專利名稱：一種適合陸地水廠的給水凈化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種給水凈化系統(tǒng)，尤其涉及一種適合布置在陸上的給水凈化系統(tǒng)。
目前的給水凈化系統(tǒng)還不適用于建造大型水廠，例如120萬噸/日的水廠；而且不適用于長江上游及黃河這樣的水源，因為這樣的水源在汛期出現(xiàn)高濁度而在冬天則為低濁度。這就要求考慮高濁度和低濁度時的處理問題。另外，還要考慮到枯水期和汛期水源水位的變化，進水口大都修建在枯水期水位標高之下，而且進水口是固定的，以保證無論在任何情況下都能向水廠提供足夠的進水量。但是，這樣便帶來了一個問題，在汛期很容易引入“推移質(zhì)的泥沙”，給凈化帶來了困難，不可避免地出現(xiàn)不符合衛(wèi)生標準的自來水，即出現(xiàn)渾水。
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適合陸地水廠的可生產(chǎn)符合衛(wèi)生標準的凈水的給水凈化系統(tǒng)。
由于本發(fā)明的技術方案并不是簡化工藝流程，而是對每個工序的合理改進。
本發(fā)明的一種適合陸地水廠的給水凈化系統(tǒng)包括儲水池、混合裝置、網(wǎng)板攪拌反應裝置、設有排泥裝置的低傾角斜管(板)異向流沉淀池、抽吸式過濾的三層濾料濾池、消毒裝置以及供水管網(wǎng)。
下面將參照附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行具體說明，以更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的給水凈化系統(tǒng)的各主要工序裝置的示意圖。
圖2為本發(fā)明一較佳實施例的給水凈化系統(tǒng)的平面視圖。
圖3為圖2實施例的給水凈化系統(tǒng)中多級網(wǎng)板反應裝置的剖視圖。
圖4為本發(fā)明異向流沉池中斜板的角度(40°)與先有技術中的角度(60°)的比較圖。
圖5表示本發(fā)明的40°傾角斜管板異向流沉淀池。
圖6a、6b和6c是本發(fā)明的引水裝置的三種型式的示意圖。
首先，如圖6a、6b和6c所示，為了適應建立陸地水廠的需要必須建立合適的水源儲存池2(以下簡稱儲水池)，即進水的圍堰。為了不設引水渠道，該儲水池2可布置在適當?shù)陌哆?。然后從儲水?靠岸的一邊設置固定的引水管1將儲水池中的水引到快速混合器(未圖示)中。該儲水池2要建立在合適的水源附近，其形狀可為方形或圓形或其他形狀；如圖6a和6c所示，可以采用可調(diào)節(jié)高低的虹吸管3將江、河或湖泊5中的水引入儲水池2中，因虹吸管3可根據(jù)水源的高低來調(diào)節(jié)，完全可以避免汛期流沙的侵入，從而可不受雜質(zhì)及流沙的干擾。也可如圖6b所示不用虹吸管3，只是在水面下一定深度即在推移質(zhì)泥沙層上面設置開口4讓深部的水自然流入儲水池2。但必須人工經(jīng)常探測，比圖6a及6c的效果麻煩。
經(jīng)過儲水池引入的水即可到快速混合器，快速混合器是采用2-3個稍加改裝(改裝方法是根據(jù)公式求出軸流泵的流量、揚程及功率)的軸流泵布置在一網(wǎng)槳反應池11a前。11b所示為加藥管，即在水源里加混凝劑或助凝劑后經(jīng)所述快速混合器后出水直接進入由逐級遞減流速的多級網(wǎng)板的攪拌裝置組成的多級網(wǎng)槳(板)反應池13中的一級網(wǎng)槳反應池，進入口的流速要求大致0.5米/秒計算，相應地進入口的大小就以水流量除以0.5米/秒計算得出及該反應池的最后出流水速度計算。
本發(fā)明采用快速混合器，這是基于混凝機理所采取的有效措施。混凝劑主要是起中和和脫穩(wěn)和吸附架橋的作用。為要把水中懸浮物結成大的絮狀物沉淀下來，首先必須使藥劑能充分、均勻、快速地擴散到水中與懸浮物接觸以達到中和和脫穩(wěn)的目的。根據(jù)實驗室的試驗表明，這一過程必須在極短的時間內(nèi)完成，否則懸浮顆粒還未被中和脫穩(wěn)就被吸附架橋，不易形成大而多的絮狀物，從而影響沉淀去除懸浮物的效果。本發(fā)明采用快速混合的方法就是基于這樣機理。采用上述快速混合的工藝完全可以確保出水的水質(zhì)要求。
