一种一体化混凝沉淀设备

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111153479A(43)申请公布日2020.05.15(21)申请号202010143495.9(22)申请日2020.03.04(71)申请人恩格拜（武汉）生态科技有限公司地址430070湖北省武汉市青洪山区南李路27号拉德芳斯G栋豪信大厦705室(72)发明人李明　胡翌珣　卢祺　刘勇　(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C02F1/52(2006.01)B01F13/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种一体化混凝沉淀设备(57)摘要本发明公开了一种一体化混凝沉淀设备，属于污水处理技术领域。上述一体化混凝沉淀设备包括依次邻接的设备间、预混区和澄清区，其中：所述预混区中设置有气提混合搅拌系统，所述气提混合搅拌系统包括静态混合装置和设置在所述静态混合装置底部的第一微孔曝气搅拌装置；所述澄清区包括与所述静态混合装置连通的中央曝气搅拌区，所述中央曝气搅拌区底部设置有第二微孔曝气搅拌装置，所述中央曝气搅拌区两侧设置有填料区，所述填料区的上方设置有出水集水装置。本发明仅在两个区域内完成混凝絮凝沉淀以及澄清出水的全部流程，设备简单；同时，通过微孔曝气搅拌提供动力有效解决了现有技术中絮体易破碎，设备内部易积泥等问题。CN111153479ACN111153479A权　利　要　求　书1/1页1.一种一体化混凝沉淀设备，其特征在于，包括依次邻接的设备间、预混区和澄清区，其中：所述预混区中设置有气提混合搅拌系统，所述气提混合搅拌系统包括静态混合装置和设置在所述静态混合装置底部的第一微孔曝气搅拌装置；所述澄清区包括与所述静态混合装置连通的中央曝气搅拌区，所述中央曝气搅拌区底部设置有第二微孔曝气搅拌装置，所述中央曝气搅拌区两侧设置有填料区，所述填料区的上方设置有出水集水装置；所述设备间中设置有加药装置、风机和控制系统，所述加药装置用于向所述预混区中投加混凝剂和向所述澄清区中投加絮凝剂，所述风机用于为所述第一微孔曝气搅拌装置和第二微孔曝气搅拌装置供气。2.根据权利要求1所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述预混区下部设置有污水进水口，所述预混区上部设置有污水出水口。3.根据权利要求2所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述中央曝气搅拌区上部与所述污水出水口连接。4.根据权利要求1-3中任一所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述中央曝气搅拌区由一对竖向挡板夹设形成。5.根据权利要求4所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述中央曝气搅拌区沿所述澄清区长度方向延伸并位于所述澄清区宽度方向的中部，所述中央曝气搅拌区的长度和高度分别与所述澄清区的长度和高度相同。6.根据权利要求4所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述填料区的一侧均设置在所述澄清区的侧壁上，另一侧均设置有与所述中央曝气搅拌区隔开的隔板，所述填料区的下方设置有与所述隔板的下端相连接的阻挡斜板。7.根据权利要求6所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述填料区的下方还设置有与所述澄清区的侧壁和底壁相连接的底部斜板，所述底部斜板形成漏斗状结构，所述第二微孔曝气搅拌装置位于所述漏斗状结构的下部开口处。8.根据权利要求1所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述第一微孔曝气搅拌装置和第二微孔曝气搅拌装置的曝气通量取值范围都在0.5-3m3/h·m之间。9.根据权利要求1所述的一体化混凝沉淀设备，其特征在于，所述填料区的填料为斜板填料和/或斜管填料。2CN111153479A说　明　书1/4页一种一体化混凝沉淀设备技术领域[0001]本发明涉及污水处理技术领域，特别是指一种一体化混凝沉淀设备。背景技术[0002]混凝过程是污水处理中最基本也是极为重要的处理过程，通过向水中投加一些药剂，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附，体积增大而下沉，既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标，又可以去除多种有毒有害污染物。