处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，包括竖立罐体，罐体底部空间为配水室，在罐体下部空间且位于配水室上方填充有轻质滤料，在轻质滤料层上方设有上穿孔板，上穿孔板上方空间为清水室，在清水室中设有自动向水体加入碱性物质的pH值自动调节装置。本发明采用轻质滤料对微污染雨水的杂质进行截留和吸附，在罐体内设置pH值自动调节装置，经过滤和pH值调节后的水可用于冷却塔补水；设备重量大大减轻，可适用于有承重要求的场合，而且也便于运输及安装；实现了重力式自动反冲洗，不需要配备反冲洗水泵，而且对进水口的水泵性能要求低，甚至可以不设置水泵，节省了初投资；还简化了处理工艺流程，管理方便。
【专利说明】处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备。
【背景技术】
[0002]随着经济社会快速发展，我国多数城市存在不同原因的缺水，南方地区水质性缺水更为严重，有些地区还出现了工业用水与城镇用水相互竞争的问题，水资源短缺已经成为限制经济社会发展的重要因素之一。循环冷却水是指用水来冷却生产设备、制冷机等，水自身的温度升高，通过冷却设备把把水温降低下来，循环使用。冷却水的用量非常庞大，例如一些公共建筑的冷却塔补水量占建筑总用水量的30%~50%，目前都是采用自来水作为补水，更加剧了水资源紧缺的现状。全国范围内降雨季节与空调使用季节大致相同。雨季降雨量大，尤其是南方地区降雨间隔时间较短，城市硬质下垫面中除机动车道路等污染严重的下垫面雨水水质较差外，其他硬质下垫面雨水径流在10分钟后水质较清洁，主要污染物为化学需要量(C0D)、固体悬浮物(SS)、浊度等。但是，目前罕有冷却塔采用雨水作为补水，主要原因在于管理人员认为雨水处理设备需要专门维护，运营成本增加，此外我国酸雨问题严重，尤其是 南方地区酸雨更是普遍现象，若回用雨水需要增加专门的PH值调节系统，额外增加处理设施，维护复杂。
[0003]一方面，除初期降雨外，大量硬质下垫面雨水径流水质较好，有大量的优质水源可以利用；另一方面管理人员认为处理设备复杂需专人维护，导致雨水利用的积极性不高；如何将雨水处理设备简化，降低运行成本，又能控制主要污染物，保证处理水质量，是推进雨水收集利用的关键。
[0004]现有对雨水径流处理的专利申请多为简单固液分离器，还未见到将pH值调节系统与雨水处理集成的装置。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、简化工艺流程、便于运输及安装、方便管理维护、可实现重力式自动反冲洗的处理微污染雨水并自动调节PH值用于冷却塔补水的设备，可有效控制微污染雨水中的主要污染物，解决现有设备需要专门维护的问题，减少处理工序，促进雨水利用的开展。
[0006]本发明的目的通过以下的技术措施来实现:一种处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，包括竖立的罐体，所述罐体内部为一封闭空间，在所述罐体上设有进水口、出水口和排污口，其特征在于:所述罐体的底部空间为配水室，在所述罐体的下部空间且位于配水室上方填充有轻质滤料构成轻质滤料层，在所述轻质滤料层的上方设有水平的上穿孔板，所述上穿孔板是分布有出水孔的板体，所述上穿孔板的上方空间即罐体的上部空间为盛装过滤后水体的清水室，在所述清水室中设有自动向水体加入碱性物质的pH值自动调节装置，所述进水口和排污口均位于所述罐体的配水室壁上，而所述出水口则位于所述罐体的清水室壁上。[0007]本发明采用轻质滤料对微污染雨水中的杂质进行截留和吸附，在罐体内还设置了PH值自动调节装置，经过滤和pH值调节后的水可用于冷却塔补水；除了本设备的外壳和配件重量外，填料重量可以忽略不计，使得设备重量大大减轻，可适用于有承重要求的场合，而且也便于运输及安装；本发明利用轻质滤料的特性实现了重力式自动反冲洗，即通过排污口排水，清水室的清水依靠自身重力冲洗轻质滤料，实现了轻质滤料的反冲洗，因此不需要现有过滤设备设置的反冲洗水泵，节省了初投资；另外，由于轻质滤料的特性，使得水头损失小，因而对水泵的性能要求低，所以降低了设备性能要求，同样节省了投资，而且，在高程允许的条件下，可以不设置水泵。本发明在罐体内设置PH值自动调节装置，减少了外加的PH值调节系统，简化了处理工艺流程，管理方便。
