CN111675359B - 应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置及处理方法，属于水处理技术领域，本发明的装置包括：吸附过滤箱，设置在吸附过滤箱上的投料装置，吸附过滤箱上设有检测端设于吸附过滤箱内的浊度检测仪，吸附过滤箱上方还设有与浊度检测仪和投料装置连接的工控机，工控机根据浊度检测仪反馈结果控制投料装置工作。本发明所提供的装置及方法实现了应对突高水体浊度自动控制水体净化，应急处理反应快且设备运行稳定，工作无异响，水体处理效率高。

Description

应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置及处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置及处理方法。

背景技术

农村饮用水涉及民生福祉，是广大农村居民生活的基础保障。农村饮用水的水处理工艺，根据水厂(站)规模由大致小，可分为城市管网延伸工程、乡镇(联村)供水工程、单村供水工程。其中城市管网延伸工程、乡镇供水工程一般配备有构筑物形式的混合、絮凝、沉淀(澄清)、过滤、调蓄设施及消毒设备，水处理能力强、效果稳定；相对应的占农村供水工程总数中绝大部分的，目前存在改造需求最大的单村供水工程，多采用就近水源(溪流、山塘等)，通过简易处理(沉淀、过滤)或不处理直供。单村供水工程一是水源调蓄能力和自净能力不足，水质易受环境变化干扰；二是水处理流程简易，缺乏应对水质浊度突变的能力；三是面广量大，改造资金不足。

传统的单村供水工程一般供水规模在3t/h-5t/h，其处理工艺一是采用“一池一管”的处理工艺，即水源水直接取至清水池储存，直接管道供水，大部分工程在清水池上设置消毒设备，部分工程在此基础上，在水源取水口设置小型的简易格栅、简易沉淀池，去除枯枝烂叶与大粒径颗粒；二是具备一定的土地、用电等条件，配备一体化设备，即集成混凝、沉淀、过滤等净水单元为一体的净水罐(箱)体，单设消毒设备。

以上两种单村供水工程解决形式存在一定的问题。尤其是山丘区农村，一是水源水质好，在正常情况下浊度能满足水质标准，配备一体化设备太过浪费；如果不配备，遇到降雨等天气，浊度会突高至20NTU、色度会超过15，水质难以保障。二是即使配备一体化设备，村内管理人员不具备操作反冲洗、排泥、换料的专业素质，设备效能不能发挥。三是基础条件受限，大量农村没有净水设备安装施工所需的土地、用电、运输条件，没有充足的资金推广一体化设备。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种应对突高水体浊度自动控制水体净化，应急处理反应快且设备运行稳定，工作无异响，水体处理效率高的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，包括：过滤吸附箱，设置在过滤吸附箱上的投料装置，过滤吸附箱上设有检测端设于过滤吸附箱内的浊度检测仪，过滤吸附箱上方还设有与浊度检测仪和投料装置连接的工控机，工控机根据浊度检测仪反馈结果控制投料装置工作。

本发明通过在过滤吸附箱上设置浊度检测仪实时监控水质变化，在水质突发性出现高浊情况时，由浊度检测仪反馈监控数据，控制投料装置进行投放滤料操作，通过投放的滤料有效吸附浊物并去除色臭，能应对突高浊度。本发明的装置相对于一体化设备而言，制造成本更低，装运到农村中的方便率更高，且无需专业人士即可操作，非常适用于分散式农村饮水处理，便于推广使用。

根据本发明一实施方式，投料装置包括投料筒，投料筒水平设于过滤吸附箱上方，投料筒上下桶壁开设有投料开槽，过滤吸附箱上箱壁开设与投料开槽对应的投料通槽，投料筒内同轴设置转动件，转动件四周环绕设置转动板，在水质突发性出现高浊度情况时，工控机控制驱动电机驱动转动件旋转，实现将滤料投放至过滤吸附箱内，通过投放的滤料有效吸附浊物并去除色臭，能应对突高浊度、占地小，转动件由设置在投料筒外侧的驱动电机驱动旋转；转动件为柱状体，其侧面环绕布设转动板，各转动板之间夹角一致，转动板布设数量优选6个，夹角为60°，驱动电机的输出轴与转动件连接采用联轴器连接或者采用焊接技术将输出轴与转动件焊接或者采用连接卡箍等方式连接两者，输出轴与转动件同轴连接对于本领域技术人员来说不难理解。转动件的转动板与投料筒内壁表面之间具有间隙，该间隙可以是0.1cm或1cm或10cm或100cm，根据装置实际制造尺寸选定，通常范围在0.1-5cm之间。

根据本发明一实施方式，投料筒的上部设有投料斗且投料入口与投料筒上部投料开槽对应设置；投料斗的设置用于放置第二滤料，在突发性出现水体高浊度时，第二滤料通过投料斗进入投料筒上部投料开槽再进入投料筒内，落到转动件的两转动板之间，在转动板的旋转带动作用下由投料筒下部投料开槽落出，再通过投料通槽进入过滤吸附箱内。便于投料装置进行投料，在某些较为潮湿的山区地区，避免防潮可在投料斗上方设密封盖板。

根据本发明一实施方式，投料筒外侧筒壁通过固定侧板与过滤吸附箱上表面连接。驱动电机由工控机控制工作，工控机根据浊度检测仪反馈数据匹配对应驱动电机预设工作参数，控制驱动电机工作。投料筒侧壁开设有装配孔，装配孔通过装配套体与驱动电机输出轴装配，输出轴与转动转同轴连接。固定侧板的设置用于实现投料筒与过滤吸附箱的固定连接，且固定侧板对投料通槽形成相应的阻挡作用，例如对树叶等的阻挡避免其落入投料通槽内。

