CN206680234U - 具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，包括一体成型池体，池体包括混凝池、加砂池、絮凝池以及高速沉淀池；混凝池外接有进水管，进水管用于向混凝池内注入污水和高效混凝剂，混凝池的上端与加砂池的上端连通；加砂池用于向污水中投放微砂，加砂池的下端与絮凝池的下端连通；絮凝池用于向经加砂池反应后的污水中投放助凝剂，絮凝池的上端与高速沉淀池上端连通；高速沉淀池用于使经絮凝池反应后的污水中的水与矾花颗粒分离；高速沉淀池外接有泥砂分离器；该一体化水处理装置具有设计灵活、结构紧凑、占地面积小、耐冲击、处理效率高、成本低以及负荷能力强等特点，可以用于黑臭污染水体的水质净化和悬浮物含量较高的工业废水的处理。

Description

具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置。

背景技术

由于城市基础设施建设不足，随着城镇化和工业化进程的加速发展，一些城市的河道和湖泊等，尤其是中小城镇的下水道和河道直接成为工业、农业及生活废水的主要排放通道和场所，导致城市水体大面积污染，水体富营养化，形成黑臭水体。

由于历史原因，原来很多石材加工企业均在城市上游，石材加工项目建设缺乏规划管理，随处分散建设，环保设施配套不齐全，大量含有高浓度悬浮物(SS)的生产废水未经处理就排入下游河段，其不仅浪费大量宝贵的水资源，而且还对环境造成严重污染；同样，陶瓷工业迅猛发展，陶瓷工业产生的废水具有污水量大、细小固体颗物浓度高、SS大(一般在1000～10,000mg/L)以及难生化降解等特点；这些废水绝大部分未经处理直接排入河道，对河道的生态环境造成了严重威胁。

加载絮凝沉淀技术是一种快速絮凝沉淀技术，其特点是在混凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒(如微砂)，利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的“生长”及沉淀，与传统絮凝工艺相比，该技术具有占地面积小、工程造价低、耐冲击负荷等优点，近几年来，加载絮凝沉淀技术在国内供水和污水处理领域应用广泛，但运行效果差异很大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，该装置制备简单、能够有效处理黑臭污水和悬浮物含量较高的工业废水。

本实用新型是这样实现的，一种具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，包括池体，所述池体包括从左至右依次设置的混凝池、加砂池、絮凝池以及高速沉淀池；

所述混凝池外接有进水管，所述进水管用于向所述混凝池内注入污水和高效混凝剂；所述混凝池用于使污水与高效混凝剂充分混合从而促使污水中的悬浮物以及胶体物质与高效混凝剂作用发生脱稳和凝聚形成初始絮凝体，所述混凝池的上端与所述加砂池的上端连通；

所述加砂池用于向经所述混凝池反应后的污水中投放微砂并通过搅拌促使初始絮凝体包裹微砂以及污水中的悬浮颗粒形成带有泥砂的、大和重的粗大化絮凝体，所述加砂池的下端与所述絮凝池的下端连通；

所述絮凝池用于向经所述加砂池反应后的污水中投放助凝剂从而促使粗大化絮凝体熟化并形成以微砂为核心的矾花颗粒，所述絮凝池的上端与所述高速沉淀池上端连通；

所述高速沉淀池用于使经所述絮凝池反应后的污水中的水与矾花颗粒分离。

进一步地，所述进水管外接有高效混凝剂注入管，所述高效混凝剂注入管远离所述进水管的一端设置在高效混凝剂加药池内；所述高效混凝剂加药池内设有第一搅拌器。

进一步地，所述进水管内设有管道混合器，所述管道混合器设置于所述高效混凝剂注入管与所述混凝池之间，所述管道混合器用于使污水与高效混凝剂初步混合。

进一步地，所述混凝池内设有第二搅拌器，所述第二搅拌器用于搅拌污水和高效混凝剂的混合液；所述混凝池的上部右壁上开设有与所述加砂池连通的第一过水孔。

进一步地，所述加砂池的上方固设有加砂管，所述加砂管用于向所述加砂池内加入微砂；所述加砂池内还设有第三搅拌器，所述第三搅拌器用于搅拌经所述混凝池反应后的污水使污水中的初始絮凝体与微砂结合；所述加砂池的下部右壁上开设有与所述絮凝池相连通的第二过水孔。

进一步地，所述絮凝池上端固设有助凝剂注入管，所述助凝剂注入管远离所述絮凝池的一端设置在助凝剂加药池内，所述助凝剂加药池内设有第四搅拌器；所述絮凝池的上方设有第五搅拌器，所述第五搅拌器用于搅拌经所述加砂池处理的污水和助凝剂的混合液；所述絮凝池的上部右壁上固设有与所述高速沉淀池连通的过水渠。

