專利名稱：一種一體化凈水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈水給水處理設(shè)備，具體是一種包含鐘罩虹吸式脈沖澄清 池與重力式無閥濾池的一種一體化凈水設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，在城鎮(zhèn)給水工程及工業(yè)企業(yè)的小型水廠， 一體化凈水設(shè)備以其占地 較小、施工工期短、投資較省以及運(yùn)行管理較為方便等優(yōu)點(diǎn)，得到了普遍采用， 但一體化凈水設(shè)備的主要缺點(diǎn)是排泥及反沖洗等自耗水量較高，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，這不僅會加大后續(xù)處 理設(shè)施的規(guī)模與投入，從水資源的利用率和運(yùn)行費(fèi)用等方面看都是極大的浪發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種包含鐘罩虹吸式脈沖澄清池與 重力式無閥濾池的一體化凈水設(shè)備，該設(shè)備能夠調(diào)節(jié)脈沖周期與泥渣回流量以 適應(yīng)原水水質(zhì)及水量變化和降低自耗水率。為了解決的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種一體化凈水設(shè)備，主要包括脈沖發(fā)生器1、脈沖澄清區(qū)8、過濾區(qū)12、 沉淀水箱29和泥渣濃縮室15。所述的脈沖發(fā)生器l由鐘罩2、中央虹吸管5 和真空破壞管3構(gòu)成，真空破壞管3的一端與鐘罩2頂部連通，真空破壞管3 的另一端引至脈沖發(fā)生器l外下部與脈沖發(fā)生器l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(jìn)水室4內(nèi)，各支管上分別設(shè)控制閥門3-l、3-2及3-3;在反沖洗排水通道11-2側(cè)設(shè)置反沖洗排水澄清回收裝置，它由一次 虹吸下降管26、沉淀水箱29、 二次虹吸下降管27及人字整流板30構(gòu)成， 在沉淀水箱29下方設(shè)置人字整流板30，沉淀水箱29底部設(shè)有排泥管32, 一次虹吸下降管26的一端接反沖洗排水通道11-2,另一端伸入沉淀水箱 29中、至人字整流板30的下方，二次虹吸下降管27的一端與沉淀水箱29 的頂部連通，另一端插入水封井31內(nèi)；在污泥通道13上設(shè)置泥渣回流調(diào)節(jié) 板14，取消脈沖澄清池穩(wěn)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(shù)可多于三條且不少 于一條。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的主要特點(diǎn)是1. 本發(fā)明在脈沖發(fā)生器l設(shè)置真空破壞管3和數(shù)條管口高度不同的支管伸 入進(jìn)水室4內(nèi)，控制支管上閥門3-1、 3-2及3-3，達(dá)到控制不同的預(yù)定脈沖 周期，以適應(yīng)原水水質(zhì)及水量變化。2. 本發(fā)明在污泥通道13上設(shè)置泥渣回流調(diào)節(jié)板14,可使脈沖澄清區(qū)8沉 淀下來的泥渣部分或全部循環(huán)回流到懸浮泥渣層內(nèi)，以確保懸浮泥渣層處在穩(wěn) 定狀態(tài)，大大提高了處理低濁度原水的適應(yīng)能力。3. 本發(fā)明采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(jìn)而減少排泥耗水量。4. 本發(fā)明設(shè)置反沖洗排水澄清回收裝置，極大地降低了反沖洗耗水量。 綜合上述特點(diǎn)，本發(fā)明與同類一體化凈水設(shè)備相比，生產(chǎn)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(jié)省投資的高效節(jié)能設(shè)備，社會 及經(jīng)濟(jì)效益巨大。說明附l是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)意圖。圖2是本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)意圖的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)意圖的B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)意圖的C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)意圖的D-D剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)意圖的E-E剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中脈沖發(fā)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(jìn)水室4，中央虹吸管5，中央豎管6，布水管7,脈沖澄清區(qū)8，集水槽9， 出水口 IO，進(jìn)水通道ll-l,反沖洗排水通道11-2，過濾區(qū)12，泥渣通道13， 泥渣回流調(diào)節(jié)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(qiáng)制沖 洗器24，反沖洗虹吸輔助管25， 一次虹吸下降管26， 二次虹吸下降管27， 虹吸破壞斗28，沉淀水箱29,人字整流板30，水封井31，沉淀水箱排泥管32。
