申請日2015.09.01
公開(公告)日2015.12.02
IPC分類號C02F9/04
摘要
本發(fā)明公開了一種自清洗浮濾水處理設(shè)備，包括按豎直方向由上到下分為三層：第一層為混凝反應(yīng)區(qū)、氣浮區(qū);第二層為設(shè)備布置區(qū)、自清洗儲水區(qū);第三層為穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)、過濾區(qū)和排水區(qū)。本發(fā)明所述自清洗浮濾水處理設(shè)備，依靠自身硬件配置合理調(diào)控進水和產(chǎn)水完全實現(xiàn)自清洗過程，且混凝、氣浮、過濾和穩(wěn)定消毒等工藝過程可在一套設(shè)備中完成，還可以克服現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地大、自控配置復(fù)雜、可靠性低和運行維護成本高等缺陷，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化集成、占地小、自控配置簡單、可靠性高和運行維護成本低的優(yōu)點。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種自清洗浮濾水處理設(shè)備，其特征在于，包括按豎直方向由上到下分為三 層：第一層為混凝反應(yīng)區(qū)、氣浮區(qū);第二層為設(shè)備布置區(qū)、自清洗儲水區(qū);第三層為 穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)、過濾區(qū)和排水區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清洗浮濾水處理設(shè)備，其特征在于，所述混凝反應(yīng) 區(qū)由多格分區(qū)組成;氣浮區(qū)由中間的氣浮氣水接觸區(qū)、兩側(cè)的氣浮分離區(qū)和氣浮集水 區(qū)組成;
混凝反應(yīng)區(qū)和氣浮區(qū)底排泥過程：混凝反應(yīng)區(qū)底部設(shè)置排泥管Psc1、Psc2、Psc3……， 每根排泥管上設(shè)置手動或/和自動排泥閥Vsc1、Vsc2、Vsc3……，確保每一格中的沉泥 均能排出;
氣浮區(qū)的每個分離區(qū)和集水區(qū)底部均布有多個泥斗，每個泥斗中配置一根穿孔排 泥管Psd1、Psd2、Psd3……，每根穿孔排泥管上設(shè)置手動或/和自動排泥閥Vsd1、Vsd2、 Vsd3……;每個氣浮區(qū)的排泥總管Pf1和Pf2分別與兩根排渣管Pz1和Pz2連接，且在接 入排渣管前分別設(shè)置兩臺流量計Fs1和Fs2;混凝反應(yīng)區(qū)的排泥管Psc1、Psc2、Psc3…… 就近分別接入每個氣浮區(qū)的排泥總管Pf1和Pf2，接入點須在流量計前。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或-2任意一項所述的自清洗浮濾水處理設(shè)備，其特征在于， 所述自清洗儲水區(qū)與過濾區(qū)上下布置，與傳統(tǒng)重力無閥濾池的形式相同，且在氣浮區(qū) 正下方，并通過自清洗儲水區(qū)與穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)聯(lián)通;設(shè)備布置區(qū)布置在混凝反應(yīng)區(qū)和穩(wěn) 定調(diào)節(jié)區(qū)中間;
連續(xù)過濾過程：有壓進水經(jīng)豎直向上的總進水管P0經(jīng)總進水手動或自動閥門V0、 流量計F0、管道混合器、減速配水三通后，分兩股進入混凝反應(yīng)區(qū)1的第一格，再順 序流經(jīng)第二格、第三格……及最后一格;