进一步地，所述高速沉淀池的内部上方固设有集水槽，所述集水槽与所述高速沉淀池通过若干倾斜设置的挡泥过水管连通，且，所述挡泥过水管的上端设置在所述集水槽内，所述集水槽外接有出水管；

所述高速沉淀池的底部固设有上端大、下端小的泥砂收集斗，所述泥砂收集斗的底部连接有泥砂回流管，所述泥砂回流管远离所述高速沉淀池的一端与泥砂分离器连接，所述泥砂分离器外接有出砂管和出泥管，所述出砂管远离所述泥砂分离器的一端设置在所述加砂池上方，所述出泥管与污泥脱水处理***连接。

优选地，所述池体由碳钢、不锈钢或者玻璃钢一体成型。

具体地，所述微砂为圆形石英砂，其硅含量＞95％，均匀系数(d60/d10)＜1.5，微砂的有效粒径为100～200μm；加砂池微砂浓度为5～10g/L。

优选地，所述高效混凝剂包括聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)、污水处理复合剂中的至少一种；

所述污水处理复合剂包括如下按重量百分比计的组分：

所述主剂包括硫酸铝、碳酸钠、生石灰中的至少一种；所述PH调节剂为水泥或柠檬酸；所述比重增加剂包括水泥、磁粉、铁粉中的至少一种；所述吸附剂包括羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、甲壳素、甲壳素衍生物中的至少一种；

所述助凝剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、活化硅酸中的至少一种。

本实用新型实施例提供的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，管道混合器使污水与高效混凝剂初步混合后进入混凝池，通过混凝池内的第二搅拌器搅拌使污水中的污染物(悬浮物和胶体物质)与高效混凝剂的充分混合后形成初始絮凝体，污水中的初始絮凝体进入加砂池后在加砂池的第三搅拌器的搅拌作用下与微砂结合形成粗大化絮凝体，粗大化絮凝体进入絮凝池后在第五搅拌器的搅拌作用下与助凝剂反应形成体积大且密实的矾花颗粒，矾花颗粒通过过水渠进入高速沉淀池后会快速自然下降到泥砂收集斗底部，而清水则会进入集水槽，并由集水槽的出水管排出，通过泥砂回流管可以将泥砂收集斗底部的矾花颗粒集中输送至泥砂分离器，通过泥砂分离器可以使微砂与污泥(包括水中的污染物、高效混凝剂以及助凝剂)分离，分离后的微砂再次投入加砂池重新利用，而污泥则通过污泥脱水处理***进行脱水处理；该一体化水处理装置具有设计灵活、结构紧凑、占地面积小以及耐冲击等特点，可以由拖车运送并在几天内安装完毕；并且，该一体化水处理装置还具有处理效率高、成本低以及负荷能力强等特点，可以用于江河、湖泊、河涌等黑臭污染水体的水质净化，也可用于悬浮物含量较高的工业废水的处理。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，包括池体1，池体1包括从左至右依次设置的混凝池11、加砂池12、絮凝池13以及高速沉淀池14；

混凝池11外接有进水管2，进水管2用于向混凝池11内注入污水和高效混凝剂；本实施例中，进水管2上固设有水泵(未示出)，进水管2接入污水源的一侧固设有粗格栅(未示出)，粗格栅的栅条间隙为20mm，粗格栅与水泵之间还固设有细格栅(未示出)，细格栅的栅条间隙为5mm，粗格栅和细格栅用于截除进水中较大的杂物，防止水泵损坏；混凝池11用于使污水与高效混凝剂充分混合从而促使污水中的悬浮物和胶体物质与高效混凝剂作用发生脱稳和凝聚形成初始絮凝体，同时污水中的磷与高效混凝剂作用通过化学沉淀、混凝沉淀和选择性吸附等过程得以去除，混凝池11的上端与加砂池12的上端连通；

加砂池12用于向经混凝池11反应后的污水中投放微砂并通过搅拌促使初始絮凝体包裹微砂以及污水中的悬浮颗粒形成带有泥砂的、大和重的粗大化絮凝体，加砂池12的下端与絮凝池13的下端连通；

