CN104692508B - 带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池及其絮凝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池及其絮凝方法。现亟需一套解决絮凝设备不能灵活调节和絮凝过程中絮凝体易被切碎的设计方案。本发明的絮凝池体被分割成n+1个廊道和一个沉淀池，除与沉淀隔板相邻的廊道外，其余每个廊道设有多个叶片涡旋发生器；本发明的絮凝方法为：原水和药剂在混凝管混合后流到絮凝池体中，湍流涡旋经过各个廊道后，经沉淀隔板的导流孔组进入沉淀池，絮凝不断积聚最终沉淀在沉淀池底部；不断调节叶片角度调整装置，出口处采集被处理的水样进行水浊度测量，得到与湍流的流量和流速大小相适应的叶片偏转角。本发明可根据水流流量和流速调节弧形叶片绕中心轴的转角，从而调节水流涡旋的大小、强度，促进絮凝过程。

Description

带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池及其絮凝方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池及其絮凝方法。

背景技术

人类进行水处理已经有相当多年历史。使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的，这一现象或操作称作絮凝。通常絮凝的实施靠添加适当的絮凝剂，其作用是吸附微粒，在微粒间“架桥”，从而促进集聚。

天然水中的悬浮物质及肢体物质的粒径非常细小。为去除这些物质通常借助于混凝的手段，也就是说在原水中加入适当的混凝剂，经过充分混和，使胶体稳定性被坏(脱稳)并与混凝剂水介后的聚合物相吸附，使颗粒具有絮凝性能。而絮凝池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体(絮粒)。因此，絮凝池设计是否确当，关系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影响后续处理的沉淀效果。

随着近几年来水质恶化事态的加剧，现有的市场对絮凝设备提出越来越高的要求。絮凝设备对混凝过程起决定影响。絮凝池种类也很多，常用的几种如下：①隔板絮凝池，②旋流孔室絮凝池，③折板絮凝池，④机械絮凝池，⑤网格和姗条絮凝池。其中，隔板式絮凝池分为往复式和回转式两种。往复式絮凝池絮凝效果好，构造简单，施工方便。

为了促进絮凝效果，有时人们会在絮凝池中添加一些絮凝设备，比如机械搅拌机。例如，中国专利号为201020145476.1、申请日为2010年03月29日的实用新型专利公开了一种絮凝池，包括相互连通的至少两级反应区，在每个反应区中均设有轴流式机械搅拌机，在轴流式机械搅拌机的外部套设有中心导流筒，中心导流筒的底部与反应区池体底部之间留有间隙，反应区后设有与反应区连通的连续絮凝区，在连续絮凝区的进水侧设有导流隔墙，并在连续絮凝区3的底部设有排泥管。该实用新型不但能与后续工艺中的沉淀池平滑衔接，絮体颗粒成熟，提高后续沉淀分离效能，而且涡流比例高，絮体颗粒密实，絮凝效果好，同时，该实用新型适应水量变化能力强，G值调整灵活，施工方便，维护简单。但是本装置中的机械搅拌机的叶片容易产生绕轴旋转的切大涡旋，产生的大剪切力不利于絮凝，降低了水处理效果。另外，各种不同叶片的涡旋发生器采用大型铸钢管段，使用时无法直管观察管内流动。

再如，中国专利号为201210165561.8、申请日为2012年05月25日的发明专利属于水处理设备，特别是指一种螺旋絮凝器；螺旋絮凝器包括支架，支架上纵向间隔设置有至少两组旋向相反的螺旋片，所述的螺旋片上、下两端与支架之间采用转动装配，所述的螺旋片外边沿上沿径向固定有条形叶片。螺旋絮凝器在折板式絮凝反应池中的应用，将螺旋式絮凝器安装于折板式絮凝反应池中相邻的两隔板之间。该发明解决了现有技术存在的应用局限性大、絮凝效果差、反应池占地面积大的问题，具有对水流的扰动效果好、反应池池占地面积小、安装简单以及节能等优点。但是该螺旋絮凝器不能根据水流的流量和流速进行灵活的调节，絮凝效果并不理想。

可见，现有市场上的絮凝设备比较老旧，很多参数按照以前的水质条件进行设计，且絮凝设备无法根据水的流量和流速进行灵活的调节；设备附近易形成较大的剪切力，使得已经生成的较大的絮凝体易被切碎。现在迫切需要一套能够解决絮凝设备不能灵活调节和絮凝过程中絮凝体易被切碎的设计方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术的不足，提出带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池及其絮凝方法，不仅可以产生较小的涡旋，有利于絮凝体的形成，而且可以根据水流流量和流速灵活地调节弧形叶片绕中心轴的转角，从而可根据絮凝过程的水力条件，调节水流涡旋的大小、强度，促进絮凝过程。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明中带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池，包括絮凝池体和叶片涡旋发生器；所述的絮凝池体设有入口和出口；絮凝池体被沉淀隔板和n块廊道隔板分割成n+1个廊道和一个沉淀池，其中，n≥3；所述的沉淀池与出口直接连通；所述的沉淀隔板开设有呈矩阵排布的导流孔组，相邻两块廊道隔板在不同侧开设通道口；除与沉淀隔板相邻的廊道外，其余每个廊道沿廊道长度方向间隔设置有多个叶片涡旋发生器；沿入口到出口的方向上，各个廊道里叶片涡旋发生器的个数从多到少，相邻叶片涡旋发生器的间隔从小到大。

