專利名稱：一種高效澄清水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種給水處理、污水處理、中水回用處理 或水質(zhì)凈化處理的設(shè)備，特別是一種高效澄清水處理裝置。 背條技術(shù)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，城鄉(xiāng)用水量逐漸增加。然而，由 于工農(nóng)業(yè)廢水的大量排放而導(dǎo)致水質(zhì)污染狀況日趨嚴(yán)重。針對(duì)上述情況，各國制定的各種 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格。利用接觸絮凝原理以去除水中懸浮物的澄清池，早在20世紀(jì)30年代就在國際上開始 應(yīng)用，至今已成為水廠設(shè)計(jì)中主要澄清沉淀手段之一。我國自20世紀(jì)60年代初開始采用 澄清池。由于澄清池利用自身的泥渣回流再利用，混合反應(yīng)絮凝及沉淀均在一個(gè)池內(nèi)完成， 其占地面積小，投資省，因而在我國中小城鎮(zhèn)水廠中使用廣泛。近年來，澄清工藝更在中 水回用、污水處理領(lǐng)域得到青睞。但目前的池型普遍存在以下問題反應(yīng)室容積小，反應(yīng) 時(shí)間短，泥渣回流量難以控制，使得回流泥渣接觸、絮凝作用發(fā)揮受到影響，另外，沉淀 效率低，處理效果差，處理水量有限，已經(jīng)不能適應(yīng)城鎮(zhèn)需水量的增加以及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高 的需要。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效節(jié)能澄清水處理裝置，以解決傳統(tǒng)混凝沉淀(澄 清)處理裝置占地面積大，單位出水造價(jià)高，污泥處理難，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，對(duì)有機(jī)物處 理能力低以及自動(dòng)控制復(fù)雜等問題。本實(shí)用新型提出的高效澄清水處理裝置，其結(jié)構(gòu)如下(見圖1和圖2所示)它由容積絮凝室1和12，網(wǎng)孔擾流裝置2，預(yù)沉室ll，進(jìn)水漸變管8，活性泥渣懸浮層3，斜管 4，集水系統(tǒng)5，小排泥管20，回用污泥泵19,排泥斗6，泥渣濃縮室7，排渣管9，出水 渠10,排渣槽13,強(qiáng)制出水管14，虹吸排泥管15，排泥管16、 17、 18組合構(gòu)成；其中 容積絮凝室1和12分別位于裝置的中間部位，網(wǎng)孔擾流裝置2設(shè)置于容積絮凝室1和12 中；預(yù)沉室ll位于容積絮凝室l下部；進(jìn)水漸變管8設(shè)置在裝置的下側(cè)，與預(yù)沉室ll連 通，預(yù)沉室11的底部設(shè)有排泥管17;活性泥渣懸浮層3在容積絮凝室12的外側(cè)周圍；活 性泥渣懸浮層3的上方設(shè)置斜管4，下方設(shè)置濃縮室7,排渣管9均勻設(shè)置在活性泥渣懸 浮層3中，數(shù)量為3 12根，沿澄清池過水平面均勻布置，將泥渣懸浮層3與泥渣濃縮室 7相連通；在斜管4的上方為清水區(qū)，在清水區(qū)內(nèi)設(shè)置集水系統(tǒng)5,清水區(qū)的外側(cè)設(shè)置出水渠10;濃縮室7內(nèi)裝有強(qiáng)制出水管14，將濃縮室7與集水系統(tǒng)5相連；澄清池的底部 為排泥斗6，在澄清池外側(cè)設(shè)置有虹吸排泥管15，由管道與排泥斗6連通；在容積絮凝室 12的上部周圍設(shè)有排渣槽13，由管道與排泥管16連通；虹吸排泥管15中有小排泥管20 與回用污泥泵19相連，回用污泥泵19通過管道及計(jì)量設(shè)施與進(jìn)水漸變管8相連。