CN108557937A - 一种组合式风叶结构吹脱填料 - Google Patents

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薛舜
宋武昌
王永磊
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Abstract

本发明公开了一种组合式风叶结构吹脱填料，包括框架、叶轮、柱销、上压板和下压板，所述框架为由九根方形空心柱和加强筋构成的镂空立方体结构，其底部设有底板；所述框架内整齐排列有四个叶轮组，每个叶轮组包括九层叶轮，所述叶轮中部设有中心孔，沿周均匀设置十个叶片，叶片与水平面的夹角在10°‑30°；所述九层叶轮通过柱销连接并可绕柱销转动；所述四个叶轮组上方通过上压板固定，其下方通过下压板固定。本发明的组合式风叶结构吹脱填料单体成立方体状，保证了填料单元的高强度，可以承受较大的水流冲击。本发明填料可拼接，且堆积规整，流道不易堵塞，大大提高了气液传质效率。

Description

一种组合式风叶结构吹脱填料
技术领域
本发明涉及一种给水处理的填料，尤其涉及一种用于去除地下水中卤代烃的吹脱填料，属于水处理技术领域。
背景技术
随着社会的进步，人类活动导致的地下水污染日趋严重，逐渐成为水资源短缺的主要原因。特别是随着化学工业的快速发展，地下水污染物种类逐年增加，尤其是卤代烃类等有机污染物，通过各种途径进入地下水，这类污染物因其高毒害、难治理成为当今世界共同关注的焦点问题之一。
曝气吹脱技术属于物理方法，利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差异，将挥发性组分不断由液相扩散到气相中，达到去除挥发性有机物的目的。曝气吹脱固定填料床系统中，原水一般从反应器上方均匀分布到填料层上，与从下方空气压缩机中进入填料层的气流充分接触，水流中易挥发的卤代烃类物质被气流带走，余下的水经过填料流出系统，原水得以净化。填料层作为曝气吹脱固定填料床的核心组成部分，影响着该工艺的处理效果和运行控制。因此，选择合适的填料对曝气吹脱固定填料床工艺的推广和应用意义重大，目前国内外曝气吹脱固定填料存在一些共同的缺点，如孔隙率小，填料通常随机堆积，流道曲折；而且在较长的实际运行过程中，会因为原水中的悬浮物、固体微粒而结垢堵塞。这些因素限制了曝气吹脱固定填料床在我国给水处理中的应用，因此开发一种好的填料势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种孔隙率大、比表面积大、可组合、可旋转、强度高的曝气吹脱固定填料床填料。
为解决这一技术问题，本发明提供了一种组合式风叶结构吹脱填料，包括框架、叶轮、柱销、上压板和下压板，所述框架为由九根方形空心柱和加强筋构成的镂空立方体结构，其底部设有底板；所述框架内整齐排列有四个叶轮组，每个叶轮组包括九层叶轮，所述叶轮中部设有中心孔，沿周均匀设置十个叶片，叶片与水平面的夹角在10°-30°；所述九层叶轮通过柱销连接并可绕柱销转动；所述四个叶轮组上方通过上压板固定，其下方通过下压板固定。
优选地，所述的框架外尺寸为200x200x200mm，其底板的厚度为2mm，采用PP材质制成。
优选地，所述叶轮的叶片呈螺旋状，十个叶片均匀地分布在外筒上，叶轮的外径为Ф90mm；所述外筒直径为Ф20mm，高为14mm，内筒高21mm，中心孔的直径为Ф10mm。
优选地，所述叶轮的外径Ф90mm，外筒Ф20mm，高14mm，中心孔Ф10mm，高21mm，叶片厚度1mm。
优选地，所述柱销尺寸为Ф5mmx195mm。
优选地，所述的加强筋截面尺寸为5x6mm，沿框架上下四周布置。
所述上压板上设有凸起，下压板上设有凹槽，填料单元之间可通过该凸起和凹槽拼接，实现填料单元之间的组合。
有益效果：本发明的组合式风叶结构吹脱填料单体成立方体状，采用PP材质，外框架、柱销、压板的牢固衔接保证了填料单元的高强度，可以承受较大的水流冲击。此外，填料可拼接，且堆积规整，流道不易堵塞，大大提高了气液传质效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的纵向剖面示意图；
图3为本发明的横向剖面示意图；
图4为本发明上压板的结构示意图；
图5为本发明下压板的结构示意图；
图6为本发明叶轮的立体效果图。
图中：1框架、2叶轮、3柱销、4上压板、5下压板；11方形空心柱、12加强筋、21中心孔、22叶片、23外筒、24内筒、41凸起、51凹槽。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
图1为本发明的结构示意图。
图2所示为本发明的纵向剖面示意图。
本发明提供了一种组合式风叶结构吹脱填料，包括框架1、叶轮2、柱销3、上压板4和下压板5。
所述框架1为由九根方形空心柱11和加强筋12构成的镂空立方体结构，其底部设有底板。
优选地，所述的框架1外尺寸为200x200x200mm，其底板的厚度为2mm，采用PP材质制成。
优选地，所述的加强筋12截面尺寸为5x6mm，沿框架上下四周布置。
图3所示为本发明的横向剖面示意图。
所述框架1内整齐排列有四个叶轮组，每个叶轮组包括九层叶轮2，叶轮2之间间隔合适，所述叶轮2中部设有中心孔21；九层叶轮2通过柱销3连接并可绕柱销3转动，增加了气液接触面积，传质效率得以提高。
所述叶轮2沿周均匀设置十个叶片22，叶片22与水平面的夹角在10°-30°。
所述叶轮2外径Ф90mm，外筒23Ф20mm，高14mm，内筒24高21mm，中心孔Ф10mm。
所述柱销3尺寸为Ф5mmx195mm。
图4所示为本发明上方压板的结构示意图。
所述四个叶轮组上方通过上压板4固定，上压板4上设有凸起41。
图5所示为本发明下方压板的结构示意图。
所述四个叶轮组下方通过下压板5固定，下压板5上设有凹槽51。
填料单元之间可通过该上压板4的凸起41和下压板5的凹槽51拼接，实现填料单元之间的组合。
图6所示为本发明叶轮的结构示意图。
所述叶轮2的叶片22呈螺旋状，十个叶片22均匀地分布在外筒23上，叶片22与水平面之间的倾斜角度10°-30°，叶轮2的外径为Ф90mm；所述外筒23高14mm，内筒24高21mm，中心孔21的直径为Ф10mm，叶片厚度1mm。
九个叶轮2通过柱销相连接，呈螺旋状连为一个叶轮组。
实施例
所述框架1：尺寸为200x200x200mm；由9根方形空心立柱支撑，底板厚度2mm，上下四周侧面为5x6mm加强筋，镂空布置；
所述叶轮2：九个为一组，每个叶轮2由10个叶片22组成；
所述叶片22：:外径Ф90mm，外筒Ф20mm，高14mm，中心孔Ф10mm，高21mm，叶片厚度1mm，十个叶片22均布；
所述柱销3：尺寸：Ф5mmx195mm，4件/组；
所述上/下压板4/5：外径94mm，厚度4mm。
本发明应用于曝气吹脱设备的实施例：
曝气吹脱设备由上端进水，下方为曝气装置，所述曝气装置包括三个固定曝气吹脱填料床，每个曝气吹脱填料床中设有一段填料层，填料层采用组合式风叶结构吹脱填料。该曝气吹脱设备进水方式又分为推流式和均匀喷洒式，从上方流下的水经过组合式风叶结构吹脱填料与下方上升的气流充分接触，组合式风叶结构吹脱填料组合规整，孔隙率高，具有整齐的流道，大大提高了气体和液流的通透性，组合式风叶结构吹脱填料中的叶轮2转动，大大增加了气液接触面积，提高了传质效率。
本发明的工作过程和工作原理：
由于叶片与水平面的夹角在10°-30°，在水流推动力的作用下发生转动，且转动速度(符号：n，单位：r/s)随水流流速(符号v，单位：m/s)的增大而增大，且有如下关系：v＝πnd，所以随着水体流量的增大，流速相应变大，进而叶片转速增大，流经填料的水与自下而上的气在转动的叶片上充分接触，传质过程得以高效完成。每个叶轮气液接触面积为S＝0.25πd2，每组有9层叶轮，相应的气液接触面积：S’＝2.25πd2，每个填料单元由4组叶轮组成，总的气液接触面积则为S”＝9πd2，若在水流推动力的作用下，叶轮转动起来，转动速度为n，则转动时的接触面积S”’＝9nπd2＝9vd。通常情况下，一般曝气吹脱塔的进水流速为0.7m/s–1m/s，而填料外径d＝9cm，则转动时的气液接触面积在0.57m2/s–0.81m2/s之间。与传统的固定填料相比，在相同接触时间内，气液接触面积明显提高，叶轮的转动促进了填料层中气液分布的均匀性，传质效率明显提升，由于该填料具有较大的孔隙率，完成传质之后的废水废气从孔隙中流出，保证了系统运行的连续性。
本发明的组合式风叶结构吹脱填料单体成立方体状，采用PP材质，外框架、柱销、压板的牢固衔接保证了填料单元的高强度，可以承受较大的水流冲击；填料比表面积较大，可以使液体在填料表面有较好的均匀分布性能，同时使气流能在填料层中均匀分布；此外，该填料具有较大的孔隙率，对去除卤代烃等易挥发性有机物具有较好的效果；此外，填料可拼接，且堆积规整，流道不易堵塞，大大提高了气液传质效率。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (6)

