CN115504607A - 一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构及处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构及处理工艺，包括管道混合管、混合组件、旋流分离井和智能仪表流量计；管道混合管与混合组件连通，旋流分离井与混合组件连通，智能仪表流量计与旋流分离井连接；原水添加混凝剂后被输入管道混合管被充分混合，混合后进入混合组件，在混合组件内添加微砂，并在混合组件中被沉淀，沉淀后的水排出，沉淀处的微砂和淤泥被输入旋流分离井中，分离出微砂，并投加到混合组件中进行循环使用，解决泥水分离、运营时间长，投资运营成本高，占地面积大、出水不够稳定以及投加药剂复杂的问题，满足用户需求。

Description

一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构及处理工艺

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构及处理工艺。

背景技术

二沉池是污水生物处理的最后一个环节，起着保证出水水质悬浮物含量合格的决定性作用，现有的污水处理厂关于二沉池尾水的处理方式通常为MBR膜工艺、超滤、滤布(转鼓)滤池、高效沉淀池(普通、加磁、加砂)、深床滤池(V型池、D型池)等。

但是，采用膜过滤的方式投资成本与运营成本相对较高(原因：受MBR和超滤使用的PVDF有机材料寿命以及亲水性能逐年递减，造成膜通量持续衰减，需经常更换，这种工艺的另一缺点是使用普通曝气进行吹扫，能耗高)；滤池类技术投资低但占地面积大，效果不能保证完全达标(原因：滤池容易板结，滤布滤池需要反冲洗，且反冲洗过程复杂，出水活性污泥浓度偏高且不够稳定)；磁混凝和深床反硝化滤池成本高需持续补充药剂，运营起来较复杂(原因：磁混凝会有磁粉流失，需要补充磁粉，如磁粉超量进入污泥系统中，可能会对污泥进行焚烧，焚烧造成结壁)，均无法满足用户需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构及处理工艺，解决了现有的污水处理厂关于二沉池尾水的处理方式采用膜过滤的方式投资成本与运营成本较高，采用滤池类技术投资低但占地面积大，采用磁混凝和深床反硝化滤池成本高需持续补充药剂，运营起来较复杂，导致无法满足用户需求的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，包括管道混合管、混合组件、旋流分离井和智能仪表流量计；

所述管道混合管与所述混合组件连通，所述旋流分离井与所述混合组件连通，所述智能仪表流量计与所述旋流分离井连接。

其中，所述旋流分离井包括外井、进水管、出水管和螺线旋流分离构件，所述螺线旋流分离构件位于所述外井的内部，所述进水管与所述混合组件连通，并贯穿所述外井与所述螺线旋流分离构件连通，所述出水管与所述螺线旋流分离构件连通。

其中，所述螺线旋流分离构件包括螺线流道、旋流柱和砂斗，所述旋流柱位于所述外井的内部，并同心被所述螺线流道环绕，所述旋流柱的内部为螺旋管状筒体，并筒体上下均有开口；所述砂斗设置在所述旋流柱的垂直下方，并所述砂斗的外壁表面固定连接所述外井内壁表面。

其中，所述出水管的位置高于所述进水管，所述旋流柱的内部连通所述出水管，所述出水管延伸至所述外井的内壁。

其中，所述进水管的内端口与所述螺线流道衔接，所述出水管的内端口与所述外井的内壁平齐。

其中，所述进水管与所述出水管之间的夹角为0°-30°。

一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理工艺，包括以下步骤：

原水中添加混凝剂后被输入管道混合器，进行混合；

混合后的原水进入混凝池中进行搅拌，搅拌后被输入投加池中；

在投加池中添加微砂，并与输入进的混合原水进行搅拌，使其充分混合，然后将搅拌后的混合原水输入熟化池中；

在熟化池中对混合原水进行搅拌，然后将其输入沉淀池进行沉淀；

沉淀后的水由所述沉淀池顶部的不锈钢集水槽收集；沉淀后的微砂和污泥被循环泵抽入旋流分离井中，在所述旋流分离井中分离出微砂，并将分离出的微砂投入所述投加池中循环使用。

本发明的一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构及处理工艺，首先，原水添加混凝剂后被输入所述管道混合管内，在所述管道混合管内被充分混合，混合后的原水进入所述混合组件，在所述混合组件内添加微砂，可以增加原水中悬浮物凝聚的几率，确保絮状物的密度，以增加絮体形成和沉淀的速度，并在所述混合组件中被沉淀，沉淀后的水排出，沉淀处的微砂和淤泥被输入所述旋流分离井中，通过所述旋流分离井分离出微砂，其中，所述智能仪表流量计与所述旋流分离井连接，并和出水处流量计和泵的流量实现联动，出水少则泵的回流量少，微砂投加到所述混合组件的管道阀门过水面积随着出水流量来控制，短期内出水量需增加则开大阀门，实现峰水期过水量增大，出水量小则节约能耗，并将分离出的微砂投加到所述混合组件中进行循环使用，通过合理布水，然后投加混凝剂，更加高效，并通过加砂这种介质方式，使絮体快速沉降，剩余污泥经过所述旋流分离井的作用下实现砂的分离，砂分离之后即可进行循环利用，解决泥水分离、运营时间长，投资运营成本高，占地面积大、出水不够稳定以及投加药剂(磁粉)复杂的问题，满足用户需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明第一实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构的整体结构示意图。

