载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置的制作方法

本实用新型涉及水处理装置领域，尤其涉及一种载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置。

背景技术：

随着国民经济的快速发展和人们生活水平的的提高，一方面水体污染严重，废水水质复杂化，给环境承载力带来挑战，另一方面，环保法规和环境排放标准日益严格，结果是常规水处理工艺面临严峻挑战，难以满足新的需求。提高混凝沉淀阶段的处理效果是改善常规水处理工艺对原水水质适应性的重要手段之一。例如，常规混凝沉淀方法对于高藻低温低浊水作用效果非常差，在现有技术的解决对策中，大多数水厂都是通过预氧化除藻、强化混凝、强化沉淀、缩短过滤周期、提高反冲洗强度等措施来提高对高藻低温低浊水的净化效果，但这些措施不仅加大了消毒副产物风险、增加了处理成本，而且运行操作复杂、占地面积大、沉淀速度慢、沉淀效率不高。

为了解决常规水处理工艺所存在的上述问题，学者提出了微砂增效絮凝处理工艺，并得到了一定程度的工程应用(如法国Veolia水务集团的技术)，基本代表了目前的技术发展方向之一。微砂增效絮凝是指在混凝沉淀阶段通过加入微砂来增效絮凝，提高效率，加快进程，从而取得良好的去浊能力。但是，微砂增效絮凝工艺需要通过水力旋流器进行泥砂分离，然后将分离得到的微砂通过注射器再注入到絮凝体系中，这种微砂分离与回流的程序增加了投资和运行成本，工艺复杂，运行维护难度大。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置，不仅提高了水力负荷、缩短了沉淀时间、减少占地面积、提高了出水水质，而且省去了对沉降污泥再次进行泥砂分离和回流的工序，减少了动力消耗，节约了运行成本，因此十分适合对低温低浊水中进行净化处理。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置，包括：原水进水管1、混凝池2、微砂加注池3、熟化池4、絮凝体过滤池5和净化水出水管6；原水进水管1设于混凝池2的底部，并且与混凝池2的内部连通；混凝池2与微砂加注池3相邻，并且混凝池2与微砂加注池3的 交接处的顶部设有通向微砂加注池3的溢流通道；微砂加注池3与熟化池4相邻，并且微砂加注池3的底部与熟化池4的底部连通；熟化池4与絮凝体过滤池5相邻，并且熟化池4的侧壁上设有通向絮凝体过滤池5的熟化池出水管41；

絮凝体过滤池5的内部设有石英砂过滤装置51和反冲洗装置；石英砂过滤装置51的顶部进水口与絮凝体过滤池5的内部连通，而石英砂过滤装置51的底部出水口与净化水出水管6连通，并且与絮凝体过滤池5的内部不连通；

所述反冲洗装置包括反冲洗蓄水池71、反冲洗水泵72和反冲洗进水管73；反冲洗蓄水池71通过反冲洗水泵72和反冲洗进水管73与石英砂过滤装置51的底部出水口连通。

优选地，所述微砂加注池3的上方设有用于向微砂加注池3内注射微砂的微砂加注器32；该微砂加注器32所注射的微砂的粒径范围为50～100μm。

优选地，所述微砂加注器32的微砂投加量为0.5～1.5g/L。

优选地，石英砂过滤装置51的顶部进水口处设有反冲洗水槽52。

优选地，所述的反冲洗装置还包括反冲洗出水管74；该反冲洗出水管74设于絮凝体过滤池5的底部，并且与絮凝体过滤池5的内部连通；该反冲洗出水管74上设有反冲洗出水管电动阀74a。

优选地，所述的反冲洗装置还包括反冲洗蓄水池进水管75；该反冲洗蓄水池进水管75与净化水出水管6连通，并且该反冲洗蓄水池进水管75上设有反冲洗蓄水池进水管电动阀75a。

