一种智能一体化水厂及净水工艺的制作方法

本发明涉及水处理，具体为一种智能一体化水厂及净水工艺。

背景技术：

1、为提高我国广大居民的生活质量水平，各地陆续开展城乡一体化、农村安全饮水工程。目前水厂水源主要为水库水、河道水、山泉水、地下水等。但由于我国幅员辽阔，各地所釆用的水源水质各有差异，加上我国工农业的迅速发展，水污染问题逐步凸显。很多净水厂进水水质波动大，甚至存在微污染(存在有机污染、低温低浊)，采用传统的常规净水工艺——原水→混凝(穿孔旋流或折板絮凝或网格絮凝等)→沉淀(斜管沉淀或平流沉淀)→过滤(重力无阀滤池过滤或普通快滤池过滤)→消毒已经很难处理这类水，经常出现出厂水质不达标的情况。即使增大药剂投药量，其处理混凝效果也较差、形成的絮体颗粒小、絮体颗粒难沉淀、滤池过滤负荷增大、过滤效果差、微小絮体易穿透滤料层、反冲洗不彻底造成滤料板结等，最终使得制水成本增高，制水水质也难以达标、供水安全隐患频发，严重影响居民饮水安全。

2、水体微污染对絮凝效果的影响：水体主要的微污染物质包括有机质、氨氮、总磷等。微污染水体中的有机物采用传统工艺难以使有机物脱稳去除。主要原因包括：

3、(1)水体中的有机物，为细菌提供了有机碳源，使细菌在水体中滋生导致水质恶化；

4、(2)有机物与混凝剂生成配位络合物，影响混凝剂混凝效果；

5、(3)受到微污染的水体无机胶粒被有机物包裹，胶粒带电特性发生根本变化，导致胶粒稳定性增加。

6、低温低浊对混凝效果的影响：低温低浊水具有粘度大、颗粒尺寸小、分布均匀、絮凝反应慢、矾花不易沉降的特征。低温低浊水难处理，出水水质不达标。

7、(1)胶体颗粒数目少，碰撞凝聚几率小，絮体难形成，增加水利或机械搅拌会使已形成的低强度絮体破裂。

8、(2)固相浓度小，分散相面积小，缺乏大量高聚物形成的有效空间网格交链键，加入混凝剂后形成的絮体很容易被后序工艺破坏。

9、(3)微生物和胶体颗粒大小均匀，带负电胶体少，达到电中和需要混凝剂量少，絮体矾花小、细、轻，难以沉淀，易于穿透滤层。

10、国家对自来水供水水质的安全性也高度重视，对水处理标准规定越来越严格，新的《生活饮用水卫生标准》(gb5749-2022)对水质提出了更高的要求。供水水质更严格的标准使得常规净水工艺已经很难满足净水要求。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能一体化水厂及净水工艺，解决了上述背景技术中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能一体化水厂，其特征在于：包括依次通过预氧池、网格旋涡絮凝池、高密沉淀池、气水反洗滤池、清水池，原水通过进水总管道进入预氧池，所述预氧池与网格旋涡絮凝池之间依次通过微阻混合器，所述进水总管道与所述微阻混合器之间连接有超越管，所述高密沉淀池与网格旋涡絮凝池之间设有泥水回流管。

5、优选的，所述网格旋涡絮凝池内前密后疏设置有若干涡流器，所述涡流器结构为多面球体，内部设有导流槽，促使水流形成涡流状态，快速助凝，混合水实现高效反应并形成重实的颗粒。

6、优选的，所述微阻混合器包括流入腔、喷射腔，所述流入腔与喷射腔之间的过流断面上设置加药口，所述喷射腔内部设置若干旋流片，若干所述旋流片周向布设，设置方向相同，药剂在微阻混合器内旋流混合，提高了混合效果，降低了水头损失、药耗和运行成本。

7、优选的，所述高密沉淀池采用双层高密斜管，所述双层高密斜管分上下层布置，下层内切直径大，保证絮体不被水流剪碎；上层内切直径小，以增加水流阻力，使水流分布均匀，出水浊度有保障。

8、优选的，所述气水反洗滤池设置有气水反冲洗装置，装有恒液位调节器，根据滤池液位变化智能调节出水量，保持滤池液位恒定，同时保持了滤池滤速的均匀，确保出水水质稳定，配套气水反冲洗装置，智能清洗，恢复过滤通量。

9、优选的，所述网格旋涡絮凝池、高密沉淀池的底部均设置翼式气冲排泥措施，排泥管两侧设置翼式排泥板，并增设气体扫洗功能，达到彻底清除排净池底积泥的效果，同时消除淤泥微生物厌氧对水体产水的水质污染问题。