根据本发明一实施方式，过滤吸附箱由进水方向至出水方向分设过滤仓、吸附仓和集水仓由过滤吸附箱内设垂直第一分隔板分隔，第一分隔板一端部与过滤吸附箱内箱壁具有过水缝隙，该过水缝隙根据装置制造尺寸大小选择，一般选择10cm。过水缝隙的设置用于实现水体在各仓体之间的流通。过滤仓与吸附仓之间的第一分隔板底端与过滤吸附箱内底面之间设有过滤件。过滤件为可供水体通过的滤网，过滤件的设置用放置第一滤料进入吸附仓内，并保证水体流通。

根据本发明一实施方式，过滤仓内叠放有带网孔的抽屉式过滤箱，过滤仓内的抽屉式过滤箱由高至低依次放置粒径递减的第一滤料。抽屉式过滤箱为可拆装的箱笼，利用过滤箱来装填第一滤料，且不同高度的过滤箱内的第一滤料的粒径不同，通过上述设计可实现水体由上至下逐级过滤，具体的，水体从过滤仓上方进入经第一滤料逐级过滤然后经过过滤件进入吸附仓。第一滤料为石英砂，当然还可以是其他滤料，如砾石、无烟煤、鹅卵石、锰砂、磁铁矿滤料、果壳滤料、泡沫滤珠、瓷砂滤料、陶粒、石榴石滤料、麦饭石滤料、海绵铁滤料、活性氧化铝球、沸石滤料、火山岩滤料、颗粒活性炭、纤维球、纤维束滤料、彗星式纤维滤料等。

抽屉式过滤箱的箱体两相对外侧设有同一高度且平行的条状体，所述过滤仓内的过滤吸附箱的内箱壁面设有与条状体对应的限位滑槽，所述第一分隔板上设有与条状体对应的限位滑槽，抽屉式过滤箱两侧的条状体分别在过滤吸附箱内壁面的限位滑槽和第一分隔板上的限位滑槽内滑移试下过滤箱的抽拉，上述设计对于本领域技术人员来说不难理解，现有技术中也有披露相应技术方案，当然抽屉式的过滤箱还可选用安装滑轨等方式。

根据本发明一实施方式，吸附仓上方的过滤吸附箱箱壁上开设投料通槽，用于实现滤料投放至吸附仓内对饮用水进行过滤，吸附仓底面的过滤吸附箱箱底面连接排污管。便于排空吸附仓内的滤料，以便回收利用，有条件的情况下可定期通过排污管进行反冲洗来清洗吸附仓内部空间。

根据本发明一实施方式，过滤吸附箱进水端通过输水管组连接沉淀过滤箱，输水管组包括输水主管体，输水主管体两侧设有与其轴线平行的输水副管体，输水主管体两端分别与过滤吸附箱和沉淀过滤箱连通，输水副管体一端与沉淀过滤箱连通，另一端与过滤吸附箱连通，输水主管体与输水副管体之间通过连通支管连通，输水主管体两侧的连通支管位置交错设置，输水主管体内同轴设有辅助直管，辅助直管外壁与输水主管体内壁之间通过连接轴连接。连通支管与输水主管体轴线垂直设置。输水管组连通于沉淀过滤箱侧上部和过滤吸附箱侧上部，在山区环境下沉淀过滤箱通常选取便于蓄水的位置进行安装其与过滤吸附箱之间具有一定的间距需要通过管道组件进行水体传输，在地区出现暴雨等情况导致水体浊度突发性升高时，沉淀过滤箱和过滤吸附箱的水处理量暴增，普通管体可能出爆管，本申请通过设计的输水管组实现沉淀过滤箱和过滤吸附箱的连通，有效防止管体出现爆管事故，降低管道水流噪音并提升管内输水水体颗粒物团聚几率，具体如下：

本申请通过在输水主管体内设置同轴的辅助直管对输水主管体内输送水体分层输送降低输送压力，配合两侧的输水副管体对进一步分化输水压力，这样在突发暴雨导致水处理量激增后输水管组内的水体流通量激增的情况下可有效对流体分流传输至过滤吸附箱内，对激增的水体流速增大问题，辅助直管通过连接轴与输水主管体内壁的连接有益于削减经过其水体的流速，同时输水主管体两侧交错设置的连通支管将部分输水副管体内的水体送入输水主管体内与其管内水体汇流，通过汇流消耗输水主管体内流体流速，并且交错输入的支流影响原输水主管体内水体直线流动轨迹促使其流动轨迹形成螺旋状，在此过程中，通过支流与主流的汇流降低了主流流速且汇流及影响主流水体流动轨迹方式提高水体中颗粒物的接触几率益于颗粒物的团聚，提高后续过滤吸附的处理速度，输水主管体内所形成的螺旋流动的主流流体相较于直线流动水体可有效加速管内空气溶入水体中，管内空气的减小降低管内流体流动导致的水击噪音且主流水体轨迹绕辅助直管外的流动益于传导噪音能量至辅助直管扩大噪音能量传导路径对其消耗并降低噪音能量外传，输水主管体内所形成的螺旋流动水体对输水主管体内管壁具有清洗效果降低微生物生长附着几率，特别是清除管内壁受腐蚀所形成的坑洼导致存留的细菌、微生物。

在沉淀过滤箱和过滤吸附箱水处理量较低时，输水管组内水体流通量较低水压主要为静压，本申请在输水主管体两侧所设计连通支管有效降低输水主管体管体所承受的径向拉应力，这样对于管内水体的扩张压力强度过大导致管体存在腐蚀点的管段抗拉强度而出现的管道穿孔情况，本申请通过降低管体所承受的径向拉应力有效避免管道穿孔问题。

