水力滲透中水處理工藝及設備的製作方法

2023-07-29 22:01:41

專利名稱：水力滲透中水處理工藝及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用物理、化學的方法進行中水處理的工藝及設備，尤其是一種能縮 短工藝流程、減少投資和佔地、降低能耗和運行成本；增加出水率和出水效率、提高並穩定 出水水質及管理簡便的物理、化學中水處理工藝及設備。
技術背景目前，公知的對生活雜排水進行物理、化學中水處理方法有兩種。第一種是由格刪、調 節池、毛髮集聚器、提升泵、加藥裝置、混合池、沉澱池(氣浮)、過濾裝置、活性碳吸附 和消毒工藝流程組成。原水在流入調節池前經格刪去除水中大塊雜物，並在調節池內進行均 化水質和流量調節。從調節池出來的汙水由提升泵提升並加入絮凝劑到混合池，在混合池內， 利用機械或曝氣等措施使汙水與絮凝劑充分混合、作用之後，進入沉澱池。在沉澱池內，汙 水中的雜質與絮凝劑形成的絮凝物凝聚、沉澱，其中大且比水重的絮凝物沉到池底從水中分 離出去，比水輕的絮凝物及微絮凝隨著水流進入過濾裝置，在過濾介質的吸附和攔截作用下 被去除。為擴大中水的使用範圍，提高處理水質，增加水質穩定性，通常結合活性炭吸附、臭氧氧化等處理工藝，然後消毒滅菌進入清水池備用。；第二種方法是採用膜過濾取代第-種方法中混合、沉澱、過濾工藝。但是，第一種方法存在幾方面的問題1、 工藝流程過長，投資和佔地較大；2、 格柵只能攔截大塊雜物，對不溶於水的其他雜物沒有作用，使這些雜物在調節池內 陳積、腐爛。為防止汙水腐敗變臭，在調節池內增設曝氣裝置進行預曝氣，增加投 資和能耗；3、 毛髮集聚器設置在提升泵吸水管前的管道上，由於較快的水流流速及提升泵的抽吸 作用，較短的毛髮很難集聚下來，而較長的毛髮大部分已被用戶的地漏截留下來， 所以在此設置毛髮集聚器不合適，意義也不大；4、 在沉澱(氣浮)池中，生活廢水中的汙染物與絮凝劑形成的絮凝物不易沉澱，懸浮 在水中的絮凝物無論是沉澱還是氣浮去除效果都不理想，實驗測定去除率在60%左 右，其餘部分通過過濾裝置的過濾介質進行攔截和吸附，致使過濾介質很快堵塞， 需要經常衝洗，浪費電能和清水，影響出水率及出水效率，出水水質不穩定；第二種方法較第一種方法，提高並穩定了出水水質；但膜容易堵塞且不容易清洗，操作 複雜，並降低了出水率及出水效率；為延緩膜被堵塞的速度，連續不斷的曝氣，耗能增加。以上問題的存在，制約了建築中水回用的實施和推廣。發明內容為了克服現有對生活雜排水物理、化學中水處理工藝中存在的工藝流程過長、投資和佔 地較大、運行管理複雜、耗能和運行費用高、出水率及出水效率低、出水水質不穩定等問題 和不足，本發明提供一種小型、高效、節能的中水處理工藝及設備對生活雜排水進行物理、 化學中水處理，即水力滲透分離中水處理工藝及設備，該工藝及設備不僅縮短了工藝流程， 減少了投資和佔地，降低了能耗和運行費用，而且增加了出水率和出水效率，同時提高並穩 定了出水水質，該工藝採用全自動控制，管理簡便。根據原水水質及中水用途的不同，本發明解決其技術問題所採用的技術方案是-方案一用水力滲透分離器取代現有中水處理工藝中的混凝、沉澱(氣浮)、過濾，或 者取代混凝、沉澱(氣浮)、過濾及活性炭吸附，其作用是去除溶於水的汙染物及部分懸浮 物，使主體設備一體化，減少投資和佔地，縮短工藝流程；水力滲透分離器內設置的滲透材
料不會堵塞，不需經常清洗，克服了因沉澱(氣浮)去除率低而導致過濾介質很快堵塞，需 要經常衝洗而耗能、費水；水力滲透分離器的使用，使管理簡化，提高並穩定了出水水質， 增加了出水率及出水效率。方案二用固液分離器取代現有中水處理工藝中的格柵和毛髮集聚器，並設置在原水出 口處調節池的前段，其作用是去除不溶於水的雜物及部分懸浮物，避免不溶於水的雜物在調 節池內沉積、腐爛，不須再增設曝氣裝置，減少耗能，同時毛髮也被有效去除；用水力滲透 分離器取代現有中水處理工藝中的混凝、沉澱(氣浮)、過濾，或者取代混凝、沉澱(氣浮)、 過濾及活性炭吸附，其作用是去除溶於水的汙染物及部分懸浮物。