專利名稱：組合式水沉淀/澄清裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)用新型是對(duì)水處理沉淀/澄清裝置的改進(jìn)，尤其涉及一種可以在同一澄清裝置 中能同時(shí)實(shí)現(xiàn)澄清、濃縮、沉淀、過濾功能的組合式水沉淀/澄清裝置。
背景技術(shù)：
水處理澄清主要用于如地表水、高濁度原水，以及污水處理及回用處理等的泥砂 水分離及水的澄清處理，目的是使泥砂、懸浮物與水分離，使處理水得到快速澄清。為實(shí)現(xiàn) 快速澄清，現(xiàn)有技術(shù)較多采用將混合、絮凝反應(yīng)及沉淀工藝組合在一個(gè)裝置或池內(nèi)的機(jī)械 攪拌澄清池，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。基本結(jié)構(gòu)及工作過程為在處理池中部區(qū)域通過一喇 叭環(huán)形隔板1分隔，喇叭口中部為機(jī)械攪拌混凝反應(yīng)區(qū)3，底部為沉淀分離、刮泥區(qū)2，喇叭 口上部外周為斜管/斜板加速沉淀分離區(qū)7，上部為中心(沉淀分離區(qū)內(nèi)側(cè))為穩(wěn)流配水 區(qū)5，以及上下設(shè)置有二個(gè)動(dòng)力分別帶動(dòng)的可提升攪拌機(jī)8及偏置驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)6。澄清處理 進(jìn)水通過中部環(huán)形布水口進(jìn)入混凝反應(yīng)區(qū)3，在攪拌裝置提升式葉片4攪拌下作混凝反應(yīng)， 增絮并使大顆粒泥砂自然下沉至錐形池底，由刮泥機(jī)6刮向中心排泥口排出；經(jīng)初步泥砂 分離水在提升式攪拌葉輪抬起，水從葉輪中部上升進(jìn)入上部中心穩(wěn)流配水區(qū)5穩(wěn)流后，再 沿喇叭環(huán)形隔板1外側(cè)向下，而后上升流進(jìn)入斜管/斜板分離區(qū)7，進(jìn)行泥水二次分離，澄 清出水進(jìn)入頂面集水槽排出，二次沉淀泥砂通過喇叭環(huán)形隔板1底部進(jìn)入錐形池底。攪拌 葉輪(提升式葉片4)通過定時(shí)上下提升及調(diào)速確保有效沉淀的混凝反應(yīng)效果，但實(shí)際操作 中，操作人員為減少工作量，往往會(huì)采用將攪拌葉輪定制于中部定速運(yùn)行，導(dǎo)致新進(jìn)入水未 充分經(jīng)混凝反應(yīng)，就通過半提升狀態(tài)葉輪進(jìn)入上部穩(wěn)流配水區(qū)5，不僅降低了絮凝反應(yīng)效果 影響后續(xù)懸浮物的分離，而且使進(jìn)入上部水中泥砂、懸浮物量增多，同樣影響后續(xù)分離處理 及處理出水效果。此外，采用機(jī)械攪拌加速混合絮凝，不僅電耗較大，通常機(jī)械攪拌功率要 較刮泥動(dòng)力大得多，不間斷連續(xù)運(yùn)行，用電量大，機(jī)械損耗也大，還增加了運(yùn)行及維護(hù)成本； 并且加藥量較大，更是增加了處理成本；機(jī)械攪拌必須要有足夠的面積，而沉淀分離則又需 要水穩(wěn)流相對(duì)靜止，在劇烈攪拌混凝反應(yīng)后必須設(shè)置占用較大面積的緩沖穩(wěn)流區(qū)，占用相 當(dāng)池容難以充分利用澄清池容積設(shè)置其他功能區(qū)。再就是，客觀上澄清處理水停留時(shí)間短， 遇曝雨等大水量沖擊，因缺乏加速沉淀分離能力，處理出水達(dá)不到要求。此外，現(xiàn)有技術(shù)澄清裝置，只有分離泥砂、懸浮物的澄清作用，只能用于分離泥 砂及相對(duì)較大的懸浮物，對(duì)于出水SS要求較高的還需經(jīng)后續(xù)過濾處理，例如中國(guó)專利 CN1990397鋼鐵污水混凝沉淀及過濾處理系統(tǒng)，在集反應(yīng)、澄清、濃縮為一體的高密度澄清 池后增設(shè)后混凝及PH調(diào)節(jié)池，之后設(shè)置有過濾池。由于澄清出水無壓力，后續(xù)單獨(dú)設(shè)置過 濾，不僅需增設(shè)中間池，而且需增加泵提升，沉淀、澄清后排出泥水需單獨(dú)設(shè)立污泥濃縮池 及濃縮刮泥機(jī)。不僅使得處理流程變長(zhǎng)，占地面積增大，管線增多，一次性投資費(fèi)用大，運(yùn)行 動(dòng)力消耗增多，運(yùn)行費(fèi)用高。此外，泵提升壓力也導(dǎo)致反沖洗過程中，水頭損失較大，造成已 經(jīng)處理水浪費(fèi)大。