高效組合淨水器的製作方法
2023-05-26 02:40:41
專利名稱：高效組合淨水器的製作方法
技術領域：
本發明屬於水處理技術領域，具體涉及一種高效組合淨水器。
背景技術：
雖然，城市大型水廠通過密如蛛網的地下管道，為城市與鄉村提供優質的生活、生產用水，但其龐大的配水系統也存在諸多問題(1)管道的長距離和大口徑，導致投資非常昂貴；( 管路水頭損失大，泵站能耗高，日常運行費用增加；C3)管網滲漏、爆管、斷水等問題，使得安全隱患多，維修工作量大；(4)管道二次汙染嚴重，帶來水質難以保證，同時增加消毒劑投加量。因此，如何解決以上問題，為就近有水資源可利用的地區提供可靠安全的飲用水， 同時無需投入大量管網系統成為一個水處理行業的關鍵問題。
發明內容
本發明在於提供一種高效組合淨水器。本發明提供的高效組合淨水器，包括反應池3，沉澱池7和過濾池11，其中進水泵1 一端通過管道和閥門接於反應池3上部一側，反應池3內設有網格變孔攪拌槳葉4 ；沉澱池7中部設有同向流斜板8，同向流斜板8下方設有強制集水管6，同向流斜板8底部設有沉澱水集水器9，沉澱水集水器9連接淨水出水軟管10 —端；過濾池11頂部設有吸泥行車12，吸泥行車12能在過濾池11頂部來回移動，毯狀濾片16豎直固定於過濾池11內，吸泥泵13固定於吸泥行車12下方，吸泥管14 一端連接吸泥泵13，另一端位於毯狀濾片16 —側，過濾池11底部設有集水幹道17，出水堰15垂直固定於過濾池15內，過濾池11底部一側設有淨水出水口 18。本發明中，所述淨水出水軟管10另一端插入分隔板33洞孔內。本發明中，與淨水出水口 18相連的管道上連接有消毒劑投加裝置19。本發明中，進水泵1另一端連接吸水管，吸水管上連接有混凝劑投加裝置2。本發明中，與淨水出水口 18相連的管道另一端插入清水池22內。本發明中，所述網格變孔攪拌槳葉4連接變頻電機25。本發明中，過濾池11內設有過濾框架38，毯狀濾片16與過濾框架38之間採用插入式結構。吸泥行車12連接行車電機35，吸泥泵13與吸泥管14之間設有吸泥總管34，吸泥泵13通過汙泥總管36連接排泥管37。本發明中，強制集水管6通過強制出水管31連接強制出水口四，強制出水口四位於沉澱池7 —側上部。該裝置已具備A)本發明結構緊湊，各工藝單體之間無管道連接；佔地面積小，池深淺，造價低；制水時間短，藥耗省，管理簡便；出水水質達到國家飲用水水質標準。本裝置的改進和創新主要體現在以下方面
3
(一)混凝工藝(1)在進水泵吸水管上注入混凝劑，並利用高速旋轉的水泵葉輪加強混合，以降低藥液的投加量；( 採用切向進水，充分利用水泵的餘能推動水流作切向攪拌，從而降低攪拌機功耗；(3)採用網格變孔攪拌槳葉4及變頻電機，確保最佳反應狀態；(4)取消傳統的平板式槳葉(見圖2)，採用網狀漸變孔槳葉(見圖3)，其體現的三個優點為A)槳葉與水流的接觸面更大、更均勻；B)水流流經眾多的網孔，造成一次次流速的起伏變化與流向的改變，從而大大有利於絮凝顆粒的碰撞與凝聚；C)沿水深增加方向網孔逐漸變大，水流速度逐漸變小，符合速度梯度與絮體成長的規律。在實現以上一系列的改進後，本裝置的混凝反應時間能從常規混凝大於20分鐘的反應時間縮短至不到15分鐘。(二)沉澱工藝在當今眾多的沉澱技術中，以斜板(管)沉澱的效率最高；而在斜板(管)沉澱的多種形式中，又以採用同向流技術的效果最佳。本裝置即採用了斜板同向流形式(見圖 4)，其優點是A)絮粒與水流不頂衝，泥、水分離速度加快；B)斜板傾角小，沉澱面積增大； C)表面負荷高，產水率大。同時，其缺點也十分明顯，主要體現為A)斜板長度過長，近: 左右，耗材多；B)斜板集水處帶有滑泥折板，加工困難，製作成本高；C)清水集水管仍要沿斜板延伸向上至池頂集水，造成加工及安裝的困難。本裝置在其基礎上進行了改進、創新，主要體現為(1)省去了佔較大池容積的進水分配區。