申请日2015.09.01
公开(公告)日2015.12.02
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种自清洗浮滤水处理设备，包括按竖直方向由上到下分为三层：第一层为混凝反应区、气浮区;第二层为设备布置区、自清洗储水区;第三层为稳定调节区、过滤区和排水区。本发明所述自清洗浮滤水处理设备，依靠自身硬件配置合理调控进水和产水完全实现自清洗过程，且混凝、气浮、过滤和稳定消毒等工艺过程可在一套设备中完成，还可以克服现有技术中结构复杂、占地大、自控配置复杂、可靠性低和运行维护成本高等缺陷，以实现结构一体化集成、占地小、自控配置简单、可靠性高和运行维护成本低的优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种自清洗浮滤水处理设备，其特征在于，包括按竖直方向由上到下分为三 层：第一层为混凝反应区、气浮区;第二层为设备布置区、自清洗储水区;第三层为 稳定调节区、过滤区和排水区。
2.根据权利要求1所述的自清洗浮滤水处理设备，其特征在于，所述混凝反应 区由多格分区组成;气浮区由中间的气浮气水接触区、两侧的气浮分离区和气浮集水 区组成;
混凝反应区和气浮区底排泥过程：混凝反应区底部设置排泥管Psc1、Psc2、Psc3……， 每根排泥管上设置手动或/和自动排泥阀Vsc1、Vsc2、Vsc3……，确保每一格中的沉泥 均能排出;
气浮区的每个分离区和集水区底部均布有多个泥斗，每个泥斗中配置一根穿孔排 泥管Psd1、Psd2、Psd3……，每根穿孔排泥管上设置手动或/和自动排泥阀Vsd1、Vsd2、 Vsd3……;每个气浮区的排泥总管Pf1和Pf2分别与两根排渣管Pz1和Pz2连接，且在接 入排渣管前分别设置两台流量计Fs1和Fs2;混凝反应区的排泥管Psc1、Psc2、Psc3…… 就近分别接入每个气浮区的排泥总管Pf1和Pf2，接入点须在流量计前。
3.根据权利要求1或-2任意一项所述的自清洗浮滤水处理设备，其特征在于， 所述自清洗储水区与过滤区上下布置，与传统重力无阀滤池的形式相同，且在气浮区 正下方，并通过自清洗储水区与稳定调节区联通;设备布置区布置在混凝反应区和稳 定调节区中间;
连续过滤过程：有压进水经竖直向上的总进水管P0经总进水手动或自动阀门V0、 流量计F0、管道混合器、减速配水三通后，分两股进入混凝反应区1的第一格，再顺 序流经第二格、第三格……及最后一格;
在管道混合器中投加混凝剂，完成混凝剂与进水的混合过程;在混凝反应区1的 第一格中选择性投加助凝剂，并在每格中搅拌器作用下完成混凝反应过程;混凝反应 后的处理水经渐缩式配水暗渠进入气浮区中间位置的气水接触区，处理水与溶气水充 分接触后做向上升流运动，在气水接触区上层再均匀分流向两侧的分离区，完成泥水 分离后的清水向下流经分离区中间区域安装的导流斜管或斜板、再水平流动汇集在气 浮区两侧远端下部的集水区，气浮产水经两个集水区池外侧壁上安装的两根逆流式压 力弯管分别向两个过滤区配水;泥水分离后的浮渣在水面表层通过气浮区两侧顶端安 装的浮渣机作用下收集到气浮区两侧远端上部的排渣槽，再经每个浮渣槽对应的排渣 管Pz1和Pz2排出;
和/或，
所述渐缩式配水暗渠，其过水断面在配水方向上渐缩，确保流速均匀稳定;其渠 顶通过等尺寸矩形过水缝向气水接触区配水，确保配水均匀、且水中矾花稳定;
气浮区产水分别经两根逆流式压力弯管配水立管上的流量计F1和F2、配水横管 上的自动调节阀Vc1和Vc2、二位三通自动开关阀Va1和Va2后再经两根虹吸弯管后进 入两个过滤区，进水由落水挡板减速后，再经滤料层和承托层及配水底板完成过滤过 程，过滤产水先进入配水底板下方的自清洗配水区、经三角过水渠进入过滤区上方的 自清洗储水区，再经溢流堰跌水进入过滤区侧面紧邻的稳定调节区储存;如必要，可 在溢流堰跌水处设计消毒剂投加点，经跌水混合作用后对滤后水进行消毒稳定处理; 配水底板上均布滤头，满足配水的均匀性，并对滤料层和承托层起到一定的支撑作用; 每个自清洗配水区底板上方分别设置泄空管Psf1和Psf2，每个泄空管上配有手动阀门 Vsf1和Vsf2，泄空管开口分设在对应的排水泄空区。
