[發明專利]微砂增效結團絮凝一體式水質凈化設備

有效

• 申請號: 201110451338.5
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102531123A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 黃廷林;史建超;聶小保;邰傳民
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/56
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明涉及一種水質凈化裝置，用于分離水中懸浮物和膠體顆粒，尤其是一種微砂增效結團絮凝一體式水質凈化設備，該設備以結團絮凝為核心，通過投加微砂強化結團絮凝，實現高效穩定凈化效果的水質凈化工藝，可適用于高藻低濁水的凈化處理。

背景技術

高藻低濁水的顯著水質特點是藻類含量高、懸浮物濃度低。由于藻類一般帶負電，穩定性高，密度小，難于沉降，加上懸浮物濃度低，脫穩膠體顆粒之間碰撞效率低、絮凝體成長困難，導致高藻低濁水混凝、沉淀效果非常差，傳統凈化工藝往往無能為力。一般水廠需要通過預氧化除藻、強化混凝、強化沉淀、縮短過濾周期和提高反沖洗強度等方法措施的組合應用才能保障凈化效果，由此帶來的主要問題包括加大消毒副產物風險、運行操作復雜、增加處理成本等問題。

法國威立雅水務集團的ACTIFLO澄清池，通過往水中投加高分子絮凝劑和細砂，形成大顆粒絮體，實現致密懸浮層對低濃度原水中膠體的分離，取得了良好的除藻除濁效果。該工藝的主要特點是應用細砂作為載體強化絮凝和沉淀效果，混凝效果顯著改善，同時沉淀時間大大縮短，斜管沉淀的表面負荷較其他工藝高，是目前高藻低濁水凈化效果較好的處理技術之一。盡管如此，ACTIFLO澄清池也存在諸如占地面積大、構筑物多、建造復雜等問題，如回流污泥須經過額外增設的泥砂分離裝置分離后，才能實現細砂的循環利用。

申請人研究開發的以結團絮凝為核心的一系列專利技術設備，通過流化床操作，將傳統的隨機型絮體形成過程改進為規則型顆粒成長過程，實現了懸浮顆粒的結團造粒，生成密度高、粒度大、沉速快的球形顆粒狀結團體，從而大幅提高了固液分離的效果和工作負荷。在此基礎上利用兩階段控制理論，進一步優化微絮凝過程初始粒子成長和結團絮凝過程造粒分離的水力、物化條件，實現了集混凝、沉淀和過濾于一身，兼備高藻高濁水和低溫低濁水處理能力。雖然上述專利技術設備對高藻低濁水具備一定凈化能力，且符合目前水處理工藝設備化、小型化和一體化的趨勢，但對高藻低濁水的凈化效果，特別是處理負荷還有待進一步提高。

總之，對于高藻低濁水的凈化，迄今為止還沒有既能達到滿意處理效果，同時工作負荷高，且工藝簡單、占地面積小、操作運行方便、成本低廉的處理設備。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種微砂增效結團絮凝一體式水質凈化設備，該設備以結團絮凝技術為核心，通過循環利用微砂強化結團絮凝效果，增強固液分離效果和提高凈化負荷，適用于高藻低濁水的凈化處理，具備高效穩定的除藻除濁效果。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案予以實現：

一種微砂增效結團絮凝一體式水質凈化設備，包括主體設備、進水管路、微砂循環利用管路和自控系統，其特征在于：

所述主體設備為內外筒結構，其中，內筒為結團絮凝區，外筒自上向下依次分為清水區、固液分離區、泥砂分離區和集砂區，清水區頂部設有清水出水管，泥砂分離區底部設有狹縫排泥管，集砂區設有微砂循環管；主體設備頂部設有驅動電機，該驅動電機用于驅動內部沿軸向設置的反應攪拌軸和分離攪拌軸；

所述的進水管路包括原水管及沿水流方向設于原水管上的混凝劑投藥管、靜態混合器、管式反應器和助凝劑投藥管，同時原水管與主體設備的內筒相連通，其中，混凝劑投藥管連接PAC加藥桶，助凝劑投藥管連接PAM加藥桶；

所述的微砂循環利用管路包括微砂循環管、第一流量計、第二流量計、微砂循環泵和閥門，并在管式反應器之后與原水管連通；

所述的自控系統，由信號輸入單元和信號輸出控制單元組成；其中：

所述的信號輸入單元包括：位于清水出水管上的濁度儀，位于原水管路上微砂循環管接入點后的污泥濃度計，位于微砂循環管上的第一流量計和位于微砂水出水管上的第二流量計；

所述的信號輸出控制單元包括：混凝劑投加變頻泵；助凝劑投加變頻泵；位于微砂循環管的第一電磁閥和位于微砂水出水管上的第二電磁閥。

所述的主體設備外還設有微砂水配制桶，微砂水經微砂水出水管上第二電磁閥、第二流量計后由三通連接微砂循環管，再在微砂循環泵的抽吸作用下進入原水管，用于初次投加微砂和定期補充微砂損失量，補充周期為每年1次。

所述的反應攪拌軸和分離攪拌軸采用內齒輪嚙合，反應攪拌軸為內齒輪，分離攪拌軸為外齒輪；反應攪拌軸和分離攪拌軸在同一驅動電機的驅動下進行轉動，其中反應攪拌軸帶動位于反應區的反應攪拌槳進行慢速轉動，分離攪拌軸帶動位于泥砂分離區的分離攪拌漿進行快速轉動，兩者轉速比由內、外齒輪齒數控制。