專利名稱：一體化凈水裝置的制作方法
專利說明 本實(shí)用新型涉及地表水水質(zhì)凈化的處理領(lǐng)域，具體地說是一體化凈水裝置。在傳統(tǒng)的地表水水質(zhì)凈化工藝中，要經(jīng)過投藥、混凝、沉淀、過濾、消毒等處理程序才可達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中水處理的核心工藝混凝、沉淀、過濾都是分別通過不同的設(shè)備或構(gòu)筑物完成的。
最早的一體化凈水裝置有過濾罐、凈水器，它主要用于去除水中的鐵、錳及其它特殊元素(如氟、鈣、鎂等)或用于預(yù)處理及水質(zhì)要求不高的工業(yè)用水的粗過濾，這些裝置都帶有一定的局限性，且凈水效率低、能力有限，不能作為凈水處理工藝的完全替代品。
近年來使用較多的一體化凈水設(shè)備，它是將水處理工藝中的反應(yīng)、沉淀、過濾構(gòu)筑物濃縮并集中設(shè)置在一個(gè)罐體內(nèi)。但這只是簡(jiǎn)單的組合，也就是將反應(yīng)、沉淀、過濾工序和設(shè)施簡(jiǎn)單地疊加。比如反應(yīng)區(qū)采用折板反應(yīng)、沉淀區(qū)中設(shè)有斜管，過濾區(qū)采用多層濾料等，并未在傳統(tǒng)的凈化工藝上有所突破，因此也就難以克服傳統(tǒng)凈水工藝存在的弊病。特別是在如何提高凈水效率和凈水質(zhì)量方面無法得到很好的解決。
針對(duì)目前水質(zhì)凈化工藝及設(shè)備存在的一些難以逾越的問題，就如何提高凈水質(zhì)量、提高凈水效率、節(jié)省初始投資及運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)真正的高效率的凈水一體化，設(shè)計(jì)了一體化凈水裝置。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種真正能實(shí)現(xiàn)一體化凈水，有較高凈水效率和更純凈水質(zhì)的一體化凈水裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種一體化凈水裝置，包括罐體、管道、閥門、壓力計(jì)、混凝層、絮凝層、過濾層、承托層，在罐體(1)的內(nèi)部上方設(shè)有上濾板(2)，上濾板(2)的下方設(shè)有混凝層(3)，混凝層(3)的下方設(shè)有絮凝層(4)、絮凝層(4)的下方設(shè)有過濾層(5)、過濾層(5)的下方設(shè)有承托層(6)，罐體(1)內(nèi)部的底部設(shè)有下濾板(7)。
本實(shí)用新型設(shè)置承托層，承托層的作用與傳統(tǒng)濾池相同，起到均勻布水、防止過濾層細(xì)小濾料滲漏的作用。但在本裝置中增加了氣沖洗的工藝，因此承托層還起到均勻布?xì)獾淖饔谩?br> 罐體的進(jìn)水口(9)下面設(shè)有擋水板(8)，擋水板上開有小孔，其作用是使進(jìn)入罐體的水流分布均勻，不會(huì)集中在濾料的中間區(qū)域，而是向四周擴(kuò)散。這樣就不會(huì)造成中間區(qū)域水流流速過大，雜質(zhì)穿透濾層，而影響出水水質(zhì)。另外擋水板在一定程度上還能促進(jìn)絮凝劑與原水的混合。
罐體的底部設(shè)有充氣管(10)，底部配水區(qū)沿罐體一周安裝充氣管，用于氣洗充氣，加強(qiáng)反沖洗的效果，保持濾料的清潔，增強(qiáng)濾料的吸附性。
罐體的上方設(shè)有進(jìn)排水管(11)，也就是說一開始進(jìn)水與排水共用一根管，通過閥門控制進(jìn)水或排水操作。這樣不但能夠節(jié)省管材，還減少了滲漏點(diǎn)，減輕了今后運(yùn)行過程中的檢(維)修量。
本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，將混凝(反應(yīng))、沉淀和過濾工藝真正地結(jié)合在一起，于單個(gè)罐體內(nèi)完成，簡(jiǎn)化了操作工藝，提高了凈水效率，降低了電能和絮凝劑的消耗，同時(shí)本實(shí)用新型所適用的水源條件廣泛，安裝方便，占地面積小，便于管理，適合大規(guī)模生產(chǎn)及利用。