方案三用固液分離器取代現有中水處理工藝中的格柵和毛髮集聚器，並設置在原水出 口處調節池的前段，其作用是去除不溶於水的雜物及部分懸浮物；加藥裝置的加藥點設置在 提升泵前調節池後的管道上，在提升泵後水力滲透分離器前設置一個水力混合器，其作用是 使加入的藥劑與汙水混合均勻，藥劑與汙染物充分作用，混合過程的動力是利用提升泵的液 輪轉動攪拌及在混合器中利用提生泵的剩餘水頭擾動，節省動力；用水力滲透分離器取代現 有中水處理工藝中的混凝、沉澱(氣浮)、過濾，或者取代混凝、沉澱(氣浮)、過濾及活性 炭吸附，其作用是去除溶於水的汙染物及部分懸浮物。當原水進入固液分離器前段時，比水輕的雜質浮在水面，比水重的雜質沉在池底，在固 液分離器的後段，懸浮在水中的不溶雜質隨著水流進入可自動膨脹以調節過水空間的滲透 層，在滲透介質的攔截和吸附作用下被去除，溶解於水的汙染物和部分不溶於水的微小懸浮 物隨著水流進入調節池進行水量調節和水質均化，在吸水管道上加入絮凝劑，經過提升泵的 液輪攪拌並提升到水力混合器，使之充分混合併自動分批進入水力滲透分離器，在水力滲透 分離器中設有滲透層，在自然形成的絮凝物懸浮層及滲透層的作用下，溶於水的汙染物和懸 浮物被去除，清水匯集、加消毒劑消毒進入清水池備用。水力滲透分離器本發明涉及一種實施水力滲透中水處理工藝的水處理設備。該設備取代了現有物理、化 學水處理技術中的混凝、沉澱(氣浮)、過濾工藝，解決了現有技術中混凝、沉澱(氣浮)、 過濾存在的問題和不足。水力滲透分離器與現有技術中混凝、沉澱(氣浮)、過濾相比，其 作用是使主體設備一體化，減少投資和佔地，縮短工藝流程；水力滲透分離器內設置了滲透 層，縮短了水在設備內的停留時間，增加了出水率及出水效率，提高並穩定了出水水質；滲 透材料不會堵塞，不需經常清洗，克服了因沉澱(氣浮)去除率低而導致過濾介質很快堵塞， 需要經常衝洗而耗能、費水，操作得以簡化。根據原水水質及出水用途的不同，本發明解決其技術問題所採用的技術方案是-方案一、在設備內布水管的上部、設備的中下部設置固定的與過水斷面全封閉的滲透層， 使進水的水壓在水力滲透分離器的中下部滲透層的作用下均勻地分布，大部分的絮凝物在滲 透層下方凝聚沉澱，少部分微絮凝穿過滲透層隨著均勻、緩慢上升的水流進入滲透層上方的 懸浮絮凝層，使微絮凝在懸浮絮凝層的吸附、攔截作用下絮凝，清水進入集水管，加消毒劑 消毒進入清水池備用。方案二、在設備內布水區、懸浮絮凝層的上方、設備的中上部設置一道摺疊滲透濾層， 以阻擋上浮的比重比水小的絮凝物。濾層可用不鏽鋼或耐腐材料做支架，做成不同幾何形狀 的滲水渠以增加滲透面積減小滲透流速，上升的絮凝物在摺疊滲透濾層的阻擋下凝聚並回到 絮凝層，而清淨的水則透過濾層進入滲水渠，匯集到集水管，加消毒劑消毒進入清水池備用。方案三、在設備的內部設置兩道滲透層，即在設備的中下部、布水管的上方設置固定的 與過水斷面全封閉的滲透層，在設備的中上部設置一道摺疊滲透濾層，兩道滲透層上下平行 設置。或者與過水斷面全封閉的滲透層，設置在設備內的前段、進水布水管之後豎向布置， 作為布水牆並用以阻擋大部分絮凝物，摺疊滲透濾層設置在設備內的後段中上方橫向布置。 水力滲透分離器只須排泥，滲透濾層不會堵塞，不須清洗，節能、節水。本發明的有益效果是，新工藝、新技術的使用與現有技術相比，水力滲透分離器取代了 相應的混凝、沉澱、過濾工藝設備，縮短了工藝流程，中水回用的設備投資降低了30%以上， 佔地減少一半左右；水力滲透分離器的結構特點，提高了去除汙染物的有效性和效率，運行 成本降至0.3元以內、出水水質穩定接近自來水、出水率超過95%、出水效率提高2-3倍， 自動控制，操作得以簡化。有效地降低了中水的使用成本，擴大了中水的使用範圍，有利於 中水回用的實施和推廣，從而達到節約水資源、汙水資源化的目的。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖l是本發明的工藝流程圖。圖2是水力滲透分離器實施例的平面圖。圖3是圖2沿A-A線的剖視圖。圖4是圖2的左視圖。圖5是圖3沿B-B線的剖視圖。圖中l.固液分離器，2.調節池，3.絮凝劑投加裝置，4.提升泵，5.水力混合器，6.水力 滲透分離器，7.消毒裝置，8.清水池，9、布水總管，10、穿孔布水支管，11、汙泥鬥，12、 排泥管，13、固定滲透層，14、汙泥槽，15、穿孔排泥管，16、摺疊滲透濾層，17、集水管。