在管道混合器中投加混凝劑，完成混凝劑與進水的混合過程;在混凝反應(yīng)區(qū)1的 第一格中選擇性投加助凝劑，并在每格中攪拌器作用下完成混凝反應(yīng)過程;混凝反應(yīng) 后的處理水經(jīng)漸縮式配水暗渠進入氣浮區(qū)中間位置的氣水接觸區(qū)，處理水與溶氣水充 分接觸后做向上升流運動，在氣水接觸區(qū)上層再均勻分流向兩側(cè)的分離區(qū)，完成泥水 分離后的清水向下流經(jīng)分離區(qū)中間區(qū)域安裝的導(dǎo)流斜管或斜板、再水平流動匯集在氣 浮區(qū)兩側(cè)遠端下部的集水區(qū)，氣浮產(chǎn)水經(jīng)兩個集水區(qū)池外側(cè)壁上安裝的兩根逆流式壓 力彎管分別向兩個過濾區(qū)配水;泥水分離后的浮渣在水面表層通過氣浮區(qū)兩側(cè)頂端安 裝的浮渣機作用下收集到氣浮區(qū)兩側(cè)遠端上部的排渣槽，再經(jīng)每個浮渣槽對應(yīng)的排渣 管Pz1和Pz2排出;
和/或，
所述漸縮式配水暗渠，其過水?dāng)嗝嬖谂渌较蛏蠞u縮，確保流速均勻穩(wěn)定;其渠 頂通過等尺寸矩形過水縫向氣水接觸區(qū)配水，確保配水均勻、且水中礬花穩(wěn)定;
氣浮區(qū)產(chǎn)水分別經(jīng)兩根逆流式壓力彎管配水立管上的流量計F1和F2、配水橫管 上的自動調(diào)節(jié)閥Vc1和Vc2、二位三通自動開關(guān)閥Va1和Va2后再經(jīng)兩根虹吸彎管后進 入兩個過濾區(qū)，進水由落水擋板減速后，再經(jīng)濾料層和承托層及配水底板完成過濾過 程，過濾產(chǎn)水先進入配水底板下方的自清洗配水區(qū)、經(jīng)三角過水渠進入過濾區(qū)上方的 自清洗儲水區(qū)，再經(jīng)溢流堰跌水進入過濾區(qū)側(cè)面緊鄰的穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)儲存;如必要，可 在溢流堰跌水處設(shè)計消毒劑投加點，經(jīng)跌水混合作用后對濾后水進行消毒穩(wěn)定處理; 配水底板上均布濾頭，滿足配水的均勻性，并對濾料層和承托層起到一定的支撐作用; 每個自清洗配水區(qū)底板上方分別設(shè)置泄空管Psf1和Psf2，每個泄空管上配有手動閥門 Vsf1和Vsf2，泄空管開口分設(shè)在對應(yīng)的排水泄空區(qū)。
和/或，
所述逆流式壓力彎管由配水立管、流量計、配水橫管、自動調(diào)節(jié)閥門和二位三通 自動開關(guān)閥門組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的自清洗浮濾水處理設(shè)備，其特征在于，所述 排水區(qū)由中間的排水水封區(qū)和兩側(cè)的排水泄空區(qū)組成;
自動自清洗過程：過濾區(qū)中的水位在連續(xù)過濾過程中由于濾料層不斷截留懸浮 物，造成濾料層阻力的增加，促使虹吸彎管內(nèi)的水位不斷升高;當(dāng)水位達到虹吸輔助 管管口時，部分過濾區(qū)進水自動從該虹吸輔助管中落下形成抽氣作用，借以帶走虹吸 彎管中的空氣，逐漸在虹吸彎管中形成真空;當(dāng)虹吸彎管中的真空度達到一定值時， 便發(fā)生虹吸作用，自清洗儲水區(qū)中的過濾產(chǎn)水自下而上地反向通過濾料層和承托層， 對濾料進行自動反沖洗，自清洗過程自動啟動;自清洗過程產(chǎn)生的廢水和氣浮區(qū)的全 部來水，經(jīng)虹吸彎管排入自清洗排水立管，進入排水水封區(qū)后再溢流至兩側(cè)的泄空區(qū) 外排;虹吸彎管和自清洗排水立管的局部管段設(shè)有透明管，現(xiàn)場觀察管內(nèi)水位情況; 當(dāng)自清洗儲水區(qū)的水位下降至虹吸破壞器的作用水位時，空氣經(jīng)虹吸破壞器進入虹吸 彎管，真空環(huán)境和虹吸作用被破壞，自清洗過程自動停止;自動自清洗過程完成，系 統(tǒng)進入到下一個工作周期;在兩根自清洗排水立管末端、排水水封區(qū)設(shè)計溢流水位上 方安裝手動或/和自動調(diào)節(jié)閥門Vm1和Vm2，通過對其閥位開度的調(diào)節(jié)用以控制反沖洗 強度;