[0003]目前市场上传统的混凝沉淀工艺都存在一定的问题，例如：设备容积较大，絮体容易因为池体结构或机械搅拌装置而破碎、易积泥、结构复杂等，增加了建设和维护费用。[0004]本发明针对絮体易破碎、结构复杂、易积泥这几点开发推出一种能保护絮体结构、流程结构简单、内部流态混合均匀的一体化混凝沉淀设备。发明内容[0005]为解决现有技术中絮体易破碎、结构复杂、易积泥等问题，本发明提供一种一体化混凝沉淀设备，能保护絮体结构，且具有流程结构简单、内部流态混合均匀等优点。[0006]为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：[0007]本发明提供一种一体化混凝沉淀设备，包括依次邻接的设备间、预混区和澄清区，其中：[0008]所述预混区中设置有气提混合搅拌系统，所述气提混合搅拌系统包括静态混合装置和设置在所述静态混合装置底部的第一微孔曝气搅拌装置；[0009]所述澄清区包括与所述静态混合装置连通的中央曝气搅拌区，所述中央曝气搅拌区底部设置有第二微孔曝气搅拌装置，所述中央曝气搅拌区两侧设置有填料区，所述填料区的上方设置有出水集水装置；[0010]所述设备间中设置有加药装置、风机和控制系统，所述加药装置用于向所述预混区中投加混凝剂和向所述澄清区中投加絮凝剂，所述风机用于为所述第一微孔曝气搅拌装置和第二微孔曝气搅拌装置供气。[0011]进一步的，所述预混区下部设置有污水进水口，所述预混区上部设置有污水出水口。[0012]进一步的，所述中央曝气搅拌区上部与所述污水出水口连接。[0013]进一步的，所述中央曝气搅拌区由一对竖向挡板夹设形成。[0014]进一步的，所述中央曝气搅拌区沿所述澄清区长度方向延伸并位于所述澄清区宽度方向的中部，所述中央曝气搅拌区的长度和高度分别与所述澄清区的长度和高度相同。[0015]进一步的，所述填料区的一侧均设置在所述澄清区的侧壁上，另一侧均设置有与所述中央曝气搅拌区隔开的隔板，所述填料区的下方设置有与所述隔板的下端相连接的阻3CN111153479A说　明　书2/4页挡斜板。[0016]进一步的，所述填料区的下方还设置有与所述澄清区的侧壁和底壁相连接的底部斜板，所述底部斜板形成漏斗状结构，所述第二微孔曝气搅拌装置位于所述漏斗状结构的下部开口处。[0017]进一步的，所述控制系统用于对加药装置、风机、第一微孔曝气搅拌装置和第二微孔曝气搅拌装置进行控制。[0018]优选的，所述第一微孔曝气搅拌装置和第二微孔曝气搅拌装置的曝气通量取值范围都在0.5-3m3/h·m之间。[0019]优选的，所述填料区的填料为常见填料，例如斜板填料、斜管填料等。[0020]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：[0021](1)针对絮体易破碎：传统的混凝装置中的搅拌使用的是机械搅拌装置，机械搅拌易对产生的絮体胶团进行破坏，打破絮体的完整性，使絮体沉降性差。一般的隔板式混凝沉淀池中隔板转折处也会对絮体进行破坏。[0022]本申请采用微孔曝气搅拌装置代替机械搅拌，可通过改变曝气量大小灵活调整搅拌力度，微小气泡在混合液中比机械搅拌更加完全，并保护絮体不受破坏，是比传统搅拌方式更加柔和、经济、操作方便的混合搅拌方式。[0023](2)针对结构复杂：传统混凝装置混凝絮凝区结构复杂，用电设备复杂、电耗大，对于中小型污水项目造价成本高、不易施工、后期维护工作量大。[0024]本申请结构简单，仅在两个区域内完成混凝絮凝沉淀以及澄清出水的全部流程，所需用电设备少，维护工作少。[0025](3)针对易积泥：传统混凝沉淀装置中沉淀的絮体易累积在各处，造成管路孔口堵塞。[0026]本申请预混区和澄清区内都在底部设有微孔曝气装置，为混合搅拌提供动力的同时，也能保证絮体不会沉积在设备底部，保证了全池混合液的一致性，使混凝絮凝过程更加完全。附图说明[0027]图1为本发明的一体化混凝沉淀设备的结构示意图；[0028]图2为图1中A-A的剖面结构示意图；[0029]图3为图1中B-B的剖面结构示意图。具体实施方式[0030]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。