[0008]作为本发明的一种改进，在所述配水室上设有从外部穿入其中的配水管，所述配水管位于罐体内的管口封闭且在该管段侧面上开有配水孔，所述配水管位于罐体外的管口作为用于接入微污染雨水的进水口连接水泵以便将微污染雨水提升入罐体内或者依靠微污染雨水所处位置与进水口的高程差使微污染雨水自流入罐体内。配水孔开设在配水管的侧面，能够分散进入配水室的微污染雨水的冲击作用力，减少扰动滤料层。
[0009]作为本发明的一种实施方式，所述轻质滤料为聚苯乙烯颗粒，颗粒的密度小于lkg/m3。所述轻质滤料层和上穿孔板的距离大于50cm。
[0010]作为本发明的一种实施方式，所述pH值自动调节装置包括浮球、用于盛装固体碱性物质的盒体、杠杆及用于搅动和下压固体碱性物质的防板结插杆，所述盒体为顶面开口的空心倒锥体，所述盒体的顶端固定在罐体的内顶面上，所述盒体的底部圆周开有用于释放固体碱性物质的通孔，所述杠杆穿过盒体侧壁伸入其中，并以盒体侧壁上的穿孔为支点，所述浮球悬挂在所述杠杆位于盒体外的一端上，所述防板结插杆竖向安装在所述杠杆位于盒体内的另一端上，所述浮球重于所述防板结插杆以使浮球在自身重力下能够带动防板结插杆上升。
[0011]本发明处于正常工作状态时，浮球在清水室中水体的浮力作用下带动防板结插杆下降，使防板结插杆插入固体碱性物质中，用于搅动和下压固体碱性物质从而防止板结，固体碱性物质用于调节水体的PH值；通过排污口排水，清水室的清水依靠自身重力冲洗轻质滤料层，一定时间后装置内部水排空，实现了轻质滤料层的反冲洗，同时随着清水室的水位下降，浮球带动防板结插杆上升，同时也避免了 PH值自动调节装置长期浸入水中，保证了PH不会持续升高破坏系统平衡。本发明清水室中水体pH值大小与浸没在水体内pH值自动调节装置上的通孔的数量和孔径相关，浸没在水体内通孔的数量是通过清水室的水位高低进行调节。
[0012]作为本发明的一种改进，所述处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备还包括电控装置，所述电控装置包括PLC电控柜和电磁阀，所述电磁阀安装在排污口上，所述PLC电控柜与电磁阀电连接，在进水口连接水泵的情况下，所述PLC电控柜还与水泵电连接，PLC电控柜接收水泵的启闭信号控制电磁阀的开合。一个过滤周期完成，水泵停止运行后，通过PLC电控柜自动开启电磁阀快速排水，实现反冲洗，本设备内部排空后，关闭电磁阀，等待下一个过滤周期。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述罐体的顶部设有用于补充固体碱性物质且排除罐体内气体的检查口，所述检查口与所述PH值自动调节装置的盒体内相通。[0014]本发明还可以做以下改进，所述罐体上设有用于向罐体内补充轻质滤料的投料口，所述投料口位于所述上穿孔板和轻质滤料层之间，在所述投料口上还设有透明挡板以作观察窗之用。
[0015]本发明所述罐体的下部空间内设有下穿孔板与承托层，所述下穿孔板是分布有出水孔的板体，所述下穿孔板水平设置且位于所述配水管的上方，所述下穿孔板与配水管存在间隙，该间隙大于10cm，所述承托层位于所述下穿孔板上承托轻质滤料。下穿孔板及承托层可进一步对微污染雨水进行配水，而且能够防止轻质滤料漏到配水室内。
[0016]本发明所述罐体由顶端开口的罐身和扣合在所述罐身顶端上的上盖组成，所述罐身和上盖通过可拆卸结构连接，上盖可方便设备的定期检修，所述PH值自动调节装置的盒体固定在所述上盖的内顶面上，所述罐身的底部朝向下呈渐缩状，所述排污口位于所述罐身的最底位置，以便排出沉淀的杂质。所述可拆卸结构采用搭扣或者螺纹扣，可保证操作灵活方便，还可以采用现有其它连接方式。