所述的叶片涡旋发生器包括弧形叶片、叶片角度调节装置和连接杆；所述的叶片角度调整装置包括活动板和底板；两块底板平行设置；一排弧形叶片平行且间隔排布，底端均与底部的底板铰接，顶端均穿过顶部的底板；每片弧形叶片的顶端与一根摆杆的一端铰接，所有摆杆的另一端均与活动板铰接；两块底板之间的一排弧形叶片绕中心轴的转角呈公差不为0的等差数列变化，呈现百叶窗式结构；廊道里所有活动板的一端均与连接杆铰接；沿入口到出口的方向上，各个廊道里叶片涡旋发生器上的弧形叶片个数从多到少，相邻弧形叶片的间隔从小到大。

所述的弧形叶片呈长条形，其横截面呈弧形。

所述的连接杆上设有手柄。

本发明中带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池絮凝方法，具体步骤为：

步骤一、通过变频水泵收集需要进行处理的原水，将其贮存在原水箱；打开流量控制器，调节流量控制器出口处的水流流速在0.2～2m/s范围内。

步骤二、打开加药箱，使得药剂加入到水流管道中；打开和调节混凝管，原水和药剂在混凝管得到充分混合，并且产生湍流。

步骤三、经过混凝管的湍流通过入口流动到絮凝池体中，调节叶片角度调节装置，改变弧形叶片绕中心轴的转角，产生涡旋；湍流涡旋经过各个廊道后，经沉淀隔板的导流孔组进入沉淀池，絮凝不断积聚在一起，最终沉淀在沉淀池底部；处理好的水从出口流出。

步骤四、根据湍流流量和流速的大小，不断调节叶片角度调整装置进行试验，每次调节叶片角度调节装置后，等待8～10分钟，在出口处采集被处理的水样；用浊度仪对采集的水样进行水浊度测量，记录水浊度数值，最终得到与湍流的流量和流速大小相适应的叶片偏转角。

本发明的有益效果为：

（1）本发明的弧形叶片绕中心轴的转角可以根据水流的流量和流速进行灵活的调节，以适应水流的需要；

（2）弧形叶片的弧度设计，有利于形成更小的涡旋，从而有利于较大絮凝体的形成，且不易破坏已经形成的较大絮凝体；

（3）本发明从入口到出口的方向上，各个廊道里的叶片涡旋发生器布置的个数从多到少，各个叶片涡旋发生器上的弧形叶片个数从多到少，排列从密到疏，使得从入口到出口的方向上，产生的涡旋从大到小，形成的絮凝体从小到大，这样的设计更符合絮凝需要；

（4）百叶窗式的叶片涡旋发生器结构和叶片角度调节装置可方便、灵活地根据水质情况和絮凝情况适时的调节，有利于产生较小的涡旋，从而利于絮凝过程，增加了水处理的效率，提高了经济效益；

（5）絮凝池体最后一个廊道和沉淀池里没有添加叶片涡旋发生器，絮凝过程在倒数第二个廊道里结束，在最后一个廊道里实现较大的絮凝体和清水的分离；沉淀池进一步实现絮凝和清水的初期分离，提高水处理效果，为后续的絮凝沉淀过程做好初期准备；

（6）本发明中带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池结构简单，调节灵活方便，维修和清理方便，降低了成本，有效提高了水处理效率和经济效益。

附图说明

图1为本发明中带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池的一个侧视立体图；

图2为本发明中带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池的另一个侧视立体图；

图3为本发明中叶片涡旋发生器的结构立体图；

图4为本发明中弧形叶片的结构示意图；

图5为本发明的絮凝过程示意图。

图中：1、絮凝池体，2、廊道隔板，3、出口，4、入口，5、叶片涡旋发生器，6、沉淀池，7、沉淀隔板，7-1、导流孔组，8、通道口，9、叶片角度调节装置，10、弧形叶片，11、活动板，12、底板，13、手柄，14、连接杆，15、变频水泵，16、原水箱，17、流量控制器，18、混凝管，19、加药箱。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池，包括絮凝池体1和叶片涡旋发生器5；絮凝池体1设有入口4和出口3；絮凝池体被沉淀隔板7和n块廊道隔板2分割成n+1个廊道和一个沉淀池6，其中，n=9；沉淀池与出口3直接连通；沉淀隔板7开设有呈矩阵排布的导流孔组7-1，相邻两块廊道隔板2在不同侧开设通道口8；除与沉淀隔板相邻的廊道外，其余每个廊道沿廊道长度方向间隔设置有多个叶片涡旋发生器5；沿入口4到出口3的方向上，各个廊道里叶片涡旋发生器的个数从多到少，相邻叶片涡旋发生器的间隔从小到大。

