CN202924807U - 一种一体化水处理装置 - Google Patents

Abstract

一体化水处理装置，包括按序连接的混凝反应单元、沉淀单元和过滤单元，混凝反应单元通过导流隔板隔成流道，流道中部设置改变流体状态并形成涡旋的扰流折板；沉淀单元设置斜管填料；沉淀单元进水配置倒流板；过滤单元采用单层滤料，过滤单元设有反洗装置。涡旋絮凝反应促使加入的絮凝剂、助凝剂和进水充分混合反应，使进水中悬浮物及胶体性物质聚合形成絮体；在沉淀区，斜管填料大幅提高絮体的分离效果，设备采用集成化设计，减少设备占地，可快速投入使用。

Description

一种一体化水处理装置

技术领域

本实用新型装置是一种集成式中小水量水处理设备，用于水体中悬浮物和浊度去除。采用成熟可靠的混凝-沉淀-过滤工艺，经优化集成后，处理效果稳定，通过与在线仪表连锁，实现处理过程的自动运行。该装置采用全钢结构，通过集成化设计可有效降低处理单元的占地面积和建设周期。

背景技术

实践证明混凝沉淀-过滤工艺是高效可靠的悬浮物、浊度去除水处理工艺，被普遍应用于原水预处理以及工业水回用处理。该工艺可分为絮凝反应、沉淀和过滤三个部分。絮凝反应类型主要分为水力和机械搅拌两种，其中水力反应是通过改变流体水力条件产生涡旋促进药剂与原水的混合及絮体的形成，主要设备（设施）有管道混合器、小孔眼网格反应池、折板絮凝池。沉淀池多采用斜板沉淀池或斜管沉淀池，通过斜板（斜管）相对增加有效沉淀面积，降低沉淀池面积。过滤池多采用砂滤池，根据需要装填级配滤料或均质滤料。

本实用新型结合中小水量处理需要，将混凝反应、斜板沉淀和砂滤三段处理集成，相对简化系统工艺流程，以便于实际应用。设备本体采用全钢结构设计，布局紧凑，有效减少设备占地面积，易于现场布置。设备内部配备泥斗泥位、沉淀池出水浊度、过滤液位和出水浊度在线监测仪表，设备进水、反洗、排泥和进药调整在PLC程序控制下可实现全自动运行，简化了设备操作。设备结构简洁，内部采用可拆卸结构设计，维护方便。设备采用集成设计，进场后接通相应管路即可投入使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是，在传统污水处理工艺基础上，开发适合中小水量絮凝沉淀-过滤处理的集成式设备，并使其具有处理效果稳定、易于投运和操作维护简便的特点。当进水浊度小于5000NTU时，可保证出水浊度小于5NTU。

本实用新型的技术方案是：一体化水处理装置，包括按序连接的混凝反应单元、沉淀单元和过滤单元，混凝反应单元通过导流隔板隔成流道，流道中部设置改变流体状态并形成涡旋的扰流折板；即扰流折板改变流体状态并形成涡旋，加剧颗粒物间碰撞，促进絮凝反应；沉淀单元设置斜管填料，保证絮凝物的截留效果；沉淀单元进水配置倒流板，增加絮体与沉积泥的接触，促进沉淀；过滤单元采用单层滤料，过滤单元设有反洗装置；以保证滤层的截留效果。

反洗装置的结构如下，在过滤单元单层滤料中设有均匀分布的布水布气的长柄滤头；反洗布水布气采用长柄滤头，可保证反洗布水布气的均匀性。

过滤单元的出水口设在单层滤料的上方，出水口的设计保证滤料（滤层）上部维持一定液位高度；本实用新型可采用自动化控制，采用PLC程序控制及在线监测仪表与设备的连锁实现装置的自动运行。

利用本实用新型完成以下步骤：1、絮凝反应段与沉淀段直接对接，稳定絮凝反应与沉淀阶段的速度梯度G值的控制，使其沿流程逐步降低，避免絮体破碎；2、絮凝反应段设置扰流折板调整水流状态，使流体产生大量漩涡，实现快速混合反应；3、沉淀段进水采用窄缝布水，并设置斜向下的导流板，使水流对下部污泥层形成扰动，增加进水悬浮物与下部悬浮污泥的接触，促进悬浮物去除效果；4、沉淀段上部采用水力半径较小的斜管填料，斜管与水流呈逆向布置，斜管长度1000mm，安装角度60°，以利于絮凝物的滑落；5、过滤段选用粒径为0.5~1.2mm的石英砂滤料，滤层厚度800mm，选用匀质单层滤料可以最大限度发挥滤层的截留效果，避免截留物跟随水流穿透滤层；6、出水口高于滤层上表面，并设置虹吸破坏管，确保初次运行后滤料上层保持一定水层厚度，避免进水对滤料层冲刷造成的滤层厚度不均；7、通过泥位、浊度和液位线监测结合PLC自控，控制设备的进水、排泥和反洗，实现无人操作。

