申请日2018.01.10
公开(公告)日2018.05.04
IPC分类号C02F9/04; E03F1/00; E03F3/02
摘要
一种圆形结构水处理装置，其结构包括以下部分：供水装置、加药系统、网络反应池、沉淀池、过滤池、清水储存系统、反冲洗管道、废水回收系统，反应池、沉淀池、过滤池、清水储存系统及反冲洗管道均布置于两个同心圆结构内，中心圆为中心沉淀池，第二圏沿圆周分隔出网络反应池、外围沉淀池、过滤池、清水池，中心沉淀池上端沿内壁圆周设计有一圏集水槽，反冲洗管道连接在集水槽与过滤池之间，水流依次由源水池通过管道经过加药系统向管道中加入水处理药剂→网络反应池→外围沉淀池→中心沉淀池→集水槽→过滤池→清水池→清水蓄水池。本发明采用圆形水处理装置不仅施工工艺简单，施工材料普遍，而且结构紧凑，占地面积小，管道使用少。
权利要求书
1.一种圆形结构水处理装置，其特征在于它包括：供水装置、加药系统、网络反应池、沉淀池、过滤池、清水储存系统、反冲洗管道、废水回收系统，所述供水装置包括源水池(1)和源水泵(2)，沉淀池分为外围沉淀池(10)和中心沉淀池(17)，清水储存系统由清水池和清水蓄水池构成，反应池、沉淀池、过滤池、清水储存系统及反冲洗管道均布置于两个同心圆结构内，中心圆为中心沉淀池，第二圏沿圆周分隔出网络反应池、外围沉淀池、过滤池、清水池，中心沉淀池的底部设计有排污管，上端沿内壁圆周设计有一圏集水槽，反冲洗管道一端与集水槽底端相接，另一端与过滤池的进水口相通，水流依次由源水池通过管道经过加药系统向管道中加入水处理药剂→网络反应池→外围沉淀池→中心沉淀池→集水槽→过滤池→清水池→清水蓄水池，反应池、沉淀池、过滤池的底部均有通道与废水回收系统相接。
2.根据权利要求1所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：加药系统主要包括加药泵(3)、流量计(4)、单向阀(5)、水龙头(6)及加药池(7)，单向阀与水龙头连接在源水出水管上，利用源水溶解药剂，加药泵通过流量计与源水出水管连接，将加药池中的药水通往网络反应池。
3.根据权利要求1所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：网络反应池由隔板分隔成多级网络反应池，相互间相间隔由上方相通或由下方开孔相通，形成连通的空间，其中2～3个网络反应池中安装有格栅，形成反应载体，其主要作用是药物与源水混合、反应，絮凝物部分沉淀，各级网络反应池间水流方向上下交替，增加水流的紊乱度，使水与药物混合更均匀、反应更充分。
4.根据权利要求1所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：中心沉淀池的上方设计有斜板(25)，在斜板(25)的上方为集水槽(18)，集水槽(18)的底部设置两个集水井(19)，集水井(19)底部排水口所连接的出水管分别与过滤池、反冲洗管道相连。
5.根据权利要求1所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：清水池在过滤池上方，过滤池内设计有孔板(26)、碎石(29)及石英砂(28)，孔板(26)、碎石(29)及石英砂(28)由下到上进行布置，孔板的下方为集水腔，水流由集水井进入过滤池经石英砂、碎石过滤后通往集水腔(27)，集水腔出水管(30)穿过过滤层通往上方的清水池(14)。
6.根据权利要求5所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：孔板的上方为过滤网，过滤网的上方为10-15cm厚的大骨料，大骨料的上方为10-15cm厚的小骨料，小骨料的上方为80-100cm厚的粗砂。
7.根据权利要求1所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：反冲洗管道由倒U型虹吸管(12)、强制反冲洗阀(32)、虹吸井(15)、引导反冲洗管(20)、平压管(31-1)、通气阀(33)构成，倒U型虹吸管(12)尾部开口浸没于虹吸井(15)中，中心沉淀池的出水管(12-1)为一U型管，其出口端同时与过滤池的进水管(12-4)及倒U型虹吸管左侧管(12-3)的中部相通，集水槽(18)内的集水井(19)的顶部、倒U型虹吸管的顶部、清水池(14)的出水口、过滤池(13)的进水管的接口高度依次由高到低分布,强制反冲洗阀(32)安装在倒U型虹吸管左侧管的下部，强制反冲洗阀常态为关闭，引导反冲洗管(20)上端贯通倒U型虹吸管(12)顶部，顶端接有通气阀(33)其主要作用为强制停止反冲洗进程，下端浸没于虹吸井(15)中，在引导反冲洗管(20)贯通倒U型虹吸管的两端接有平压管(31-1)，在引导反冲洗管(20)的上端高于平压管(31-1)处还接有吸气管(31)，吸气管(31)的管口位于清水池(14)的底部，在虹吸井(15)的外部设计有排水沟(9)，排水沟(9)边沿高于虹吸井(15)。
