渐变截面深井强化循环造粒固液分离的水处理系统的制作方法

本实用新型属于水处理领域，涉及造粒流化床，具体涉及一种渐变截面深井强化循环造粒固液分离的水处理系统。

背景技术：

近年来，水资源的合理利用与水资源的污染防治成为国家水资源保护的主要导向。以滇池、太湖为代表的的地表水富营养化治理，以含藻水处理技术为代表的饮用水处理，以废水零排政策为代表的工业节水和排水管控越来越受重视。我国目前66％以上的湖泊、水库或由于季节性水质变化或由于风力引起沉积物悬浮常出现富营养化与悬浮颗粒浓度较大的现象。与此同时工业循环冷却水由于适宜的温度和循环倍率的原因，也会出现季节性的藻类过度繁殖和浊度升高现象。在我国，水华蓝藻是最为常见的富营养化特征之一，也是危害最大的一种藻类。蓝藻细胞表面带负电荷，胞内存在气囊，不宜与混凝剂结合且易上浮，导致现有工艺难以有效处理。目前用的蓝藻水处理技术有预氧化混凝沉淀技术和预氧化混凝气浮技术。通过投加二氧化氯、高锰酸钾、次氯酸等预氧化药剂会使藻类表面胞衣脱落，加强混凝沉淀或气浮效果。混凝沉淀技术多采用絮凝加平流/斜管沉淀池的方式，混凝气浮采用高压溶气水使藻类絮体颗粒浮于水面。预氧化技术会使藻细胞破裂，藻液外泄，水中溶解性有机物、藻毒素、等增加，在消毒环节易产生高量的消毒副产物，威胁供水安全。现有混凝沉淀和混凝气浮工艺混凝剂用量大，占地面积大，处理效率低。破裂后的蓝藻在沉淀池漂浮腐烂，进入滤池后，堵塞滤料，缩短反冲洗周期，增大了反冲洗用水量；而气浮工艺能耗高，溶气水量约为处理水量的10-15％。成本高、效果差、有违水资源合理利用是现有技术工艺的共性问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供本实用新型提供一种渐变截面深井强化循环造粒固液分离的水处理系统，进一步提高对藻类、浊度和有机物的去除效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种渐变截面深井强化循环造粒固液分离的水处理系统，包括供水水源、渐变截面深井混合反应器、流化床主体装置和药剂投加装置；

所述的供水水源通过带有水泵的系统进水管与渐变截面深井混合反应器的第一进水管相连，渐变截面深井混合反应器的出水管通过系统连接管与流化床主体装置的第二进水管相连，流化床主体装置的出水管与系统出水管相连，系统出水管与供水水源相连回流；

所述的药剂投加装置包括混凝剂投加器、粉碳投加器、微砂投加器和助凝剂投加器；

所述的混凝剂投加器与渐变截面深井混合反应器的加药混合机构相连；所述的粉碳投加器与渐变截面深井混合反应器的加药混合机构相连；

所述的微砂投加器与流化床主体装置的第二进水管相连加药；所述的助凝剂投加器与流化床主体装置的第二进水管相连加药。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(ⅰ)悬浮颗粒达到最佳脱稳状态需要聚合氯化铝混凝剂与进水中悬浮颗粒达到足够的反应时间，并且粉碳对溶解性有机物的充分吸附也需要充分的吸附时间。本实用新型首次将渐变截面深井混合反应器和流化床主体装置联合使用，并且将聚合氯化铝混凝剂和碳粉投加入渐变截面深井混合反应器中，延长了藻类、浊质粒子的脱稳时间与活性炭吸附时间，强化了后续絮凝沉淀效果。

(ⅱ)混凝反应过程不同阶段最优g值不同，本实用新型中渐变截面深井混合反应器的内井通过优化设计计算，截面积均匀增大，满足混凝各阶段最优g值得同时进一步增加了药剂与原水的反应时间，实现了混凝效果的最优化，进一步强化了浊质粒子在后续循环造粒流化床中的絮凝沉淀效果以及粉碳的吸附效果。

(ⅲ)本实用新型中用循环造粒流化床替代了传统的混凝沉淀系统，实现了对加压并脱稳后藻类及悬浮颗粒的高效去除。

(ⅳ)本实用新型可应用于各类存在高藻、高浊以及低温低浊问题的湖库富营养化水、市政自来水厂进水、排泥水及反冲洗废水、工业循环冷却水、工业循环冷却水补水及排水的处理，在应用于水厂排泥水、反冲洗废水以及工业循环冷却水的处理时，本系统出水可回流至供水系统，降低了生产用水量及生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是药剂投加装置的连接关系示意图。

图中各个标号的含义为：50-供水水源，，51-水泵，52-系统进水管，53-系统连接管，54-系统出水管，60-渐变截面深井混合反应器，70-流化床主体装置，80-药剂投加装置；

(60-2)-加药混合机构，(60-15)-第一进水管，(60-16)-第一出水管；

(70-116)-第二进水管，(70-117)-第二出水管；

(80-203)-混凝剂投加器，(80-204)-粉碳投加器，(80-205)-微砂投加器，(80-207)-助凝剂投加器。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