[0017]本发明所述处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备还包括溢流管，所述溢流管设于所述清水室壁上且位于所述出水口的上方，所述PH值自动调节装置的通孔处于所述溢流管的下方，且至少一部分通孔位于所述出水口的下方。当清水室的清水不能及时排出时，可以通过溢流管溢流。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果:
[0019]⑴本发明采用轻质滤料对微污染雨水中的杂质进行截留和吸附，在罐体内还设置PH值自动调节装置，经过滤和pH值调节后的水可用于冷却塔补水。
[0020]⑵除了本设备的 罐体和配件重量外，填料重量可以忽略不计，使得设备重量大大减轻，可适用于有承重要求的场合，而且也便于运输及安装。
[0021]⑶本发明在罐体内设置pH值自动调节装置，减少了外加的pH值调节系统，简化了处理工艺流程，管理方便。
[0022]⑷由于轻质滤料的特性，使得水头损失小，因而对水泵的性能要求低，所以降低了设备性能要求，同样节省了投资，而且，在高程允许的条件下，可以不设置水泵。
[0023](5)本发明利用轻质滤料的特性实现了重力式自动反冲洗，即通过排污口排水，清水室的清水依靠自身重力冲洗轻质滤料，实现了轻质滤料的反冲洗，因此不需要现有过滤设备设置的反冲洗水泵，节省了初投资，而且在反冲洗的过程中，随着清水室的水位下降，避免了 PH值自动调节装置长期浸入水中，保证了 pH不会持续升高破坏系统平衡。
[0024](6)配水孔开设在配水管的位于罐体内的管段侧面，可分散微污染雨水的冲击作用力，减少微污染雨水的扰动。
[0025](7)本发明不需要专门维护，节省了人力成本，使用方便。
[0026](8)承托层和下穿孔板可以对微污染雨水进一步配水，而且能够防止轻质滤料漏到配水室内。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0028]图1是本发明的结构示意图。【具体实施方式】
[0029]如图1所示，是本发明一种处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，包括竖立的罐体，罐体内部为一封闭空间，在罐体上设有管状的进水口、出水口和排污口，进水口是配水管I，排污口是排污管7，出水口是出水管6，出水管6与后续工艺系统相连。罐体的底部空间为配水室17，在罐体的下部空间且位于配水室17上方填充有轻质滤料构成轻质滤料层4，在本实施例中，轻质滤料层4采用采用聚苯乙烯颗粒，颗粒的密度小于lkg/m3。在轻质滤料层4的上方设有水平的上穿孔板5，轻质滤料层4和上穿孔板5的距离大于50cm，上穿孔板5是分布有出水孔的板体且为可拆卸安装，上穿孔板的上方空间为盛装过滤后水体的清水室18，在清水室18中设有自动向水体内加入碱性物质的pH值自动调节装置，进水口位于罐体的配水室17侧壁上，排污管7位于配水室17的底部，而出水管6则位于罐体的清水室18侧壁上。
[0030]配水管I从外部插入配水室17中，配水管I位于罐体内的管口封闭且在该管段侧面上开有配水孔11，配水管I位于罐体外的管口作为用于接入微污染雨水的进水口连接水泵(图中未画出)以便将微污染雨水提升入罐体内，在其它实施例中，由于轻质填料的特性，使得其水头损失小，在高程允许的条件下，可以不设置水泵，此时依靠微污染雨水所处位置与进水口的高程差使微污染雨水自流入罐体内。罐体的下部空间内设有下穿孔板2与承托层3，在本实施例中，承托层采用砂粒堆积在下穿孔板上形成，下穿孔板2是分布有出水孔的板体，砂粒的粒径大于下穿孔板的出水孔的孔径，下穿孔板2水平设置且位于配水管I的上方，下穿孔板2与配水管I存在间隙，该间隙大于10cm，承托层3位于下穿孔板2上承托轻质滤料。
