专利名称：一种一体化净水设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种净水给水处理设备，具体是一种包含钟罩虹吸式脉冲澄清 池与重力式无阀滤池的一种一体化净水设备。
背景技术：
目前，在城镇给水工程及工业企业的小型水厂， 一体化净水设备以其占地 较小、施工工期短、投资较省以及运行管理较为方便等优点，得到了普遍采用， 但一体化净水设备的主要缺点是排泥及反冲洗等自耗水量较高，自耗水率通常在15%以上，且随着原水浊度的升高自耗水量大幅增加，这不仅会加大后续处 理设施的规模与投入，从水资源的利用率和运行费用等方面看都是极大的浪发明内容为了克服现有技术的不足，本发明提供一种包含钟罩虹吸式脉冲澄清池与 重力式无阀滤池的一体化净水设备，该设备能够调节脉冲周期与泥渣回流量以 适应原水水质及水量变化和降低自耗水率。为了解决的上述技术问题，本发明的技术方案是一种一体化净水设备，主要包括脉冲发生器1、脉冲澄清区8、过滤区12、 沉淀水箱29和泥渣浓縮室15。所述的脉冲发生器l由钟罩2、中央虹吸管5 和真空破坏管3构成，真空破坏管3的一端与钟罩2顶部连通，真空破坏管3 的另一端引至脉冲发生器l外下部与脉冲发生器l接通，在真空破坏管3上接 出三条管口高度不同的支管伸入进水室4内，各支管上分别设控制阀门3-l、3-2及3-3;在反冲洗排水通道11-2侧设置反冲洗排水澄清回收装置，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构成， 在沉淀水箱29下方设置人字整流板30，沉淀水箱29底部设有排泥管32, 一次虹吸下降管26的一端接反冲洗排水通道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的一端与沉淀水箱29 的顶部连通，另一端插入水封井31内；在污泥通道13上设置泥渣回流调节 板14，取消脉冲澄清池稳流板，布水管7上的布水孔由双排成90。夹角向下 改为单排垂直向下。上述的真空破坏管3上接出的管口高度不同的支管数可多于三条且不少 于一条。本发明与现有技术比较的主要特点是1. 本发明在脉冲发生器l设置真空破坏管3和数条管口高度不同的支管伸 入进水室4内，控制支管上阀门3-1、 3-2及3-3，达到控制不同的预定脉冲 周期，以适应原水水质及水量变化。2. 本发明在污泥通道13上设置泥渣回流调节板14,可使脉冲澄清区8沉 淀下来的泥渣部分或全部循环回流到悬浮泥渣层内，以确保悬浮泥渣层处在稳 定状态，大大提高了处理低浊度原水的适应能力。3. 本发明采取大水深及大容量的泥渣浓縮室15，充分利用泥渣的重力压縮 作用以縮小泥渣体积，提高排泥含固率，进而减少排泥耗水量。4. 本发明设置反冲洗排水澄清回收装置，极大地降低了反冲洗耗水量。 综合上述特点，本发明与同类一体化净水设备相比，生产自耗水率降低80%以上，极大地提高了水资源利用率，是一种节省投资的高效节能设备，社会 及经济效益巨大。说明附l是本发明的俯视结构意图。图2是本发明俯视结构意图的A-A剖面结构示意图。 图3是本发明俯视结构意图的B-B剖面结构示意图。 图4是本发明俯视结构意图的C-C剖面结构示意图。 图5是本发明俯视结构意图的D-D剖面结构示意图。 图6是本发明俯视结构意图的E-E剖面结构示意图。图中脉冲发生器l，钟罩2，真空破坏管3，支管上阀门3-l、3-2及3-3， 进水室4，中央虹吸管5，中央竖管6，布水管7,脉冲澄清区8，集水槽9， 出水口 IO，进水通道ll-l,反冲洗排水通道11-2，过滤区12，泥渣通道13， 泥渣回流调节板14，泥渣浓縮室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,虹吸辅助管管口 23，强制冲 洗器24，反冲洗虹吸辅助管25， 一次虹吸下降管26， 二次虹吸下降管27， 虹吸破坏斗28，沉淀水箱29,人字整流板30，水封井31，沉淀水箱排泥管32。
具体实施方式
