重力式一體化凈水器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種重力式一體化凈水器，屬于水處理領域，所述凈水器包括有可調節的混凝劑投加裝置、漩流反應室、沉淀水緩沖區、斜管沉淀區、泥渣沉淀區、無閥過濾腔、沖洗存水箱、清水池、連接管和虹吸反沖洗管道系統，其特點將常規自來水的混凝、沉淀、過濾、排泥集于一個立式圓柱形殼體內，通過連接管和虹吸反沖洗系統實現自動制水和反沖洗，利用源水原有重力勢能，完成整個凈水流程，出水還可利用原有壓力輸送至清水池，根據制水量不同制成不同直徑的罐體。一體化凈水器運輸、建設、管理和運行成本低，在具有一定自流水源的地方，即使缺乏電能也能建造出一個全自動、低能耗的凈水工廠。適用于城鎮、農村、居民點、工礦企業等生活用水及生產用水的凈化處理。
【專利說明】重力式一體化凈水器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種重力式一體化凈水器，屬于水處理領域。
【背景技術】
[0002] 目前我國還沒有享受自來水的人數約占農村總人口的55%以上，由于自來水廠占 地面積大，結構復雜，許多農村地區不適合建設自來水廠。特別是農村山區地區或應急狀 態，水源地電力供應困難，管理水平低，經濟效益差。
[0003] 市售一體化凈水器，多數裝置存在結構復雜，自動化程度不高，適用性不強，設備 之間結構不緊湊等方面缺點，有的需要電力供應才能運營操作。針對山區城鎮、農村人口相 對分散、交通不便等特點，重力式一體化凈水器充分利用水源原有重力勢能，完成整個凈水 流程，設備出水還可利用原有壓力將水輸送至高位清水池，完成供水過程，節約建設成本與 能源，節省運行與使用成本。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于利用水源水的水壓進行全程制水和反沖洗，重力式一體化凈水 器結構緊湊，設備結構簡單、凈化效果好、易安裝易操作，減少占地面積和連接管路，解決了 常規水廠需要多個反應池、沉淀池、過濾池和依靠水泵進行制水與反沖洗，虹吸無閥重力式 一體化設備實現了過濾腔的自動反沖洗和排泥作業，設備具有操作簡單、維修方便，易組裝 和移位，采用全水力自動控制系統運行等特點。
[0005] 本設備的顯著性特點和創新性主要體現以下方面：
[0006] 本發明的重力式一體化凈水器，包括立式圓柱形殼體，進水口 ￠)、出水管（13)、 排泥口（16)、人孔（14)、U型管出口（24)，水箱人孔（12)，其特征在于：立式圓柱形殼體內 依次為水箱（1)、凈化過濾腔（2)、斜管沉淀區（3)、混凝反應系統，所述混凝反應系統上方 為斜管沉淀區（3)、下方為旋流反應室（7)，所述混凝反應系統通過沉淀水緩沖區（25)與斜 管沉淀區（3)連接在一起。
[0007] 所述的重力式一體化凈水器，根據凈水能力的大小，制成不同直徑（1500mm到 10000mm)的罐體，單臺設備凈水能力可達10_250m 3/h。
[0008] 水源水進水采用重力式水流落差，水頭損失小,只要水頭落差8m，就可完成全程制 水，還可將出水送到高位清水池。水源點在設備基礎的下方時，只要水泵抽到設備進水口處 還有0· 05MPa的壓力即可，克服了壓力式一體化凈水設備需要高壓力的缺點。
[0009] 所述的重力式一體化凈水器，在進水管處設置了投藥口投加混凝劑，通過管道混 合器，充分與原水高速混合。
[0010] 所述的重力式一體化凈水器，在反應室采用兩級圓錐形無級變速漩流反應方式， 使水中的膠體物質、懸浮物和藥劑與椎形反應室壁碰撞，在碰撞過程中相互聚集，逐漸形成 較堅實的礬花顆粒，并在水力作用下礬花不斷的長大和積累。這種圓錐形無級變速漩流反 應方式，在反應時間上只是傳統的折板反應的4?5分之一。在設計上反應時間可達到 6min。椎形反應室底部直徑增大，水流速度逐漸變小。水流從椎形反應室底部流入反應腔， 反應腔底部設有排泥口。
