浮动床承压式浊环水净化装置及净化方法与流程

本发明涉及浊环水处理，更为具体地，涉及一种浮动床承压式浊环水净化装置及净化方法。

背景技术：

1、钢铁冶金行业的浊环水处理工艺，是以物化法为主，包括混凝、絮凝、澄清、沉淀等物理和化学处理方法，因此，围绕混凝、絮凝、澄清、沉淀等进行技术创新，开发高效絮凝沉淀的物化处理技术是提高污水物化处理效率的关键所在，也是目前业内研究的难点。

2、传统水处理工艺是将混凝、絮凝、澄清、沉淀分别置于不同的工艺装备或者构筑物内。在药剂混凝反应过程中，一般设置机械搅拌，需要消耗一定的能量；在提高絮凝、澄清效果的技术措施方面，不管是采用内部污泥回流还是外加载体回流都需要增加污泥回流设备，也需要消耗一定的能量。污水经过一次提升进入传统常压物化处理装置，净化后的出水已经泄压造成一次提升泵的余能得不到充分的利用。常压物化净化装置出水需要流入一个吸水池，经过泵组二次提升进入冷却塔或后续处理设备，该过程还需要消耗额外二次提升的电能。

3、基于上述传统水处理工艺存在的占地面积投资大、以及电能消耗大、运行成本高的问题，本单位此前首创了承压式一体化冶金污水净化技术，并在钢铁行业大规模推广应用。该技术主要构思是将浊环水净化全过程统一在密闭承压式结构内完成，设备出水直接上冷却塔进行冷却，相比于传统水处理工艺减少了二次提升，不仅降低了工程的占地面积和投资，同时运行电能消耗大幅度降低，降低了水处理设施的运行成本。该技术将絮凝与沉淀技术集成于单台设备中，并且实现了污泥在设备内部回流利用，提高了药剂利用率，改善了絮凝沉淀效果，使出水水质较传统工艺得到了很大的提高，实现了水处理设施高度化方向发展，从而降低占地面积。在此技术的基础上，目前市场上陆续开发了各种不同样式的承压式一体化冶金污水净化装置，但是基本原理几乎没有变化。

4、例如，专利申请号为cn201010605762.6的专利，其公开了一种承压式一体化冶金污水净化处理装置，该专利提出的技术方案经过混凝沉淀后，水质可实现初步净化，但是仍有一部分悬浮颗粒物和油脂残留在水中；由于该专利提出的技术方案实质是一种絮凝反应器和沉淀组合的装置，絮凝反应过程依赖水力混合，混合的强度和进水量、流速相关，因此絮凝的效果存在变化，影响最终沉降效果；当设备进水水量变化较大，设备排泥对水体扰动时，沉淀在斜管内的污泥可能会被水流带出设备，在用水端设备内部、喷嘴内部产生沉积和堵塞；此外，设备在执行排泥时，并联在一起的其他设备出水从排泥设备的出水管返回一部分水冲击斜管填料将填料底部的污泥打散，设备结束排泥再次进水时，解体的污泥被水流带出设备。

5、又如，专利申请号为cn201820993898.0的专利，公开了一种承压式净化装置，该专利提供的方案经过混凝沉淀后，水质也可实现初步净化，但是仍有一部分悬浮颗粒物和油脂残留在水中；絮凝反应区动力偏弱，需要投加大量的药剂，未经充分反应的药剂产生后絮凝的问题，影响设备出水水质；当设备进水水量变化较大，设备排泥对水体扰动时，沉淀在斜板填料内的污泥可能会被水流带出设备，在用水端设备内部、喷嘴内部产生沉积和堵塞。斜板沉淀在一定的水力负荷和加药量条件下存在水质净化极限，当水质要求较高时，需要额外增加过滤设施进行进一步净化。

6、综上，现有的承压式一体化冶金污水净化技术一般存在絮凝反应不充分，出水仍然带有一定量悬浮物、油脂，并且携带絮体，当水质要求较高时，需要额外增加过滤装置的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种浮动床承压式浊环水净化装置及净化方法，以解决现有技术中，现有的承压式一体化冶金污水净化技术存在絮凝反应不充分，出水仍然带有一定量悬浮物、油脂，并且携带絮体；当水质要求较高时，需要额外增加过滤装置的问题。

