CN217202311U - 一种低温低浊度原水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温低浊度原水处理装置，包括：管式静态混合器的前端设有原水进水口，后端设有混合水出口，该混合水出口经管道与混合絮凝池的进水口连接；混合絮凝池后端经进水渠与过滤池连接；过滤池后端设有排水管；反冲洗废水调节池分别设有进水口、反冲洗废水回流管、溢流口和剩余水排出管，进水口经管路与过滤池的排水渠底部连接，反冲洗废水回流管回流至混合絮凝池前端。经反冲洗废水调节池收集过滤池的反冲洗水向前端混合絮凝池回流，利用反冲洗废水回流，使原水微少悬浮物充分絮凝形成细小絮凝体，再经过滤池过滤去除，达到净化水质的目的，能提高低温低浊水的处理效果，减少投资费用，实现高效节能的水处理。

Description

一种低温低浊度原水处理装置

技术领域

本实用新型涉及低温低浊水水质净化领域，尤其涉及一种低温低浊度原水处理装置。

背景技术

一般将水温低于10℃、浊度低于30NTU的水称之为低温低浊水。我国北方大多地区冬季水源水质大多属于低温低浊水，南方冬季水温一般在3～7℃，浊度一般在2～50NTU之间变化，也会出现低温低浊的情况。低温低浊水温度低、黏度大、颗粒物少、粒径小，而这几点正是影响沉降的主要原因。浊度低即粘土等大颗粒物质含量少，杂质浓度小，这会导致颗粒接触、碰撞的几率低，不利于颗粒碰撞沉降；温度低，则小颗粒的扩散运动减弱、水的粘性系数增大，分子热运动缓慢，相互碰撞几率少，胶体稳定性增强，难以脱稳，使水质难以得到净化。另外，水温低也影响药剂水解,无机盐类混凝剂铝、铁盐的水解速度极为缓慢，且水粘度大，增加水流剪力，不利于微粒碰撞，因此导致混凝效果不佳，絮体小而松散，沉淀很难将形成的絮凝体杂质颗粒予以去除。即使加大投药量，用常规的给水净化工艺，仍然达不到饮用水水质标准，还会引起其他问题，并且增加运行费用，因此处理低温低浊度水是目前给水处理系统的重要研究课题。

目前对低温低浊度原水进行净化处理可用的以下方法，包括：

(1)微絮凝直接过滤法：是指原水加入混凝剂后，经过搅拌混合，絮凝时间较短，快速絮凝后形成细小的絮体即进入过滤工艺，利用滤料的粘附及吸附作用截留杂质的澄清工艺。此工艺简单，与常规处理工艺相比省掉了占地面积较大的沉淀池，并且药剂用量减少，极大节约建设费用和运行费用。

(2)载体絮凝法：载体絮凝法是指通过不溶介质颗粒的循环和高分子絮凝剂的吸附改善悬浮颗粒沉降性的物化过程。特点是在混凝阶段投加高密度的不容介质颗粒(细沙)，利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的产生，快速生成密实的絮体，缩短沉降时间，提高澄清池的处理能力，微砂加重絮凝高密度沉淀池、高密度沉淀池、中置式高密度沉淀池是载体絮凝技术典型的工程应用实例。

(3)膜法：膜处理法是指利用膜这种介质的特殊透过性，施加外界动力，实现离子或分子等粒子在水中分离出来的目的。运行成本及效果均优于滤池，且清洗方便，耗水率低。

(4)气浮法：溶气浮选法是利用压力容器在水中骤然解压释放出大量的微细气泡，将加药混凝反应后所形成的絮粒吸附在气泡表面,由于气泡密度小于水的密度,就使带有絮粒的气泡上浮到水面,形成浮渣而被刮渣机刮去,达到除浊的目的。气浮分离技术对于分离近似于水的油类、纤维、悬浮固体、藻类、活性污泥或生物膜等非常有效。