絮凝池13用于向经加砂池12反应后的污水中投放助凝剂从而促使粗大化絮凝体熟化并形成以微砂为核心的矾花颗粒，絮凝池13的上端与高速沉淀池14上端连通；

高速沉淀池14用于使经絮凝池13反应后的污水中的水与矾花颗粒分离。

进一步地，进水管2外接有高效混凝剂注入管21，高效混凝剂注入管21远离进水管2的一端设置在高效混凝剂加药池3内；高效混凝剂加药池3内设有第一搅拌器31，第一搅拌器31通过搅拌使高效混凝剂均匀混入纯水中，从而便于通过高效混凝剂注入管21将高效混凝剂注入进水管2内；本实施例中，高效混凝剂注入管21上固设有高效混凝剂加药泵22，高效混凝剂加药泵22用于将高效混凝剂抽入进水管2内；高效混凝剂加药泵22的入口一侧固设有位于高效混凝剂注入管21上的第一控制阀23，高效混凝剂加药泵22的出口一侧固设有位于高效混凝剂注入管21上的第二控制阀24；第一控制阀23和第二控制阀24用于控制高效混凝剂注入管21的打开和关闭。

进一步地，进水管2内设有管道混合器25，管道混合器25设置于高效混凝剂注入管21与混凝池11之间，管道混合器25用于使污水与高效混凝剂初步混合。

进一步地，混凝池11内设有第二搅拌器111，第二搅拌器111用于搅拌污水和高效混凝剂的混合液；混凝池11的上部右壁上开设有与加砂池12连通的第一过水孔112；本实施例中，第二搅拌器111的最大转速为63rpm/min；第一过水孔112为矩形孔，第一过水孔112的长度和宽度均为300mm；混凝池11底部固设有第一排空管(未示出)，第一排空管便于混凝池11内积液的排除。

进一步地，加砂池12的上方固设有加砂管121，加砂管121用于向加砂池12内加入微砂；加砂池12内还设有第三搅拌器122，第三搅拌器122用于搅拌经混凝池11反应后的污水使污水中的初始絮凝体与微砂结合；加砂池12的下部右壁上开设有与絮凝池13相连通的第二过水孔123；本实施例中，第三搅拌器122的最大转速为63rpm/min，第二过水孔123为矩形孔，第二过水孔123的长度和宽度均为300mm；加砂池12底部固设有第二排空管(未示出)，第二排空管便于加砂池12内的积液的排除。

进一步地，絮凝池13上端固设有助凝剂注入管131，助凝剂注入管131远离絮凝池13的一端设置在助凝剂加药池4内，助凝剂加药池4内设有第四搅拌器41，第四搅拌器41通过搅拌使助凝剂均匀混入纯水中，从而便于通过助凝剂注入管131将助凝剂注入絮凝池13内；本实施例中，助凝剂注入管131上固设有助凝剂加药泵132，助凝剂加药泵132用于将助凝剂抽入絮凝池13内，助凝剂加药泵132的入口一侧固设有位于助凝剂注入管131上的第三控制阀133，助凝剂加药泵132的出口一侧固设有位于助凝剂注入管131的第四控制阀134；絮凝池13的上方设有第五搅拌器135，第五搅拌器135用于搅拌经加砂池12处理的污水和助凝剂的混合液；絮凝池13的上部右壁上固设有与高速沉淀池14连通的过水渠136；本实施例中，第五搅拌器135的最大转速为34rpm/min，絮凝池13底部固设有第三排空管(未示出)，第三排空管便于絮凝池13内的积液的排除；由于加砂池12的下部右壁与絮凝池13是连通的，在其他实施例中，第二排空管和第三排空管也可为同一排空管。

进一步地，高速沉淀池14内部上方固设有集水槽141，集水槽141与高速沉淀池14通过若干倾斜设置的挡泥过水管142连通，且，挡泥过水管142的上端设置在集水槽141内，集水槽141外接有出水管143；本实施例中，集水槽141由L型板5与高速沉淀池14的前壁、高速沉淀池14的后壁以及高速沉淀池14的右壁围合而成，若干倾斜设置的挡泥过水管142穿过L型板5的底部与高速沉淀池14内部连通，且，各挡泥过水管142均向左倾斜设置，挡泥过水管142的倾斜角度为50°～70°；L型板5的上端与高速沉淀池14顶部平齐，出水管143设置在高速沉淀池14上端的右壁上；这样污水只能在完全进入高速沉淀池14后由挡泥过水管142下端进入集水槽141，集水槽141的液位随高速沉淀池14液面上升或者下降，由过水渠136进入的污水水流流动对集水槽141和挡泥过水管142内的水流的状态影响较小，这样集水槽141和挡泥过水管142内的水液便始终处于一种较为平静的状态，由于矾花颗粒较重，在水液平静的状态下会快速自然沉降，这样集水槽141的上部就主要是清水，从而实现了清水与矾花颗粒的快速分离，矾花颗粒在重力作用下自然沉降高速沉淀池14底部，清水则通过集水槽141的出水管143流出；

