專利名稱：智能一體化水處理設(shè)備及其水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理設(shè)備及其水處理方法，更具體來說，涉及能夠在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，供包括自來水廠、醫(yī)院、學(xué)校、礦山、機械、紡織、印染、食品加工、機電、發(fā)電廠等需要對地表水、河水等進行水凈化過濾預(yù)處理及污水凈化過濾處理的水處理設(shè)備及其水處理方法。
背景技術(shù)：
目前常見的使用豎流式反應(yīng)沉淀器的水處理設(shè)備，集常規(guī)水處理工藝的絮凝、沉淀于一體，采用旋流加網(wǎng)格反應(yīng)及斜管沉淀。反應(yīng)區(qū)通過控制水的流動，使水中的膠體相互碰撞、吸附，聚集成粒徑更大的顆粒，然后慢慢沉降。存在的主要問題是，設(shè)備占地面積很大、高度很高、絮凝反應(yīng)時間短、沉降效果差，對原水濁度的要求是小于1000度，對原水大于1000度的無效果。傳統(tǒng)的水處理設(shè)備一般需設(shè)置專門的反沖洗水泵對設(shè)備進行定期沖洗，除去購買設(shè)備的費用和安排專人管理的人工成本，還要耗費大量的電力成本。而一些采用水力、機械控制的過濾器的水處理設(shè)備，需設(shè)置強制反沖洗水泵及反沖洗水箱，調(diào)試完成后，需專人管理。其存在的主要問題是設(shè)備的占地面積特別大、虹吸功能成功率低(或無虹吸功能)、浪費大量的反沖洗水體、設(shè)備清水上升管容易氧化腐爛，造成使用壽命短和再次污染水體等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種能夠提高工作效率，縮小占地面積，節(jié)省專人操作費用以節(jié)能增效的水處理設(shè)備及其水處理方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種水處理設(shè)備，包括絮凝反應(yīng)裝置、沉淀裝置、U型管及過濾裝置，所述的絮凝反應(yīng)裝置上方通過導(dǎo)流槽與沉淀裝置連通，所述的過濾裝置位于沉淀裝置的下方，所述的沉淀裝置與過濾裝置連通。所述的絮凝反應(yīng)裝置包括三級反應(yīng)區(qū)，按水流經(jīng)過順序分別是絮凝反應(yīng)一區(qū)、絮凝反應(yīng)二區(qū)和反應(yīng)沉淀三區(qū)，三級反應(yīng)區(qū)以豎井方式串聯(lián)并通過導(dǎo)流槽連通，所述的絮凝反應(yīng)裝置的三級反應(yīng)區(qū)均設(shè)置多層均勻分布有若干相同開孔的多孔網(wǎng)格，所述的絮凝反應(yīng)裝置的三級反應(yīng)區(qū)底部均設(shè)有排污管。所述的沉淀裝置包括導(dǎo)流槽、平流式沉淀區(qū)、蜂窩斜管區(qū)、集水區(qū)、配水槽、集泥槽和排污管，所述的導(dǎo)流槽下部與平流式沉淀區(qū)連通，所述的集泥槽、平流式沉淀區(qū)、蜂窩斜管區(qū)、集水區(qū)、配水槽由下向上排列，所述的集泥槽為多斜板結(jié)構(gòu)，所述的蜂窩斜管區(qū)選用表面積達169 m2 /m3的Φ35X 1200的PE材質(zhì)的蜂窩斜管。所述的沉淀裝置與過濾裝置通過U型管連通，U型管包括進水口、彎管、出水口，進水口和出水口位于彎管兩端，進水口高于出水口布置。所述的過濾裝置包括布水擋板、濾料層、通水渠、清水區(qū)，所述的過濾裝置還裝配了包括虹吸上升管、虹吸下降管、虹吸輔助管、排氣管及虹吸破壞裝置的水力條件下的自動
3虹吸反沖洗系統(tǒng)。同時，本發(fā)明還提供一種使用上述的水處理設(shè)備的水處理方法，該方法包括以下步驟
(1)使用所述的絮凝反應(yīng)裝置將水流進行絮凝反應(yīng)；
(2)使用所述的沉淀裝置將經(jīng)過絮凝反應(yīng)的水流進行沉淀反應(yīng)；
(3)使用所述的過濾裝置將經(jīng)過沉淀反應(yīng)的水流進行過濾反應(yīng)并輸出凈水。在過濾反應(yīng)的步驟中，所述的過濾裝置通過水力條件下的自動虹吸反沖洗系統(tǒng)， 對過濾裝置本身進行反沖洗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為本發(fā)明通過集合絮凝反應(yīng)裝置、沉淀裝置及過濾裝置，將混凝反應(yīng)、沉淀反應(yīng)和重力式無閥自動反沖洗過濾等工藝有機組合在一起，使水處理設(shè)備具有絮凝反應(yīng)效果好、沉淀效果穩(wěn)定、耐沖擊負荷能力強、水頭損失少、全自動反沖洗、節(jié)能增效、故障率低、運行穩(wěn)定和操作管理簡便、無需專人看管等優(yōu)點。