按照常規斜板(管)沉澱技術，無論是同向流還是逆向流，為了均勻分配待沉澱水，均需設置一個進水分配區，其高度在1.0m左右，故增加了池子的總高度(見圖幻。本裝置則在反應池後，沿水流方向直接進入斜板沉澱(見圖6)，從而大大降低了沉澱池的高度； (2)取消了帶有折角的滑泥段，改為直板。不僅節省板材，也大大簡化了加工及安裝；(3)為了解決集水後板間流速已降為零，汙泥難以下滑的問題，在下部集泥鬥上方，設置了可調節流量的強制出水管(見圖7) ； (4)對決定淨水效果好壞的關鍵部分——集水系統作了重大改進(見圖8)；主要體現為A)設計了特殊的集水盒，以便收集板間上層僅數毫米的清液； B)匯集的清水管不再沿斜板上溯至池頂，而是用短軟管直接引至後續處理過渡區，既簡易緊湊，又節省材料。(三)過濾工藝千百年來，淨水技術的過濾工藝主要受到二大瓶頸的束縛A)濾材依然是石英砂、無煙煤等分散顆粒材料佔主導地位，從而使得濾池笨重又體積大；B)反衝洗系統龐大， 需要一套繁複的衝洗設備(包括儲水箱、水泵、衝洗管系、閥門、排水渠道等)。本裝置主要針對以上弊端進行變革，以求過濾系統簡單、高效。主要體現為(1)使用石英砂、無煙煤等分散顆粒濾料的常規濾池，其缺點主要為濾層及支撐層的深度大(一般在IlOcm以上)；耗材多，每平方米濾池約需濾料1噸以上；有效粒徑的濾材篩選麻煩，需在大量基材中篩出；失效後翻動、清洗困難及運輸笨重等；本裝置不再採用常規的石英砂、無煙煤等分散顆粒濾料，而是採用毯狀纖維濾料，從而使得其濾層厚度僅為 2. Ocm左右；同時該濾料質輕，每平方米重僅2-3kg ；強度大，無毒耐腐蝕，又價格低廉；並且濾料的纖維密度和厚度均可根據水質要求的不同而選取；(2)本裝置改變了自上而下的水流過濾方向，大大拓展了過濾面積。常規的過濾池的過濾面積由過濾池的表面積決定，即其表面積多大，過濾面積也就多大(見圖9)；而本裝置利用常規過過濾池的濾層、支承層及集水系統所佔的空間，垂直安插多塊片狀濾板，從而使其過濾面積至少擴大8倍以上(見圖10)；(3)本裝置用設置在行車上的吸泥泵來完成反衝洗(見圖11)，從而省去了常規過濾池為反衝洗而設置的各種設施(如衝洗儲水塔、衝洗泵、衝洗管系等)。其主要是通過呈細長窄縫的吸泥管緊貼毯狀濾材表面，利用吸泥泵的吸力，水流由內向外通過濾材，使汙泥隨之脫離毯狀濾片，而被吸泥泵吸出；並通過行車的來回移動，將全部毯狀濾片表面的汙泥抽吸乾淨；(4)本裝置的反衝洗過程僅為勻速的線狀掃洗，所以反衝洗耗水量很少，且吸洗均勻。同時在反衝洗時，無需停止進水，也無需另備衝洗水源，因此出水也不用完全停止；(5)本裝置的毯狀濾片與固定支架之間採用插入式結構，從而維修或更換濾片均極為便利，操作人員完全無常規濾池維修和維護過程中搬、翻濾料之勞苦。
圖1為本發明實施例的流程示意圖。圖2為以往平板式攪拌槳。圖3為本發明網狀變孔攪拌槳葉。圖4為以往同向流斜板沉澱流程示意圖。圖5為以往同向流進水方式使池深增大。圖6為本發明豎向層疊式斜板。圖7為本發明可調節出流量的強制出水管。圖8為本發明短軟管集水系統。圖9為以往過濾池的過濾面積。圖10為本發明過濾面積至少擴大8倍以上。其中，(a)為傳統單個過濾面積，(b) 為本裝置過濾面積。圖11為本裝置的吸泥反洗系統。圖中標號1為進水泵，2為混凝劑投加裝置，3為反應池，4為網格變孔攪拌槳葉，5 為汙泥鬥，6為強制集水管，7為沉澱池，8為同向流斜板，9為沉澱水集水器，10為淨水出水軟管，11為過濾池，12為吸泥行車，13為吸泥泵，14為吸泥管，15為出水堰，16為毯狀濾片， 17為集水幹道，18為淨水出水口，19為消毒劑投加裝置，20為淨水提升泵，21為用戶用水， 22為清水池，23為取水口，M為河道，25為變頻電機，26為反應區，27為井水分配區，28為清水出水口，29為強制出水口，30為進水口，31為強制出水管，32為排汙管，33為分割板，34 為吸泥總管，35為行車電機，36為汙泥總管，37為排泥管，38為過濾框架，39為過濾方向，40 為砂濾層，41為卵石支撐層，42為出水管，43為進水分配區，44為斜板，45為清水管，46為集水盒，47為落泥區，48為泥鬥，49為平板式攪拌槳。