图2是本发明第二实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构的整体结构示意图。

图3是本发明第二实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构的内部结构示意图。

图4是本发明第三实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理工艺的步骤图。

图中：101-管道混合管、102-智能仪表流量计、103-混凝池、104-投加池、105-熟化池、106-沉淀池、107-循环泵、201-外井、202-进水管、203-出水管、204-螺线流道、205-旋流柱、206-砂斗。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本申请第一实施例为：

请参阅图1，图1是本发明第一实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构的整体结构示意图。

本发明提供一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构：包括管道混合管101、混合组件、旋流分离井和智能仪表流量计102；所述混合组件包括混凝池103、投加池104、熟化池105、沉淀池106和循环泵107。通过前述方案解决了现有的污水处理厂关于二沉池尾水的处理方式采用膜过滤的方式投资成本与运营成本较高，采用滤池类技术投资低但占地面积大，采用磁混凝和深床反硝化滤池成本高需持续补充药剂，运营起来较复杂，导致无法满足用户需求的问题，可以理解的是，前述方案可以用在污水生物处理使用，还可以用于污水处理节约成本问题的解决上。

针对本具体实施方式，所述管道混合管101与所述混合组件连通，所述旋流分离井与所述混合组件连通，所述智能仪表流量计102与所述旋流分离井连接。所述管道混合器使得原水和混凝剂充分混合，提高混合效率，将混合后的原水输入所述混合组件中与微砂进行搅拌和沉淀，沉淀后的水导出，沉淀后的微砂和淤泥导入所述旋流分离井中被分离出微砂，分离出的微砂投入所述混合组件中被循环使用，所述智能仪表流量计102和所述旋流分离井的出水处流量计和泵的流量实现联动，出水少则泵的回流量少，微砂投加到所述混合组件的管道阀门过水面积随着出水流量来控制，短期内出水量需增加则开大阀门，实现峰水期过水量增大；出水量小则节约能耗。

其中，所述混凝池103与所述管道混合器连通；所述投加池104与所述混凝池103连通；所述熟化池105与所述投加池104连通。原水中的浊度物质是带有负电荷的自然微粒，这些微粒间互相排斥从而形成了高度稳定状态，通过投加混凝剂，可使这些微粒脱稳，所述管道混合器使得原水和混凝剂充分混合，提高混合效率，原水和混凝剂投加到所述混凝池103中，快速搅拌可以保证药剂快速和完全扩散，其中，混凝剂为PAC和PAM药剂；搅拌后的原水导入所述投加池104中，并在所述投加池104内投放粒径约为100-150μm的微砂，微砂循环和补充可以增加凝聚的几率，确保絮状物的密度，以增加絮体形成和沉淀的速度，同时，对于通常由于低温水或泥浆水而导致的絮凝困难，投加微砂可以显著增大反应表面积而得到良好的处理效果，并且，对于通常的高密度沉淀池106难以去除的原水中的藻类，由于微砂的引入提高了矾花的沉淀速度，使其与气浮池具有相近的去除藻类效果，在所述投加池104中水的搅拌是迅速和猛烈的，以达到充分混合的效果；搅拌后的原水输入所述熟化池105中，熟化阶段的作用是为了形成大的絮凝体，得益于微砂的加速絮凝，在相同的沉淀性能情况下，其速度梯度相当于传统絮凝工艺的10倍，由于颗粒间碰撞几率的，增加而引发的高絮凝动力效用，在搅拌时间有限和絮凝池体积有限的情况下，仍能达到良好的絮凝效果，所述熟化池105中的水被柔和地搅动以防止絮体破碎，尽管搅动强度低于前段，但也足够使絮体保持悬浮状态，在所述熟化池105宽度方向上设浮渣槽，与气动刀闸阀连接，在正常运行状态下，浮渣槽淹没在水下，当有浮渣聚集时，气动阀打开，排除表层浮渣。

