CN113636689B - 微涡流絮凝悬浮快滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微涡流絮凝悬浮快滤装置，包括：池体，池体的内腔分隔为絮凝区、沉淀区、过滤区及储水区，且沉淀区和过滤区的底部连通形成排泥区。絮凝区的腔体通过隔板分隔为呈格子状布设的多个竖井，多个竖井上下交错依次连通，以使进入第一个竖井的污水沿竖井串联方向上下交错流动，并最后一个竖井与沉淀区的上端连通。至少部分竖井内设有涡流絮凝组件，以用于使穿过的水体中产生微小涡旋，进而缩短絮凝时间的同时提高絮凝效果。本发明装置采用絮凝+沉淀+过滤的工艺组合，装置前端设置高效絮凝区，通过投加混凝剂与污水中颗粒物质的反应，从而大大提高沉淀区的污染物去除效果，进而大幅提升出水水质，延长过滤区的运行周期。

Description

微涡流絮凝悬浮快滤装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种微涡流絮凝悬浮快滤装置。

背景技术

初期雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等，降落地面后又冲刷了屋面、道路等不透水面上的污染物，使其含有大量污染物质。合流制污水中包含雨水、生活污水，甚至工业废水，具有三种污水的污染特征，污染物种类多，浓度高，成分复杂。初期雨水或合流制溢流污水直接排放对水环境造成严重破坏，目前城市面源污染已成为我国城市水体污染的主要成因。

悬浮物是初期雨水和合流制溢流污水中污染物附着的重要载体，也是水体污染物的重要输出形态。因此去除悬浮物是降低水污染负荷的有效途径，因过滤能有效去除水中的悬浮物，在初期雨水和合流制溢流污水处理方面逐渐受到关注。

国内目前针对初期雨水和合流制溢流污水中悬浮物的主要去除机理为沉淀或过滤。例如专利号为CN105040804B的中国专利文献公开了一种分流制雨水排水系统末端漂浮式过滤装置，该装置包括带有进水口和出水口的过滤腔体，所述过滤腔体包括：引流通道，向下引流来自进水口的水体；悬浮物分离区，包括上向流过滤水体的过滤通道以及填充在所述过滤通道内的漂浮滤层；沉淀区，位于悬浮物分离区下方，用于收集被悬浮物分离区过滤的杂质。该装置结构简单，无需动力，能去除水中部分悬浮物及其上附着的其他污染物，但过滤精度较低，污染物去除效果有限，漂浮滤层顶部设置的挡板导致滤层易堵塞，过滤阻力损失大，滤层冲洗效果差，需要频繁进行反冲洗以恢复滤层的过滤性能。

例如专利号为CN209161714U的中国专利文献公开了一种污水处理用一体化沉淀过滤装置，该装置包括区体及隔墙，将区体内空间分割为沉淀区、过滤区及设备间，沉淀区上部设有进水口，沉淀区与过滤区的隔墙上部设置溢流槽和出水管，出水管连通过滤区下部，过滤区的中部设有滤板，滤板上设有透水孔，滤板上铺设石英砂，过滤区上部设置排水孔，排水孔通过排水管连接排水槽。该装置集成沉淀、过滤功能，可去除污水中的悬浮物，出水水质较好，但装置结构复杂、沉淀区易短流，采用石英砂作为滤料过滤阻力较高，水头损失大，滤层易堵塞，仅设置水冲洗，利用滤层上部滤后水冲洗的水头不足，冲洗强度不够，滤层冲洗作用有限，影响过滤效果。

发明内容

本发明提供了一种微涡流絮凝悬浮快滤装置，以解决现有装置存在的絮凝、沉淀及过滤效率低和效果差的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种微涡流絮凝悬浮快滤装置，包括：池体，池体的内腔通过隔墙分隔为依次设置且用于使污水中的颗粒絮凝的絮凝区、用于使絮凝后的污水沉淀分离的沉淀区、用于使沉淀分离后水体中的杂物拦截过滤的过滤区、用于存储过滤后水体的储水区，且沉淀区和过滤区的底部连通形成排泥区，并使进入沉淀区的污水在沉淀区内形成向下流动的下向流后，再在过滤区内形成向上流动的上向流，并过滤区的上端与储水区连通；絮凝区的腔体通过隔板分隔为呈格子状布设的多个竖井，多个竖井上下交错依次连通，以使进入第一个竖井的污水沿竖井串联方向上下交错流动，并最后一个竖井与沉淀区的上端连通；至少部分竖井内设有涡流絮凝组件，以用于使穿过涡流絮凝组件的水体中产生微小涡旋，进而有效缩短絮凝时间的同时提高絮凝效果。

进一步地，竖井的底端形成漏斗状的泥斗，以用于临时存储絮凝后沉淀的絮体；竖井串联方向上依次设置的隔板的上端或下端交替开设连通孔，以使进入第一个竖井的污水沿竖井串联方向上下交错流动。

进一步地，涡流絮凝组件包括沿竖井的高度方向依次间隔设置的多块涡流板，各涡流板包括：网格状的安装板体，及用于使穿过的水体中产生微小涡旋的若干涡流发生器；若干涡流发生器依次间隔布设，且均连接于安装板体的同一板面上。