优选地，所述的混凝池2内设有混凝池搅拌机21；所述的微砂加注池3内设有微砂加注池搅拌机31；所述的熟化池4内设有熟化池搅拌机42。

优选地，所述净化水出水管6上设有净化水出水管电动阀6a；所述熟化池出水管41上设有熟化池出水管电动阀41a；所述反冲洗进水管73上设有反冲洗进水管电动阀73a。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置在混凝池2与熟化池4之间增设了微砂加注池3，从而利用微砂的晶核作用和增大絮体比重的作用，大大加速了絮凝和混凝的进程，加快了沉淀的形成速度；同时，本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置在熟化池4后增设了的石英砂过滤装置51，这可以对水中含微砂结团体进行过滤，从而减少药剂的使用，回收之前工序中添加的微砂，无需额外进行微砂分离和回流，减少了动力消耗和运行成本。可见，本实用新型不仅提高了水力负荷、缩短了沉淀时间、减少占地面积、提高了出水水 质，而且省去了对沉降污泥再次进行泥砂分离和回流的工序，减少了动力消耗，节约了运行成本，因此十分适合对低温低浊水中进行净化处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1对废水进行处理所得到的进水、出水浊度对比图。

图3为本实用新型实施例2对废水进行处理所得到的进水、出水浊度对比图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面对本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置进行详细描述。

如图1所示，一种载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置，其具体结构可以包括：原水进水管1、混凝池2、微砂加注池3、熟化池4、絮凝体过滤池5和净化水出水管6。

原水进水管1设于混凝池2的底部(例如：如图1所示，原水进水管1可以设于混凝池2的左侧面底部)，并且与混凝池2的内部连通，从而添加了絮凝剂的原水可通过原水进水管1进入到混凝池2内。混凝池2内设有混凝池搅拌机21，其工作时的转速为250～400rpm，从而在混凝池搅拌机21的快速搅拌下，原水中的悬浊物会在絮凝剂的作用下快速聚合成易于沉淀的结团较小的初始絮凝体。混凝池2与微砂加注池3相邻，并且混凝池2与微砂加注池3的交接处的顶部设有通向微砂加注池3的溢流通道，从而混凝池2的出水会通过该溢流通道流入微砂加注池3内。

在微砂加注池3中，可以采用现有技术中的微砂加注器或人工方式向微砂加注池3中添加微砂，但为了保证添加微砂的速率和精准度，最好在微砂加注池3的上方设置用于向微砂加注池3内加入微砂的微砂加注器32，并且该微砂加注器32所注射的微砂的粒径范围为50～100μm，而该微砂加注器32的微砂投加量为0.5～1.5g/L。微砂加注池3内设有微砂加注 池搅拌机31，其工作时的转速为100～200rpm，从而在微砂加注池搅拌机31的快速搅拌下，进入微砂加注池3内的微砂会与水中颗粒一起被初始絮凝体包裹，并不断成长、增大，形成更大更重的絮凝体。微砂加注池3与熟化池4相邻，并且微砂加注池3的底部与熟化池4的底部连通，从而微砂加注池3的出水会在微砂加注池搅拌机31的搅拌作用驱动下流入熟化池4内。

熟化池4内设有熟化池搅拌机42，其工作时的转速为50～100rpm，从而在熟化池搅拌机42的慢速搅拌下，包含微砂的絮凝体进一步密实，形成密度较大的含微砂结团体，有利于快速沉淀。熟化池4与絮凝体过滤池5相邻，并且熟化池4的侧壁上设有通向絮凝体过滤池5的熟化池出水管41，从而熟化池4的出水会通过熟化池出水管41流入絮凝体过滤池5内。熟化池出水管41上设有熟化池出水管电动阀41a，通过调整该熟化池出水管电动阀41a可以控制熟化池出水管41打开或关闭。

