专利名称：智能一体化水处理设备及其水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理设备及其水处理方法，更具体来说，涉及能够在广泛的应用领域，供包括自来水厂、医院、学校、矿山、机械、纺织、印染、食品加工、机电、发电厂等需要对地表水、河水等进行水净化过滤预处理及污水净化过滤处理的水处理设备及其水处理方法。
背景技术：
目前常见的使用竖流式反应沉淀器的水处理设备，集常规水处理工艺的絮凝、沉淀于一体，采用旋流加网格反应及斜管沉淀。反应区通过控制水的流动，使水中的胶体相互碰撞、吸附，聚集成粒径更大的颗粒，然后慢慢沉降。存在的主要问题是，设备占地面积很大、高度很高、絮凝反应时间短、沉降效果差，对原水浊度的要求是小于1000度，对原水大于1000度的无效果。传统的水处理设备一般需设置专门的反冲洗水泵对设备进行定期冲洗，除去购买设备的费用和安排专人管理的人工成本，还要耗费大量的电力成本。而一些采用水力、机械控制的过滤器的水处理设备，需设置强制反冲洗水泵及反冲洗水箱，调试完成后，需专人管理。其存在的主要问题是设备的占地面积特别大、虹吸功能成功率低(或无虹吸功能)、浪费大量的反冲洗水体、设备清水上升管容易氧化腐烂，造成使用寿命短和再次污染水体等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能够提高工作效率，缩小占地面积，节省专人操作费用以节能增效的水处理设备及其水处理方法。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种水处理设备，包括絮凝反应装置、沉淀装置、U型管及过滤装置，所述的絮凝反应装置上方通过导流槽与沉淀装置连通，所述的过滤装置位于沉淀装置的下方，所述的沉淀装置与过滤装置连通。所述的絮凝反应装置包括三级反应区，按水流经过顺序分别是絮凝反应一区、絮凝反应二区和反应沉淀三区，三级反应区以竖井方式串联并通过导流槽连通，所述的絮凝反应装置的三级反应区均设置多层均勻分布有若干相同开孔的多孔网格，所述的絮凝反应装置的三级反应区底部均设有排污管。所述的沉淀装置包括导流槽、平流式沉淀区、蜂窝斜管区、集水区、配水槽、集泥槽和排污管，所述的导流槽下部与平流式沉淀区连通，所述的集泥槽、平流式沉淀区、蜂窝斜管区、集水区、配水槽由下向上排列，所述的集泥槽为多斜板结构，所述的蜂窝斜管区选用表面积达169 m2 /m3的Φ35X 1200的PE材质的蜂窝斜管。所述的沉淀装置与过滤装置通过U型管连通，U型管包括进水口、弯管、出水口，进水口和出水口位于弯管两端，进水口高于出水口布置。所述的过滤装置包括布水挡板、滤料层、通水渠、清水区，所述的过滤装置还装配了包括虹吸上升管、虹吸下降管、虹吸辅助管、排气管及虹吸破坏装置的水力条件下的自动
3虹吸反冲洗系统。同时，本发明还提供一种使用上述的水处理设备的水处理方法，该方法包括以下步骤
(1)使用所述的絮凝反应装置将水流进行絮凝反应；
(2)使用所述的沉淀装置将经过絮凝反应的水流进行沉淀反应；
(3)使用所述的过滤装置将经过沉淀反应的水流进行过滤反应并输出净水。在过滤反应的步骤中，所述的过滤装置通过水力条件下的自动虹吸反冲洗系统， 对过滤装置本身进行反冲洗。与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为本发明通过集合絮凝反应装置、沉淀装置及过滤装置，将混凝反应、沉淀反应和重力式无阀自动反冲洗过滤等工艺有机组合在一起，使水处理设备具有絮凝反应效果好、沉淀效果稳定、耐冲击负荷能力强、水头损失少、全自动反冲洗、节能增效、故障率低、运行稳定和操作管理简便、无需专人看管等优点。
图1是本发明中的水处理设备的结构示意图； 图2是本发明的按照进水顺序的流程图3是絮凝反应装置的结构示意图； 图4是絮凝反应装置中的水流运行图； 图5是絮凝反应装置中多孔网格的结构示意图； 图6是沉淀装置的结构示意图； 图7是U型管的主视图； 图8是U型管的左视图； 图9是过滤装置结构示意图； 图10是自动虹吸反冲洗系统装配图的正视图； 图11是自动虹吸反冲洗系统装配图的侧视图； 图12是自动虹吸反冲洗系统的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。如图1、图2所示，本发明的水处理设备包括进水口 1、絮凝反应装置2、沉淀装置 3、U型管4、过滤装置5及出水口 6。原水通过管道混合器添加混凝剂后，经进水口 1进入絮凝反应装置2。如图3、图4 所示，絮凝反应装置的反应池由絮凝反应一区202、絮凝反应二区206和反应沉淀三区208 以竖井方式通过第一导流槽204和第二导流槽207串联而成。在絮凝反应一区202、絮凝反应二区206和反应沉淀三区208中均装配有多层如图5所示结构的多孔网格。添加了混凝剂的原水首先进入絮凝反应装置的絮凝反应一区202，水流自下而上通过絮凝反应一区多层多孔网格213进入第一导流槽204顶部并向下流动，水流在第一导流槽204底部进入絮凝反应二区206，并自下而上通过絮凝反应二区多层多孔网格212进入第二导流槽207顶部，水流向下流动经第二导流槽207底部进入反应沉淀三区208，水流继续向上流动并通过反应沉淀三区多层多孔网格211进入沉淀装置导流槽307。水流在絮凝反应装置中依次流经絮凝反应一区202、第一导流槽204、絮凝反应二区206、第二导流槽207和反应沉淀三区208并不断改变方向，上下交错流动，当水流通过絮凝反应装置中装配的多层多孔网格时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件，通过能量消耗完成絮凝反应过程。