圖1是本實(shí)用新型的產(chǎn)品的構(gòu)造圖圖2是擋水板的結(jié)構(gòu)示意圖參見
圖11為罐體，2為上濾板，3為混凝層，4為絮凝層，5為過濾層，6為承托層，7為下濾板，8為擋水板，9為進(jìn)水口，10為充氣管，11為進(jìn)、排水管，12為排水管，13為出水管，14為自動(dòng)排氣閥，15為進(jìn)水管[具體實(shí)施例]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，這種技術(shù)對(duì)本專業(yè)的人員來說還是清楚的。
關(guān)閉排水閥，打開進(jìn)水閥、出水閥，原水投加絮凝劑、消毒劑并混合均勻后，通過進(jìn)水閥與進(jìn)水管從罐體頂部進(jìn)入罐內(nèi)，罐內(nèi)積存及原水中挾帶的空氣受到水的壓力從自動(dòng)排氣閥排出罐外，原水中較大的懸浮雜質(zhì)被上濾板攔截，原水進(jìn)入混凝層進(jìn)行混凝反應(yīng)，細(xì)小膠體雜質(zhì)相互碰撞凝聚成絮體，水流和絮體進(jìn)入絮凝層后，大部分絮體被絮凝材料吸附絮凝去除，剩下的細(xì)小的絮體在過濾層被去除，凈化后的清水通過下濾板和出水管輸出。
隨著凈水過程的進(jìn)行，罐體中的含污量不斷增加，污泥面不斷下移，最后大量污泥穿透絮凝層進(jìn)入過濾層，至使壓力損失和出水水質(zhì)惡化的危險(xiǎn)增加，此時(shí)必須進(jìn)行反洗。根據(jù)濾層上下界面壓力計(jì)檢測(cè)值判斷當(dāng)凈水時(shí)，壓力值大于設(shè)定值說明過濾層含污達(dá)到上限，控制反洗開始；當(dāng)反洗時(shí)，壓力值小于設(shè)定值說明過濾層含污量足夠低，結(jié)束反洗。反洗參考了V型濾池的氣水反沖洗工藝及反沖洗微膨脹研究成果。反沖洗時(shí)先關(guān)閉進(jìn)水閥、出水閥，打開排水閥和充氣閥，對(duì)填料進(jìn)行逆流氣洗，高速氣流首先使混凝層處于懸浮狀態(tài)(由上濾板控制膨脹程度)，然后使絮凝層和過濾層逐層膨脹，使填料上吸附的泥渣松動(dòng)。一定時(shí)間后再打開出水閥，清水(來自于其它并聯(lián)運(yùn)行的凈水裝置或水池、水塔)則由出水管逆流進(jìn)入罐內(nèi)，并和氣一起通過過濾層、絮凝層和混凝層并最后從排水管排出。高速挾氣水流對(duì)各層填料進(jìn)行沖刷，并將它們上面的污物清除出罐體外。最后也可關(guān)閉充氣閥，單獨(dú)進(jìn)行水洗。氣水反沖洗程序可根據(jù)原水濁度、填料含污量及反沖洗周期靈活確定。反沖洗進(jìn)行一定時(shí)間后結(jié)束，恢復(fù)凈水過程。
本實(shí)用新型同傳統(tǒng)工藝相比，有以下優(yōu)點(diǎn)一.高效率凈水1、傳統(tǒng)凈水工藝的水流總停留時(shí)間一般為90～120分鐘，而一體化凈水裝置的總停留時(shí)間只有15～20分鐘，因此，一體化凈水裝置的總體效率較傳統(tǒng)工藝高出6倍左右。與常規(guī)一體化凈水設(shè)備相比，效率亦提高了約3～6倍。
2、本實(shí)用新型中，由于利用微小渦流的高效率凝聚，也因?yàn)橹恍枰晌⑿⌒躞w，所以混凝反應(yīng)只需要約1分鐘即可完成。
3、本實(shí)用新型省去了沉淀工藝，可以認(rèn)為用絮凝工藝取代了沉淀工藝。如果把絮凝材料的表面比作沉淀池的沉降面，則本裝置中的沉淀面積相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的80～360倍。
4、本實(shí)用新型的過濾工藝與傳統(tǒng)工藝相同，采用均質(zhì)濾料并確保L/d(高度與粒徑的比值)值大于1000，因此其效果可以滿足優(yōu)質(zhì)凈水的要求。
5、氣洗充氣及承托層的均勻布水布?xì)?，與傳統(tǒng)濾池相比可節(jié)省反沖洗水20～30％，提高濾層沖洗效果，延長(zhǎng)反沖洗周期，增強(qiáng)濾層的納污能力。