现有技术中公开了一种深水循环强化混凝沉淀除藻水处理系统和方法，一种压力强化混凝沉淀除藻水处理系统和方法。但这两种方法都使用了传统混凝沉淀工艺，占地面积大，处理效率低。此外，深水循环强化混凝沉淀除藻水系统中，深水循环装置不具有渐变截面设计和高效混合设计，仅起到了使藻类气囊破裂的作用，不能实现藻类和其他浊质粒子的高效脱稳；压力强化混凝沉淀除藻水处理系统中，需要向压力罐通入压缩空气或压力水，能耗较高。

本实用新型中，渐变截面深井混合反应器60采用申请号为：

201810447403.9，申请公布号为：cn108383182a，专利名称为：“一种渐变截面深井混合反应器”的中国专利中所述的渐变截面深井混合反应器。

本实用新型中，流化床主体装置70，即循环造粒硫化床，采用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中所述的流化床主体装置。

本实用新型中，混凝剂投加器80-203采用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中所述的混凝剂投加器。

本实用新型中，粉碳投加器80-204采用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中所述的粉碳投加器。

本实用新型中，微砂投加器80-205采用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中所述的微砂投加器。

本实用新型中，助凝剂投加器80-207采用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中所述的助凝剂投加器。

本实用新型中，可以根据需要选择设置或者不设置泥水分离系统，泥水分离系统采用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：

cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中所述的泥水分离系统，在此不再赘述。

本实用新型中，可以根据需要选择设置或者不设置自动控制系统，自动控制系统采用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：

cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中所述的自动控制系统相同、相近或相当的自动控制系统，在此不再赘述。

本实用新型引用申请号为：201810447403.9，申请公布号为：

cn108383182a，专利名称为：“一种渐变截面深井混合反应器”的中国专利中公开的内容用于进一步解释本实用新型的内容。

本实用新型引用申请号为：201810367601.4，申请公布号为：

cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中公开的内容用于进一步解释本实用新型的内容。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1至图2所示，本实施例给出一种渐变截面深井强化循环造粒固液分离的水处理系统，包括供水水源50、渐变截面深井混合反应器60、流化床主体装置70和药剂投加装置80；

供水水源50通过带有水泵51的系统进水管52与渐变截面深井混合反应器60的第一进水管60-15相连，渐变截面深井混合反应器60的出水管60-16通过系统连接管53与流化床主体装置70的第二进水管70-116相连，流化床主体装置70的出水管70-117与系统出水管54相连，系统出水管54与供水水源50相连回流；

药剂投加装置80包括混凝剂投加器80-203、粉碳投加器80-204、微砂投加器80-205和助凝剂投加器80-207；

混凝剂投加器80-203与渐变截面深井混合反应器60的加药混合机构60-2相连；粉碳投加器80-204与渐变截面深井混合反应器60的加药混合机构60-2相连；

微砂投加器80-205与流化床主体装置70的第二进水管70-116相连加药；助凝剂投加器80-207与流化床主体装置70的第二进水管70-116相连加药。

进一步地，混凝剂投加器80-203和粉碳投加器80-204可以根据需要开设旁路，分别与流化床主体装置70的第二进水管70-116相连，备用，用于故障检修等特殊情况下的加药。

进一步地，系统出水管54可以根据需要开设旁路。

渐变截面深井混合反应器60的具体工作过程参见申请号为：201810447403.9，申请公布号为：cn108383182a，专利名称为：“一种渐变截面深井混合反应器”的中国专利中公开的渐变截面深井混合反应器的工作过程。

流化床主体装置70的具体工作过程参见申请号为：201810367601.4，申请公布号为：cn108467096a，专利名称为：“一种低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备”的中国专利中公开的低温低浊、高浊或高藻水处理的循环造粒流化床设备的使用时的工作过程。

本实用新型通过将含藻含浊水通入渐变截面深井混合反应器60，使藻类细胞内气囊在水压作用下破裂的同时保持藻细胞完整，藻液不外泄。聚合氯化铝混凝剂与粉碳在渐变截面内井中与进水充分混合，使浊质粒子及藻类高效脱稳，溶解性有机物被吸附，增强了循环造粒流化床处理效果。在渐变截面深井混合反应器中已经脱稳的悬浮颗粒及藻类与聚丙烯酰胺助凝剂、微砂一同进入流化床主体装置70，完成高效絮凝沉淀和溶解性有机物的进一步吸附，最终实现对藻类、浊度和有机物的去除。

藻类气囊在渐变截面深井混合反应器60中受水压作用破裂的同时在聚合氯化铝混凝剂作用下与其他浊质粒子充分脱稳，已脱稳的浊质粒子在流化床主体装置70中高效絮凝沉淀，粉碳在渐变截面深井混合反应器60中吸附溶解性有机物后在循环造粒流化床持续吸附，有机物去除率更高。

渐变截面深井混合反应器60出水经系统连接管53流入流化床主体装置70，在流化床主体装置70中进行处理，经过处理后的水流出至系统出水管54。

药剂投加装置80也可根据原水水质情况进行切换，例如，在藻类密度较高，悬浮颗粒密度较低的情况下，微砂投加器80-205工作，进一步增加絮体颗粒真实密度，在处理水中溶解性有机物含量较高时，粉碳投加器80-204工作，增大絮体颗粒密度的同时通过物理吸附作用强化对溶解性有机物和悬浮颗粒的去除。