向右依次设有混合区1、沉淀区7、过滤区11；
混合区1上方安装有进水管2，进水管2上设有管式混凝剂投加装置3，混合区1与沉淀区7之间隔板的下部和底部分别设有百叶挡板5和排泥孔6，沉淀区7底部安装有污泥斗9，沉淀区7中部与过滤区11之间的分隔板上设有双向弹簧板装置10，双向弹簧板装置10根据沉淀区7中的水压自动打开或关闭，过滤区11内双向弹簧板装置10的下方安装有滤料笼安装架，可提式滤料笼12可插拔安装在滤料笼安装架上，过滤区11下部和底部分别与回水管13的进水端、反冲洗水管16的一端连接，回水箱14内设有反冲洗泵15，反冲洗水管16的另一端与反冲洗泵15连接，回水管13的出水端位于回水箱14上方。
优选地，所述的混合区1上端左右两侧的挡板上交错设有板式混合装置4。
优选地，所述的沉淀区7中部下端设有逆向流蜂窝斜管区8，逆向流蜂窝斜管区8中的斜管倾斜60°设置。
具体地，所述的双向弹簧板装置10包括弹簧板a、弹簧杆b、弹簧板转轴、弹簧杆转轴，双向弹簧板装置10将沉淀区7和过滤区11之间的分隔板分割为上分隔板和下分隔板，弹簧板转轴固定于下分割板的顶部，两根弹簧杆转轴分别安装在上分隔板底部两端位于过滤区11的一侧，两根弹簧杆b分别绕两根弹簧杆转轴向内折叠或向外打开，弹簧板a绕弹簧板转轴上下转动，弹簧板a转动到上方时其顶部正好与上分隔板的底面紧密接触，两根弹簧杆b远离弹簧杆转轴的一端设有磁扣，当弹簧杆b绕弹簧杆转轴向内折叠时，两根弹簧杆b上的磁扣吸和在一起。
优选地，所述的回水管13上设有管式消毒剂投加装置17。
优选地，所述的管式混凝剂投加装置3包括投加筒18、投加管19、转子流量计20，投加管19安装在投加筒18下端，转子流量计20装于投加管19上，投加管19下端插入进水管2中，所述投加管19采用双U形管形式，所述转子流量计20安装于投加管19向上流动的竖向管段上。
优选地，所述的回水箱14左上方安装有滤框，回水管13的出水端位于滤框的上方。
优选地，所述的可提式滤料笼12中放置果壳活性炭。
更优选地，所述的果壳活性炭为改性核桃滤料。
优选地，所述的进水管2上的管式混凝剂投加装置3投加的是Al2(SO4)3:PFC=1:3配比的高效混凝剂。
本发明具有的有益效果如下：
①装置三个处理单元中水位依次降低(即混合区1水位>沉淀区7水位>过滤区11水位)，从而使水流产生液位差作为动力驱动水流前进，该措施可节约大量能源。
②采用Al2(SO4)3:PFC（聚合氯化铁）=1:3配比的高效混凝剂进行投加，可解决单一混凝剂混凝效果差，单位水处理成本高的问题。
③在装置前端设置管式混合计量器，通过制造紊流实现混凝剂的投加，可解决计量泵投加增加制造成本，及消耗电能的问题。
④将混凝与沉淀过程设置在两个不同区域内，在混合区设置跌水板（板式混合装置4），利用跌水作用将混凝剂与废水均匀混合，最大程度发挥混凝剂作用，节省投药量。
⑤在混合区中部设置百叶挡板，大颗粒物质从而被拦截下来，并将水导向底部，增加水流流程，加强过滤。
⑥为加强沉淀部分的处理效果，沉淀区设置成逆向流逆向流蜂窝斜管区，促进泥水的分离。
⑦为了减少滤料的更换周期，装置设置反冲系统，减少滤料消耗，方便装置的运行管理。
⑧为了解决滤料更换困难的问题，在过滤区设置可提式滤框方便滤料的更换，以改性果壳作为滤料进行填充，加强对于污染物的去除。
⑨为了进一步去除水中的病菌等微生物，回水管上安装了管式消毒剂投加装置，对水中的病菌等微生物进行去除。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中双向弹簧板装置关闭情况下的连接结构图；
图3为本发明中双向弹簧板装置打开情况下的连接结构图；
图4为本发明管式混凝剂投加装置的结构图。