8.根据权利要求1所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：废水回收系统主要包括排水沟(9)、废水沉淀池(24)及回收泵(22)，废水回收系统主要包括排水沟(9)、废水沉淀池(24)及回收泵(22)，排水沟与废水沉淀池相通，回收泵与废水沉淀池相连，其主要作用是将反冲洗用水进行沉淀回收，减少水资源浪费。
9.根据权利要求8所述的一种圆形结构水处理装置，其特征在于：排水沟沿外圈设计成向外的第三圏，方便各空间的污水排出。
10.一种圆形结构水处理装置的制作方法，其特征在于：制作过程为：放线→基础开挖→排水沟内侧墙体砌筑→碎石垫层施工→素混凝土垫层施工→底板(面)钢筋制作、安装→底板混凝土浇筑→净水池墙体内侧模板安装→净水池墙体钢筋制安→净水池墙体外侧模板安装→净水池墙体混凝土浇筑→模板拆除→净水池墙体内壁粉刷→隔板安装与粉刷→木条安装→反冲洗管道制做和安装→集水槽及集水井制做、安装→中心沉淀池碎石填充及斜板安装→过滤池内孔板安装→过滤池内粗砂填充→外围管道安装→回收池布置→试运行→检验合格→投入使用。
说明书
一种圆形结构水处理装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其属于圆形结构的水处理装置，具有自动反冲洗功能。
背景技术
在国际工程中，因为存在多方面的局限性，特别在非洲地区国家，受科技落后、基础设施落后和营地地理位置偏远等因素的限制，特别是在国外大型施工现场，生产净化生活用水是一个难题。目前水处理装置多为流程式线形设计,处理过程繁杂,不能做到集中式建设, 占地面积大、运行费用高，在非洲等不发达地区实用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑，占地面积小的圆形水处理装置。
本发明所采用的技术方案为一种圆形结构水处理装置，其结构包括以下部分：供水装置、加药系统、网络反应池、沉淀池、过滤池、清水储存系统、反冲洗管道、废水回收系统，所述供水装置包括源水池和源水泵，沉淀池分为外围沉淀池和中心沉淀池，清水储存系统由清水池和清水蓄水池构成，反应池、沉淀池、过滤池、清水储存系统及反冲洗管道均布置于两个同心圆结构内，中心圆为中心沉淀池，第二圏沿圆周分隔出网络反应池、外围沉淀池、过滤池、清水池，中心沉淀池的底部设计有排污管，上端沿内壁圆周设计有一圏集水槽，反冲洗管道一端与集水槽底端相接，另一端与过滤池的进水口相通，水流依次由源水池通过管道经过加药系统向管道中加入水处理药剂→网络反应池→外围沉淀池→中心沉淀池→集水槽→过滤池→清水池→清水蓄水池，反应池、沉淀池、过滤池的底部均有通道与废水回收系统相接。
本发明利用圆形结构，使外圈的各个处理空间除了左右可相通外，还可与中心圆直通，而中心可分别与外圈不同的处理区域直通，减少管道的使用。以中心沉淀池为中心，将网络反应池、过滤池、清水池、沉淀池设计在外圆，各池间通过开口相通，尽量减少管道的使用，结构紧凑，占地面积小。本发明还具有反冲洗管道，对进入清水池的最后一个关口过滤池进行反冲洗，达到自净化的目的，同时使水处理装置能持续工作。
加药系统主要包括加药泵、流量计、单向阀、水龙头及加药池，单向阀与水龙头连接在源水出水管上，利用源水溶解药剂，加药泵通过流量计与源水出水管连接，将加药池中的药水通往网络反应池。由于加药池属于操作区，占地不足一平方米，所以将其放在源水池和圆形集中处理区之间。
网络反应池由隔板分隔成多级网络反应池，相互间间隔由上方相通或由下方开孔相通，形成连通的空间，其中2～3个网络反应池中安装有格栅，形成反应载体，其主要作用是药物与源水混合、反应，絮凝物部分沉淀，各级网络反应池间水流方向上下交替，增加水流的紊乱度，使水与药物混合更均匀、反应更充分。