如图3和4所示，叶片涡旋发生器5包括弧形叶片10、叶片角度调节装置9、手柄13和连接杆14；叶片角度调整装置9包括活动板11和底板12；两块底板12平行设置；一排弧形叶片10平行且间隔排布，底端均与底部的底板12铰接，顶端均穿过顶部的底板12；每片弧形叶片10的顶端与一根摆杆的一端铰接，所有摆杆的另一端均与活动板11铰接；弧形叶片10呈长条形，其横截面呈弧形；两块底板12之间的一排弧形叶片10绕中心轴的转角呈公差不为0的等差数列变化，呈现百叶窗式结构；廊道里所有活动板11的一端均与连接杆14铰接；连接杆14上设有手柄；沿入口4到出口3的方向上，各个廊道里叶片涡旋发生器上的弧形叶片个数从多到少，相邻弧形叶片的间隔从小到大。

如图1、3和5所示，采用带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池进行絮凝的方法，具体步骤为：

步骤一、通过变频水泵15收集需要进行处理的原水，将其贮存在原水箱16；打开流量控制器17，调节流量控制器17出口处的水流流速在0.2～2m/s范围内。

步骤二、打开加药箱19，使得药剂加入到水流管道中；打开和调节混凝管18，原水和药剂在混凝管得到充分混合，并且产生湍流。

步骤三、经过混凝管的湍流通过入口4流动到絮凝池体中，调节叶片角度调节装置9，改变弧形叶片10绕中心轴的转角，产生涡旋；湍流涡旋经过各个廊道后，经沉淀隔板的导流孔组进入沉淀池，絮凝不断积聚在一起，最终沉淀在沉淀池底部；处理好的水从出口3流出。

步骤四、根据湍流流量和流速的大小，不断调节叶片角度调整装置进行试验，每次调节叶片角度调节装置9后，等待10分钟，在出口处采集被处理的水样；用浊度仪对采集的水样进行水浊度测量，记录水浊度数值，最终得到与湍流的流量和流速大小相适应的叶片偏转角。

根据具体的水质条件、水流的流量和流速大小以及测得的水浊度数值，适时灵活地调节叶片角度调整装置，从而调节弧形叶片10绕中心轴的转角，提高了水处理的效率；同时，弧形叶片百叶窗式的设计在絮凝过程中有利于形成更小的涡旋和更大的絮凝，实现了优质的水处理效果。

Claims (4)

1.带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池，包括絮凝池体和叶片涡旋发生器，其特征在于：

所述的絮凝池体设有入口和出口；絮凝池体被沉淀隔板和n块廊道隔板分割成n+1个廊道和一个沉淀池，其中，n≥3；所述的沉淀池与出口直接连通；所述的沉淀隔板开设有呈矩阵排布的导流孔组，相邻两块廊道隔板在不同侧开设通道口；除与沉淀隔板相邻的廊道外，其余每个廊道沿廊道长度方向间隔设置有多个叶片涡旋发生器；沿入口到出口的方向上，各个廊道里叶片涡旋发生器的个数从多到少，相邻叶片涡旋发生器的间隔从小到大；

所述的叶片涡旋发生器包括弧形叶片、叶片角度调节装置和连接杆；所述的叶片角度调整装置包括活动板和底板；两块底板平行设置；一排弧形叶片平行且间隔排布，底端均与底部的底板铰接，顶端均穿过顶部的底板；每片弧形叶片的顶端与一根摆杆的一端铰接，所有摆杆的另一端均与活动板铰接；两块底板之间的一排弧形叶片绕中心轴的转角呈公差不为0的等差数列变化，呈现百叶窗式结构；廊道里所有活动板的一端均与连接杆铰接；沿入口到出口的方向上，各个廊道里叶片涡旋发生器上的弧形叶片个数从多到少，相邻弧形叶片的间隔从小到大。

2.根据权利要求1所述的带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池，其特征在于：所述的弧形叶片呈长条形，其横截面呈弧形。

3.根据权利要求1所述的带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池，其特征在于：所述的连接杆上设有手柄。

4.采用权利要求1、2或3所述的带弧形叶片涡旋发生器的絮凝池进行絮凝的方法，具体步骤为：

步骤一、通过变频水泵收集需要进行处理的原水，将其贮存在原水箱；打开流量控制器，调节流量控制器出口处的水流流速在0.2～2m/s范围内；

步骤二、打开加药箱，使得药剂加入到水流管道中；打开和调节混凝管，原水和药剂在混凝管得到充分混合，并且产生湍流；

步骤三、经过混凝管的湍流通过入口流动到絮凝池体中，调节叶片角度调节装置，改变弧形叶片绕中心轴的转角，产生涡旋；湍流涡旋经过各个廊道后，经沉淀隔板的导流孔组进入沉淀池，絮凝不断积聚在一起，最终沉淀在沉淀池底部；处理好的水从出口流出；

步骤四、根据湍流流量和流速的大小，不断调节叶片角度调整装置进行试验，每次调节叶片角度调节装置后，等待8～10分钟，在出口处采集被处理的水样；用浊度仪对采集的水样进行水浊度测量，记录水浊度数值，最终得到与相应湍流的流量和流速大小相适应的叶片偏转角。