重力式一體化凈水器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重力式一體化凈水器，屬于水處理領(lǐng)域，所述凈水器包括有可調(diào)節(jié)的混凝劑投加裝置、漩流反應(yīng)室、沉淀水緩沖區(qū)、斜管沉淀區(qū)、泥渣沉淀區(qū)、無閥過濾腔、沖洗存水箱、清水池、連接管和虹吸反沖洗管道系統(tǒng)，其特點(diǎn)將常規(guī)自來水的混凝、沉淀、過濾、排泥集于一個(gè)立式圓柱形殼體內(nèi)，通過連接管和虹吸反沖洗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制水和反沖洗，利用源水原有重力勢(shì)能，完成整個(gè)凈水流程，出水還可利用原有壓力輸送至清水池，根據(jù)制水量不同制成不同直徑的罐體。一體化凈水器運(yùn)輸、建設(shè)、管理和運(yùn)行成本低，在具有一定自流水源的地方，即使缺乏電能也能建造出一個(gè)全自動(dòng)、低能耗的凈水工廠。適用于城鎮(zhèn)、農(nóng)村、居民點(diǎn)、工礦企業(yè)等生活用水及生產(chǎn)用水的凈化處理。
【專利說明】重力式一體化凈水器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種重力式一體化凈水器，屬于水處理領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國(guó)還沒有享受自來水的人數(shù)約占農(nóng)村總?cè)丝诘?5%以上，由于自來水廠占 地面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，許多農(nóng)村地區(qū)不適合建設(shè)自來水廠。特別是農(nóng)村山區(qū)地區(qū)或應(yīng)急狀 態(tài)，水源地電力供應(yīng)困難，管理水平低，經(jīng)濟(jì)效益差。
[0003] 市售一體化凈水器，多數(shù)裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程度不高，適用性不強(qiáng)，設(shè)備 之間結(jié)構(gòu)不緊湊等方面缺點(diǎn)，有的需要電力供應(yīng)才能運(yùn)營(yíng)操作。針對(duì)山區(qū)城鎮(zhèn)、農(nóng)村人口相 對(duì)分散、交通不便等特點(diǎn)，重力式一體化凈水器充分利用水源原有重力勢(shì)能，完成整個(gè)凈水 流程，設(shè)備出水還可利用原有壓力將水輸送至高位清水池，完成供水過程，節(jié)約建設(shè)成本與 能源，節(jié)省運(yùn)行與使用成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于利用水源水的水壓進(jìn)行全程制水和反沖洗，重力式一體化凈水 器結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、凈化效果好、易安裝易操作，減少占地面積和連接管路，解決了 常規(guī)水廠需要多個(gè)反應(yīng)池、沉淀池、過濾池和依靠水泵進(jìn)行制水與反沖洗，虹吸無閥重力式 一體化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了過濾腔的自動(dòng)反沖洗和排泥作業(yè)，設(shè)備具有操作簡(jiǎn)單、維修方便，易組裝 和移位，采用全水力自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行等特點(diǎn)。
[0005] 本設(shè)備的顯著性特點(diǎn)和創(chuàng)新性主要體現(xiàn)以下方面：
[0006] 本發(fā)明的重力式一體化凈水器，包括立式圓柱形殼體，進(jìn)水口 ￠)、出水管（13)、 排泥口（16)、人孔（14)、U型管出口（24)，水箱人孔（12)，其特征在于：立式圓柱形殼體內(nèi) 依次為水箱（1)、凈化過濾腔（2)、斜管沉淀區(qū)（3)、混凝反應(yīng)系統(tǒng)，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)上方 為斜管沉淀區(qū)（3)、下方為旋流反應(yīng)室（7)，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)通過沉淀水緩沖區(qū)（25)與斜 管沉淀區(qū)（3)連接在一起。