进一步地，沿竖井串联方向上涡流板的涡流发生器的数量逐渐减少；或者竖井串联方向上游段的涡流板的涡流发生器的数量大于中游段的涡流板的涡流发生器的数量；涡流板的若干涡流发生器均匀间隔布设，且相邻两块涡流板的涡流发生器一一错位布设。

进一步地，涡流发生器呈空心锥体状，其锥体底部敞开，其相对的锥顶固定于安装板体的板面上。

进一步地，沉淀区用于对进入的污水进行沉淀；过滤区内设有滤料承托板，及自由悬浮填装于滤料承托板上方水体中的悬浮滤料，滤料承托板用于对上向流的水体进行拦截过滤，并用于防止悬浮滤料向下掉落至排泥区，悬浮滤料用于在水流、浮力、重力及过滤阻力的综合作用下自动调整其水中滤层的厚度，以形成沿水体流动方向孔隙率逐步减小的变滤层厚度过滤；排泥区用于临时存储污泥及过滤出的杂物。

进一步地，微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括用于使过滤后的水体向外溢流的多组出水溢流槽；多组出水溢流槽沿过滤区的长度方向依次间隔布设于悬浮滤料的上方，且各出水溢流槽通过连通槽连接成整体，并连通槽的出流端延伸至与储水区连通。

进一步地，沉淀区的隔墙的内壁面上设有与最后一个竖井连通的配水槽，配水槽位于沉淀区的上端且沿沉淀区的长度或宽度方向延伸，并配水槽的侧壁上开设有沿其长度方向均匀间隔设置的出水孔；微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括输送管网，输送管网包括与第一个竖井连通的进水管组、与储水区连通以将存储的水体向外导出的出水管组、与各竖井及排泥区分别连通以将污泥和杂物向外排出的排污管组。

进一步地，微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括用于使污水中的泥沙进行沉淀的双层异向斜板；双层异向斜板沿沉淀区的长度或宽度方向依次间隔布设，且各双层异向斜板包括呈夹角相交的两块沉泥板。

进一步地，微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括反冲洗系统，反冲洗系统用于根据沉淀区的液位高低自动启动，以交替对沉淀区和过滤区进行曝气冲洗，且曝气冲洗完成后自动引入储水区的水体对排泥区进行水冲洗。

本发明具有以下有益效果：

本发明的微涡流絮凝悬浮快滤装置中，通过使絮凝区的腔体通过隔板分隔为呈格子状布设的多个竖井，且多个竖井上下交错依次连通，进而使进入第一个竖井的污水沿竖井串联方向上下交错流动，并最后一个竖井与沉淀区的上端连通，又至少部分竖井内设有涡流絮凝组件，通过该涡流絮凝组件使穿过的水体中产生微小涡旋，该微小涡旋有力促进絮凝剂与颗粒的碰撞、大大提高颗粒间的碰撞几率，从而有效缩短絮凝时间的同时，明显提升絮凝效果，并大幅减小絮凝区体积及所需占地面积，进而降低工程设备投资；本发明装置采用絮凝+沉淀+过滤的工艺组合，装置前端设置高效絮凝区，通过投加混凝剂与污水中颗粒物质的反应，从而大大提高沉淀区的污染物去除效果，进而大幅提升出水水质，延长过滤区的运行周期。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的微涡流絮凝悬浮快滤装置的主视结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图1中絮凝区排泥和沉淀过滤区底板冲洗系统俯视图；

图4是图1中出水溢流槽横断面示意图；

图5是图1中配水槽正面示意图；

图6a是图1中涡流絮凝组件第一实施例的剖视主视结构示意图；

图6b是图6a中涡流板第一实施例的俯视结构示意图；

图6c是图6a中涡流板第二实施例的俯视结构示意图；

图6d是图1中涡流絮凝组件第二实施例的剖视主视结构示意图；

图6e是图6d中涡流板第一实施例的俯视结构示意图；

图6f是图6d中涡流板第二实施例的俯视结构示意图。

图例说明

10、池体；11、隔墙；12、导泥板；13、竖井；101、絮凝区；102、沉淀区；103、过滤区；104、储水区；105、排泥区；106、配水槽；107、出水孔；108、泥斗；20、滤料承托板；30、悬浮滤料；40、出水溢流槽；41、溢流槽本体；42、滤网；50、双层异向斜板；61、进水管组；62、出水管组；63、排污管组；71、曝气冲洗装置；711、鼓风机；712、曝气干管；713、第一曝气支管；714、第二曝气支管；715、第一开关阀；716、第二开关阀；72、水冲洗装置；721、冲洗干管；722、第三开关阀；723、冲洗支管；80、涡流絮凝组件；81、涡流板；811、安装板体；812、涡流发生器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种微涡流絮凝悬浮快滤装置，包括：池体10，池体10的内腔通过隔墙11分隔为依次设置且用于使污水中的颗粒絮凝的絮凝区、用于使絮凝后的污水沉淀分离的沉淀区、用于使沉淀分离后水体中的杂物拦截过滤的过滤区、用于存储过滤后水体的储水区，且沉淀区和过滤区的底部连通形成排泥区，并使进入沉淀区的污水在沉淀区内形成向下流动的下向流后，再在过滤区内形成向上流动的上向流，并过滤区的上端与储水区连通。絮凝区的腔体通过隔板分隔为呈格子状布设的多个竖井13，多个竖井13上下交错依次连通，以使进入第一个竖井13的污水沿竖井串联方向上下交错流动，并最后一个竖井13与沉淀区的上端连通。至少部分竖井13内设有涡流絮凝组件80，以用于使穿过涡流絮凝组件80的水体中产生微小涡旋，进而有效缩短絮凝时间的同时提高絮凝效果。