10、优选的，所述预氧池底部配套设置有加压溶气气浮装置。

11、优选的，还包括中央控制系统，通过对进水流量、浊度、ph值进行监测，实现对加氧化剂、除藻剂、加絮凝剂、加碱量进行实时精准调控；通过对气水反洗滤池液位的监测、出水水质情况，实现对各气水反洗滤池气水反冲洗过程的全自动控制；通过对用户用水需求实现变频调速变压变量供水，实现供水的安全供水和节能供水。

12、优选的，所述微阻混合器后连接射流雾化器，混合了药剂的原水从入口进入到喷射腔形成高速喷射流体，空气/氧气从吸入口进入到工作腔内，最终在扩散段呈雾状喷出，可将工作液体通过压差、流速的瞬时变化使原水、药剂、空气/氧气进行射流混合传递，雾态流体强化亚微扩散。

13、一种净水工艺，其特征在于，采用如所述的一种智能一体化水厂进行，包括如下步骤：

14、s1、预氧化，原水通过进水总管道进入预氧池，向原水中投入除藻剂和氧化剂，投加量根据原水水质情况(浊度、色度、溶解性铁锰含量、藻类、絮凝条件)调试确定；

15、s2、混凝，原水直接通过超越管与微阻混合器连接，或者经过预氧化的处理水与微阻混合器连接，进入与微阻混合器，据进水压力、流量和浊度，plc实时计算加药剂分量(絮凝剂、ph调节剂)，通过加药计量泵将药剂加入微阻混合器进药口，实现与原水的充分混合；

16、s3、射流雾化，混合了药剂的处理水从微阻混合器经由射流雾化器中混合曝气，强化絮凝效果；

17、s4、絮凝，流经网格絮凝池的处理水，在内部涡流器作用下，改变水流方向，流体呈微涡流态，促使胶体杂质等破稳，增加絮体颗粒之间的碰撞，从而形成密实颗粒，并进行排泥作业；

18、s5、沉淀，处理水在高密沉淀池内沉淀，高密沉淀池采用双层高密斜管，双流道可优化水力参数、表面负荷，避免絮体解体，促进固液高效分流，并进行排泥作业；

19、s6、过滤，处理水流入气水反洗滤池，恒液位调节器根据气水反洗滤池液位变化智能调节出水量，保持气水反洗滤池液位恒定，同时保持了气水反洗滤池滤速的均匀，确保出水水质稳定，配套气水反冲洗装置，智能清洗，恢复过滤通量；

20、s7、消毒，最后出水经过消毒后进入清水池。

21、进一步的：s5与s4之间还包括泥水回流的步骤，在原水为低温低浊水时，可将沉淀池部分泥水回流至絮凝池中，增加原水的浊度，提高水中的胶体颗粒浓度，增大颗粒杂质的碰撞几率，提高混凝反应效率。

22、(三)有益效果

23、本发明提供了一种智能一体化水厂及净水工艺。具备以下有益效果：

24、1、该智能一体化水厂及净水工艺，在常规水处理工艺设备设施之前增加预氧化池、微阻混合器、射流雾化器，针对不同水源均具有较好的处理效果。预氧化可将原水中的微有机污染物、铁锰无机污染物、藻类等物质进行预氧化去除，抑制其在后续处理构筑物中滋生，减少后续絮凝剂的消耗量；微阻混合器内腔侧壁进行优化设计，减少阻力，实现药剂与水体的深度混合；射流雾化器利用压差、溶氧曝气、雾化态喷出原理，利用水利剪切作用有效剥离无机物的包裹外壳，增强了水分子和胶体的布朗运动，高流速梯度加强了亚微扩散，实现均匀混合。

25、2、该智能一体化水厂及净水工艺，对絮凝、沉淀、过滤工艺的升级改造。在网格絮凝池内增设涡流器，快速助凝，混合水实现高效反应并形成重实的颗粒；沉淀池设计双层高密斜管，从而解决现有单层斜管沉淀池存在表面负荷不均匀，泥水难以分离的问题；过滤池采用气水反洗滤池，并配套气水反洗，保持滤池滤速的均匀，确保出水水质稳定。

26、3、该智能一体化水厂及净水工艺，科技赋能，水厂智能化程度高。一体化水厂加药、恒液位控制、泥水回流、排泥、气水反洗等均实现自动化控制，大数据、物联网智能运算，基本实现无人值守、全自动运行。