公布日：2023.06.23
申请日：2021.10.11
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F101
/16(2006.01)N
摘要
本申请公开了集成化装配式水处理设备，包括反硝化罐、絮凝罐以及过滤罐，所述反硝化罐内设置有陶粒滤料，所述絮凝罐内设置有搅拌桨以及斜沉管，所述过滤罐内设置有石英砂滤层，所述反硝化罐的罐顶通过管道与絮凝罐的罐底相接，絮凝罐的罐顶通过管道与过滤罐的罐顶相接。本发明具有如下有益效果：采用了反硝化罐、絮凝罐以及过滤罐组合在一起使用，实现了集成式模块化装配式安装，安装更加方便，处理过程中不会有臭气产生，更加节约生产场地。
权利要求书
1.一种集成化装配式污水除氮除沙设备，其特征在于，包括反硝化罐、絮凝罐以及过滤罐，所述反硝化罐内设置有陶粒滤料，所述絮凝罐内设置有搅拌桨以及斜沉管，所述过滤罐内设置有石英砂滤层，所述反硝化罐的罐顶通过管道与絮凝罐的罐底相接，絮凝罐的罐顶通过管道与过滤罐的罐顶相接；所述反硝化罐的罐底处接有圆形的进水管，所述进水管内设置有挡水柱，所述挡水柱的直径与进水管的内径相等，挡水柱的侧壁上开设有螺旋状的流道，且挡水柱的端头处设置有钩孔，所述进水管为塑料材质的进水管，所述挡水柱为金属材质的挡水柱；所述挡水柱有多根，且所有挡水柱的中轴线相互重合，相邻两根挡水柱上的流道的螺旋方向相反，且钩孔连通流道；还包括进水装置，所述进水装置安装在进水管的接口处；所述进水装置包括接头管、滤桶、内筒以及挡圈，所述滤桶与接头管相接，所述内筒设置在滤桶内，所述滤桶的桶壁上开设有孔，所述内筒的筒壁与所述滤桶的筒壁平行，所述挡圈设置在接头管上，所述挡圈呈喇叭状，所述滤桶位于所述挡圈内，且挡圈与滤桶之间存在空隙；所述进水装置还包括导向套，所述导向套设置在内筒内，所述导向套平行于内筒；挡水柱的表面用于附着泥沙颗粒；内筒使污水在流入滤桶之后先进行转向；所述反硝化罐通过管道连接有抽真空泵；抽真空泵用于对反硝化罐抽负压；所述斜沉管为陶瓷斜沉管。
2.如权利要求1所述的集成化装配式污水除氮除沙设备，其特征在于，还包括排水管，所述排水管设置在过滤罐的罐底处，所述排水管上接有杀菌装置；所述杀菌装置包括出水喷嘴、内套筒及外套筒，所述出水喷嘴与排水管相接，所述出水喷嘴固定设置在内套筒的一端，且出水喷嘴位于内套筒外，且出水喷嘴与内套筒之间存在空隙，所述外套筒套设在内套筒外，所述内套筒为透明材质的内套筒，所述内套筒与外套筒之间设置有紫外灯。
3.如权利要求2所述的集成化装配式污水除氮除沙设备，其特征在于，所述内套筒呈喇叭状，且出水喷嘴位于内套筒的窄口端一侧，所述外套筒呈圆台状。
4.如权利要求3所述的集成化装配式污水除氮除沙设备，其特征在于，所述内套筒的窄口端处设置有漏斗状的圆弧面。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种集成化装配式水处理设备。
本发明采取的技术方案如下：
一种集成化装配式水处理设备，包括反硝化罐、絮凝罐以及过滤罐，所述反硝化罐内设置有陶粒滤料，所述絮凝罐内设置有搅拌桨以及斜沉管，所述过滤罐内设置有石英砂滤层，所述反硝化罐的罐顶通过管道与絮凝罐的罐底相接，絮凝罐的罐顶通过管道与过滤罐的罐顶相接。
本中处理设备中，采用了反硝化罐、絮凝罐以及过滤罐组合在一起使用，实现了集成式模块化装配式安装，安装更加方便，处理过程中不会有臭气产生，更加节约生产场地。