其次，所述沉淀池106与所述熟化池105连通；所述循环泵107分别与所述沉淀池106和所述旋流分离井连接。经过絮凝后，水进入所述沉淀池106的斜管(板)底部，然后上向流至集水区，在斜管(板)上沉淀的颗粒和絮体基于重力作用滑下，较高的径向流速和斜管60°倾斜可以形成一个连续自刮的过程，在斜管(板)上没有絮体的积累，由于上游良好的混凝、絮凝及优化设计，来自所述熟化池105的絮体致密而且易于沉淀，大部分絮体在进入斜管(板)区之前就在污泥区沉淀并浓缩在池底部，因此斜管(板)不易堵塞(来自传统斜管沉淀池106的污泥是沉淀在斜管上的)，不需经常清洗，沉后水由分布在斜管(板)沉淀池106顶部的不锈钢集水槽收集，带刮板的旋转刮泥机把微砂和污泥的混合物刮到沉淀池106底的中心坑中，浓缩的污泥被所述循环泵107连续抽取以防止堵塞，循环流量取决于进水量。

使用本实施例的一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，原水中加入絮凝剂后被导入所述管道混合器内被充分混合，然后导入所述混凝池103中被搅拌，保证药剂快速和完全扩散，然后导入所述投加池104中，并在所述投加池104中投加微砂，共同进行搅拌，以达到充分混合的效果，微砂可以增加凝聚的几率，确保絮状物的密度，以增大絮状物形成和沉淀的速度，然后导入所述熟化池105中被轻微搅拌，并排除表面浮渣，剩下的导入所述沉淀池106中沉淀，沉淀后的水排出，沉淀后的微砂和淤泥被所述循环泵107抽入所述旋流分离井中，被分离出微砂，分离出的微砂投入所述投加池104中被循环使用，通过合理布水，然后投加混凝剂，更加高效，并通过加砂这种介质方式，使絮体快速沉降，剩余污泥经过所述旋流分离井的作用下实现砂的分离，砂分离之后即可进行循环利用，解决泥水分离、运营时间长，投资运营成本高，占地面积大、出水不够稳定以及投加药剂(磁粉)复杂的问题，满足用户需求。

本申请第二实施例为：

在第一实施例的基础上，请参阅图2和图3，图2是本发明第二实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构的整体结构示意图。图3是本发明第二实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构的内部结构示意图。

本实施例的所述旋流分离井包括外井201、进水管202、出水管203和螺线旋流分离构件，所述螺线旋流分离构件包括螺线流道204、旋流柱205和砂斗206。

针对本具体实施方式，所述螺线旋流分离构件位于所述外井201的内部，所述进水管202与所述混合组件连通，并贯穿所述外井201与所述螺线旋流分离构件连通，所述出水管203与所述螺线旋流分离构件连通。所述旋流柱205位于所述外井201的内部，并同心被所述螺线流道204环绕，所述旋流柱205的内部为螺旋管状筒体，并筒体上下均有开口；所述砂斗206设置在所述旋流柱205的垂直下方，并所述砂斗206的外壁表面固定连接所述外井201内壁表面。所述出水管203的位置高于所述进水管202，所述旋流柱205的内部连通所述出水管203，所述出水管203延伸至所述外井201的内壁。所述进水管202的内端口与所述螺线流道204衔接，所述出水管203的内端口与所述外井201的内壁平齐。所述进水管202与所述出水管203之间的夹角为0°-30°。所述进水管202和所述出水管203均贯穿所述外井201与所螺线旋流分离构件连通，所述旋流柱205同心被所述螺线流道204环绕，所述旋流柱205为中空筒状结构，内部呈螺旋管状筒体且筒体上下均有开口，所述旋流柱205的上部安装有所述进水管202，所述出水管203延伸至外井201的内壁，所述砂斗206位于所述旋流柱205下方的垂直位置，安装在外井201壁的内侧，所述出水管203的位置高于进水管202，所述进水管202的内端口与所述螺线流道204衔接，所述出水管203的内端口与所述螺线流道204衔接，所述砂斗206通过可拆卸的方式安装在所述外井201上，所述进水管202与所述出水管203之间线性平行，所述旋流柱205顶部内壁同心设置有检测孔，所述进水管202与所述出水管203之间的夹角优选30°，以实现原水在旋流方向上，顺延至所述出水管203流入，增加所述出水管203的流速最佳。

使用本实施例的一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，当原水通过所述进水管202进入所述外井201后，先经过所述螺线流道204进入所述旋流柱205内部初级离心后产生的粗颗粒杂污或泥砂直接掉入所述砂斗206，进而原水通过所述旋流柱205内部和所述砂斗206之间的缝隙继续进行离心处理，再经过所述旋流柱205内部和螺旋中心导流柱复合离心处理的细颗粒杂污、砂砾则在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿所述旋流柱205内部下锥体壁面落入下部的所述砂斗206中，最后到达所述砂斗206下的沉淀物收集部，最终原水通过所述出水管203排出，实现微砂分离，微砂在投加入所述投加池104中进行循环使用，节约了资源，节省了成本。

