[发明专利]一种节水型澄清净化系统及工艺

说明书

技术领域

本发明属于给水和废水处理技术领域，涉及一种适用于各种水质的地表水、废水、中水、海水等的混凝澄清及软化处理的节水型澄清净化系统及工艺。

背景技术

混凝澄清工艺是通过投加混凝剂与水体充分混合，利用混凝剂在水中电离后产生的与水中胶体颗粒电性相反的离子，通过电中和作用减薄胶体表面的双电层，降低ζ电位，消除静电排斥力，使胶体颗粒相互凝聚脱稳形成大颗粒矾花从水中沉淀去除，从而达到水质净化的目的。

目前在水处理行业中普遍应用的混凝澄清处理工艺及设备为传统的反应沉淀池、机械加速澄清池、水力澄清池等，其反应时间长、上升流速低、占地面积大、机械设备日常维护管理复杂，投资以及运行费用高。常规混凝澄清工艺泥渣密度较低，含水率高，排泥带水量大，自用水率高。此外，常规混凝澄清工艺出水的后续过滤处理设备通常与澄清设备分离，造成工艺流程较长，占地面积较大。

因此，降低混凝澄清净化工艺的自用水率，提出节水型的澄清净化工艺，提高混凝澄清设备的混合、反应效果是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决常规混凝澄清工艺节水性能差，反应时间长、反应效果不好、工艺设备分散、占地面积大等问题，提出了一种节水型澄清净化工艺和装置。本发明充利用流体力学原理，在一体式澄清净化器内形成高效混合区、絮凝反应区、沉淀区及过滤区，通过对活性泥渣回流的精确控制，提高了絮凝反应的效果及泥渣的密度，使排放剩余泥渣含水率明显降低，同时对泥渣压滤装置的滤液及过滤器反洗排水进行回收，大大降低了工艺系统的自用水率，显著提高了工艺的节水性能。

为达到上述目的，本发明的装置包括：包括原水池、清水池以及设置在原水池与清水池之间的由多段式管道混合器、变孔径翼片絮凝反应器、沉淀分离器、过滤器和泥渣回流装置组成的一体式澄清净化器，及与一体式澄清净化器相连通的污泥处置系统，其中原水池、多段式管道混合器、变孔径翼片絮凝反应器、沉淀分离器、过滤器和清水池依次相连，沉淀分离器还通过泥渣回流装置与变孔径翼片絮凝反应器相连通，且多段式管道混合器和变孔径翼片絮凝反应器上还依次连接有一级加药系统和二级加药系统，所述的污泥处置系统包括与沉淀分离器相连的压滤装置和滤液回收装置、与过滤器相连的反洗水回收装置，其中滤液回收装置和反洗水回收装置的出口分别与原水池相连。

所述的多段式管道混合器包括设置在进水管上的与一级加药系统相连的絮凝剂、碱化剂及惰性晶种加药接口，在加药接口后端安装有孔板和列管；

所述的变孔径翼片絮凝反应器包括内、外絮凝桶，内絮凝桶下端设置有与多段式管道混合器的进水管相连的变孔径翼片絮凝反应器入口，外絮凝桶顶部设置有与二级加药系统相连通的助凝剂加药接口，且在内絮凝桶内、内絮凝桶与外絮凝桶之间分别装填有内桶变孔径翼片絮凝板组件和外桶变孔径翼片絮凝板组件，内、外絮凝桶通过支架与沉淀分离器连接，所述的沉淀分离器包括设置在上部的斜板或斜管，设置在下部的积泥斗及设置在底部的排泥口；过滤器设置在沉淀分离器的上方，自下而上依次由多孔板、过滤装置、轻质滤层和拦截网组成，轻质滤层下方设置有与空气擦洗罗茨风机相连的穿孔布气管，在拦截网上部的外侧设置有集水槽和与清水池相连的出水口，沉淀分离器、过滤器还分别通过排泥口与压滤装置、反洗水回收装置相连；所述的泥渣回收装置经管路与变孔径翼片絮凝反应器入口相连，且在该管路上设置有活性泥渣循环泵和泥渣密度/流量计。

所述的沉淀分离器下部积泥斗上层设置有活性泥渣收集管，与活性泥渣循环泵相连，活性泥渣循环泵采用变频泵，排泥口上安装有排泥阀门。

所述的多段式管道混合器采用列管与孔板组合式，组合数量可调，列管的管径和孔板的孔径在横截面上由中心向外逐渐增大。

所述的内、外桶变孔径翼片絮凝板组件采用非等距开孔，开孔为圆孔或方孔，由中心向外侧孔径逐渐增大；变孔径翼片絮凝板组件上下均布置有扰流翼片，扰流翼片在圆周上均布，翼片宽度为100～300mm。

所述的斜板或斜管的倾角为60°，斜板间距为20～40mm，斜管内切圆径为30～60mm。

所述的轻质滤层为聚苯乙烯或聚丙烯白球，其粒径为1.5～2.5mm；拦截网采用孔径小于1.5mm的不锈钢滤网或孔板。

所述的压滤装置采用板框式压滤机或离心式脱水机。