一種一體化淨水設備的製作方法

2023-11-06 03:25:37

專利名稱：一種一體化淨水設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種淨水給水處理設備，具體是一種包含鐘罩虹吸式脈衝澄清池
與重力式無閥濾池的一體化淨水設備。
背景技術：
目前，在城鎮給水工程及工業企業的小型水廠，一體化淨水設備以其佔地較小、施 工工期短、投資較省以及運行管理較為方便等優點，得到了普遍採用，但一體化淨水設備的 主要缺點是排泥及反衝洗等自耗水量較高，自耗水率通常在15%以上，且隨著原水濁度的 升高自耗水量大幅增加，這不僅會加大後續處理設施的規模與投入，從水資源的利用率和 運行費用等方面看都是極大的浪費。

實用新型內容為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種包含鐘罩虹吸式脈衝澄清池與重 力式無閥濾池的一體化淨水設備，該設備能夠調節脈衝周期與泥渣回流量以適應原水水質 及水量變化和降低自耗水率。 為了解決的上述技術問題，本實用新型的技術方案是 —種一體化淨水設備，主要包括脈衝發生器1、脈衝澄清區8、過濾區12、沉澱水箱 29和泥渣濃縮室15。所述的脈衝發生器1由鐘罩2、中央虹吸管5和真空破壞管3構成，真 空破壞管3的一端與鐘罩2頂部連通，真空破壞管3的另一端引至脈衝發生器1外下部與 脈衝發生器1接通，在真空破壞管3上接出三條管口高度不同的支管伸入進水室4內，各支 管上分別設控制閥門3-l、3-2及3-3 ;在反衝洗排水通道11-2側設置反衝洗排水澄清回收 裝置，它由一次虹吸下降管26、沉澱水箱29、二次虹吸下降管27及人字整流板30構成，在 沉澱水箱29下方設置人字整流板30，沉澱水箱29底部設有排泥管32，一次虹吸下降管26 的一端接反衝洗排水通道11-2，另一端伸入沉澱水箱29中、至人字整流板30的下方，二次 虹吸下降管27的一端與沉澱水箱29的頂部連通，另一端插入水封井31內；在汙泥通道13 上設置泥渣回流調節板14，取消脈衝澄清池穩流板，布水管7上的布水孔由雙排成90°夾 角向下改為單排垂直向下。 上述的真空破壞管3上接出的管口高度不同的支管數可多於三條且不少於一條。 本實用新型與現有技術比較的主要特點是 1.本實用新型在脈衝發生器1設置真空破壞管3和數條管口高度不同的支管伸入 進水室4內，控制支管上閥門3-l、3-2及3-3，達到控制不同的預定脈衝周期，以適應原水水 質及水量變化。 2.本實用新型在汙泥通道13上設置泥渣回流調節板14，可使脈衝澄清區8沉澱 下來的泥渣部分或全部循環回流到懸浮泥渣層內，以確保懸浮泥渣層處在穩定狀態，大大 提高了處理低濁度原水的適應能力。 3.本實用新型採取大水深及大容量的泥渣濃縮室15，充分利用泥渣的重力壓縮作用以縮小泥渣體積，提高排泥含固率，進而減少排泥耗水量。 4.本實用新型設置反衝洗排水澄清回收裝置，極大地降低了反衝洗耗水量。 綜合上述特點，本實用新型與同類一體化淨水設備相比，生產自耗水率降低80% 以上，極大地提高了水資源利用率，是一種節省投資的高效節能設備，社會及經濟效益巨 大。 說明附圖


圖1是本實用新型的俯視結構意圖。 圖2是本實用新型俯視結構意圖的A-A剖面結構示意圖。 圖3是本實用新型俯視結構意圖的B-B剖面結構示意圖。 圖4是本實用新型俯視結構意圖的C-C剖面結構示意圖。 圖5是本實用新型俯視結構意圖的D-D剖面結構示意圖。 圖6是本實用新型俯視結構意圖的E-E剖面結構示意圖。 圖中脈衝發生器l，鐘罩2，真空破壞管3，支管上閥門3-l、3-2及3-3，進水室4， 中央虹吸管5，中央豎管6，布水管7，脈衝澄清區8，集水槽9，出水口 IO，進水通道11-1，反 衝洗排水通道11-2，過濾區12，泥渣通道13，泥渣回流調節板14，泥渣濃縮室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，虹吸輔助管管口 23，強 制衝洗器24，反衝洗虹吸輔助管25， 一次虹吸下降管26， 二次虹吸下降管27，虹吸破壞鬥 28，沉澱水箱29，人字整流板30，水封井31，沉澱水箱排泥管32。
