CN110655231A - 一种一体化水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化水处理设备，包括管式混合器、絮凝池、沉淀池、滤池，管式混合器、絮凝池、沉淀池依次顺序连接，沉淀池的出水端通过连通管与滤池进水总渠连接，滤池进水总渠设于滤池上部外侧，滤池进水总渠设有进水气动闸门。发明集混凝、沉淀、过滤、气水反冲洗功能于一体，将多个功能单元整合在一起，具有施工方便、管理维修简单、对原水水量和水质的变化适应性较强的优点，可用于自来水厂水处理工艺段以及污水处理厂深度处理工艺段。

Description

一种一体化水处理设备

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种一体化水处理设备。

背景技术

常规的一体化水处理设备在过滤单元一般采用变水头等滤速的过滤方式，并且只有水反冲洗，常见问题有：1、滤池出水浊度不稳定；2、滤池频繁反冲洗，造成对水资源的浪费；3、由于对滤料的反冲洗只采用水冲洗，冲洗强度不高，极易出现滤料板结现象，同时，随着水质标准的逐步提高，常规的一体化处理设备已不能满足现有处理水质的要求。为此，研发一种能够解决上述问题的一体化水处理设备是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化水处理设备。

本发明的目的是这样实现的，包括管式混合器、絮凝池、沉淀池、滤池，所述的管式混合器、絮凝池、沉淀池依次顺序连接，沉淀池的出水端通过连通管与滤池进水总渠连接，滤池进水总渠设于滤池上部外侧，滤池进水总渠设有进水气动闸门，所述的滤池内设有竖直隔板，将滤池内划分成左、右两个空间，左空间内设有水平隔板，将左空间划分呈上下两层区域，上层区域为排水渠、下层区域为气水分配渠，右空间为过滤区，过滤区内的上部设有滤板，滤板上设有均质滤料层，所述的滤池内的上部设有配水渠，且配水渠位于过滤区上方，配水渠通过侧孔与滤池进水总渠连通，配水渠底部设有孔洞，所述的排水渠侧面设有排水气动闸门，所述的气水分配渠侧面下部设有与过滤区下部连通的配水孔，所述的气水分配渠侧面上部设有与滤板下部空间连通的配气孔，长柄滤头穿过滤板，且长柄滤头的进气端位于滤板下部空间，长柄滤头的喷气端位于均质滤料层内，所述的滤池外侧设有与气水分配渠连通的分配室，所述的分配室顶部设有反冲洗供气管，反冲洗供气管设有气动进气阀，分配室外侧设有反冲洗供水管、清水管，反冲洗供水管设有气动冲洗水阀，清水管设有清水气动阀门。

本发明的有益效果：发明集混凝、沉淀、过滤、气水反冲洗功能于一体，将多个功能单元整合在一起，具有施工方便、管理维修简单、对原水水量和水质的变化适应性较强的优点，可用于自来水厂水处理工艺段以及污水处理厂深度处理工艺段；本发明絮凝池采用多个竖井的结构，配合星型翼片絮凝装置，具有絮凝效果稳定、效率高的优点；过渡池使已经形成的矾花继续产生凝聚作用，同时使进入沉淀区的配水更为均匀；沉淀池可有效提高颗粒去除率；本发明滤池采用等水头匀速过滤结构，出水水质较好且出水水质稳定，均质滤料层可有效增加过滤周期，反冲洗时滤料不膨胀，滤料在深度方向的粒径分布均匀，不会发生水力分级现象，滤层含污能力提高；滤池配合气、气水、水多种模式的联合反冲洗功能，大大的降低了冲洗水的用量，且对滤料冲洗效果较好，维护方便。

