一种高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置的制作方法

1.本实用新型属于水处理设备技术领域，特别是一种高浊度含泥沙水处理装置，尤其涉及集成化钢制净水装置。


背景技术：

2.现有高浊度水处理通常经过沉淀、澄清、过滤处理，特别是沉淀池、澄清池一般都采用混凝土结构，体积大，净水效率低，工艺流程长，占地面积大，施工周期长，施工成本高，工期长，施工环境受诸多限制，净水的时候投加大量的药剂，不利于节约运行成本，对水质硬度处理也比较繁琐，高硬度水不仅有害身体健康，还造成设备运行故障，影响生活、生产，同时净水厂一旦建成就不能根据实际水质情况增加工艺装置(受场地面积限制)，不节约土地，集成度不高，自动化控制不方便，因此很有必要在现有技术的基础之上，设计研发占地面积小，效率高，及多项工艺设备于一体的装置，节约土地，充分利用药剂的絮凝作用提高净水效率和效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置，包括原水进水泵，所述原水进水泵的进水口与导水管的一端管接，所述原水进水泵的出水口通过导水管与管道混合器的进水口管接，所述管道混合器的进水口通过导液管与加药泵的出液口管接，所述加药泵的进液口通过导液管与加药罐的出液口管接，所述管道混合器的出水口与导水管的一端连接，导水管的另一端设置有集成净水装置。
6.作为本实用新型进一步的方案：所述集成净水装置包括锥形阻力板、旋流搅拌叶片、混合搅拌锥体、防护栏杆、筒体顶部支撑板、出水管、立腿、排污口、检修入口、筒体、梯子、搅拌电机、第一搅拌轴、防扰动套管、缓冲型集水槽、斜管、斜管支架、进水管、集泥斗、连接管、焊接连接片、连接支撑体和第二搅拌轴和圆形截水管，所述筒体底部固定安装有立腿，所述筒体外侧固定安装有梯子，所述筒体顶部固定安装有筒体顶部支撑板，所述筒体顶部支撑板顶部固定安装有防护栏杆，所述筒体顶部支撑板顶部固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴竖向贯穿筒体顶部支撑板且与第一搅拌轴的一端固定连接，所述第一搅拌轴外侧套设有防扰动套管，所述斜管固定连接在斜管支架顶部，所述斜管支架固定安装在筒体内壁连接支耳上，筒体内壁连接支耳固定连接在筒体，所述防扰动套管底端竖向贯穿斜管且固定连接有锥形阻力板，所述第一搅拌轴的底端通过联轴器与第二搅拌轴的一端固定连接，所述第二搅拌轴伸入混合搅拌锥体，所述混合搅拌锥体位于锥形阻力板正下方，所述混合搅拌锥体外侧开设有锥体水流切向出口，所述混合搅拌锥体外侧沿圆周方向等距离连接有若干个连接支撑体，所述混合搅拌锥体通过连接支撑体固定安装在筒体内壁连接
支耳上，所述第二搅拌轴上从上之下依次安装有若干组旋流搅拌叶片，所述混合搅拌锥体内壁通过焊接连接片固定连接有连接管，所述混合搅拌锥体内壁和连接管之间设置有沉砂间隙，所述连接管的一端与进水管的一端连接，所述进水管的另一端伸出筒体，所述筒体外侧开设有检修入口，所述筒体外侧位于斜管上方的位置开设有与出水管一端连接的出水口，所述筒体内部位于混合搅拌锥体正下方的位置设置有集泥斗，所述筒体底部开设有排污口，所述管道混合器的出水口通过导水管与进水管连接，所述出水管通过导水管与滤池的进水口连接，所述筒体内壁位于与斜管倾斜方向相反的一侧焊接有缓冲型集水槽。
7.作为本实用新型再进一步的方案：所述旋流搅拌叶片长度与混合搅拌锥体相适配，两片相对旋流搅拌叶片的倾斜方向互相垂直。
8.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
9.1、本实用新型特别适宜于解决新疆冰雪融水，含沙量大，硬度高以及高浊度污水，本实用新型需要解决的技术问题是：克服现有净水技术缺点，实用新型一种高浊度水集成净化装置，具有工艺流程集成度高的特点、自动化控制程度高、具有占地面积小，后期也可做成现场组装，减少土建，缩短工期，净水效率高，有效节约土地资源，同等处理情况下，比传统工艺节地60％以上，进水浊度在1000到3000ntu之间，出水浊度控制在20ntu 以下，工艺增加滤池后，出水浊度可以在1ntu以下；药剂pac投加量控制在30mg/l以下, 同时对硬度比较大的水质，可以控制石灰投加量和添加结晶核，处理高硬度水质，动力消耗低，药剂添加量小，结构设计合理，净水效果好，运行成本低的特点；