根據(jù)上述髙效澄清水處理裝置，本實(shí)用新型提出的高效澄清水處理工藝，具體步驟 如下原水在投加混凝劑后，由混合裝置混合均勻，從漸變管8從澄清池下部進(jìn)入澄清池 內(nèi)的預(yù)沉室11,控制進(jìn)入漸變管8內(nèi)的水流流速由0. 6 1. 5m/s漸變?yōu)?.1 0. 3m/s;在 預(yù)沉室11內(nèi)，水流中大顆粒的泥沙發(fā)生沉降；水流經(jīng)過預(yù)沉室ll的緩沖后依次進(jìn)入高效 容積網(wǎng)孔絮凝室1和12，在高效容積絮凝室1和12中設(shè)有網(wǎng)孔擾流裝置2，網(wǎng)孔繞流裝 置2—般分為三段，每段的網(wǎng)孔層根據(jù)初始粒子絮凝要求設(shè)置為不同的網(wǎng)孔及間距， 一般 地網(wǎng)孔層為2 6層，網(wǎng)孔內(nèi)水流速度控制為0.05 0.40m/s，網(wǎng)孔的大小設(shè)置為25~55咖， 厚度為10 45mm,容積絮凝室內(nèi)的上升流速控制為0. 02 0. 15m/s,網(wǎng)孔內(nèi)的流速與容積 絮凝室內(nèi)的流速之比控制為1: 2 1: 8之間；上升水流經(jīng)擾流裝置2后，因動(dòng)勢能轉(zhuǎn)換的慣性效應(yīng)而產(chǎn)生微渦漩，使粒子之間的碰撞幾率增加，初始粒子經(jīng)過多次觸變而形成絮凝顆粒稱之為次生粒子；而水中溶解氣體以及一級(jí)泵氣蝕作用產(chǎn)生的微氣泡因減壓而對(duì)水中的部分有機(jī)物和部分藻類產(chǎn)生氣浮作用，使得輕于水比重的礬花、有機(jī)物和部分藻類等通過氣浮作用去除；氣浮產(chǎn)生的浮渣在輻射水流推動(dòng)下由上部周邊排渣槽13收集后適時(shí) 排放。帶有次生粒子的水體通過導(dǎo)流管配流均勻地進(jìn)入高體積濃度活性泥渣懸浮區(qū)3中， 在活性泥渣懸浮區(qū)3中沿澄清池平面均勻布置排渣管9，其數(shù)量為3 12根；帶有次生粒 子的水體進(jìn)入髙體積濃度活性泥渣懸浮區(qū)3后，進(jìn)一步發(fā)生接觸絮凝，成長為一定粒度的 絮體，其中， 一部分發(fā)生沉降濃縮，通過導(dǎo)流排渣管9進(jìn)入濃縮室7， 一部分隨著水流在 上升，其上升設(shè)計(jì)流速為1 5mm/s，其間上升水流內(nèi)的懸浮絮體與經(jīng)斜管4泥水分離后的 下滑活性泥渣在上下循環(huán)回流的摩擦和擠壓旋轉(zhuǎn)作用下，形成致密化的活性結(jié)團(tuán)絮凝球 體，并不斷吸附水中的部分有機(jī)物和微量有毒重金屬元素；水流經(jīng)斜管4的沉降區(qū)時(shí)，由 于絮體的比重塌加，泥水得到很好的分離，原水中的清水經(jīng)池體上面的集水管(槽)5收 集后流入出水渠10。濃縮室7內(nèi)裝有強(qiáng)制出水管14,將濃縮室7內(nèi)的上清水匯入集水系 統(tǒng)5以增加系統(tǒng)的產(chǎn)水量。本工藝中產(chǎn)生的泥渣分三部分排除a.容積絮凝室1底部泥砂斗泥沙預(yù)沉，由排渣管17適時(shí)排除；1).氣浮產(chǎn)生的浮渣進(jìn)入排渣槽13后，由排渣管16適時(shí)排除；c.泥渣懸浮 區(qū)3的上部多余的泥渣，在強(qiáng)制出水的作用下通過排渣管9進(jìn)入濃縮室7中濃縮沉淀；濃