絮凝体过滤池5的内部设有石英砂过滤装置51(该石英砂过滤装置51可采用现有技术中的石英砂过滤器或石英砂过滤池)和反冲洗装置。石英砂过滤装置51的顶部进水口处设有反冲洗水槽52，其作用是汇集、导流、传输反冲洗排水。石英砂过滤装置51的顶部进水口低于絮凝体过滤池5的上缘，并且与絮凝体过滤池5的内部连通，从而当絮凝体过滤池5内的水位超过石英砂过滤装置51的顶部进水口时，会进入石英砂过滤装置51内，并且水中的含微砂结团体会在絮凝体过滤池5的过滤下从水中分离，使水得以净化，而净化后的水会从石英砂过滤装置51的底部出水口排出。石英砂过滤装置51的底部出水口与净化水出水管6连通，并且与絮凝体过滤池5的内部不连通，从而净化后的水可以经由净化水出水管6排出。净化水出水管6上设有净化水出水管电动阀6a，通过调整该净化水出水管电动阀6a可以控制净化水出水管6打开或关闭。

所述反冲洗装置包括反冲洗蓄水池71、反冲洗水泵72、反冲洗进水管73和反冲洗出水管74。反冲洗蓄水池71通过反冲洗水泵72和反冲洗进水管73与石英砂过滤装置51的底部出水口连通，并且反冲洗进水管73上设有反冲洗进水管电动阀73a，通过调整该反冲洗进水管电动阀73a可以控制反冲洗进水管73打开或关闭，因此反冲洗蓄水池71内的水可以在反冲洗水泵72的作用下由石英砂过滤装置51的底部出水口送入到石英砂过滤装置51的内部，并经由石英砂过滤装置51的顶部进水口排出到絮凝体过滤池5内，从而就实现了对石英砂过滤装置51的反冲洗，使石英砂过滤装置51过滤出的含微砂结团体被冲入到絮凝体过滤池5内。反冲洗出水管74设于絮凝体过滤池5的底部，并且与絮凝体过滤池5的内部连通，该反冲洗出水管74上设有反冲洗出水管电动阀74a，通过调整该反冲洗出水管电动阀74a可以控制反 冲洗出水管74打开或关闭，因此通过反冲洗进入到絮凝体过滤池5内的含微砂结团体和水可以通过反冲洗出水管74排出，从而可以实现微砂的回收。在实际应用中，所述反冲洗装置还可以包括反冲洗蓄水池进水管75；该反冲洗蓄水池进水管75与净化水出水管6连通，并且该反冲洗蓄水池进水管75上设有反冲洗蓄水池进水管电动阀75a，通过调整反冲洗蓄水池进水管电动阀75a可以控制反冲洗蓄水池进水管75打开或关闭；净化后的水进入净化水出水管6后可以直接排出，也可以通过反冲洗蓄水池进水管75进入到反冲洗蓄水池71，以为反冲水处理提供水源。

具体地，如图1所示，该载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置的工作流程如下：

(1)净化水的工作流程：将熟化池出水管41调整到打开状态，而将反冲洗进水管73和反冲洗出水管74调整到关闭状态。添加了絮凝剂的原水由原水进水管1流入到混凝池2内进行混凝，并且在混凝池搅拌机21的快速搅拌下原水中的悬浊物会快速形成初始絮凝体，而混凝池2的出水通过交接处顶部溢流通道流入到微砂加注池3内。在微砂加注池3中，微砂加注器32向微砂加注池3内添加微砂，并且在微砂加注池搅拌机31的快速搅拌下，微砂与水中颗粒一起被初始絮凝体包裹，并不断成长、增大形成包含微砂的絮凝体，而微砂加注池3的出水流入到流入熟化池4内。在熟化池4中，随着熟化池搅拌机42的慢速搅拌，包含微砂的絮凝体进一步密实，并形成密度较大的含微砂结团体，而熟化池4的出水通过熟化池出水管41流入到絮凝体过滤池5内。当絮凝体过滤池5内的水位超过石英砂过滤装置51的顶部进水口时，絮凝体过滤池5内的水会进入石英砂过滤装置51内，并且水中的含微砂结团体会在絮凝体过滤池5的过滤下从水中分离，使水得以净化，而净化后的水通过石英砂过滤装置51的底部出水口流入到净化水出水管6。如果净化水出水管6处于打开状态，那么净化后的水可以直接排到外界；如果反冲洗蓄水池进水管75处于打开状态，那么净化后的水可以流入到反冲洗蓄水池71，以为反冲水处理提供水源。

