一种循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备

摘要

本实用新型公开了一种循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备，所述的在清水区和集水区之间的罐体上安装有穿孔板，穿孔板下方的清水区内填充有轻质填料，轻质填料能够漂浮于清水区的书中并被穿孔板阻挡形成过滤层，用于阻挡小颗粒上升。所述的穿孔板下方设置有用于清洗穿孔板上的泥垢的清洗布水管，清洗布水管上设置有多个清洗出水口，清洗布水管与伸出至罐体的清洗水管相连。所述的清水区内还设置有用于搅拌过滤层的轻质填料搅拌桨叶。本实用新型采用循环造粒流化床耦合过滤的方式实现高效水处理，将混凝原理和过滤原理在同一个设备内实现，充分利用流化床内部的结构，实现良好出水效果。

说明书

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，涉及循环结团造粒流化床，具体涉及一种循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备。

背景技术

近年来,在给水处理领域，随着国家对环境以及资源高效利用方面的问题日益重视，水质净化和废水回收利用越来越受到重视。因此，研究水质处理新药剂、新工艺,是给水处理除浊研究领域的发展方向。

随着水资源的短缺、环境的严重污染和国家节能减排政策的深化实施，水污染治理的任务越来越重，水中悬浮物浓度越来越高，水处理工艺中去除悬浮物的任务越来越重，因此，开发和研究高效的污水控浊装置是必然的发展趋势。对单一的高浊水、低温低浊水以及高藻水，国内外也研发了多种处理技术，并应用于实际工程。如增效澄清技术、结团絮凝技术应用于低温低浊水；改良型涡流式沉淀技术、二级混凝沉淀技术应用于高浊水，气浮法技术、ACTIFLO工艺具有较强的除藻能力。上述几种水质条件在地表水源水中随季节会交替出现，目前，解决上述问题的主要方式是增设预处理、强化处理单元，但这样会造成净化工艺复杂、占地面积较大、操作运行管理不便等一系列的问题。决上述问题的主要方式是增设预处理、强化处理单元，但这样会造成净化工艺复杂、占地面积较大、操作运行管理不便等一系列的问题。

现有循环造粒流化技术中应用广泛，但是实际应用过程中会有未被截留的小颗粒从清水区流出；现有技术中有垂向涡流强化造粒流化床，但是垂向涡流装置实际加工制造过程复杂，产生垂向涡流的波纹管数量多，且固定不方便，无法保证完全垂直，会造成涡流效果不好；

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备，解决现有技术中的循环造粒流化床的过滤能力有待进一步提升的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备，包括循环造粒流化床的罐体，所述的罐体内从底部到顶部分为依次连通的污泥浓缩区、循环造粒区、分离区、清水区和集水区。

所述的在清水区和集水区之间的罐体上安装有穿孔板，穿孔板下方的清水区内填充有轻质填料，轻质填料能够漂浮于清水区的书中并被穿孔板阻挡形成过滤层，用于阻挡小颗粒上升。

所述的穿孔板下方设置有用于清洗穿孔板上的泥垢的清洗布水管，清洗布水管上设置有多个清洗出水口，清洗布水管与伸出至罐体的清洗水管相连。

所述的清水区内还设置有用于搅拌过滤层的轻质填料搅拌桨叶。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的穿孔板上的孔洞的孔径小于轻质填料的粒径。

所述的循环造粒区内安装有中筒和内筒；所述的罐体、中筒和内筒从外向内依次同轴设置，所述的中筒和内筒的顶端开放，内筒的底端开放，中筒的底端封闭；所述的中筒的底端低于内筒的底端，中筒的底部设置有底端封闭的混合区。

所述的内筒内为造粒流化区，内筒和中筒之间为回流区，中筒和罐体之间为污泥沉降区。

所述的内筒中安装有搅拌轴，所述的搅拌轴的顶端伸出内筒的顶端，穿过所述的分离区、清水区和集水区，伸出所述的罐体的顶端，搅拌轴通过安装在罐体顶端的搅拌驱动电机带动旋转。

