專利名稱：重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及解決農(nóng)村普通水廠結(jié)構(gòu)復(fù)雜管理難和無電力供應(yīng)的一體化凈水
設(shè)備，特別適用于農(nóng)村、廠礦、學(xué)校、部隊和應(yīng)急供水的依靠全水力自動控制的中小型自來 水廠建設(shè)。
背景技術(shù)：
目前我國沒有享受自來水的人數(shù)約5. 2億人，占農(nóng)村總?cè)丝诘?5%，但常規(guī)自來 水占地面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建設(shè)周期長，管理不便，許多農(nóng)村地區(qū)不適合建設(shè)常規(guī)自來水廠。 特別是農(nóng)村山區(qū)地區(qū)或應(yīng)急狀態(tài)，他們的水源地多數(shù)在山區(qū)，那里電力供應(yīng)困難，管理水平 低，經(jīng)濟效益差，不能建設(shè)常規(guī)水廠，為了解決這些問題，必須依靠山區(qū)的水源落差，建設(shè)全 水力自動控制的中小型自來水廠，才能解決這些飲用水問題。但多數(shù)一體化凈水裝置，結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，管理困難，適用性不強，設(shè)備之間結(jié)構(gòu)不緊湊的缺點，需要電力進行運營操作。研究適 合廣大農(nóng)村地區(qū)的重力式全水力自動控制一體凈水設(shè)備具有非常重要的現(xiàn)實意義，為農(nóng)村 地區(qū)提供合適凈水設(shè)備，將提高農(nóng)村供水保證率和衛(wèi)生安全飲用水。因此研究效果好、占地 小、安裝方便的重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，是解決農(nóng)村、廠礦、學(xué)校、部隊和應(yīng)急供水 的中小型自來水廠建設(shè)的有效措施。 我們研究的新型自來水重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，包括凈水設(shè)備的水源水
投加混凝劑裝置、折板混凝反應(yīng)室、斜板沉淀室、污泥收集室、砂濾室、虹吸反沖洗系統(tǒng)，其
特點在于所述凈水設(shè)備將常規(guī)自來水的混凝、沉淀、過濾、排泥、反沖洗集于一個園柱型濾
罐體內(nèi)，適用于中小型自來水廠凈化處理。當(dāng)水源水經(jīng)過管道與加藥泵的混凝劑混合，從罐
體中部進入反應(yīng)室，生成較大絮凝體緩慢上升到沉淀室，到達斜管沉淀區(qū)，從而達到沉淀與
分離，絮凝體下沉到污泥收集區(qū)，經(jīng)過沉淀室的凈化水經(jīng)過收集管到達砂濾室，砂濾后水質(zhì)
達到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求(濁度< 1NTU)，作為自來水使用。過濾開始時，隨著過濾
進行，濾層不斷截留懸浮物，使虹吸上升管中的水位逐漸升高，當(dāng)水位升高到水從虹吸輔助
管流下，將虹吸管中全部空氣帶走，形成連續(xù)虹吸水流此時濾層上部的壓力驟降，促進水箱
內(nèi)的水循著過濾水的相反方向進入虹吸管，濾料因而受到反沖洗，沖洗廢水由排水水封井
流到下水道。沖洗過程中，水箱內(nèi)水位逐漸下降，當(dāng)水位下降到虹吸破壞斗以下時，管口與
大氣相通，虹吸破壞，沖洗結(jié)束，過濾重新開始，達到凈化設(shè)備可循環(huán)使用。 常規(guī)自來水廠工藝復(fù)雜，占地面積大，管理復(fù)雜， 一次性建設(shè)不便于搬遷或易地再
用，水質(zhì)凈水過程需多級提升，不便于擴建、改造。個別虹吸無閥濾池一體化凈水設(shè)備，設(shè)備
之間結(jié)構(gòu)不緊湊，并且多數(shù)不密閉，還需求電力供應(yīng)進行運營操作，在設(shè)備內(nèi)需要建造反沖
水箱，成本高結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型一體化凈水設(shè)備的目的在于針對上述存在問題和不足，研究利用水源 水的高程進行全水力自動控制，科學(xué)布置，結(jié)構(gòu)緊湊，工藝完善，技術(shù)成熟，功能穩(wěn)定可靠的全密閉重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備。本實用新型重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，能 凈化不同濁度的水源水、凈水能力大、凈化效果好、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易安裝易操作。將凝聚、 沉淀、凈化等工序集于單一罐內(nèi)完成，減少占地面積和連接管路，關(guān)鍵是通過重力式虹吸無 閥一體化凈水設(shè)備解決了常規(guī)水廠需要多個反應(yīng)池、沉淀池、過濾池和依靠水泵進行制水 與反沖洗，也解決了常規(guī)的虹吸無閥濾池需要在濾池上方建造沖洗水箱，造價成本高等問 題，通過重力式虹吸無閥一體化設(shè)備實現(xiàn)了砂濾池的自動反沖洗和排坭作業(yè)。