具體實施方式下面附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。 —、主要設計參數 1、原水連續進水混濁度^ IOOONTU，短期^ 3000NTU，澄清出水^ 5NTU ; 2、重力式無閥濾池分為兩格，過濾出水濁度^ 1NTU; 3、其他設計參數依據給水排水設計手冊第3冊《城鎮給水》(第2版)選取。 二、處理流程說明 1、澄清 如
圖1、圖2、圖3和圖4所示投加混凝劑經管式混合器混合後的原水進入脈衝發 生器1的進水室4，水面逐漸上升超過中央虹吸管5的管口時，水溢流落入中央豎管6並帶 走鐘罩2內的空氣直至形成脈衝放水，原水得以脈動的方式經布水管7均勻布水進入脈衝 澄清區8，以緩慢速度垂直上升通過澄清區8懸浮泥渣層時，原水顆粒被吸附並沉澱分離， 從而原水得到澄清，由集水槽9匯集至出水口 10經進水通道11-1自流到過濾區12進行過 濾，沉澱分離下來的過剩泥渣則經泥渣通道13進入泥渣濃縮室15進行濃縮後由排泥管16 排出。 為方便調節脈衝周期以適應原水水質及水量的變化，本實用新型從鐘罩2上接出 真空破壞管3，另外從真空破壞管3上接出若干個(附圖上為3個)支管，按不同的管口高 度分別伸入進水室4內，支管上分別設有控制閥門3-l、3-2及3-3，每個控制閥門對應一個 設定的脈衝周期，支管管口位置較高的對應脈衝周期較短，反之較長。打開支管上其中的一 個閥門時，進水室4的水面在脈衝放水過程中下降到支管管口位置時，空氣即從管口進入鐘罩2破壞真空隨即停止放水，但在連續進水的情況下，進水室4水面接著恢復上升形成虹 吸重新放水，如此周而復始形成脈衝循環。 如圖4所示為避免在低濁度原水的情況下出現懸浮泥渣層不穩定導致出水水質 惡化的情況，本實用新型在汙泥通道13上設置泥渣回流調節板14，當出現原水濁度過低的 情況時適度打開調節板14，讓部分或全部泥渣回流到澄清區8懸浮泥渣層，以維持懸浮泥 渣層的穩定狀態。 為解決傳統脈衝澄清池布水穩流板縫隙容易積泥堵塞導致布水不均的常見問題， 本實用新型採取的改進措施是取消穩流板，布水管7上的布水孔由雙排成90°夾角向下布 置改為單排垂直向下布置，原穩流板的快速混合功能由設備本體外的管式混合器取代。 2、排泥 如圖4和圖5所示從脈衝澄清區8沉澱分離出來的過剩泥渣在重力作用下經泥 渣通道13進入泥渣濃縮室15進行濃縮後由排泥管16排出。 如圖4所示本實用新型採取大水深及大容量的泥渣濃縮室15，在結構布置上充 分利用泥渣的重力壓縮作用以縮小泥渣體積，提高排泥含固率，進而減少排泥耗水量。在一 般(原水濁度^ 500NTU)情況下，排泥含固率可由初期的0. 5%左右提高到2. 5%左右，泥 渣體積縮小80%以上，大大降低排泥耗水量，耗水率降至2. 5%以下。 3、過濾 如圖2、圖3和圖6所示澄清出水由通道11自流進入過濾區12濾層自上而下過 濾後經集水口 17、通道18、出水口 19注入清水箱20內貯存，水箱充滿後，從出水槽21溢流 經出水管22流入清水池。 4、反衝洗 如圖2和圖4所示隨著過濾區12的濾層不斷截留懸浮物，造成濾層阻力的逐漸 增加，因而促使過濾水位不斷升高，當水位達到虹吸輔助管管口 23時，強制衝洗器24開始 工作，通過反衝洗虹吸輔助管25抽吸帶走一次虹吸下降管26及二次虹吸下降管27的空氣 直至形成真空虹吸排水，清水箱20中的水即經出水口 19、通道18、集水口 17自下而上地通 過過濾區12的濾層，對濾料進行反衝洗；當清水箱20的水面下降到虹吸破壞鬥28管口時， 空氣即從管口進入破壞真空，濾池反衝洗隨之結束，接著重新開始過濾。 兩格濾池輪流錯開時間進行反衝洗，其中一格進行反衝洗時，另一格進行正常過 濾及時補充清水箱，以滿足反衝洗用水要求。 濾池濾料的納汙能力按0. 35kg/m3計算，濾池反衝洗周期約8h，即反衝洗次數3次 5、反衝洗排水回收 如
圖1和圖2所示反衝洗排水澄清回收裝置包括一次虹吸下降管26、二次虹吸 下降管27、沉澱水箱29及人字整流板30，虹吸下降管26插入沉澱水箱29內，上埠與濾 池反衝洗排水通道11-2連通，下部出水口位於沉澱水箱29下方，虹吸下降管27為澄清出 水管，上埠與沉澱水箱29上部連通，下部出水口插入水封井31內，人字整流板30在沉澱 水箱29下方。回收水流程為濾池反衝洗時，反衝洗排水沿一次虹吸下降管26從沉澱水 箱29下部進入，經人字整流板30整流後，將上部澄清水成推移流狀從水箱頂部經二次虹吸 下降管27排入水封井31，再由水封井溢出進入清水池。