專利名稱：高效組合凈水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效組合凈水器。
背景技術(shù)：
雖然，城市大型水廠通過(guò)密如蛛網(wǎng)的地下管道，為城市與鄉(xiāng)村提供優(yōu)質(zhì)的生活、生產(chǎn)用水，但其龐大的配水系統(tǒng)也存在諸多問(wèn)題(1)管道的長(zhǎng)距離和大口徑，導(dǎo)致投資非常昂貴；( 管路水頭損失大，泵站能耗高，日常運(yùn)行費(fèi)用增加；C3)管網(wǎng)滲漏、爆管、斷水等問(wèn)題，使得安全隱患多，維修工作量大；(4)管道二次污染嚴(yán)重，帶來(lái)水質(zhì)難以保證，同時(shí)增加消毒劑投加量。因此，如何解決以上問(wèn)題，為就近有水資源可利用的地區(qū)提供可靠安全的飲用水， 同時(shí)無(wú)需投入大量管網(wǎng)系統(tǒng)成為一個(gè)水處理行業(yè)的關(guān)鍵問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種高效組合凈水器。本發(fā)明提供的高效組合凈水器，包括反應(yīng)池3，沉淀池7和過(guò)濾池11，其中進(jìn)水泵1 一端通過(guò)管道和閥門接于反應(yīng)池3上部一側(cè)，反應(yīng)池3內(nèi)設(shè)有網(wǎng)格變孔攪拌槳葉4 ；沉淀池7中部設(shè)有同向流斜板8，同向流斜板8下方設(shè)有強(qiáng)制集水管6，同向流斜板8底部設(shè)有沉淀水集水器9，沉淀水集水器9連接凈水出水軟管10 —端；過(guò)濾池11頂部設(shè)有吸泥行車12，吸泥行車12能在過(guò)濾池11頂部來(lái)回移動(dòng)，毯狀濾片16豎直固定于過(guò)濾池11內(nèi)，吸泥泵13固定于吸泥行車12下方，吸泥管14 一端連接吸泥泵13，另一端位于毯狀濾片16 —側(cè)，過(guò)濾池11底部設(shè)有集水干道17，出水堰15垂直固定于過(guò)濾池15內(nèi)，過(guò)濾池11底部一側(cè)設(shè)有凈水出水口 18。本發(fā)明中，所述凈水出水軟管10另一端插入分隔板33洞孔內(nèi)。本發(fā)明中，與凈水出水口 18相連的管道上連接有消毒劑投加裝置19。本發(fā)明中，進(jìn)水泵1另一端連接吸水管，吸水管上連接有混凝劑投加裝置2。本發(fā)明中，與凈水出水口 18相連的管道另一端插入清水池22內(nèi)。本發(fā)明中，所述網(wǎng)格變孔攪拌槳葉4連接變頻電機(jī)25。本發(fā)明中，過(guò)濾池11內(nèi)設(shè)有過(guò)濾框架38，毯狀濾片16與過(guò)濾框架38之間采用插入式結(jié)構(gòu)。吸泥行車12連接行車電機(jī)35，吸泥泵13與吸泥管14之間設(shè)有吸泥總管34，吸泥泵13通過(guò)污泥總管36連接排泥管37。本發(fā)明中，強(qiáng)制集水管6通過(guò)強(qiáng)制出水管31連接強(qiáng)制出水口四，強(qiáng)制出水口四位于沉淀池7 —側(cè)上部。該裝置已具備A)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，各工藝單體之間無(wú)管道連接；占地面積小，池深淺，造價(jià)低；制水時(shí)間短，藥耗省，管理簡(jiǎn)便；出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本裝置的改進(jìn)和創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面
3