本发明的微涡流絮凝悬浮快滤装置工作时，外部待处理的初期雨水和合流制溢流污水等污水首先进入竖井串联方向上的第一个竖井13内，然后沿竖井串联方向上下交错流动依次穿过各竖井13，最后由最后一个竖井13进入沉淀区102；进入沉淀区102的污水在沉淀区102内形成向下流动的下向流，污水经沉淀区102作用沉淀，沉淀出的污泥临时存储在排泥区105；下向流的污水经沉淀后再由沉淀区102与过滤区103两者连通的底部进入过滤区103，并在过滤区103中形成向上流动的上向流，水体经过过滤区103的拦截过滤，过滤出水体中含有的悬浮物；经过拦截过滤后的水体由过滤区103的上端溢流至储水区104中存储，而截留出的杂物则临时存储在排泥区105中，最后絮凝区101和排泥区105中的污泥及杂物再统一向外排放。

本发明的微涡流絮凝悬浮快滤装置中，通过使絮凝区101的腔体通过隔板分隔为呈格子状布设的多个竖井13，且多个竖井13上下交错依次连通，进而使进入第一个竖井13的污水沿竖井串联方向上下交错流动，并最后一个竖井13与沉淀区的上端连通，至少部分竖井13内设有涡流絮凝组件80，通过该涡流絮凝组件80使穿过的水体中产生微小涡旋，该微小涡旋有力促进絮凝剂与颗粒的碰撞、大大提高颗粒间的碰撞几率，从而有效缩短絮凝时间的同时，明显提升絮凝效果，并大幅减小絮凝区101体积及所需占地面积，进而降低工程设备投资；本发明装置采用絮凝+沉淀+过滤的工艺组合，装置前端设置高效絮凝区，通过投加混凝剂与污水中颗粒物质的反应，从而大大提高沉淀区102的污染物去除效果，进而大幅提升出水水质，延长过滤区103的运行周期。

可选地，如图2所示，竖井13的底端形成漏斗状的泥斗108，以用于临时存储絮凝后沉淀的絮体，且泥斗108的斗状设置，便于絮体进一步沉淀聚集，便于絮体的顺畅排出。竖井串联方向上依次设置的隔板的上端或下端交替开设连通孔，以使进入第一个竖井13的污水沿竖井串联方向上下交错流动。

可选地，如图6a-6f所示，涡流絮凝组件80包括沿竖井13的高度方向依次间隔设置的多块涡流板81，各涡流板81包括：网格状的安装板体811，及用于使穿过的水体中产生微小涡旋的若干涡流发生器812。若干涡流发生器812依次间隔布设，且均连接于安装板体811的同一板面上；本发明的涡流絮凝组件80结构简单，且水体穿过涡流絮凝组件80时，通过若干涡流发生器812对水体的作用，使水体中产生微小涡旋。

优选地，本可选方案中，沿竖井串联方向上涡流板81的涡流发生器812的数量逐渐减少，即涡流发生器812的该种前密后疏的布置方式，加快颗粒物絮凝的同时，也符合絮凝过程中矾花长大和密实的规律，创造絮体快速成长的有利条件。或者，竖井串联方向上游段的涡流板81的涡流发生器812的数量大于中游段的涡流板81的涡流发生器812的数量，如图6a-6c所示，为上游段涡流板81的结构设置，涡流发生器812数量较多，且布置密集，用于使穿过涡流絮凝组件80的水体中产生极其微小且剪切力极强的微小涡旋，进而有力促进絮凝剂与颗粒的碰撞，大大提高颗粒间的碰撞几率；如图6d-6f所示，为中游段涡流板81的结构设置，用于使穿过涡流絮凝组件80的水体中产生较小的涡旋，进而有效促进微小矾花的成长，使矾花不断长大密实；下游段不设置涡流絮凝组件80。本可选方案中，如图6a-6f所示，涡流板81的若干涡流发生器812均匀间隔布设，且相邻两块涡流板81的涡流发生器812一一错位布设，有效增强涡旋的剪切力，同时使整个断面上的微小涡旋布设均匀，进而提高絮凝质量，加快絮凝速率。