10.2、本实用新型高浊度水处理场站占地更小，土地利用率更高，特别适合新疆泥沙水的处理，与现有工艺相比工艺设计更紧凑，加药量少，出水效果可控度更高，出水浊度低，施工周期更短，减少土建投入，缩短施工周期，运行成本更低，有利于节能，建厂周期更短，可移动，有利于解决高浊度净水站建设周期长运行费用高的难题。
附图说明
11.图1为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置的系统示意图。
12.图2为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中集成净水装置的爆炸结构示意图。
13.图3为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中集成净水装置的结构示意图。
14.图4为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中集成净水装置的剖视图。
15.图5为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中集成净水装置的侧视图。
16.图6为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中混合搅拌锥体的结构示意图。
17.图7为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中混合搅拌锥体的俯视图。
18.图8为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中旋流搅拌叶片的结构示意图。
19.图9为高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置中缓冲型集水槽的结构示意图。
20.图中所示：原水进水泵1、加药罐2、加药泵3、管道混合器4、集成净水装置5、滤池6、锥形阻力板7、旋流搅拌叶片8、混合搅拌锥体(锥筒)9、防护栏杆10、筒体顶部支撑板 11、出水管12、立腿13、排污口14、检修入口15、筒体16、梯子17、搅拌电机18、第一搅拌轴19、防扰动套管20、缓冲型集水槽21、斜管22、斜管支架23、进水管24、集泥斗25、连接管26、焊接连接片27、连接支撑体28和第二搅拌轴29和圆形截水管30。
具体实施方式
21.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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.请参阅图1～9，本实用新型实施例中，一种高浊度或高硬度水垂向涡流净化装置，包括原水进水泵1、加药罐2、加药泵3、管道混合器4、集成净水装置5、滤池6、锥形阻力板7、旋流搅拌叶片8、混合搅拌锥体9、防护栏杆10、筒体顶部支撑板11、出水管12、立腿13、排污口14、检修入口15、筒体16、梯子17、搅拌电机18、第一搅拌轴19、防扰动套管20、缓冲型集水槽21、斜管22、斜管支架23、进水管24、集泥斗25、连接管 26、焊接连接片27、连接支撑体28和第二搅拌轴29和圆形截水管30，所述原水进水泵1 的进水口与导水管的一端管接，所述原水进水泵1的出水口通过导水管与管道混合器4的进水口管接，所述管道混合器4的进水口通过导液管与加药泵3的出液口管接，管道混合器4由江苏吉翔环保科技有限公司生产市售且型号为jx
‑
521，管道混合器4是一种无任何机械运动部件的混合器，它实际类似于三通连接管，能使流体与药剂在管道内在流动的过程中得以均匀混合，所述加药泵3的进液口通过导液管与加药罐2的出液口管接，所述管道混合器4的出水口与导水管的一端连接，导水管的另一端设置有集成净水装置5，所述集成净水装置5包括锥形阻力板7、旋流搅拌叶片8、混合搅拌锥体9、防护栏杆10、筒体顶部支撑板11、出水管12、立腿13、排污口14、检修入口15、筒体16、梯子17、搅拌电机18、第一搅拌轴19、防扰动套管20、缓冲型集水槽21、斜管22、斜管支架23、进水管24、集泥斗25、连接管26、焊接连接片27、连接支撑体28和第二搅拌轴29和圆形截水管30，所述筒体16底部固定安装有立腿13，所述筒体16外侧固定安装有梯子17，所述筒体16顶部固定安装有筒体顶部支撑板11，所述筒体顶部支撑板11顶部固定安装有防护栏杆10，所述筒体顶部支撑板11顶部固定安装有搅拌电机18，所述搅拌电机18的输出轴竖向贯穿筒体顶部支撑板11且与第一搅拌轴19的一端固定连接，所述第一搅拌轴 