一种智能一体化水厂及净水工艺的制作方法

文档序号:37928267发布日期:2024-05-11 00:07阅读:19来源:国知局
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。

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