和/或，
所述逆流式压力弯管由配水立管、流量计、配水横管、自动调节阀门和二位三通 自动开关阀门组成。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的自清洗浮滤水处理设备，其特征在于，所述 排水区由中间的排水水封区和两侧的排水泄空区组成;
自动自清洗过程：过滤区中的水位在连续过滤过程中由于滤料层不断截留悬浮 物，造成滤料层阻力的增加，促使虹吸弯管内的水位不断升高;当水位达到虹吸辅助 管管口时，部分过滤区进水自动从该虹吸辅助管中落下形成抽气作用，借以带走虹吸 弯管中的空气，逐渐在虹吸弯管中形成真空;当虹吸弯管中的真空度达到一定值时， 便发生虹吸作用，自清洗储水区中的过滤产水自下而上地反向通过滤料层和承托层， 对滤料进行自动反冲洗，自清洗过程自动启动;自清洗过程产生的废水和气浮区的全 部来水，经虹吸弯管排入自清洗排水立管，进入排水水封区后再溢流至两侧的泄空区 外排;虹吸弯管和自清洗排水立管的局部管段设有透明管，现场观察管内水位情况; 当自清洗储水区的水位下降至虹吸破坏器的作用水位时，空气经虹吸破坏器进入虹吸 弯管，真空环境和虹吸作用被破坏，自清洗过程自动停止;自动自清洗过程完成，系 统进入到下一个工作周期;在两根自清洗排水立管末端、排水水封区设计溢流水位上 方安装手动或/和自动调节阀门Vm1和Vm2，通过对其阀位开度的调节用以控制反冲洗 强度;
强制自清洗过程：如需对过滤区的滤料进行强制反冲洗，首先人为介入切换对应 的逆流式压力弯管配水横管上的二位三通自动开关阀Va1或Va2至第二阀位，控制气 浮区出水全部进入自清洗排水立管中并以满管流形式落下形成抽气作用，借以带走虹 吸弯管中的空气，逐渐在虹吸弯管中形成真空;当虹吸弯管中的真空度达到一定值时， 便发生虹吸作用，自清洗储水区中的滤后水自下而上地反向通过滤料层和承托层，对 滤料进行强制反冲洗，自清洗过程被强制启动;在自清洗储水区设液位计L，在强制 启动自清洗过程后的某一低液位设定点，经自动连锁控制将Va1或Va2恢复到第一阀 位;自清洗过程产生的废水，经虹吸弯管进入自清洗排水立管，排入排水水封区后再 溢流至两侧的泄空区外排;当自清洗储水区的水位下降至虹吸破坏器作用水位时，空 气经虹吸破坏器进入虹吸弯管，虹吸弯管中的真空环境和虹吸作用被破坏，自清洗过 程自动停止;强制自清洗过程完成，系统进入到下一个工作周期;两根自清洗排水立 管末端、排水水封区设计溢流水位上方安装手动阀门Vm1和Vm2，通过对其阀位开度 的调节用以配合强制启动自清洗过程及控制反冲洗强度，确保气浮区的全部来水从该 立管中以满管流形式落下;
和/或，
所述自清洗排水立管由排水立管和手动或/和自动调节阀门组成。
说明书
一种自清洗浮滤水处理设备
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体地，涉及一种自清洗浮滤水处理设备。
背景技术
在水处理工程领域，混凝、气浮和过滤均是应用很广的水处理工艺，且通常被串 联使用。无论是在地表给水处理工程中、污水再生回用工程中、景观水循环净化处理 工程中，还是在反渗透膜法海水淡化工程中，混凝、气浮和过滤工艺均有非常广泛的 应用。但是，传统的混凝、气浮工艺也存在受进水悬浮物、浊度等水质冲击负荷影响 出水水质波动较大，出水不均匀、易短流、易沉泥等问题。另外，近年来陆续出现的 多种气浮滤池组合的一体化新工艺虽然解决了气浮出水均匀性的问题，但是对进水悬 浮物、浊度等冲击负荷影响在设计上并没有更好的应对良策，只能依靠运行过程中调 整过滤周期的长短来确保冲击负荷下出水水质的稳定。现有的混凝、气浮滤池组合工 艺与混凝、气浮和滤池串联单独运行的工艺相比设备配置要求更高、自控系统也更为 复杂。