(一)混凝工藝(1)在進(jìn)水泵吸水管上注入混凝劑，并利用高速旋轉(zhuǎn)的水泵葉輪加強(qiáng)混合，以降低藥液的投加量；( 采用切向進(jìn)水，充分利用水泵的余能推動(dòng)水流作切向攪拌，從而降低攪拌機(jī)功耗；(3)采用網(wǎng)格變孔攪拌槳葉4及變頻電機(jī)，確保最佳反應(yīng)狀態(tài)；(4)取消傳統(tǒng)的平板式槳葉(見(jiàn)圖2)，采用網(wǎng)狀漸變孔槳葉(見(jiàn)圖3)，其體現(xiàn)的三個(gè)優(yōu)點(diǎn)為A)槳葉與水流的接觸面更大、更均勻；B)水流流經(jīng)眾多的網(wǎng)孔，造成一次次流速的起伏變化與流向的改變，從而大大有利于絮凝顆粒的碰撞與凝聚；C)沿水深增加方向網(wǎng)孔逐漸變大，水流速度逐漸變小，符合速度梯度與絮體成長(zhǎng)的規(guī)律。在實(shí)現(xiàn)以上一系列的改進(jìn)后，本裝置的混凝反應(yīng)時(shí)間能從常規(guī)混凝大于20分鐘的反應(yīng)時(shí)間縮短至不到15分鐘。(二)沉淀工藝在當(dāng)今眾多的沉淀技術(shù)中，以斜板(管)沉淀的效率最高；而在斜板(管)沉淀的多種形式中，又以采用同向流技術(shù)的效果最佳。本裝置即采用了斜板同向流形式(見(jiàn)圖 4)，其優(yōu)點(diǎn)是A)絮粒與水流不頂沖，泥、水分離速度加快；B)斜板傾角小，沉淀面積增大； C)表面負(fù)荷高，產(chǎn)水率大。同時(shí)，其缺點(diǎn)也十分明顯，主要體現(xiàn)為A)斜板長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，近: 左右，耗材多；B)斜板集水處帶有滑泥折板，加工困難，制作成本高；C)清水集水管仍要沿斜板延伸向上至池頂集水，造成加工及安裝的困難。本裝置在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)、創(chuàng)新，主要體現(xiàn)為(1)省去了占較大池容積的進(jìn)水分配區(qū)。按照常規(guī)斜板(管)沉淀技術(shù)，無(wú)論是同向流還是逆向流，為了均勻分配待沉淀水，均需設(shè)置一個(gè)進(jìn)水分配區(qū)，其高度在1.0m左右，故增加了池子的總高度(見(jiàn)圖幻。本裝置則在反應(yīng)池后，沿水流方向直接進(jìn)入斜板沉淀(見(jiàn)圖6)，從而大大降低了沉淀池的高度； (2)取消了帶有折角的滑泥段，改為直板。不僅節(jié)省板材，也大大簡(jiǎn)化了加工及安裝；(3)為了解決集水后板間流速已降為零，污泥難以下滑的問(wèn)題，在下部集泥斗上方，設(shè)置了可調(diào)節(jié)流量的強(qiáng)制出水管(見(jiàn)圖7) ； (4)對(duì)決定凈水效果好壞的關(guān)鍵部分——集水系統(tǒng)作了重大改進(jìn)(見(jiàn)圖8)；主要體現(xiàn)為A)設(shè)計(jì)了特殊的集水盒，以便收集板間上層僅數(shù)毫米的清液； B)匯集的清水管不再沿斜板上溯至池頂，而是用短軟管直接引至后續(xù)處理過(guò)渡區(qū)，既簡(jiǎn)易緊湊，又節(jié)省材料。(三)過(guò)濾工藝千百年來(lái)，凈水技術(shù)的過(guò)濾工藝主要受到二大瓶頸的束縛A)濾材依然是石英砂、無(wú)煙煤等分散顆粒材料占主導(dǎo)地位，從而使得濾池笨重又體積大；B)反沖洗系統(tǒng)龐大， 需要一套繁復(fù)的沖洗設(shè)備(包括儲(chǔ)水箱、水泵、沖洗管系、閥門、排水渠道等)。本裝置主要針對(duì)以上弊端進(jìn)行變革，以求過(guò)濾系統(tǒng)簡(jiǎn)單、高效。