CN201470223U - 一种一体化净水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化净水设备。主要包括脉冲发生器(1)、脉冲澄清区(8)、过滤区(12)、沉淀水箱(29)和泥渣浓缩室(15)。所述的脉冲发生器(1)由钟罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破坏管(3)构成。在反冲洗排水通道(11-2)一侧设置反冲洗排水澄清回收装置，它由一次虹吸下降管(26)、沉淀水箱(29)、二次虹吸下降管(27)及人字整流板(30)构成。在污泥通道(13)上设置泥渣回流调节板(14)。取消脉冲澄清池稳流板。布水管(7)上的布水孔由双排成90°夹角向下改为单排垂直向下。本实用新型的特点是：能控制不同的预定脉冲周期与调节泥渣回流量，以适应原水水质及水量变化。极大地降低了自耗水量，自耗水率降低80％以上。

Description

一种一体化净水设备

技术领域

本实用新型涉及一种净水给水处理设备，具体是一种包含钟罩虹吸式脉冲澄清池与重力式无阀滤池的一体化净水设备。

背景技术

目前，在城镇给水工程及工业企业的小型水厂，一体化净水设备以其占地较小、施工工期短、投资较省以及运行管理较为方便等优点，得到了普遍采用，但一体化净水设备的主要缺点是排泥及反冲洗等自耗水量较高，自耗水率通常在15％以上，且随着原水浊度的升高自耗水量大幅增加，这不仅会加大后续处理设施的规模与投入，从水资源的利用率和运行费用等方面看都是极大的浪费。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种包含钟罩虹吸式脉冲澄清池与重力式无阀滤池的一体化净水设备，该设备能够调节脉冲周期与泥渣回流量以适应原水水质及水量变化和降低自耗水率。

为了解决的上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种一体化净水设备，主要包括脉冲发生器1、脉冲澄清区8、过滤区12、沉淀水箱29和泥渣浓缩室15。所述的脉冲发生器1由钟罩2、中央虹吸管5和真空破坏管3构成，真空破坏管3的一端与钟罩2顶部连通，真空破坏管3的另一端引至脉冲发生器1外下部与脉冲发生器1接通，在真空破坏管3上接出三条管口高度不同的支管伸入进水室4内，各支管上分别设控制阀门3-1、3-2及3-3；在反冲洗排水通道11-2侧设置反冲洗排水澄清回收装置，它由一次虹吸下降管26、沉淀水箱29、二次虹吸下降管27及人字整流板30构成，在沉淀水箱29下方设置人字整流板30，沉淀水箱29底部设有排泥管32，一次虹吸下降管26的一端接反冲洗排水通道11-2，另一端伸入沉淀水箱29中、至人字整流板30的下方，二次虹吸下降管27的一端与沉淀水箱29的顶部连通，另一端插入水封井31内；在污泥通道13上设置泥渣回流调节板14，取消脉冲澄清池稳流板，布水管7上的布水孔由双排成90°夹角向下改为单排垂直向下。

上述的真空破坏管3上接出的管口高度不同的支管数可多于三条且不少于一条。

本实用新型与现有技术比较的主要特点是：

1.本实用新型在脉冲发生器1设置真空破坏管3和数条管口高度不同的支管伸入进水室4内，控制支管上阀门3-1、3-2及3-3，达到控制不同的预定脉冲周期，以适应原水水质及水量变化。

2.本实用新型在污泥通道13上设置泥渣回流调节板14，可使脉冲澄清区8沉淀下来的泥渣部分或全部循环回流到悬浮泥渣层内，以确保悬浮泥渣层处在稳定状态，大大提高了处理低浊度原水的适应能力。

3.本实用新型采取大水深及大容量的泥渣浓缩室15，充分利用泥渣的重力压缩作用以缩小泥渣体积，提高排泥含固率，进而减少排泥耗水量。

4.本实用新型设置反冲洗排水澄清回收装置，极大地降低了反冲洗耗水量。

综合上述特点，本实用新型与同类一体化净水设备相比，生产自耗水率降低80％以上，极大地提高了水资源利用率，是一种节省投资的高效节能设备，社会及经济效益巨大。

说明附图

图1是本实用新型的俯视结构意图。

图2是本实用新型俯视结构意图的A-A剖面结构示意图。

图3是本实用新型俯视结构意图的B-B剖面结构示意图。

图4是本实用新型俯视结构意图的C-C剖面结构示意图。

图5是本实用新型俯视结构意图的D-D剖面结构示意图。

图6是本实用新型俯视结构意图的E-E剖面结构示意图。

图中：脉冲发生器1，钟罩2，真空破坏管3，支管上阀门3-1、3-2及3-3，进水室4，中央虹吸管5，中央竖管6，布水管7，脉冲澄清区8，集水槽9，出水口10，进水通道11-1，反冲洗排水通道11-2，过滤区12，泥渣通道13，泥渣回流调节板14，泥渣浓缩室15，排泥管16，集水口17，通道18，出水口19，清水箱20，出水槽21，出水管22，虹吸辅助管管口23，强制冲洗器24，反冲洗虹吸辅助管25，一次虹吸下降管26，二次虹吸下降管27，虹吸破坏斗28，沉淀水箱29，人字整流板30，水封井31，沉淀水箱排泥管32。