設(shè)備操作簡 單、維修方便，易組裝和移位，采用全水力自動控制系統(tǒng)運行等特點。 重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備可根據(jù)凈水能力的大小，制成不同罐體直徑，單 臺設(shè)備凈水能力可達3-100噸/時。能凈化不同濁度的源水，設(shè)備制造成本低，運行成本低， 操作簡單、維修方便、不需要電力供應(yīng)。可用于制造符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的生活用水和 工業(yè)用凈水，也可在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用。 本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 當(dāng)水源水經(jīng)過管道與加藥泵的混凝劑混合，進入罐體中部反應(yīng)室，生成較大絮凝 體緩慢上升到沉淀區(qū)，在斜管沉淀區(qū)達到沉淀與分離，絮凝體下沉到污泥收集區(qū)，經(jīng)過沉 淀區(qū)的凈化水經(jīng)過收集管到達砂濾區(qū)，砂濾后水質(zhì)達到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求(濁度 < 1NTU)，作為自來水使用。當(dāng)使用一段時間后，濾層不斷截留懸浮物，過濾水頭損失逐漸增 加，使虹吸上升管中的水位逐漸升高。當(dāng)水位升高到水從虹吸輔助管流下，將虹吸管中全部 空氣帶走，形成連續(xù)虹吸水流。此時，濾層上部的壓力驟降，促進罐體外水箱內(nèi)的水循著過 濾水的相反方向進入虹吸管，濾料因而受到反沖洗，沖洗廢水由排水水封井流到下水道。沖 洗過程中，水箱內(nèi)水位逐漸下降，當(dāng)水位下降到虹吸破壞斗以下時，管口與大氣相通，虹吸 破壞，沖洗結(jié)束，過濾重新開始，新的凈水周期開始。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式如圖1所示， 本實用新型的重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，包括設(shè)備罐體(1)和虹吸反沖洗 管道系統(tǒng)(5)組成，所述罐體(1)內(nèi)有混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2)、斜管沉淀區(qū)(3)、砂過濾區(qū)(4)，所 述混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2)上方為斜管沉淀區(qū)(3)、下方為過砂濾區(qū)(4)，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2) 通過待沉淀水的緩沖區(qū)(26)與斜管沉淀區(qū)(3)連接一起，所述斜管沉淀區(qū)(3)通過待濾水 連接管與U形管(34)與砂過濾區(qū)(4)相連接，所述虹吸反沖洗管道系統(tǒng)(5)通過待濾水進 水口與反沖洗水收集口 (57)和出水管(44)與罐體(1)相連接。 重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備為了能適應(yīng)各種水源水質(zhì)，去除源水中懸浮物、 有機物、微生物等物質(zhì)要求，保證凈化效果，達到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)。因 此，將采用常規(guī)自來水廠的凈水工藝應(yīng)用于重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備。水源水通過 自流進入混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2)的進水管(21)，在進水管中通過混凝加藥裝置(22)投加混凝 劑，在進水管(21)中進行管道混合(23)，進入析板反應(yīng)室(24)進行反應(yīng)混合，形成較大絮凝體的膠體，在反應(yīng)室出水口 (25)到待沉淀水的緩沖區(qū)(26)。含有膠體的待沉淀水進入 斜管沉淀區(qū)(3)，水經(jīng)過斜管(32)緩慢上升，顆粒沉降到污坭收集區(qū)(36)，經(jīng)過沉淀的水到 達待濾水收集區(qū)(33)，通過待濾水連接管與U形管(34)、U形管出水口 (35)和待濾水進水 口 (57)，到達罐體(1)內(nèi)的砂過濾區(qū)(4)，在石英砂(42)中過濾，進一步凈化，通過布水器 (41)到達出水區(qū)(43)，經(jīng)過出水管(44)到達水箱(510)，得到高質(zhì)生活飲用水。 設(shè)備使用一段時間后，石英砂(42)濾層不斷截留懸浮物，過濾水頭損失逐漸增 加，使虹吸反沖洗管道系統(tǒng)(5)中虹吸上升管(51)的水位逐漸升高，當(dāng)水位升高到水從虹 吸輔助管(55)流下，依靠水流通過抽水管(56)抽氣和挾氣作用使虹吸管真空增大，虹吸下 降管(52)等的作用，將虹吸管中全部空氣帶走，形成連續(xù)虹吸水流。此時，濾層上部的壓力 驟降，促進罐體外沖洗水箱(510)內(nèi)的水循著過濾水的相反方向進入虹吸管，濾料因而受 到反沖洗，沖洗廢水由排水水封井(59)流到下水道。沖洗過程中，水箱(510)內(nèi)水位逐漸 下降，當(dāng)水位下降到虹吸破壞斗(58)以下時，虹吸破壞管(53)把小斗中的水吸完，管口與 大氣相通，虹吸破壞，沖洗結(jié)束，過濾重新開始，新的凈水周期開始。