因絮凝反应产生的浓水则沉降至絮凝反应装置底部由排污管203,205,209定期排出。经絮凝反应装置2处理后的水流进入沉淀装置3。如图6所示，沉淀装置3包括排污管301、集泥槽302、平流式沉淀区303、蜂窝斜管区304、配水槽305、集水区306和导流槽307，导流槽307下部与平流式沉淀区303连通，集泥槽302、平流式沉淀区303、蜂窝斜管区304、集水区306、配水槽305由下向上排列布置，集泥槽302为多斜板结构，蜂窝斜管区 304选用表面积达169 Hl2 /m3的Φ35X 1200的PE材质的蜂窝斜管。进入沉淀装置3的水流首先经导流槽307下部进入平流式沉淀区303进行平流式沉淀，水位不断升高后水流进入蜂窝斜管区304，水流在蜂窝斜管区304中改变方向，水流进一步进行沉淀反应，最后水流进入集水区306，当水位达到一定高度后即进入配水槽305 并输出。在沉淀反应过程中产生的浓水不断沉降至集泥槽302由排污管301定期排出。经过沉淀反应的水流经配水槽305进入U型管4。如图7、图8所示，U型管4包括弯管401、出水口 402、进水口 403，进水口 403和出水口 402位于弯管401两端，进水口 403 高于出水口 402布置。水流通过进水口 403由上向下流动经过弯管401由出水口 403进入过滤装置5。如图9所示，过滤装置5包括布水挡板506、滤料层507、通水渠508、清水区509， 由U型管4进入过滤装置5的水流首先进入虹吸上升管505，然后向下流动到布水挡板506 并由其均勻布水至滤料层507，水流自上而下通过滤料层507进入通水渠508，然后进入清水区509，水位不断上升，当到达一定高度时，净水通过出水口 6输出。如图10、图11所示，过滤装置5装配有水力条件下的自动虹吸反冲洗系统500。 如图12所示，自动虹吸反冲洗系统500包括虹吸上升管505、虹吸下降管503、虹吸辅助管 502、排气管501及虹吸破坏装置504。过滤装置5在运行初时比较清洁，随着运行时间推移， 滤料层507表面颗粒杂质逐渐增多，水头损失也随之增加，水位将沿着虹吸上升管505慢慢升高，当水头损失增加到一定程度后，虹吸上升管505中的水位上升到虹吸辅助管口 502并从管口急速流下，依靠水流的挟气和射流作用及排气管501将虹吸上升管505中的空气带走，使虹吸上升管505形成真空，虹吸上升管505中的水就在大气压力下大量地越过管顶沿虹吸下降管503落下，即开始了反冲洗过程。清水区509的水经过通水渠508从下而上冲洗滤料层507，当清水区509的水位下降到虹吸破坏装置504时(约5min左右)，虹吸被破坏而冲洗过程结束，过滤又重新开始。
权利要求
1.一种水处理设备，包括絮凝反应装置、沉淀装置、U型管及过滤装置，其特征在于所述的絮凝反应装置上方通过导流槽与沉淀装置连通，所述的过滤装置位于沉淀装置的下方，所述的沉淀装置与过滤装置连通。
2.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于所述的絮凝反应装置包括三级反应区，按水流经过顺序分别是絮凝反应一区、絮凝反应二区和反应沉淀三区，三级反应区以竖井方式串联并通过导流槽连通，所述的絮凝反应装置的三级反应区均设置多层均勻分布有若干相同开孔的多孔网格，所述的絮凝反应装置的三级反应区底部均设有排污管。
3.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于所述的沉淀装置包括导流槽、平流式沉淀区、蜂窝斜管区、集水区、配水槽、集泥槽和排污管，所述的导流槽下部与平流式沉淀区连通，所述的集泥槽、平流式沉淀区、蜂窝斜管区、集水区、配水槽由下向上排列，所述的集泥槽为多斜板结构，所述的蜂窝斜管区选用表面积达169 in2 /m3的Φ35Χ 1200的PE材质的蜂窝斜管。
4.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于所述的沉淀装置与过滤装置通过U 型管连通，U型管包括进水口、弯管、出水口，进水口和出水口位于弯管两端，进水口高于出水口布置。
5.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于所述的过滤装置包括布水挡板、滤料层、通水渠、清水区，所述的过滤装置还装配了包括虹吸上升管、虹吸下降管、虹吸辅助管、排气管及虹吸破坏装置的水力条件下的自动虹吸反冲洗系统。
6.一种使用权利要求1所述的水处理设备的水处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)使用所述的絮凝反应装置将水流进行絮凝反应；(2)使用所述的沉淀装置将经过絮凝反应的水流进行沉淀反应；(3)使用所述的过滤装置将经过沉淀反应的水流进行过滤反应并输出净水。
7.根据权利要求6所述的水处理方法，其特征在于在过滤反应的步骤中，所述的过滤装置通过水力条件下的自动虹吸反冲洗系统，对过滤装置本身进行反冲洗。
全文摘要
本发明涉及一种智能一体化水处理设备及其水处理方法。本发明公开了一种水处理设备及其水处理方法，该水处理设备将絮凝反应装置、沉淀装置及过滤装置有机组合在一起，并通过自动虹吸反冲洗系统，集合混凝反应、沉淀反应和重力式无阀自动反冲洗过滤等工艺，使设备的效率得到提高，占地面积得以缩小，节省了专人操作费用等，从而达到节能增效的效果。
文档编号C02F1/52GK102328976SQ201110137008
公开日2012年1月25日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者刘泉江, 王世坤 申请人:湖南泉江环保科技有限公司