強制自清洗過程：如需對過濾區(qū)的濾料進行強制反沖洗，首先人為介入切換對應(yīng) 的逆流式壓力彎管配水橫管上的二位三通自動開關(guān)閥Va1或Va2至第二閥位，控制氣 浮區(qū)出水全部進入自清洗排水立管中并以滿管流形式落下形成抽氣作用，借以帶走虹 吸彎管中的空氣，逐漸在虹吸彎管中形成真空;當(dāng)虹吸彎管中的真空度達到一定值時， 便發(fā)生虹吸作用，自清洗儲水區(qū)中的濾后水自下而上地反向通過濾料層和承托層，對 濾料進行強制反沖洗，自清洗過程被強制啟動;在自清洗儲水區(qū)設(shè)液位計L，在強制 啟動自清洗過程后的某一低液位設(shè)定點，經(jīng)自動連鎖控制將Va1或Va2恢復(fù)到第一閥 位;自清洗過程產(chǎn)生的廢水，經(jīng)虹吸彎管進入自清洗排水立管，排入排水水封區(qū)后再 溢流至兩側(cè)的泄空區(qū)外排;當(dāng)自清洗儲水區(qū)的水位下降至虹吸破壞器作用水位時，空 氣經(jīng)虹吸破壞器進入虹吸彎管，虹吸彎管中的真空環(huán)境和虹吸作用被破壞，自清洗過 程自動停止;強制自清洗過程完成，系統(tǒng)進入到下一個工作周期;兩根自清洗排水立 管末端、排水水封區(qū)設(shè)計溢流水位上方安裝手動閥門Vm1和Vm2，通過對其閥位開度 的調(diào)節(jié)用以配合強制啟動自清洗過程及控制反沖洗強度，確保氣浮區(qū)的全部來水從該 立管中以滿管流形式落下;
和/或，
所述自清洗排水立管由排水立管和手動或/和自動調(diào)節(jié)閥門組成。
說明書
一種自清洗浮濾水處理設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種自清洗浮濾水處理設(shè)備。
背景技術(shù)
在水處理工程領(lǐng)域，混凝、氣浮和過濾均是應(yīng)用很廣的水處理工藝，且通常被串 聯(lián)使用。無論是在地表給水處理工程中、污水再生回用工程中、景觀水循環(huán)凈化處理 工程中，還是在反滲透膜法海水淡化工程中，混凝、氣浮和過濾工藝均有非常廣泛的 應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的混凝、氣浮工藝也存在受進水懸浮物、濁度等水質(zhì)沖擊負荷影響 出水水質(zhì)波動較大，出水不均勻、易短流、易沉泥等問題。另外，近年來陸續(xù)出現(xiàn)的 多種氣浮濾池組合的一體化新工藝雖然解決了氣浮出水均勻性的問題，但是對進水懸 浮物、濁度等沖擊負荷影響在設(shè)計上并沒有更好的應(yīng)對良策，只能依靠運行過程中調(diào) 整過濾周期的長短來確保沖擊負荷下出水水質(zhì)的穩(wěn)定�，F(xiàn)有的混凝、氣浮濾池組合工 藝與混凝、氣浮和濾池串聯(lián)單獨運行的工藝相比設(shè)備配置要求更高、自控系統(tǒng)也更為 復(fù)雜。
目前已有的氣浮濾池組合工藝有，但不限于：
�、倩炷飧�+普通快濾池組合成的氣浮濾池工藝
�、诨炷�、氣浮+V型濾池組合成的氣浮濾池工藝
�、刍炷�、氣浮+移動罩濾池組合成的氣浮濾池工藝
④混凝、氣浮+翻板濾池組合成的氣浮濾池工藝
現(xiàn)有的氣浮濾池工藝有:傳統(tǒng)氣浮和普通快濾池組合的氣浮濾池、傳統(tǒng)氣浮和V 型濾池組合的氣浮濾池、傳統(tǒng)氣浮和移動罩濾池組合的氣浮濾池、傳統(tǒng)氣浮和翻板濾 池組合的氣浮濾池。氣浮濾池工藝由于將氣浮和過濾兩種工藝組合在一起，雖然在空 間上節(jié)約了占地，但是與之各自分開獨立運行相比，相關(guān)配套的電氣設(shè)備數(shù)量并未減 少，自動控制系統(tǒng)也變得更為復(fù)雜，設(shè)備投資和運行維護費用也較高。另外，在應(yīng)對 進水中懸浮物濃度和濁度等水質(zhì)沖擊負荷的影響方面，只能依靠調(diào)整過濾周期的長短 以應(yīng)對沖擊負荷對產(chǎn)水水質(zhì)的影響。
在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、 可靠性低、自控配置復(fù)雜和運行維護成本高等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種自清洗浮濾水處理設(shè)備，依靠自身 硬件配置合理調(diào)控進水和產(chǎn)水完全實現(xiàn)自清洗過程，且混凝、氣浮、過濾和消毒穩(wěn)定 等工藝過程可在一套設(shè)備中完成，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化集成、占地小、可靠性高、自控 配置簡單和運行維護成本低的優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種自清洗浮濾水處理設(shè)備，包括 按豎直方向由上到下分為三層：第一層為混凝反應(yīng)區(qū)、氣浮區(qū);第二層為設(shè)備布置區(qū)、 自清洗儲水區(qū);第三層為穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)、過濾區(qū)和排水區(qū)。