[0011] 所述的重力式一體化凈水器，在結構布置方面將其分為兩段，大大地降低了反應 腔的高度，在兩段反應室過渡之間自然形成了一個懸浮泥渣層，這些懸浮的泥渣層中含有 大量的絮凝劑的高分子與水中雜質膠體形成的綜合物，且具有更充分的活性，通過處理水 中剩余的雜質膠體的穩定性可起到進一步破壞作用和攔截作用，使其水中剩余的雜質顆粒 和礬花進一步更大的整集，為沉淀創造更好條件。
[0012] 這些含懸浮及膠體物質礬花顆粒的原水以較緩的速度進入斜管沉淀區中，在擁擠 的礬花絮體的網捕作用下逐漸沉淀到池底，通過排泥管排掉，水質得到澄清。另外，斜管布 置的傾斜方向與水流進口旋流的方向相反，可進一步加速泥渣沉淀，提高凈水器的工作效 率。
[0013] 經反應、沉淀后的待濾水經進水下降管流入過濾腔，待濾水自上而下地通過無煙 煤、石英砂雙層濾料過濾，濾后清水從連通管進入到過濾腔上部的沖洗存水箱內貯存，待該 水箱充滿后，水再從沖洗存水箱上面的出水槽溢流出水管流入到清水池。
[0014] 在過濾腔運行中，濾層不斷的截流懸浮物，濾層阻力逐漸增加，因而促使虹吸上升 管內的水位不斷升高，當水位達到頂部虹吸形成口時，水自該管中落下開始抽氣，帶走虹吸 下降管中的空氣，當虹吸管中的真空度達到一定值時，便發生虹吸作用，使過濾腔形成負 壓，這時上部沖洗貯水箱內清水通過連通管倒流入下水室，下水室的水由下而上，通過整個 濾層形成了濾床的反沖洗。當過濾腔上部的沖洗水箱水面下降至沖洗水箱內的虹吸破壞管 管口露出時，反沖洗的虹吸被破壞，過濾腔的反沖洗結束，過濾腔又開始正常過濾供水。
[0015] 當過濾腔還沒達到期終水頭損失時，為了管理上的需要可提前進行反沖洗。開啟 強制反沖洗閥門，立即使過濾腔形成反沖洗。
[0016] 本發明新穎性在于凈水器罐體直徑大小可隨制水量大小而調整，內部結構固定， 設備外圍管可隨水源和設備基礎、水箱位置而變化；采用兩級圓錐形無級變速漩流反應方 式，減少了反應時間；在結構布置方面將其分為兩段，大大地降低了反應池的高度，結構優 化后使用原材料少、制作加工，運輸和安裝方便。無閥過濾腔的強制反沖洗，能使過濾腔還 沒達到期終水頭損失時，為了管理上的需要可隨時提前進行強制反沖洗。其突出的優點在 于：進行強制反沖洗時，并不需要像以往必須配備有壓力水源及相應電源設備設施等。只要 具有一定自流水源的地方，即使缺乏電能也能建造出一個全自動、低能耗的凈水工廠。這對 于廣大的農村及邊遠地方，特別是在西南山區地區具有重要的意義。
[0017] 本發明混凝劑、消毒劑投加可根據水源水和出廠水進行調節，反沖洗不需要反沖 洗泵，斜管和反應排污能自動控制。無閥過濾腔的各進水、出水、沖洗及排水管路均可免去 人工進行閥門操作控制，而靠水力作用自動運行沖洗。它的過濾水頭低（一般澄清池出水 高度只要高出清水出水槽一米多即能滿足過濾腔進水壓力要求）故運行費用少、自動化運 行程度高、管理方便，適合各類管理水平的企業，安全可靠，設備一體化（過濾腔、反沖洗水 箱、進水箱、虹吸管組裝為一體）結構緊湊。用戶只需按要求做好設備基礎和接通進出水管 即可投入運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明重力式一體化凈水器結構示意圖；
[0019] 圖2為本發明的虹吸反沖洗管道系統
[0020] 圖中標號：水箱（1)、凈化過濾腔（2)、斜管沉淀區（3)、混合器（4)、加藥口（5)、 進水閥（6)、漩流反應池（7)、虹吸破壞斗（8)、排氣管（9)、虹吸上升管（10)、虹吸下降管 (11)、人孔1(12)、凈水管（13)、人孔2(14)、出水閥（15)、排污管（16)、反沖調節器（17)、 虹吸破壞管（18)、通氣閥（19)、抽氣管（20)、強制沖洗閥（21)、虹吸輔助管（22)、清水池 (23)、U型管出口（24)、沉淀水緩沖區（25)以及支架和管道等。