高速沉淀池14的底部固设有上端大、下端小的泥砂收集斗144，泥砂收集斗144的底部连接有泥砂回流管145，泥砂回流管145远离高速沉淀池14的一端与泥砂分离器6连接，泥砂分离器6用于使污泥(矾花中除去微砂以外的部分：包括高效混凝剂、助凝剂以及污水中的污染物)和微砂分离，泥砂回流管145上固设有泥砂回流泵146，泥砂回流泵146用于将泥砂收集斗144底部沉淀的矾花颗粒和水一起抽送给泥砂回流泵146，泥砂回流泵146的入口一侧固设有位于泥砂回流管145上的第五控制阀147，泥砂回流泵146的出口一侧固设有位于泥砂回流管145上的第六控制阀148；第五控制阀146和第六控制阀147用于控制泥砂回流管145的打开和关闭；泥砂分离器6外接有出砂管61和出泥管62，出砂管61远离泥砂分离器6的一端设置在加砂池12上方，这样就便于泥砂分离后对微砂回收利用，从而降低微砂的使用成本，出泥管62与污泥脱水处理***(未示出)连接；本实施例中，泥砂收集斗144的落料坡度根据不同环境条件下水处理过程中进入高速沉淀池14水流量的大小设定：当进水流量大时，高速沉淀池14内设有位于泥砂收集斗144上的刮泥机(未示出)，并且高速沉淀池14底部泥砂收集斗144的落料坡度控制在11°～15°；当进水流量小时，泥砂收集斗144可以设置为漏斗状，泥砂收集斗144的落料坡度控制在45°～50°，以便于矾花颗粒自流至高速沉淀池14的泥砂收集斗144中央，此时高速沉淀池14内不需设置刮泥机；泥砂回流泵146的过流部分选用耐磨损和防腐蚀材料，泥砂回流泵146选用变频电机，泥砂回流泵146的流量为进水管2流量的5～10％，泥砂回流泵146的扬程根据泥砂分离器6的需要确定；泥砂分离器6的流量与泥砂回流泵146的流量保持一致，且，泥砂分离器6要求80％顶流出，20％低流出，微砂回收率＞98％。

优选地，池体1由碳钢、不锈钢或者玻璃钢一体成型；这样池体1的结构就比较简单并且紧凑，从而便于使用拖车移动运输，并且便于安装。

具体地，微砂为圆形石英砂，其硅含量＞95％，均匀系数(d60/d10)＜1.5，微砂的有效粒径为100～200μm；加砂池12微砂浓度为5～10g/L；本实施例中，98％～99％的微砂能通过泥砂分离器6的有效分离得到循环使用，加砂管121在第一次注入微砂后，后期每次对加砂池12内微砂的补给浓度为1～2g/m³，这样就便于控制微砂载体的使用成本。

优选地，高效混凝剂包括聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)、污水处理复合剂中的至少一种；

污水处理复合剂包括如下按重量百分比计的组分：

主剂包括硫酸铝、碳酸钠、生石灰中的至少一种；PH调节剂为水泥或柠檬酸；比重增加剂包括水泥、磁粉、铁粉中的至少一种；吸附剂包括羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、甲壳素、甲壳素衍生物中的至少一种；

助凝剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、活化硅酸其的至少一种。

本实用新型实施例提供的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，在选取一组需氧污染物含量为227.3mg/L、悬浮物含量为864.4mg/L、总磷含量为6mg/L的污水作为处理对象时，将污水的进水流量设定为50m³/h，高效混凝剂的投药量设置为：每升污水中使用0.1g聚合氯化铝(PAC)和0.0075g聚丙烯酰胺(PAM)；微砂投放浓度设置为6g/L，微砂选用粒径大小为70～140μm海砂；处理结果为：经处理后的出水澄清，需氧污染物的去除率81.5％，悬浮物的去除率98.6％，总磷的去除率95.5％，处理后的污水能够达到安全排放的要求。