(2)反冲洗的工作流程：将反冲洗进水管73和反冲洗出水管74调整到打开状态，而熟化池出水管41和净化水出水管6调整到关闭状态。反冲洗蓄水池71内的水可以在反冲洗水泵72的作用下由石英砂过滤装置51的底部出水口送入到石英砂过滤装置51的内部，并经由石英砂过滤装置51的顶部进水口排出到絮凝体过滤池5内，从而就实现了对石英砂过滤装置51的反冲洗，使石英砂过滤装置51过滤出的含微砂结团体被冲入到絮凝体过滤池5内；通过反冲洗进入到絮凝体过滤池5内的含微砂结团体和水可以通过反冲洗出水管74排出，从而就实现了微砂的分离和回收。

进一步地，本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置在混凝池2 与熟化池4之间增设了微砂加注池3，从而利用微砂的晶核作用和增大絮体比重的作用，可以大大加速絮凝和混凝的进程，加快沉淀的形成速度；同时，本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置在熟化池4后增设了的石英砂过滤装置51，这可以对水中含微砂结团体进行过滤，从而减少药剂的使用，回收系统前面添加的微砂，无需额外进行微砂分离和回流，减少了动力消耗和运行成本。与传统的沉淀装置相比，本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置不仅大大提高了水力负荷、缩短了沉淀时间，而且减少了占地使用量、提高了出水水质，因此本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置是一种集载体增效絮凝、沉淀、过滤、微砂回收为一体的水处理装置，特别适合低温低浊水中悬浮物的处理。

综上可见，本实用新型实施例不仅提高了水力负荷、缩短了沉淀时间、减少占地面积、提高了出水水质，而且省去了对沉降污泥再次进行泥砂分离和回流的工序，减少了动力消耗，节约了运行成本，因此十分适合对低温低浊水中进行净化处理。

为了更加清晰地展现出本实用新型所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本实用新型所提供的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置进行详细描述。

实施例1

采用上述技术方案中的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置对废水进行处理，进水流量为200L/h，原水浊度为21.6～25.3NTU，投药量为每升原水中使用0.875g聚合氯化铝(PAC，Polyaluminium Chloride)，使用的微砂粒径为60～106μm。该载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置连续运行2小时后，每隔30分钟对净化后的出水取样一次，从而得到如图2所述的进水、出水浊度对比图。由图2可以看出：净化后的出水十分澄清，其浊度保持在0.47NTU以下，去除率保持在98.0％～98.8％之间。

实施例2

采用上述技术方案中的载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置对废水进行处理，进水流量为200L/h，原水浊度为95～105NTU，投药量为每升原水中使用1g聚合氯化铝，使用的微砂粒径为200～500μm。该载体增效絮凝与砂滤一体式水质净化装置连续运行2小时后，每隔30分钟对净化后的出水取样一次，从而得到如图3所述的进水、出水浊度对比图。由图3可以看出：净化后的出水浊度大大降低，其浊度保持在1.7NTU以下，去除率保持在98.5％～99.5％之间。

综上可见，本实用新型实施例不仅提高了水力负荷、缩短了沉淀时间、减少占地面积、提高了出水水质，而且省去了对沉降污泥再次进行泥砂分离和回流的工序，减少了动力消耗，节约了运行成本，因此十分适合对低温低浊水中进行净化处理。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。