具体实施方式

下面附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

一、主要设计参数

1、原水连续进水混浊度≯1000NTU，短期≯3000NTU，澄清出水≯5NTU；

2、重力式无阀滤池分为两格，过滤出水浊度≯1NTU；

3、其他设计参数依据给水排水设计手册第3册《城镇给水》(第2版)选取。

二、处理流程说明

1、澄清

如图1、图2、图3和图4所示：投加混凝剂经管式混合器混合后的原水进入脉冲发生器1的进水室4，水面逐渐上升超过中央虹吸管5的管口时，水溢流落入中央竖管6并带走钟罩2内的空气直至形成脉冲放水，原水得以脉动的方式经布水管7均匀布水进入脉冲澄清区8，以缓慢速度垂直上升通过澄清区8悬浮泥渣层时，原水颗粒被吸附并沉淀分离，从而原水得到澄清，由集水槽9汇集至出水口10经进水通道11-1自流到过滤区12进行过滤，沉淀分离下来的过剩泥渣则经泥渣通道13进入泥渣浓缩室15进行浓缩后由排泥管16排出。

为方便调节脉冲周期以适应原水水质及水量的变化，本实用新型从钟罩2上接出真空破坏管3，另外从真空破坏管3上接出若干个(附图上为3个)支管，按不同的管口高度分别伸入进水室4内，支管上分别设有控制阀门3-1、3-2及3-3，每个控制阀门对应一个设定的脉冲周期，支管管口位置较高的对应脉冲周期较短，反之较长。打开支管上其中的一个阀门时，进水室4的水面在脉冲放水过程中下降到支管管口位置时，空气即从管口进入钟罩2破坏真空随即停止放水，但在连续进水的情况下，进水室4水面接着恢复上升形成虹吸重新放水，如此周而复始形成脉冲循环。

如图4所示：为避免在低浊度原水的情况下出现悬浮泥渣层不稳定导致出水水质恶化的情况，本实用新型在污泥通道13上设置泥渣回流调节板14，当出现原水浊度过低的情况时适度打开调节板14，让部分或全部泥渣回流到澄清区8悬浮泥渣层，以维持悬浮泥渣层的稳定状态。

为解决传统脉冲澄清池布水稳流板缝隙容易积泥堵塞导致布水不均的常见问题，本实用新型采取的改进措施是取消稳流板，布水管7上的布水孔由双排成90°夹角向下布置改为单排垂直向下布置，原稳流板的快速混合功能由设备本体外的管式混合器取代。

2、排泥

如图4和图5所示：从脉冲澄清区8沉淀分离出来的过剩泥渣在重力作用下经泥渣通道13进入泥渣浓缩室15进行浓缩后由排泥管16排出。

如图4所示：本实用新型采取大水深及大容量的泥渣浓缩室15，在结构布置上充分利用泥渣的重力压缩作用以缩小泥渣体积，提高排泥含固率，进而减少排泥耗水量。在一般(原水浊度≯500NTU)情况下，排泥含固率可由初期的0.5％左右提高到2.5％左右，泥渣体积缩小80％以上，大大降低排泥耗水量，耗水率降至2.5％以下。

3、过滤

如图2、图3和图6所示：澄清出水由通道11自流进入过滤区12滤层自上而下过滤后经集水口17、通道18、出水口19注入清水箱20内贮存，水箱充满后，从出水槽21溢流经出水管22流入清水池。

4、反冲洗

如图2和图4所示：随着过滤区12的滤层不断截留悬浮物，造成滤层阻力的逐渐增加，因而促使过滤水位不断升高，当水位达到虹吸辅助管管口23时，强制冲洗器24开始工作，通过反冲洗虹吸辅助管25抽吸带走一次虹吸下降管26及二次虹吸下降管27的空气直至形成真空虹吸排水，清水箱20中的水即经出水口19、通道18、集水口17自下而上地通过过滤区12的滤层，对滤料进行反冲洗；当清水箱20的水面下降到虹吸破坏斗28管口时，空气即从管口进入破坏真空，滤池反冲洗随之结束，接着重新开始过滤。