所述的穿孔板的中心位置设置有轴套，搅拌轴穿过轴套并且能够在轴套内转动，所述的轻质填料搅拌桨叶安装在搅拌轴上并通过搅拌轴带动旋转。

所述的搅拌轴的底端伸入至混合区内，所述的混合区内靠近底部的位置设置有布水器，搅拌轴的底端可转动式安装在布水器上；所述的造粒流化区和混合区内的搅拌轴上还安装有搅拌叶片。

所述的中筒的侧壁靠近内筒的底端的位置向内收缩形成收缩内壁，使得内筒的底端和收缩内壁之间形成回流出水狭缝，用于形成局部负压，提供回流动力。所述的回流区通过回流出水狭缝与混合区的顶端连通。

所述的混合区的底部连接有伸出至罐体外的进水管，所述的集水区顶部的罐体顶盖上设置有出水管；所述的污泥浓缩区的底部设置有排泥管。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型采用循环造粒流化床耦合过滤的方式实现高效水处理，将混凝原理和过滤原理在同一个设备内实现，充分利用流化床内部的结构，在实现良好出水效果的同时，极大减小占地面积，提高了流化床进行水处理的效率，节省了所需要的各项资源。

(Ⅱ)本实用新型在循环造粒流化床内加入轻质填料，在清水区设计环形穿孔板阻挡滤料流失，轻质填料具有一定的抗压能力，其密度小于水悬浮于清水区，形成过滤层，可以阻止较小颗粒流出流化床，保证流化床出水效果。

(Ⅲ)本实用新型所投加的轻质填料，与石英砂过滤相比不需要反冲洗，自身也不要清洗，减少了额外的步骤和费用，具有运行时间长，运行方式简便，运行成本低的明显优势。

(Ⅳ)本实用新型投加的轻质填料，可以随时漂浮于流化床顶部，可随时启动，在面对复杂的水处理情况时，可以连续运行，也可以间歇运行，提高了循环造粒流化床耐冲击性和可持续性。

附图说明

图1是循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备的整体结构示意图。

图2为穿孔板的结构示意图。

图3为清洗布水管的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-罐体，2-污泥浓缩区，3-循环造粒区，4-分离区， 5-清水区，6-集水区，7-穿孔板，8-轻质填料，9-清洗布水管，10-清洗出水口， 11-清洗水管，12-轻质填料搅拌桨叶，13-孔洞，14-中筒，15-内筒，16-混合区，17-造粒流化区，18-回流区，19-污泥沉降区，20-搅拌轴，21-排泥管，22-搅拌驱动电机，23-轴套，24-布水器，25-搅拌叶片，26-回流出水狭缝，27-进水管， 28-出水管。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本实用新型中的所有设备和部件，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已知的设备和部件。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例：

本实施例给出一种循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备，如图1所示，包括循环造粒流化床的罐体1，罐体1内从底部到顶部分为依次连通的污泥浓缩区2、循环造粒区3、分离区4、清水区5和集水区6。

如图2所示，在清水区5和集水区6之间的罐体1上安装有穿孔板7，穿孔板7下方的清水区5内填充有轻质填料8，轻质填料8能够漂浮于清水区的书中并被穿孔板7阻挡形成过滤层，用于阻挡小颗粒上升。

如图3所示，穿孔板7下方设置有用于清洗穿孔板7上的泥垢的清洗布水管9，清洗布水管9上设置有多个清洗出水口10，清洗布水管9与伸出至罐体1 的清洗水管11相连。

清水区5内还设置有用于搅拌过滤层的轻质填料搅拌桨叶12。

本实施例中，穿孔板7表面积垢，或者表面附着较多泥沙时，可以开启清洗水管11进行冲洗。

本实施例中，轻质填料8阻挡的颗粒越来越多，若产生板结，轻质填料搅拌桨叶12能够搅拌过滤层，从而有效防止轻质填料8板结，保证过滤截留效果。

作为本实施例的一种优选方案，穿孔板7上的孔洞13的孔径小于轻质填料 8的粒径。本实施例中，轻质填料8采用本领域常用的已知轻质填料，轻质填料能够漂浮在水上。

作为本实施例的一种具体方案，循环造粒区3内安装有中筒14和内筒15；罐体1、中筒14和内筒15从外向内依次同轴设置，中筒14和内筒15的顶端开放，内筒15的底端开放，中筒14的底端封闭；中筒14的底端低于内筒15的底端，中筒14的底部设置有底端封闭的混合区16。