19外侧套设有防扰动套管20，所述斜管22固定连接在斜管支架23顶部，所述斜管支架 23固定安装在筒体内壁连接支耳上，筒体内壁连接支耳固定连接在筒体16，所述防扰动套管20底端竖向贯穿斜管22且固定连接有锥形阻力板7，所述第一搅拌轴19的底端通过联轴器与第二搅拌轴29的一端固定连接，所述第二搅拌轴29伸入空心的混合搅拌锥体(锥筒)9，所述混合搅拌锥体9位于锥形阻力板7正下方，所述混合搅拌锥体9外侧开设有锥体水流切向出口，所述混合搅拌锥体9外侧沿圆周方向等距离连接有若干个连接支撑体 28，所述混合搅拌锥体9通过连接支撑体28固定安装在筒体内壁连接支耳上，所述第二搅拌轴29上从上之下依次安装有若干组旋流搅拌叶片8，所述旋流搅拌叶片8长度与混合搅拌锥体9相适配，两片相对旋流搅拌叶片8的倾斜方向互相垂直，所述混合搅拌锥体9 内壁通过焊接连接片27固定连接有连接管26，所述混合搅拌锥体9内壁和连接管26之间设置有沉砂间隙，所述连接管26的一端与进水管24的一端连接，所述进水管24的另一端伸出筒体16，所述筒体16外侧开设有检修入口15，所述筒体16外侧位于斜管22上方的位置开设有与出水管12一端连接的出水口，所述筒体16内部位于混合搅拌锥体9正下方的位置设置有集泥斗25，所述筒体16底部开设有排污口14，所述管道混合器4的出水口通过导水管与进水管24连接，所述出水管12通过导水管与滤池6的进水口连接，所述筒体16内壁位于与斜管22倾斜方向相反的一侧焊接有缓
冲型集水槽21，所述缓冲型集水槽21采用u型缓冲结构，缓冲型集水槽21安装有有圆形截水管30，圆形截水管30通过自身配重设置在缓冲型集水槽21内，所述缓冲型集水槽21采用缓冲结构设计。
23.具体应用实施方式一：
24.原水经过原水进水泵1经过管道进入管道混合器4混合，加药罐2中的药剂通过加药泵3经过管道进入管道混合器4混合，管道混合器4内原水通过进水管24进入混合搅拌锥体9中，搅拌电机18通过第一搅拌轴19和第二搅拌轴29带动旋流搅拌叶片8旋转，原水中的沙粒通过混合搅拌锥体9底部的沉砂间隙落入集泥斗25，絮凝体通过旋流搅拌叶片8使进水螺旋向上运动，在混合搅拌锥体9内部形成的絮凝体经过离心力和重力的双重作用下，不断的密实，形成规则的类球形颗粒，经过混合搅拌锥体9的锥体水流切向出口流出，受锥形阻力板的作用，减少上升速度，让其从锥体水流切向出口流出，由于受到水体的阻力，水流切向力只能保持在锥体水流切向出口一侧，颗粒沉入集泥斗25中，由于原水的不断进入，水体不断的上升，水体通过装置的导流作用，主要流动方向由侧向口一侧的半圆扩散上升，当上升到斜管22的时候，斜管22沉降的颗粒落入锥形阻力板7上，沿着锥形阻力板7加速沉降，上升水流主要顺着斜管22倾斜方向上升，经过斜管22的水体，沿着斜管22倾斜方向相反方向流入缓冲型集水槽21中，缓冲型集水槽21采用缓冲结构设计，避免进入集水槽中的水体因过快的流速带入部分颗粒进入集水槽中,集水槽中的水在受圆形截水管30阻拦缓冲作用的状态中减速后从出水管12进入滤池6进一步过滤并排出，出水浊度在1ntu以下。
25.具体应用实施方式二：
26.对于钙镁离子超标高浊度水的处理，根据水质硬度控制晶核和石灰水投加量，超标高浊度水，根据水质检测报告，调配好药剂(药剂主要成分为pac、晶核、石灰水)，高浊度原水和调配好的药剂经过加药泵3送入主管道，进入管道混合器4初步混合，然后进入集成净水装置5，集成净水装置5中的搅拌电机18搅拌速度控制在5rap，水力停留时间控制在15min左右，在锥体你混凝成型，钙镁离子经过絮凝附着在晶核上，在旋流搅拌叶片8和混合搅拌锥体9的共同作用下，充分混凝，形成近似规则的球体，从混合搅拌锥体 9的锥体水流切向出口流出，下沉进入集泥斗25中，去除钙镁离子及大颗粒的絮凝体的水体通过装置的导流作用，主要流动方向由侧向口一侧的半圆扩散上升，当上升到斜管22 的时候，斜管22沉降的颗粒落入锥形阻力板7上，沿着锥形阻力板7加速沉降，上升水流主要顺着斜管22倾斜方向上升，经过斜管22的水体，沿着斜管22倾斜方向相反方向流入缓冲型集水槽21中，缓冲型集水槽21采用缓冲结构设计，避免进入缓冲型集水槽21 中的水体因过快的流速带入部分颗粒进入缓冲型集水槽21中,缓冲型集水槽21中的水通过出水管12进入滤池6进一步过滤并排出，出水浊度在1ntu以下，出水硬度满足标准要求，钙镁离子去除率大于75％。
27.1.采用集成化的设计，充分利用立体空间，把几项工艺流程合理有序整合到一个装置中。