本可选方案中，如图6a和6d所示，涡流发生器812呈空心锥体状，其锥体底部敞开，其相对的顶尖固定于安装板体811的板面上。本可选方案的具体实施例中，涡流发生器812包括但不限于空心三菱锥状、空心四凌锥状、空心圆锥状等，其底部边长或直径为50～200mm，不同类型涡流板81上的涡流发生器812的数量、大小、布置形式各异，其根据水力流态模拟分析确定。本可选方案的具体实施例中，絮凝区101设置三个絮凝段，前8格竖井13中进行第一絮凝段，竖井13安装涡流絮凝组件80，如图6a-6c所示，组件尺寸为625X625X1000(h)mm，含p型涡流板3层，每层涡流板设涡流发生器16个，q型涡流板2层，每层涡流板设涡流发生器25个；中部 8格竖井13中进行第二絮凝段，该絮凝阶段竖井13安装涡流絮凝组件80，如图6d-6f所示，组件尺寸为625X625X1000 (h)mm，含x型涡流板3层，每层涡流板设涡流发生器8个， y型涡流板2层，每层涡流板设涡流发生器15个；最后8格竖井中进行第三絮凝段，该絮凝阶段竖井不安装任何涡流絮凝组件。

可选地，如图1-图3所示，沉淀区102用于对进入的污水进行沉淀。过滤区103内设有滤料承托板20，及自由悬浮填装于滤料承托板20上方水体中的悬浮滤料30，滤料承托板20用于对上向流的水体进行拦截过滤，并用于防止悬浮滤料30向下掉落至排泥区105，悬浮滤料30用于在水流、浮力、重力及过滤阻力的综合作用下自动调整其水中滤层的厚度，以形成沿水体流动方向孔隙率逐步减小的变滤层厚度过滤。排泥区105用于临时存储污泥及过滤出的杂物。

本发明部分工作时，经絮凝区101絮凝分离后的污水由沉淀区102的顶部供入沉淀区102，污水在沉淀区102内形成向下流动的下向流，污水经沉淀区102作用进行沉淀，沉淀出的污泥临时存储在排泥区105；下向流的污水经沉淀后由沉淀区102和过滤区103两者连通的底部进入过滤区103，并在过滤区103中形成向上流动的上向流，上向流流动过程中，首先经过滤料承托板20的初步过滤作用，过滤出污水中体积较大的杂物，如树叶等，污水经过滤料承托板20的初步作用后，继续向上流经悬浮滤料30，悬浮滤料30的下层滤料截留体积较大的悬浮物，上层滤料则进一步对细小的悬浮物进行截留吸附；经过悬浮滤料截留过滤后的水体由过滤区103的上端溢流至储水区104中存储，而截留出的杂物则临时存储在排泥区105中，最后排泥区105中的污泥及杂物再统一向外排放。

本发明装置中，过滤区103采用悬浮滤料30和带孔隙的滤料承托板20组合结构，悬浮滤料的水下滤料形成上密下疏，孔隙沿水流方向逐渐减小的理想滤层，从而实现分层过滤，滤料承托板20可有效拦截水中体积较大的杂物，如树叶等，悬浮滤料30的滤料底层拦截尺寸较大的悬浮物，沿水流方向滤层孔隙逐渐减小，剩余的尺寸较小的悬浮物被拦截，从而本发明中过滤区103的该组合结构，可对各种尺寸的杂物均具有良好的截留效果，整个滤层截污能力得到充分利用，从而增大滤层的截污量，并延长整个装置的过滤周期；悬浮滤料30自由设置，其顶部不设置压板，悬浮滤料30在水流、浮力、重力、过滤阻力等多重力的综合作用下自由活动，过滤初期，浮力作用为主导，一定厚度的滤层浮于水面之上，随着过滤的进行，滤料重量不断增加，滤层随之下沉入水，以不断向水中自动补充滤料，从而本发明装置可根据滤层的受力情况自动调整悬浮滤料在水中滤层的厚度，实现变滤层厚度过滤，保障装置污染物的去除效果和出水质量，同时减小单个过滤周期的总水头损失，且滤层顶部不设置压板也便于滤料的及时补充和更换；本发明装置针对现有初期雨水、合流制溢流污水过滤技术存在的问题，本发明提供了一种适用于初期雨水和合流制溢流污水的一体化快速过滤装置，其结构简单、处理速度快、水头损失小、处理效果好、占地面积小、运维管理方便、综合成本低，能有效去除进水中的较大杂物、泥沙、以及悬浮物及其附着物，去除效率高。

可选地，如图1所示，池体10总平面尺寸为12.6×2.5m，总高3.3m，设计处理能力3000m³/d，池体10采用碳钢防腐材质，外包彩钢板，且相邻的絮凝区101和沉淀区102、沉淀区102和过滤区103、过滤区103和储水区104两两共用隔墙11，从而池体10结构简单、容易制备、且制作成本低。

