一种混凝沉淀一体化反应器的制作方法

本实用新型涉及一种混凝沉淀一体化反应器，涉及污水、净水处理技术领域。

背景技术：

水资源问题已成为制约我国经济发展的重要因素之一。水污染问题更是直接影响到了居民的日常生活及饮水安全。

近年来，政府及企业都投入了大量的资金来治理居民生活及工业生产所产生的生活污水及工业废水，从大量的投入运行的污水处理厂来看，基本上都具有投资大、运行管理费用高等问题，特别是工业废水因其具有浓度高、难降解等技术难题，更具有投资大、运行管理费用高等突出问题，如何来降低投资费用、运行管理费用变成了企业急需解决的难题。

污水处理作为社会发展的重点基础设施，是社会可持续发展的有力保证。在保证处理系统稳定、达标运行的前提下，如何更大程度的降低投资费用和运行费用，成为企业最想解决的问题。如果能最大限度的降低投资及运行管理费用，将直接减轻企业的经济负担，为企业的生存和发展提供了更有力的保障。

在现有技术中，混凝沉淀是生活污水、工业废水以及自来水厂常用的处理工艺，沉淀设备是水处理工艺中泥水分离的重要环节，其运行状况直接影响出水水质。传统的平流沉淀池优点是构造简单易操作，工作比较安全可靠，因此要求的运行管理水平较低；缺点是占地面积大，处理效率低，要想降低滤前水的浊度就要较大地增加沉淀池的长度。70年代以后，我国各地水厂普遍使用了斜管沉淀池，沉淀效率得到了大幅度提高。但经过几十年应用，其可靠性远不如平流池。这主要是斜管沉淀设备自身结构的不合理性造成的。传统沉淀理论认为斜板、斜管沉淀池中水流处于层流状态。其实不然，实际上在斜管沉淀池中水流是有脉动的，这是因为当斜管中大的矾花颗粒在沉淀中与水产生相对运动，会在矾花颗粒后面产生小旋涡，这些旋涡的产生与运动造成了水流的脉动。这些脉动对于大的矾花颗粒的沉淀没有什么影响，对于反应不完全小颗粒的沉淀起到顶托作用，故此也就影响了出水水质。其次，随着土地资源稀缺也来越严重，节约用地也越来越受到政府部门的重视，普通斜板沉淀池的沉淀效率渐渐不能满足需求。

目前沉淀池的种类繁多，但无论是平流式、辐流式还是竖流式沉淀池，占地面积均较大，斜管沉淀池虽然占地面积稍小，但处理效果一般。随着土地资源的稀缺，节约用地也越来越受到政府部门的重视，环保工作者也开发了一系列絮凝+沉淀一体化装置，如中国专利公开号CN102020346A公开了一种高效混凝沉淀池，其依旧把混凝、絮凝反应池和沉淀池分开设置，尤其是在处理规模较大的情况下(>1000m³/d)，很少把絮凝反应池和沉淀池合并建设。

中国发明专利申请号CN03147869.7公开了一种混凝—沉淀水处理工艺，原水首先由进水管进入高效复合澄清反应池中的导流筒，与筒内的混凝剂和高分子絮凝剂及回流泥渣反应，经搅拌桨搅拌后，经导流区流入混凝反应室侧面的澄清池内斜板沉淀区、活性泥渣层区下方，水中的污泥向下，水向上，在活性泥渣层区对悬浮固体、溶解性有机物截留去除，然后污泥沉入污泥浓缩区，由污泥浓缩机刮入排泥管排出，泥水再经回流污泥管返回；原水中的清水向上经斜板沉淀区处理后经池体上面的集水管收集，并流入出水渠，再经总出水管流出。

另外，如中国专利公开号CN104261442A公开了一种外方内圆混凝沉淀一体化沉淀池，该专利申请虽将混凝、絮凝反应池和沉淀池合并，但却构造复杂，施工难度大、投资成本高，运行费用高等问题，且还需设置搅拌机、吸刮泥机等大型设备。本实用新型设计一种圆形高效混凝沉淀一体化反应器，主体结构为圆形池体，并将混凝和絮凝反应区合并至沉淀池中，同时与斜管沉淀区实现无缝对接，实现混凝沉淀池低占地面积、低投资成本、低运行费用和高处理效果，具有较大应用和推广意义。

技术实现要素：

为了解决当前在污水处理中混凝沉淀单元占地面积大、投资费用高、运行费用高、处理效果差等问题，本实用新型旨在提供一种混凝沉淀一体化反应器，该反应器改变了传统混凝沉淀分建模式，在降低混凝沉淀占地面积的同时降低设备投资费用及运行费用，提高了处理效果。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种混凝沉淀一体化反应器，包括池体；所述池体内设有竖向布置的导流筒；所述导流筒内设有反应区和位于反应区下方的沉淀区，该反应区为中和、混凝和絮凝反应区，且反应区和沉淀区一体化设置；所述沉淀区外侧和/或下方设有排泥系统；所述池体内壁上部设有溢流结构。

由此，反应区和沉淀区一体化设置，减小了混凝沉淀的占地面积，同时提高了处理效果。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为了进一步提高中和、混凝、絮凝反应效果，所述导流筒内设有位于反应区内的搅拌装置。