28.2.采用锥体絮凝混合，通过和混合搅拌锥体9匹配的旋流搅拌叶片8设计，原水通过混合搅拌锥体9和旋流搅拌叶片8的共同作用，使水体沿螺旋锥体向上旋转运动，水中的絮凝颗粒受到离心力的作用下，向螺旋锥体筒壁聚集，同时又受到重力的剪切作用，使聚集的絮凝体，密度增大，体积近似圆形，颗粒沿着混合搅拌锥体9的锥体水流切向出口流出，由于絮凝体的密度增大，近似圆形沉降速度跟快，处理量就更大，颗粒密实度好，药剂充分利
用，澄清效率高，效果好。
29.3.锥形阻力板7有两个作用:(1)防止进水压力太大造成局部上升流速过快，不利于絮凝沉降；(2)可以有效形成锥体斜板加速澄清。
30.4.防扰动套管20主要防止第一搅拌轴19的转动影响上部水体的运动，搅拌只影响混合搅拌锥体9水体扰动。
31.5.斜管22和缓冲型集水槽21合理设计布局，缓冲型集水槽21如果焊接在中部或者筒体16内部环周，出水效果浊度较差，这主要是由斜管22的倾斜位置和混合搅拌锥体9 切向口的位置所影响的，缓冲型集水槽21要放置在斜管22倾斜和切向口开口方向的反方向，同时缓冲型集水槽21采用缓冲结构设计，避免进入缓冲型集水槽21中的水体因过快的流速带入部分颗粒进入缓冲型集水槽21中，通过出水管12流出，位置布置正确本设备自身对比试验表面同等情况下出水浊度有效降低2到4ntu。
32.实验时间：2020.09.09试验温度17
‑
20℃
33.实验人员：田文杰
34.实验大概描述：集成净水装置设备为圆柱体结构，直径2.2m，高度5m，试验参数，电机转速5r/min,进水浊度在1000
±
50ntu，泵的流量在30m3/h，扬程16m，混合搅拌停留时间在15min。
35.pac配药方式：按重量浓度的5％～10％配置，药剂投加量在20mg/l，进度浊度控制在1000
±
50ntu左右,根据进水浊度仪显示进水浊度，根据时间运行情况，添加黄土，保证进水浊度稳定，每半小时记录一次实验数据，试验前两个小时不记录数据，数据不稳定，实验前排污。
36.集水槽中部焊接
37.记录时间进水浊度ntu出水浊度ntupac投加量mg/lpam投加量mg/l13:001000
±
5012.1120//13:301000
±
5013.6220/14:001000
±
5012.8320/14:301000
±
5013.5220/15:001000
±
5013.1920/15:301000
±
5014.2520/16:001000
±
5014.8520/16:301000
±
5013.2820/17:001000
±
5013.9620/17:301000
±
5012.8620/18:001000
±
5013.1320/18:301000
±
5013.5620/
38.实验时间：2020.09.12
ꢀꢀ
试验温度17
‑
20℃
39.实验人员：田文杰
40.实验大概描述：集成净水装置设备为圆柱体结构，直径2.2m，高度5m，试验参数，电机转速5r/min，进水浊度在1000
±
50ntu，泵的流量在30m3/h，扬程16m，混合搅拌停留时间在15min。
41.pac配药方式：按重量浓度的5％～10％配置，药剂投加量在20mg/l，进度浊度控制在1000
±
50ntu左右，根据进水浊度仪显示进水浊度，根据时间运行情况，添加黄土，保证进水浊度稳定，每半小时记录一次实验数据，试验前两个小时不记录数据，数据不稳定，实验前排污。
42.集水槽斜管倾斜度反方向焊接
43.记录时间进水浊度ntu出水浊度ntupac投加量mg/lpam投加量mg/l13:001000
±
5011.2320/13:301000
±
5010.0020/14:001000
±
508.57720/14:301000
±
508.72420/15:001000
±
508.98020/15:301000
±
509.03220/16:001000
±
509.12420/16:301000
±
509.29020/17:001000
±
508.87020/17:301000
±
508.28820/18:001000
±
509.21820/18:301000
±
509.32320/
44.实验时间：2020.09.13天气晴
ꢀꢀ
试验温度13
‑
20℃
45.实验人员：田文杰
46.实验大概描述：
47.实验大概描述：集成净水装置设备为圆柱体结构，直径2.2m，高度5m，试验参数，电机转速5r/min，进水浊度在1500
±