如上所述，水源以0.5米/秒進入多極網(wǎng)板攪拌反應裝置13的一級網(wǎng)槳反應池。本發(fā)明提供的凈化水系統(tǒng)使用一種多級網(wǎng)板攪拌反應裝置13，參見圖1和3。該裝置有若干垂直于水面的網(wǎng)板13a與聯(lián)接網(wǎng)板的立式驅(qū)動軸13b，該軸由安裝在其上方的電機13c驅(qū)動。整個反應池由逐級遞減流速的多級網(wǎng)板攪拌裝置組成。這是利用過網(wǎng)水流的流動力學條件使雜質(zhì)凝聚的微渦流在反應池中密集出，提高了反應絮凝效果，使反應時間縮短到3～6分鐘，比常規(guī)的水廠縮短了1/3左右。其設計要點是采用該反應池的可轉直徑的一半作為所有反應池應有的旋轉直徑；根據(jù)該直徑D乘以π得出一圈的尺寸，然后按0.7米/秒計算一分鐘需轉幾圈；但第一反應池出口的大小只能按0.45米/秒或0.5米/秒計算；如果第二反應池轉速按0.6米/秒計算，則第二反應池的進口流速與第一反應池的出口流速相同；第三反應池的轉速如按0.5米/秒或以下計算，則第三反應池的出口則以0.45米/秒-0.40米/秒計算；以后的反應池進口都以前一池的出口流速為進口流速；但該池的出口流速就按該池的轉速最低值計算，為此，最后一反應池的出口流速就按0.20米/秒-0.15米/秒計算，即出口面積要比原進口面積大一半多。
經(jīng)過多級網(wǎng)槳反應池水進入低傾角斜板(管)異向流沉淀池14。本發(fā)明使用的30°～40°傾角斜管(板)異向流沉淀池。參見圖5。該沉淀池包括進水蓋板閥14a,30°～40°傾角斜管(板)14b泥沙濃縮室14c和虹吸排泥管16。該池高度為1.5～2.8米。沉淀池中的積泥利用高出浮體外水源水平面0.5～0.8米的作用水頭，以大小虹吸方式間歇或連續(xù)排泥將泥排出浮體。根據(jù)哈真定律沉淀池的沉降效果與投影面積成正比，如圖4所示。當斜邊為1時，60°角的底邊為0.5，而當角度是40°時，底邊則為0.75；垂直方向的高度在60°時為0.87，在40°時為0.64。據(jù)此，本發(fā)明采用管或板的間距為2.5厘米40°以下的低傾角斜管(板)14b。這樣，使沉淀面積比更大，其沉淀效果比一般國內(nèi)外慣用的60°斜管要大50％以上。本發(fā)明可采用大虹吸管16、小虹吸管或機械排泥管三種方式排泥。當采用本發(fā)明的沉淀池當使用大虹吸管排泥時，排水量較大而會使沉淀池的水變混，為保證生產(chǎn)水的水質(zhì)，大虹吸管必須在水變混前排泥并定期沖洗濾池；在沖洗濾池時(不可以大虹吸排泥)直到?jīng)_洗濾池后，當沖洗罩空車返回原位時，值班人員須抓住此機會對沉淀池進行大虹吸排泥。大虹吸管的尺寸按1米3/秒設計，如采用六排沉淀池則每池排5分鐘；如5排沉淀池則每池排6分鐘。采用排泥與沖洗分開就可確保本發(fā)明長久、可靠地使用，即確保水廠不會出現(xiàn)渾水。至于小虹吸管及機械排泥管，則因排水量不多，可隨時進行。為了將沉淀池中的水引入濾池，設置有多孔式集水管，多孔式集水管設置得保證沉淀水在管內(nèi)的流速也不小于0.5米/秒。
沉淀在本池中的積泥由虹吸排泥管16中排出，清水流入濾池15。本發(fā)明的濾池是采用由石英砂15c、無煙煤15b和橡膠粒15a組成的三層濾料。橡膠粒有許多種類如再生橡膠、天然橡膠及合成橡膠等。橡膠粒是高分子化合物，其比表面比石英砂大5至10倍，具有比石英砂粒更強的吸附力，使過濾水中的一些懸浮物及膠體能在橡膠粒的表面沉淀，并與這些雜質(zhì)以較強的色散力作用而產(chǎn)生強烈的物理吸附，故其截污能力大于其它濾料。另外，在反沖水壓力作用下，表面的范德華引力被破壞而使雜質(zhì)脫離橡膠粒而被沖掉。因此本發(fā)明所采用的三層濾料濾池的產(chǎn)水量要大于一般濾料的濾池的產(chǎn)水量。