圖1是本發(fā)明中的水處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的按照進水順序的流程圖3是絮凝反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是絮凝反應(yīng)裝置中的水流運行圖； 圖5是絮凝反應(yīng)裝置中多孔網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是沉淀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是U型管的主視圖； 圖8是U型管的左視圖； 圖9是過濾裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是自動虹吸反沖洗系統(tǒng)裝配圖的正視圖； 圖11是自動虹吸反沖洗系統(tǒng)裝配圖的側(cè)視圖； 圖12是自動虹吸反沖洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的水處理設(shè)備包括進水口 1、絮凝反應(yīng)裝置2、沉淀裝置 3、U型管4、過濾裝置5及出水口 6。原水通過管道混合器添加混凝劑后，經(jīng)進水口 1進入絮凝反應(yīng)裝置2。如圖3、圖4 所示，絮凝反應(yīng)裝置的反應(yīng)池由絮凝反應(yīng)一區(qū)202、絮凝反應(yīng)二區(qū)206和反應(yīng)沉淀三區(qū)208 以豎井方式通過第一導(dǎo)流槽204和第二導(dǎo)流槽207串聯(lián)而成。在絮凝反應(yīng)一區(qū)202、絮凝反應(yīng)二區(qū)206和反應(yīng)沉淀三區(qū)208中均裝配有多層如圖5所示結(jié)構(gòu)的多孔網(wǎng)格。添加了混凝劑的原水首先進入絮凝反應(yīng)裝置的絮凝反應(yīng)一區(qū)202，水流自下而上通過絮凝反應(yīng)一區(qū)多層多孔網(wǎng)格213進入第一導(dǎo)流槽204頂部并向下流動，水流在第一導(dǎo)流槽204底部進入絮凝反應(yīng)二區(qū)206，并自下而上通過絮凝反應(yīng)二區(qū)多層多孔網(wǎng)格212進入第二導(dǎo)流槽207頂部，水流向下流動經(jīng)第二導(dǎo)流槽207底部進入反應(yīng)沉淀三區(qū)208，水流繼續(xù)向上流動并通過反應(yīng)沉淀三區(qū)多層多孔網(wǎng)格211進入沉淀裝置導(dǎo)流槽307。水流在絮凝反應(yīng)裝置中依次流經(jīng)絮凝反應(yīng)一區(qū)202、第一導(dǎo)流槽204、絮凝反應(yīng)二區(qū)206、第二導(dǎo)流槽207和反應(yīng)沉淀三區(qū)208并不斷改變方向，上下交錯流動，當(dāng)水流通過絮凝反應(yīng)裝置中裝配的多層多孔網(wǎng)格時，水流收縮，過網(wǎng)孔后水流擴大，形成良好的絮凝條件，通過能量消耗完成絮凝反應(yīng)過程。因絮凝反應(yīng)產(chǎn)生的濃水則沉降至絮凝反應(yīng)裝置底部由排污管203,205,209定期排出。經(jīng)絮凝反應(yīng)裝置2處理后的水流進入沉淀裝置3。如圖6所示，沉淀裝置3包括排污管301、集泥槽302、平流式沉淀區(qū)303、蜂窩斜管區(qū)304、配水槽305、集水區(qū)306和導(dǎo)流槽307，導(dǎo)流槽307下部與平流式沉淀區(qū)303連通，集泥槽302、平流式沉淀區(qū)303、蜂窩斜管區(qū)304、集水區(qū)306、配水槽305由下向上排列布置，集泥槽302為多斜板結(jié)構(gòu)，蜂窩斜管區(qū) 304選用表面積達169 Hl2 /m3的Φ35X 1200的PE材質(zhì)的蜂窩斜管。進入沉淀裝置3的水流首先經(jīng)導(dǎo)流槽307下部進入平流式沉淀區(qū)303進行平流式沉淀，水位不斷升高后水流進入蜂窩斜管區(qū)304，水流在蜂窩斜管區(qū)304中改變方向，水流進一步進行沉淀反應(yīng)，最后水流進入集水區(qū)306，當(dāng)水位達到一定高度后即進入配水槽305 并輸出。在沉淀反應(yīng)過程中產(chǎn)生的濃水不斷沉降至集泥槽302由排污管301定期排出。經(jīng)過沉淀反應(yīng)的水流經(jīng)配水槽305進入U型管4。如圖7、圖8所示，U型管4包括彎管401、出水口 402、進水口 403，進水口 403和出水口 402位于彎管401兩端，進水口 403 高于出水口 402布置。水流通過進水口 403由上向下流動經(jīng)過彎管401由出水口 403進入過濾裝置5。如圖9所示，過濾裝置5包括布水擋板506、濾料層507、通水渠508、清水區(qū)509， 由U型管4進入過濾裝置5的水流首先進入虹吸上升管505，然后向下流動到布水擋板506 并由其均勻布水至濾料層507，水流自上而下通過濾料層507進入通水渠508，然后進入清水區(qū)509，水位不斷上升，當(dāng)?shù)竭_一定高度時，凈水通過出水口 6輸出。