图中各标号：1—混合区，2进水管，3—管式混凝剂投加装置，4—板式混合装置，5—百叶挡板，6—排泥孔，7—沉淀区，8—逆向流蜂窝斜管区，9—污泥斗，10—双向弹簧板装置，11—过滤区，12—滤料笼，13—回水管，14—回水箱，15—反冲洗泵，16—反冲洗水管，17—管式消毒剂投加装置，18-投加筒、19-投加管、20-转子流量计，b-弹簧杆、a-弹簧板，c-弹簧杆打开方向指示箭头，d-弹簧板打开方向指示箭头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-4所示，一种一体化水动力废水回用处理装置，包括主体外壳、进水管2、管式混凝剂投加装置3、可提式滤料笼12、回水管13、反冲洗水管16、回水箱14；主体外壳内自左向右依次设有混合区1、沉淀区7、过滤区11；
混合区1上方安装有进水管2，进水管2上设有管式混凝剂投加装置3，混合区1与沉淀区7之间隔板的下部和底部分别设有百叶挡板5和排泥孔6，沉淀区7底部安装有污泥斗9，沉淀区7中部与过滤区11之间的分隔板上设有双向弹簧板装置10，双向弹簧板装置10根据沉淀区7中的水压自动打开或关闭，过滤区11内双向弹簧板装置10的下方安装有滤料笼安装架，可提式滤料笼12可插拔安装在滤料笼安装架上，过滤区11下部和底部分别与回水管13的进水端、反冲洗水管16的一端连接，回水箱14内设有反冲洗泵15，反冲洗水管16的另一端与反冲洗泵15连接，回水管13的出水端位于回水箱14上方。
进一步地，所述的混合区1上端左右两侧的挡板上交错设有板式混合装置4。
进一步地，所述的沉淀区7中部下端设有逆向流蜂窝斜管区8，逆向流蜂窝斜管区8中的斜管倾斜60°设置。
进一步地，所述的双向弹簧板装置10包括弹簧板a、弹簧杆b、弹簧板转轴、弹簧杆转轴，双向弹簧板装置10将沉淀区7和过滤区11之间的分隔板分割为上分隔板和下分隔板，弹簧板转轴固定于下分割板的顶部，两根弹簧杆转轴分别安装在上分隔板底部两端位于过滤区11的一侧，两根弹簧杆b分别绕两根弹簧杆转轴向内折叠或向外打开，弹簧板a绕弹簧板转轴上下转动，弹簧板a转动到上方时其顶部正好与上分隔板的底面紧密接触，两根弹簧杆b远离弹簧杆转轴的一端设有磁扣，当弹簧杆b绕弹簧杆转轴向内折叠时，两根弹簧杆b上的磁扣吸和在一起。
进一步地，所述的回水管13上设有管式消毒剂投加装置17。
进一步地，所述的管式混凝剂投加装置3包括投加筒18、投加管19、转子流量计20，投加管19安装在投加筒18下端，转子流量计20装于投加管19上，投加管19下端插入进水管2中，所述投加管19采用双U形管形式，所述转子流量计20安装于投加管19向上流动的竖向管段上。
进一步地，所述的回水箱14左上方安装有滤框，回水管13的出水端位于滤框的上方，这样回水管13流出的废水经过再次过滤后流入回水箱14中，净化效果更好。
进一步地，所述的可提式滤料笼12中放置果壳活性炭。所述的果壳活性炭为改性核桃滤料。
进一步地，所述的进水管2上的管式混凝剂投加装置3投加的是Al2(SO4)3:PFC=1:3配比的高效混凝剂。采用Al2(SO4)3:PFC（聚合氯化铁）=1:3配比的高效混凝剂进行投加，可解决单一混凝剂混凝效果差，单位水处理成本高的问题。
本发明的工作原理是：一种新型一体化水动力废水回用处理装置，包括混合区1、沉淀区7、过滤区11，所述装置在进行废水处理流程（正向流程）时，废水经过进水管2进入混合区1，配比为Al2(SO4)3:PFC（聚合氯化铁）=1:3的混凝剂经过管式混凝剂投加装置3进入废水中，混凝剂投加装置3通过装于下管的转子流量计进行调节投药启停及投加量，可节约人力，节约能源。