中心沉淀池的上方设计有斜板，在斜板的上方为集水槽，集水槽的底部设置两个集水井，集水井底部排水口所连接的出水管分别与过滤池、反冲洗管道相连。斜板的目的在于隔离水中的漂浮物，同时对上涌水形成阻力，使水中的杂质受阻时在反作用力的作用下加快下沉速度，沉淀效果好。
清水池在过滤池上方，过滤池内设计有孔板、碎石及石英砂，孔板、碎石及石英砂由下到上进行布置，孔板的下方为集水腔，由集水井进入过滤池经石英砂、碎石过滤后通往集水腔，集水腔出水管穿过过滤层通往上方的清水池。本发明除了圆周布置外，还采用上下布置，进一步实现结构紧凑的目的。
孔板的上方为过滤网，过滤网的上方为10-15cm厚的大骨料，大骨料的上方为10-15cm厚的小骨料，小骨料的上方为80-100cm厚的粗砂。过滤网可防止粗砂漏到孔板下面，经排污管排出。
反冲洗管道由倒U型虹吸管、强制反冲洗阀、虹吸井、引导反冲洗管、平压管、通气阀构成，倒U型虹吸管尾部开口浸没于虹吸井中，中心沉淀池的出水管为一U型管，其出口端同时与过滤池的进水管及倒U型虹吸管左侧管的中部相通，集水槽内的集水井的顶部、倒U型虹吸管的顶部、清水池的出水口、过滤池的进水管的接口高度依次由高到低分布。强制反冲洗阀安装在倒U型虹吸管左侧管的下部，强制反冲洗阀常态为关闭，引导反冲洗管上端贯通倒U型虹吸管顶部，顶端接有通气阀其主要作用为强制停止反冲洗进程，下端浸没于虹吸井中，在引导反冲洗管贯通倒U型虹吸管的两端接有平压管，在引导反冲洗管的上端高于平压管处还接有吸气管，吸气管的管口位于清水池的底部，在虹吸井的外部设计有排水沟，排水沟边沿高于虹吸井。
倒U型管顶部的高度介于集水井顶部和底部之间。倒U型管顶部的高度低于集水井顶部，以便能够引发虹吸作用。
利用虹吸现象进行反冲洗是本发明的另一个重要的创新点，它实现自动反冲洗的原理：过滤池中的过滤层经过长时间的过滤工作，石英砂顶部细小颗粒间隙被水中悬浮物阻塞，过滤被迫中止，集水井内的水流由向过滤池供水转向外侧的倒U型管供水，即集水井内的水流向上流向倒U型虹吸管左侧管，由于下方的强制反冲洗阀正常情况下处于关闭状态，因此首先向下注满后，水流继续上升至U型管道顶部，水流再由引导反冲洗管流向虹吸井，与引导反冲洗管形成虹吸现象，随之倒U型虹吸管内的压力增大，引导反冲洗管的管径小，不能满足排水要求，水流将流向倒U型虹吸管右侧管，然后引发虹吸作用，虹吸作用开始时，因集水井内的水位最高，因此集水井内的水首先进行虹吸作用，但因集水井体积较小，集水井内的水位急剧下降，中心沉淀池的出水管管内的水位急剧下降，当中心沉淀池的出水管水位下降至清水池水位以下时，在过滤池进水口处形成负压，再把过滤池水抽出，而清水池中的水不断通过集水腔出水管补给至过滤池集水腔，最终形成倒虹吸现象，由清水池供水，进行滤池反冲洗，利用已处理过清水池的清水对过滤层中的悬浮物进行反方向冲洗(这是本发明的又一个重要的创新点)。集水槽内的水仍然向集水井汇集，但因水流较小，无法迅速将水位提升，反冲洗用水仍然主要靠清水池供水，一旦清水池的水下降至吸气管管口处，空气将通过管口进入虹吸管道内，倒虹吸将自动结束。还可以旋转强制反冲洗阀任何时候进行过滤池冲洗。而中心沉淀池的出水管为一U型管，使管道中不容易进入空气，使虹吸能持续进行，反冲洗后的水由虹吸井溢出，进入排水沟。
废水回收系统主要包括排水沟、废水沉淀池及回收泵，排水沟与废水沉淀池相通，回收泵与废水沉淀池相连，其主要作用是将反冲洗用水进行沉淀回收，减少水资源浪费。
排水沟沿外圈设计成向外的第三圏，方便各空间的污水排出。
一种圆形结构水处理装置的制作方法，放线→基础开挖→排水沟内侧墙体砌筑→碎石垫层施工→素混凝土垫层施工→底板钢筋制安→底板混凝土浇筑→净水池墙体内侧模板安装→净水池墙体钢筋制安→净水池墙体外侧模板安装→净水池墙体混凝土浇筑→模板拆除→净水池墙体内壁粉刷→隔板安装与粉刷→木条安装→反冲洗管道制做安装→集水槽及集水井制做、安装(采用钢板结构)→中心沉淀池的碎石填充及斜板安装→过滤池内孔板安装→过滤池内粗砂填充→外围管道安装→回收池布置→试运行→检验合格→投入使用。
本发明所设计的水处理装置与工艺可用于处理江、河、湖泊、水库或有污染的各种水源，适用于常年浊度小于1500毫克/升(短时间可处理5000毫克/升)的水源，适用于广大农村、城镇、工矿企业、机关团体、部队、铁路车站和边远山区、原始森林的给水工程。采用圆形水处理装置不仅施工工艺简单，施工材料普遍，而且结构紧凑，占地面积小，减少管道的使用;建设和运行成本经济，并且处理后水质达标，具有推广意义。