主要體現(xiàn)為(1)使用石英砂、無(wú)煙煤等分散顆粒濾料的常規(guī)濾池，其缺點(diǎn)主要為濾層及支撐層的深度大(一般在IlOcm以上)；耗材多，每平方米濾池約需濾料1噸以上；有效粒徑的濾材篩選麻煩，需在大量基材中篩出；失效后翻動(dòng)、清洗困難及運(yùn)輸笨重等；本裝置不再采用常規(guī)的石英砂、無(wú)煙煤等分散顆粒濾料，而是采用毯狀纖維濾料，從而使得其濾層厚度僅為 2. Ocm左右；同時(shí)該濾料質(zhì)輕，每平方米重僅2-3kg ；強(qiáng)度大，無(wú)毒耐腐蝕，又價(jià)格低廉；并且濾料的纖維密度和厚度均可根據(jù)水質(zhì)要求的不同而選取；(2)本裝置改變了自上而下的水流過(guò)濾方向，大大拓展了過(guò)濾面積。常規(guī)的過(guò)濾池的過(guò)濾面積由過(guò)濾池的表面積決定，即其表面積多大，過(guò)濾面積也就多大(見(jiàn)圖9)；而本裝置利用常規(guī)過(guò)過(guò)濾池的濾層、支承層及集水系統(tǒng)所占的空間，垂直安插多塊片狀濾板，從而使其過(guò)濾面積至少擴(kuò)大8倍以上(見(jiàn)圖10)；(3)本裝置用設(shè)置在行車上的吸泥泵來(lái)完成反沖洗(見(jiàn)圖11)，從而省去了常規(guī)過(guò)濾池為反沖洗而設(shè)置的各種設(shè)施(如沖洗儲(chǔ)水塔、沖洗泵、沖洗管系等)。其主要是通過(guò)呈細(xì)長(zhǎng)窄縫的吸泥管緊貼毯狀濾材表面，利用吸泥泵的吸力，水流由內(nèi)向外通過(guò)濾材，使污泥隨之脫離毯狀濾片，而被吸泥泵吸出；并通過(guò)行車的來(lái)回移動(dòng)，將全部毯狀濾片表面的污泥抽吸干凈；(4)本裝置的反沖洗過(guò)程僅為勻速的線狀掃洗，所以反沖洗耗水量很少，且吸洗均勻。同時(shí)在反沖洗時(shí)，無(wú)需停止進(jìn)水，也無(wú)需另備沖洗水源，因此出水也不用完全停止；(5)本裝置的毯狀濾片與固定支架之間采用插入式結(jié)構(gòu)，從而維修或更換濾片均極為便利，操作人員完全無(wú)常規(guī)濾池維修和維護(hù)過(guò)程中搬、翻濾料之勞苦。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流程示意圖。圖2為以往平板式攪拌槳。圖3為本發(fā)明網(wǎng)狀變孔攪拌槳葉。圖4為以往同向流斜板沉淀流程示意圖。圖5為以往同向流進(jìn)水方式使池深增大。圖6為本發(fā)明豎向?qū)盈B式斜板。圖7為本發(fā)明可調(diào)節(jié)出流量的強(qiáng)制出水管。圖8為本發(fā)明短軟管集水系統(tǒng)。圖9為以往過(guò)濾池的過(guò)濾面積。圖10為本發(fā)明過(guò)濾面積至少擴(kuò)大8倍以上。其中，(a)為傳統(tǒng)單個(gè)過(guò)濾面積，(b) 為本裝置過(guò)濾面積。圖11為本裝置的吸泥反洗系統(tǒng)。圖中標(biāo)號(hào)1為進(jìn)水泵，2為混凝劑投加裝置，3為反應(yīng)池，4為網(wǎng)格變孔攪拌槳葉，5 為污泥斗，6為強(qiáng)制集水管，7為沉淀池，8為同向流斜板，9為沉淀水集水器，10為凈水出水軟管，11為過(guò)濾池，12為吸泥行車，13為吸泥泵，14為吸泥管，15為出水堰，16為毯狀濾片， 17為集水干道，18為凈水出水口，19為消毒劑投加裝置，20為凈水提升泵，21為用戶用水， 22為清水池，23為取水口，M為河道，25為變頻電機(jī)，26為反應(yīng)區(qū)，27為井水分配區(qū)，28為清水出水口，29為強(qiáng)制出水口，30為進(jìn)水口，31為強(qiáng)制出水管，32為排污管，33為分割板，34 為吸泥總管，35為行車電機(jī)，36為污泥總管，37為排泥管，38為過(guò)濾框架，39為過(guò)濾方向，40 為砂濾層，41為卵石支撐層，42為出水管，43為進(jìn)水分配區(qū)，44為斜板，45為清水管，46為集水盒，47為落泥區(qū)，48為泥斗，49為平板式攪拌槳。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1