權(quán)利要求重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，其特征是是由罐體(1)內(nèi)混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2)、斜管沉淀區(qū)(3)、砂過濾區(qū)(4)和虹吸反沖洗管道系統(tǒng)(5)組成，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2)上方為斜管沉淀區(qū)(3)、下方為過砂濾區(qū)(4)，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2)通過待沉淀水的緩沖區(qū)(26)與斜管沉淀區(qū)(3)連接一起，所述斜管沉淀區(qū)(3)通過待濾水連接管與U形管(34)與砂過濾區(qū)(4)相連接，所述虹吸反沖洗管道系統(tǒng)(5)通過待濾水進水口與反沖洗水收集口(57)和出水管(44)與罐體(1)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，其特征在于上述混凝反 應(yīng)系統(tǒng)(2)有進水管(21)、混凝加藥裝置(22)、管道混合(23)、析板反應(yīng)室(24)、反應(yīng)室出 水口 (25)、待沉淀水的緩沖區(qū)(26)，所述混凝反應(yīng)系統(tǒng)(2)的上方為斜管沉淀區(qū)(3)，待沉 淀水的緩沖區(qū)(26)和斜管支撐系統(tǒng)(31)與斜管(32)相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，其特征在于上述斜管 沉淀區(qū)(3)有斜管支撐系統(tǒng)(31)、斜管(32)、待濾水收集區(qū)(33)、待濾水連接管與U形管 (34)、U形管出水口 (35)、污坭收集區(qū)和排污管(36)，所述待濾水收集區(qū)(33)通過待濾水 連接管與U形管(34)、U形管出水口 (35)和待濾水進水口 (57)與砂過濾區(qū)(4)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，其特征在于上述砂過濾 區(qū)(4)有布水器(41)、石英砂(42)、出水區(qū)(43)、出水管(44)、出水口與反沖水入口 (45)、 待濾水進水口與反沖洗水收集口 (57)，所述砂過濾區(qū)(4)通過出水口與反沖水入口 (45)、 待濾水進水口與反沖洗水收集口 (57)與虹吸反沖洗管道系統(tǒng)(5)相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，其特征在于上述虹吸反沖 洗管道系統(tǒng)(5)有虹吸上升管(51)、虹吸下降管(52)、虹吸破壞管(53)、強制沖洗管(54)、 虹吸輔助管(55)、抽氣管(56)、待濾水進水口與反沖洗水收集口 (57)、虹吸破壞頭(58)和 水封井(59)、以及水箱(510)和水箱出水口 (511)，所述虹吸反沖洗管道系統(tǒng)(5)的虹吸上 升管(51)與U形管出水口 (35)、待濾水進水口與反沖洗水收集口 (57)、虹吸輔助管(55)、 虹吸破壞管(53)和虹吸下降管(52)相連，虹吸輔助管(55)與抽氣管(56)、強制沖洗管 (54)相連，虹吸破壞管(53)通過虹吸破壞頭(58)與水箱(510)相連接。
專利摘要重力式虹吸無閥一體化凈水設(shè)備，涉及供水設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是解決農(nóng)村普通水廠結(jié)構(gòu)復(fù)雜管理難和無電力供應(yīng)的問題，所述凈水設(shè)備包括自來水水源水投加混凝劑裝置、折板混凝反應(yīng)室、斜板沉淀室、污泥收集室、砂濾室、虹吸反沖洗管道系統(tǒng)，其特點在于所述凈水設(shè)備將常規(guī)自來水的混凝、沉淀、過濾、排泥集于一個園柱型罐體內(nèi)，通過虹吸反沖洗管道系統(tǒng)進行制水和反沖洗，實現(xiàn)全水力自動控制的一體化凈水設(shè)備，適用于中小型自來水廠無電力供應(yīng)的凈化處理。
文檔編號C02F1/52GK201447399SQ20092005291
公開日2010年5月5日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者周志紅, 甘臻 申請人:甘臻