CN101780993B - 用于浅池气浮净水器的混合管组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于浅池气浮净水器的混合管组件，包括混合管和溶气水管，混合管与中心管连接，特征是：所述溶气水管斜插入混合管中，在溶气水管插入混合管的一端设置变角管，溶气水管的另一端设置释放器；所述变角管与一头大一头小的变径喇叭口相连，变径喇叭口与稳流管连接，所述变径喇叭口和稳流管，所述变角管、变径喇叭口和稳流管与混合管同心。本发明使净化率得到提高，COD、BOD的去除率提高；提高了设备的处理能力，减小了相对占地面积；另一方面降低了回流泵的功率，注意到回流泵的能耗在整个净水器的能耗中占大头，往往超过70％，故既使回流泵功率降低不多，也能收到较明显的节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种浅池气浮净水器，尤其是一种用于浅池气浮净水器的混合管组件。
背景技术
当前世界上最先进的超效浅池气浮净水器的结构如图1、2所示：
图1、2中：净化池13、回转架14、旋转接头15、软接头16、布水斗17、布水管18、回转驱动无级变速机19、防护罩20、撇泥勺21、防护板22、撇泥勺链罩23、撇泥勺驱动无级变速机24、跑道刮泥装置25、推杆26、吊挂槽管27、清水提升管28、推杆29、走道板30、吊挂槽管31、弧形梁32、吊挂螺杆33、后托轮34、定心轮35、撇泥勺托轮架36、驱动轮37、随动轮38、旋转桶39、水位调节装置40、水位调节桶41、污泥斗42、撇泥勺轴承座43、混合管44、视窗45、栏杆46、走道板挂脚47。
如图1、2所示：净水器的净化池13的池体(以下简称池体)为圆形盘状，上缘外圈带有环形跑道，下部为由纵、横筋板交联构成的托盘。为便于运输，池体一般制作为三片或五片(大直径时)，在安装现场组装拼接，只有在直径很小(一般为3.5m以下)，才制作为整体。图1、2示出的为三片结构。净水器的主要结构及工作原理如下：
污水由提升泵提升，自混合管45的下端接口进入，经释放器释放出微气泡后的溶气水则从混合管45侧面的斜管进入，两股水流经均匀混合后，依次经中心管、旋转接头15、软接头16，进入布水管18中。布水管18下方有数个落水管。每个落水管开口各有一个节流阀板，通过各自的螺杆及手轮，可对各落水管之出水量分配进行调节。布水斗17具有与布水管18上的落水管数量相对应的弧形隔断。每个弧形隔断的后方(指相对于旋转方向，见图1)各装有一个均流栅，而前方用隔断板与池体隔离。在隔断板的下部装有扫泥橡皮，可将不能上浮而下沉的固形杂质扫入池底部之沉淀斗中，定期打开排空管阀门排出。旋转桶40上装有四个或两个(小直径，小流量时)用于提升清水的提升管28，提升管28的下方有梯形开口。浮选体上浮分离后的清水借助旋转桶40内、外之水位差，经梯形开口流入提升管28，再进入旋转桶40与水位调节桶42之间的环形间隔内，小部份(约20％～30％)经回流管作为回流水经回流泵加压进入溶气系统，强制将空气溶入，制备溶气水；大部份经水位调节桶42上方溢流，由清水管排出。旋转桶40内外之水位差是由流体阻力自然形成的。水位调节桶42的作用是调节池中的水位高度，从而调节撇泥勺21撇入浮渣层的深度，控制撇起浮渣的含水率，满足压滤机之要求。旋转桶40下部装有密封橡皮，防止旋转桶40内外短路。水位调节桶42由固定桶、调节桶、调节装置等组成。调节桶借助调节装置可上、下调节高度，固定桶焊接在池底板上，固定桶与调节桶之间设有密封，调节装置有手动和电动两种结构，图1示出的为手动。污泥斗43的中心焊接中心管，中心管上方装配旋转接头15。污泥斗43之上方外缘焊接有定心法兰，斗体与中心管之间焊接有污泥管。污泥斗43焊接在池体的中心。回转架14的外端两边分别装有驱动轮和随动轮，均支承在池体上缘的环形跑道上，内端则通过后托轮支承35在污泥斗43上缘之定心法兰的上平面上，实现三点稳定定位。布水斗17、布水管18、旋转桶40均通过吊挂件悬吊在回转架14的下方，与撇泥勺21一起，共同构成旋转部件。回转架14上的驱动轮由无级变速机19驱动旋转，借助与跑道间的摩擦力的反力产生使旋转部件旋转的动力。回转架14上还设置有四个定心轮，它们沿污泥斗43上缘的定心法兰外圆滚动实现对旋转部件的定心。定心轮实际只需两个，设置四个是为了防止驱动电机误接线，旋转部件反转而发生事故。撇泥勺21由两叶或三叶锥台状的叶片构成，一端装有落泥管，每一个叶片都具有撇入螺旋角。撇泥勺21的外端通过轴头支承在固定于回转架14上的轴承座44上，另一端则通过滚道圈支承在固定于旋转架上的撇泥勺21的托轮架37的两个滚轮上。撇泥勺21通过固定在回转架14上的无级变速机24驱动旋转(图1示出的为链传动)，各叶片周期性地撇入浮渣层，撇起的浮渣(污泥)利用重力经落泥管流入污泥斗中，由污泥管排出。