如圖1所示，本裝置由進(jìn)水泵1、混凝劑投加裝置2、反應(yīng)池3、網(wǎng)格變孔攪拌槳葉 4、污泥斗5、強(qiáng)制出水管6、沉淀池7、同向流斜板8、沉淀水集水器9、凈水出水軟管10、過(guò)濾池11、吸泥行車12、吸泥泵13、吸泥管14、出水堰15、毯狀濾片16、集水干道17、凈水出水口 18、消毒劑投加裝置19、凈水提升泵20、用戶用水21、清水池22、取水口 23和河道M組成。 反應(yīng)池3主要進(jìn)行混凝工藝，原水由進(jìn)水泵1抽取，將原水和藥劑充分混合攪拌，然后進(jìn)入沉淀池7，由沉淀池7進(jìn)行初步沉淀，大部分沉淀下來(lái)的污泥由沉淀池7底部的污泥斗5排出裝置。沉淀后的水通過(guò)沉淀池7中的同向流斜板8流入沉淀水集水器9，由水經(jīng)過(guò)毯狀濾片16兩側(cè)進(jìn)行深度過(guò)濾，使清水進(jìn)入密封式毯狀濾片16中間，然后由毯狀濾片16中間的管道利用水流重力流出裝置，最后通過(guò)消毒劑投加裝置19加消毒劑成為潔凈的飲用水。圖2為以往平板式攪拌槳，主要是由平板式攪拌漿49在變頻電動(dòng)25帶動(dòng)下，做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖3為本裝置網(wǎng)狀變孔攪拌槳4，改平板為網(wǎng)狀變孔，由變頻電機(jī)25帶動(dòng)做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖4為以往同向流斜板沉淀流程示意圖，水從進(jìn)水分配區(qū)43，由斜板44底部往上沖，污泥往下滑落。圖5為以往同向流進(jìn)水方式，沉淀池上方裝有進(jìn)水分配區(qū)43使池深增大。圖6為本裝置的同向流斜板8、該同向流斜板8為豎向?qū)盈B式斜板，讓水在反應(yīng)區(qū) 26與污泥往同一方向流動(dòng)井水分配區(qū)27。圖7為本裝置可調(diào)節(jié)出流量的強(qiáng)制出水管，反應(yīng)區(qū)沈水流進(jìn)斜板沉淀池，然后沉淀下來(lái)的凈水從斜板底部進(jìn)水分配口 30由強(qiáng)制集水管6集水，通過(guò)強(qiáng)制出水口四流進(jìn)過(guò)濾池，它還可以調(diào)節(jié)從沉淀池流向?yàn)V池的水位，在斜板下方設(shè)置一個(gè)水槽，使上層的清水集中流向凈水出水軟管10，然后流向過(guò)濾池。斜板上的泥沙通過(guò)重力能滑落到污泥斗5，通過(guò)排泥管32排出裝置。圖8為本裝置短軟管集水系統(tǒng)，通過(guò)同向流斜板8沉淀，由沉淀水集水器9收集斜板上層的清水由凈水出水軟管10流出清水出水口觀到達(dá)分割板33另一邊的濾池。圖9為以往濾池的過(guò)濾面積，水流的39過(guò)濾方向下，經(jīng)過(guò)砂濾層40、卵石支撐層 41后，由出水管42流出設(shè)備。為濾布過(guò)濾的有效面積為設(shè)備的表面積。圖10為本裝置的過(guò)濾面積，采用濾布作為材質(zhì)，10 (a)為單片濾布的面積，10 (b) 為每個(gè)一立方米的過(guò)濾池放入4片濾袋，每片兩面同時(shí)過(guò)濾，故至少擴(kuò)大8倍以上有效過(guò)濾面積。