濾池反洗一旦結束，進入沉澱水箱29的反衝洗排水隨即轉為靜止沉澱狀態，此時水中顆粒仍然處在失穩的可沉降狀態，在經 過一個過濾周期約8h的靜止沉澱後，澄清水於下一次反衝洗時排入水封井31，沉澱下來的 泥渣在沉澱水箱底部經24 36h濃縮將含固率提高到1%左右，再由排泥管32排出。 沉澱水箱的沉澱效果，對沉降速率為0. 15mm/s的顆粒去除率為100%，沉降速率 0. lmm/s的為75%以上。實際上，原水通過投加混凝劑充分混合、吸附絮凝，水中已基本上 沒有沉降速率< 0. 15mm/s的可沉降顆粒，經約8h長時間的靜止沉澱後，出水濁度可達到 》1NTU。 沉澱水箱的有效容積不小於濾池一次反衝洗的排水量，且必須考慮適當的安全餘 反衝洗排水澄清回收裝置極大地降低了反衝洗耗水量，耗水率從5%左右降低至 0. 1%左右。 三、排泥水量計算 依照現行給水排水設計手冊第3冊《城鎮給水》確定泥渣含水率，結合排泥水自然
沉降特性曲線以及泥渣濃縮室容量來計算設備的排泥水量。 每日排泥水量 V0 = 100G/ P (100-P) (m3/d) (1) 式中G-每日沉澱泥渣幹泥量，t P-泥漿的密度，t/m3 P-泥漿含水率，％ . 幹泥量按下式計算 G = 0. 0864q(S「S2) (t/d) (2) 或 G = 0. 1037q(T「T2) (t/d) (3) 式中q-設計水量， m3/s Sr進水懸浮物含量，mg/1 S2_出水懸浮物含量，mg/1. T「進水濁度，NTU T2-出水濁度，NTU. 四、結語 原水混濁度在100 500NTU範圍內時，本實用新型自耗水率可控制在1.0 2. 5%以下，當達到最大連續進水混濁度1000NTU時可控制在5. 0%以下，與目前同類淨水 設備相比，在大大降低自耗水率的同時，大幅提高了設備產能，且無須增加額外諸如電費、 藥劑費、人工費等運行及管理費用。
權利要求一種一體化淨水設備，主要包括脈衝發生器(1)、脈衝澄清區(8)、過濾區(12)、沉澱水箱(29)和泥渣濃縮室(15)，其特徵在於，所述的脈衝發生器(1)由鐘罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破壞管(3)構成，真空破壞管(3)的一端與鐘罩(2)頂部連通，真空破壞管(3)的另一端引至脈衝發生器(1)外下部與脈衝發生器(1)接通，在真空破壞管(3)上接出三條管口高度不同的支管伸入進水室(4)內，各支管上分別設控制閥門(3-1)、(3-2)及(3-3)；在反衝洗排水通道(11-2)側設置反衝洗排水澄清回收裝置，它由一次虹吸下降管(26)、沉澱水箱(29)、二次虹吸下降管(27)及人字整流板(30)構成，在沉澱水箱(29)下方設置人字整流板(30)，沉澱水箱(29)底部設有排泥管(32)，一次虹吸下降管(26)的一端接反衝洗排水通道(11-2)，另一端伸入沉澱水箱(29)中、至人字整流板(30)的下方，二次虹吸下降管(27)的一端與沉澱水箱(29)的頂部連通，另一端插入水封井(31)內；在汙泥通道(13)上設置泥渣回流調節板(14)，取消脈衝澄清池穩流板，布水管(7)上的布水孔由雙排成90°夾角向下改為單排垂直向下。
2. 根據權利要求l所述的一體化淨水設備，其特徵在於，所述的真空破壞管(3)上接出 的管口高度不同的支管數可多於三條且不少於一條。
專利摘要本實用新型公開了一種一體化淨水設備。主要包括脈衝發生器(1)、脈衝澄清區(8)、過濾區(12)、沉澱水箱(29)和泥渣濃縮室(15)。所述的脈衝發生器(1)由鐘罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破壞管(3)構成。在反衝洗排水通道(11-2)一側設置反衝洗排水澄清回收裝置，它由一次虹吸下降管(26)、沉澱水箱(29)、二次虹吸下降管(27)及人字整流板(30)構成。在汙泥通道(13)上設置泥渣回流調節板(14)。取消脈衝澄清池穩流板。布水管(7)上的布水孔由雙排成90°夾角向下改為單排垂直向下。本實用新型的特點是能控制不同的預定脈衝周期與調節泥渣回流量，以適應原水水質及水量變化。極大地降低了自耗水量，自耗水率降低80％以上。
文檔編號B01D36/04GK201470223SQ20092014104
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月7日 優先權日2009年7月7日
發明者何際躍 申請人:何際躍