根据本发明一实施方式，沉淀过滤箱内设有与其底面平齐的第三分隔板，第三分隔板与沉淀过滤箱形成沉淀腔室且第三分隔板表面均布通孔，沉淀腔室内设有长方体结构的排污构件，排污构件与沉淀腔室出料端具有间隙形成排污槽，排污槽侧方沉淀过滤箱箱壁连接第二排污管。通过第三分隔板对沉淀过滤箱底部进行分隔处沉淀腔室目的在于使沉淀的颗粒物暂留在沉淀腔室内降低其悬浮几率，相较于现有技术设有的分隔板，本申请在沉淀腔室内设置排污构件缩小沉淀过滤箱进水方向下方的沉淀腔室的空间，第三分隔板与排污构件上表面之间的间隙内的沉淀物在水流作用下易沿排污构件表面箱排污槽方向位移，其原因在于第三分隔板与排污构件上表面之间的间隙得到有效缩小，在水流影响下沉淀物向上再悬浮几率降低而其向侧方移动几率增大因而有利于其向排污槽方向位移，实现排污槽内沉淀物的有效聚集，而现有技术的分隔板的设计仅能实现降低沉淀物的再悬浮，在后期排放中通过第二排污管即可高效排污，排污构件的高度应小于沉淀腔室1/2高度，优选的排污构件上表面为向排污槽倾斜的斜面。

根据本发明一实施方式，第三分隔板上方设有与其垂直的第二分隔板，第二分隔板端部与沉淀过滤箱内顶壁具有过水间隙，第二分隔板上端面开设有透水孔，透水孔进水端孔径小于出水端孔径，沉淀过滤箱侧方连接的第一进水管连接高度位置低于透水孔水平高度位置，且第一进水管位于沉淀过滤箱内出水口处设有缓流件。沉淀过滤箱与输水管组的连接处设有第一滤网。透水孔截面为等腰矩形状。第二分隔板的设计用于实现将沉淀过滤箱上部空间进行分隔并保留过水间隙，相较于现有技术而言，第二分隔板后侧的水体流速较低可获得更好的沉降效果，而第二分隔板前侧设有缓流件进一步降低第一进水管进入沉淀过滤箱内水体的流速，降低水流扰动，在水体进入沉淀过滤箱的过程中，进水水体流速较高其冲击缓流件，缓流件降低进水水体流速，第二分隔板在后侧起到阻挡作用，经过沉降的水体通过第二分隔板上端部过水缝隙和透水孔进入第二分隔板后侧继续沉淀，透水孔的设计用于提高沉淀过滤箱上部水体流通量，将透水孔的进水端孔径设计成小于出水端，水体在经过透水孔后其流通面得到逐渐扩大，通过该透水孔的水体流速得到减小降低其对第二隔板后侧水体的扰动量。

本发明的第二个目在于提供一种采用应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置对饮用水的处理方法，在水质突发性出现高浊情况时自动投放滤料，急处理反应快且设备运行稳定，工作无异响、噪音等。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：采用应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置对饮用水的处理方法，步骤如下：

-对水体沉淀过滤处理后送入过滤吸附箱；

-浊度检测仪实时检测过滤吸附箱内水体浊度，检测数据反馈工控机；

-工控机根据浊度检测仪反馈数据匹配对应驱动电机预设工作参数，控制投料装置工作。本发明通过在过滤吸附箱上设置浊度检测仪实时监控水质变化，在水质突发性出现高浊情况时，由浊度检测仪反馈监控数据，控制投料装置进行投放滤料操作，通过投放的滤料有效吸附浊物并去除色臭，能应对突高浊度。本发明的装置相对于一体化设备而言，制造成本更低，装运到农村中的方便率更高，且无需专业人士即可操作，非常适用于分散式农村饮水处理，便于推广使用。

根据本发明一实施方式，沉淀过滤水体通过输水管组件进入过滤吸附箱，水体通过输水主管体和与其同轴心的辅助直管进入过滤吸附箱，输水主管体输送水体过程中侧方交错汇入支流水体，通过交错设置在输水主管体两侧的连通支管连通输送副管体送入支流水体，输水副管体进水端送入沉淀后的水体。利用输水主管体和辅助直管实现对水体分化并配合输水副管体进一步分化输水水压，防止爆管，输水主管体两侧交错设置的连通支管将部分输水副管体内的水体送入输水主管体内与其管内水体汇流，通过汇流消耗输水主管体内流体流速并促使输水主管体内水流轨迹形成螺旋流线轨迹，益于水体中的颗粒物接触几率增加进而促进颗粒物的团聚，且输水主管体内的螺旋轨迹流动的水体有效提高管内空气与水体的混合，降低水击噪音并对管体内壁具有一定的清洗效果，更为重要的是在输水主管体两侧设置连通支管有效降低管体所承受的径向拉应力来避免管道穿孔情况出现，有效保证设备运行稳定。

本发明由于采用了过在过滤吸附箱上设置浊度检测仪实时监控水质变化并配合工控机，因而具有如下有益效果：在水质突发性出现高浊情况时，由浊度检测仪反馈监控数据，控制投料装置进行投放滤料操作，通过投放的滤料有效吸附浊物并去除色臭，能应对突高浊度。因此，本发明的装置相对于一体化设备而言，制造成本更低，设备运行更为稳定安全，水体净化效果好，装运到农村中的方便率更高，且无需专业人士即可操作，非常适用于分散式农村饮水处理，便于推广使用。