1.一种组合式风叶结构吹脱填料，其特征在于：包括框架(1)、叶轮(2)、柱销(3)、上压板(4)和下压板(5)，所述框架(1)为由九根方形空心柱(11)和加强筋(12)构成的镂空立方体结构，其底部设有底板；所述框架(1)内整齐排列有四个叶轮组，每个叶轮组包括九个叶轮(2)，所述叶轮(2)中部设有中心孔(21)，沿周均匀设置十个叶片(22)，叶片(22)与水平面的夹角在10°-30°；所述九个叶轮(2)通过柱销(3)连接并可绕柱销(3)转动；所述四个叶轮组上方通过上压板(4)固定，其下方通过下压板(5)固定。
2.根据权利要求1所述的组合式风叶结构吹脱填料，其特征在于：所述的框架(1)外尺寸为200x200x200mm，其底板的厚度为2mm，采用PP材质制成。
3.根据权利要求1所述的组合式风叶结构吹脱填料，其特征在于：所述叶轮(2)的叶片(22)呈螺旋状，十个叶片(22)均匀地分布在外筒(23)上，叶轮(2)的外径为Ф90mm；所述外筒(23)直径为Ф20mm，高为14mm，内筒(24)高21mm，中心孔(21)的直径为Ф10mm。
4.根据权利要求1所述的组合式风叶结构吹脱填料，其特征在于：所述柱销(3)尺寸为Ф5mmx195mm。
5.根据权利要求1所述的组合式风叶结构吹脱填料，其特征在于：所述的加强筋(12)截面尺寸为5x6mm，沿框架上下四周布置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的组合式风叶结构吹脱填料，其特征在于：所述上压板(4)上设有凸起(41)，下压板(5)上设有凹槽(51)，填料单元之间可通过该凸起(41)和凹槽(51)拼接，实现填料单元之间的组合。
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