此后废水经过板式混合装置4时，板式混合装置4利用逐层跌水的方式代替机械搅拌，利用水力学原理，以无动力方式增加水流的紊动程度，使得混凝剂可以均匀的与废水相接触，充分发挥高效混凝剂的特性，减少用药量，增加粒子间相互碰撞的几率，达到快速均匀混合目的。
废水通过板式混合装置4混合均匀之后，部分大颗粒絮凝物受到百叶挡板5的拦截作用，沉入混合区底部，通过排泥孔6到达沉淀区7，并从污泥斗9排出。百叶挡板5在拦截部分大颗粒絮凝物的同时，可够改变水的流向，使混合加药水先进入沉淀区底部，再通过斜管沉淀区，从而起到增加废水的流程，优化沉淀效果的作用。
废水通过百叶挡板5进入沉淀区7后，经过逆向流蜂窝斜管区8，斜管区8的原理同水处理厂中的斜管沉淀池。斜管按倾斜60°设置，使污泥能顺利滑下。利用浅池原理，提高沉淀池的处理能力；缩短颗粒的沉降距离，从而缩短了沉淀时间；增加沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
双向弹簧板装置10工作原理如图2、3所示。当沉淀区7水位上升使得水产生足够水压时，压力使得两弹簧杆b连接端的磁扣打开，弹簧杆b沿弹簧杆打开方向指示箭头c想两侧打开，此时失去了弹簧杆b的支撑，弹簧板a沿弹簧板打开方向指示箭头d向下打开，水得以通过弹簧板a进入过滤区。停止工作后，沉淀区7水位降低，压力随之降低，则弹簧板a在弹簧板转轴的作用下回复原位，由于弹簧杆转轴分别安装在上分隔板底部两端位于过滤区11的一侧，因此弹簧杆b位于弹簧板a的外侧，两弹簧杆b向内侧折合后，两端的磁扣重新扣上。
水流通过双向弹簧板装置10进入过滤区11，过滤区11滤池内部设置可提式滤料装储笼12，利用水的重力作用推进水流的过滤。该滤笼设置了提手，便于滤料的更换，提升了装置的灵活性。为提升过滤水质，采用改性核桃壳颗粒作为滤料代替原有的石英砂滤料。较石英砂而言，核桃壳滤料表面粗糙，排列疏松，而核桃壳表面空隙大、比表面积和等电点高，在容重、密度、孔隙率等方面优于石英砂。采用核桃壳滤料更有利于污染物的吸附，提升了过滤水质，同时实现了核桃壳废弃物的“变废为宝”。
经过混合区1、沉淀区7、过滤区11处理完毕的废水，出水管13上的管式消毒剂投加装置17投加消毒剂，通过出水管13消毒后进入回用水箱14作为回用水储存，实现了废水再生的目的。
所述装置在进行反冲洗流程（反向流程）时，利用回水箱14中的回用水，通过回用水泵15经回用水管16进入过滤区11，经过滤笼12时对其进行反冲洗，此后当回用水液位经过双向弹簧板10进入沉淀区7，对逆向流蜂窝斜管区6进行反冲洗，最终反冲洗水通过污泥斗7进入污泥斗7下方沟渠，进入预处理池后再次再生利用。
所述装置正反流程一体化，操作简便，此外，利用处理后的回用水能减少新鲜水的消耗，且能最大限度发挥回用水的作用，最后回用水反冲洗完毕后再次再生利用，最大限度减少了废水的浪费，最大程度提高了废水再生利用率。
本发明公开了一种新型一体化水动力废水回用处理装置，该装置采用物理和化学结合的方法，实现出水水质达到《城市杂用水水质标准》(18920-2002)中的回用水标准，有效减少了城镇污水厂的处理规模和成本；真正实现了节能减排。该新型一体化水动力废水回用处理装置具有如下创新点及优势：①动力方面：充分利用水的动力，为无动力或少动力设备。②材料方面：采用两种混凝剂进行复配，硫酸铝：聚合氯化铁=1：3；采用果壳活性炭如改性核桃滤料等增强混凝和过滤效果。③构造方面：采用管式投药器、跌水混合板、百叶挡水板、蜂窝斜管板、双向弹簧挡板和可装卸式滤篮等设施，提升了一体化装置的净化能力。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：包括主体外壳、进水管（2）、管式混凝剂投加装置（3）、可提式滤料笼（12）、回水管（13）、反冲洗水管（16）、回水箱（14）；主体外壳内自左向右依次设有混合区（1）、沉淀区（7）、过滤区（11）；