附图说明

图1为应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置示意图；

图2是本发明过滤仓结构示意图；

图3是本发明过滤吸附箱内部示意图；

图4是本发明投料装置结构示意图；

图5是本发明投料筒结构示意图；

图6是本发明过滤架结构示意图。

图7是本发明第一溢水板、第二溢水板和第一分隔板的连接示意图；

图8是本发明吸水管组的结构示意图；

图9是本发明沉淀过滤箱内部结构示意图；

图10是本发明缓流件的结构示意图；

图11是本发明主管体与缓冲侧板连接示意图；

图12是试验例1中各组水体浊度变化曲线；

图13是试验例1中各组氨氮含量变化曲线；

图14是试验例1中各组细菌总数变化曲线。

附图标号：10-过滤吸附箱；11-出水管；12-第一排污管；14-投料通槽；15-浊度检测仪；16-过滤架；161-橡胶条；162-膜丝；17-第一分隔板；18-过滤件；19-第一滤料；20-输水管组；21-输水主管体；22-辅助直管；23-连接轴；24-输水副管体；25-连通支管；30-沉淀过滤箱；31-第一进水管；32-第二排污管；33-第一滤网；34-透水孔；35-第二分隔板；36-第三分隔板；37-排污构件；38-排污槽；40-投料装置；41-驱动电机；42-投料斗；43-投料开槽；44-转动件；45-投料筒；46-固定侧板；47-装配套体；48-装配孔；50-过滤箱；61-集水仓；62-吸附仓；63-过滤仓；71-第一溢水板；72-第二溢水板；90-缓流件；91-主管体；92-轴承圈；93-缓冲侧板；94-第一进流孔；95-第一限位弧板；96-第二限位弧板；97-缓流滤板。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

参见附图1-9所示，应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，包括：过滤吸附箱10，设置在过滤吸附箱10上的投料装置40，过滤吸附箱10上设有检测端设于过滤吸附箱10内的浊度检测仪15，过滤吸附箱10上方还设有与浊度检测仪15和投料装置40连接的工控机，工控机根据浊度检测仪15反馈结果控制投料装置40工作。

本发明通过在过滤吸附箱上设置浊度检测仪实时监控水质变化，在水质突发性出现高浊情况时，由浊度检测仪反馈监控数据，控制投料装置进行投放滤料操作，通过投放的滤料有效吸附浊物并去除色臭，能应对突高浊度。本发明的装置相对于一体化设备而言，制造成本更低，装运到农村中的方便率更高，且无需专业人士即可操作，非常适用于分散式农村饮水处理，便于推广使用。

投料装置40包括投料筒45，投料筒45水平设于过滤吸附箱10上方，投料筒45上下桶壁开设有投料开槽43，过滤吸附箱10上箱壁开设与投料开槽43对应的投料通槽14，投料筒45内同轴设置转动件44，转动件44四周环绕设置转动板，在水质突发性出现高浊度情况时，工控机控制驱动电机41驱动转动件44旋转，实现将滤料投放至过滤吸附箱内，通过投放的滤料有效吸附浊物并去除色臭，能应对突高浊度、占地小，转动件44由设置在投料筒45外侧的驱动电机41驱动旋转；转动件44为柱状体，其侧面环绕布设转动板，各转动板之间夹角一致，转动板布设数量优选6个，夹角为60°，驱动电机41的输出轴与转动件44连接采用联轴器连接或者采用焊接技术将输出轴与转动件44焊接或者采用连接卡箍等方式连接两者，输出轴与转动件44同轴连接对于本领域技术人员来说不难理解。转动件44的转动板与投料筒45内壁表面之间具有间隙，该间隙可以是0.1cm或1cm或10cm或100cm，根据装置实际制造尺寸选定，通常范围在0.1-5cm之间。

投料筒45的上部设有投料斗42且投料入口与投料筒45上部投料开槽43对应设置；投料斗42的设置用于放置第二滤料，在突发性出现水体高浊度时，第二滤料通过投料斗42进入投料筒45上部投料开槽43再进入投料筒45内，落到转动件44的两转动板之间，在转动板的旋转带动作用下由投料筒45下部投料开槽43落出，再通过投料通槽14进入过滤吸附箱10内。便于投料装置40进行投料，在某些较为潮湿的山区地区，避免防潮可在投料斗45上方设密封盖板。

投料筒45外侧筒壁通过固定侧板46与过滤吸附箱10上表面连接。驱动电机41由工控机控制工作，工控机根据浊度检测仪15反馈数据匹配对应驱动电机41预设工作参数，控制驱动电机41工作。投料筒45侧壁开设有装配孔48，装配孔48通过装配套体47与驱动电机41输出轴装配，输出轴与转动转44同轴连接。固定侧板46的设置用于实现投料筒45与过滤吸附箱10的固定连接，且固定侧板46对投料通槽14形成相应的阻挡作用，例如对树叶等的阻挡避免其落入投料通槽14内。

过滤吸附箱10由进水方向至出水方向分设过滤仓63、吸附仓62和集水仓61由过滤吸附箱10内设垂直第一分隔板17分隔，第一分隔板17一端部与过滤吸附箱10内箱壁具有过水缝隙，该过水缝隙根据装置制造尺寸大小选择，一般选择10cm。过水缝隙的设置用于实现水体在各仓体之间的流通。过滤仓63与吸附仓62之间的第一分隔板17底端与过滤吸附箱10内底面之间设有过滤件18。过滤件18为可供水体通过的滤网，过滤件18的设置用放置第一滤料19进入吸附仓62内，并保证水体流通。

过滤仓63内叠放有带网孔的抽屉式过滤箱50，过滤仓63内的抽屉式过滤箱50由高至低依次放置粒径递减的第一滤料19。抽屉式过滤箱50为可拆装的箱笼，利用过滤箱50来装填第一滤料19，且不同高度的过滤箱50内的第一滤料19的粒径不同，通过上述设计可实现水体由上至下逐级过滤，具体的，水体从过滤仓63上方进入经第一滤料19逐级过滤然后经过过滤件18进入吸附仓62。第一滤料19为石英砂，当然还可以是其他滤料，如砾石、无烟煤、鹅卵石、锰砂、磁铁矿滤料、果壳滤料、泡沫滤珠、瓷砂滤料、陶粒、石榴石滤料、麦饭石滤料、海绵铁滤料、活性氧化铝球、沸石滤料、火山岩滤料、颗粒活性炭、纤维球、纤维束滤料、彗星式纤维滤料等。

