申请日2021.02.25
公开（公告）日2021.04.02
IPC分类号C02F9/04
摘要
本实用新型提供一种除磷脱藻水质净化设备，包括污水采集单元、药剂单元、凝聚和絮凝单元、污水沉淀单元和污泥收集单元；所述凝聚和絮凝单元中的管道凝聚器为绕线形管道结构，且管道内部设置有若干个局部混合加强板；混凝剂和絮凝剂同步分别泵送至管道凝聚器和管道絮凝器前端的注药口中，使凝聚和絮凝单元的管道内部同时发生凝聚和絮凝两个过程，上述各个单元均集成在集装箱设备内。所述设备降低系统的电能消耗，减少了机械噪声和流噪声，缩短水力停留时间，提高反应凝聚效率，节省占地空间，降低成本，且集成度高。
权利要求书
1.一种除磷脱藻水质净化设备，包括污水采集单元、药剂单元、凝聚和絮凝单元、污水沉淀单元和污泥收集单元，其特征在于，所述污水采集单元包括进水管（1）、潜水泵和取水器，潜水泵安装于取水器内且漂浮在水体上层；所述潜水泵的出口与进水管（1）的入口连接，进水管（1）的出口、药剂单元的出口均与凝聚和絮凝单元连接；所述药剂单元包括混凝剂单元（13）和絮凝剂单元（14），所述凝聚和絮凝单元包括管道凝聚器（2）和管道絮凝器（3），混凝剂单元通过混凝剂加药管（5）连通于管道凝聚器（2）之前，絮凝剂单元通过絮凝剂加药管（6）连通于管道絮凝器（3）之前；管道凝聚器（2）与管道絮凝器（3）的管道为绕线布置，管道絮凝器（3）的出水口与污水沉淀单元连通，污水沉淀单元和污泥收集单元连通。
2.如权利要求1所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，所述绕线布置方式为S形弯管道垂直布置或“回”字形管道布置或环形管道布置。
3.如权利要求1或2所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，所述凝聚和絮凝单元的管道内设置有若干个局部混合加强板，每个所述局部混合加强板具有单个或多个通孔。
4.如权利要求3所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，所述局部混合加强板的通孔围绕局部混合加强板的轴线均匀分布。
5.如权利要求1所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，所述药剂单元中的混凝剂单元和絮凝剂单元的出口分别设置一个加压泵，混凝剂单元的加压泵的出口连接混凝剂加药管（5），絮凝剂单元的加压泵的出口连接絮凝剂加药管（6）；混凝剂加药管（5）的另一端与管道凝聚器（2）前端的第一注药口连接；絮凝剂加药管（6）的另一端与管道絮凝器（3）前端的第二注药口连接。
6.如权利要求5所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，混凝剂单元和絮凝剂单元各自有药剂加入口和搅拌机构。
7.如权利要求1所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，污水沉淀单元包括斜板沉淀器(9)、污泥排放泵(10)、污泥排放管（7）和净水出水管（4）；污泥收集单元包括污泥存储罐(12)和污泥排出管路；管道絮凝器（3）的出水口连通斜板沉淀器的入口，絮凝污泥沉降至斜板沉淀器的底部，上清液从斜板沉淀器顶部溢出，净化后的水通过净水出水管（4）流出；污泥排放泵的入口通过管路与斜板沉淀器底部连通，其出口与污泥排放管（7）的入口连通，污泥排放管（7）的出口与污泥存储罐（12）上方的入口连通；污泥存储罐的底部连接有污泥排出管路。
8.如权利要求7所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，所述斜板沉淀器的入口处设有进水缓冲区(11)。
9.如权利要求1所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，污水采集单元、药剂单元、凝聚和絮凝单元、污水沉淀单元和污泥收集单元均集成在同一集装箱设备内。
10.如权利要求7所述的除磷脱藻水质净化设备，其特征在于，所述污泥排出管路选择性地与污泥清运车连通。
说明书
一种除磷脱藻水质净化设备
技术领域
本实用新型属于水体净化领域，具体涉及一种除磷脱藻水质净化设备，用于河道、湖泊、池塘、水库等总磷和微藻（水华现象）的去除。
背景技术
磷是常见的自然元素，对维持动物、植物生命活动有着极其重要的作用。然而，工业生产和日常生活中，越来越多的工业废水和生活污水直接排入河道、湖泊、池塘和水库中，导致水体磷含量大幅度超标。进而引起水体的富营养化，各种藻类爆发性繁殖，遮蔽水面，造成“赤潮”或“水华”，水体含氧量降低，生态环境恶化，甚至引起水生动物的大范围死亡，严重破坏生态平衡。
水中磷可以以元素磷、正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。通常将总磷指标作为磷控制的重要指标。因此，如何降低水体总磷指标和微藻数量是改善水质的重要研究方向。当前常用的净化技术有物理方法、化学方法、生物方法等等。上述方法各有独特的优势和劣势，而工业上常将多种方法组合使用，以提高水体净化治理的效率和效果。