具體實施例方式下面通過實施例結合附圖進一步說明本發明。實施例1
如圖1所示，本裝置由進水泵1、混凝劑投加裝置2、反應池3、網格變孔攪拌槳葉 4、汙泥鬥5、強制出水管6、沉澱池7、同向流斜板8、沉澱水集水器9、淨水出水軟管10、過濾池11、吸泥行車12、吸泥泵13、吸泥管14、出水堰15、毯狀濾片16、集水幹道17、淨水出水口 18、消毒劑投加裝置19、淨水提升泵20、用戶用水21、清水池22、取水口 23和河道M組成。 反應池3主要進行混凝工藝，原水由進水泵1抽取，將原水和藥劑充分混合攪拌，然後進入沉澱池7，由沉澱池7進行初步沉澱，大部分沉澱下來的汙泥由沉澱池7底部的汙泥鬥5排出裝置。沉澱後的水通過沉澱池7中的同向流斜板8流入沉澱水集水器9，由水經過毯狀濾片16兩側進行深度過濾，使清水進入密封式毯狀濾片16中間，然後由毯狀濾片16中間的管道利用水流重力流出裝置，最後通過消毒劑投加裝置19加消毒劑成為潔淨的飲用水。圖2為以往平板式攪拌槳，主要是由平板式攪拌漿49在變頻電動25帶動下，做自轉運動。圖3為本裝置網狀變孔攪拌槳4，改平板為網狀變孔，由變頻電機25帶動做自轉運動。圖4為以往同向流斜板沉澱流程示意圖，水從進水分配區43，由斜板44底部往上衝，汙泥往下滑落。圖5為以往同向流進水方式，沉澱池上方裝有進水分配區43使池深增大。圖6為本裝置的同向流斜板8、該同向流斜板8為豎向層疊式斜板，讓水在反應區 26與汙泥往同一方向流動井水分配區27。圖7為本裝置可調節出流量的強制出水管，反應區瀋水流進斜板沉澱池，然後沉澱下來的淨水從斜板底部進水分配口 30由強制集水管6集水，通過強制出水口四流進過濾池，它還可以調節從沉澱池流向濾池的水位，在斜板下方設置一個水槽，使上層的清水集中流向淨水出水軟管10，然後流向過濾池。斜板上的泥沙通過重力能滑落到汙泥鬥5，通過排泥管32排出裝置。圖8為本裝置短軟管集水系統，通過同向流斜板8沉澱，由沉澱水集水器9收集斜板上層的清水由淨水出水軟管10流出清水出水口觀到達分割板33另一邊的濾池。圖9為以往濾池的過濾面積，水流的39過濾方向下，經過砂濾層40、卵石支撐層 41後，由出水管42流出設備。為濾布過濾的有效面積為設備的表面積。圖10為本裝置的過濾面積，採用濾布作為材質，10 (a)為單片濾布的面積，10 (b) 為每個一立方米的過濾池放入4片濾袋，每片兩面同時過濾，故至少擴大8倍以上有效過濾面積。圖11為本裝置的吸泥反洗系統，在行車電機35的帶動下，吸泥行車12下面的為吸泥管14緊貼毯狀濾片16兩側，沿著過濾框架38來回開動，吸下毯狀濾片16上的汙泥， 並由吸泥泵13吸走進入吸泥總管34進入排泥管37，由汙泥總管34排出裝置。本發明工藝流程如下原水從河道取水口被進水泵1提升，在進水泵1吸入口處注入混凝劑，經水泵葉輪的強烈攪動，當水流進入反應池3時，已完成混合階段。繼而在網格變孔攪拌槳葉4的作用下，水流自上而下得到充分反應，絮體在不斷的碰撞過程中得以絮凝成團。當水流進入沉澱池7後，在同向流斜板8內實現泥、水分離，清水被沉澱水集水器9收集，並通過出水短軟管 10匯聚後，溢入過濾池11，泥團則沿同向流斜板8下滑至汙泥鬥5。在汙泥鬥5中進一步分離出的清水，則通過強制出水管6同樣也流入過濾池11。汙泥鬥5中的汙泥經壓實、積聚後定期排放。由於出水堰15的阻擋，過濾池11水位逐漸升高，直至完全浸沒毯狀濾片16，這時沉澱水通過濾片二側的毯狀編織物由外向內進行過濾，未被沉澱去除的小絮粒被攔截、吸附在毯狀濾料層內。淨水則經集水幹道17匯集後，從出水堰15溢出，最後通過淨水出水口 18，在注入消毒劑後，流入清水池。