[0007] 所述的重力式一體化凈水器，根據(jù)凈水能力的大小，制成不同直徑（1500mm到 10000mm)的罐體，單臺(tái)設(shè)備凈水能力可達(dá)10_250m 3/h。
[0008] 水源水進(jìn)水采用重力式水流落差，水頭損失小,只要水頭落差8m，就可完成全程制 水，還可將出水送到高位清水池。水源點(diǎn)在設(shè)備基礎(chǔ)的下方時(shí)，只要水泵抽到設(shè)備進(jìn)水口處 還有0· 05MPa的壓力即可，克服了壓力式一體化凈水設(shè)備需要高壓力的缺點(diǎn)。
[0009] 所述的重力式一體化凈水器，在進(jìn)水管處設(shè)置了投藥口投加混凝劑，通過管道混 合器，充分與原水高速混合。
[0010] 所述的重力式一體化凈水器，在反應(yīng)室采用兩級(jí)圓錐形無級(jí)變速漩流反應(yīng)方式， 使水中的膠體物質(zhì)、懸浮物和藥劑與椎形反應(yīng)室壁碰撞，在碰撞過程中相互聚集，逐漸形成 較堅(jiān)實(shí)的礬花顆粒，并在水力作用下礬花不斷的長(zhǎng)大和積累。這種圓錐形無級(jí)變速漩流反 應(yīng)方式，在反應(yīng)時(shí)間上只是傳統(tǒng)的折板反應(yīng)的4?5分之一。在設(shè)計(jì)上反應(yīng)時(shí)間可達(dá)到 6min。椎形反應(yīng)室底部直徑增大，水流速度逐漸變小。水流從椎形反應(yīng)室底部流入反應(yīng)腔， 反應(yīng)腔底部設(shè)有排泥口。
[0011] 所述的重力式一體化凈水器，在結(jié)構(gòu)布置方面將其分為兩段，大大地降低了反應(yīng) 腔的高度，在兩段反應(yīng)室過渡之間自然形成了一個(gè)懸浮泥渣層，這些懸浮的泥渣層中含有 大量的絮凝劑的高分子與水中雜質(zhì)膠體形成的綜合物，且具有更充分的活性，通過處理水 中剩余的雜質(zhì)膠體的穩(wěn)定性可起到進(jìn)一步破壞作用和攔截作用，使其水中剩余的雜質(zhì)顆粒 和礬花進(jìn)一步更大的整集，為沉淀創(chuàng)造更好條件。
[0012] 這些含懸浮及膠體物質(zhì)礬花顆粒的原水以較緩的速度進(jìn)入斜管沉淀區(qū)中，在擁擠 的礬花絮體的網(wǎng)捕作用下逐漸沉淀到池底，通過排泥管排掉，水質(zhì)得到澄清。另外，斜管布 置的傾斜方向與水流進(jìn)口旋流的方向相反，可進(jìn)一步加速泥渣沉淀，提高凈水器的工作效 率。
[0013] 經(jīng)反應(yīng)、沉淀后的待濾水經(jīng)進(jìn)水下降管流入過濾腔，待濾水自上而下地通過無煙 煤、石英砂雙層濾料過濾，濾后清水從連通管進(jìn)入到過濾腔上部的沖洗存水箱內(nèi)貯存，待該 水箱充滿后，水再從沖洗存水箱上面的出水槽溢流出水管流入到清水池。
[0014] 在過濾腔運(yùn)行中，濾層不斷的截流懸浮物，濾層阻力逐漸增加，因而促使虹吸上升 管內(nèi)的水位不斷升高，當(dāng)水位達(dá)到頂部虹吸形成口時(shí)，水自該管中落下開始抽氣，帶走虹吸 下降管中的空氣，當(dāng)虹吸管中的真空度達(dá)到一定值時(shí)，便發(fā)生虹吸作用，使過濾腔形成負(fù) 壓，這時(shí)上部沖洗貯水箱內(nèi)清水通過連通管倒流入下水室，下水室的水由下而上，通過整個(gè) 濾層形成了濾床的反沖洗。當(dāng)過濾腔上部的沖洗水箱水面下降至沖洗水箱內(nèi)的虹吸破壞管 管口露出時(shí)，反沖洗的虹吸被破壞，過濾腔的反沖洗結(jié)束，過濾腔又開始正常過濾供水。
[0015] 當(dāng)過濾腔還沒達(dá)到期終水頭損失時(shí)，為了管理上的需要可提前進(jìn)行反沖洗。開啟 強(qiáng)制反沖洗閥門，立即使過濾腔形成反沖洗。