另外，本發(fā)明由于是采用抽吸式的過濾技術，濾池出水口19可直接與水泵的吸水管18相連接。如圖所示，被過濾的水流經(jīng)橡膠粒15a、無煙煤15b和石英砂15c組成的濾層進入濾池底部的空間17，然后直接由泵(圖中未標)從吸水管18抽吸經(jīng)消毒后到供水網(wǎng)。但由于吸水管內(nèi)的壓力可為負值，如果本發(fā)明的濾池的截污能力可以擴大時，過濾水的水量也絕不會減少；如果過濾水的濾料能保持潔凈，則生產(chǎn)水的周期還可以延長。
消毒溶液一般都放在高處使其能向下流入清水，但因本發(fā)明是采用抽吸式過濾，因此消毒液能從吸水管引入。這樣，本發(fā)明的消毒工序可任意布置，并可節(jié)省一個接觸池。
權利要求
1．一種適合陸地水廠的給水凈化系統(tǒng)包括儲水池、快速混合裝置、網(wǎng)板攪拌反應裝置、設有排泥裝置的低傾角斜管(板)異向流沉淀池、抽吸式過濾的三層濾料濾池、快速消毒裝置以及供水管網(wǎng)。
2．根據(jù)權利要求1所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的儲水池呈方形、圓形或其他形狀，以使與水源的連接減小進口流速。
3．根據(jù)權利要求1或2所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述儲水池設有可根據(jù)水源高低調(diào)節(jié)的虹吸管。
4．根據(jù)權利要求1所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述排泥裝置采用大虹吸管裝置。
5．根據(jù)權利要求1所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于當用于低濁度時所述排泥裝置采用小虹吸管裝置。
6．根據(jù)權利要求1所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述排泥裝置采用機械排泥裝置，以作為當大、小虹吸管出問題時的彌補。
7．根據(jù)權利要求1所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)板攪拌反應裝置為立軸式多級網(wǎng)板攪拌反應裝置，上述網(wǎng)板垂直于水面以加強沉淀效果。
8．根據(jù)權利要求1所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述多層濾料在濾池中自下而上的填充順序為含有石英砂-無煙煤-橡膠粒的濾料濾層。
9．根據(jù)權利要求1所述的給水凈化系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)設有水泵通過吸水管與濾池出水口連接以直接從所述過濾裝置的濾池底部空間抽吸過濾后的清水直接供給管網(wǎng)，以使過濾周期無限期地延長。
全文摘要
本發(fā)明的一種適合陸地水廠的給水凈化系統(tǒng)包括:儲水池、混合裝置、網(wǎng)板攪拌反應裝置、設有排泥裝置的低傾角斜管(板)異向流沉淀池、抽吸式過濾的三層濾料濾池、消毒裝置以及供水管網(wǎng),其特點是還包括:一個設置在水源岸邊的儲水池;所述的混合裝置是由2－3個以上的軸流泵組成的快速混合器。其優(yōu)點是可兼顧高濁度和低濁度的水源情況,而又能提供符合衛(wèi)生標準的凈化水;由于采用抽吸式的過濾,即可節(jié)省消毒器的固定位置;還可保證生產(chǎn)水質(zhì);更可避免汛期流沙的混入。
文檔編號C02F9/00GK1323751SQ0011566
公開日2001年11月28日 申請日期2000年5月11日 優(yōu)先權日2000年5月11日
發(fā)明者張其昌, 賈萬新, 裘本昌, 沈金文, 許振婉, 周寶珍 申請人:上海南洋給排水工程技術公司