2、本发明提供一种浮动床承压式浊环水净化装置，包括外壳、自下向上依次设置在所述外壳内部空间的污泥收集装置、旋流混凝装置、初净化装置和深度净化装置；其中，

3、所述旋流混凝装置包括进水导流筒和设置在所述进水导流筒底端口的导流环板；在所述进水导流筒的切线方向连接有进水管；所述导流环板设置在所述污泥收集装置的污泥入口上方；

4、所述初净化装置包括填料沉淀分离层和设置在所述填料沉淀分离层下方的污泥回流导流锥；所述污泥回流导流锥的锥顶朝上设置，所述污泥回流导流锥的底端设置在所述进水导流筒的顶端；在所述填料沉淀分离层的上方形成沉淀出水区；

5、所述深度净化装置包括设置在所述沉淀出水区侧壁为筛板结构的滤料斗结构、设置在所述滤料斗结构上方的滤板和设置在所述滤板底部的悬浮弹性滤料层；所述悬浮弹性滤料层由位于所述滤料斗结构内部的悬浮弹性滤料构成；所述滤料斗结构的内部空间形成滤料导流区；在所述滤板的上方形成滤后清水区；在所述滤后清水区设置有出水管。

6、此外，优选的方案是，还包括弹性滤料再生装置；所述弹性滤料再生装置包括滤料再生器筒体、自下向上依次设置在所述滤料再生器筒体内部空间的流化装置、清洗装置和提升装置；其中，

7、所述流化装置包括布水室、设置在所述布水室顶端的整流滤板、设置在所述布水室底端出口的连通管、以及分别连接在所述连通管两侧壁的再生水进水管和再生水下排水管；在所述滤料再生器筒体位于所述整流滤板上方的侧壁上设置有滤料导流管；所述滤料导流管与所述滤料斗结构的底部连接；

8、所述清洗装置包括围设在所述滤料再生器筒体外部的侧清洗配水室、设置在所述侧清洗配水室内的侧清洗喷嘴、连接在所述侧清洗配水室外侧壁上的侧清洗水管和设置在所述滤料再生器筒体内部的搅拌机构；所述侧清洗喷嘴的喷水端设置在所述滤料再生器筒体的内壁上；

9、所述提升装置包括螺旋提升管、设置在所述螺旋提升管内部的螺杆、与所述螺杆顶端连接的提升电机、设置在所述螺旋提升管底部侧壁上的集料口和与所述螺旋提升管上部侧壁连通的挤料管；所述集料口的集料端设置在所述滤料再生器筒体的内壁上，所述挤料管的出料端设置在所述滤料斗结构的内部。

10、此外，优选的方案是，在所述滤料再生器筒体上部侧壁设置有再生水上排水管；在所述再生水上排水管的进水端设置有格栅；在所述再生水上排水管上设置有再生水上排水阀。

11、此外，优选的方案是，所述搅拌机构包括搅拌轴和设置在所述搅拌轴下部的搅拌桨；在所述搅拌轴的顶端连接有搅拌电机；所述搅拌电机设置在所述滤料再生器筒体的顶端外侧；和或，在所述滤料导流管上设置有滤料排放阀；和/或，在所述再生水进水管上设置有再生水进水阀；和/或，在所述再生水下排水管上设置有再生水下排水阀；和/或，在所述侧清洗水管上设置有侧清洗水阀。

12、此外，优选的方案是，所述外壳为由壳体和设置在所述壳体顶端的封头合围形成的承压密封空间结构；所述出水管设置在所述封头的顶部；在所述出水管上设置有自动出水阀。

13、此外，优选的方案是，所述污泥收集装置为倒锥形体结构的泥斗；在所述泥斗下部侧壁上设置自动排泥管；所述泥斗的顶口贴合所述外壳的内壁设置；所述自动排泥管的排出口穿过所述外壳侧壁设置在所述外壳的外部；在所述自动排泥管上设置有自动排泥阀。