為提高沉淀/澄清裝置處理效果及能力，人們對(duì)上述機(jī)械攪拌澄清裝置進(jìn)行多種改進(jìn)，例如。中國(guó)專利CN1715200循環(huán)澄清池，通過在澄清池體構(gòu)筑物中部設(shè)置套筒結(jié)構(gòu)的內(nèi) 外反應(yīng)室，以及連接內(nèi)反應(yīng)室的射流器，通過射流器吸入泥渣高速噴向內(nèi)反應(yīng)室實(shí)現(xiàn)水力 循環(huán)混凝，達(dá)到省略機(jī)械攪拌，及通過內(nèi)外套筒夾層提供混凝緩沖，省略單獨(dú)設(shè)置穩(wěn)流配水 區(qū)，增大了混凝反應(yīng)區(qū)。但對(duì)要求高出水后續(xù)仍然需配置過濾處理。中國(guó)專利CN25^764公開的水旋澄清氣浮池，通過在混合反應(yīng)區(qū)中心筒進(jìn)水管處 設(shè)有網(wǎng)格，在混合反應(yīng)區(qū)中心筒外設(shè)有導(dǎo)流板，在導(dǎo)流板與中心筒之間形成導(dǎo)流區(qū)III，以 及在分離區(qū)上部由氣浮池底板分隔出氣浮接觸區(qū)和氣浮分離區(qū)，從而將強(qiáng)化混凝、澄清、氣 浮工藝綜合在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)。通過氣浮雖然可以進(jìn)一步分離其中懸浮物，但氣浮是不能去 除微小雜質(zhì)，即達(dá)不到過濾效果，因此出水仍需進(jìn)行過濾處理；此外，增加氣浮更是增加了 運(yùn)行動(dòng)力消耗。申請(qǐng)人:中國(guó)專利CN20082021M88. X機(jī)械加速澄清池，采用由相鄰機(jī)械攪拌和 折板反應(yīng)串聯(lián)組成矩形混凝反應(yīng)池，并與正方形澄清池相鄰串聯(lián)設(shè)置。申請(qǐng)人中國(guó)專利 CN200810M2781.X快速澄清池，在澄清池壁上部設(shè)置環(huán)繞的混凝反應(yīng)槽，豎向相間波紋板 構(gòu)成的內(nèi)置混凝反應(yīng)室，澄清池中下部采用相間“人”字或倒“W”結(jié)構(gòu)渦流絮凝反應(yīng)裝置。 同樣只是改進(jìn)澄清效果，并沒有解決澄清出水的過濾問題。由此，上述現(xiàn)有技術(shù)大都涉及對(duì)混凝改進(jìn)，省略機(jī)械攪拌改進(jìn)，但基本功能仍唯一 只有沉淀分離澄清作用，只能達(dá)到沉淀去除水中泥砂及較大懸浮物，然而這在水澄清處理 中往往還是不夠的，對(duì)于要求較高出水后續(xù)仍需單獨(dú)設(shè)置過濾功能，而后置另行設(shè)置過濾 區(qū)的不足仍然存在。仍有值得改進(jìn)的地方。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)行能耗低，同時(shí)帶有過 濾功能的組合式水沉淀/澄清裝置。實(shí)用新型另一目的在于提供一種澄清效果更好的組合式水沉淀/澄清裝置。 實(shí)用新型第一目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是是將機(jī)械攪拌混凝改為切向進(jìn)水旋流混凝， 替代機(jī)械攪拌混凝，從而縮小了混凝反應(yīng)空間，使混凝反應(yīng)后的穩(wěn)流面積得到增大，從而省 略上部中心穩(wěn)流配水區(qū)，留出空間用于設(shè)置過濾區(qū)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)實(shí)用新 型目的。具體說，實(shí)用新型組合式水沉淀/澄清裝置，包括澄清池體，中下部混凝反應(yīng)區(qū)，底 部旋轉(zhuǎn)刮和/或吸泥裝置，上部外周加速沉降分離區(qū)，其特征在于混凝反應(yīng)區(qū)由上端封閉 筒體及切向進(jìn)水管組成，旋轉(zhuǎn)刮泥裝置為中心軸驅(qū)動(dòng)型，上部加速沉降分離區(qū)內(nèi)側(cè)有過濾 區(qū)，過濾區(qū)豎向有供旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)轉(zhuǎn)軸穿過的慣通套管，過濾出水及過濾上部有徑向引接水 管。在詳細(xì)說明前，先通過對(duì)發(fā)明能夠達(dá)到的基本功能及效果作一介紹，以使本領(lǐng)域 技術(shù)人員對(duì)本專利技術(shù)方案有一個(gè)明確了解。