CN114653242A - 旋流装置、含有旋流装置的絮凝器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理设备，特别是指一种旋流装置、含有旋流装置的絮凝器及其应用。旋流装置包括桨叶主轴及桨叶，桨叶在桨叶主轴上沿轴向间隔设置且沿径向分布；桨叶采用扇叶形状，还包括有设置于桨叶外侧的筒体，筒体顶部开口，筒体下部侧壁开设有与其内腔连通的进水管，桨叶主轴顶端及底端与筒体固定，筒体外壁间隔固定有翼片斜板，翼片斜板与水平面的夹角为α，45°≤α≤60°。本发明解决了现有技术存在的安装繁琐、絮凝效果差等问题。具有絮凝效果好、便于安装等优点。

Description

旋流装置、含有旋流装置的絮凝器及其应用

技术领域

本发明属于水处理设备，特别是指一种旋流装置、含有旋流装置的絮凝器及其应用。

背景技术

絮凝沉淀是水处理常规工艺中非常重要的工艺步骤，其絮凝效果直接影响着水处理的效果，完成絮凝沉淀工艺需要化学和水力两个条件：化学条件为向原水中投加絮凝剂，使原水中的悬浮小颗粒和胶体物质破稳，形成小絮体；水力条件是通过对水流约束形成合适的流速分布，小絮体在水流中相互碰撞凝聚和吸附絮凝，形成更加重实的大絮体，大絮体在重力的作用下下沉，最后达到固液分离的效果。目前市场上的絮凝沉淀池存在着水力搅拌能量损耗大等问题，急需一种新设备，对混凝沉淀效果进行改善。

申请人检索到的背景技术包括：

申请号为202110023113.3的专利文献中公开了一种螺旋微涡流絮凝器，由于絮凝器之间是用铁丝固定，需要手工将细钢丝横穿絮凝体，再依次串接，组装、安装非常繁琐，施工效率低拆装较为繁琐，而且长时间使用易导致絮凝器的整体布局变形，无法保证其絮凝效果。

申请号为202110480068.4的专利文献中公开了一种水处理用的模块式反应絮凝器以及制作方法，上述絮凝器的工作原理是依靠絮凝器内壁上的螺纹对水流起到扰动效果，由于絮凝器内壁上的螺纹较浅，无法使水流形成大的旋流，所以该絮凝器存在着水处理能力低、絮凝效果差的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种便于加工制作且具有更好物料混合效果的旋流装置。

本发明的目的之二在于包含旋流装置且易于与絮凝池池体装配的絮凝器，能够实现混合液在絮凝池内形成多次折流混合和扰动，在增加混合次数和无动力消耗的同时减少了药剂的投加量，缩短了反应沉淀时间，有效提升了絮凝效果。

本发明的目的之三是提供旋流装置或絮凝器在絮凝沉降中的应用。

本发明的整体技术解决方案是：

旋流装置，包括桨叶主轴及桨叶，桨叶在桨叶主轴上沿轴向间隔设置且沿径向分布；其特征在于桨叶采用扇叶形状，还包括有设置于桨叶外侧的筒体，筒体顶部开口，筒体下部侧壁开设有与其内腔连通的进水管，桨叶主轴顶端及底端与筒体固定，筒体外壁间隔固定有翼片斜板，翼片斜板与水平面的夹角为α，45°≤α≤60°。

含有旋流装置的絮凝器，包括隔板，隔板将每个絮凝池分隔成相对独立的腔体，每个腔体中设有旋流装置，旋流装置的筒体通过支架与絮凝池及隔板固定，筒体上的进水管通过隔板与上一腔体连通。

旋流装置或絮凝器在絮凝沉降中的应用。

本发明的具体技术解决方案还有：

为便于筒体与桨叶主轴的装配及拆卸维护，优选的技术实现手段是，所述的筒体与桨叶主轴顶部通过固定杆及固定块配接。

为便于水流在桨叶的导向作用下上升，并形成有效的扰动混合作用，优选的技术实现手段是，所述的同一径向上分布的桨叶和与其轴向间隔的桨叶在纵向投影上交错分布。

为对筒体上部流出的混合后的水流起到搅拌扰动作用，增强絮凝效果，优选的技术实现手段是，所述的翼片斜板为在筒体外壁上沿轴向间隔分布至少两层，每层翼片斜板在筒体外壁沿同一径向平面间隔分布。

为进一步提升搅拌扰动作用，更为优选的技术实现手段是，所述的相邻的两层翼片斜板的倾斜方向相反。

为便于对筒体内絮凝后产生的少量污泥进行分离，优选的技术实现手段是，所述的筒体底部开设有泥水分离缝。泥水分离缝优选采用在筒体下端面呈径向等角度分布。

为便于污泥的沉积及分离，优选的技术实现手段是，导流台整体呈锥状。

为便于桨叶主轴的安装以及与零部件的配合，优选的技术实现手段是，所述的导流台顶部开设有卡槽，桨叶主轴的底端插装于卡槽中。

减少进水压力的冲击，起到水流均匀向上通过筒体的作用，优选的技术实现手段是，所述的进水管的出水端向上弯曲。

为便于污泥的容纳及排出，优选的技术实现手段是，所述的筒体底部外侧设有用于容纳污泥的排泥斗，排泥斗底部通过污泥管与絮凝池外部连通。

各絮凝池之间优选采用如下方式装配，相邻的各絮凝池通过连通管依次首尾相连，位于各絮凝池首端腔体内的筒体的进水管与上一絮凝池的出水端连通，位于各絮凝池末端腔体内的絮凝池的池壁上开设有出水管，出水管与下一絮凝池连通。