目前已有的气浮滤池组合工艺有，但不限于：
①混凝、气浮+普通快滤池组合成的气浮滤池工艺
②混凝、气浮+V型滤池组合成的气浮滤池工艺
③混凝、气浮+移动罩滤池组合成的气浮滤池工艺
④混凝、气浮+翻板滤池组合成的气浮滤池工艺
现有的气浮滤池工艺有:传统气浮和普通快滤池组合的气浮滤池、传统气浮和V 型滤池组合的气浮滤池、传统气浮和移动罩滤池组合的气浮滤池、传统气浮和翻板滤 池组合的气浮滤池。气浮滤池工艺由于将气浮和过滤两种工艺组合在一起，虽然在空 间上节约了占地，但是与之各自分开独立运行相比，相关配套的电气设备数量并未减 少，自动控制系统也变得更为复杂，设备投资和运行维护费用也较高。另外，在应对 进水中悬浮物浓度和浊度等水质冲击负荷的影响方面，只能依靠调整过滤周期的长短 以应对冲击负荷对产水水质的影响。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在结构复杂、占地面积大、 可靠性低、自控配置复杂和运行维护成本高等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种自清洗浮滤水处理设备，依靠自身 硬件配置合理调控进水和产水完全实现自清洗过程，且混凝、气浮、过滤和消毒稳定 等工艺过程可在一套设备中完成，以实现结构一体化集成、占地小、可靠性高、自控 配置简单和运行维护成本低的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自清洗浮滤水处理设备，包括 按竖直方向由上到下分为三层：第一层为混凝反应区、气浮区;第二层为设备布置区、 自清洗储水区;第三层为稳定调节区、过滤区和排水区。
进一步地，所述混凝反应区由多格分区组成;气浮区由中间的气浮气水接触区、 两侧的气浮分离区和气浮集水区组成;
混凝反应区和气浮区底排泥过程：混凝反应区底部设置排泥管Psc1、Psc2、Psc3……， 每根排泥管上设置手动或/和自动排泥阀Vsc1、Vsc2、Vsc3……，确保每一格中的沉泥 均能排出;
气浮区的每个分离区和集水区底部均布有多个泥斗，每个泥斗中配置一根穿孔排 泥管Psd1、Psd2、Psd3……，每根穿孔排泥管上设置手动或/和自动排泥阀Vsd1、Vsd2、 Vsd3……;每个气浮区的排泥总管Pf1和Pf2分别与两根排渣管Pz1和Pz2连接，且在接 入排渣管前分别设置两台流量计Fs1和Fs2;混凝反应区的排泥管Psc1、Psc2、Psc3…… 就近分别接入每个气浮区的排泥总管Pf1和Pf2，接入点须在流量计前。
进一步地，所述自清洗储水区与过滤区上下布置，与传统重力无阀滤池的形式相 同，且在气浮区正下方，并通过自清洗储水区与稳定调节区联通;设备布置区布置在 混凝反应区和稳定调节区中间;
连续过滤过程：有压进水经竖直向上的总进水管P0经总进水手动或自动阀门V0、 流量计F0、管道混合器、减速配水三通后，分两股进入混凝反应区1的第一格，再顺 序流经第二格、第三格……及最后一格;
在管道混合器中投加混凝剂，完成混凝剂与进水的混合过程;在混凝反应区1的 第一格中选择性投加助凝剂，并在每格中搅拌器作用下完成混凝反应过程;混凝反应 后的处理水经渐缩式配水暗渠进入气浮区中间位置的气水接触区，处理水与溶气水充 分接触后做向上升流运动，在气水接触区上层再均匀分流向两侧的分离区，完成泥水 分离后的清水向下流经分离区中间区域安装的导流斜管或斜板、再水平流动汇集在气 浮区两侧远端下部的集水区，气浮产水经两个集水区池外侧壁上安装的两根逆流式压 力弯管分别向两个过滤区配水;泥水分离后的浮渣在水面表层通过气浮区两侧顶端安 装的浮渣机作用下收集到气浮区两侧远端上部的排渣槽，再经每个浮渣槽对应的排渣 管Pz1和Pz2排出;
和/或，
所述渐缩式配水暗渠，其过水断面在配水方向上渐缩，确保流速均匀稳定;其渠 顶通过等尺寸矩形过水缝向气水接触区配水，确保配水均匀、且水中矾花稳定。