澄清處理水，通過切向進(jìn)入上端封閉的筒體形成高速旋流混凝反應(yīng)使藥水充分接 觸，高速旋流水由開口端向下排出，高速旋流出水因排出面積突然增大而得到初步降速，轉(zhuǎn) 為紊流絮凝反應(yīng)，絮凝生成的大絮體則依重力下沉，分離大絮體后水向外周進(jìn)一步降速穩(wěn) 流，絮凝產(chǎn)生絮體因降速同時(shí)得到進(jìn)一步分離；水流進(jìn)一步向外周逐漸呈平穩(wěn)穩(wěn)流，然后上升流進(jìn)入外周加速沉降分離區(qū)，進(jìn)一步使細(xì)小懸浮物分離，分離出水由頂上部進(jìn)入中心過 濾區(qū)，通過濾料進(jìn)行過濾除去更細(xì)小懸浮物(濾料選擇視出水要求確定)，過濾出水由過濾 區(qū)底部徑向水管排出，完成整個(gè)澄清過程。濾料過濾阻力升高，將過濾出水管切換為反沖進(jìn) 水管，對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗，濾料清洗水由過濾區(qū)上部引接水管排出。實(shí)用新型中。澄清池體，可以是現(xiàn)有技術(shù)常用的上下全截面圓形錐底圓體池及旋轉(zhuǎn)刮和/或泥 裝置，也可以是申請(qǐng)人在先申請(qǐng)專利CN200520076155.X、200510094705. 5上下全截面正方 形錐底池，以及與之配套能刮除正方形四角的旋轉(zhuǎn)刮和/或泥裝置。實(shí)用新型優(yōu)選采用上 下全截面正方形結(jié)構(gòu)池，例如圓外切正方形池，不僅可以最大限度利用占地池容，并且在多 池合建時(shí)可以相鄰設(shè)置，達(dá)到占地最小化，以及通過共用壁降低池建造價(jià)，使占地和投資都 達(dá)到最小化；而且正方形澄清池有較圓形池更好的水力特性，有利于在沉淀、澄清過程增進(jìn) 微粒或微絮體的團(tuán)聚增大，提高澄清效果。加速沉降分離，包括現(xiàn)有技術(shù)的斜板/斜管加速沉降分離，以及豎向波板加速沉 降分離，此屬現(xiàn)有技術(shù)。上部中心過濾區(qū)，一種較好為采用現(xiàn)有技術(shù)重力過濾方式，例如雙層煤一砂濾料 濾池，單層粗砂深濾床濾池，此也現(xiàn)有技術(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)過濾相同，上下設(shè)置有徑向連接水 管，供過濾排水及反沖洗用。過濾區(qū)豎向慣通套管，主要供中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)轉(zhuǎn)軸通過，固定套管可以很好 實(shí)現(xiàn)濾池穿過轉(zhuǎn)軸的防滲，使旋轉(zhuǎn)軸與過濾池形成水密封。此外，為提高絮凝分離澄清效果，一種較好還可以在緩慢旋轉(zhuǎn)刮和/或泥機(jī)刮臂 上設(shè)置相間垂直柵條，通過旋轉(zhuǎn)柵條攪拌起到促進(jìn)細(xì)小絮體增大的濃縮沉淀作用，加速絮 體增大濃縮有利于實(shí)現(xiàn)泥水快速分離，不僅可以提高澄清分離效果，而且可以適應(yīng)瞬時(shí)大 水量沖擊，同時(shí)還可以省略另行設(shè)置濃縮池及濃縮刮泥機(jī)。實(shí)用新型組合式水沉淀/澄清裝置，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于采用切向進(jìn)水旋流混 凝，相對(duì)小區(qū)間可以獲得優(yōu)良混凝效果，不僅代替了機(jī)械攪拌混凝，降低了運(yùn)行能耗，而且 使混凝反應(yīng)體積大大減小，留出上部空間用于增設(shè)過濾單元，同時(shí)擴(kuò)大了下部絮凝、分離空 間，不僅一次自流處理即可滿足出水高要求，使得澄清池功能得到擴(kuò)充，減少了另設(shè)過濾占 地、連接管線和分置處理構(gòu)筑物，運(yùn)行依靠澄清水自流完成，也無需增加泵提升，更是有效 減小了一次投資和運(yùn)行費(fèi)用。此外，旋轉(zhuǎn)刮和/或泥機(jī)上設(shè)置垂直柵條，刮和/或泥機(jī)慢速 轉(zhuǎn)動(dòng)?xùn)艞l起到了攪拌濃縮作用，從而不僅省略了另設(shè)濃縮池，而且可以實(shí)現(xiàn)加速沉降分離， 能夠承受瞬時(shí)大水量沖擊，確保處理出水達(dá)標(biāo)。從而使得在一個(gè)澄清池內(nèi)，可以依次完成混 凝、分離沉淀、濃縮、過濾四個(gè)功能。