進一步地，所述混凝反應(yīng)區(qū)由多格分區(qū)組成;氣浮區(qū)由中間的氣浮氣水接觸區(qū)、 兩側(cè)的氣浮分離區(qū)和氣浮集水區(qū)組成;
混凝反應(yīng)區(qū)和氣浮區(qū)底排泥過程：混凝反應(yīng)區(qū)底部設(shè)置排泥管Psc1、Psc2、Psc3……， 每根排泥管上設(shè)置手動或/和自動排泥閥Vsc1、Vsc2、Vsc3……，確保每一格中的沉泥 均能排出;
氣浮區(qū)的每個分離區(qū)和集水區(qū)底部均布有多個泥斗，每個泥斗中配置一根穿孔排 泥管Psd1、Psd2、Psd3……，每根穿孔排泥管上設(shè)置手動或/和自動排泥閥Vsd1、Vsd2、 Vsd3……;每個氣浮區(qū)的排泥總管Pf1和Pf2分別與兩根排渣管Pz1和Pz2連接，且在接 入排渣管前分別設(shè)置兩臺流量計Fs1和Fs2;混凝反應(yīng)區(qū)的排泥管Psc1、Psc2、Psc3…… 就近分別接入每個氣浮區(qū)的排泥總管Pf1和Pf2，接入點須在流量計前。
進一步地，所述自清洗儲水區(qū)與過濾區(qū)上下布置，與傳統(tǒng)重力無閥濾池的形式相 同，且在氣浮區(qū)正下方，并通過自清洗儲水區(qū)與穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)聯(lián)通;設(shè)備布置區(qū)布置在 混凝反應(yīng)區(qū)和穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)中間;
連續(xù)過濾過程：有壓進水經(jīng)豎直向上的總進水管P0經(jīng)總進水手動或自動閥門V0、 流量計F0、管道混合器、減速配水三通后，分兩股進入混凝反應(yīng)區(qū)1的第一格，再順 序流經(jīng)第二格、第三格……及最后一格;
在管道混合器中投加混凝劑，完成混凝劑與進水的混合過程;在混凝反應(yīng)區(qū)1的 第一格中選擇性投加助凝劑，并在每格中攪拌器作用下完成混凝反應(yīng)過程;混凝反應(yīng) 后的處理水經(jīng)漸縮式配水暗渠進入氣浮區(qū)中間位置的氣水接觸區(qū)，處理水與溶氣水充 分接觸后做向上升流運動，在氣水接觸區(qū)上層再均勻分流向兩側(cè)的分離區(qū)，完成泥水 分離后的清水向下流經(jīng)分離區(qū)中間區(qū)域安裝的導(dǎo)流斜管或斜板、再水平流動匯集在氣 浮區(qū)兩側(cè)遠端下部的集水區(qū)，氣浮產(chǎn)水經(jīng)兩個集水區(qū)池外側(cè)壁上安裝的兩根逆流式壓 力彎管分別向兩個過濾區(qū)配水;泥水分離后的浮渣在水面表層通過氣浮區(qū)兩側(cè)頂端安 裝的浮渣機作用下收集到氣浮區(qū)兩側(cè)遠端上部的排渣槽，再經(jīng)每個浮渣槽對應(yīng)的排渣 管Pz1和Pz2排出;
和/或，
所述漸縮式配水暗渠，其過水?dāng)嗝嬖谂渌较蛏蠞u縮，確保流速均勻穩(wěn)定;其渠 頂通過等尺寸矩形過水縫向氣水接觸區(qū)配水，確保配水均勻、且水中礬花穩(wěn)定。
氣浮區(qū)產(chǎn)水分別經(jīng)兩根逆流式壓力彎管配水立管上的流量計F1和F2、配水橫管 上的自動調(diào)節(jié)閥Vc1和Vc2、二位三通自動開關(guān)閥Va1和Va2后再經(jīng)兩根虹吸彎管后進 入兩個過濾區(qū)，進水由落水擋板減速后，再經(jīng)濾料層和承托層及配水底板完成過濾過 程，過濾產(chǎn)水先進入配水底板下方的自清洗配水區(qū)、經(jīng)三角過水渠進入過濾區(qū)上方的 自清洗儲水區(qū)，再經(jīng)溢流堰跌水進入過濾區(qū)側(cè)面緊鄰的穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)儲存;如必要，可 在溢流堰跌水處設(shè)計消毒劑投加點，經(jīng)跌水混合作用后對濾后水進行消毒穩(wěn)定處理; 配水底板上均布濾頭，滿足配水的均勻性，并對濾料層和承托層起到一定的支撐作用; 每個自清洗配水區(qū)底板上方分別設(shè)置泄空管Psf1和Psf2，每個泄空管上配有手動閥門 Vsf1和Vsf2，泄空管開口分設(shè)在對應(yīng)的排水泄空區(qū)。