圖11為本裝置的吸泥反洗系統(tǒng)，在行車電機(jī)35的帶動(dòng)下，吸泥行車12下面的為吸泥管14緊貼毯狀濾片16兩側(cè)，沿著過(guò)濾框架38來(lái)回開(kāi)動(dòng)，吸下毯狀濾片16上的污泥， 并由吸泥泵13吸走進(jìn)入吸泥總管34進(jìn)入排泥管37，由污泥總管34排出裝置。本發(fā)明工藝流程如下原水從河道取水口被進(jìn)水泵1提升，在進(jìn)水泵1吸入口處注入混凝劑，經(jīng)水泵葉輪的強(qiáng)烈攪動(dòng)，當(dāng)水流進(jìn)入反應(yīng)池3時(shí)，已完成混合階段。繼而在網(wǎng)格變孔攪拌槳葉4的作用下，水流自上而下得到充分反應(yīng)，絮體在不斷的碰撞過(guò)程中得以絮凝成團(tuán)。當(dāng)水流進(jìn)入沉淀池7后，在同向流斜板8內(nèi)實(shí)現(xiàn)泥、水分離，清水被沉淀水集水器9收集，并通過(guò)出水短軟管 10匯聚后，溢入過(guò)濾池11，泥團(tuán)則沿同向流斜板8下滑至污泥斗5。在污泥斗5中進(jìn)一步分離出的清水，則通過(guò)強(qiáng)制出水管6同樣也流入過(guò)濾池11。污泥斗5中的污泥經(jīng)壓實(shí)、積聚后定期排放。由于出水堰15的阻擋，過(guò)濾池11水位逐漸升高，直至完全浸沒(méi)毯狀濾片16，這時(shí)沉淀水通過(guò)濾片二側(cè)的毯狀編織物由外向內(nèi)進(jìn)行過(guò)濾，未被沉淀去除的小絮粒被攔截、吸附在毯狀濾料層內(nèi)。凈水則經(jīng)集水干道17匯集后，從出水堰15溢出，最后通過(guò)凈水出水口 18，在注入消毒劑后，流入清水池。隨著過(guò)濾時(shí)間的推延，濾料截污量增加，過(guò)濾阻力加大， 使得過(guò)濾池11內(nèi)水位逐漸上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一設(shè)定高度時(shí)，說(shuō)明濾料需要清洗。此時(shí)吸泥泵 13啟動(dòng)，同時(shí)吸泥行車12開(kāi)始行走，帶動(dòng)緊貼在毯狀濾片二側(cè)的吸泥管14緩慢移動(dòng)，反洗凈水由內(nèi)向外通過(guò)毯狀濾片，與吸附其上的污泥一起被吸泥泵13所帶走。當(dāng)吸泥行車帶動(dòng)吸泥管沿著毯狀濾片的長(zhǎng)度移動(dòng)一個(gè)單程或一個(gè)來(lái)回后，就完成了全部濾層的線狀掃洗任務(wù)。吸泥泵和行車隨即停運(yùn)。吸出的泥水通過(guò)吸泥總管由污泥槽排出。在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，反沖洗水來(lái)自已經(jīng)過(guò)濾的凈水，無(wú)須補(bǔ)充其他的水源；同時(shí)，原水進(jìn)水和凈水出水也無(wú)須中斷，只是凈水出水量有所減少而已。
權(quán)利要求
1.一種高效組合凈水器，包括反應(yīng)池(3)，沉淀池(7)和過(guò)濾池(11)，其特征在于進(jìn)水泵(1) 一端通過(guò)管道和閥門接于反應(yīng)池(3)上部一側(cè)，反應(yīng)池(3)內(nèi)設(shè)有網(wǎng)格變孔攪拌槳葉⑷；沉淀池(7)中部設(shè)有同向流斜板(8)，同向流斜板(8)下方設(shè)有強(qiáng)制集水管(6)，同向流斜板(8)底部設(shè)有沉淀水集水器(9)，沉淀水集水器(9)連接凈水出水軟管(10) —端；過(guò)濾池(U)頂部設(shè)有吸泥行車(12)，吸泥行車(12)能在過(guò)濾池(11)頂部來(lái)回移動(dòng)， 毯狀濾片(16)豎直固定于過(guò)濾池(11)內(nèi)，吸泥泵(13)固定于吸泥行車(12)下方，吸泥管(14) 一端連接吸泥泵(13)，另一端位于毯狀濾片(16) —側(cè)，過(guò)濾池(11)底部設(shè)有集水干道(17)，出水堰(1 