處理流程相鄰及上下組合設(shè)置，不僅可完成4個(gè)處理功 能，而且使得處理裝置更為緊湊，大大節(jié)省了占地面積，并且可以充分利用進(jìn)水動(dòng)能完成處 理流程全過程處理，整個(gè)處理運(yùn)行不需另外增加動(dòng)力，節(jié)能經(jīng)濟(jì)。實(shí)用新型裝置，較現(xiàn)有技 術(shù)澄清、過濾分置處理，占地可以節(jié)約20 %以上，如果再配以正方形池結(jié)構(gòu)，更是節(jié)省了占 地，動(dòng)力消耗可以降低50%以上。實(shí)用新型在一個(gè)裝置內(nèi)通過巧妙設(shè)計(jì)布局，依靠水自流完 成原需由多個(gè)裝置通過管線連接才能完成的澄清處理混凝、分離沉淀、濃縮、過濾全過程， 不用另設(shè)過濾單元及提升泵，不用中間水池，為實(shí)用新型澄清裝置區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)澄清裝 置最大區(qū)別特征。[0021]以下結(jié)合一個(gè)優(yōu)化具體實(shí)施例，示例性說明及幫助進(jìn)一步理解實(shí)用新型實(shí)質(zhì)，但 實(shí)施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說明實(shí)用新型，并不代表實(shí)用新型構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不 應(yīng)理解為對(duì)實(shí)用新型總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來，不偏離實(shí)用新型構(gòu)思的非 實(shí)質(zhì)性增加和/或改動(dòng)，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡(jiǎn)單改變或替換，均 屬實(shí)用新型保護(hù)范圍。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)水處理機(jī)械沉淀/澄清裝置基本原理及結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)用新型組合式水沉淀/澄清裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見圖2，實(shí)用新型組合式水沉淀/澄清裝置，包括圓形錐底的澄清池，軸 向上部中心區(qū)分隔有內(nèi)置重力式濾料的過濾區(qū)18，周面上部有相間進(jìn)水口 20，形成向下過 濾，上方有徑向反沖洗出水管17，濾料下方徑向有過濾出水管兼反洗進(jìn)水管16，以及過濾 反洗空氣助沖管15，過濾區(qū)18中心有軸向穿過過濾區(qū)的中空套管19，供中心轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn) 刮泥機(jī)轉(zhuǎn)軸穿過。過濾區(qū)18外周為上下慣通(無底封閉)環(huán)形加速沉淀區(qū)，內(nèi)置加速沉降 斜板或斜管7。澄清池中部向下依次為混凝反應(yīng)區(qū)A，沉淀區(qū)C，濃縮區(qū)B，外周斜板或斜管 分離區(qū)下方為穩(wěn)流區(qū)D，錐底集泥坑9內(nèi)有設(shè)置在中心轉(zhuǎn)動(dòng)刮泥機(jī)軸上的濃縮刮泥板10，用 于將沉淀污泥排出?；炷磻?yīng)區(qū)A中心上部中置有頂面封口、底面敞口的混凝反應(yīng)筒13，混 凝反應(yīng)筒切向連接有進(jìn)水管12，兩者共同形成旋流混凝反應(yīng)，混凝反應(yīng)筒下敞口端有擴(kuò)大 的喇叭口 14形成導(dǎo)流作用。中心轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)6，刮臂上設(shè)置有相間垂直柵條11構(gòu)成攪 拌濃縮裝置。處理過程處理水經(jīng)加藥后由進(jìn)水管12高速切向進(jìn)入混凝反應(yīng)筒13，高速水流在 混凝反應(yīng)筒內(nèi)產(chǎn)生旋流混凝完成初步混合反應(yīng)，經(jīng)喇叭口 14擴(kuò)散降速，進(jìn)入混凝反應(yīng)區(qū)A 呈紊流繼續(xù)碰撞形成絮體；大絮體及泥砂下沉進(jìn)入沉淀區(qū)C，通過柵條11攪拌濃縮，加速大 絮體下沉進(jìn)入濃縮區(qū)B，最后進(jìn)入底部集泥坑9被排出。