抽屉式过滤箱50的箱体两相对外侧设有同一高度且平行的条状体，所述过滤仓63内的过滤吸附箱10的内箱壁面设有与条状体对应的限位滑槽，所述第一分隔板17上设有与条状体对应的限位滑槽，抽屉式过滤箱50两侧的条状体分别在过滤吸附箱10内壁面的限位滑槽和第一分隔板17上的限位滑槽内滑移试下过滤箱50的抽拉，上述设计对于本领域技术人员来说不难理解，现有技术中也有披露相应技术方案，当然抽屉式的过滤箱50还可选用安装滑轨等方式。

吸附仓62上方的过滤吸附箱10箱壁上开设投料通槽14，用于实现滤料投放至吸附仓62内对饮用水进行过滤，吸附仓62底面的过滤吸附箱10箱底面连接排污管12。便于排空吸附仓62内的滤料，以便回收利用，有条件的情况下可定期通过排污管12进行反冲洗来清洗吸附仓62内部空间。

过滤吸附箱10进水端通过输水管组20连接沉淀过滤箱30，输水管组20包括输水主管体21，输水主管体21两侧设有与其轴线平行的输水副管体24，输水主管体21两端分别与过滤吸附箱10和沉淀过滤箱30连通，输水副管体24一端与沉淀过滤箱30连通，另一端与过滤吸附箱10连通，输水主管体21与输水副管体24之间通过连通支管25连通，输水主管体21两侧的连通支管25位置交错设置，输水主管体21内同轴设有辅助直管22，辅助直管22外壁与输水主管体21内壁之间通过连接轴23连接。连通支管25与输水主管体21轴线垂直设置。输水管组20连通于沉淀过滤箱30侧上部和过滤吸附箱10侧上部，在山区环境下沉淀过滤箱30通常选取便于蓄水的位置进行安装其与过滤吸附箱10之间具有一定的间距需要通过管道组件进行水体传输，在地区出现暴雨等情况导致水体浊度突发性升高时，沉淀过滤箱30和过滤吸附箱10的水处理量暴增，普通管体可能出爆管，本申请通过设计的输水管组20实现沉淀过滤箱30和过滤吸附箱10的连通，有效防止管体出现爆管事故，降低管道水流噪音并提升管内输水水体颗粒物团聚几率，具体如下：

本申请通过在输水主管体21内设置同轴的辅助直管22对输水主管体21内输送水体分层输送降低输送压力，配合两侧的输水副管体24对进一步分化输水压力，这样在突发暴雨导致水处理量激增后输水管组20内的水体流通量激增的情况下可有效对流体分流传输至过滤吸附箱10内，对激增的水体流速增大问题，辅助直管22通过连接轴23与输水主管体21内壁的连接有益于削减经过其水体的流速，同时输水主管体21两侧交错设置的连通支管25将部分输水副管体24内的水体送入输水主管体21内与其管内水体汇流，通过汇流消耗输水主管体21内流体流速，并且交错输入的支流影响原输水主管体21内水体直线流动轨迹促使其流动轨迹形成螺旋状，在此过程中，通过支流与主流的汇流降低了主流流速且汇流及影响主流水体流动轨迹方式提高水体中颗粒物的接触几率益于颗粒物的团聚，提高后续过滤吸附的处理速度，输水主管体21内所形成的螺旋流动的主流流体相较于直线流动水体可有效加速管内空气溶入水体中，管内空气的减小降低管内流体流动导致的水击噪音且主流水体轨迹绕辅助直管22外的流动益于传导噪音能量至辅助直管22扩大噪音能量传导路径对其消耗并降低噪音能量外传，输水主管体21内所形成的螺旋流动水体对输水主管体21内管壁具有清洗效果降低微生物生长附着几率，特别是清除管内壁受腐蚀所形成的坑洼导致存留的细菌、微生物。

在沉淀过滤箱30和过滤吸附箱10水处理量较低时，输水管组20内水体流通量较低水压主要为静压，本申请在输水主管体21两侧所设计连通支管25有效降低输水主管体21管体所承受的径向拉应力，这样对于管内水体的扩张压力强度过大导致管体存在腐蚀点的管段抗拉强度而出现的管道穿孔情况，本申请通过降低管体所承受的径向拉应力有效避免管道穿孔问题。

沉淀过滤箱30内设有与其底面平齐的第三分隔板36，第三分隔板36与沉淀过滤箱30形成沉淀腔室且第三分隔板36表面均布通孔，沉淀腔室内设有长方体结构的排污构件37，排污构件37与沉淀腔室出料端具有间隙形成排污槽38，排污槽38侧方沉淀过滤箱30箱壁连接第二排污管32。通过第三分隔板36对沉淀过滤箱30底部进行分隔处沉淀腔室目的在于使沉淀的颗粒物暂留在沉淀腔室内降低其悬浮几率，相较于现有技术设有的分隔板，本申请在沉淀腔室内设置排污构件37缩小沉淀过滤箱30进水方向下方的沉淀腔室的空间，第三分隔板36与排污构件37上表面之间的间隙内的沉淀物在水流作用下易沿排污构件37表面箱排污槽38方向位移，其原因在于第三分隔板36与排污构件37上表面之间的间隙得到有效缩小，在水流影响下沉淀物向上再悬浮几率降低而其向侧方移动几率增大因而有利于其向排污槽38方向位移，实现排污槽38内沉淀物的有效聚集，而现有技术的分隔板的设计仅能实现降低沉淀物的再悬浮，在后期排放中通过第二排污管32即可高效排污，排污构件37的高度应小于沉淀腔室1/2高度，优选的排污构件37上表面为向排污槽38倾斜的斜面。

