本发明涉及基于微涡流混凝技术，特别是一种用于乡镇安全饮用水工程中的一体化微涡旋净水设备。
背景技术：
保障饮用水安全，全面提高饮用水水质，为广大居民提供优质的饮用水，是目前我国政府所关注的重点问题之一。饮水困难长期困扰着我国农村及部分乡镇地区，严重制约了当地居民生活条件的改善和农村经济的发展。解决农村及部分乡镇饮水安全是党中央、国务院高度重视和广大农民群众迫切需要的一项民生工程，是贯彻落实科学发展观的具体体现。但是由于我国人口众多、水资源短缺、经济和社会发展不平衡，农村及部分乡镇供水总体水平不高，加之人们对饮水安全的内涵理解不深，农村及部分乡镇饮水安全问题仍不容乐观。结合我国农村及部分乡镇发展的趋势及当前经济情况，改进和强化传统净水处理工艺是目前为提高产水量和改善出水水质较为经济实效的技术手段之一。而其中通过改变水力条件，研制经济高效低耗的澄清技术，开发一体化净水装置是目前农村及部分乡镇安全饮用水的研究热点之一。
澄清池是一种将絮凝反应过程与澄清分离过程综合于一体的构筑物。目前在我国水处理中普遍使用的澄清池不少都面临老化、产水效率低、出水水质差等问题。如处理水量较大的机械搅拌澄清池，存在着机械投资及维修麻烦等缺点；水力循环澄清池存在着泥渣回流量难以控制，适应性差等缺点。用在农村及部分乡镇安全饮用水工程中都有一些不足之处，因此迫切需要技术改造以适应新形势下乡镇及农村用户对水量及水质的需求。国外研制的新型澄清技术，因其是专利产品，设备、材料价格相对较贵，投资很高，很难在国内大面积推广。因此研制一种较优化的、操作简单、运行维护方便的经济高效澄清技术以适应农村安全饮用水工程就显得十分必要。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于乡镇及农村安全饮水工程中的一体化微涡旋净水设备。
本发明的技术方案是：
一体化微涡旋净水设备，其中：转子流量计与进水阀通过进水管相连，转子流量计位于进水阀之上，变径装置也通过进水管与转子流量计相连，变径装置也位于转子流量计之上，排气阀通过进水管道变径装置相连，第一涡流反应室位于排气阀之下，第一涡流反应室设于第二涡流反应室之内，第二涡流反应室设于第三涡流反应室之内，第二涡流反应室底部设有涡流反应器支撑，涡流反应器支撑底部设有环形穿孔管，排泥阀通过排泥管与环形穿孔管相连，缓冲层设在环形穿孔管之下，反冲洗水排水阀通过反冲洗排水管与缓冲层相连，过滤层设在缓冲层下方，过滤层上表面装有上压力计，短柄滤头设在过滤层的底部，短柄滤头集水处装有下压力计，配水空间设在过滤层下方，出水电动阀通过出水管与配水空间相连。
一体化微涡旋净水设备，其中：第一涡流反应室和第二涡流反应室内中下部安放的HJTM1型涡流反应器为一中空球体，球面开有一定尺寸的孔洞，开孔率约为50%，第一涡流反应室水流的下行流速控制为90-150m/h，第二涡流反应室水流的上行流流速控制为60-90m/h；第二涡流反应室内中上部和第三涡流反应室安放的HJTM2型涡流反应器也为一中空球体，开孔率约为65%，第三涡流反应室的下行流速控制为30-60m/h；各反应室涡流反应时间、涡流区设置高度以及不同型号的涡流絮凝反应器的组合搭配顺序可以根据处理原水水质而设计。
一体化微涡旋净水设备，其中：在净水设备中设有过滤单元，该过滤单元由普通砂滤层及短柄滤头组成。过滤滤速控制为8-12m/h，反冲洗强度控制为10-15L/sm2，冲洗时间约为5min。
一体化微涡旋净水设备，其中：在净水设备顶部开有上人孔用于安装涡流反应器；在中下部设有下人孔用于装填滤料等，整个净水设备由四个支撑脚支撑。
一体化微涡旋净水设备，其中：在进水管上设有变径装置使水流通过时形成很高的流速和流速梯度，从而强化亚微扩散，实现深度混合。
本发明的优点：在絮凝反应单元设置了三个涡流反应室，各反应室内的涡流反应时间、涡流区设置高度以及涡流反应器的组合搭配顺序及其开孔率控制根据处理原水水质而设计。在进水管上设有变径装置使水流通过时形成很高的流速和流速梯度，从而强化亚微扩散，实现深度混合。在净水设备中下部设有快速过滤单元，进一步截留絮凝反应中沉淀下来的小絮体，确保反应器出水水质满足要求。该系统采用自动反冲洗系统，根据砂滤层上、下压力计的压力差进行滤层单元自动反冲洗控制。本发明的应用，能够提高净水工艺的絮凝反应效率、缩短絮凝时间、减少水头损失、降低药耗、提高净水水质，且结构合理紧凑，安装施工方便，絮凝效果好、出水水质好，运行成本低，实为一种理想的新型絮凝过滤一体化设备。