經(jīng)分離大絮體后水，繼續(xù)向外周擴(kuò) 散緩流進(jìn)入穩(wěn)流區(qū)D，由于水流速度進(jìn)一步降低形成穩(wěn)流，其中未分離絮體再次得到分離下 沉，繼而以穩(wěn)流上升進(jìn)入外周的斜板或斜管沉淀區(qū)繼續(xù)泥水分離去除細(xì)小懸浮物，分離污 泥下沉，由刮泥機(jī)6刮至中心進(jìn)入集泥坑9排出；分離出水經(jīng)分隔過濾池上周相間進(jìn)水窗口 20進(jìn)入過濾區(qū)18進(jìn)行過濾處理，過濾出水經(jīng)過濾池底部通過排水管16出水。濾池反洗，反 洗水由水管16進(jìn)入，經(jīng)濾料底部向上反沖洗，同時(shí)開啟空氣助沖管15通入壓力空氣進(jìn)行氣 水混合反洗，反洗出水由上部反洗出水管17排出。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公 開內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他 方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如澄清池體可以 設(shè)置為正方形，采用申請(qǐng)人在先申請(qǐng)專利旋轉(zhuǎn)軌跡為正方形的旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)，加速沉降分離 還可以采用豎向波板代替，以及濾料的改變，刮泥改為吸泥，等等的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，同樣可 以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本專利保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1.組合式水沉淀/澄清裝置，包括澄清池體，中下部混凝反應(yīng)區(qū)，底部旋轉(zhuǎn)刮和/或吸 泥裝置，上部外周加速沉降分離區(qū)，其特征在于混凝反應(yīng)區(qū)由上端封閉筒體及切向進(jìn)水管 組成，旋轉(zhuǎn)刮泥裝置為中心軸驅(qū)動(dòng)型，上部加速沉降分離區(qū)內(nèi)側(cè)有過濾區(qū)，過濾區(qū)豎向有供 旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)轉(zhuǎn)軸穿過的慣通套管，過濾出水及過濾上部有徑向引接水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合式水沉淀/澄清裝置，其特征在于刮和/或吸泥機(jī)刮臂上 有相間垂直柵條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合式水沉淀/澄清裝置，其特征在于上端封閉筒體下方有導(dǎo) 流喇叭口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合式水沉淀/澄清裝置，其特征在于過濾區(qū)底部有反沖洗助 沖氣管。
專利摘要本實(shí)用新型是對(duì)水處理沉淀/澄清裝置的改進(jìn)，其特征是混凝反應(yīng)區(qū)由上端封閉筒體及切向進(jìn)水管組成，旋轉(zhuǎn)刮泥裝置為中心軸驅(qū)動(dòng)型，上部加速沉降分離區(qū)內(nèi)側(cè)有過濾區(qū)，過濾區(qū)豎向有供旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)轉(zhuǎn)軸穿過的慣通套管，過濾出水及過濾上部有徑向引接水管。不僅一次自流處理即可完成澄清、過濾，滿足高出水要求，使得澄清池功能得到擴(kuò)充；旋轉(zhuǎn)刮機(jī)上設(shè)置垂直柵條，起到了攪拌濃縮作用，使得在一個(gè)澄清池內(nèi)，可以依次完成混凝、分離沉淀、濃縮、過濾四個(gè)功能。處理流程相鄰及上下組合設(shè)置，不僅可完成4個(gè)處理功能，而且使得處理裝置更為緊湊，可以節(jié)約占地20%以上，動(dòng)力消耗可以降低50%以上。
文檔編號(hào)C02F1/52GK201857297SQ20102058512
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者丁南華, 丁青, 吳鵬飛, 姜華, 石璐, 蔣磊, 虞國(guó)量 申請(qǐng)人:江蘇新紀(jì)元環(huán)保有限公司