净水器整体安装在“井”字型的梁架上。根据处理水量大小，通过无级变速机19调节旋转部件的旋转角速度，同时正确调整布水管18上各落水管之水量分配，可使自均流栅各点自布水斗17流出的水流速度(相对速度)与对应点布水斗17之旋转切线速度(牵连速度)大致相等(方向相反)，根据运动学原理，水流的绝对速度将基本为零，池中水体将基本静止不动！这就是所谓“零速度原理”。
超效浅池气浮净水器(以下简称净水器)均设置有混合管45。其作用是使污水与已释放出微气泡的溶气水(习惯上仍称为溶气水)实现较均匀的混合，同时提高微气泡捕捉粘附悬浮物(下面简写为SS)的几率，从而提高净化率。目前，国内外各种规格净水器采用的混合管结构如图3所示。图3中污水经提升泵提升，经混合管45下部接口进入，经释放器49释放出微气泡后的溶气水(以下称溶气水)则由混合管侧壁上的溶气水管50进入，溶气水管50中心线与混合管轴心线之交角α一般为30°。
研究和实验表明，这种结构的混合管存在严重缺陷；两股水流在混合管内发生较严重的冲击，导至微气泡长大。
微气泡是靠水的表面张力平衡气泡中空气分子热运动的撞击力才得以维持的。众所周知，水的表面张力很小(污水中由于有机污染物的存在，表面张力会有所增大，但仍嫌小)，故在净水器中，微气泡的稳定性是相当差的，超过一定强度的扰动就会使之破坏。
微气泡被破坏后，原气泡内的空气分子在常压下不可能重新溶入水中。如果破坏发生在水面附近，空气分子将迅速挥发进入大气，而在系统内，空气分子只能在某种核心聚集，重新形成气泡。
存在扰动的水中，存在大量的微旋涡，它们的中心压力较低，成为空气分子聚集的核心，聚集后重新形成的气泡明显大于释放器释放出的气泡。扰动越大，微旋涡中心的压力越低，空气分子的聚集量越大，重新形成的气泡直径越大！现有这种结构的混合管，由于存在冲击，扰动极大，会使释放出的微气泡变得相当大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于浅池气浮净水器的混合管组件，可使净化率得到较明显提高。
按照本发明提供的技术方案，所述用于浅池气浮净水器的混合管组件，包括混合管和溶气水管，混合管与中心管连接，其特征是：所述溶气水管斜插入混合管中，在溶气水管插入混合管的一端设置变角管，溶气水管的另一端设置释放器；所述变角管与一头大一头小的变径喇叭口相连，变径喇叭口与稳流管连接，所述变径喇叭口和稳流管，所述变角管、变径喇叭口和稳流管与混合管同心。
本发明的优点是：净化率得到较明显提高，COD、BOD的去除率提高更为显著。假若保持净化率不变，采用本发明所述的混合管后，可以较多地降低回流比，即减少处理后的出水回流到溶气系统的量。这一方面相对地提高了设备的处理能力，减小了相对占地面积；另一方面降低了回流泵的功率，注意到回流泵的能耗在整个净水器的能耗中占大头，往往超过70％，故既使回流泵功率降低不多，也能收到较明显的节能效果。
附图说明
图1为现有技术浅池气浮净水器俯视图。
图2为现有技术浅池气浮净水器剖视图。
图3为现有技术混合管的结构示意图。
图4为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图4所示：混合管包括中心管1、稳流管2、变径喇叭口3、变角管4、混合管5、溶气水管6、释放器7等。
本发明包括混合管5和溶气水管6，混合管5与中心管1连接，所述溶气水管6斜插入混合管5中，在溶气水管6插入混合管5的一端设置变角管4，溶气水管6的另一端设置释放器7；所述变角管4与一头大一头小的变径喇叭口3相连，变径喇叭口3与稳流管2连接，所述变径喇叭口3和稳流管2，所述变角管4、变径喇叭口3和稳流管2与混合管5同心。
本发明的工作原理：本发明选择适当的变径喇叭口3的角度，即适当的大小头比例，可以做到使两股水流在进入中心管1时基本同步，即流速基本相等，进一步减小了扰动。由于溶气水管6的插入，会产生一定的阻力，引起污水向上方偏流，即上方的流量及流速大于下方，但同时，溶气水由于惯性，也会在变角管4、变径喇叭口3及稳流管2中向上方偏流，结果是两股水流进入中心管1时仍能相对基本保持同步。由于部份污水在绕过插入混合管5中的溶气水管6时，会产生较强的紊流湍动，稳流管2可使这种紊流湍动在两股水于中心管1中混合时变得缓和。
Claims (1)
1.一种用于浅池气浮净水器的混合管组件，包括混合管(5)和溶气水管(6)，混合管(5)与中心管(1)连接，其特征是：所述溶气水管(6)斜插入混合管(5)中，在溶气水管(6)插入混合管(5)的一端设置变角管(4)，溶气水管(6)的另一端设置释放器(7)；所述变角管(4)与一头大一头小的变径喇叭口(3)相连，变径喇叭口(3)与稳流管(2)连接，所述变角管(4)、变径喇叭口(3)和稳流管(2)与混合管(5)同心。
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