下面附图和实施例对本发明作进一步描述。一. 主要设计参数1. 原水连续进水混浊度才IOOONTU，短期氺3000NTU，澄清出水才5NTU;2. 重力式无阀滤池分为两格，过滤出水浊度氺1NTU;3. 其他设计参数依据给水排水设计手册第3册《城镇给水》(第2版)选取。二、 处理流程说明 l.澄清如图l、图2、图3和图4所示投加混凝剂经管式混合器混合后的原水进入脉冲发生器1的进水室4，水面逐渐上升超过中央虹吸管5的管口时，水溢流落 入中央竖管6并带走钟罩2内的空气直至形成脉冲放水，原水得以脉动的方式经 布水管7均匀布水进入脉冲澄清区8，以缓慢速度垂直上升通过澄清区8悬浮泥 渣层时，原水颗粒被吸附并沉淀分离，从而原水得到澄清，由集水槽9汇集至 出水口10经进水通道1卜1自流到过滤区12进行过滤，沉淀分离下来的过剩泥渣 则经泥渣通道13进入泥渣浓縮室15进行浓縮后由排泥管16排出。为方便调节脉冲周期以适应原水水质及水量的变化，本发明从钟罩2上接 出真空破坏管3，另外从真空破坏管3上接出若干个(附图上为3个)支管， 按不同的管口高度分别伸入进水室4内，支管上分别设有控制阀门3-1、 3-2及 3-3，每个控制阀门对应一个设定的脉冲周期，支管管口位置较高的对应脉冲 周期较短，反之较长。打开支管上其中的一个阀门时，进水室4的水面在脉冲 放水过程中下降到支管管口位置时，空气即从管口进入钟罩2破坏真空随即停 止放水，但在连续进水的情况下，进水室4水面接着恢复上升形成虹吸重新放 水，如此周而复始形成脉冲循环。如图4所示为避免在低浊度原水的情况下出现悬浮泥渣层不稳定导致出水 水质恶化的情况，本发明在污泥通道13上设置泥渣回流调节板14，当出现 原水浊度过低的情况时适度打开调节板14，让部分或全部泥渣回流到澄清区 8悬浮泥渣层，以维持悬浮泥渣层的稳定状态。为解决传统脉冲澄清池布水稳流板缝隙容易积泥堵塞导致布水不均的常见 问题，本发明采取的改进措施是取消稳流板，布水管7上的布水孔由双排成90。 夹角向下布置改为单排垂直向下布置，原稳流板的快速混合功能由设备本体外 的管式混合器取代。2.排泥如图4和图5所示从脉冲澄清区8沉淀分离出来的过剩泥渣在重力作用下经 泥渣通道13进入泥渣浓縮室15进行浓縮后由排泥管16排出。如图4所示本发明采取大水深及大容量的泥渣浓縮室15，在结构布置上 充分利用泥渣的重力压縮作用以縮小泥渣体积，提高排泥含固率，进而减少排 泥耗水量。在一般(原水浊度^500NTU)情况下，排泥含固率可由初期的0.5 %左右提高到2.5%左右，泥渣体积縮小80%以上，大大降低排泥耗水量，耗 水率降至2.5%以下。3. 过滤如图2、图3和图6所示澄清出水由通道11自流进入过滤区12滤层自上而下 过滤后经集水口17、通道18、出水口19注入清水箱20内贮存，水箱充满后，从 出水槽21溢流经出水管22流入清水池。4. 反冲，先如图2和图4所示随着过滤区12的滤层不断截留悬浮物，造成滤层阻力的逐 渐增加，因而促使过滤水位不断升高，当水位达到虹吸辅助管管口23时，强制 冲洗器24开始工作，通过反冲洗虹吸辅助管25抽吸带走一次虹吸下降管26及二 次虹吸下降管27的空气直至形成真空虹吸排水，清水箱20中的水即经出水口 19、通道18、集水口17自下而上地通过过滤区12的滤层，对滤料进行反冲洗； 当清水箱20的水面下降到虹吸破坏斗28管口时，空气即从管口进入破坏真空， 滤池反冲洗随之结束，接着重新开始过滤。两格滤池轮流错开时间进行反冲洗，其中一格进行反冲洗时，另一格进行 正常过滤及时补充清水箱，以满足反冲洗用水要求。滤池滤料的纳污能力按O. 35kg/mH十算，滤池反冲洗周期约8h，即反冲洗次 数3次/d。5.反冲洗排水回收如
图1和图2所示反冲洗排水澄清回收装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 内，上端口与滤池反冲洗排水通道l l-2连通，下部出水口位于沉淀水箱29下方， 虹吸下降管27为澄清出水管，上端口与沉淀水箱29上部连通，下部出水口插入 水封井31内，人字整流板30在沉淀水箱29下方。回收水流程为滤池反冲洗时， 反冲洗排水沿一次虹吸下降管26从沉淀水箱29下部进入，经人字整流板30整流 后，将上部澄清水成推移流状从水箱顶部经二次虹吸下降管27排入水封井31， 再由水封井溢出进入清水池。