一种模块化净水装置及其净水工艺的制作方法

本技术涉及净水设备，具体为一种模块化净水装置及其净水工艺。

背景技术：

1、净水设备广泛应用于城乡饮用水处理、工业给水及分散式供水等领域。目前，针对中小型供水场景的净水装置，通常采用“混凝→沉淀→过滤”三段式工艺，各功能单元独立设置，通过管道依次连接。

2、现有技术存在以下技术缺陷：

3、一、设备集成度低，各单元分散布置

4、传统净水装置中，絮凝池、沉淀池、滤池分设为独立的构筑物或设备单元，各单元分别配备独立的进出水管路、排泥管路和反冲洗系统。以处理量为50m3/h的小型净水站为例，各单元总占地面积通常在80-120m2以上。部分厂家尝试将沉淀池与滤池上下叠合以节省占地，但集成度仍然较低，且各单元的反冲洗系统依然相互独立、管路复杂，未能从根本上解决集成度低的问题。

5、各净水单元的反冲洗系统相互独立，反冲洗需分别操作、分别控制，不仅操作步骤繁琐，且各单元需分别消耗清水进行冲洗，单次完整冲洗周期的总耗水量约占产水量的5%-8%，运行成本较高。

6、二、反冲洗过程需停机，影响供水连续性

7、斜板沉淀器的斜板表面在长期运行中会逐步附着污泥和絮体，导致过水断面减小、出水通量下降。滤池的滤料层同样面临堵塞问题，需定期反冲洗以恢复过滤能力。然而，现有沉淀池和滤池的反冲洗系统通常要求将待冲洗单元排空、停产作业。对于单组设备而言，反冲洗期间整个净水系统需停止产水，必须依赖清水池储备或启用备用水源。对于清水池调节容量有限的供水场景，若储备水量不足，则需限时供水甚至中断供水。若采用多组设备并联交替冲洗，虽可实现不停机，但设备数量成倍增加、占地面积和投资成本大幅上升，经济性较差。

8、综上，现有技术中亟需一种高度集成化、能够在线反冲洗且冲洗水耗低的模块化净水装置。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种模块化净水装置，其具有高度集成化、能够在线反冲洗且冲洗水耗低优点。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、一种模块化净水装置，包括机体，该机体自上而下依次设置有除铁区、过滤区、反冲洗区及沉淀区。

4、除铁区的侧壁分别设置有进水口及检修口。过滤区的侧壁从上至下依次设置有排气口和洁净水出口。反冲洗区的侧壁设置有多个第一排污口。沉淀区的底部设置有第二排污口。

5、其作用在于：各功能单元沿竖向依次排布，充分利用立体空间，相比传统分散式布置大幅减少占地面积；各功能区的进出口独立设置，排气口与洁净水出口被透气隔水膜隔开，确保水中的气泡从排气口排出而不会混入洁净水。

6、絮凝筒设置于机体的中部，从上至下依次穿过过滤区、反冲洗区并延伸至沉淀区。絮凝筒包括扩口段及平口段，扩口段的入口处呈环形设置有多组旋流导向条，用于使进入絮凝筒的原水产生旋流，延长水流路径并增加颗粒碰撞频率，平口段的底部开设有排孔。

7、其作用在于：旋流导向条使原水形成螺旋向下运动，延长了水流在絮凝筒内的停留时间，增加了颗粒之间的碰撞频率，促进了絮凝反应的充分进行。

8、横隔板设置于机体内并将除铁区与过滤区分隔，横隔板的中部开口且开口处安装有滤网板。

9、搅拌撒药器设置于机体的顶部，穿过除铁区并延伸至絮凝筒内。搅拌撒药器包括空心的搅拌轴，搅拌轴的顶部与位于机体外部的搅拌电机同轴固定，搅拌电机的上方设置有第一旋转接头，搅拌轴的下部开设有喷液孔，絮凝剂可通过第一旋转接头导入并通过喷液孔喷出从而与絮凝筒内的原水混合。搅拌轴的上部安装有磁吸网板以吸附原水中的铁杂质。

10、其作用在于：利用搅拌轴的旋转动作同步驱动磁吸网板转动，实现除铁功能的内置化，无需单独设置除铁预处理单元，简化了工艺流程；同时空心搅拌轴兼具搅拌、布药及磁吸驱动三种功能，一轴多用，结构紧凑。

11、搅拌轴上的叶片及喷液孔的分布密度为从上至下依次递减，所述第二反冲洗管上的射流口的分布密度为从上至下依次递增。

12、其作用在于：为了提高絮凝效率，我们尽可能的使絮凝在絮凝筒的上半部完成，因此就需要将搅拌叶片和喷液孔集中设置在上半部，使絮凝剂与原水在上半部充分融合，当液体来到下半部时，此时絮凝物已基本形成，而之所以将第二反冲洗管设置于絮凝筒的下半部，是因为在重力作用下，絮凝物大部分都沉积在下半部，因此需要着重对絮凝筒的下半部进行反冲洗，尤其使排孔周围的区域。