第三分隔板36上方设有与其垂直的第二分隔板35，第二分隔板35端部与沉淀过滤箱30内顶壁具有过水间隙，第二分隔板35上端面开设有透水孔34，透水孔34进水端孔径小于出水端孔径，沉淀过滤箱30侧方连接的第一进水管31连接高度位置低于透水孔34水平高度位置，且第一进水管31位于沉淀过滤箱30内出水口处设有缓流件90。沉淀过滤箱30与输水管组20的连接处设有第一滤网33。透水孔34截面为等腰矩形状。第二分隔板35的设计用于实现将沉淀过滤箱30上部空间进行分隔并保留过水间隙，相较于现有技术而言，第二分隔板35后侧的水体流速较低可获得更好的沉降效果，而第二分隔板35前侧设有缓流件90进一步降低第一进水管31进入沉淀过滤箱30内水体的流速，降低水流扰动，在水体进入沉淀过滤箱30的过程中，进水水体流速较高其冲击缓流件90，缓流件90降低进水水体流速，第二分隔板35在后侧起到阻挡作用，经过沉降的水体通过第二分隔板35上端部过水缝隙和透水孔34进入第二分隔板35后侧继续沉淀，透水孔34的设计用于提高沉淀过滤箱30上部水体流通量，将透水孔34的进水端孔径设计成小于出水端，水体在经过透水孔34后其流通面得到逐渐扩大，通过该透水孔34的水体流速得到减小降低其对第二隔板35后侧水体的扰动量。

实施例2：

采用应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置对饮用水的处理方法，步骤如下：

-对水体沉淀过滤处理后送入过滤吸附箱10；

-浊度检测仪15实时检测过滤吸附箱10内水体浊度，检测数据反馈工控机；

-工控机根据浊度检测仪15反馈数据匹配对应驱动电机41预设工作参数，控制投料装置40工作。

设置浊度检测仪对集水仓内水体每10分钟采集1次。当检测出水浊度高于3NTU时，反馈信息驱动投料装置工作，转动一个转动板扇形角度(转动板数量为6个，夹角为60°，即控制转动件44旋转60°)，高于10NTU时，转动两个转动板扇形的角度(120°)；高于20NTU时，转动三个转动板扇形的角度(180°)，投放第二滤料；10分钟后检测浊度并循环反馈转动信息，自动控制可改变了原设备机械运行的情况，在农村水源水质较好的时候，将不启动设备，保留农民的纯净的“甜山泉”，应对降雨等突发高浊及色度的时候，自动投放的活性炭吸附材料可有效吸附浊物并去除色臭。

本发明通过在过滤吸附箱上设置浊度检测仪实时监控水质变化，在水质突发性出现高浊情况时，由浊度检测仪反馈监控数据，控制投料装置进行投放滤料操作，通过投放的滤料有效吸附浊物并去除色臭，能应对突高浊度。本发明的装置相对于一体化设备而言，制造成本更低，装运到农村中的方便率更高，且无需专业人士即可操作，非常适用于分散式农村饮水处理，便于推广使用。

沉淀过滤水体通过输水管组件20进入过滤吸附箱10，水体通过输水主管体21和与其同轴心的辅助直管22进入过滤吸附箱10，输水主管体21输送水体过程中侧方交错汇入支流水体，通过交错设置在输水主管体21两侧的连通支管25连通输送副管体24送入支流水体，输水副管体24进水端送入沉淀后的水体。利用输水主管体21和辅助直管22实现对水体分化并配合输水副管体24进一步分化输水水压，防止爆管，输水主管体21两侧交错设置的连通支管25将部分输水副管体24内的水体送入输水主管体21内与其管内水体汇流，通过汇流消耗输水主管体21内流体流速并促使输水主管体21内水流轨迹形成螺旋流线轨迹，益于水体中的颗粒物接触几率增加进而促进颗粒物的团聚，且输水主管体21内的螺旋轨迹流动的水体有效提高管内空气与水体的混合，降低水击噪音并对管体内壁具有一定的清洗效果，更为重要的是在输水主管体21两侧设置连通支管25有效降低管体所承受的径向拉应力来避免管道穿孔情况出现，有效保证设备运行稳定。

实施例3：

参见附图10、11所示，缓流件90包括与第三分隔板36上表面垂直设置的主管体91，主管体91底部通过轴承圈92与第三分隔板36上表面连接，主管体91还通过轴承圈92与沉淀过滤箱30内壁上表面连接，主管体91与沉淀过滤箱30上表面平齐设置。沉淀过滤箱30内的主管体91侧面环绕设置缓冲侧板93，缓冲侧板93上设有两块间隔设置的第一限位护板95和第二限位护板96，缓冲侧板93之间设有至少两块弧状的缓流滤板97，第一限位护板95和第二限位护板96之间的缓冲侧板93侧面与缓流滤板97侧面固定连接，主管体91表面还均设有第一进流孔94，主管体91为中空管体，缓流滤板97表面均设通孔。第一进水管体31的水体进入沉淀过滤箱30的过程中其水体具有一定的流速，特别是在暴雨或其他情况导致水处理量激增的情况下流速更高，通过在第一进水管31的出水口设置可旋转的缓流件90将第一进水管31流入直线流动水体沿缓流件90流动或者水体冲击缓流件90使其旋转，降低其进入沉淀过滤箱30内的流速以降低对沉淀过滤箱30内水体的扰动，有益于水体中颗粒物的沉降，即使水体流速不大难以驱动缓流件90旋转，水体仍然可沿缓流件90外侧壁流动消耗水体流速，这样进入沉淀过滤箱30内的水体大部分与缓流件90接触并沿缓流滤板97流动，沿缓流件90侧面的缓流滤板97表面流动过程中水中漂浮性的物质有几率透过缓流滤板97表面的滤孔进入主管体91上开设的第一进流孔94内，使漂浮性物质聚集在主管体91内，实现聚集水中漂浮性物质并对漂浮性物质聚集，聚集的漂浮性物质漂浮在主管体91内孔的水体水面上实现水体净化，水中漂浮性物质是指油类、或泡沫颗粒等与水体存在密度差且不溶水的物质。