具體實(shí)施方式
下面附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。一. 主要設(shè)計(jì)參數(shù)1. 原水連續(xù)進(jìn)水混濁度才IOOONTU，短期氺3000NTU，澄清出水才5NTU;2. 重力式無閥濾池分為兩格，過濾出水濁度氺1NTU;3. 其他設(shè)計(jì)參數(shù)依據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊第3冊《城鎮(zhèn)給水》(第2版)選取。二、 處理流程說明 l.澄清如圖l、圖2、圖3和圖4所示投加混凝劑經(jīng)管式混合器混合后的原水進(jìn)入脈沖發(fā)生器1的進(jìn)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并帶走鐘罩2內(nèi)的空氣直至形成脈沖放水，原水得以脈動的方式經(jīng) 布水管7均勻布水進(jìn)入脈沖澄清區(qū)8，以緩慢速度垂直上升通過澄清區(qū)8懸浮泥 渣層時，原水顆粒被吸附并沉淀分離，從而原水得到澄清，由集水槽9匯集至 出水口10經(jīng)進(jìn)水通道1卜1自流到過濾區(qū)12進(jìn)行過濾，沉淀分離下來的過剩泥渣 則經(jīng)泥渣通道13進(jìn)入泥渣濃縮室15進(jìn)行濃縮后由排泥管16排出。為方便調(diào)節(jié)脈沖周期以適應(yīng)原水水質(zhì)及水量的變化，本發(fā)明從鐘罩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(jìn)水室4內(nèi)，支管上分別設(shè)有控制閥門3-1、 3-2及 3-3，每個控制閥門對應(yīng)一個設(shè)定的脈沖周期，支管管口位置較高的對應(yīng)脈沖 周期較短，反之較長。打開支管上其中的一個閥門時，進(jìn)水室4的水面在脈沖 放水過程中下降到支管管口位置時，空氣即從管口進(jìn)入鐘罩2破壞真空隨即停 止放水，但在連續(xù)進(jìn)水的情況下，進(jìn)水室4水面接著恢復(fù)上升形成虹吸重新放 水，如此周而復(fù)始形成脈沖循環(huán)。如圖4所示為避免在低濁度原水的情況下出現(xiàn)懸浮泥渣層不穩(wěn)定導(dǎo)致出水 水質(zhì)惡化的情況，本發(fā)明在污泥通道13上設(shè)置泥渣回流調(diào)節(jié)板14，當(dāng)出現(xiàn) 原水濁度過低的情況時適度打開調(diào)節(jié)板14，讓部分或全部泥渣回流到澄清區(qū) 8懸浮泥渣層，以維持懸浮泥渣層的穩(wěn)定狀態(tài)。為解決傳統(tǒng)脈沖澄清池布水穩(wěn)流板縫隙容易積泥堵塞導(dǎo)致布水不均的常見 問題，本發(fā)明采取的改進(jìn)措施是取消穩(wěn)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(wěn)流板的快速混合功能由設(shè)備本體外 的管式混合器取代。2.排泥如圖4和圖5所示從脈沖澄清區(qū)8沉淀分離出來的過剩泥渣在重力作用下經(jīng) 泥渣通道13進(jìn)入泥渣濃縮室15進(jìn)行濃縮后由排泥管16排出。如圖4所示本發(fā)明采取大水深及大容量的泥渣濃縮室15，在結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jìn)入過濾區(qū)12濾層自上而下 過濾后經(jīng)集水口17、通道18、出水口19注入清水箱20內(nèi)貯存，水箱充滿后，從 出水槽21溢流經(jīng)出水管22流入清水池。4. 反沖，先如圖2和圖4所示隨著過濾區(qū)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(dāng)水位達(dá)到虹吸輔助管管口23時，強(qiáng)制 沖洗器24開始工作，通過反沖洗虹吸輔助管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(jīng)出水口 19、通道18、集水口17自下而上地通過過濾區(qū)12的濾層，對濾料進(jìn)行反沖洗； 當(dāng)清水箱20的水面下降到虹吸破壞斗28管口時，空氣即從管口進(jìn)入破壞真空， 濾池反沖洗隨之結(jié)束，接著重新開始過濾。兩格濾池輪流錯開時間進(jìn)行反沖洗，其中一格進(jìn)行反沖洗時，另一格進(jìn)行 正常過濾及時補(bǔ)充清水箱，以滿足反沖洗用水要求。濾池濾料的納污能力按O. 35kg/mH十算，濾池反沖洗周期約8h，即反沖洗次 數(shù)3次/d。5.反沖洗排水回收如