但上述这些方法处理低温低浊度原水时，至少存在以下缺点：

微絮凝直接过滤法虽能快速混凝形成肉眼不见的微小絮凝体，而后过滤去除悬浮物，但是在工程运用中去除效果并不稳定；载体絮凝法的澄清池后续仍需接滤池才能保证出水浊度达标，相比微絮凝直接过滤法增加了沉淀池的基建与运行费用；膜法出水效果好但是投资高、运行费用高；气浮法多应用于工业废水及生活污水的处理上，在净水净化方面还处于生产性试验阶段。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种低温低浊度原水处理装置，能低成本有效处理低温低浊度原水，使出水达标，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式提供一种低温低浊度原水处理装置，包括：

管式静态混合器、混合絮凝池、过滤池和反冲洗废水调节池；其中，

所述管式静态混合器的前端设有原水进水口，后端设有混合水出口，该混合水出口通过管道与所述混合絮凝池的进水口连接；

所述混合絮凝池后端通过进水渠与所述过滤池连接；

所述过滤池后端设有排水管；

所述反冲洗废水调节池分别设有进水口、反冲洗废水回流管、溢流口和剩余水排出管，所述进水口通过管路与所述过滤池的排水渠底部连接，所述反冲洗废水回流管回流至所述混合絮凝池前端。

与现有技术相比，本实用新型所提供的低温低浊度原水处理装置，其有益效果包括：

通过设置反冲洗废水调节池收集过滤池的反冲洗水向前端混合絮凝池回流，利用反冲洗废水回流，使原水微少悬浮物充分絮凝形成细小絮凝体，再经由过滤池过滤去除，达到净化水质的目的，能提高低温低浊水的处理效果，提供安全、稳定、合格的饮用水处理设施，减少投资费用，实现高效节能的水处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的低温低浊度原水处理装置的构成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的低温低浊度原水处理装置的平面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的原水处理装置的剖面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的原水处理装置的过滤池和反冲洗废水调节池的剖面示意图；

图中：1-管式静态混合器；2-混合絮凝池；3-混凝格；4-一级絮凝格；5-二级絮凝格；6-过滤池；7-反冲洗废水调节池；8-混凝搅拌机；9-一级絮凝搅拌机；10-二级絮凝搅拌机；11-潜水搅拌机；12-反冲洗水回流泵；13-反冲洗水剩余泵；14-反冲洗废水回流管；15-回流阀门；16-取样阀；17-过滤层组件；18-过滤池的进水渠；19-过滤池的排水渠；20-过滤池的产水渠；21-排水管；22-剩余水排出管；23-溢流口；A-气洗管；B-反洗水管；C-排气管。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本实用新型的限制。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。

除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。

下面对本实用新型所提供的低温低浊度原水处理装置进行详细描述。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本实用新型实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本实用新型实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种低温低浊度原水处理装置，包括：

管式静态混合器1、混合絮凝池2、过滤池6和反冲洗废水调节池7；其中，

所述管式静态混合器1的前端设有原水进水口，后端设有混合水出口，该混合水出口通过管道与所述混合絮凝池2的进水口连接；

所述混合絮凝池2后端通过进水渠与所述过滤池6连接；

所述过滤池6后端设有排水管21；所述过滤池6后端设有排水渠20，排水管21连接在排水渠20上；

所述反冲洗废水调节池7分别设有进水口、反冲洗废水回流管、溢流口和剩余水排出管，所述进水口通过管路与所述过滤池6的排水渠19底部连接，所述反冲洗废水回流管回流至所述混合絮凝池2前端。