现有技术虽然取得了长足的进步，但依然存在以下不足之处。如，传统机械搅拌混凝工艺段设置快混池和慢混池用于凝聚、絮凝，同时快混池和慢混池内安装搅拌电机，用于混凝剂与絮凝剂的混合；但存在电能消耗大、水力停留时间长、噪声污染大、装置占用空间大、不方便运输等诸多问题。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种除磷脱藻水质净化设备，在解决环境水体中总磷、微藻等污染问题的同时，还具有电能消耗小、水力停留时间短、噪声污染小、装置占用空间小、方便运输等优点。具体技术方案如下：
一种除磷脱藻水质净化设备，包括污水采集单元、药剂单元、凝聚和絮凝单元、污水沉淀单元和污泥收集单元；所述污水采集单元包括进水管、潜水泵和取水器，潜水泵安装于取水器内且漂浮在水体上层；所述潜水泵的出口与进水管的入口连接，进水管的出口、药剂单元的出口均与凝聚和絮凝单元连接；所述药剂单元包括混凝剂单元和絮凝剂单元，所述凝聚和絮凝单元包括管道凝聚器和管道絮凝器,混凝剂单元通过混凝剂加药管连通于管道凝聚器之前，絮凝剂单元通过絮凝剂加药管连通于管道絮凝器之前；管道凝聚器与管道絮凝器的管道为绕线布置，管道絮凝器的出水口与污水沉淀单元连通，污水沉淀单元和污泥收集单元连通。所述污水沉淀单元包括斜板沉淀器、污泥排放泵、污泥排放管和净水出水管；污泥收集单元包括污泥存储罐和污泥排出管路。
所述污水采集单元的取水器采用轻质材料制作，潜水泵安装于取水器内且漂浮在水体上层。所述潜水泵的出口与进水管的入口连接，进水管的出口、药剂单元的出口均与凝聚和絮凝单元连接；其中药剂单元的混凝剂单元和絮凝剂单元的出口分别设置一个加压泵，两个所述加压泵的出口分别连接混凝剂加药管和絮凝剂加药管，两个所述加压泵分别通过上述两个管道将混凝剂和絮凝剂泵送至管道凝聚器前端和管道絮凝器前端的两个注药口中；管道凝聚器的尾端与管道絮凝器的进口端连接。
作为进一步的改进，所述凝聚和絮凝单元中管道的绕线布置方式为S形弯管道垂直布置或“回”字形管道布置或环形管道布置等布置方式，采用绕线布置的目的是为了通过流体转向，增大局部阻力损失，促进产生流体湍流，以实现两种药剂在流体之间良好分散和充分混合。
作为进一步的改进，所述凝聚和絮凝单元的管道内设置有若干个局部混合加强板，每个所述局部混合加强板具有单个或多个通孔。优选所述局部混合加强板的通孔数量大于等于3个，优选所述通孔围绕局部混合加强板的轴线均匀分布。所述局部混合加强板起到促进水力混合的作用，通过缩小管道内径，增大水力通过的局部阻力损失，产生湍流环境，促进混凝和絮凝作用的产生。
作为进一步的改进，混凝剂单元和絮凝剂单元分别有药剂加入口和搅拌机构。
作为进一步的改进，所述管道絮凝器的出水口连通斜板沉淀器的入口，絮凝污泥沉降至斜板沉淀器的底部，上清液从斜板沉淀器顶部的溢出，净化后的水通过净水出水管流出设备；污泥排放泵的入口通过管路与斜板沉淀器底部连通，其出口与污泥排放管的入口连接，污泥排放管的出口与污泥储罐上方的入口连通；污泥存储罐的底部连接有污泥排出管路。
作为进一步的改进，所述斜板沉淀器的入口处设有进水缓冲区。所述进水缓冲区提供短暂的水力停留时间，管道絮凝器的出水流入进水缓冲区，进水的流动截面迅速扩大，流速降低，利于形成层流状态，使得反应后的絮凝物通过聚合形成大颗粒可见矾花，利于在斜板盘片区沉降，实现固液分离，上清液溢流排出。
作为进一步的改进，污水采集单元、药剂单元、凝聚和絮凝单元、污水沉淀单元和污泥收集单元均集成在一个集装箱设备内。
作为进一步的改进，污泥排出管路选择性与污泥清运车连通，所述污泥可用于园林绿化或资源回收。
本领域常用混凝剂包括但不限于：聚合硫酸铁、聚合氯化铝、氯化铁、硫酸铝等；常用絮凝剂包括但不限于：聚丙烯酰胺。
本实用新型具有如下的有益效果：
1、相较于传统机械搅拌混凝工艺段分别设置快混池和慢混池用于凝聚、絮凝过程，同时快混池和慢混池内安装搅拌电机，用于混凝剂与絮凝剂的混合存在能耗大、噪声大的问题。本方案将管道凝聚器和管道絮凝器的管道设置成绕线布置结构，例如S形弯管垂直布置结构，在相同的水力负荷条件下，管道采用静力混合，利用潜水泵增压的水力流速实现药剂的混合，降低系统的电能消耗，同时减少了机械噪声和流噪声，提高了设备的安全性、可靠性和环保性。
2、管道凝聚器和管道絮凝器的管道使用S弯管道加工，管道包含混凝剂和絮凝剂的注药口、内部设置有若干个局部混合加强板，凝聚和絮凝两个过程同时在管道混凝器内部进行，总水力停留时间约1分钟。相较于现有技术，可大幅缩短水力停留时间，同时利用局部混合加强板产生的湍流状态促进混凝剂和絮凝剂在流体之间良好分散和充分混合。
3、在相同的水力负荷条件下，管道凝聚器和管道絮凝器的静力混合比传统机械混合能节省占地空间，同时节省混凝工艺段的加工成本。
4、将污水采集单元、药剂单元、凝聚和絮凝单元、污水沉淀单元和污泥收集单元均集成在一个集装箱设备内，提高了系统的集成度，方便设备的运输，能够灵活适用于多种水体环境。
（发明人：乔纳·安东尼斯·约翰尼斯;张健;张巍）