气浮区产水分别经两根逆流式压力弯管配水立管上的流量计F1和F2、配水横管 上的自动调节阀Vc1和Vc2、二位三通自动开关阀Va1和Va2后再经两根虹吸弯管后进 入两个过滤区，进水由落水挡板减速后，再经滤料层和承托层及配水底板完成过滤过 程，过滤产水先进入配水底板下方的自清洗配水区、经三角过水渠进入过滤区上方的 自清洗储水区，再经溢流堰跌水进入过滤区侧面紧邻的稳定调节区储存;如必要，可 在溢流堰跌水处设计消毒剂投加点，经跌水混合作用后对滤后水进行消毒稳定处理; 配水底板上均布滤头，满足配水的均匀性，并对滤料层和承托层起到一定的支撑作用; 每个自清洗配水区底板上方分别设置泄空管Psf1和Psf2，每个泄空管上配有手动阀门 Vsf1和Vsf2，泄空管开口分设在对应的排水泄空区。
和/或，
所述逆流式压力弯管由配水立管、流量计、配水横管、自动调节阀门和二位三通 自动开关阀门组成。
进一步地，所述排水区由中间的排水水封区和两侧的排水泄空区组成;
自动自清洗过程：过滤区中的水位在连续过滤过程中由于滤料层不断截留悬浮 物，造成滤料层阻力的增加，促使虹吸弯管内的水位不断升高;当水位达到虹吸辅助 管管口时，部分过滤区进水自动从该虹吸辅助管中落下形成抽气作用，借以带走虹吸 弯管中的空气，逐渐在虹吸弯管中形成真空;当虹吸弯管中的真空度达到一定值时， 便发生虹吸作用，自清洗储水区中的过滤产水自下而上地反向通过滤料层和承托层， 对滤料进行自动反冲洗，自清洗过程自动启动;自清洗过程产生的废水和气浮区的全 部来水，经虹吸弯管排入自清洗排水立管，进入排水水封区后再溢流至两侧的泄空区 外排;虹吸弯管和自清洗排水立管的局部管段设有透明管，现场观察管内水位情况; 当自清洗储水区的水位下降至虹吸破坏器的作用水位时，空气经虹吸破坏器进入虹吸 弯管，真空环境和虹吸作用被破坏，自清洗过程自动停止;自动自清洗过程完成，系 统进入到下一个工作周期;再两根自清洗排水立管末端、排水水封区设计溢流水位上 方安装手动或自动阀门Vm1和Vm2，通过对其阀位开度的调节用以控制反冲洗强度;
强制自清洗过程：如需对过滤区的滤料进行强制反冲洗，首先人为介入切换对应 的逆流式压力弯管配水横管上的二位三通自动开关阀Va1或Va2至第二阀位，控制气 浮区出水全部进入自清洗排水立管中并以满管流形式落下形成抽气作用，借以带走虹 吸弯管中的空气，逐渐在虹吸弯管中形成真空;当虹吸弯管中的真空度达到一定值时， 便发生虹吸作用，自清洗储水区中的滤后水自下而上地反向通过滤料层和承托层，对 滤料进行强制反冲洗，自清洗过程被强制启动;在自清洗储水区设液位计L，在强制 启动自清洗过程后的某一低液位设定点，经自动连锁控制将Va1或Va2恢复到第一阀 位;自清洗过程产生的废水，经虹吸弯管进入自清洗排水立管，排入排水水封区后再 溢流至两侧的泄空区外排;当自清洗储水区的水位下降至虹吸破坏器作用水位时，空 气经虹吸破坏器进入虹吸弯管，虹吸弯管中的真空环境和虹吸作用被破坏，自清洗过 程自动停止;强制自清洗过程完成，系统进入到下一个工作周期;在两根自清洗排水 立管末端、排水水封区设计溢流水位上方安装手动或/和自动调节阀门Vm1和Vm2，通 过对其阀位开度的调节用以配合强制启动自清洗过程及控制反冲洗强度，确保气浮区 的全部来水从该立管中以满管流形式落下。
和/或，
所述自清洗排水立管由排水立管和手动或/和自动调节阀门组成。
本发明各实施例的自清洗浮滤水处理设备，由于包括按竖直方向由上到下分为三 层：第一层为混凝反应区、气浮区;第二层为设备布置区、自清洗储水区;第三层为 稳定调节区、过滤区和排水区;从而可以克服现有技术中结构复杂、占地大、自控配 置复杂、可靠性低和维护成本高的缺陷，以实现结构一体化集成、占地小、自控配置 简单、可靠性高和维护成本低的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。