13、斜板沉淀器设置于反冲洗区的上部。

14、过滤器可转动地设置于斜板沉淀器的上方。过滤器包括环形架，环形架的内侧与絮凝筒的外壁滑动接触，环形架的外侧与机体的内壁滑动接触。环形架的中部设置有齿圈，驱动马达设置于絮凝筒的外侧，其输出端设置有驱动齿轮，驱动齿轮与齿圈啮合以驱动环形架转动。环形架上至少部分区域覆盖有超滤膜。两组竖隔板设置于超滤膜的下方，超滤膜、两组竖隔板、斜板沉淀器、絮凝筒侧壁及机体内壁共同围成一相对封闭的临时反冲洗缓冲空间。精滤网设置于超滤膜的上方。透气隔水膜设置于精滤网的上方。

15、其作用在于：通过驱动齿轮与齿圈的啮合传动，环形架可在斜板沉淀器上方精确转动，当环形架转动至某一分区上方时，超滤膜与该分区形成一一对应的临时反冲洗缓冲空间，实现精准分区冲洗；超滤膜在冲洗过程中拦截被剥离的悬浮杂质，防止其逃逸至清水区；精滤网对出水进行终端精滤，透气隔水膜实现气水分离，确保出水水质。

16、分隔舱设置于斜板沉淀器的下方，分隔舱与斜板沉淀器的底部共同围成反冲洗区。反冲洗区具有多个独立的分区，各分区均通过进水阀与沉淀区可控地导通。

17、其作用在于：各分区可独立控制进水和冲洗，实现分区轮换冲洗而无需整体停机，保证了供水的连续性。

18、布水导流罩设置于絮凝筒的底部并承接从絮凝筒底部排孔流出的流体。布水导流罩呈上窄下宽的锥形结构，其开口朝下，且布水导流罩与沉淀区的底部之间预留有沉淀间隙。布水导流罩的外表面设置有导流翼板，导流翼板用于将完成絮凝的旋流水流平稳分散为均匀的径向流动，进入沉淀区底部进行沉淀。

19、其作用在于：布水导流罩将絮凝筒排出的旋流水流平稳转换为径向均匀流动，避免旋流直接冲击沉淀区底部造成已沉降污泥的二次扰动；导流翼板进一步将水流均匀分配至各分区，确保各分区负荷均衡。

20、反冲洗总成设置于机体内，包括环形导气管、第一反冲洗管、第二反冲洗管及第三反冲洗管。环形导气管设置于机体外部，可向第一反冲洗管、第二反冲洗管及第三反冲洗管独立供气。第一反冲洗管设置于反冲洗区的各分区内，用于从底部向斜板沉淀器喷射冲洗介质。第二反冲洗管设置于絮凝筒的内腔中下部，布水导流罩的内侧设置有第二旋转接头，第二反冲洗管的末端与第二旋转接头的转动端连接。第三反冲洗管设置于沉淀区的底部。

21、其作用在于：环形导气管实现气路的集中供给和独立分配，三个反冲洗分支可独立工作或协同工作，互不干扰；三个反冲洗分支共用同一气源，无需为各单元分别配置独立的反冲洗系统；第二旋转接头确保第二反冲洗管在随搅拌轴转动时供气管路不缠绕，保证了旋转密封的可靠性。

22、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

23、1.本技术将除铁、絮凝、沉淀、精滤及反冲洗多重功能集成于同一机体内，各功能单元沿竖向依次排布，充分利用立体空间，相比传统分散式布置，集成化程度更高，占地面积可减少50%-60%，且多组反冲洗结构集成设计。

24、2.本技术通过可转动的过滤器与分隔舱的配合，在不停机的条件下实现对斜板沉淀器的分区轮换冲洗。冲洗过程中，被剥离的杂质被超滤膜拦截于临时反冲洗空间内，避免与过滤区内其它区域中的洁净水混合，经重力沉降后从第一排污口排出，而过滤后的清水从洁净水出口排出，因此，废水与正常区间过滤后的洁净水各行其道，互不干涉，全程不影响其他分区的正常沉淀工作，保证了供水的连续性。

25、3.本技术的反冲洗水体直接取自装置内部的水体，无需额外引入外部清水。各反冲洗分支共用同一气源和管路系统，通过集中控制即可完成各单元的冲洗作业，避免了传统分散式布置中各单元独立反冲洗导致的管路冗长、控制分散和水耗叠加问题，大大节约成本。

26、4.本技术依次设置斜板沉淀器进行重力沉淀、精滤网进行精滤、透气隔水膜进行气水分离，三级过滤协同作用，确保出水浊度稳定达标，同时有效排除水中溶解气体，防止后续管路气蚀。