可选地，悬浮滤料30的形状为圆柱形、多面体形、圆盘形及球形中的一种或多种，其包括外网体，及填充于外网体内的无纺布；悬浮滤料30的孔隙率大于90%，密度为0.90～0.98g/cm³，堆积密度为98～100kg/m³。本可选方案中，悬浮滤料30采用控水性好、悬浮物截留量大、清洗性好的悬浮滤料，密度在0.90～0.98g/cm³范围内，填装高度为500～1200mm；悬浮滤料的形状可采用圆柱形、多面体形、圆盘形、彗星状及球形中的一种或多种，悬浮滤料的具体形状和大小根据待处理污水特征确定；悬浮滤料漂浮或悬浮集聚在水体中，水流从下往上通过，滤料形成良好的污染物截留层。悬浮滤料30比重与水相近，受浮力作用集聚在水面位置，受上向流水流顶托和滤料本身浮力、重力共同作用挤压密实，水中滤料形成上密下疏、沿水流方向孔隙率逐步减小的理想滤层，滤层底部截留较大悬浮物，滤层顶部进一步对细小悬浮物进行截留吸附，不仅悬浮物截留效果好，而且滤层截污能力得到最大程度利用；滤料承托板20以上水深大于两倍滤层高度，且滤层上不设置压板，以便悬浮滤料在水流、浮力和重力等多重力的作用下自由活动。

本可选方案的具体实施例中，悬浮滤料30为圆柱状，长8mm，直径8mm，中间填充褶皱状纺粘无纺布，孔隙率达90%以上，滤料比重为0.92g/cm³，堆积密度为98kg/m³，悬浮物的捕获量12～21kgSS/m³，滤层厚度为500mm。

可选地，如图1所示，滤料承托板20水平设置且靠近排泥区105，并滤料承托板20的外周分别与对应侧的隔墙11相连；滤料承托板20为钢丝网，或为其上开设有均匀间隔布设的滤孔的孔隙板。本可选方案中，钢丝网或滤孔的孔隙长为10～15mm、宽1～5mm，孔隙大小应根据悬浮滤料的尺寸灵活确定。滤料承托板20不仅可以支撑滤料层，防止滤料掉落至池底，同时可以改善过滤区103进水配水的均匀性，最大程度发挥滤层的过滤效果，同时还可有效拦截较大杂物，避免其堵塞悬浮滤料的滤层。

如图1和图2所示，微涡流絮凝微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括用于使过滤后的水体向外溢流的多组出水溢流槽40。多组出水溢流槽40沿过滤区103的长度方向依次间隔布设于悬浮滤料30的上方，且各出水溢流槽40通过连通槽连接成整体，并连通槽的出流端延伸至与储水区104连通。过滤区103顶部设置出水溢流槽40，用于保证过滤区103出水的均匀性，避免滤层发生短流和穿透。

本可选方案中，再结合图4所示，出水溢流槽40包括上端开口且呈沟渠状的溢流槽本体41，溢流槽本体41沿过滤区103的长度方向布设，且溢流槽本体41的两端分别抵接对应侧的隔墙11，连通槽的一端分别连接溢流槽本体41，其相对的另一端穿设隔墙11后伸入储水区104；溢流槽本体41的两侧边各连接有沿侧边长度方向布设的滤网42，两块滤网42向溢流槽本体41中间倾斜布置，且两块滤网42的顶边靠拢连接。滤网42为钢丝网或为其上开设有均匀间隔布设的滤孔的孔隙板，滤孔尺寸不大于滤料尺寸的1/2，长度宜采用10～30mm，用于防止滤料流失，根据滤料尺寸和参数灵活确定。两块滤网42的下侧边分别与溢流槽本体41的侧边连接，其相对的上侧边向上延伸过程中逐步倾斜后靠拢连接固定，既可有效保证溢流出水和滤料的拦截，同时又能避免滤料在溢流槽本体41顶部的堆积。本可选方案的具体实施例中，过滤区103顶部设置两条出水溢流槽40，尺寸为3.5×0.2×0.4m；滤网42的孔隙长为15mm、宽3mm，均匀布置。

可选地，如图1所示，沉淀区102的隔墙11的内壁面上设有与最后一个竖井13连通的配水槽106，配水槽106位于沉淀区102的上端且沿沉淀区102的长度或宽度方向延伸，并配水槽106的侧壁上开设有沿其长度方向均匀间隔设置的出水孔107，出水孔107可采用圆形、多边形等形状。本可选方案中，再结合图5所示，配水槽106的槽壁上均匀开设有上下两排出水孔107，且上下两排出水孔107依次错位布设，并下排出水孔107的孔底与配水槽106的槽底齐平。出水孔107可采用圆形、椭圆形、或多边形等形状，直径或边长为30～100mm，孔口出流方式使出水保持一定的水平流速，从而有利于沉淀区102配水的均匀性，同时及时排出配水槽106底板沉积的泥沙。

可选地，如图1-图3所示，微涡流絮凝微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括输送管网，输送管网包括与第一个竖井13连通的进水管组61、与储水区104连通以将处理后的水体向外导出的出水管组62、与各竖井13及排泥区105分别连通以将污泥和杂物向外排出的排污管组63。本可选方案中，进水管组61包括进水管及设置于进水管中的开关阀，进水管的出水端穿设池体10的侧壁后伸入第一个竖井13内；出水管组62包括出水管，及设置于出水管中的开关阀，出水管的进水端与储水区104的侧壁连通；排污管组63包括排污管，及设置于排污管中的开关阀，排泥区105中设置的排污管的进污端穿设池体10的侧壁后伸入排泥区105中，絮凝区101处设置的排污管包括排污干管和多根排污支管，多根排污支管依次间隔设置，且各排污支管的一端与排污干管相连，其相对设置的另一端延伸至对应组竖井13的下方，以同时连通同一组竖井13，进而简化排污管组63的结构，降低制作成本。