浊度检测仪15的检测探头设于过滤吸附箱10内，具体设置在集水仓61内，用于对净化后的水体进行浊度检测。

过滤吸附箱10两相对侧壁上分别连接有输水管组20、出水管11，实现将水体送入及送出过滤吸附箱10，而过滤吸附箱10对水体进行吸附过滤。

吸附仓62与集水仓61之间的第一分隔板17上端与过滤吸附箱10内上壁面具有过水缝隙。该过水间隙侧方的吸附仓62内设有过滤架16，过滤架16为框架结构，其中部均设膜丝162，过滤架16上下端设有橡胶条161，橡胶条161与吸附仓63上下的过滤吸附箱10的箱壁接触。在过滤过程中吸附仓62内的沉淀物有几率进入集水仓61内，为防止此情况出现通过设计过滤架16采用膜丝对进入集水仓61内水体进一步过滤处理，膜丝为中线限位膜丝，其孔径一般选用0.04-0.1μm，材质为聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜或聚偏氟乙烯，膜丝过滤方案为现有技术，在此不过多展开，本领域技术人员不存在理解困难。

用于分隔集水仓61和吸附仓62的第一分隔板17上端侧方连接有L形的第二溢水板72，第二溢水板72竖直端与过滤吸附箱10内上壁具有过水间隙，且第二溢水板72与第一分隔板17之间设有第一溢水板71，第一溢水板71上端部与过滤吸附箱10内上壁连接，第一溢水板71底端与第二溢水板72水平段具有过水间隙。设计第一溢水板71和第二溢水板72实现吸附仓62上部水体溢流至集水仓61内保证水质。

实施例4：

考虑到要满足山区安装及使用条件，设备整体体积优选制造成1m³，便于搬运至深山水源或清水池前段管道安装；设备整体采用不锈钢或塑料材质，耐腐蚀；设备管理简单，所需村内管理人员操作的，仅为更换吸附材料，过滤吸附箱10侧方设有箱门，图中未示出并且设有相应的密封条，此为现有常见技术，在此不过多阐述，定期取出吸附材料并简单清洗暴晒，易操作。活性炭建议每年更新，水体浊度次数过多的情况下，可选择每半年更新，具体根据各地区水质变化情况选择。

经发明人计算，以5t/h的规模为例，一种应对农村饮水突发高浊情况的简易处理装置整体费用约20000元，仅同规模的一体化设备价格在100000元的1/5。在基础条件有限，无法配备一体化设备的山区农村具备推广性。且设备安装施工时只需建设1m*1m混凝土基座，直接将该装置安放于基座上，连接上下游管道，并进行一次调试，即本发明的自动处理装置相对于一体化水处理设备的制造成本更低，且更适用于农村水处理推广使用。

本的浊度检测仪40采购国产设备，例如杭州联测SIN-PTU100，当然不仅限于该产品，还可选用其他品牌的浊度检测仪，本发明的驱动电机可选用采用太阳能蓄电池供电驱动电动马达。

实施例5：

以处理规模5t/h的农村供水为例，配备整体体积为1m³的装置，农村供水工程引水段设计管径50mm，相关参数计算如下：

流速公式如下：

V_管段流速＝Q/S_管＝5m³·h^-1/3.1416/25mm/25mm＝0.7m/s；

v_仓内流速＝Q/S_仓＝5m³·h^-1/1m/0.1m＝0.014m/s；

式中：V为管道流速；Q为流量；S_管为管道截面积；S_仓为仓体截面积；V为过滤吸附箱体垂直截面积；

管内设计流速符合相关标准要求；仓内流速较缓慢，有利于过滤和吸附作用的发生。

停留时间计算公式如下：

T_停留时间＝V/Q＝1m*1m*0.8m/5m³·h^-1＝9.6min

式中：V为管道流速；Q为流量；T为仓内停留时间；

仓内停留时间符合相关规范要求，有利于过滤和吸附作用的发生，并且与浊度探头监测反馈时间一致。

液面负荷计算公式如下：

液面负荷＝Q/S_{仓体投影面积}＝5m³·h^-1/1m*1m＝5m³/(m²·h)；

式中：Q为流量；S_{仓体投影面积}为仓体投影面积；

液面负荷设计值大于相关标准要求，在经济条件允许情况下，该值越大，越有利于过滤和吸附作用的发生。

试验例1：

分设试验组1-4对水体进行净化试验，4组试验组的方案具体为：

试验组1：由实施1的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置对上述废水进行净化处理，净化方法选用实施例2的净化方法；

试验组2：由实施1的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置对上述废水进行净化处理，净化方法选用实施例2的净化方法，其中沉淀过滤箱30选择普通沉淀池代替；