圖1和圖2所示反沖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、沉淀水箱29及人字整流板30，虹吸下降管26插入沉淀水箱29 內(nèi)，上端口與濾池反沖洗排水通道l l-2連通，下部出水口位于沉淀水箱29下方， 虹吸下降管27為澄清出水管，上端口與沉淀水箱29上部連通，下部出水口插入 水封井31內(nèi)，人字整流板30在沉淀水箱29下方?；厥账鞒虨闉V池反沖洗時， 反沖洗排水沿一次虹吸下降管26從沉淀水箱29下部進(jìn)入，經(jīng)人字整流板30整流 后，將上部澄清水成推移流狀從水箱頂部經(jīng)二次虹吸下降管27排入水封井31， 再由水封井溢出進(jìn)入清水池。濾池反洗一旦結(jié)束，進(jìn)入沉淀水箱29的反沖洗排 水隨即轉(zhuǎn)為靜止沉淀狀態(tài)，此時水中顆粒仍然處在失穩(wěn)的可沉降狀態(tài)，在經(jīng)過 一個過濾周期約8h的靜止沉淀后，澄清水于下一次反沖洗時排入水封井31，沉 淀下來的泥渣在沉淀水箱底部經(jīng)24 36h濃縮將含固率提高到l^左右，再由排 泥管32排出。沉淀水箱的沉淀效果，對沉降速率為O. 15mm/s的顆粒去除率為100X，沉降 速率0.1mm/s的為75X以上。實(shí)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. 15ram/s的可沉降顆粒，經(jīng)約8h長時間的靜 止沉淀后，出水濁度可達(dá)到才1NTU。沉淀水箱的有效容積不小于濾池一次反沖洗的排水量，且必須考慮適當(dāng)?shù)?安全余量。反沖洗排水澄清回收裝置極大地降低了反沖洗耗水量，耗水率從5 %左右降 低至O. 1%左右。 三.排泥水量計(jì)算依照現(xiàn)行給水排水設(shè)計(jì)手冊第3冊《城鎮(zhèn)給水》確定泥渣含水率，結(jié)合排泥水自然沉降特性曲線以及泥渣濃縮室容量來計(jì)算設(shè)備的排泥水量。 每日排泥水量V0=100G/p (100-P) (m7d) (1) 式中G—每日沉淀泥渣干泥量，t P—泥漿的密度，t/ m3 P—泥漿含水率，％ 干泥量按下式計(jì)算G=0.0864q(S「S2) (t/d) (2)或G=0. 1037q(T廠T2) (t/d) (3) 式中q—設(shè)計(jì)水量，m7s51— 進(jìn)水懸浮物含量，mg/152— 出水懸浮物含量，mg/1 進(jìn)水濁度，NTUT2—出水濁度，NTU四.結(jié)語原水混濁度在100 500NTU范圍內(nèi)時，本發(fā)明自耗水率可控制在l. 0 2. 5 %以下，當(dāng)達(dá)到最大連續(xù)進(jìn)水混濁度1000NTU時可控制在5.0Q^以下，與目前同 類凈水設(shè)備相比，在大大降低自耗水率的同時，大幅提高了設(shè)備產(chǎn)能，且無須 增加額外諸如電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)等運(yùn)行及管理費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種一體化凈水設(shè)備，主要包括脈沖發(fā)生器(1)、脈沖澄清區(qū)(8)、過濾區(qū)(12)、沉淀水箱(29)和泥渣濃縮室(15)，其特征在于，所述的脈沖發(fā)生器(1)由鐘罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破壞管(3)構(gòu)成，真空破壞管(3)的一端與鐘罩(2)頂部連通，真空破壞管(3)的另一端引至脈沖發(fā)生器(1)外下部與脈沖發(fā)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(jìn)水室(4)內(nèi)，各支管上分別設(shè)控制閥門(3-1)、(3-2)及(3-3)；在反沖洗排水通道(11-2)側(cè)設(shè)置反沖洗排水澄清回收裝置，它由一次虹吸下降管(26)、沉淀水箱(29)、二次虹吸下降管(27)及人字整流板(30)構(gòu)成，在沉淀水箱(29)下方設(shè)置人字整流板(30)，沉淀水箱(29)底部設(shè)有排泥管(32)，一次虹吸下降管(26)的一端接反沖洗排水通道(11-2)，另一端伸入沉淀水箱(29)中、至人字整流板(30)的下方，二次虹吸下降管(27)的一端與沉淀水箱(29)的頂部連通，另一端插入水封井(31)內(nèi)；在污泥通道(13)上設(shè)置泥渣回流調(diào)節(jié)板(14)，取消脈沖澄清池穩(wěn)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(jù)權(quán)利要求l所述的一體化凈水設(shè)備，其特征在于，所述的真空破壞 管(3)上接出的管口高度不同的支管數(shù)可多于三條且不少于一條。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一體化凈水設(shè)備。主要包括脈沖發(fā)生器(1)、脈沖澄清區(qū)(8)、過濾區(qū)(12)、沉淀水箱(29)和泥渣濃縮室(15)。所述的脈沖發(fā)生器(1)由鐘罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破壞管(3)構(gòu)成。在反沖洗排水通道(11-2)一側(cè)設(shè)置反沖洗排水澄清回收裝置，它由一次虹吸下降管(26)、沉淀水箱(29)、二次虹吸下降管(27)及人字整流板(30)構(gòu)成。在污泥通道(13)上設(shè)置泥渣回流調(diào)節(jié)板(14)。取消脈沖澄清池穩(wěn)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。本發(fā)明的特點(diǎn)是能控制不同的預(yù)定脈沖周期與調(diào)節(jié)泥渣回流量，以適應(yīng)原水水質(zhì)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C02F1/00GK101601948SQ20091011419
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者何際躍 申請人:何際躍