【具體實施方式】
[0021] 立式圓柱形罐體內有水箱（1)、凈化過濾腔（2)、斜管沉淀區（3)、混凝反應系統、 所述混凝反應系統上方為斜管沉淀區（3)、下方為旋流反應腔（7)，所述混凝反應系統通過 沉淀水緩沖區（25)與斜管沉淀區（3)連接一起。凈化過濾腔（2)通過連通管與水箱（1) 連接一起，凈水管（13)經過消毒機（26)與水箱（1)相連接。
[0022] 打開進水閥（6)，關閉排污閥（16)，水源水通過自流進入混凝反應系統的進水管， 在進水管中通過可調節混凝加藥裝置（5)投加混凝劑，在進水管中進行管道混合（4)，進入 無極變速旋流反應室（7)進行反應混合，圓錐形無級變速漩流反應方式，讓絮凝體在水力 作用下不斷的長大和積累，經過沉淀水緩沖區（25)，含有膠體的待沉淀水進入斜管沉淀區 (3)，水經過斜管緩慢上升，在擁擠的礬花絮體的網捕作用下逐漸沉淀到池底，通過排泥管 (16)排掉，經沉淀后的水溢流到進水下降管流入凈化過濾腔（2)，使待濾水自上而下地通 過無煙煤、石英砂雙層濾料過濾，濾后清水從連通管（24)進入到過濾腔上部的沖洗存水箱 (1)內貯存，待該水箱充滿后，水再從沖洗存水箱上面的出水槽溢流出水管（13)流入到清 水池（23)。
[0023] 設備使用一段時間后，濾層不斷的截流懸浮物，濾層阻力逐漸增加，促使虹吸上升 管（10)內的水位不斷升高，當水位達到頂部虹吸形成口時，水自該管中落下開始抽氣，帶 走虹吸下降管（11)中的空氣，當虹吸管中的真空度達到一定值時，便發生虹吸作用，使過 濾腔的濾室形成負壓，這時上部沖洗貯水箱（1)內清水通過連通管（24)倒流入下水室，下 水室的水由下而上，通過整個濾層形成了濾床的反沖洗。當過濾腔上部的沖洗水箱水面下 降至沖洗水箱內的虹吸破壞管（18)管口露出時，反沖洗的虹吸被破壞，反沖洗結束，系統 新的凈水周期開始。
[0024] 當過濾腔還未達到期終水頭損失時，為了管理上的需要可提前進行反沖洗。只需 開啟強制反沖洗閥門（21)，可立即使過濾腔很快形成反沖洗工況。其突出的優點在于：進 行強制反沖洗時，不需要配備有壓力水源及相應電源設備設施。
【權利要求】
1. 重力式一體化凈水器，包括集中設置在包括立式圓柱形殼體內的進水反應區、沉淀 區、過濾區、沖洗存水箱以及位于圓柱形殼體外的虹吸反沖洗裝置，其特征在于所述混凝反 應系統在結構上分為兩段，上方為斜管沉淀區、下方為旋流反應室，所述混凝反應系統通過 沉淀水緩沖區與斜管沉淀區連接在一起。所述反應腔底部設有排泥口。待濾水溢流到進水 下降管流入過濾區，所述過濾區通過連通管與過濾區上部的沖洗存水箱連接。所述虹吸反 沖洗裝置的虹吸上升管連接于過濾區的頂部，所述沖洗存水箱通過出水管與清水池相連。
2. 根據權利要求1所述的重力式一體化凈水器，其特征在于：上述混凝反應系統有進 水管、進水閥、可調節的混凝加藥裝置及投加口、管道混合器。
3. 根據權利要求1所述的重力式一體化凈水器，其特征在于：上述沖洗存水箱有水箱 溢流口、消毒機及投加口，通過出水管與清水池相連。
4. 根據權利要求1所述的重力式一體化凈水器，其特征在于：上述虹吸反沖洗管道系 統有虹吸上升管、虹吸下降管、虹吸輔助管、強制沖洗管、虹吸破壞管、抽氣管、虹吸破壞頭 和水封井。所述虹吸反沖洗管道系統的虹吸上升管與U形管出水口、反洗水出口、虹吸輔助 管、虹吸破壞管和虹吸下降管相連，虹吸輔助管與抽氣管、強制沖洗管相連，虹吸破壞管通 過虹吸破壞頭與水箱相連接，形成虹吸無閥重力式一體化凈水器。
5. 根據權利要求1所述重力式一體化凈水器可以制成高度和內部結構一致而不同直 徑的罐體。
【文檔編號】C02F9/04GK104193027SQ201410234599
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】梁開新, 葉新 申請人:梁開新, 葉新