專利名稱：：渦旋網格澄清池及其用于水處理中提高混凝反應及沉淀效果的澄清方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于環(huán)境保護領域，涉及一種渦旋網格澄清池及其用于水處理中提高混凝反應及沉淀效果的澄清方法，它是基于渦旋網格絮凝的微渦流混凝技術及淺池理論基礎上而提出的。
背景技術：
：澄清池是一種將絮凝反應過程與澄清分離過程綜合于一體的構筑物。目前在我國水處理中普遍使用的澄清池不少都面臨老化、產水效率低、出水水質差等問題。如處理水量較大的機械攪拌澄清池，存在著占地面積大、土建費用高、運行不穩(wěn)定、機械投資及維修麻煩等缺點；水力循環(huán)澄清池則因其泥渣回流量難以控制，且反應室容積小，反應時間短，適應性差，絮凝作用得不到完全發(fā)揮等不足之處。因此迫切需要技術改造以適應新形勢下用戶對水量及水質的需求。國外對澄清池的改造研究工作多以懸浮泥渣層、污泥回流和排放及澄清池自動控制為研究方向。如法國德利滿公司開發(fā)的的高效澄清池，它綜合了斜管沉淀和泥渣循環(huán)回流的優(yōu)點，將反應、預沉濃縮和澄清綜合為一體，同時配以外部污泥回流和外部投藥混合組成一個完整凈水系統(tǒng)。但因其是專利產品，設備、材料價格相對較貴，投資很高，很難在國內大面積推廣。國內對澄清池的技術改造主要有以下三個方面第一，在原反應室內增設網格以提高反應效果；第二，在沉淀區(qū)增設斜管以提高沉淀效率；第三，在池底加裝刮泥機等設備改造排泥裝置。如上海市政院開發(fā)了中置式高密度沉淀池，但其建設費用相對較高，需增設回流泵、攪拌機等機械設備；且還要考慮設備在高腐蝕水處理中的防腐等問題。為了改善澄清池的性能，拓展其適用范圍，更有效地提高絮凝工藝的效率、抗沖擊能力、運行效果，節(jié)省投資和降低制水成本，有必要研制一種較優(yōu)化的經濟高效澄清技術?，F(xiàn)有的渦流澄清池通常也包括絮凝反應單元、澄清單元和污泥濃縮單元，但其絮凝反應單元通常缺少輔助絮凝的渦旋網格絮凝反應器。因而凈水處理效果還不十分理想。特別是當環(huán)保要求逐步提高后，常規(guī)的絮凝反應單元、澄清單元和污泥濃縮單元不足以滿足新的凈化要求。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種渦旋網格澄清池及其用于水處理中提高混凝反3應及沉淀效果的澄清方法。本發(fā)明的技術方案是渦旋網格澄清池，它包括絮凝反應單元、澄清單元和污泥濃縮單元，其中第一渦流反應室和第二渦流反應室共同組成絮凝反應單元，渦流澄清池底部的進水管依次經過噴嘴、喉管與第一渦流反應室底部的喇叭口連通；第一渦流反應室和第二渦流反應室連通，第二渦流反應室與緩沖區(qū)連通；在第一渦流反應室和第二渦流反應室內設置有渦旋網格絮凝反應器；設置在池頂的操作桿通過連接件控制喉管在縱向上的升降。一種用于水處理中提高混凝反應及沉淀效果的澄清方法，加入混凝劑的水流經管道混合器從渦流澄清池底部的進水管進入，再依次經過噴嘴、喉管流入第一渦流反應室底部的喇叭口；在喇叭口處完成配水后再進入第一渦流反應室和第二渦流反應室，水流在安放在第一渦流反應室和第二渦流反應室中的多個渦旋網格絮凝反應器的幫助下完成絮凝，水流再由第二反應室底部流出至緩沖區(qū)；絮凝工序產生的絮凝體沉淀物因重力作用下沉至位于緩沖區(qū)下面的污泥區(qū)，水流通過斜管或斜板區(qū)后進一步進行固液分離完成澄清工序，分離后的水經從清水區(qū)向上溢流進入環(huán)形集水槽；設置在池頂的操作桿通過連接件控制喉管在縱向上的位置調節(jié)污泥回流量；污泥區(qū)中的少量污泥經喉管回流至第一渦流反應室，其余大量部分污泥通過在池底的環(huán)形排泥管排出池外。