本发明的工作原理如下：

投加药剂后的污水从进水管进入首个絮凝池的筒体内部后，进水管的末端向上弯曲，形成均匀向上布水，桨叶主轴固定在筒体的中心位置，桨叶主轴固定有桨叶，污水穿过桨叶螺旋上升，再从筒体上部溢流而出；筒体外壁上纵横交错安装着倾斜方向及角度不同的翼片斜板，污水沿翼片斜板螺旋流下后，通过各单元上的进水管流向下一个反应单元，完成第一个单元的絮凝反应，筒体内絮凝反应产生的少量污泥则通过泥水分离缝沉降至排泥斗后经污泥管外排。

桨叶、桨叶主轴、固定杆、固定块、翼片斜板、筒体首选PP或PE等轻质耐腐材料，根据水质酸碱性不同也可采用不锈钢等材质；

筒体上端内壁两侧焊接固定块，桨叶主轴的顶端焊接在固定杆的中心位置，固定杆与固定块通过螺栓固定，导流台顶部中心位置设有的卡槽可容纳桨叶主轴的底端插入其中。将固定块上的螺栓打开后，水平旋转固定杆，使之与固定块分开即可直接提取固定杆，从而桨叶主轴可从筒体中轻松移出；

在污水絮凝反应中可根据絮凝反应不同阶段的速度梯度，选配不同型号的旋流装置，串联组合高效完成絮凝反应。

为验证本发明的技术效果，申请人将本发明中的含有旋流装置的絮凝器应用于河北省蠡县留史镇某坑塘治理项目。

该坑塘治理项目处理量50m³/h，要求处理后的坑塘废水主要指标达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的V类标准，其中总磷(以P计)浓度小于等于0.4mg/L，悬浮物(SS)浓度小于等于10mg/L，该项目一体化沉淀器深度处理工艺段的具体处理数据如下：

指标	TP	SS
			进水(mg/L)	2.0	30
出水(mg/L)	0.3	12
			去除率	85％	60％

本发明中絮凝器的处理工艺与传统混凝工艺的对比数据如下：

指标	含有旋流装置的絮凝器	传统混凝工艺
			混凝剂投加量(mg/L)	20	30
絮凝剂投加量(mg/L)	2	2
			动力消耗(kw)	无	3.0
运行成本(元/吨水)	0.05	0.09
			反应沉淀时间	12min+12min+1.6h	20min+20min+2h

与传统混凝工艺对比，该项目中含有旋流装置的絮凝器的药剂投加量减少，无动力消耗，TP和SS去除率完全能够达到传统混凝工艺的去除率。此外，该项目反应沉淀时间短，结合含有旋流装置的絮凝器的结构设计，絮凝处理效果高，污泥产量仅为传统的80％左右,运行成本约为0.05元/吨水。

本发明所取得的实质性特点和显著技术进步在于：

1、桨叶沿桨叶主轴轴向间隔分布，且沿径向采用间隔且与相邻各层之间交错排列的方式，使水流螺旋上升，具有扰动混合的作用。

2、安装在筒体外层相互交错的翼片斜板对混合后的水流起到二次搅拌扰动的作用，增强了絮凝的效果。

3、混合器上的进水管末端向上弯曲，减少进水压力的冲击，起到水流均匀向上通过无动力混合器的作用，保证了絮凝的效果。

4、絮凝反应过程中产生的少量污泥可以通过筒体底部的泥水分离缝沉降至排泥斗，后经污泥管外排，避免筒体内部污泥沉积。

5、桨叶及桨叶主轴通过固定杆、固定块与筒体安装，运行过程中可直接拆卸安装，便于检修。

6、桨叶数量可调整，根据不同的工艺强度要求减少或增加数量；或采取不同的旋流装置或絮凝器布置方式，对强度进行调整，产生适合的混合梯度。

7、不同型号的旋流装置或絮凝器便于批量生产，尺寸及参数根据需要均可定做。操作简单，安装完成后，不需要其他人工操作，可自动达到混合絮凝过程。

附图说明

本发明的附图有：

图1是本发明中的桨叶结构示意图。

图2是桨叶与桨叶主轴的装配示意图。

图3是本发明中的筒体外形立体示意图。

图4是反应池外结构示意图。

图5是图4的A-A向视图。

图6是图4的B-B向视图。

附图中的附图标记如下：

1、桨叶；2、桨叶主轴；3、固定杆；4、固定块；5、翼片斜板；6、筒体；7、泥水分离缝；8、卡槽；9、导流台；10、支架；11、进水管；12、排泥斗；13、污泥管；14、隔板；15、絮凝池；16、出水管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书做出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