具体本设备中各个罐子的作用如下
反硝化罐，污水由下而上流(经过反硝化罐内的滤层)，在缺氧条件下，陶粒滤料表面生长大量反硝化生物菌群，同时投加优质碳源，通过反硝化作用，将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气，从水中释放出来。相比较采用石英砂滤料的深床滤池，脱氮能力大幅提高，可以应对更高的总氮来水和更低的总氮出水要求，且本反硝化罐采用自下向上流的设计，避免跌水充氧，节约碳源，同时省去了驱氮装置，滤速更高，周期更长，实现更高效的脱氮。
絮凝罐，在反硝化罐的出水管上投加PAC，同时在絮凝罐内投加PAM。利用搅拌机的机械提升，下部活性泥渣在反应桶内循环流动，与进水进行充分接触、碰撞和吸附，不断的发生絮凝反应，从而实现磷的深度去除，以及固体悬浮物的去除。
过滤罐，由上而下穿过石英砂滤层，通过厚滤层的截留，实现固体悬浮物的深度去除，出水SS小于2.0mg/L。
需要进一步说明的是本方案中的反硝化罐与絮凝罐以及过滤罐实际是集成在一起的一个大罐，主要由两个大圆筒组成，内部的大圆筒是絮凝罐，而内部大圆筒与外部大圆筒之间的空隙被分隔独立的反硝化罐以及絮凝罐。
可选的，所述反硝化罐的罐底处接有圆形的进水管，所述进水管内设置有挡水柱，所述挡水柱的直径与进水管的内径相等，挡水柱的侧壁上开设有螺旋状的流道，且挡水柱的端头处设置有钩孔，所述进水管为塑料材质的进水管，所述挡水柱为金属材质的挡水柱。
设置挡水柱，且在挡水柱的侧壁上开始螺旋状的流道，挡水柱的直径与进水管的内径相等，这样的设计是为了让挡水柱贴紧进水管的管壁，污水从挡水柱的流道内走，这样污水在进水罐内相当于走的是螺旋的曲线，相对于走直线的方式，螺旋曲线的走法一则可以减慢污水的流速，使得污水流向反硝化罐更加稳定，二则可以增加水与管道及挡水柱的摩擦，提高污水的水温，从而在进行反硝化时可以适当加快反硝化反应速度，三则水在不断的摩擦撞击挡水柱以及进水管的过程中，污水中溶解悬浮的泥沙(包括其他同类型颗粒物)颗粒可以附着在挡水柱及进水管上，这样可以最大限度地减少反硝化反应时泥沙对反硝化细菌的影响。
具体挡水柱选用金属支撑，且挡水柱的表面为糙面，而进水管为塑料材质的进水管，进水管的内壁为光滑面，这样可以让大部分泥沙颗粒都附着到挡水柱的表面，需要清理时只需要用钩子钩住挡水柱上的钩孔，即可将挡水柱拉出进水管。
可选的，所述挡水柱有多根，且所有挡水柱的中轴线相互重合，相邻两根挡水柱上的流道的螺旋方向相反，且钩孔连通流道。
设置多根挡水柱，且相邻两根挡水柱上的螺旋方向相反，这样的设计可以让水流在左旋与右旋之间反复切换，这样的反复切换可以尽可能地增加水中悬浮颗粒之间的碰撞，使得大部分悬浮颗粒可以被附着在挡水柱上，同时水流的这种流向切换，可以将污水的水温升得相对更高，可以在后续进行反硝化反应时尽可能地加快反应速度。
需要说明的是挡水柱可以去除一部分泥沙等物质，但不能去除全部，残余在污水中的泥沙依然需要絮凝罐利用化学絮凝剂来絮凝沉淀。
可选的，还包括进水装置，所述进水装置安装在进水管的接口处；所述进水装置包括接头管、滤桶、内筒以及挡圈，所述滤桶与接头管相接，所述内筒设置在滤桶内，所述滤桶的桶壁上开设有孔，所述内筒的筒壁与所述滤桶的筒壁平行，所述挡圈设置在接头管上，所述挡圈呈喇叭状，所述滤桶位于所述挡圈内，且挡圈与滤桶之间存在空隙。