[0031]在本实施例中，pH值自动调节装置包括用于盛装固体碱性物质(片状或者球状)的盒体14、浮球19、杠杆21及防板结插杆22，盒体14为顶面开口的空心倒锥体，盒体14的顶端固定在罐体的内顶面上，盒体的底部圆周分别开有释放固体碱性物质的通孔，杠杆21穿过盒体14侧壁伸入盒体14中，并以盒体14侧壁上的穿孔为支点，浮球19悬挂在杠杆21位于盒体14外的一端上，防板结插杆22竖向安装在杠杆21位于盒体内的另一端上，防板结插杆22用于搅动和下压固体碱性物质，浮球19重于防板结插杆22以使浮球在自身重力下能够带动防板结插杆上升。
[0032]还包括溢流管15和电控装置，电控装置包括PLC电控柜和电磁阀8，电磁阀8安装在排污管7上，PLC电控柜与电磁阀电连接，在配水管I连接水泵的情况下，PLC电控柜还与水泵电连接，PLC电控柜接收水泵的启闭信号控制电磁阀的开合。溢流管15设于清水室壁上且位于出水管6的上方，pH值自动调节装置的通孔处于溢流管15的下方，且至少一部分通孔位于出水管6的下方。
[0033]罐体的顶部设有用于补充固体碱性物质且排除罐体内气体的检查口 12，检查口12与pH值自动调节装置的盒体14内相通。罐体上还设有用于向罐体内补充轻质滤料的投料口 10，投料口 10位于上穿孔板5和轻质滤料层4之间，在投料口 10上还设有透明挡板以作观察窗之用。罐体由顶端开口的罐身9和扣合在罐身顶端上的上盖11组成，罐身9和上盖11通过可拆卸结构连接，具体通过搭扣13连接，也可以采用螺纹等其他形式。pH值自动调节装置的盒体固定在上盖11的内顶面上，罐身的底部朝向下渐缩，排污管7位于罐身的最低位置，便于排出沉淀的杂质。[0034]本发明的工作过程如下:当有微污染雨水可以利用时，微污染雨水经过水泵(如果高程允许也可不采用水泵而自流)提升进入本设备，经配水管I进入配水区，经过下穿孔板2及承托层3的进一步配水作用，雨水稳定上升将轻质滤料层4向上压实到上部的可拆卸式的上穿孔板5，雨水经过轻质滤料层4的吸附、截留等作用后通过底部通孔浸在清水区中的PH值自动调节装置处理，处理水经出水管6与后续系统连接。一个过滤周期完成，水泵停止运行后，通过PLC电控柜的设置，自动开启排水管7上设置的电磁阀8快速排水，轻质滤料松散下落，同时清水区的存水依靠重力冲洗轻质滤料，一定时间后，设备内部水排空，实现了轻质滤料的反冲洗，关闭电磁阀8，等待下一过滤周期。本设备通过周期性排空进行反冲洗，同时也防止了 PH值自动调节装置的底部通孔部分长期浸没于水中，保证了 pH值不会持续升高破坏系统平衡。此外，周期性排空及溢流管15的设置也通过液位的调节防止了固体碱性物质发生板结。
[0035]本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，对于从本
【发明内容】
及实施例的启示下直接导出或联想到的一些设备变形、不同组合形式、不同种类的轻质滤料、不同的自动调节PH系统形式，例如改配水管、下穿孔板及上穿孔板的形式，去掉承托层或者在上穿孔板上增加承托层，改变装置外观及连接管的位置，改变装置内部集成的PH调节系统形式及防板结措施，增加调节系统数量、改变进水性质及出水用途，采用不同形状轻质滤料及改变轻质滤料粒径等等的非实质性改动，都可以实现本发明的功能，均属于本发明的保护范围。因此在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内 。
【权利要求】
1.一种处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，包括竖立的罐体，所述罐体内部为一封闭空间，在所述罐体上设有进水口、出水口和排污口，其特征在于:所述罐体的底部空间为配水室，在所述罐体的下部空间且位于配水室上方填充有轻质滤料构成轻质滤料层，在所述轻质滤料层的上方设有水平的上穿孔板，所述上穿孔板是分布有出水孔的板体，所述上穿孔板的上方空间即罐体的上部空间为盛装过滤后水体的清水室，在所述清水室中设有自动向水体加入碱性物质的pH值自动调节装置，所述进水口和排污口均位于所述罐体的配水室壁上，而所述出水口则位于所述罐体的清水室壁上。