实施例

旋流装置，包括桨叶主轴2及桨叶1，桨叶1在桨叶主轴2上沿轴向间隔设置且沿径向分布；其特征在于桨叶1采用扇叶形状，还包括有设置于桨叶1外侧的筒体6，筒体6顶部开口，筒体6下部侧壁开设有与其内腔连通的进水管11，桨叶主轴2顶端及底端与筒体6固定，筒体6外壁间隔固定有翼片斜板5，翼片斜板5与水平面的夹角为α，45°≤α≤60°。

所述的筒体6与桨叶主轴2顶部通过固定杆3、固定块4及螺栓配接。

所述的同一径向上分布的桨叶1和与其轴向间隔的桨叶1在纵向投影上交错分布。

所述的翼片斜板5为在筒体6外壁上沿轴向间隔分布至少两层，每层翼片斜板5在筒体6外壁沿同一径向平面间隔分布。

所述的相邻的两层翼片斜板5的倾斜方向相反。

所述的筒体6底部开设有泥水分离缝7。泥水分离缝采用在筒体下端面呈径向等角度分布。

导流台9整体呈圆锥状。

所述的导流台9顶部开设有卡槽8，桨叶主轴2的底端插装于卡槽8中。

所述的进水管11的出水端向上弯曲。

含有旋流装置的絮凝器，包括隔板14，隔板14将每个絮凝池15分隔成相对独立的腔体，每个腔体中设有旋流装置，旋流装置的筒体6通过支架10与絮凝池15及隔板14固定，筒体6上的进水管11通过隔板14与上一腔体连通。

所述的筒体6底部外侧设有用于容纳污泥的排泥斗12，排泥斗12底部通过污泥管13与絮凝池15外部连通。

旋流装置或絮凝器在絮凝沉降中是这样应用的：相邻的各絮凝池15通过连通管依次首尾相连，位于各絮凝池15首端腔体内的筒体6的进水管11与上一絮凝池15的出水端连通，位于各絮凝池15末端腔体内的絮凝池15的池壁上开设有出水管16，出水管16与下一絮凝池15连通。

Claims (13)

1.旋流装置，包括桨叶主轴(2)及桨叶(1)，桨叶(1)在桨叶主轴(2)上沿轴向间隔设置且沿径向分布；其特征在于桨叶(1)采用扇叶形状，还包括有设置于桨叶(1)外侧的筒体(6)，筒体(6)顶部开口，筒体(6)下部侧壁开设有与其内腔连通的进水管(11)，桨叶主轴(2)顶端及底端与筒体(6)固定，筒体(6)外壁间隔固定有翼片斜板(5)，翼片斜板(5)与水平面的夹角为α，45°≤α≤60°。

2.根据权利要求1所述的旋流装置，其特征在于所述的筒体(6)与桨叶主轴(2)顶部通过固定杆(3)及固定块(4)配接。

3.根据权利要求1所述的旋流装置，其特征在于所述的同一径向上分布的桨叶(1)和与其轴向间隔的桨叶(1)在纵向投影上交错分布。

4.根据权利要求1所述的旋流装置，其特征在于所述的翼片斜板(5)为在筒体(6)外壁上沿轴向间隔分布至少两层，每层翼片斜板(5)在筒体(6)外壁沿同一径向平面间隔分布。

5.根据权利要求1所述的旋流装置，其特征在于所述的相邻的两层翼片斜板(5)的倾斜方向相反。

6.根据权利要求1所述的旋流装置，其特征在于所述的筒体(6)底部开设有泥水分离缝(7)。

7.根据权利要求1所述的旋流装置，其特征在于所述的筒体(6)底部设有导流台(9)整体呈锥状。

8.根据权利要求7所述的旋流装置，其特征在于所述的导流台(9)顶部开设有卡槽(8)，桨叶主轴(2)的底端插装于卡槽(8)中。

9.根据权利要求1所述的旋流装置，其特征在于所述的进水管(11)的出水端向上弯曲。

10.含有权利要求1-9中任一项所述的旋流装置的絮凝器，其特征在于包括隔板(14)，隔板(14)将每个絮凝池(15)分隔成相对独立的腔体，每个腔体中设有旋流装置，旋流装置的筒体(6)通过支架(10)与絮凝池(15)及隔板(14)固定，筒体(6)上的进水管(11)通过隔板(14)与上一腔体连通。

11.根据权利要求10所述的絮凝器，其特征在于所述的筒体(6)底部外侧设有用于容纳污泥的排泥斗(12)，排泥斗(12)底部通过污泥管(13)与絮凝池(15)外部连通。

12.如权利要求1-9中任一项所述的旋流装置或权利要求10-11中任一项所述的絮凝器在絮凝沉降中的应用。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于相邻的各絮凝池(15)通过连通管依次首尾相连，位于各絮凝池(15)首端腔体内的筒体(6)的进水管(11)与上一絮凝池(15)的出水端连通，位于各絮凝池(15)末端腔体内的絮凝池(15)的池壁上开设有出水管(16)，出水管(16)与下一絮凝池(15)连通。

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