垂直固定于過(guò)濾池(1 內(nèi)，過(guò)濾池(11)底部一側(cè)設(shè)有凈水出水口 (18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效組合凈水器，其特征在于所述凈水出水軟管(10)另一端插入分隔板(33)洞孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效組合凈水器，其特征在于與凈水出水口(18)相連的管道上連接有消毒劑投加器(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效組合凈水器，其特征在于進(jìn)水泵(1)另一端連接吸水管， 吸水管上連接有混凝劑投加器(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效組合凈水器，其特征在于與凈水出水口(18)相連的管道另一端插入清水池0 內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效組合凈水器，其特征在于所述網(wǎng)格變孔攪拌槳葉(4)連接變頻電機(jī)05)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效組合凈水器，其特征在于強(qiáng)制集水管(6)通過(guò)強(qiáng)制出水管(31)連接強(qiáng)制出水口( )，強(qiáng)制出水口 09)位于沉淀池(7) —側(cè)上部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效組合凈水器，其特征在于過(guò)濾池(11)內(nèi)設(shè)有過(guò)濾框架 (38)，毯狀濾片(16)與過(guò)濾框架(38)之間采用插入式結(jié)構(gòu)。吸泥行車(12)連接行車電機(jī) (35)，吸泥泵(13)與吸泥管(14)之間設(shè)有吸泥總管(34)，吸泥泵(13)通過(guò)污泥總管(36) 連接排泥管(37)。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效組合凈水器。包括反應(yīng)池，沉淀池和過(guò)濾池，進(jìn)水泵一端通過(guò)管道和閥門接于反應(yīng)池上部一側(cè)，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有網(wǎng)格變孔攪拌槳葉；沉淀池底部設(shè)有強(qiáng)制出水管，中部設(shè)有同向流斜板，同向流斜板底部設(shè)有沉淀水集水器，沉淀水集水器連接凈水出水軟管；過(guò)濾池頂部設(shè)有吸泥行車，池內(nèi)設(shè)有豎直毯狀濾片和出水堰，底部設(shè)有集水干道，底部一側(cè)設(shè)有凈水出水口，吸泥行車能在過(guò)濾池頂部來(lái)回移動(dòng)；吸泥泵固定于吸泥行車下方，吸泥管一端連接吸泥泵，另一端位于毯狀濾片一側(cè)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、池深淺、水質(zhì)穩(wěn)定、管理簡(jiǎn)便、使凈水的容積停留時(shí)間僅需分鐘左右，與常規(guī)流程相比充分體現(xiàn)了高效的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D36/04GK102343182SQ20101024442
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者張亞雷, 張合平, 沈崢, 陳翼孫, 黃永寬, 黃維, 龔本濤 申請(qǐng)人:上海安鼎濟(jì)水處理科技有限公司