縮室7中的污泥在重力作用下匯集至澄清池底部排泥斗6，排泥斗6中的泥渣由虹吸排泥 管15伸入排泥斗6中的小排泥管20經(jīng)回用污泥泵19，適量地送入進(jìn)水漸變管8內(nèi)并與原 水混合，而排泥斗6中的剩余泥渣經(jīng)過虹吸排泥管15適時(shí)排出池外，這四種泥渣的排除 均可由相應(yīng)的自動(dòng)控制程序控制而適時(shí)適量自動(dòng)排除。排泥斗6中的泥渣由虹吸排泥管15伸入排泥斗6中的小排泥管20經(jīng)回用污泥泵19, 適量地送入進(jìn)水漸變管8內(nèi)并與原水混合，以節(jié)省工藝的加藥量，提升工藝的混凝效果。 上述斜管沉淀區(qū)中的斜管4的替代物是U型高效沉淀(濃縮)斜管或斜板。 上述高效澄清池的平面可以是圓形、方形或者多邊形，根據(jù)實(shí)際需要確定。 本實(shí)用新型約工藝可在水處理工程中單獨(dú)使用或在聯(lián)合工藝中使用。 與常規(guī)水力循環(huán)澄清池相比，本高效澄清池具有以下優(yōu)點(diǎn)(1) 與原有的水力循環(huán)澄清池相比，采用了大口徑管從澄清池下部直接進(jìn)水，進(jìn)水漸 變管內(nèi)的水流流速由0. 6 1. 3m/s漸變?yōu)?. 1 0. 3m/s，節(jié)約了噴射嘴5m左右的水頭損失；(2) 水中溶解氣體以及一級(jí)泵氣蝕作用產(chǎn)生的微氣泡因減壓而對(duì)水中的部分有機(jī)物和 部分藻類產(chǎn)生氣浮作用，使得輕于水比重的礬花、有機(jī)物和部分藻類等通過氣浮去除(3) 本髙效澄清池內(nèi)部的水流沿截面均勻分配，池內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)短流現(xiàn)象；(4) 在泥漶絮凝接觸區(qū)，接觸介質(zhì)的絮凝顆粒因?yàn)榻?jīng)過網(wǎng)孔絮凝而形成最佳的幾何尺寸和密度，具有足夠的沉降速度和伸展的表面積，防止了懸浮物細(xì)分散和膠溶；形成的泥 渣層具有吸附性和粘附活性，可以有效地去除部分有機(jī)物和微量有毒重金屬；(5) 設(shè)置了泥渣濃縮室，產(chǎn)生的泥渣得到最大限度地濃縮，減少了污泥后續(xù)處理工藝； 過剩的懸浮物有效地沿著澄清池的截面均勻地排除，并能對(duì)它進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)；(6) 工藝產(chǎn)生的污泥一部分回流至進(jìn)水管，由于采用污泥回流使進(jìn)水的污泥濃度增加 并與水的接觸時(shí)間延長，從而降低了耗藥量，提高了工藝的混凝澄清效果。


圖l高效齄清裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2高效澄清裝置平面圖。圖3網(wǎng)孔擾流裝置平面示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1是容積絮凝室，2是網(wǎng)孔擾流裝置，3是活性泥渣懸浮層，4是斜管，5 是集水系統(tǒng)，6是底部排泥斗，7是濃縮室，8是漸變管，9是排渣管，10是出水渠，11 是預(yù)沉室，12是容積絮凝室，13是排渣槽，14是強(qiáng)制出水管，15是虹吸排泥管，16、 17、 18為排泥管，19為回用污泥泵，20為小排泥管。本工藝集混凝、沉淀、澄清、氣浮、泥渣回用技術(shù)于一體，解決了傳統(tǒng)澄清池和混