本申请第三实施例为：

在第二实施例的基础上，请参阅图4，图4是本发明第三实施例的基于微砂辅助混凝沉淀水处理工艺的步骤图。

本发明提供一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理工艺，包括以下步骤：

S301：原水中添加混凝剂后被输入管道混合器，进行混合；

S302：混合后的原水进入混凝池103中进行搅拌，搅拌后被输入投加池104中；

S303：在投加池104中添加微砂，并与输入进的混合原水进行搅拌，使其充分混合，然后将搅拌后的混合原水输入熟化池105中；

S304：在熟化池105中对混合原水进行搅拌，然后将其输入沉淀池106进行沉淀；

S305：沉淀后的水由所述沉淀池106顶部的不锈钢集水槽收集；沉淀后的微砂和污泥被循环泵107抽入旋流分离井中，在所述旋流分离井中分离出微砂，并将分离出的微砂投入所述投加池104中循环使用。

使用本实施例的一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理工艺，原水和混凝剂在所述管道混合器中被充分混合，所述管道混合器提高混合效率，其中，所述混凝剂为PAC和PAM药剂，混合后的原水进入所述混凝池103中，在所述混凝池103中被搅拌，保证药剂快速和完全扩散，然后进入所述投加池104中，并在所述投加池104中添加粒径约为100-150μm的微砂共同进行搅拌，微砂可以增加凝聚的几率，确保絮状物的密度，以增加絮体形成和沉淀的速度，然后进入所述熟化池105中进行搅拌，熟化阶段的作用是为了形成大的絮凝体，此时搅拌力度小于所述投加池104中的搅拌力度，然后进入所述沉淀池106中进行沉淀，沉淀后的水由所述沉淀池106顶部的不锈钢集水槽收集，沉淀后的微砂和淤泥被所述循环泵107抽入所述旋流分离井中，在所述旋流分离井中被离心分离出微砂，分离出的微砂重复投加在所述投加池104中被循环使用，通过合理布水，然后投加混凝剂，更加高效，并通过加砂这种介质方式，使絮体快速沉降，剩余污泥经过所述旋流分离井的作用下实现砂的分离，砂分离之后即可进行循环利用，解决泥水分离、运营时间长，投资运营成本高，占地面积大、出水不够稳定以及投加药剂(磁粉)复杂的问题，满足用户需求。

以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，其特征在于，

包括管道混合管、混合组件、旋流分离井和智能仪表流量计；

所述管道混合管与所述混合组件连通，所述旋流分离井与所述混合组件连通，所述智能仪表流量计与所述旋流分离井连接。

2.如权利要求1所述的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，其特征在于，

所述旋流分离井包括外井、进水管、出水管和螺线旋流分离构件，所述螺线旋流分离构件位于所述外井的内部，所述进水管与所述混合组件连通，并贯穿所述外井与所述螺线旋流分离构件连通，所述出水管与所述螺线旋流分离构件连通。

3.如权利要求2所述的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，其特征在于，

所述螺线旋流分离构件包括螺线流道、旋流柱和砂斗，所述旋流柱位于所述外井的内部，并同心被所述螺线流道环绕，所述旋流柱的内部为螺旋管状筒体，并筒体上下均有开口；所述砂斗设置在所述旋流柱的垂直下方，并所述砂斗的外壁表面固定连接所述外井内壁表面。

4.如权利要求3所述的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，其特征在于，

所述出水管的位置高于所述进水管，所述旋流柱的内部连通所述出水管，所述出水管延伸至所述外井的内壁。

5.如权利要求3所述的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，其特征在于，

所述进水管的内端口与所述螺线流道衔接，所述出水管的内端口与所述外井的内壁平齐。

6.如权利要求2所述的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，其特征在于，

所述进水管与所述出水管之间的夹角为0°-30°。

7.一种基于微砂辅助混凝沉淀水处理工艺，适用于如权利要求1所述的基于微砂辅助混凝沉淀水处理机构，其特征在于，包括以下步骤：

原水中添加混凝剂后被输入管道混合器，进行混合；

混合后的原水进入混凝池中进行搅拌，搅拌后被输入投加池中；

在投加池中添加微砂，并与输入进的混合原水进行搅拌，使其充分混合，然后将搅拌后的混合原水输入熟化池中；

在熟化池中对混合原水进行搅拌，然后将其输入沉淀池进行沉淀；

沉淀后的水由所述沉淀池顶部的不锈钢集水槽收集；沉淀后的微砂和污泥被循环泵抽入旋流分离井中，在所述旋流分离井中分离出微砂，并将分离出的微砂投入所述投加池中循环使用。

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