因为污水在流进进水管时，会有一些大颗粒物质的，这样大颗粒物质有些可以被挤碎，有些不可以被挤碎，所以设置上述进水装置，水在流经滤桶上的孔时，可以被挤碎的颗粒在孔的作用下被挤碎成更小的颗粒物，而不可以被挤碎的颗粒可以被堵在滤桶外，同时挡圈的存在，被堵在滤桶外的大颗粒物可以被挡圈收集。
在滤桶内设置内筒，这样的设计是为了利用内筒的阻碍作用来实现水流的转向，使得污水在流入滤桶之后先进行转向，而后再流向接头管(接头管是用来跟进水管相接的)处。
所以，综上所述，进水装置的存在可以起到预先粉碎大颗粒泥沙的作用，避免泥沙堵塞挡水柱。
可选的，所述进水装置还包括导向套，所述导向套设置在内筒内，所述导向套平行于内筒。
导向套的作用是在汇集流水后让流水稳定地流向一个方向。
可选的，还包括排水管，所述排水管设置在过滤罐的罐底处，所述排水管上接有杀说菌装置；所述杀菌装置包括出水喷嘴、内套筒及外套筒，所述出水喷嘴与排水管相接，所述出水喷嘴固定设置在内套筒的一端，且出水喷嘴位于内套筒外，且出水喷嘴与内套筒之间存在空隙，所述外套筒套设在内套筒外，所述内套筒为透明材质的内套筒，所述内套筒与外套筒之间设置有紫外灯。
因为污水的含菌量很高，经过反硝化、絮凝以及过滤之后，并不能有效减少水中细菌的含量(絮凝及过滤会吸附掉一部分细菌)，但依然含量很高，有些农业用水对水中的细菌含量有限制，如含菌量太高将无法使用，所以设置上述杀菌装置，杀菌装置的作用是对从排水管中离开的流水起到一定杀菌作用，减少水中的含菌量。
具体杀菌装置的原理如下，首先出水喷嘴与排水管连接，从出水喷嘴离开的水进入内套筒，由于出水喷嘴位于内套筒外，且出水喷嘴与内套筒之间存在空隙，这样就会在水流附近形成一个负压，附近的气体会被源源不断压向水流附近，部分气体会与水混合，这个过程中由于紫外灯的照射，部分氧气会转变成臭氧，这样水中会溶解有一部分臭氧，由于臭氧可以对水中细菌起到杀灭作用，减少排放水的含菌量。
本杀菌装置相当于在水柱外包覆一圈气流(气流有流水水柱的趋势)，气流外包覆一层紫外线，这样的设计可以对流水360度无死角地进行杀菌，杀菌更加全面。
具体内套筒是玻璃制成，而外套筒是金属制成，这样可以避免紫外线外露。
可选的，所述内套筒呈喇叭状，且出水喷嘴位于内套筒的窄口端一侧，所述外套筒呈圆台状。
具体内套筒呈喇叭状，且出水喷嘴位于内套筒的窄口端一侧，这样的设计是让水流(包括气流)由窄流向宽，减少水流在流出时产生的飞溅现象。外套筒呈圆台状是为了便于连接一些水管。
可选的，所述内套筒的窄口端处设置有漏斗状的圆弧面。
设置漏斗状的圆弧面的作用一则是起到导气作用，使得气体能与水流混合，同时可以减少水流的散逸现象。
可选的，所述反硝化罐通过管道(该管道位于液面上方)连接有抽真空泵。
在反硝化罐的顶部设置抽真空泵，这样是为了定时对反硝化罐抽真空，使得反硝化罐内形成负压，便于反应过程中生成的氮气从水中逸出，这样可以加快反硝化反应的进行。
可选的，所述斜沉管为陶质斜沉管。
斜沉罐采用陶土制作，一则是为了使得斜沉管具有多孔的特性，尽可能多地吸附颗粒，二则可以减轻整个罐体的重量，便于组装。
本发明的有益效果是：采用了反硝化罐、絮凝罐以及过滤罐组合在一起使用，实现了集成式模块化装配式安装，安装更加方便，处理过程中不会有臭气产生，更加节约生产场地。
（发明人：沈传明;徐敬;李学勤;沈加坡;颜野迪）