2.根据权利要求1所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:在所述配水室上设有从外部穿入其中的配水管，所述配水管位于罐体内的管口封闭且在该管段侧面上开有配水孔，所述配水管位于罐体外的管口作为用于接入微污染雨水的进水口连接水泵以便将微污染雨水提升入罐体内或者依靠微污染雨水所处位置与进水口的高程差使微污染雨水自流入罐体内。
3.根据权利要求2所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述轻质滤料采用聚苯乙烯颗粒，颗粒的密度小于lkg/m3 ;所述轻质滤料层和上穿孔板的距离大于50cm。
4.根据权利要求3所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述PH值自动调节装置包括浮球、用于盛装固体碱性物质的盒体、杠杆及用于搅动和下压固体碱性物质的防板结插杆，所述盒体为顶面开口的空心倒锥体，所述盒体的顶端固定在罐体的内顶面上，所述盒体的底部圆周开有用于释放固体碱性物质的通孔，所述杠杆穿过盒体侧壁伸入其中，并以盒体侧壁上的穿孔为支点，所述浮球悬挂在所述杠杆位于盒体外的一端上，所述防板结插杆竖向安装在所述杠杆位于盒体内的另一端上，所述浮球重于所述防板结插杆以使浮球在自身重力下能够带动防板结插杆上升。
5.根据权利要求4所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述处理微污染雨水并自动调节PH值用于冷却塔补水的设备还包括电控装置，所述电控装置包括PLC电控柜和电磁阀，所述电磁阀安装在排污口上，所述PLC电控柜与电磁阀电连接，在进水口连接水泵的情况下，所述PLC电控柜还与水泵电连接，PLC电控柜接收水泵的启闭信号控制电磁阀的开合。
6.根据权利要求5所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述罐体的顶部设有用于补充固体碱性物质且排除罐体内气体的检查口，所述检查口与所述pH值自动调节装置的盒体内相通。
7.根据权利要求6所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述罐体的下部空间内设有下穿孔板与承托层，所述下穿孔板是分布有出水孔的板体，所述下穿孔板水平设置且位于所述配水管的上方，所述下穿孔板与配水管存在间隙，该间隙大于10cm，所述承托层位于所述下穿孔板上承托轻质滤料。
8.根据权利要求7所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述罐体上设有用于向罐体内补充轻质滤料的投料口，所述投料口位于所述上穿孔板和轻质滤料层之间，在所述投料口上设有透明挡板以作观察窗之用。
9.根据权利要求8所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述罐体由顶端开口的罐身和扣合在所述罐身顶端上的上盖组成，所述罐身和上盖通过可拆卸结构连接，所述PH值自动调节装置的盒体固定在所述上盖的内顶面上，所述罐身的底部朝向下呈渐缩状，所述排污口位于所述罐身的最低位置。
10.根据权利要求9所述的处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备，其特征在于:所述处理微污染雨水并自动调节pH值用于冷却塔补水的设备还包括溢流管，所述溢流管设于所述清水室壁上且位于所述出水口的上方，所述PH值自动调节装置的通孔处于所述溢 流管的下方，且至少一部分通孔位于所述出水口的下方。
【文档编号】C02F9/04GK104003548SQ201410214822
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】张真江, 吴培浩, 周荃 申请人:广东省建筑科学研究院, 广东建科节能环保科技有限公司