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是其一，在絮凝反應單元即第一渦流反應室和第二渦流反應室內，設置了渦流網格絮凝反應器，第一渦流反應室及第二渦流反應室的渦流反應時間、渦流區(qū)設置高度以及渦旋網格絮凝反應器的組合搭配順序及其開孔率控制根據處理原水水質而設計。加了混凝劑的水流通過渦流網格絮凝反應器后，水流形成微小的渦旋流動，有利于水中微粒的擴散，充分利用流體能量，增加脫穩(wěn)膠粒的碰撞機率，形成絮凝質量更好、密度高、分離性能好的固液兩相體系，并從根本上提高了絮凝反應的效率，對提高凈水水量和水質都有顯著的效果。其二，在澄清分離室內設置了斜管或斜板沉淀器，強化了對細小顆粒物的沉淀，更好地保證了澄清池的沉淀效果和澄清效率，具有較高的表面水力負荷；其三，污泥濃縮單元與渦流網格絮凝反應器的組合技術，能有效地完成污泥濃縮，排放的污泥濃度高，減少后續(xù)污泥處理設施的壓力，降低了污泥處理費用；其四，該系統(tǒng)采用低回流或無回流技術，同時縮短喉管長度，一方面加大了第一反應室的容積利用率，另一方面又使水頭損失減少。該技術的應用，不但能夠提高凈水工藝的絮凝反應效率、縮短絮凝時間、減少水頭損失、降低藥耗、提高凈水水質，而且還提高沉淀分離的效率，提高污泥含固率，還具有占地面積小，運行平穩(wěn)，耐沖擊負荷，節(jié)省整體工程投資、降低制水成本等優(yōu)點，具有較高的社會與經濟效益。本發(fā)明可以解決澄清池普遍存在的絮凝和凈化效果較差、能耗較高等不足之處，本發(fā)明提供的用于水處理工藝中的經濟高效低耗渦流網格澄清技術是基于渦旋網格絮凝的微渦流混凝技術及淺池理論基礎上而提出的。該技術主要包括微渦流絮凝反應技術、斜管或斜板沉淀分離技術和污泥濃縮技術，并涉及結構形式、施工條件及操作管理等方面。本發(fā)明的突出優(yōu)點能夠在保持現(xiàn)有澄清池的大部分結構的情況下，對絮凝反應單元進行適當改造，并在其中輔助安放渦流反應器，獲得好的凈化效果。而且在水處理過程中，水流速度的控制與渦旋網格絮凝反應器的開孔率的配合也非常關鍵，從而獲得更好的凈化效果。圖l是本發(fā)明的結構示意圖2是渦流反應室放置的渦旋網格絮凝反應器的一種形式的示意操作桿l，環(huán)形集水槽2，清水區(qū)3，斜管或斜板區(qū)4，第一渦流反應室5，第二渦流反應室6，緩沖區(qū)7，喉管8，噴嘴9，污泥區(qū)IO，排泥管ll，進水管12，渦旋網格絮凝反應器13。具體實施例方式以下將結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步地詳細描述。實施例1、渦旋網格澄清池，它包括絮凝反應單元、澄清單元和污泥濃縮單元，其中第一渦流反應室5和第二渦流反應室6共同組成絮凝反應單元，渦流澄清池底部的進水管12依次經過噴嘴9、喉管8與第一渦流反應室5底部的喇叭口連通；第一渦流反應室5和第二渦流反應室6連通，第二渦流反應室6與緩沖區(qū)7連通；在第一渦流反應室5和第二渦流反應室6內設置有渦旋網格絮凝反應器13;設置在池頂的操作桿1通過連接件控制喉管8在縱向上的升降。