凝一沉淀工藝占地面積大，投藥量大，污泥處理難，運(yùn)行效果不穩(wěn)定，對(duì)有機(jī)物處理能力 低等問題。本工藝特有的氣浮、容積絮凝、活性泥渣回用技術(shù)，使得各項(xiàng)污染物(C0DMn， SS，N,P等)的處理效率提高了約15%左右，較傳統(tǒng)混凝沉淀工藝節(jié)省占地約40%，投藥 量約降低10%左右。本工藝不僅對(duì)水中的渾濁度和色度起去除作用，而且對(duì)水中的有機(jī)物 及藻類有較好的去除功能，適用于城鎮(zhèn)飲用水、工業(yè)給水、中水回用以及廢水回用深度處 理等領(lǐng)域的處理工藝中。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l， 一新建自來水廠，規(guī)模為3萬噸/日，采用本實(shí)用新型的給水工藝采用潛 水泵取水，經(jīng)過泵前加藥后，進(jìn)入高效澄清池，其參數(shù)如下高效澄清池有效直徑為12. 50m，容積絮凝室1的直徑為3. OOm，容積絮凝室12的直 徑為4.20m;進(jìn)水漸變管內(nèi)的流速由1.00m/s降低為0.20m/s;擾流網(wǎng)孔為二段，采用的 網(wǎng)孔尺寸分別為25X25咖和50X50ram，網(wǎng)孔內(nèi)水流速度為0. 25m/s,反應(yīng)室內(nèi)的上升流 速為0.05 m/s,網(wǎng)孔內(nèi)的流速與容積絮凝室內(nèi)的流速之比為5: 1?；钚阅嘣鼘又性O(shè)置6 根排渣管，均勻分布，其直徑為DN200。清水區(qū)上升流速為3.2mm/s。在進(jìn)水濁度為0 150NTU范圍內(nèi)時(shí)，高效澄清池出水濁度穩(wěn)定在5. ONTU以下，水廠 排泥全自動(dòng)，澄清池占地面積僅為130m2。實(shí)施例2，將本工藝用于某自來水廠的改造，水廠原有的工藝為125噸/小時(shí)的水力循 環(huán)澄清池工藝，在進(jìn)水濁度在20 200NTU的情況下，出水一般在10 15NTU左右，通過改 造，對(duì)原有的澄清池加裝了網(wǎng)孔絮凝裝置、泥渣層過濾、斜管沉淀，并按照本工藝設(shè)置了 排泥系統(tǒng)和泥渣回流系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中采用的參數(shù)如下高效澄清池有效直徑為7. 20m，容積絮凝室l的直徑為1.80m，容積絮凝室12的直徑 為2.82m;進(jìn)水漸變管內(nèi)的流速由1.0m/s降低為0.2m/s;擾流網(wǎng)孔為二段，采用的網(wǎng)孔 尺寸分別為25X25mm和50X50mm,網(wǎng)孔內(nèi)水流速度為0. 25m/s，反應(yīng)室內(nèi)的上升流速為 0.05m/s，網(wǎng)孔內(nèi)的流速與容積絮凝室內(nèi)的流速之比為5: 1。活性泥渣層中設(shè)置6根排渣 管，均勻分布，其直徑為DN200。清水區(qū)上升流速為3.4mm/s。經(jīng)過上述改進(jìn)后，在進(jìn)水濁度在20 200NTU的情況下，出水濁度穩(wěn)定在5NTU以內(nèi)， 水力循環(huán)澄清池每小時(shí)的出水量從原來的125噸/小時(shí)增加到420噸/小時(shí)，節(jié)省了原先澄 清池噴嘴5 7米的水頭損失，降低了能耗；并實(shí)現(xiàn)了澄清池的自動(dòng)排泥功能。