两格滤池轮流错开时间进行反冲洗，其中一格进行反冲洗时，另一格进行正常过滤及时补充清水箱，以满足反冲洗用水要求。

滤池滤料的纳污能力按0.35kg/m³计算，滤池反冲洗周期约8h，即反冲洗次数3次/d。

5、反冲洗排水回收

如图1和图2所示：反冲洗排水澄清回收装置包括一次虹吸下降管26、二次虹吸下降管27、沉淀水箱29及人字整流板30，虹吸下降管26插入沉淀水箱29内，上端口与滤池反冲洗排水通道11-2连通，下部出水口位于沉淀水箱29下方，虹吸下降管27为澄清出水管，上端口与沉淀水箱29上部连通，下部出水口插入水封井31内，人字整流板30在沉淀水箱29下方。回收水流程为：滤池反冲洗时，反冲洗排水沿一次虹吸下降管26从沉淀水箱29下部进入，经人字整流板30整流后，将上部澄清水成推移流状从水箱顶部经二次虹吸下降管27排入水封井31，再由水封井溢出进入清水池。滤池反洗一旦结束，进入沉淀水箱29的反冲洗排水随即转为静止沉淀状态，此时水中颗粒仍然处在失稳的可沉降状态，在经过一个过滤周期约8h的静止沉淀后，澄清水于下一次反冲洗时排入水封井31，沉淀下来的泥渣在沉淀水箱底部经24～36h浓缩将含固率提高到1％左右，再由排泥管32排出。

沉淀水箱的沉淀效果，对沉降速率为0.15mm/s的颗粒去除率为100％，沉降速率0.1mm/s的为75％以上。实际上，原水通过投加混凝剂充分混合、吸附絮凝，水中已基本上没有沉降速率＜0.15mm/s的可沉降颗粒，经约8h长时间的静止沉淀后，出水浊度可达到≯1NTU。

沉淀水箱的有效容积不小于滤池一次反冲洗的排水量，且必须考虑适当的安全余量。

反冲洗排水澄清回收装置极大地降低了反冲洗耗水量，耗水率从5％左右降低至0.1％左右。

三、排泥水量计算

依照现行给水排水设计手册第3册《城镇给水》确定泥渣含水率，结合排泥水自然沉降特性曲线以及泥渣浓缩室容量来计算设备的排泥水量。

每日排泥水量：

V₀＝100G/ρ(100-P)(m³/d)      (1)

式中G-每日沉淀泥渣干泥量，t

ρ-泥浆的密度，t/m³

P-泥浆含水率，％.

干泥量按下式计算：

G＝0.0864q(S₁-S₂)(t/d)        (2)

或

G＝0.1037q(T₁-T₂)(t/d)        (3)

式中q-设计水量，m³/s

S₁-进水悬浮物含量，mg/l

S₂-出水悬浮物含量，mg/l.

T₁-进水浊度，NTU

T₂-出水浊度，NTU.

四、结语

原水混浊度在100～500NTU范围内时，本实用新型自耗水率可控制在1.0～2.5％以下，当达到最大连续进水混浊度1000NTU时可控制在5.0％以下，与目前同类净水设备相比，在大大降低自耗水率的同时，大幅提高了设备产能，且无须增加额外诸如电费、药剂费、人工费等运行及管理费用。

Claims (2)

1.一种一体化净水设备，主要包括脉冲发生器(1)、脉冲澄清区(8)、过滤区(12)、沉淀水箱(29)和泥渣浓缩室(15)，其特征在于，所述的脉冲发生器(1)由钟罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破坏管(3)构成，真空破坏管(3)的一端与钟罩(2)顶部连通，真空破坏管(3)的另一端引至脉冲发生器(1)外下部与脉冲发生器(1)接通，在真空破坏管(3)上接出三条管口高度不同的支管伸入进水室(4)内，各支管上分别设控制阀门(3-1)、(3-2)及(3-3)；在反冲洗排水通道(11-2)侧设置反冲洗排水澄清回收装置，它由一次虹吸下降管(26)、沉淀水箱(29)、二次虹吸下降管(27)及人字整流板(30)构成，在沉淀水箱(29)下方设置人字整流板(30)，沉淀水箱(29)底部设有排泥管(32)，一次虹吸下降管(26)的一端接反冲洗排水通道(11-2)，另一端伸入沉淀水箱(29)中、至人字整流板(30)的下方，二次虹吸下降管(27)的一端与沉淀水箱(29)的顶部连通，另一端插入水封井(31)内；在污泥通道(13)上设置泥渣回流调节板(14)，取消脉冲澄清池稳流板，布水管(7)上的布水孔由双排成90°夹角向下改为单排垂直向下。

2.根据权利要求1所述的一体化净水设备，其特征在于，所述的真空破坏管(3)上接出的管口高度不同的支管数可多于三条且不少于一条。

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