實施例2、一種用于水處理中提高混凝反應及沉淀效果的澄清方法，加入混凝劑的水流經管道混合器從渦流澄清池底部的進水管12進入，再依次經過噴嘴9、喉管8流入第一渦流反應室5底部的喇叭口；在喇叭口處完成配水后再進入第一渦流反應室5和第二渦流反應室6，水流在安放在第一渦流反應室5和第二渦流反應室6中的多個渦旋網格絮凝反應器13的幫助下完成絮凝，水流再由第二反應室底部流出至緩沖區(qū)7;絮凝工序產生的絮凝體沉淀物因重力作用下沉至位于緩沖區(qū)7下面的污泥區(qū)10，水流通過斜管或斜板區(qū)4后進一步進行固液分離完成澄清工序，分離后的水經從清水區(qū)3向上溢流進入環(huán)形集水槽2;設置在池頂的操作桿1通過連接件控制喉管8在縱向上的位置調節(jié)污泥回流量；污泥區(qū)10中的少量污泥經喉管8回流至第一渦流反應室5，其余大量部分污泥通過在池底的環(huán)形排泥管ll排出池外。實施例3、第一渦流反應室和第二渦流反應室內安放的渦流網格絮凝反應器13為一中空球體，球面開有網格狀孔洞，開孔率為50%70%。其余同實施例l或2。實施例4、第一渦流反應室水流的上升流速控制為5090m/h,渦旋網格反應器開孔率控制為50%65%;第二渦流反應室水流的下行流流速控制為3070m/h，渦旋網格反應器開孔率控制為55%70%。其余同實施例1或2。各反應室渦流反應時間、渦流區(qū)設置高度以及渦旋網格絮凝反應器的組合搭配順序可以根據處理原水水質而設計。實施例5、分離室內設置用于提高沉淀效果的由若干傾斜設置的斜管或斜板，強化了對細小顆粒物的沉淀，更好地保證了澄清池的沉淀效果和澄清效率；斜管或斜板區(qū)4中的斜管或斜板的斜長為lm，斜管或斜板與水平面之間的安裝傾角為60度。實施例6、池體下方設置的污泥區(qū)10的底部設計為斜坡，斜坡坡度采用45°60°。因有較好的絮凝效果，通過控制排泥措施使排出污泥具有較高的含固率。因有較好的絮凝效果，通過控制排泥措施使排出污泥的含固率達到1%3%。實施例7、整個系統(tǒng)采用低污泥回流或無污泥回流措施。即回流比控制為050%。詞時縮短喉管長度，使第一反應室容積率提高，減少水頭損失，降低能耗。結合各實施例解釋工作原理加入混凝劑的原水經管道混合器后沿進水管12，從池底流入，經噴嘴9及喉管8后流入配水喇叭口進入第一渦流反應室5，經短暫的過渡區(qū)后向下流入第二渦流反應室6。第一渦流反應室5及第二渦流反應室6中放置了渦旋網格絮凝反應器13。水流經過渦流反應器后，形成無數小漩渦，使絮凝反應出水形成的絮體礬花質量更高，使出水質量更加穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力提高。第一渦流反應室5及第二渦流反應室6的渦流反應時間、渦流區(qū)設置高度以及渦旋網格絮凝反應器的組合搭配順序及其開孔率控制根據處理原水水質而設計。