[发明专利]用于饮用水净化的悬浮过滤设备

说明书

本发明涉及一种用于从要处理的原水中分离颗粒状杂质的悬浮过滤设备，它至少有一个特别是盆状的，尤其是在横截面中呈向下漏斗状地变窄的反应容器，后者在底部有一原水进水口，并在反应容器的上部有一清水流出口，与颗粒状杂质相分离了的清水能通过这一清水流出口从反应容器中排出，在离反应容器底部一定距离处考虑了一沉积物排出口，在反应容器底部积累起来的沉积物能通过它从反应容器中排出。

从DE-PS 1 079 554中已知一个这样的悬浮过滤设备。

在东欧常使用“通道”式的悬浮过滤设备。在这类设备中，例如在从W.A.Kljatscko“建造和运行用于水净化的沉积物接触设备方面的经验”，WWT，第10卷(1960)，第3期，第109页，已知的、并在后面用图2描述的设备中，要处理的水通过一原水分配管路从下面到达漏斗状的升流反应器的底部。通过先加进的絮凝剂，在下面的漏斗形区域的水中形成颗粒状的杂质的絮凝物。因为絮凝物稍微重于水，它们主要聚积在漏斗的下部。

为了避免絮凝物升流到升流反应器上部的清水区中，通过在离开底部的一定高度处从漏斗状的升流反应器中能够有一流动的水的一个支流流入其面积约为前述反应器面积的10％的第二个通道系统，来产生约为10-20％的水的流动速度的速度突变。由此，从原水进水口上升的原水在反应容器的上部的速度V_F比升流速度V_K约低10％-20％。通过这一速度突变，絮凝物和清水之间会尽可能明显的分离，以致于在反应器的相应的高度上形成一絮凝面，并在清水区尽可能不再有絮凝物。

然后，从第二通道系统中将把由沉积物的絮凝物形成的多余沉积物向下排出。这一方法的净化度根据文献(G.Fischer，“论悬浮过滤法-它在地下水去铁中的作用原理”，KDT德累斯顿，发表在BWT，第17卷(1967)，第4期)约为70-80％。这个系统广泛用于东欧所有国家的自来水厂作为絮凝和预处理阶段。也可用作软化和硬化阶段。

然而，在上述引用的Fischer的文章中(1967)中，在最后一段中指出，这个方法“由于工艺决定的易受干扰性，只可用在水的质和量不发生短时波动的、接近恒定的运行中。”

这一工艺缺陷的原因在于由于在原水进水口没有使各通道单元的容器互相分离的闸门，用沉积物排出管从多余沉积物池的排出，也引起在该进水池的水面下降，因为这些容器水力上是互相联通的。

在漏斗的上部三分之一处的絮凝层，在去除沉积物时，发生流动方向和沉积物层的加速度向位于旁边的沉积物排出口的逆转。其结果是在絮凝物和清水之间先已形成的清楚的分界又消除了，并且在原先清净的清水区形成絮凝物云。

虽然原来人们曾在这些设备中考虑了在原水进水口中的手动闸门，然而后来实际上从未投入运行，因为人们为在这种设备中的一次沉积物排出，必须在16和22个闸门之间操作，这会引起额外麻烦，并且使自来水厂的运行受到影响。由于各个通道单元的水力上的联通，这一操作方法的后果是在沉积物排出期间在整个系统中不再有清水流出，以致于在去除沉积物的时间内，用随后的净化阶段的水来进一步对自来水厂供水被中断。

这种“通道”式的悬浮过滤装置直到1989年之前一直按同一系统在东欧所有国家中生产，直到今天还在运行，并且忍受着上述文献中提及的工艺决定的易受干扰性，一直未进行根本改造。

在东欧各国家中，通常的自来水厂由于上述水力上的困难，达不到它们预期的最大设计生产能力，而且能差不多达到其值的60-70％。许多这类设备目前只有约为50％的悬浮法中可能的生产能力。

在DE 74 39 432 U1中描述了一个用于沉淀悬浮物的沉淀池，它带有一个用于水质量自动光学监测的取样装置。然而，这一已知的装置与上述类型的悬浮过滤设备相反，是非连续地运行的，并且是基于完全不同的物理原理，即基于沉淀、浓缩和浓缩了的沉积物紧接着从沉淀池底部向下排出。与悬浮过滤设备不同，未考虑底部的原水进水口，而是相反有一从上部送进伸入沉淀池的过滤装置的原水进水口。在这类设备中由于物理上的原因，从不出现通过一确定的速度突变形成清水和有沉积物的水之间的分界，因为从不出现在正确的方向上的，即向上的流动的水的负速度梯度，因为原水是由上而下供给，并且首先不存在溢出支流。

在DE 40 06 689 A1中描述了一个用于把握废水质量的装置，它与开头所述类型的悬浮过滤设备毫无关系，特别是这里没有借助于流入的原水的速度突变产生原水和清水间的确定的分界。