优选地，所述溢流结构为设置在池体内壁的出水堰板，该出水堰板池体内壁之间形成出水堰。

根据本实用新型的实施例，优选所述导流筒设置在所述池体内的中上部。优选所述导流筒悬吊在池体的中上部，且导流筒的顶部位于池体内的液面之上。

为了进一步提高沉淀效果，减小占地面积，所述排泥系统与溢流结构之间设有斜管沉淀区。优选地，所述斜管沉淀区有多根管倾斜排布而成，该斜管沉淀区将导流筒外的池体分隔为上部区域和下部区域。

优选地，所述排泥系统包括位于沉淀区的下方的底部排泥区和位于反应区和沉淀区的外侧且位于导流筒外侧的中部排泥区；所述底部排泥区整体呈倒锥状。

更优选地，所述导流筒整体呈倒漏斗状。

为了方便向反应区内加药，所述池体顶部设有加药装置，该加药装置通过加药管与进水管连通或直接与反应区连通。

藉由上述结构，本实用新型的反应器将上述功能区全部汇集在一个池体，池体中间设置导流筒，导流筒中污水的停留时间控制在10-40min以内，PAC/PAM等助凝药剂均加入导流筒中，酸碱等中和药剂加入前置的管道混合器中，在导流筒中设置PH计，以控制导流筒中的PH值在相应的控制范围内，导流筒中间设置搅拌机，搅拌机转速使污水与PAC/PAM等药剂充分均匀混合，形成大颗粒絮体进入沉淀区，由于导流筒的特殊设置，大颗粒絮体会在导流筒底部沉降，清水及少部分小絮体则通过导流筒与池体的夹缝进入斜管沉淀区，通过斜管沉淀将沉淀物全部去除，清水则通过出水堰排入下个处理工序。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型将传统的中和反应池、混凝反应池、絮凝反应池以及沉淀池纳为一体，经过导流筒等特殊设置，保证池体水利条件优越，同时又减少了占地面积，经过斜管沉淀区的延长沉淀，再从出水堰板排出，保证了沉淀足够的时间，确保了反应的完全以及运行成本的低廉；该池中仅需一台搅拌机，减少传统混凝沉淀所需的至少三台搅拌机及吸刮泥机等大型设备，减少了设备的投资成本。

优选地，池体底部设40-60°圆角泥斗，圆角泥斗不会产生排泥死区，大部分污泥通过底部排泥系统排出，少量经斜管沉淀区沉淀的污泥则通过中部排泥系统排出，保证了排泥系统的有效性。确保整个沉淀池的表面负荷可以控制在1.2-2.0m³/㎡•h，本实用新型池体构造简单，功能强大，出水效果较好。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的纵剖面结构原理图；

图2是本实用新型的平面示意图。

在图中：

1-反应区；2-沉淀区；3-中部排泥区；4-底部排泥区；5-搅拌机板；6-导流筒；7-出水堰板；8-斜管沉淀区；9-泥斗；10-加药管；11-进水管；12-出水管；13-池体；14-出水堰。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种圆形高效混凝沉淀一体化反应器，如图1、图2所示，包括中和、混凝和絮凝反应区1、沉淀区2、中部排泥区3、底部排泥区4、搅拌机5、导流筒6、出水堰板7、斜管沉淀区8以及设置于沉淀池底部的倒圆锥形泥斗9。

所述中和、混凝和絮凝反应区1与沉淀区2形成—体化，整体外型为圆形，底部呈倒圆锥形，所述中和、混凝和絮凝反应区1设置于所述导流筒6内，所述搅拌机5设置于设置于所述导流筒6内，所述中和、混凝和絮凝反应区1设置有进水管11以及加药管10，所述斜管沉淀区8成环形设置于导流筒6与外池体之间，所述出水堰板7位于斜管沉淀区8的上部，所述倒圆锥形泥斗9的底部中央设置有环形底部排泥区4，所述导流筒6与外池体之间设置有中部排泥区3，所述底部排泥区4及中部排泥区3通过污泥排放管连通至池外。

所述导流筒6上部设置为中和、混凝和絮凝反应区1，并设置搅拌机5。所述导流筒6是一种倒漏斗形的特殊设计，形成特殊的水力流向。

所述排泥系统包含中部排泥区3、底部排泥区4。

所述一体化反应器中具有特殊设计倒漏斗形的导流筒6，将中和、混凝和絮凝反应区1与沉淀区2合为一体后，沉淀的表面负荷可以达到在1.2-2.0m³/㎡•h。

所述斜管沉淀区8为若干PP管倾斜环形密集排布而成。

工作时，污水首先通过进水管11进入反应器的导流筒6中，即进入中和、混凝、絮凝混合反应区1，并通过加药管10加入酸碱、PAC及PAM等药剂，如图1、图2所述，污水和药剂在中和、混凝、絮凝混合反应区1通过搅拌机的扰动，使水中的胶体物质失稳，并与药剂充分混合，并形成大颗粒絮体，进而污水进入沉淀区2，在此进行固液分离，大颗粒污泥则通过重力作用沉淀在底部的倒圆锥形泥斗9中，再通过底部排泥区4的环形排泥管排出，污水则通过导流筒6与池体之间的夹缝进入斜管沉淀区8，进一步对污水中的部分微絮体进行固液分离，污泥通过重力作用沉淀在导流筒6的倒伞板上，再通过中部排泥区3的环形排泥管排出，清水最均匀终溢流进入池体四周出水堰14，通过出水管12排出。斜管沉淀区8优选为斜置PP管密集排布，提高沉淀时长，在有限的资源面积下，提高沉淀时长，从侧面也降低了占地面积，在用地紧张的情况下，减少土地资源不必要的浪费。

上述的实施例仅仅是对实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。