可选地，如图1所示，微涡流絮凝微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括用于使污水中的泥沙进行沉淀的双层异向斜板50。双层异向斜板50沿沉淀区102的长度或宽度方向依次间隔布设，且各双层异向斜板50包括呈夹角相交的两块沉泥板。双层异向斜板50不仅能够增大沉淀区102的面积利用率，强化斜板沉淀效果，有效去除进水较大悬浮颗粒和泥沙，减轻过滤区103的处理负荷，同时有效改善沉淀区102的水力流态，实现导流作用，发挥良好的整流和配水功能。工作时，污水从上至下经过双层异向的双层异向斜板50，使较大杂质、泥沙等与污水分离，沉入底部排泥区105以定期排出，水流则从与过滤区103共用的隔墙11底部出口流出。本发明部分采用沉淀+过滤的工艺组合，沉淀区102设置双层异向斜板50，可有效去除较大杂物和泥沙等悬浮物，强化斜板沉淀效果，减轻滤池处理负荷，降低过滤区103的堵塞风险，延长装置的过滤周期；且与普通单层单向斜板相比，双层异向的沉泥板可有效减少沉淀区102的无效沉淀面积，增大沉淀区102的面积利用率，同时双层异向的斜板还可有效改善沉淀区的水力流态，发挥良好的整流和配水功能。

可选地，如图1-图3所示，微涡流絮凝微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括反冲洗系统，反冲洗系统用于根据沉淀区102的液位高低自动启动，以交替对沉淀区102和过滤区103进行曝气冲洗，且曝气冲洗完成后自动引入储水区104的水体对排泥区105进行水冲洗。

本发明部分工作时，絮凝区101絮凝后的污水进入沉淀区102，并在沉淀区102内形成向下流动的下向流，污水经双层异向斜板50作用进行沉淀，沉淀出的污泥临时存储在排泥区105；下向流的污水经沉淀后由沉淀区102和过滤区103两者连通的底部进入过滤区103，并在过滤区103中形成向上流动的上向流，上向流流动过程中，经悬浮滤料30作用，拦截过滤出污水中含有的悬浮物；经过悬浮滤料30截留过滤后的水体由过滤区103的上端溢流至储水区104中存储，而截留出的杂物则临时存储在排泥区105中；随着过滤的进行，滤层阻力不断增加，逼高沉淀区102液位，当沉淀区102液位达到设定高度时，反冲洗系统自动启动，以交替对沉淀区102和过滤区103进行曝气冲洗，且曝气冲洗完成后自动引入储水区104的水体对排泥区105进行水冲洗。

本发明装置，通过气泡对悬浮滤料30进行振动和搅拌，促进滤料之间的碰撞摩擦，使滤料中截留的污染物分离出来，实现滤料的清洗，恢复滤料的截污能力；通过气泡振动双层异向斜板50，清洗沉积在斜板上的污泥，解决斜板积泥和堵塞问题；沉淀区102和过滤区103轮流进行曝气清洗，可大大减小反冲洗系统的规模，保证清洗强度的同时降低了设备电力负荷和制造成本；装置曝气冲洗完成并放空以后自动开启水冲洗，以对排泥区105的底板进行冲洗，可保证底板冲洗不留死角，维持装置良好的卫生条件，水冲洗不消耗电能，且实现处理水重复利用；本发明装置采用气冲洗+水冲洗相结合的方式，利用小气泡对双层异向斜板50的振动，使双层异向斜板50上的积泥掉落至底部排泥区105，小气泡对悬浮滤料30进行曝气搅拌和擦洗，促使滤料中的污染物脱出并掉落至底部排泥区105；双层异向斜板50和滤料清洗完毕并装置排空以后，再用储水区104的水对排泥区105底板的积泥进行冲洗，水冲洗完毕后进入下一过滤周期或待机状态；本冲洗方式可保持装置干净卫生，防止待机时产生臭气，而且干燥待机可以最大程度承受初期进水或合流制溢流污水的超高固体负荷冲击，保证过滤初期处理效果。

本可选方案中，如图1-图3所示，反冲洗系统包括用于检测沉淀区102内液位高低的液位检测器、曝气冲洗装置71、水冲洗装置72、及控制装置，液位检测器、曝气冲洗装置71及水冲洗装置72分别与控制装置相连；液位检测器连接于沉淀区102隔墙11的内壁面上；曝气冲洗装置71设置于池体10外，且其出气端分别延伸至双层异向斜板50和悬浮滤料30的下方，以用于在沉淀区102内液位达到设定高度时开启，以交替对沉淀区102和过滤区103进行曝气冲洗；水冲洗装置72的进水端与储水区104连通，其相对设置的排水端延伸至排泥区105内，以在曝气冲洗装置71作业完成后开启，对排泥区105进行水冲洗。本发明装置中，液位检测器、控制装置、曝气冲洗装置71及水冲洗装置72形成自动控制冲洗，工作时，随过滤的进行，过滤区103中滤层阻力不断增加，致使沉淀区102中液位逐步升高，当达到设定的标高时，表示滤层截污能力已饱和，液位检测器发送电信号至控制装置，控制装置接收电信号后控制曝气冲洗装置71进行自动冲洗，以交替对沉淀区102和过滤区103进行曝气冲洗；曝气冲洗完成后，控制装置再控制水冲洗装置72进行自动清洗，以对排泥区105的底板进行水冲洗。