14、此外，优选的方案是，所述进水导流筒的外侧壁通过固定连接件固定在所述外壳的内侧壁上；所述导流环板的下端向内倾斜设置；和/或，所述进水管的进水端设置在所述外壳的外部；和/或，在所述进水管上设置有自动进水阀。

15、此外，优选的方案是，所述填料沉淀分离层包括填料支架和设置在所述填料支架顶部的斜管填料；所述填料支架的外周端部贴合所述外壳的内侧壁设置；和/或，所述污泥回流导流锥的底端与所述进水导流筒的顶端平齐。

16、此外，优选的方案是，所述滤料斗结构包括集料收集斗和围绕所述集料收集斗的顶口设置的过滤布水筛板；所述过滤布水筛板的上端贴合所述外壳的内侧壁设置；和/或，在所述滤板上设置有滤帽；在所述滤帽上开设有均匀的透水缝隙。

17、本发明提供一种浊环水净化方法，采用如上所述的浮动床承压式浊环水净化装置对浊环水进行净化处理，包括如下步骤：

18、步骤s1、待处理浊环水通过所述进水管沿着所述进水导流筒的切线方向进入所述进水导流筒内，带动所述进水导流筒内水流形成旋流；

19、步骤s2、在所述旋流作用下，所述待处理浊环水中部分粗颗粒固体被离心分离后，从所述进水导流筒的底部落入到所述污泥收集装置内；所述进水导流筒中剩余待处理浊环水翻过所述导流环板后沿所述进水导流筒与外壳内侧壁之间的腔体向上流动进入所述填料沉淀分离层；

20、步骤s3、进入所述填料沉淀分离层的待处理浊环水中的污泥被所述填料沉淀分离层拦截，并从所述填料沉淀分离层的填料上落下，通过所述污泥回流导流锥引流回所述进水导流筒与所述外壳内侧壁之间的腔体内，向下沉淀落入所述污泥收集装置中，未被所述填料沉淀分离层拦截部分作为初步净化浊环水进入所述沉淀出水区；

21、步骤s4、所述初步净化浊环水在所述沉淀出水区继续向上流动，通过所述滤料斗结构侧壁上的筛板结构进入到所述滤料斗结构内部，并与所述悬浮弹性滤料层接触，所述初步净化浊环水中的细小氧化铁悬浮颗粒物和油脂被所述悬浮滤料层吸附过滤，使所述初步净化浊环水得到深度净化；

22、步骤s5、所述悬浮弹性滤料层中的悬浮弹性滤料被细小氧化铁悬浮颗粒物和油脂污染吸附饱和后比重逐渐增加至大于1，比重大于1的悬浮弹性滤料克服浮力和上升水流的顶托下沉至所述滤料导流区，被所述滤料斗结构的侧壁拦截并推流至所述滤料斗结构的内部底端；深度净化得到的深度净化水通过所述滤板进入所述滤后清水区，由所述出水管排放。

23、从上面的技术方案可知，本发明提供的浮动床承压式浊环水净化装置及净化方法，通过在外壳的内部空间自下向上依次设置污泥收集装置、旋流混凝装置、初净化装置和深度净化装置，使待处理浊环水从进水管沿着进水导流筒切线方向进入，带动进水导流筒内部水流形成旋流，从而在进水导流筒内部将待处理浊环水中的部分粗颗粒固体离心分离除去，并借助重力作用落入下方的污泥收集装置内；进水导流筒中未被分离除去的部分翻过导流环板后沿进水导流筒与外壳内壁之间的腔体向上流动，经过初净化装置进行过滤，进一步拦截浊环水中的污泥，通过初净化装置过滤沉淀后的浊环水通过弹性悬浮滤料形成的悬浮弹性滤料层进行深度过滤，将水中残留的悬浮物、油脂、出水夹带的微小絮体和混凝产生的絮体过滤去除，以实现水质深度净化；有效避免出水中存在浮物、油脂、以及絮体，适用于对水质要求较高的处理工艺，无需额外增加过滤装置。

24、为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。