水流從第二反應室底部流出至緩沖區(qū)7，具有良好沉淀效果的絮體沉淀至污泥區(qū)10進行污泥濃縮，澄清水則通過在沉淀區(qū)設置的斜管/板4進一步進行固液分離，分離水6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1、渦旋網格澄清池，它包括絮凝反應單元、澄清單元和污泥濃縮單元，其中第一渦流反應室(5)和第二渦流反應室(6)共同組成絮凝反應單元，渦流澄清池底部的進水管(12)依次經過噴嘴(9)、喉管(8)與第一渦流反應室(5)底部的喇叭口連通；第一渦流反應室(5)和第二渦流反應室(6)連通，第二渦流反應室(6)與緩沖區(qū)(7)連通；在第一渦流反應室(5)和第二渦流反應室(6)內設置有渦旋網格絮凝反應器(13)；設置在池頂的操作桿(1)通過連接件控制喉管(8)在縱向上的升降。2、一種用于水處理中提高混凝反應及沉淀效果的澄清方法，加入混凝劑的水流經管道混合器從渦流澄清池底部的進水管(12)進入，再依次經過噴嘴(9)、喉管(8)流入第一渦流反應室(5)底部的喇叭口；在喇叭口處完成配水后再進入第一渦流反應室(5)和第二渦流反應室(6)，水流在安放在第一渦流反應室(5)和第二渦流反應室(6)中的多個渦旋網格絮凝反應器(13)的幫助下完成絮凝，水流再由第二反應室底部流出至緩沖區(qū)(7);絮凝工序產生的絮凝體沉淀物因重力作用下沉至位于緩沖區(qū)(7)下面的污泥區(qū)(10)，水流通過斜管或斜板區(qū)(4)后進一步進行固液分離完成澄清工序，分離后的水經從清水區(qū)(3)向上溢流進入環(huán)形集水槽(2);設置在池頂的操作桿(1)通過連接件控制喉管(8)在縱向上的位置調節(jié)污泥回流量；污泥區(qū)(10)中的少量污泥經喉管(8)回流至第一渦流反應室(5)，其余大量部分污泥通過在池底的環(huán)形排泥管(11)排出池外。3、根據權利要求l所述的渦旋網格澄清池，其特征在于第一渦流反應室和第二渦流反應室內安放的渦旋網格絮凝反應器(13)為一中空球體，球面開有網格狀孔洞，開孔率為50%70%。4、根據權利要求2所述的一種用于水處理中提高混凝反應及沉淀效果的澄清方法，其特征在于第一渦流反應室水流的上升流速控制為5090m/h，渦旋網格反應器開孔率控制為50%65%;第二渦流反應室水流的下行流流速控制為3070m/h，渦旋網格反應器開孔率控制為55%70%。5、根據權利要求2所述的渦旋網格澄清池，其特征在于斜管或斜板區(qū)(4)中的斜管或斜板的斜長為lm，斜管或斜板與水平面之間的安裝傾角為60度。6、根據權利要求2所述的渦旋網格澄清池，其特征在于池體下方設置的污泥區(qū)(10)的底部設計為斜坡，斜坡坡度采用45。60°。全文摘要本發(fā)明屬于環(huán)境保護領域，涉及一種渦旋網格澄清池及其用于水處理中提高混凝反應及沉淀效果的澄清方法，它包括絮凝反應單元、澄清單元和污泥濃縮單元，其中第一渦流反應室和第二渦流反應室共同組成絮凝反應單元，渦流澄清池底部的進水管依次經過噴嘴、喉管與第一渦流反應室底部的喇叭口連通；第一渦流反應室和第二渦流反應室連通，第二渦流反應室與緩沖區(qū)連通；在第一渦流反應室和第二渦流反應室內設置有渦旋網格絮凝反應器；設置在池頂的操作桿通過連接件控制喉管在縱向上的升降。本發(fā)明加大了第一反應室的容積利用率，降低能耗，能提高絮凝反應效率、減少水頭損失、降低藥耗、提高凈水水質，具有較高的社會與經濟效益。文檔編號B01D21/08GK101564609SQ20091011541公開日2009年10月28日申請日期2009年5月25日優(yōu)先權日2009年5月25日發(fā)明者競楊,王曉淼,童禎恭,胡鋒平申請人:華東交通大學