[0016] 本發(fā)明新穎性在于凈水器罐體直徑大小可隨制水量大小而調(diào)整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定， 設(shè)備外圍管可隨水源和設(shè)備基礎(chǔ)、水箱位置而變化；采用兩級(jí)圓錐形無級(jí)變速漩流反應(yīng)方 式，減少了反應(yīng)時(shí)間；在結(jié)構(gòu)布置方面將其分為兩段，大大地降低了反應(yīng)池的高度，結(jié)構(gòu)優(yōu) 化后使用原材料少、制作加工，運(yùn)輸和安裝方便。無閥過濾腔的強(qiáng)制反沖洗，能使過濾腔還 沒達(dá)到期終水頭損失時(shí)，為了管理上的需要可隨時(shí)提前進(jìn)行強(qiáng)制反沖洗。其突出的優(yōu)點(diǎn)在 于：進(jìn)行強(qiáng)制反沖洗時(shí)，并不需要像以往必須配備有壓力水源及相應(yīng)電源設(shè)備設(shè)施等。只要 具有一定自流水源的地方，即使缺乏電能也能建造出一個(gè)全自動(dòng)、低能耗的凈水工廠。這對(duì) 于廣大的農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地方，特別是在西南山區(qū)地區(qū)具有重要的意義。
[0017] 本發(fā)明混凝劑、消毒劑投加可根據(jù)水源水和出廠水進(jìn)行調(diào)節(jié)，反沖洗不需要反沖 洗泵，斜管和反應(yīng)排污能自動(dòng)控制。無閥過濾腔的各進(jìn)水、出水、沖洗及排水管路均可免去 人工進(jìn)行閥門操作控制，而靠水力作用自動(dòng)運(yùn)行沖洗。它的過濾水頭低（一般澄清池出水 高度只要高出清水出水槽一米多即能滿足過濾腔進(jìn)水壓力要求）故運(yùn)行費(fèi)用少、自動(dòng)化運(yùn) 行程度高、管理方便，適合各類管理水平的企業(yè)，安全可靠，設(shè)備一體化（過濾腔、反沖洗水 箱、進(jìn)水箱、虹吸管組裝為一體）結(jié)構(gòu)緊湊。用戶只需按要求做好設(shè)備基礎(chǔ)和接通進(jìn)出水管 即可投入運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明重力式一體化凈水器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明的虹吸反沖洗管道系統(tǒng)
[0020] 圖中標(biāo)號(hào)：水箱（1)、凈化過濾腔（2)、斜管沉淀區(qū)（3)、混合器（4)、加藥口（5)、 進(jìn)水閥（6)、漩流反應(yīng)池（7)、虹吸破壞斗（8)、排氣管（9)、虹吸上升管（10)、虹吸下降管 (11)、人孔1(12)、凈水管（13)、人孔2(14)、出水閥（15)、排污管（16)、反沖調(diào)節(jié)器（17)、 虹吸破壞管（18)、通氣閥（19)、抽氣管（20)、強(qiáng)制沖洗閥（21)、虹吸輔助管（22)、清水池 (23)、U型管出口（24)、沉淀水緩沖區(qū)（25)以及支架和管道等。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 立式圓柱形罐體內(nèi)有水箱（1)、凈化過濾腔（2)、斜管沉淀區(qū)（3)、混凝反應(yīng)系統(tǒng)、 所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)上方為斜管沉淀區(qū)（3)、下方為旋流反應(yīng)腔（7)，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)通過 沉淀水緩沖區(qū)（25)與斜管沉淀區(qū)（3)連接一起。凈化過濾腔（2)通過連通管與水箱（1) 連接一起，凈水管（13)經(jīng)過消毒機(jī)（26)與水箱（1)相連接。
[0022] 打開進(jìn)水閥（6)，關(guān)閉排污閥（16)，水源水通過自流進(jìn)入混凝反應(yīng)系統(tǒng)的進(jìn)水管， 在進(jìn)水管中通過可調(diào)節(jié)混凝加藥裝置（5)投加混凝劑，在進(jìn)水管中進(jìn)行管道混合（4)，進(jìn)入 無極變速旋流反應(yīng)室（7)進(jìn)行反應(yīng)混合，圓錐形無級(jí)變速漩流反應(yīng)方式，讓絮凝體在水力 作用下不斷的長(zhǎng)大和積累，經(jīng)過沉淀水緩沖區(qū)（25)，含有膠體的待沉淀水進(jìn)入斜管沉淀區(qū) (3)，水經(jīng)過斜管緩慢上升，在擁擠的礬花絮體的網(wǎng)捕作用下逐漸沉淀到池底，通過排泥管 (16)排掉，經(jīng)沉淀后的水溢流到進(jìn)水下降管流入凈化過濾腔（2)，使待濾水自上而下地通 過無煙煤、石英砂雙層濾料過濾，濾后清水從連通管（24)進(jìn)入到過濾腔上部的沖洗存水箱 (1)內(nèi)貯存，待該水箱充滿后，水再從沖洗存水箱上面的出水槽溢流出水管（13)流入到清 水池（23)。