本可选方案中，如图1所示，曝气冲洗装置71包括设置于池体10外的鼓风机711、与鼓风机711连通的曝气干管712、与曝气干管712分别连通的第一曝气支管713和第二曝气支管714、设置于第一曝气支管713中的第一开关阀715和设置于第二曝气支管714中的第二开关阀716；鼓风机711、第一开关阀715及第二开关阀716分别与控制装置相连；第一曝气支管713穿设排泥区105后延伸至双层异向斜板50的下方均匀布置，第二曝气支管714穿设排泥区105后延伸至滤料承托板20的下方均匀布置。

工作时，随着过滤的进行，滤层阻力不断增加，逼高沉淀区102液位，装置根据沉淀区102超声波液位计或浮球液位计信号，自动轮流对双层异向斜板50和悬浮滤料30进行空气擦洗；冲洗过程首先停止装置进水并静置，然后再对过滤区103进行曝气搅拌和擦洗，首先沉淀区102静置，设定时间后切换曝气区域，对沉淀区102进行曝气振动，然后过滤区103静置，设定时间后再切换曝气区域，对过滤区103进行曝气搅拌和擦洗；曝气冲洗完成后，关闭曝气冲洗装置71，并排泥区105保持继续排泥，直至装置排空，然后再启动水冲洗装置72对排泥区105底板进行水冲洗，并保持排泥区105继续排泥，直至装置再次排空；最后关闭水冲洗装置72和排泥区105的排泥，装置进入下一处理周期或待机状态。

工作时，通过第一曝气支管713曝出的气泡振动双层异向斜板50，从而清洗沉积在斜板上的污泥，解决斜板积泥和堵塞问题；通过第二曝气支管714曝出的气泡对悬浮滤料30进行振动和搅拌，促进滤料之间的碰撞摩擦，使滤料中截留的污染物分离出来，从而实现滤料的清洗，恢复滤料的截污能力；沉淀区102和过滤区103分时段曝气清洗，可大大减小鼓风机711和曝气管路的规模，保证清洗强度的同时降低设备电力负荷和制造成本。本可选方案的具体实施例中，第一曝气支管713和第二曝气支管714两者均设置有沿周向均匀间隔设置的多排曝气孔，且各排曝气孔包括沿长度方向依次间隔设置的多个曝气孔；第一曝气支管713和第二曝气支管714两者的管径分别为DN100mm，开设于其上的曝气孔开口朝下且与竖直方向成45°角交错布置，孔口间距控制在50～200mm之间，孔径控制在10～60mm之间；优选地，第一曝气支管713和第二曝气支管714的数量为多组，以保证气泡在整个沉淀区102和过滤区103平面上均匀布置。

本可选方案中，如图1-图3所示，排泥区105的底板上还设有导泥板12，导泥板12由过滤区103至沉淀区102方向逐渐向下倾斜；水冲洗装置72包括冲洗干管721、设置于冲洗干管721中的第三开关阀722及多根冲洗支管723，第三开关阀722与控制装置相连；冲洗干管721的进水端连通储水区104的底板，多根冲洗支管723平行间隔布设，且各冲洗支管723的进水端分别与冲洗干管721的排水端连通，其相对设置的排水端分别穿设池体10后延伸至导泥板12上。

工作时，过滤区103的上端与储水区104连通，滤后水通过出水溢流后进入储水区104，部分滤后水在储水区104储存，其余通过出水管组排放；储水区104的底板位置高于滤料承托板20的位置，在储水区104的底板上设置水冲洗装置72，曝气冲洗装置71对双层异向斜板50和悬浮滤料30冲洗完成后，控制装置自动打开水冲洗装置72对排泥区105进行冲洗，冲洗设施保证了装置的良好卫生条件，不仅不消耗电能，而且可实现处理水的重复利用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微涡流絮凝悬浮快滤装置，其特征在于，包括：

池体（10），所述池体（10）的内腔通过隔墙（11）分隔为依次设置且用于使污水中的颗粒絮凝的絮凝区（101）、用于使絮凝后的污水沉淀分离的沉淀区（102）、用于使沉淀分离后水体中的杂物拦截过滤的过滤区（103）、用于存储过滤后水体的储水区（104），且所述沉淀区和所述过滤区的底部连通形成排泥区（105），并使进入所述沉淀区的污水在所述沉淀区内形成向下流动的下向流后，再在所述过滤区内形成向上流动的上向流，并所述过滤区的上端与所述储水区连通；

所述絮凝区的腔体通过隔板分隔为呈格子状布设的多个竖井（13），多个所述竖井（13）上下交错依次连通，以使进入第一个所述竖井（13）的污水沿所述竖井串联方向上下交错流动，并最后一个所述竖井（13）与所述沉淀区的上端连通；