和/或，
所述逆流式壓力彎管由配水立管、流量計、配水橫管、自動調(diào)節(jié)閥門和二位三通 自動開關(guān)閥門組成。
進一步地，所述排水區(qū)由中間的排水水封區(qū)和兩側(cè)的排水泄空區(qū)組成;
自動自清洗過程：過濾區(qū)中的水位在連續(xù)過濾過程中由于濾料層不斷截留懸浮 物，造成濾料層阻力的增加，促使虹吸彎管內(nèi)的水位不斷升高;當(dāng)水位達到虹吸輔助 管管口時，部分過濾區(qū)進水自動從該虹吸輔助管中落下形成抽氣作用，借以帶走虹吸 彎管中的空氣，逐漸在虹吸彎管中形成真空;當(dāng)虹吸彎管中的真空度達到一定值時， 便發(fā)生虹吸作用，自清洗儲水區(qū)中的過濾產(chǎn)水自下而上地反向通過濾料層和承托層， 對濾料進行自動反沖洗，自清洗過程自動啟動;自清洗過程產(chǎn)生的廢水和氣浮區(qū)的全 部來水，經(jīng)虹吸彎管排入自清洗排水立管，進入排水水封區(qū)后再溢流至兩側(cè)的泄空區(qū) 外排;虹吸彎管和自清洗排水立管的局部管段設(shè)有透明管，現(xiàn)場觀察管內(nèi)水位情況; 當(dāng)自清洗儲水區(qū)的水位下降至虹吸破壞器的作用水位時，空氣經(jīng)虹吸破壞器進入虹吸 彎管，真空環(huán)境和虹吸作用被破壞，自清洗過程自動停止;自動自清洗過程完成，系 統(tǒng)進入到下一個工作周期;再兩根自清洗排水立管末端、排水水封區(qū)設(shè)計溢流水位上 方安裝手動或自動閥門Vm1和Vm2，通過對其閥位開度的調(diào)節(jié)用以控制反沖洗強度;
強制自清洗過程：如需對過濾區(qū)的濾料進行強制反沖洗，首先人為介入切換對應(yīng) 的逆流式壓力彎管配水橫管上的二位三通自動開關(guān)閥Va1或Va2至第二閥位，控制氣 浮區(qū)出水全部進入自清洗排水立管中并以滿管流形式落下形成抽氣作用，借以帶走虹 吸彎管中的空氣，逐漸在虹吸彎管中形成真空;當(dāng)虹吸彎管中的真空度達到一定值時， 便發(fā)生虹吸作用，自清洗儲水區(qū)中的濾后水自下而上地反向通過濾料層和承托層，對 濾料進行強制反沖洗，自清洗過程被強制啟動;在自清洗儲水區(qū)設(shè)液位計L，在強制 啟動自清洗過程后的某一低液位設(shè)定點，經(jīng)自動連鎖控制將Va1或Va2恢復(fù)到第一閥 位;自清洗過程產(chǎn)生的廢水，經(jīng)虹吸彎管進入自清洗排水立管，排入排水水封區(qū)后再 溢流至兩側(cè)的泄空區(qū)外排;當(dāng)自清洗儲水區(qū)的水位下降至虹吸破壞器作用水位時，空 氣經(jīng)虹吸破壞器進入虹吸彎管，虹吸彎管中的真空環(huán)境和虹吸作用被破壞，自清洗過 程自動停止;強制自清洗過程完成，系統(tǒng)進入到下一個工作周期;在兩根自清洗排水 立管末端、排水水封區(qū)設(shè)計溢流水位上方安裝手動或/和自動調(diào)節(jié)閥門Vm1和Vm2，通 過對其閥位開度的調(diào)節(jié)用以配合強制啟動自清洗過程及控制反沖洗強度，確保氣浮區(qū) 的全部來水從該立管中以滿管流形式落下。
和/或，
所述自清洗排水立管由排水立管和手動或/和自動調(diào)節(jié)閥門組成。
本發(fā)明各實施例的自清洗浮濾水處理設(shè)備，由于包括按豎直方向由上到下分為三 層：第一層為混凝反應(yīng)區(qū)、氣浮區(qū);第二層為設(shè)備布置區(qū)、自清洗儲水區(qū);第三層為 穩(wěn)定調(diào)節(jié)區(qū)、過濾區(qū)和排水區(qū);從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地大、自控配 置復(fù)雜、可靠性低和維護成本高的缺陷，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化集成、占地小、自控配置 簡單、可靠性高和維護成本低的優(yōu)點。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。