附图说明

图1为本发明平面结构示意图；

图2为图1中A-A处剖面结构示意图；

图3为图1中B-B处剖面结构示意图；

图4为图1中C-C处剖面结构示意图；

图中：1-管式混合器，2-絮凝池，2a-竖井，2b-星型翼片絮凝装置，2c-第一排泥管，3-沉淀池，3a-第三排泥管，3b-斜板，3c-集水槽，3d-出水渠，4-滤池，4a-排水渠，4b-气水分配渠，4c-过滤区，4d-滤板，4e-均质滤料层，4f-配水渠，4g-孔洞，4h-排水气动闸门，4i-配水孔，4j-配气孔，4k-长柄滤头，4l-分配室，4m-气动进气阀，4n-气动冲洗水阀，4o-清水气动阀门，4p-侧孔，4q-滤板下部空间，5-滤池进水总渠，6-进水气动闸门，7-过渡池，7a-第二排泥管，7b-配水花墙，8-水封井，9-出水堰，10-清水渠，11-风机，12-水泵，13-空压机，14-储气罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如附图1～图4所示本发明包括管式混合器1、絮凝池2、沉淀池3、滤池4，所述的管式混合器1、絮凝池2、沉淀池3依次顺序连接，沉淀池3的出水端通过连通管与滤池进水总渠5连接，滤池进水总渠5设于滤池4上部外侧，滤池进水总渠5设有进水气动闸门6，所述的滤池4内设有竖直隔板，将滤池内划分成左、右两个空间，左空间内设有水平隔板，将左空间划分呈上下两层区域，上层区域为排水渠4a、下层区域为气水分配渠4b，右空间为过滤区4c，过滤区4c内的上部设有滤板4d，滤板4d上设有均质滤料层4e，所述的滤池4内的上部设有配水渠4f，且配水渠4f位于过滤区4c上方，配水渠4f通过侧孔4p与滤池进水总渠5连通，配水渠4f底部设有孔洞4g，所述的排水渠4a侧面设有排水气动闸门4h，所述的气水分配渠4b侧面下部设有与过滤区4c下部连通的配水孔4i，所述的气水分配渠4b侧面上部设有与滤板4d下部空间连通的配气孔4j，长柄滤头4k穿过滤板4d，且长柄滤头4k的进气端位于滤板4d下部空间，长柄滤头4k的喷气端位于均质滤料层4e内，所述的滤池4外侧设有与气水分配渠4b连通的分配室4l，所述的分配室4l顶部设有反冲洗供气管，反冲洗供气管设有气动进气阀4m，分配室4l外侧设有反冲洗供水管、清水管，反冲洗供水管设有气动冲洗水阀4n，清水管设有清水气动阀门4o。

优选地，所述的第一排泥管2c、第二排泥管7a、第三排泥管3a均为DN150排泥管，管端均设有手动蝶阀、电动蝶阀各一个，快开排泥。

优选地，所述的滤池进水总渠5有3个，每个滤池进水总渠5对应一个滤池4。

均质滤料层4e是在整个滤层内，滤料的级配都是一样的，因此沿滤层厚度的每一点，滤料颗粒间所形成的空隙大小的分布也是一样的，在沿均质滤层厚度的每一点具有容纳同样多的悬浮固体的能力。

优选地，均质滤料层4e的材质为石英砂，厚度为1.1m，粒径为0.9～1.0mm，滤板4d起承托作用，滤板4d厚度为0.1m，滤板4d为框架结构，过滤速度为6～10m/h，总过滤面积≥3.5m²。

优选地，所述的管式混合器1为管式静态混合器，其混合原理是在管道内设置多节固定叶片，使水流产生涡流反应，同时产生涡旋反向旋转及交叉流动，从而获得混合效果。

优选地，所述的絮凝池2内设有若干个隔板，将絮凝池2内划分成至少两个呈方形的竖井2a，两相邻竖井2a对应的隔板设有过水孔，使竖井2a依次串联，根据竖井2a间的水流方向，以水流起始排序第一的竖井2a内设有星型翼片絮凝装置2b，排序末位的竖井2a与沉淀池3之间设有过渡池7，过渡池7分别与竖井2a、沉淀池3连通。

优选地，以水流起始排序第一的竖井2a的进水端位于竖井2a下部，以水流起始排序的竖井2a之间相邻的隔板之过水孔相互上下错位，使第一的竖井2a内的水流自下而上，第二个竖井2a内的水流自上而下，第三个竖井2a内的水流自下而上，第四个竖井2a内的水流自上而下，第五个竖井2a内的水流自下而上，第六个竖井2a内的水流自上而下。

优选地，所述的竖井2a数量为6个。

优选地，所述的竖井2a的下部呈斗状，且竖井2a底部连接有第一排泥管2c，第一排泥管2c设有排泥阀。

优选地，所述的过渡池7内设有竖直隔板，将过渡池7内划分成两个区域，其中一个区域与竖井2a连通，且区域下部呈斗状结构，底部连接有第二排泥管7a，第二排泥管7a设有排泥阀；另一个区域的侧面设有配水花墙7b，使区域与沉淀池3中部连通。

优选地，所述的沉淀池3下部呈斗状结构，且沉淀池3底部连接有第三排泥管3a，第三排泥管3a设有排泥阀，所述的沉淀池3内的上部设有若干个相互平行且等间距的斜板3b，所述的沉淀池3内的顶部设有集水槽3c，所述的沉淀池3外侧上部设有出水渠3d，且集水槽3c的出水端与出水渠3d的进水端相对应，所述的出水渠3d底部设有出水口，出水口通过连通管与滤池进水总渠5连接。