附图说明
图1为本发明一体化微涡旋净水设备的正面结构示意图；
附图说明：进水管1，进水管电动阀2，转子流量计3，变径装置4，下压力计5，上压力计6，上人孔7，排气阀8，第一涡流反应室9，第二涡流反应室10，第三涡流反应室11，HJTM1型涡流反应器12，HJTM2型涡流反应器13，涡流反应器支撑14，环形穿孔管15，排泥阀16，排泥管17，反冲洗排水管18，下人孔19，反冲排水阀20，过滤单元21，短柄滤头22，配水空间23，设备支撑24，出水管25，出水电动阀26，缓冲层27。
具体实施方式
实施例1、一体化微涡旋净水设备，其中：转子流量计3与进水阀2通过进水管1相连，转子流量计3位于进水阀2之上，变径装置4也通过进水管1与转子流量计3相连，变径装置4也位于转子流量计3之上，排气阀8通过进水管道1变径装置4相连，第一涡流反应室9位于排气阀8之下，第一涡流反应室9设于第二涡流反应室10之内，第二涡流反应室10设于第三涡流反应室11之内，第二涡流反应室10底部设有涡流反应器支撑14，涡流反应器支撑14底部设有环形穿孔管15，排泥阀16通过排泥管17与环形穿孔管15相连，缓冲层27设在环形穿孔管15之下，反冲洗水排水阀20通过反冲洗排水管18与缓冲层27相连，过滤层21设在缓冲层27下方，过滤层21上表面装有上压力计6，短柄滤头22设在过滤层21的底部，短柄滤头22集水处装有下压力计5，配水空间23设在过滤层21下方，出水电动阀26通过出水管25与配水空间23相连。其余同实施例1。
实施例2、一体化微涡旋净水设备，其中：第一涡流反应室9和第二涡流反应室内10中下部安放的HJTM1型涡流反应器12为一中空球体，球面开有一定尺寸的孔洞，开孔率约为50%，第一涡流反应室9水流的下行流速控制为90-150m/h，第二涡流反应室10水流的上行流流速控制为60-90m/h；第二涡流反应室内10中上部和第三涡流反应室11安放的HJTM2型涡流反应器13也为一中空球体，开孔率约为65%，第三涡流反应室11的下行流速控制为30-60m/h；各反应室涡流反应时间、涡流区设置高度以及不同型号的涡流絮凝反应器的组合搭配顺序可以根据处理原水水质而设计。其余同实施例1。
实施例3、一体化微涡旋净水设备，其中：在净水设备中设有过滤单元，该过滤单元由普通砂滤层及短柄滤头22组成。过滤滤速控制为8-12m/h，反冲洗强度控制为10-15L/sm2，冲洗时间约为5min。其余同实施例1。
实施例4、一体化微涡旋净水设备，其中：在净水设备顶部开有上人孔7用于安装涡流反应器；在中下部设有下人孔19用于装填滤料等，整个净水设备由四个支撑脚24支撑。其余同实施例1。
实施例5、一体化微涡旋净水设备，其中：在进水管上设有变径装置4使水流通过时形成很高的流速和流速梯度，从而强化亚微扩散，实现深度混合。其余同实施例1。
工作原理：
打开进水阀2，加入混凝剂的水流经管道混合器从一体化净水设备的进水管1进入，进水管上装有转子流量计3用于流量计量，还装有用于增强混合效果的变径装置4。混合后的水流经第一涡流反应室9后从底部流入第二涡流反应室10，再流入第三涡流反应室11，第一涡流反应室9和第二涡流反应室10中下部装填有HJTM1型涡流反应器12，第二涡流反应室10中上部及第三涡流反应室11中装填有HJTM2型涡流反应器13。水流在各涡流反应室中的不同型号涡流絮凝反应器的帮助下完成絮凝反应过程。第一涡流反应室9及第二涡流反应室10中的部分沉淀污泥由装在反应室底部的环形穿孔管15收集后由排泥管17采用人工控制排泥阀16排出，经过絮凝反应的水流经缓冲层27后流入过滤层21，由装在滤板上的短柄滤头22收集后流入配水空间23，最后由出水管25流出该净水装置；在过滤层上表面装有上压力计6，在短柄滤头22集水处装有下压力计5，当上下压力计的差压达到一定设定值时，此时该净水装置要进行反冲洗。关闭电动进水阀2，反冲洗水由出水管25流入配水空间23，经短柄滤头22后向上清洗砂滤层21，打开反冲洗水排水阀20，反洗水由反冲洗排水管18排出。当上下压力计的压差缩小到某一设定值时，此时反冲洗结束，打开进水阀2，关闭排水阀20，整个净水装置恢复净水处理过程；在净水设备顶部开有上人孔7用于安装涡流反应器；在中下部设有下人孔19用于装填滤料等。整个净水设备由四个支撑脚24支撑。