滤池反洗一旦结束，进入沉淀水箱29的反冲洗排 水随即转为静止沉淀状态，此时水中颗粒仍然处在失稳的可沉降状态，在经过 一个过滤周期约8h的静止沉淀后，澄清水于下一次反冲洗时排入水封井31，沉 淀下来的泥渣在沉淀水箱底部经24 36h浓縮将含固率提高到l^左右，再由排 泥管32排出。沉淀水箱的沉淀效果，对沉降速率为O. 15mm/s的颗粒去除率为100X，沉降 速率0.1mm/s的为75X以上。实际上，原水通过投加混凝剂充分混合、吸附絮 凝，水中已基本上没有沉降速率<0. 15ram/s的可沉降颗粒，经约8h长时间的静 止沉淀后，出水浊度可达到才1NTU。沉淀水箱的有效容积不小于滤池一次反冲洗的排水量，且必须考虑适当的 安全余量。反冲洗排水澄清回收装置极大地降低了反冲洗耗水量，耗水率从5 %左右降 低至O. 1%左右。 三.排泥水量计算依照现行给水排水设计手册第3册《城镇给水》确定泥渣含水率，结合排泥水自然沉降特性曲线以及泥渣浓縮室容量来计算设备的排泥水量。 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—泥浆的密度，t/ m3 P—泥浆含水率，％ 干泥量按下式计算G=0.0864q(S「S2) (t/d) (2)或G=0. 1037q(T厂T2) (t/d) (3) 式中q—设计水量，m7s51— 进水悬浮物含量，mg/152— 出水悬浮物含量，mg/1 进水浊度，NTUT2—出水浊度，NTU四.结语原水混浊度在100 500NTU范围内时，本发明自耗水率可控制在l. 0 2. 5 %以下，当达到最大连续进水混浊度1000NTU时可控制在5.0Q^以下，与目前同 类净水设备相比，在大大降低自耗水率的同时，大幅提高了设备产能，且无须 增加额外诸如电费、药剂费、人工费等运行及管理费用。
权利要求
1.一种一体化净水设备，主要包括脉冲发生器(1)、脉冲澄清区(8)、过滤区(12)、沉淀水箱(29)和泥渣浓缩室(15)，其特征在于，所述的脉冲发生器(1)由钟罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破坏管(3)构成，真空破坏管(3)的一端与钟罩(2)顶部连通，真空破坏管(3)的另一端引至脉冲发生器(1)外下部与脉冲发生器(1)接通，在真空破坏管(3)上接出三条管口高度不同的支管伸入进水室(4)内，各支管上分别设控制阀门(3-1)、(3-2)及(3-3)；在反冲洗排水通道(11-2)侧设置反冲洗排水澄清回收装置，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)构成，在沉淀水箱(29)下方设置人字整流板(30)，沉淀水箱(29)底部设有排泥管(32)，一次虹吸下降管(26)的一端接反冲洗排水通道(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)的一端与沉淀水箱(29)的顶部连通，另一端插入水封井(31)内；在污泥通道(13)上设置泥渣回流调节板(14)，取消脉冲澄清池稳流板，布水管(7)上的布水孔由双排成90°夹角向下改为单排垂直向下。
2. 根据权利要求l所述的一体化净水设备，其特征在于，所述的真空破坏 管(3)上接出的管口高度不同的支管数可多于三条且不少于一条。
全文摘要
本发明公开了一种一体化净水设备。主要包括脉冲发生器(1)、脉冲澄清区(8)、过滤区(12)、沉淀水箱(29)和泥渣浓缩室(15)。所述的脉冲发生器(1)由钟罩(2)、中央虹吸管(5)和真空破坏管(3)构成。在反冲洗排水通道(11-2)一侧设置反冲洗排水澄清回收装置，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)构成。在污泥通道(13)上设置泥渣回流调节板(14)。取消脉冲澄清池稳流板。布水管(7)上的布水孔由双排成90°夹角向下改为单排垂直向下。本发明的特点是能控制不同的预定脉冲周期与调节泥渣回流量，以适应原水水质及水量变化。极大地降低了自耗水量，自耗水率降低80％以上。
文档编号C02F1/00GK101601948SQ20091011419
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者何际跃 申请人:何际跃