参见图2，上述处理装置中，所述混合絮凝池2、过滤池6和反冲洗废水调节池7合建在一个总池体内。

上述处理装置中，所述管式静态混合器1采用直列管式静态混合器，由多节管道组成，其前端设有多孔孔板，每节管道内均设有一个螺旋叶片；

该管式静态混合器1上分别设有混凝剂加药孔、加氯加药孔和预留加药孔。

上述处理装置中，每个螺旋叶片为相对叶片扭曲180°的螺旋叶片结构，相邻两节管道内的螺旋叶片旋转方向相反并相错90°。

参见图2、3，上述处理装置中，所述混合絮凝池2包括：

池体，池体内从前至后依次设置混凝格3、一级絮凝格4和二级絮凝格5；

所述混凝格3内设置混凝搅拌机8；

所述一级絮凝格4内设置一级絮凝搅拌机9；

所述二级絮凝格5内均设有二级絮凝搅拌机10。

上述处理装置中，所述混凝搅拌机8采用顶装式高效轴流搅拌机；

所述一级絮凝搅拌机9和二级絮凝搅拌机10均采用垂直轴式等径叶轮搅拌机，各垂直轴式等径叶轮搅拌机的搅拌叶轮设于池水深度的1/2处。

上述处理装置中，所述混凝格3至一级絮凝格4之间的过水洞与一级絮凝格4与二级絮凝格5之间的过水洞上下交错设置。

参见图2、4，上述处理装置中，所述过滤池6内分隔为两组过滤子池，每组过滤子池内从下至上均填充设置滤料层组件17。

上述处理装置中，所述滤料层组件17由从下至上依次设置的厚0.1m的混凝土滤板、厚0.1m的承托层和高1.2m的双层滤料层组成，所述双层滤料层的上层为50cm高的无烟煤层，所述无烟煤层所用的无烟煤的粒径范围为1.5～2.0mm，下层为70cm高的均质石英砂层，所述石英砂层所用的石英砂的粒径范围为0.95～1.35mm，不均匀系数≤1.2。

上述处理装置中，所述反冲洗废水调节池7内分别设有潜水搅拌机、反冲洗水回流泵12反冲洗水剩余泵13；

所述反冲洗水回流泵12与反冲洗废水回流管14连接；

所述反冲洗水剩余泵13与剩余水排出管22连接。

综上可见，本实用新型实施例的低温低浊度原水处理装置，通过设置反冲洗废水调节池向前端混合絮凝池回流，利用反冲洗废水回流，使原水微少悬浮物充分絮凝形成细小絮凝体，直接经由过滤池过滤去除，达到净化水质的目的，能提高低温低浊水的处理效果，提供安全、稳定、合格的饮用水处理设施，减少投资费用，实现高效节能的水处理运行。

为了更加清晰地展现出本实用新型所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本实用新型实施例所提供的低温低浊度原水处理装置进行详细描述。

实施例

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供一种低温低浊度原水处理装置，包括：顺次连接的管式静态混合器1、混合絮凝池2和过滤池6，由反冲洗废水调节池7将反冲洗废水回流至混合絮凝池中。各部分的具体构成如下：

(1)管式静态混合器采用直列式管式静态混合器，其前置多孔孔板，孔板直径为φ20，后接180°扭曲的固定螺旋叶片，相邻两节中的螺旋叶片旋转方向相反，并相错90°；管式静态混合器上预留3个加药孔：一个孔投加混凝剂，混凝剂采用PAC，则PAC投加量为5-15mg/L，1个孔加氯除氨氮，1个孔预留。管式静态混合器与混合絮凝池由管道连接。

(2)混合絮凝池2由混凝格3、一级絮凝格4和二级絮凝格5(每格均由并列的两格池体组成)组成。一级混凝格4内设有有混凝搅拌机8，混凝搅拌机8采用顶装式高效轴流搅拌机，混凝时间为1～1.5min；构成两级絮凝区的一级絮凝格4和二级絮凝格5分别设有一级絮凝搅拌机9和二级絮凝搅拌机10，一级絮凝搅拌机9和二级絮凝搅拌机10均采用垂直轴式等径叶轮搅拌机，各垂直轴式等径叶轮搅拌机的搅拌叶轮设于池水1/2深处；一级絮凝搅拌机9的搅拌叶轮半径中心点的线速度为0.3m/s，混凝时间为1～2min；二级絮凝搅拌机10的搅拌叶叶轮半径中心点的线速度为0.2m/s，混凝时间为1～2min；混凝絮凝池2的池深不超过4m；混凝格3至一级絮凝格4之间的过水洞与一级絮凝格4与二级絮凝格5之间的过水洞上下交错设置，能避免水力短流；混凝格3的并列两格池体的第一格由反冲洗废水回流，回流量为2％～4％，回流至混凝搅拌机8下方；PAM加至混凝格的第一格池体内，PAM投加量控制在0.3mg以下，既保证絮凝效果又避免后续V型滤池堵塞；混合絮凝池2与过滤池6的进水渠间设有隔断，混合絮凝池2的出水经过滤池6的进水渠通入。