本实施例中，中筒14的顶端高于内筒15的顶端，形成回流入水口。

本实施例中，罐体1和中筒14之间以及中筒14和内筒15之间均通过肋板相连。由于要承载的流量增大，罐体1、中筒14和内筒15的直径均增大，肋板能够更加稳固地将三者固定在一起。

本实施例中，罐体1通过基架支撑安装。罐体1顶部设置有人孔。

进一步地，内筒15内为造粒流化区17，内筒15和中筒14之间为回流区 18，中筒14和罐体1之间为污泥沉降区19。

作为本实施例的一种优选方案，内筒15中安装有搅拌轴20，搅拌轴20的顶端伸出内筒15的顶端，穿过分离区4、清水区5和集水区6，伸出罐体1的顶端，搅拌轴20通过安装在罐体1顶端的搅拌驱动电机22带动旋转。

穿孔板7的中心位置设置有轴套23，搅拌轴20穿过轴套23并且能够在轴套23内转动，轻质填料搅拌桨叶12安装在搅拌轴20上并通过搅拌轴20带动旋转。

搅拌轴20的底端伸入至混合区16内，混合区16内靠近底部的位置设置有布水器24，搅拌轴20的底端可转动式安装在布水器24上；造粒流化区17和混合区16内的搅拌轴20上还安装有搅拌叶片25。

本实施例中，布水器24具有三重作用，第一重作用是布水，第二重作用是阻挡挡混合区16中的颗粒物质，使得微砂不会进入进水管27中，第三重作用是支撑搅拌轴20，使得搅拌轴20能够更稳定地转动。

本实施例中，搅拌叶片25可设置为斜浆式搅拌、旋浆式搅拌等机械搅拌方式。

作为本实施例的一种优选方案，中筒14的侧壁靠近内筒15的底端的位置向内收缩形成收缩内壁，使得内筒15的底端和收缩内壁之间形成回流出水狭缝26，用于形成局部负压，提供回流动力。回流区18通过回流出水狭缝26与混合区16的顶端连通。

作为本实施例的一种优选方案，混合区16的底部连接有伸出至罐体1外的进水管27，集水区6顶部的罐体1顶盖上设置有出水管28；污泥浓缩区2的底部设置有排泥管21。

本实施例中，内筒15、中筒14内的污泥颗粒在达到动态平衡后，部分污泥颗粒翻落至污泥浓缩区2，污泥浓缩区2中的污泥累积到一定高度时，由排泥管 21排出。

本实施例中，污泥浓缩区2内根据需要可以安装有设置在罐体1底部内侧的刮泥板，刮泥板通过罐体1底部安装的刮泥驱动电机驱动旋转刮泥。

本实施例中，所有管道上根据需要设置有相应的阀门。

本实用新型的循环造粒流化床耦合轻质悬浮填料过滤的水处理设备在使用时，原水中可根据需要加入微砂和/或粉碳等药剂，原水通过进水管27进至罐体 1内的混合区16，并进入内筒15中的造粒流化区17中，在搅拌叶片25的搅拌下不断上升，颗粒逐渐变大，造粒流化区17内的污泥颗粒在进水水流动力和自身重力的作用下达到动态平衡，形成的部分污泥颗粒随水流上升至内筒15的筒顶，并在到达中筒14的筒顶之前，污泥颗粒通过回流入水口翻下去，进入内筒 15和中筒14之间的夹层回流区18中回流循环造粒。

泥水循环回流至回流出水狭缝26时，局部形成负压，通过边壁强化搅拌作用，微砂和/或粉碳与污泥核体分离，微砂和/或粉碳得以循环利用。

清水区5内，轻质填料8能够漂浮在水上，并被穿孔板7阻挡形成过滤层，阻挡小颗粒上升；穿孔板7表面积垢，或者表面附着较多泥沙时，可以开启清洗水管11进行冲洗。

在整个过程中，单个搅拌驱动电机22通过搅拌轴20同时带动轻质填料搅拌桨叶12和搅拌叶片25一起转动。轻质填料8阻挡的颗粒越来越多，若产生板结，轻质填料搅拌桨叶12能够搅拌过滤层，从而有效防止轻质填料8板结，保证过滤截留效果。