[0023] 設(shè)備使用一段時(shí)間后，濾層不斷的截流懸浮物，濾層阻力逐漸增加，促使虹吸上升 管（10)內(nèi)的水位不斷升高，當(dāng)水位達(dá)到頂部虹吸形成口時(shí)，水自該管中落下開始抽氣，帶 走虹吸下降管（11)中的空氣，當(dāng)虹吸管中的真空度達(dá)到一定值時(shí)，便發(fā)生虹吸作用，使過 濾腔的濾室形成負(fù)壓，這時(shí)上部沖洗貯水箱（1)內(nèi)清水通過連通管（24)倒流入下水室，下 水室的水由下而上，通過整個(gè)濾層形成了濾床的反沖洗。當(dāng)過濾腔上部的沖洗水箱水面下 降至沖洗水箱內(nèi)的虹吸破壞管（18)管口露出時(shí)，反沖洗的虹吸被破壞，反沖洗結(jié)束，系統(tǒng) 新的凈水周期開始。
[0024] 當(dāng)過濾腔還未達(dá)到期終水頭損失時(shí)，為了管理上的需要可提前進(jìn)行反沖洗。只需 開啟強(qiáng)制反沖洗閥門（21)，可立即使過濾腔很快形成反沖洗工況。其突出的優(yōu)點(diǎn)在于：進(jìn) 行強(qiáng)制反沖洗時(shí)，不需要配備有壓力水源及相應(yīng)電源設(shè)備設(shè)施。
【權(quán)利要求】
1. 重力式一體化凈水器，包括集中設(shè)置在包括立式圓柱形殼體內(nèi)的進(jìn)水反應(yīng)區(qū)、沉淀 區(qū)、過濾區(qū)、沖洗存水箱以及位于圓柱形殼體外的虹吸反沖洗裝置，其特征在于所述混凝反 應(yīng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為兩段，上方為斜管沉淀區(qū)、下方為旋流反應(yīng)室，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)通過 沉淀水緩沖區(qū)與斜管沉淀區(qū)連接在一起。所述反應(yīng)腔底部設(shè)有排泥口。待濾水溢流到進(jìn)水 下降管流入過濾區(qū)，所述過濾區(qū)通過連通管與過濾區(qū)上部的沖洗存水箱連接。所述虹吸反 沖洗裝置的虹吸上升管連接于過濾區(qū)的頂部，所述沖洗存水箱通過出水管與清水池相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式一體化凈水器，其特征在于：上述混凝反應(yīng)系統(tǒng)有進(jìn) 水管、進(jìn)水閥、可調(diào)節(jié)的混凝加藥裝置及投加口、管道混合器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式一體化凈水器，其特征在于：上述沖洗存水箱有水箱 溢流口、消毒機(jī)及投加口，通過出水管與清水池相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式一體化凈水器，其特征在于：上述虹吸反沖洗管道系 統(tǒng)有虹吸上升管、虹吸下降管、虹吸輔助管、強(qiáng)制沖洗管、虹吸破壞管、抽氣管、虹吸破壞頭 和水封井。所述虹吸反沖洗管道系統(tǒng)的虹吸上升管與U形管出水口、反洗水出口、虹吸輔助 管、虹吸破壞管和虹吸下降管相連，虹吸輔助管與抽氣管、強(qiáng)制沖洗管相連，虹吸破壞管通 過虹吸破壞頭與水箱相連接，形成虹吸無閥重力式一體化凈水器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述重力式一體化凈水器可以制成高度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致而不同直 徑的罐體。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK104193027SQ201410234599
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】梁開新, 葉新 申請(qǐng)人:梁開新, 葉新