二、適用于廣泛的水源條件1、適用于中低濁度原水凈化；當(dāng)原水濁度較低時(shí)，一體化凈水裝置的作用與直接過濾設(shè)備類似，濁度越低，出水質(zhì)量越好，工作周期越長(zhǎng)，絮凝劑耗量越少。然而，一體化凈水裝置的效果優(yōu)于直接過濾設(shè)備，其原因是特殊設(shè)計(jì)的混凝層可以提高混凝效果，并可防止出現(xiàn)濾池的表面堵塞現(xiàn)象；絮凝層與過濾層的總厚度遠(yuǎn)大于直接過濾的濾層厚度，因此含污能力強(qiáng)，工作周期長(zhǎng)，且反洗水利用效率高，耗水量低。
當(dāng)原水濁度較高時(shí)，由于特殊設(shè)計(jì)，一體化凈水裝置仍能保證出水質(zhì)量。經(jīng)測(cè)試，當(dāng)原水濁度為1000NTU時(shí)，在16m/h濾速下的工作周期約為3.5小時(shí)，按氣洗強(qiáng)度20L/m2S和水洗強(qiáng)度14L/m2S，每次氣洗2分鐘、水洗2分鐘計(jì)算，反洗耗水量約為制水量的5％，與傳統(tǒng)工藝自耗水量相當(dāng)。因此，可以認(rèn)為一體化凈水裝置可以適用于1000NTU以下中低濁度的原水凈化。如果水源只是因?yàn)楸┯暝斐啥虝r(shí)間濁度偏高，即使?jié)岫榷虝r(shí)間內(nèi)達(dá)到1000NTU以上，仍然可以采用一體化凈水裝置，其出水質(zhì)量仍可以保證，只是在短期內(nèi)自耗水量會(huì)超過5％。
2、適用于低溫低濁度原水凈化在傳統(tǒng)水處理中當(dāng)原水低溫時(shí)，水的粘性提高，造成水流紊動(dòng)性降低，水流剪力也提高，加之原水濁度低，雜質(zhì)顆粒之間平均距離大，這不利于水中顆粒的碰撞反應(yīng)脫穩(wěn)，更不利于絮體的長(zhǎng)大，由于細(xì)小絮體不易沉淀，所以顯著影響凈水效果。而在一體化凈水裝置中，其凈水機(jī)理不需要生成大的絮體，細(xì)小的絮體仍然可以有效地去除，所以不會(huì)因低溫低濁水影響凈水效果。
權(quán)利要求1.一種一體化凈水裝置，包括罐體、管道、閥門、壓力計(jì)、混凝層、絮凝層、過濾層、承托層，其特征在于a.在罐體(1)的內(nèi)部上方設(shè)有上濾板(2)，上濾板(2)的下方設(shè)有混凝層(3)，混凝層(3)的下方設(shè)有絮凝層(4)、絮凝層(4)的下方設(shè)有過濾層(5)、過濾層(5)的下方設(shè)有承托層(6)，罐體(1)內(nèi)部的底部設(shè)有下濾板(7)；b.罐體的進(jìn)水口(9)的下方設(shè)有擋水板(8)；c.罐體的底部設(shè)有充氣管(10)，充氣管上開有斜向上的小孔；d.罐體的上方設(shè)有進(jìn)出水管(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體化凈水裝置，其特征在于擋水板上開有小孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及地表水水質(zhì)凈化的處理領(lǐng)域，具體地說是一體化凈水裝置。一種一體化凈水裝置，其特征在于在罐體(1)的內(nèi)部上方設(shè)有上濾板(2)，上濾板(2)的下方設(shè)有混凝層(3)，混凝層(3)的下方設(shè)有絮凝層(4)、絮凝層(4)的下方設(shè)有過濾層(5)、過濾層(5)的下方設(shè)有承托層(6)，罐體(1)內(nèi)部的底部設(shè)有下濾板(7)；罐體的進(jìn)水口(9)設(shè)有擋水板(8)；罐體的底部設(shè)有充氣管(10)；罐體的上方設(shè)有進(jìn)出水管(11)。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，將混凝(反應(yīng))、沉淀和過濾工藝真正地結(jié)合在一起，于單個(gè)罐體內(nèi)完成，簡(jiǎn)化了操作工藝，提高了凈水效率，降低了電能和絮凝劑的消耗，同時(shí)本實(shí)用新型所適用的水源條件廣泛，安裝方便，占地面積小，便于管理，適合大規(guī)模生產(chǎn)及利用。
文檔編號(hào)C02F1/52GK2764769SQ20042011478
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者郭淼, 曲慧賓 申請(qǐng)人:郭淼, 曲慧賓