沉淀池3表面负荷为5.56m³/m²·h，上升流速为1.54mm/s，有效水深为4.7m。

优选地，所述的集水槽3c材质为不锈钢。

优选地，所述的斜板3b的材质为乙丙共聚材料。

优选地，所述的斜板3b与水平面夹角角度为60°。

优选地，所述的清水管与水封井8连接，水封井8与出水堰9连接，出水堰9与清水渠10连接。

优选地，所述的清水管、水封井8、出水堰9均设于清水渠10内。

优选地，所述的反冲洗供气管与风机11连接，气动阀门经管道与储气罐连接，储气罐经管道与空压机连接。

优选地，所述的反冲洗供水管与水泵12的出水端连接，水泵12的进水端设有抽水管，抽水管的进水端位于清水渠10内。

优选地，所述的絮凝池2、沉淀池3、滤池4的池体材质相同，均为不锈钢或碳钢。

本发明工作原理和工作过程：首先，原水与混凝剂经管式混合器1混合均匀，然后排入絮凝池2中；

絮凝以及沉淀过程：原水先进入第一个竖井2a，经星型翼片絮凝装置2b，使水流产生高频漩涡，为药剂和水中颗粒的充分接触提供了微水动力学条件，并产生密实的矾花；然后水在依次流经其他竖井2a，流动过程中完成絮凝，再经过渡池7，进入沉淀池3下部；优选方案是竖井2a数量为6个，絮凝过程水力分级可分为2级，一级设计流速0.017m/s，二级设计流速0.015m/s，经絮凝处理，有效絮凝时间为22.30min；

水进入沉淀池3后，自下而上流动过程中，水中的颗粒物聚集在斜板3b底部，当颗粒物累积到一定程度时便自动滑下至沉淀池3的底部；待滤水汇集在集水槽3c中，再流入出水渠3d，然后经连通管，进入滤池进水总渠5；

当竖井2a底部沉淀物过多时，可通过第一排泥管2c排出；当过渡池7底部沉淀物过多时，可通过第二排泥管7a排出；当沉淀池3底部沉淀物过多时，可通过-第三排泥管3a排出；

过滤过程：打开进水气动闸门6，待滤水经水气动闸门6、侧孔4p进入配水渠4f，再通过孔洞4g以及配水渠4f顶部溢流到过滤区4c中；水经均质滤料层4e过滤，再经滤板流到过滤区4c下部空间；然后经配水孔4i进入气水分配渠4b，再经分配室4l、清水管，进入水封井8，然后经出水堰9进入清水渠10中，可根据需要将清水外送；

滤池反冲洗过程：当需要清洗均质滤料层3e时，先调整进水气动闸门6的开度，降低流量，使小部分待滤水进入配水渠4f，并经孔洞4g进入过滤区；然后关闭清水气动阀门4o，开启排水气动闸门4h将过滤区池面水从排水渠4a排出至水面与配水渠4f顶相平；

然后开始第一阶段气冲洗，打开气动进气阀4m，风机11的气流经反冲洗供气管、分配室4l、气水分配渠4b、配气孔4j，从长柄滤头4k的喷气端喷出，将均质滤料层4e表面杂质擦洗下来并悬浮于水中；由于配水渠4f底孔洞4g继续进水，在过滤区中产生横向水流，形成表面扫洗，将杂质推向排水渠4a；第一阶段气冲洗强度：q＝15L/(s.㎡)，冲洗时间3min；

再进行第二阶段气-水冲洗，打开气动冲洗水阀4n，水泵12从清水渠10中抽出的清水经反冲洗供水管进入分配室4l，此时反冲洗水与反冲洗气流同时进入气水分配渠4b，再经配水孔4i进入过滤区，同时经配气孔4j、长柄滤头4k喷出，使均质滤料层4e进一步得到冲洗，同时横向冲洗扔继续进行；第二阶段气冲洗强度：q_气＝15L/(s.㎡)，q_水＝5L/(s.㎡)，冲洗时间3min；

然后进行第三阶段水冲洗，关闭气动进气阀4m，反冲洗供水管继续供水，反冲洗3～4min，加上横向扫洗，将悬浮于水中的残余杂质全部冲入排水渠4a中，即完成反冲洗；q_水＝5L/(s.㎡)，冲洗时间8min；