[0031]本发明提供一种一体化混凝沉淀设备，见图1-3，包括依次邻接的设备间I、预混区II和澄清区III，其中：[0032]预混区II中设置有气提混合搅拌系统9，气提混合搅拌系统9包括静态混合装置1和设置在静态混合装置1底部的第一微孔曝气搅拌装置2；[0033]澄清区III包括与静态混合装置1连通的中央曝气搅拌区3，中央曝气搅拌区3底部4CN111153479A说　明　书3/4页设置有第二微孔曝气搅拌装置4，中央曝气搅拌区3两侧设置有填料区5，填料区5的上方设置有出水集水装置6；[0034]设备间I中设置有加药装置7、风机8和控制系统(未示出)，加药装置7用于向预混区II中投加混凝剂和向澄清区III中投加絮凝剂，风机8用于为第一微孔曝气搅拌装置2和第二微孔曝气搅拌装置4供气，控制系统用于进行整体控制，具体是对加药装置7、风机8、第一微孔曝气搅拌装置2和第二微孔曝气搅拌装置4等进行控制。[0035]本申请采用微孔曝气搅拌装置代替机械搅拌，可通过改变风量大小灵活调整搅拌力度，微小气泡在混合液中比机械搅拌更加完全，并保护絮体不受破坏，是比传统搅拌方式更加柔和、经济、操作方便的混合搅拌方式。微孔曝气装置，为混合搅拌提供动力的同时，也能保证絮体不会沉积在设备底部，保证了全池混合液的一致性，使混凝絮凝过程更加完全。[0036]进一步的，预混区II下部设置有污水进水口，预混区II上部设置有污水出水口14。[0037]污水进入预混区后，设备间中的加药装置同时向预混区内投加混凝剂，污水与混凝剂通过底部的微孔曝气装置提供动力，在向上穿过静态混合装置的过程中不断混合搅拌，使带电聚合物迅速地与全部胶体杂质接触，使胶粒脱稳，随后脱稳胶粒在相互凝聚的同时，靠聚合度不断增大的高聚物的吸附架桥作用，形成大的絮凝体，使混凝过程更好地完成。[0038]若投加金属盐类混凝剂可同时将污水中可溶性磷转化为悬浮性磷，铁盐和铝盐等产生的金属离子与磷酸根生成难溶磷酸盐沉淀物。[0039]进一步的，第一微孔曝气搅拌装置2和第二微孔曝气搅拌装置4曝气通量取值范围都在0.5-3m3/h·m之间，两个区域的曝气量可以分别调整大小，来调整最优的混凝絮凝条件。[0040]优选的，填料区5负荷面积占整个澄清区3面积的60％以上，填料为普通固液分离用填料，例如常见的斜板填料、斜管填料等。[0041]进一步的，中央曝气搅拌区3上部与污水出水口连接，污水由预混区II进入澄清区III。[0042]进一步的，中央曝气搅拌区3可以由一对竖向挡板10夹设形成，中央曝气搅拌区3沿澄清区III长度方向延伸并位于澄清区III宽度方向的中部，中央曝气搅拌区3的长度和高度分别与澄清区III的长度和高度相同，中央曝气搅拌区3底部未封闭，用于引流污水。[0043]进一步的，填料区5的一侧均设置在澄清区III的侧壁上，另一侧均设置有与中央曝气搅拌区3隔开的隔板11，填料区5的下方设置有与隔板11的下端相连接的阻挡斜板12，通过阻挡斜板12对污水进行引流。阻挡斜板12与水平方向的夹角为β，如图3所示，β角≥40°，方便对污水进行引流。[0044]进一步的，填料区5的下方还设置有与澄清区III的侧壁和底壁相连接的底部斜板13，底部斜板13形成漏斗状结构，第二微孔曝气搅拌装置4位于漏斗状结构的下部开口处。底部斜板13与底壁夹角为α，如图3所示，α角≥40°。[0045]污水通过预混区后，进入澄清区中的中央曝气搅拌区，底部第二微孔曝气搅拌装置常开提供搅拌混合动力，同时设备间中的加药装置向内投加絮凝剂，将预混区中残留的小矾花及细小悬浮污染物絮凝成大的絮团，加快粒子的聚沉。[0046]还未完全固液分离的混合液由中央曝气搅拌区向两侧流动向上，通过阻挡斜板后5CN111153479A说　明　书4/4页进入填料区，在上升过程中混合液与部分曝气产生的气泡一起进入，气泡沿着外侧隔板垂直上升，由于密度不同产生的自身重力差使一部分絮团胶体会沿着底部斜板滑落回中央曝气区，一部分絮体在填料中形成稳定的悬浮泥渣层，对后续混合液中的絮团胶体进行截留，就此混合液在填料区内完成固液分离，达到澄清的效果，最终上升汇集至出水集水装置中排出设备外。固液分离产生的污泥可由澄清区底部的排空管排出，也可以用泵抽吸外运。[0047]优选的，澄清区表面负荷可到达1.5-2m3/h·m2，整个装置吨水电耗＜0.1kWh/m3。[0048]综上可知，本发明仅在两个区域内完成混凝絮凝沉淀以及澄清出水的全部流程，所需用电设备少，维护工作少；同时，通过微孔曝气搅拌提供动力有效解决了现有技术中絮体易破碎，设备内部易积泥等问题。[0049]以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。6CN111153479A说　明　书　附　图1/2页图1图27CN111153479A说　明　书　附　图2/2页图38