本实用新型的有益效果是：一体化水处理装置适用于中小水量水体中悬浮物和浊度的去除，操作简便、易于推广应用。与分体式设备相比有相对简化设计、减少施工量、占地小的特点，可以缩短施工周期，快速投运，尤其适用于水处理工艺的改扩建项目。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图所示，图中进水口1、水平导流隔板2、加药口3、斜管填料4、泥斗底部排泥口5、石英砂滤料6、长柄滤头7、虹吸破坏管8、反洗排水口9、出水及反洗进水口10、反洗进气口11。图中从左至右混凝反应区、沉淀区和过滤区。1)混凝反应单元（即絮凝反应区）

絮凝反应区在设备的最前端，水力停留时间10~12min，设置多层水平隔板，实现上端进水向下折返流的水流方式，并在下端进入沉淀区。单层过流面积为进水管过流面积的2~2.5倍，沿水流方向在过流区中部垂直设置扰流折板（折板两端平板偏向相反），水流沿折板两侧前进，在折板干扰下水流状态不断变化并形成涡旋，加速絮凝反应。在折板末端，两侧的流量、流速均存在一定差异，在末端混合后会增加水流横向速度梯度，促进絮凝反应。通过改变扰流折板规格，控制絮凝反应沿程速度梯度由80s^-1至25s^-1逐步降低。絮凝反应区预留3个加药接口，以满足加药需要。

2)沉淀单元（沉淀区）：

沉淀区进水采用窄缝布水，布水流速控制0.1～0.2m/s。布水缝高于泥斗顶部100mm，并设置斜向下倒流板5-1，促使进水中絮体与泥斗上部悬浮层的接触，增加沉淀效果。布水缝至斜管填料底部的垂直高度不小于1.5m，以确保底部悬浮污泥层随水流进入斜管沉淀区，降低沉淀效果。

斜管填料内径为35mm，水平倾角60°，倾斜方向与水流方向相反，防止出现短流，清水区上升流速不大于2.5mm/s。

3)过滤单元（过滤区）

过滤区采用粒径为0.5~1.2mm石英砂单层滤料，过滤速度8m/h，在反洗阶段空气擦洗及水洗强度分别为20L/m²·h和12L/m²·h，历时约10min。过滤区底部设置800mm高集水室，与滤层通过配置窄缝长柄滤头的分隔板隔离，长柄滤头可确保反洗布水布气的均匀性，长柄滤头过流缝宽度0.2mm，能有效防止滤料流失。

通过控制出水口高度及配置虹吸破坏管，保证滤层上有100~200mm厚水层，以减轻运行初期进水对滤层的冲刷，保证滤料厚度的均匀性。过滤区顶部设置溢流管，防止设备非正常运行情况下外溢。

4)自动化控制

设备沉淀区设置泥位监测仪，当泥斗中泥位达到限定值时，PLC程序控制启动排泥设备，设备排泥不影响设备的正常运行。

过滤区配超声波液位计监测过滤区液位，当液位上升至警戒高度后，PLC程序启动设备进入反洗程序。出水口设置浊度分析仪，当出水浊度指标超过限定值时，PLC程序启动设备反洗程序。

利用本实用新型的处理的过程如下：

原水进入设备后在絮凝反应区与絮凝剂、助凝剂充分混合反应，进水中悬浮物与投加药剂形成稳定的絮体后进入沉淀区进行分离，絮体主要沉积在泥斗内经排泥排除。沉淀区出水进入过滤区，在石英砂滤料的截留作用下，进一步去除进水中的悬浮物，保证出水浊度满足设计要求。

Claims (5)

1.一体化水处理装置，其特征是包括按序连接的混凝反应单元、沉淀单元和过滤单元，混凝反应单元通过导流隔板隔成流道，流道中部设置改变流体状态并形成涡旋的扰流折板；沉淀单元设置斜管填料；沉淀单元进水配置倒流板；过滤单元采用单层滤料，过滤单元设有反洗装置。

2.根据权利要求1所述的一体化水处理装置，其特征是反洗装置的结构为，在过滤单元单层滤料中设有均匀分布的布水布气的长柄滤头。

3.根据权利要求1所述的一体化水处理装置，其特征是出水口设在单层滤料的上方。

4.根据权利要求1所述的一体化水处理装置，其特征是过滤单元采用粒径为0.5~1.2mm石英砂单层滤料。

5.根据权利要求3所述的一体化水处理装置，其特征是过滤单元底部设置800mm高集水室，与滤层通过配置窄缝长柄滤头的分隔板隔离，长柄滤头的过流缝宽度0.2mm。

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