反冲洗完毕后，关闭气动冲洗水阀4n、排水气动闸门4h，打开清水气动阀门4o，同时增大进水气动闸门6开度，继续过滤，过滤周期为48h。

Claims (10)

1.一种一体化水处理设备，包括管式混合器(1)、絮凝池(2)、沉淀池(3)、滤池(4)，所述的管式混合器(1)、絮凝池(2)、沉淀池(3)依次顺序连接，沉淀池(3)的出水端通过连通管与滤池进水总渠(5)连接，滤池进水总渠(5)设于滤池(4)上部外侧，滤池进水总渠(5)设有进水气动闸门(6)，其特征在于所述的滤池(4)内设有竖直隔板，将滤池内划分成左、右两个空间，左空间内设有水平隔板，将左空间划分呈上下两层区域，上层区域为排水渠(4a)、下层区域为气水分配渠(4b)，右空间为过滤区(4c)，过滤区(4c)内的上部设有滤板(4d)，滤板(4d)上设有均质滤料层(4e)，所述的滤池(4)内的上部设有配水渠(4f)，且配水渠(4f)位于过滤区(4c)上方，配水渠(4f)通过侧孔(4p)与滤池进水总渠(5)连通，配水渠(4f)底部设有孔洞(4g)，所述的排水渠(4a)侧面设有排水气动闸门(4h)，所述的气水分配渠(4b)侧面下部设有与过滤区(4c)下部连通的配水孔(4i)，所述的气水分配渠(4b)侧面上部设有与滤板(4d)下部空间连通的配气孔(4j)，长柄滤头(4k)穿过滤板(4d)，且长柄滤头(4k)的进气端位于滤板(4d)下部空间，长柄滤头(4k)的喷气端位于均质滤料层(4e)内，所述的滤池(4)外侧设有与气水分配渠(4b)连通的分配室(4l)，所述的分配室(4l)顶部设有反冲洗供气管，反冲洗供气管设有气动进气阀(4m)，分配室(4l)外侧设有反冲洗供水管、清水管，反冲洗供水管设有气动冲洗水阀(4n)，清水管设有清水气动阀门(4o)。

2.根据权利要求1所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的絮凝池(2)内设有若干个隔板，将絮凝池(2)内划分成至少两个呈方形的竖井(2a)，两相邻竖井(2a)对应的隔板设有过水孔，使竖井(2a)依次串联，根据竖井(2a)间的水流方向，以水流起始排序第一的竖井(2a)内设有星型翼片絮凝装置(2b)，排序末位的竖井(2a)与沉淀池(3)之间设有过渡池(7)，过渡池(7)分别与竖井(2a)、沉淀池(3)连通。

3.根据权利要求2所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的竖井(2a)的下部呈斗状，且竖井(2a)底部连接有第一排泥管(2c)，第一排泥管(2c)设有排泥阀。

4.根据权利要求2所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的过渡池(7)内设有竖直隔板，将过渡池(7)内划分成两个区域，其中一个区域与竖井(2a)连通，且区域下部呈斗状结构，底部连接有第二排泥管(7a)，第二排泥管(7a)设有排泥阀；另一个区域的侧面设有配水花墙(7b)，使区域与沉淀池(3)中部连通。

5.根据权利要求1所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的沉淀池(3)下部呈斗状结构，且沉淀池(3)底部连接有第三排泥管(3a)，第三排泥管(3a)设有排泥阀，所述的沉淀池(3)内的上部设有若干个相互平行且等间距的斜板(3b)，所述的沉淀池(3)内的顶部设有集水槽(3c)，所述的沉淀池(3)外侧上部设有出水渠(3d)，且集水槽(3c)的出水端与出水渠(3d)的进水端相对应，所述的出水渠(3d)底部设有出水口，出水口通过连通管与滤池进水总渠(5)连接。

6.根据权利要求1所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的清水管与水封井(8)连接，水封井(8)与出水堰(9)连接，出水堰(9)与清水渠(10)连接。

7.根据权利要求6所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的清水管、水封井(8)、出水堰(9)均设于清水渠(10)内。

8.根据权利要求1所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的反冲洗供气管与风机(11)连接。

9.根据权利要求1所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的反冲洗供水管与水泵(12)的出水端连接，水泵(12)的进水端设有抽水管，抽水管的进水端位于清水渠(10)内。

10.根据权利要求1所述的一体化水处理设备，其特征在于所述的絮凝池(2)、沉淀池(3)、滤池(4)的池体材质相同，均为不锈钢或碳钢。

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