(3)过滤池6内分隔为两组过滤子池，每组过滤子池内均填充过滤层组件17；过滤层组件17由从下至少依次设置的厚0.1m的混凝土滤板、厚0.1m的承托层和高1.2m的双层滤料层，所述的双层滤料层中，上层为50cm高的无烟煤层，无烟煤的粒径范围为1.5～2.0mm；下层为70cm高的均质石英砂层，石英砂粒径范围为0.95～1.35mm，不均匀系数≤1.2；该过滤池6的滤速5.5～6.5m/h，强制滤速小于8m/h，该滤池与反冲洗废水调节池之间有隔断；过滤池通过配水配气管路(即气洗管路、反洗水管和排气管路)与反冲洗系统连接，反冲洗系统采用长柄滤头和滤板配气。

(4)反冲洗废水调节池7池中布置潜水搅拌机，能防止池内发生沉淀，液面低于搅拌机保护液位时关闭潜水搅拌机；池内设4台潜水泵，3用1备，2台潜水泵(即反冲洗水回流泵12)回流反冲洗废水经回流管路及阀门至混合絮凝池，1台潜水泵(即反冲洗水剩余泵13)将剩余废水送至厂区排水管网，回流废水与排除废水共用一台潜水泵为备用泵；反冲洗废水时时回流，低液位时停泵；剩余废水泵，中高液位时启泵，中液位时停泵；反冲洗废水池高液位时报警，超液位时溢流。

该原水处理装置的处理方式如下：

首先，低温低浊水经进水管进入管式静态混合器1，管式静态混合器1上预留有加药孔，将混凝剂、脱氮剂由此加入，经过管式静态混合器1的急速扰动，原水与药剂充分接触混合，然后进入混合絮凝池2的进水渠，由闸门控制进入混凝格3，潜污泵12将反冲洗废水调节池7中的废水经回流管13送至絮凝格2第一格池体的混凝搅拌器8下方，搅拌使助凝剂、原水药剂混合物、回流废水充分混合，随后经由混合絮凝池2的絮凝格2与一级絮凝格4之间的上方过水孔进入混合絮凝池2的一级絮凝格4，由一级絮凝搅拌机9匀速搅拌，由一级絮凝格4与二级絮凝格5之间下方的过水孔再进入二级絮凝格5，由二级絮凝搅拌机10搅拌形成均匀细小矾花，经过二级絮凝格5与过滤池6的进水渠之间的过水洞，流入过滤池6的进水总渠，经由进水气动闸板阀，进入每组过滤子池的配水渠，然后通过两侧的进水孔，由V型槽经扫洗孔布水进入该过滤池，然后向下穿过过滤层组件17的滤料，进行接触吸附过滤作用，去除悬浮物，最终经过集水系统进入产水渠中，经产水总管去往清水池。

当过滤池6的单个子池水头损失过大或浊度超过预定值时自动启动反洗程序；反洗顺序为气洗、气水同时冲洗，水单独洗，反洗时间预计12min，反洗后关闭反冲洗排水气动闸板阀，待水面升至滤料面上水深1m时，再开产水气动蝶阀，滤池重新恢复过滤运行；冲洗废水通过渠道闸门排至反冲洗废水调节池7，反冲洗废水调节池7内设潜水搅拌机11，防止悬浮物沉淀；以及设有反冲洗水回流泵12和反冲洗水剩余泵13，分别将反冲废水回流至混合絮凝池2的絮凝格3和排放至污泥处理系统。