隨著過濾時間的推延，濾料截汙量增加，過濾阻力加大， 使得過濾池11內水位逐漸上升，當到達某一設定高度時，說明濾料需要清洗。此時吸泥泵 13啟動，同時吸泥行車12開始行走，帶動緊貼在毯狀濾片二側的吸泥管14緩慢移動，反洗淨水由內向外通過毯狀濾片，與吸附其上的汙泥一起被吸泥泵13所帶走。當吸泥行車帶動吸泥管沿著毯狀濾片的長度移動一個單程或一個來回後，就完成了全部濾層的線狀掃洗任務。吸泥泵和行車隨即停運。吸出的泥水通過吸泥總管由汙泥槽排出。在整個運行過程中，反衝洗水來自已經過濾的淨水，無須補充其他的水源；同時，原水進水和淨水出水也無須中斷，只是淨水出水量有所減少而已。
權利要求
1.一種高效組合淨水器，包括反應池(3)，沉澱池(7)和過濾池(11)，其特徵在於進水泵(1) 一端通過管道和閥門接於反應池(3)上部一側，反應池(3)內設有網格變孔攪拌槳葉⑷；沉澱池(7)中部設有同向流斜板(8)，同向流斜板(8)下方設有強制集水管(6)，同向流斜板(8)底部設有沉澱水集水器(9)，沉澱水集水器(9)連接淨水出水軟管(10) —端；過濾池(U)頂部設有吸泥行車(12)，吸泥行車(12)能在過濾池(11)頂部來回移動， 毯狀濾片(16)豎直固定於過濾池(11)內，吸泥泵(13)固定於吸泥行車(12)下方，吸泥管(14) 一端連接吸泥泵(13)，另一端位於毯狀濾片(16) —側，過濾池(11)底部設有集水幹道(17)，出水堰(1 垂直固定於過濾池(1 內，過濾池(11)底部一側設有淨水出水口 (18)。
2.根據權利要求1所述的高效組合淨水器，其特徵在於所述淨水出水軟管(10)另一端插入分隔板(33)洞孔內。
3.根據權利要求1所述的高效組合淨水器，其特徵在於與淨水出水口(18)相連的管道上連接有消毒劑投加器(19)。
4.根據權利要求1所述的高效組合淨水器，其特徵在於進水泵(1)另一端連接吸水管， 吸水管上連接有混凝劑投加器(2)。
5.根據權利要求1所述的高效組合淨水器，其特徵在於與淨水出水口(18)相連的管道另一端插入清水池0 內。
6.根據權利要求1所述的高效組合淨水器，其特徵在於所述網格變孔攪拌槳葉(4)連接變頻電機05)。
7.根據權利要求1所述的高效組合淨水器，其特徵在於強制集水管(6)通過強制出水管(31)連接強制出水口( )，強制出水口 09)位於沉澱池(7) —側上部。
8.根據權利要求1所述的高效組合淨水器，其特徵在於過濾池(11)內設有過濾框架 (38)，毯狀濾片(16)與過濾框架(38)之間採用插入式結構。吸泥行車(12)連接行車電機 (35)，吸泥泵(13)與吸泥管(14)之間設有吸泥總管(34)，吸泥泵(13)通過汙泥總管(36) 連接排泥管(37)。
全文摘要
本發明屬於水處理技術領域，具體涉及一種高效組合淨水器。包括反應池，沉澱池和過濾池，進水泵一端通過管道和閥門接於反應池上部一側，反應池內設有網格變孔攪拌槳葉；沉澱池底部設有強制出水管，中部設有同向流斜板，同向流斜板底部設有沉澱水集水器，沉澱水集水器連接淨水出水軟管；過濾池頂部設有吸泥行車，池內設有豎直毯狀濾片和出水堰，底部設有集水幹道，底部一側設有淨水出水口，吸泥行車能在過濾池頂部來回移動；吸泥泵固定於吸泥行車下方，吸泥管一端連接吸泥泵，另一端位於毯狀濾片一側。本發明結構緊湊、佔地面積小、池深淺、水質穩定、管理簡便、使淨水的容積停留時間僅需分鐘左右，與常規流程相比充分體現了高效的特點。
文檔編號B01D36/04GK102343182SQ20101024442
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月4日 優先權日2010年8月4日
發明者張亞雷, 張合平, 沈崢, 陳翼孫, 黃永寬, 黃維, 龔本濤 申請人:上海安鼎濟水處理科技有限公司