具體實施方式
工藝流程實施例在圖1中，原水進入固液分離器l，去除不溶於水的雜物，進入調節 池2進行水質均化和水量調節；調節池2的出水，在提升泵4前的管道上通過投藥裝置3投 加混凝劑，在提升泵4的液輪攪拌和提升作用下進入水力混合器5進行充分混合；水力混合 器5的出水分批進入水力滲透分離器6，去除溶於水的汙染物及部分懸浮物；水力滲透分離 器6的出水，經消毒裝置7投加消毒劑與水混合進入清水池8接觸消毒備用。水力滲透分離器實施例在圖2、 3中，水力混合器5的出水通過布水總管9、穿孔布水 支管10進入水力滲透分離器6的底部，在水力滲透分離器6的下半部，新增的絮凝物一部 分在汙泥鬥ll內濃縮，通過排泥管12排出， 一部分微小的絮凝物隨著水流通過固定滲透層 13進入水力滲透分離器6的上半部;在水力滲透分離器6上半部的下半部有一絮凝物懸浮層， 用以吸附、攔截微小絮凝物，多餘的絮凝物進入汙泥槽14濃縮，定期由穿孔排泥管15排出， 水流通過懸浮層基本得到淨化，但仍有少量較輕的微絮凝隨水流上升，在摺疊滲透濾層16 的作用下，微絮凝凝聚回到懸浮層，淨水滲入滲水渠再匯集到集水管17，經消毒裝置7投加 消毒劑進入清水池。圖4所示的是汙泥鬥11與布水總管9的布置關係。汙泥鬥ll也可以用 汙泥槽的形式設置在其它位置。圖5所示的是固定滲透層13與水力滲透分離器6的過水斷 面全封閉的結構關係。
權利要求
1、 水力滲透中水處理工藝， 一種物理、化學中水處理工藝的改進，其改進之處在於用水 力滲透分離取代現有工藝中的混凝、沉澱(氣浮)、過濾或取代混凝、沉澱(氣浮)、過 濾及活性炭吸附。
2、 水力滲透中水處理工藝， 一種物理、化學中水處理工藝的改進，其改進之處在於用固 液分離器取代現有工藝中的格柵和毛髮聚集器；用水力滲透分離器取代現有工藝中的混 凝、沉澱(氣浮)及過濾或取代混凝、沉澱(氣浮)、過濾及活性炭吸附。
3、 水力滲透中水處理工藝，--種物理、化學中水處理工藝的改進，其改進之處在於用固 液分離器取代現有工藝中的格柵和毛髮聚集器；加藥裝置的加藥點設置在提升泵前調節 池後的管道上，在提升泵後水力滲透分離器前設置一個水力混合器；用水力滲透分離器 取代現有工藝中的混凝、沉澱(氣浮)及過濾或取代混凝、沉澱(氣浮)、過濾及活性炭 吸附。
4、 一種實施權利要求1 、權利要求2和權利要求3的水力滲透中水處理工藝中的水處理設備， 水力滲透分離器，其結構特徵是在設備內的中上部設置一道摺疊滲透濾層，或者在設 備內的中下部、布水管的上方設置一道與過水斷面全封閉的滲透層。
5、 一種實施權利要求1、權利要求2和權利要求3的水力滲透中水處理工藝中的水處理設備，水力滲透分離器，其結構特徵是在設備內的中下部、布水管的上方設置一道與過水斷 面全封閉的滲透層；在設備內的中上部設置一道摺疊滲透濾層。兩道滲透層上下平行設 置。或者在設備內與過水斷面全封閉的滲透層，設置在設備內的前段、進水布水管之後 豎向布置；摺疊滲透濾層設置在設備內的後段中上方橫向布置。兩道滲透層前後設置。
全文摘要
水力滲透中水處理工藝及設備，一種現有物理、化學中水處理工藝及設備的改進，改進之後解決了現有工藝及設備中存在的問題和不足。使其能縮短工藝流程、減少投資和佔地、降低能耗和運行成本；增加出水率和出水效率、提高並穩定出水水質及管理簡便。改進之處在於，用水力滲透分離器取代混凝、沉澱(氣浮)、過濾。水力滲透分離器是為實施該處理工藝而設計的水處理設備，其結構特徵為在設備之內設置滲透濾層，用以平衡水壓使布水均勻並阻擋絮凝物使絮凝物絮凝沉澱，滲透材料不會堵塞，不需清洗。該設備可根據實際需要與其他設備組合，用於生產自來水、廢水再生利用及汙水處理排放等。
文檔編號C02F1/44GK101121553SQ20061013908
公開日2008年2月13日 申請日期2006年10月7日 優先權日2006年10月7日
發明者宋健瑞 申請人:宋健瑞