试验组3：通过如下工艺对上述废水净水絮凝→沉淀→过滤→消毒；其中絮凝通过投放混凝剂，混凝剂为液态PAC混凝剂(10％)，投放量为2.5mg/L。

试验组4：通过如下工艺对上述废水净水絮凝→沉淀→过滤→消毒；其中絮凝通过机械絮凝，具体为网格絮凝。

选用水厂反冲洗的废水作为净化水体，经测，废水的水质情况如表1所示，

表1净化用废水水质情况

上述4组试验组分别对水厂废水进行为期10天的净化试验，分别记录各组水体浊度变化值、氨氮含量变化曲线、细菌总数的变化曲线，具体参见附图12-14所示，由记录数据可知试验组1相对于试验组2-4而言对水体净化在浊度、氨氮、细菌总数等方面均达到较佳的净化效果，在试验过程中分别对4组试验组在运行环境过程中进行噪音检测，试验组1所测噪音平均为23dB，试验组2所测噪音平均为42dB，试验组3所测噪音平均为57dB，试验组4所测噪音平均为53dB，可知试验组1为低噪音运行，而试验组3、4为较高噪音运行。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，包括：过滤吸附箱(10)，设置在过滤吸附箱(10)上的投料装置(40)，其特征是：所述过滤吸附箱(10)上设有检测端设于过滤吸附箱(10)内的浊度检测仪(15)，所述过滤吸附箱(10)上方还设有与浊度检测仪(15)和投料装置(40)连接的工控机，所述工控机根据浊度检测仪(15)反馈结果控制投料装置(40)工作；

所述过滤吸附箱(10) 内垂直设置有两个第一分隔板(17)，通过两个第一分隔板（17）将过滤吸附箱(10)由进水方向至出水方向分为过滤仓(63)、吸附仓(62)和集水仓(61)，所述第一分隔板(17)一端部与过滤吸附箱(10)内箱壁具有过水缝隙，所述过滤仓(63)与吸附仓(62)之间的第一分隔板(17)底端与过滤吸附箱(10)内底面之间设有过滤件(18)；

所述过滤吸附箱(10)进水端通过输水管组(20)连接沉淀过滤箱(30)，所述输水管组(20)包括输水主管体(21)，所述输水主管体(21)两侧设有与其轴线平行的输水副管体(24)，所述输水主管体(21)两端分别与过滤吸附箱(10)和沉淀过滤箱(30)连通，所述输水副管体(24)一端与沉淀过滤箱(30)连通，另一端与过滤吸附箱(10)连通，所述输水主管体(21)与输水副管体(24)之间通过连通支管(25)连通，所述输水主管体(21)两侧的连通支管(25)位置交错设置，所述输水主管体(21)内同轴设有辅助直管(22)，所述辅助直管(22)外壁与输水主管体(21)内壁之间通过连接轴(23)连接。

2.根据权利要求1所述的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，其特征是：所述投料装置(40)包括投料筒(45)，所述投料筒(45)水平设于过滤吸附箱(10)上方，所述投料筒(45)上下桶壁开设有投料开槽(43)，所述过滤吸附箱(10)上箱壁开设与投料开槽(43)对应的投料通槽(14)，所述投料筒(45)内同轴设置转动件(44)，所述转动件(44)四周环绕设置转动板，所述转动件(44)由设置在投料筒(45)外侧的驱动电机(41)驱动旋转；

所述投料筒(45)的上部设有投料斗(42)且投料入口与投料筒(45)上部投料开槽(43)对应设置；

所述投料筒(45)外侧筒壁通过固定侧板(46)与过滤吸附箱(10)上表面连接。

3.根据权利要求1所述的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，其特征是：所述过滤仓(63)内叠放有带网孔的抽屉式过滤箱(50)，所述过滤仓(63)内的抽屉式过滤箱(50)由高至低依次放置粒径递减的第一滤料(19)。

4.根据权利要求1所述的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，其特征是：所述吸附仓(16)上方的过滤吸附箱(10)箱壁上开设投料通槽(14)，所述吸附仓(16)底面的过滤吸附箱(10)箱底面连接排污管(12)。

5.根据权利要求1所述的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，其特征是：所述沉淀过滤箱(30)内设有与其底面平齐的第三分隔板(36)，所述第三分隔板(36)与沉淀过滤箱(30)形成沉淀腔室且所述第三分隔板(36)表面均布通孔，所述沉淀腔室内设有长方体结构的排污构件(37)，所述排污构件(37)与沉淀腔室出料端具有间隙形成排污槽(38)，所述排污槽(38)侧方沉淀过滤箱(30)箱壁连接第二排污管(32)。

6.根据权利要求5所述的应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置，其特征是：所述第三分隔板(36)上方设有与其垂直的第二分隔板(35)，所述第二分隔板(35)端部与沉淀过滤箱(30)内顶壁具有过水间隙，所述第二分隔板(35)上端面开设有透水孔(34)，所述透水孔(34)进水端孔径小于出水端孔径，所述沉淀过滤箱(30)侧方连接的第一进水管(31)连接高度位置低于透水孔(34)水平高度位置，且所述第一进水管(31)位于沉淀过滤箱(30)内出水口处设有缓流件(90)。

7.采用权利要求1-6任一权利要求所述应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置对饮用水的处理方法，步骤如下：

-对水体沉淀过滤处理后送入过滤吸附箱(10)；

-浊度检测仪(15)实时检测过滤吸附箱(10)内水体浊度，检测数据反馈工控机；

-工控机根据浊度检测仪(15)反馈数据匹配对应驱动电机(41)预设工作参数，控制投料装置(40)工作。

8.根据权利要求7所述的采用应对农村饮水浊度突高的简易自动处理装置对饮用水的处理方法，其特征是：沉淀过滤后的水体通过输送管组（20）进入过滤吸附箱（10），水体通过输水主管体（21）和与其同轴心的辅助直管（22）进入过滤吸附箱（10），所述输水主管体(21)输送水体过程中侧方交错汇入支流水体，通过交错设置在输水主管体（21）两侧的连通输送副管体（24）的连通支管（25）送入支流水体，输水副管体（24）进水端送入沉淀过滤后的水体。

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