如圖10、圖11所示，過濾裝置5裝配有水力條件下的自動虹吸反沖洗系統(tǒng)500。 如圖12所示，自動虹吸反沖洗系統(tǒng)500包括虹吸上升管505、虹吸下降管503、虹吸輔助管 502、排氣管501及虹吸破壞裝置504。過濾裝置5在運行初時比較清潔，隨著運行時間推移， 濾料層507表面顆粒雜質(zhì)逐漸增多，水頭損失也隨之增加，水位將沿著虹吸上升管505慢慢升高，當(dāng)水頭損失增加到一定程度后，虹吸上升管505中的水位上升到虹吸輔助管口 502并從管口急速流下，依靠水流的挾氣和射流作用及排氣管501將虹吸上升管505中的空氣帶走，使虹吸上升管505形成真空，虹吸上升管505中的水就在大氣壓力下大量地越過管頂沿虹吸下降管503落下，即開始了反沖洗過程。清水區(qū)509的水經(jīng)過通水渠508從下而上沖洗濾料層507，當(dāng)清水區(qū)509的水位下降到虹吸破壞裝置504時(約5min左右)，虹吸被破壞而沖洗過程結(jié)束，過濾又重新開始。
權(quán)利要求
1.一種水處理設(shè)備，包括絮凝反應(yīng)裝置、沉淀裝置、U型管及過濾裝置，其特征在于所述的絮凝反應(yīng)裝置上方通過導(dǎo)流槽與沉淀裝置連通，所述的過濾裝置位于沉淀裝置的下方，所述的沉淀裝置與過濾裝置連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其特征在于所述的絮凝反應(yīng)裝置包括三級反應(yīng)區(qū)，按水流經(jīng)過順序分別是絮凝反應(yīng)一區(qū)、絮凝反應(yīng)二區(qū)和反應(yīng)沉淀三區(qū)，三級反應(yīng)區(qū)以豎井方式串聯(lián)并通過導(dǎo)流槽連通，所述的絮凝反應(yīng)裝置的三級反應(yīng)區(qū)均設(shè)置多層均勻分布有若干相同開孔的多孔網(wǎng)格，所述的絮凝反應(yīng)裝置的三級反應(yīng)區(qū)底部均設(shè)有排污管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其特征在于所述的沉淀裝置包括導(dǎo)流槽、平流式沉淀區(qū)、蜂窩斜管區(qū)、集水區(qū)、配水槽、集泥槽和排污管，所述的導(dǎo)流槽下部與平流式沉淀區(qū)連通，所述的集泥槽、平流式沉淀區(qū)、蜂窩斜管區(qū)、集水區(qū)、配水槽由下向上排列，所述的集泥槽為多斜板結(jié)構(gòu)，所述的蜂窩斜管區(qū)選用表面積達169 in2 /m3的Φ35Χ 1200的PE材質(zhì)的蜂窩斜管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其特征在于所述的沉淀裝置與過濾裝置通過U 型管連通，U型管包括進水口、彎管、出水口，進水口和出水口位于彎管兩端，進水口高于出水口布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備，其特征在于所述的過濾裝置包括布水擋板、濾料層、通水渠、清水區(qū)，所述的過濾裝置還裝配了包括虹吸上升管、虹吸下降管、虹吸輔助管、排氣管及虹吸破壞裝置的水力條件下的自動虹吸反沖洗系統(tǒng)。
6.一種使用權(quán)利要求1所述的水處理設(shè)備的水處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)使用所述的絮凝反應(yīng)裝置將水流進行絮凝反應(yīng)；(2)使用所述的沉淀裝置將經(jīng)過絮凝反應(yīng)的水流進行沉淀反應(yīng)；(3)使用所述的過濾裝置將經(jīng)過沉淀反應(yīng)的水流進行過濾反應(yīng)并輸出凈水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水處理方法，其特征在于在過濾反應(yīng)的步驟中，所述的過濾裝置通過水力條件下的自動虹吸反沖洗系統(tǒng)，對過濾裝置本身進行反沖洗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能一體化水處理設(shè)備及其水處理方法。本發(fā)明公開了一種水處理設(shè)備及其水處理方法，該水處理設(shè)備將絮凝反應(yīng)裝置、沉淀裝置及過濾裝置有機組合在一起，并通過自動虹吸反沖洗系統(tǒng)，集合混凝反應(yīng)、沉淀反應(yīng)和重力式無閥自動反沖洗過濾等工藝，使設(shè)備的效率得到提高，占地面積得以縮小，節(jié)省了專人操作費用等，從而達到節(jié)能增效的效果。
文檔編號C02F1/52GK102328976SQ201110137008
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者劉泉江, 王世坤 申請人:湖南泉江環(huán)?？萍加邢薰?br>