至少部分所述竖井（13）内设有涡流絮凝组件（80），以用于使穿过所述涡流絮凝组件（80）的水体中产生微小涡旋，进而有效缩短絮凝时间的同时提高絮凝效果；

涡流絮凝组件（80）包括沿竖井（13）的高度方向依次间隔设置的多块涡流板（81），各涡流板（81）包括：网格状的安装板体（811），及用于使穿过的水体中产生微小涡旋的若干涡流发生器（812）；若干涡流发生器（812）依次间隔布设，且均连接于安装板体（811）的同一板面上；

沿竖井串联方向上涡流板（81）的涡流发生器（812）的数量逐渐减少，涡流发生器（812）的该种前密后疏的布置方式，加快颗粒物絮凝的同时，也符合絮凝过程中矾花长大和密实的规律，创造絮体快速成长的有利条件；或者，竖井串联方向上游段的涡流板（81）的涡流发生器（812）的数量大于中游段的涡流板（81）的涡流发生器（812）的数量，上游段涡流板（81）的结构设置，涡流发生器（812）数量较多，且布置密集，用于使穿过涡流絮凝组件（80）的水体中产生极其微小且剪切力极强的微小涡旋，进而有力促进絮凝剂与颗粒的碰撞，大大提高颗粒间的碰撞几率；中游段涡流板（81）的结构设置，用于使穿过涡流絮凝组件（80）的水体中产生较小的涡旋，进而有效促进微小矾花的成长，使矾花不断长大密实；下游段不设置涡流絮凝组件（80）；涡流板（81）的若干涡流发生器（812）均匀间隔布设，且相邻两块涡流板（81）的涡流发生器（812）一一错位布设，有效增强涡旋的剪切力，同时使整个断面上的微小涡旋布设均匀，进而提高絮凝质量，加快絮凝速率；

沉淀区（102）用于对进入的污水进行沉淀；过滤区（103）内设有滤料承托板（20），及自由悬浮填装于滤料承托板（20）上方水体中的悬浮滤料（30），滤料承托板（20）用于对上向流的水体进行拦截过滤，并用于防止悬浮滤料（30）向下掉落至排泥区（105），悬浮滤料（30）用于在水流、浮力、重力及过滤阻力的综合作用下自动调整其水中滤层的厚度，以形成沿水体流动方向孔隙率逐步减小的变滤层厚度过滤；排泥区（105）用于临时存储污泥及过滤出的杂物。

2.根据权利要求1所述的微涡流絮凝悬浮快滤装置，其特征在于，

所述竖井（13）的底端形成漏斗状的泥斗（108），以用于临时存储絮凝后沉淀的絮体；

所述竖井串联方向上依次设置的所述隔板的上端或下端交替开设连通孔，以使进入第一个所述竖井（13）的污水沿所述竖井串联方向上下交错流动。

3.根据权利要求1所述的微涡流絮凝悬浮快滤装置，其特征在于，

所述涡流发生器（812）呈空心锥体状，其锥体底部敞开，其相对的锥顶固定于所述安装板体（811）的板面上。

4.根据权利要求1所述的微涡流絮凝悬浮快滤装置，其特征在于，

所述微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括用于使过滤后的水体向外溢流的多组出水溢流槽（40）；

多组所述出水溢流槽（40）沿所述过滤区（103）的长度方向依次间隔布设于所述悬浮滤料（30）的上方，且各所述出水溢流槽（40）通过连通槽连接成整体，并所述连通槽的出流端延伸至与所述储水区（104）连通。

5.根据权利要求1所述的微涡流絮凝悬浮快滤装置，其特征在于，

所述沉淀区（102）的所述隔墙（11）的内壁面上设有与最后一个所述竖井（13）连通的配水槽（106），所述配水槽（106）位于所述沉淀区（102）的上端且沿所述沉淀区（102）的长度或宽度方向延伸，并所述配水槽（106）的侧壁上开设有沿其长度方向均匀间隔设置的出水孔（107）；

所述微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括输送管网，所述输送管网包括与第一个所述竖井（13）连通的进水管组（61）、与所述储水区（104）连通以将存储的水体向外导出的出水管组（62）、与各所述竖井（13）及所述排泥区（105）分别连通以将污泥和杂物向外排出的排污管组（63）。

6.根据权利要求1所述的微涡流絮凝悬浮快滤装置，其特征在于，

所述微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括用于使污水中的泥沙进行沉淀的双层异向斜板（50）；

所述双层异向斜板（50）沿所述沉淀区（102）的长度或宽度方向依次间隔布设，且各所述双层异向斜板（50）包括呈夹角相交的两块沉泥板。

7.根据权利要求1所述的微涡流絮凝悬浮快滤装置，其特征在于，

所述微涡流絮凝悬浮快滤装置还包括反冲洗系统，所述反冲洗系统用于根据所述沉淀区（102）的液位高低自动启动，以交替对所述沉淀区（102）和所述过滤区（103）进行曝气冲洗，且曝气冲洗完成后自动引入所述储水区（104）的水体对所述排泥区（105）进行水冲洗。

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