本实用新型实施例提供的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，管道混合器25使污水与高效混凝剂初步混合后进入混凝池11，通过混凝池11内的第二搅拌器111搅拌使污水中的污染物(悬浮物和胶体物质)与高效混凝剂的充分混合后形成初始絮凝体，污水中的初始絮凝体进入加砂池12后在加砂池12的第三搅拌器122的搅拌作用下与微砂结合形成粗大化絮凝体，粗大化絮凝体进入絮凝池13后在第五搅拌器135的搅拌作用下与助凝剂反应形成体积大且密实的矾花颗粒，矾花颗粒通过过水渠136进入高速沉淀池14后会快速自然下降到泥砂收集斗144底部，而清水则会进入集水槽141，并由集水槽141的出水管143排出，通过泥砂回流管145可以将泥砂收集斗144底部的矾花颗粒集中输送至泥砂分离器6，通过泥砂分离器6可以使微砂与污泥(包括水中的污染物、高效混凝剂以及助凝剂)分离，分离后的微砂再次投入加砂池12重新利用，而污泥则通过污泥脱水处理***进行脱水处理；该一体化水处理装置具有设计灵活、结构紧凑、占地面积小以及耐冲击等特点，可以由拖车运送并在几天内安装完毕；并且，该一体化水处理装置还具有处理效率高、成本低以及负荷能力强等特点，可以用于江河、湖泊、河涌等黑臭污染水体的水质净化，也可用于悬浮物含量较高的工业废水的处理。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，包括池体，所述池体包括从左至右依次设置的混凝池、加砂池、絮凝池以及高速沉淀池；

所述混凝池外接有进水管，所述进水管用于向所述混凝池内注入污水和高效混凝剂；所述混凝池用于使污水与高效混凝剂充分混合从而促使污水中的悬浮物以及胶体物质与高效混凝剂作用发生脱稳和凝聚形成初始絮凝体，所述混凝池的上端与所述加砂池的上端连通；

所述加砂池用于向经所述混凝池反应后的污水中投放微砂并通过搅拌促使初始絮凝体包裹微砂以及污水中的悬浮颗粒形成带有泥砂的、大和重的粗大化絮凝体，所述加砂池的下端与所述絮凝池的下端连通；

所述絮凝池用于向经所述加砂池反应后的污水中投放助凝剂从而促使粗大化絮凝体熟化并形成以微砂为核心的矾花颗粒，所述絮凝池的上端与所述高速沉淀池上端连通；

所述高速沉淀池用于使经所述絮凝池反应后的污水中的水与矾花颗粒分离。

2.根据权利要求1所述的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，所述进水管外接有高效混凝剂注入管，所述高效混凝剂注入管远离所述进水管的一端设置在高效混凝剂加药池内；所述高效混凝剂加药池内设有第一搅拌器。

3.根据权利要求2所述的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，所述进水管内设有管道混合器，所述管道混合器设置于所述高效混凝剂注入管与所述混凝池之间，所述管道混合器用于使污水与高效混凝剂初步混合。

4.根据权利要求1所述的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，所述混凝池内设有第二搅拌器，所述第二搅拌器用于搅拌污水和高效混凝剂的混合液；所述混凝池的上部右壁上开设有与所述加砂池连通的第一过水孔。

5.根据权利要求1所述的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，所述加砂池的上方固设有加砂管，所述加砂管用于向所述加砂池内加入微砂；所述加砂池内还设有第三搅拌器，所述第三搅拌器用于搅拌经所述混凝池反应后的污水使污水中的初始絮凝体与微砂结合；所述加砂池的下部右壁上开设有与所述絮凝池相连通的第二过水孔。

6.根据权利要求1所述的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，所述絮凝池上端固设有助凝剂注入管，所述助凝剂注入管远离所述絮凝池的一端设置在助凝剂加药池内，所述助凝剂加药池内设有第四搅拌器；所述絮凝池的上方设有第五搅拌器，所述第五搅拌器用于搅拌经所述加砂池处理的污水和助凝剂的混合液；所述絮凝池的上部右壁上固设有与所述高速沉淀池连通的过水渠。

7.根据权利要求1所述的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，所述高速沉淀池的内部上方固设有集水槽，所述集水槽与所述高速沉淀池通过若干倾斜设置的挡泥过水管连通，且，所述挡泥过水管的上端设置在所述集水槽内，所述集水槽外接有出水管；

所述高速沉淀池的底部固设有上端大、下端小的泥砂收集斗，所述泥砂收集斗的底部连接有泥砂回流管，所述泥砂回流管远离所述高速沉淀池的一端与泥砂分离器连接，所述泥砂分离器外接有出砂管和出泥管，所述出砂管远离所述泥砂分离器的一端设置在所述加砂池上方，所述出泥管与污泥脱水处理***连接。

8.根据权利要求1所述的具有载体絮凝沉淀功能的一体式水处理装置，其特征在于，所述池体由碳钢、不锈钢或者玻璃钢一体成型。