權(quán)利要求1、一種高效澄清水處理裝置，其特征在于它由容積絮凝室(1)和(12)，網(wǎng)孔擾流裝置(2)，預(yù)沉室(11)，進(jìn)水漸變管(8)，活性泥渣懸浮層(3)，斜管(4)，集水系統(tǒng)(5)，小排泥管(20)，回用污泥泵(19)，排泥斗(6)，泥渣濃縮室(7)，排渣管(9)，出水渠(10)，排渣槽(13)，強(qiáng)制出水管(14)，虹吸排泥管(15)，排泥管(16)、(17)、(18)組合構(gòu)成；其中容積絮凝室(1)和(12)分別位于裝置的中間部位，網(wǎng)孔擾流裝置(2)設(shè)置于容積絮凝室(1)和(12)中；預(yù)沉室(11)位于容積絮凝室(1)下部；進(jìn)水漸變管(8)設(shè)置在澄清池下側(cè)，與預(yù)沉室(11)連通，預(yù)沉室(11)的底部設(shè)有排泥管(17)；活性泥渣懸浮層(3)在容積絮凝室(12)的外側(cè)周圍；活性泥渣懸浮層(3)的上方設(shè)置斜管(4)，下方設(shè)置濃縮室(7)，排渣管(9)均勻設(shè)置在活性泥渣懸浮層(3)中，將泥渣懸浮層(3)與泥渣濃縮室(7)相連通；在斜管(4)的上方為清水區(qū)，在清水區(qū)內(nèi)設(shè)置集水系統(tǒng)(5)，清水區(qū)的外側(cè)設(shè)置了出水渠(10)；澄清池的底部為排泥斗(6)，在澄清池外側(cè)設(shè)置有虹吸排泥管(15)，由管道與排泥斗(6)連通；在容積絮凝室(12)的上部周圍設(shè)有排渣槽(13)，由管道與排泥管(16)連通；虹吸排泥管(15)中有小排泥管(20)與回用污泥泵(19)相連，回用污泥泵(19)通過管道及計(jì)量設(shè)施與進(jìn)水漸變管(8)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效澄清水處理裝置，其特征在于所述的網(wǎng)孔繞流裝置 (2)分為三段，每段的網(wǎng)孔層根據(jù)初始粒子絮凝要求設(shè)置為不同的網(wǎng)孔及間距，網(wǎng)孔層為2 6層，網(wǎng)孔的大小為25-55mm，厚度為10-45mra。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效澄清水處理裝置，其特征在于所述排渣管(9)數(shù)量 為3 12根，沿澄清池平面均勻布置。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效澄清水處理裝置，其特征在于所述斜管(4)的替 代物是U型沉淀斜管或斜板。
專利摘要本實(shí)用新型屬水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高效澄清水處理裝置。裝置的中間部位為兩個(gè)容積絮凝室，其內(nèi)設(shè)有網(wǎng)孔擾流裝置，容積絮凝室下部為預(yù)沉室?；钚阅嘣鼞腋釉谌莘e絮凝室的外側(cè)周圍，其上方設(shè)置斜管，下方設(shè)置濃縮室，排渣管均勻設(shè)置在活性泥渣懸浮層中，澄清池的底部為排泥斗，有虹吸排泥管與排泥斗連通。在容積絮凝室的上部周圍設(shè)有排渣槽，由管道與排泥管連通，虹吸排泥管與污泥回用池相連；排泥斗與回用污泥泵相連。本裝置的水處理工藝集小氣浮、容積絮凝、活性泥渣層絮凝及回用技術(shù)于一體，與傳統(tǒng)混凝沉淀工藝相比，節(jié)省占地40％，投藥量約降低10％，處理效率提高15％。
文檔編號(hào)B01D21/00GK201033264SQ20072006833
公開日2008年3月12日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者堅(jiān) 何, 刁遠(yuǎn)田, 吳根林 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué);泰興市睿濟(jì)科技有限公司