50ntu，泵的流量在30m3/h，扬程16m，混合搅拌停留时间在15min。
48.pac配药方式：按重量浓度的5％～10％配置，药剂投加量在20mg/l，pam配药方式：按重量浓度的0.05％～0.2％配置，投加量1mg/l；进度浊度控制在1500
±
50ntu左右，根据进水浊度仪显示进水浊度，根据时间运行情况，添加黄土，保证进水浊度稳定，每半小时记录一次实验数据，试验前两个小时不记录数据，数据不稳定，实验前排污。
49.集水槽斜管倾斜度反方向焊接
50.记录时间进水浊度ntu出水浊度ntupac投加量mg/lpam投加量mg/l12:001500
±
5010.9420112:301500
±
5011.2220113:001500
±
5010.8220113:301500
±
5011.2220114:001500
±
5010.4520114:301500
±
5010.5020115:001500
±
5010.4820115:301500
±
5011.2820116:001500
±
5010.76201
16:301500
±
5010.8820117:001500
±
5010.5420117:301500
±
5011.3720118:001500
±
5010.76201
51.实验时间：2020.09.14
ꢀꢀ
试验温度16
‑
20℃
52.实验人员：田文杰
53.实验大概描述：
54.实验大概描述：集成净水装置设备为圆柱体结构，直径2.2m，高度5m，试验参数，电机转速5r/min，进水浊度在2000
±
50ntu，泵的流量在30m3/h，扬程16m，混合搅拌停留时间在15min。
55.pac配药方式：按重量浓度的5％～10％配置，药剂投加量在20mg/l，pam配药方式：按重量浓度的0.05％～0.2％配置，投加量1mg/l；进度浊度控制在2000
±
50ntu左右，根据进水浊度仪显示进水浊度，根据时间运行情况，添加黄土，保证进水浊度稳定，每半小时记录一次实验数据，试验前两个小时不记录数据，数据不稳定，实验前排污。
56.集水槽斜管倾斜度反方向焊接
57.记录时间进水浊度ntu出水浊度ntupac投加量mg/lpam投加量mg/l11:002000
±
5013.9420111:302000
±
5011.2220112:002000
±
5012.2620112:302000
±
5013.1620113:002000
±
5012.8520113:302000
±
5013.6120114:002000
±
5013.1620114:302000
±
5011.8220115:002000
±
5013.1620115:302000
±
5013.2420116:002000
±
5012.8820116:302000
±
5012.0520117:002000
±
5012.2620117:302000
±
5012.54201
58.综上所述，新疆当地给水原水一般都是融雪性原水，水中泥沙含量大，同时现有的澄清池占地面积大，设备集成度不高，同等停留时间下，处理效率低，出水浊度大，有些药剂没有被充分利用，造成药剂使用量增大，增加给水场站运营费用等。原水加入药剂经过管道混合器混合，连接设备进水管，进水通过进水管道进入混合搅拌锥体中，搅拌电机通过轴带动旋流搅拌叶片旋转，原水中的沙粒通过混合搅拌锥体底部的沉砂间隙落入集泥斗，絮凝体通过带锥旋流搅拌叶片(旋流搅拌叶片每组叶片长度和锥体相对应，两边叶片倾斜方向互相垂直)使进水螺旋向上运动，在锥体内部形成的絮凝体经过离心力和重力的双重作用下，不断的密实，形成规则的类球形颗粒，经过混合搅拌锥体的切线口流出(受锥形阻力板的作用，减少上升速度，让其从切向口流出，由于受到水体的阻力，水流切向力只能保持在
切向口一侧)颗粒沉入集泥槽中，由于原水的不断进入，水体不断的上升，水体通过装置的导流作用，主要流动方向由侧向口一侧的半圆扩散上升，当上升到斜管区的时候，斜管沉降的颗粒落入锥形阻力板上，沿着锥体加速沉降，上升水流主要顺着斜管倾斜方向上升，上清液集水槽焊接筒体的一侧(严禁四周环形布置，和中间位置焊接，试验务必焊接在斜管倾斜方向相反的筒体一侧)，经过斜管沉降区进入上清液的层的水体，沿着斜管倾斜方向相反方向流入集水槽中，集水槽采用缓冲结构设计，避免进入集水槽中的水体因过快的流速带入部分颗粒进入集水槽中。
59.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。