混合区（1）上方安装有进水管（2），进水管（2）上设有管式混凝剂投加装置（3），混合区（1）与沉淀区（7）之间隔板的下部和底部分别设有百叶挡板（5）和排泥孔（6），沉淀区（7）底部安装有污泥斗（9），沉淀区（7）中部与过滤区（11）之间的分隔板上设有双向弹簧板装置（10），双向弹簧板装置（10）根据沉淀区（7）中的水压自动打开或关闭，过滤区（11）内双向弹簧板装置（10）的下方安装有滤料笼安装架，可提式滤料笼（12）可插拔安装在滤料笼安装架上，过滤区（11）下部和底部分别与回水管（13）的进水端、反冲洗水管（16）的一端连接，回水箱（14）内设有反冲洗泵（15），反冲洗水管（16）的另一端与反冲洗泵（15）连接，回水管（13）的出水端位于回水箱（14）上方；
所述的双向弹簧板装置（10）包括弹簧板（a）、弹簧杆（b）、弹簧板转轴、弹簧杆转轴，双向弹簧板装置（10）将沉淀区（7）和过滤区（11）之间的分隔板分割为上分隔板和下分隔板，弹簧板转轴固定于下分割板的顶部，两根弹簧杆转轴分别安装在上分隔板底部两端位于过滤区（11）的一侧，两根弹簧杆（b）分别绕两根弹簧杆转轴向内折叠或向外打开，弹簧板（a）绕弹簧板转轴上下转动，弹簧板（a）转动到上方时其顶部正好与上分隔板的底面紧密接触，两根弹簧杆（b）远离弹簧杆转轴的一端设有磁扣，当弹簧杆（b）绕弹簧杆转轴向内折叠时，两根弹簧杆（b）上的磁扣吸合在一起。
2.根据权利要求1所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的混合区（1）上端左右两侧的挡板上交错设有板式混合装置（4）。
3.根据权利要求1所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的沉淀区（7）中部下端设有逆向流蜂窝斜管区（8），逆向流蜂窝斜管区（8）中的斜管倾斜60°设置。
4.根据权利要求1所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的回水管（13）上设有管式消毒剂投加装置（17）。
5.根据权利要求4所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的管式混凝剂投加装置（3）和管式消毒剂投加装置（17）的结构相同，包括投加筒（18）、投加管（19）、转子流量计（20），投加管（19）安装在投加筒（18）下端，转子流量计（20）装于投加管（19）上，投加管（19）下端插入进水管（2）中，所述投加管（19）采用双U形管形式，所述转子流量计（20）安装于投加管（19）向上流动的竖向管段上。
6.根据权利要求1或4所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的回水箱（14）左上方安装有滤框，回水管（13）的出水端位于滤框的上方。
7.根据权利要求1所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的可提式滤料笼（12）中放置果壳活性炭。
8.根据权利要求7所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的果壳活性炭为改性核桃滤料。
9.根据权利要求1所述的一种一体化水动力废水回用处理装置，其特征在于：所述的进水管（2）上的管式混凝剂投加装置（3）投加的是Al2(SO4)3:PFC=1:3配比的高效混凝剂。
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