本实用新型的原水处理装置，实现了将载体技术与絮凝、过滤吸附技术结合起来，对废水回流量、混凝剂加药量、絮凝剂加药量、絮凝GT值、滤池滤料、反冲洗强度、反冲洗时间进行调整，改善低温低浊水的絮凝效果，在不用沉淀池且加药量低于沉淀法的情况下即可使低温地浊度水的达到原水处理的出水要求。既提高了处理效果同时降低了投资，节约了能耗，其中，通过反冲洗废水回流减少了沉淀系统的基建费用，设备费用，运行能耗，同时节省了占地，缓解了目前给水厂用地紧张的情况；减少了药剂投加的含量，节约了运行成本；同时减少了污泥的产量、污泥的后续处理费用，真正做到了源头的污泥减量；操作简单，运行状态稳定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种低温低浊度原水处理装置，其特征在于，包括：

管式静态混合器(1)、混合絮凝池(2)、过滤池(6)和反冲洗废水调节池(7)；其中，

所述管式静态混合器(1)的前端设有原水进水口，后端设有混合水出口，该混合水出口通过管道与所述混合絮凝池(2)的进水口连接；

所述混合絮凝池(2)后端通过进水渠(18)与所述过滤池(6)连接；

所述过滤池(6)后端设有排水管(21)；

所述反冲洗废水调节池(7)分别设有进水口、反冲洗废水回流管、溢流口和剩余水排出管，所述进水口通过管路与所述过滤池(6)的排水渠(19)底部连接，所述反冲洗废水回流管回流至所述混合絮凝池(2)前端。

2.根据权利要求1所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述混合絮凝池(2)、过滤池(6)和反冲洗废水调节池(7)合建在一个总池体内。

3.根据权利要求1所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述管式静态混合器(1)采用直列管式静态混合器，其前端设有多孔孔板，每节管道内均设有一个螺旋叶片；

该管式静态混合器(1)上分别设有混凝剂加药孔、加氯加药孔和预留加药孔。

4.根据权利要求3所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，每个螺旋叶片为相对叶片扭曲180°的螺旋叶片结构，相邻两节管道内的两个螺旋叶片旋转方向相反并相错90°。

5.根据权利要求1至3任一项所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述混合絮凝池(2)包括：

池体，池体内从前至后依次设置混凝格(3)、一级絮凝格(4)和二级絮凝格(5)；

所述混凝格(3)内设置混凝搅拌机(8)；

所述一级絮凝格(4)内设置一级絮凝搅拌机(9)；

所述二级絮凝格(5)内均设有二级絮凝搅拌机(10)。

6.根据权利要求5所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述混凝搅拌机(8)采用顶装式高效轴流搅拌机；

所述一级絮凝搅拌机(9)和二级絮凝搅拌机(10)均采用垂直轴式等径叶轮搅拌机，各垂直轴式等径叶轮搅拌机的搅拌叶轮设于池水深度的1/2处。

7.根据权利要求5所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述混凝格(3)至一级絮凝格(4)之间的过水洞与一级絮凝格(4)与二级絮凝格(5)之间的过水洞上下交错设置。

8.根据权利要求1至3任一项所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述过滤池(6)内分隔为两组过滤子池，每组过滤子池内从下至上均填充设置滤料层组件(17)。

9.根据权利要求8所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述滤料层组件(17)由从下至上依次设置的厚0.1m的混凝土滤板、厚0.1m的承托层和高1.2m的双层滤料层组成，所述双层滤料层的上层为50cm高的无烟煤层，所述无烟煤层所用的无烟煤的粒径范围为1.5～2.0mm，下层为70cm高的均质石英砂层，所述石英砂层所用的石英砂的粒径范围为0.95～1.35mm，不均匀系数≤1.2。

10.根据权利要求1至3任一项所述的低温低浊度原水处理装置，其特征在于，所述反冲洗废水调节池(7)内分别设有潜水搅拌机、反冲洗水回流泵(12)反冲洗水剩余泵(13)；

所述反冲洗水回流泵(12)与反冲洗废水回流管(14)连接；

所述反冲洗水剩余泵(13)与剩余水排出管(22)连接。

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