CN114835222A - 一种用于污水处理的混合搅拌装置及混合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于污水处理的混合搅拌装置及混合方法，混合搅拌装置包括搅拌器和加药管，搅拌器包括驱动件、搅拌轴、混合件和第一搅拌叶片，驱动件与搅拌轴顶端连接；混合件包括底端封闭的壳体，壳体内形成混合腔，混合件的壳体底部设有出药孔；混合件同轴设置在搅拌轴上，且与搅拌轴固定连接；第一搅拌叶片设置在混合件的壳体外壁，且倾斜向下设置；加药管的出药端设置在混合腔中；还包括第一导流体，第一导流体设置在混合池内底部，且位于搅拌器的下方。本发明提供的混合搅拌装置及混合方法，进出水位置可根据来水方向和下游混凝反应区流态而任意设置，均可实现药剂的充分溶解以及避免短流现象，实现进水与药剂在混合区机械搅拌下快速混合。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种用于污水处理的混合搅拌装置及混合方法。
背景技术
污水处理中的高效沉淀池主要由混合区、混凝反应区、推流区、预沉淀区和沉淀区构成，而其中的混合区是高效沉淀池的第一道工序，对后续四道工序影响较大。混合区的混合是混凝剂与进水快速混合的过程，进水与药剂在混合区机械搅拌下实现快速混合。
混合区的流态有两种，第一种是上游来水从池底进水，上端出水，即“下进上出”流态，加药点设置在搅拌机叶轮下部的靠近进水口处。第二种流态是上游来水从池上部进入，下端出水，即“上进下出”流态，加药点设置在混合区的上部。具体采用哪种方式要根据来水方向和下游的混凝反应区的流态进行调整，前提是要避免短流现象的产生，否则药剂没有经过充分的混合就进入到混凝反应区，从而影响后续工序的稳定运行。因此，当加药点设置在上部时，只能采取“上进下出”的流态，同时受来水方向和下游混凝反应区流态的制约，否则需要采取相适宜的配套设施，以解决出现的短流现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于污水处理的混合搅拌装置及混合方法，进出水位置可根据来水方向和下游混凝反应区流态而任意设置，即可设置为“上进上出”、“下进下出”、“上进下出”和“下进上出”中的任意一种流态，均可实现药剂的充分溶解以及避免短流现象，实现进水与药剂在混合区机械搅拌下快速混合。
为解决上述技术问题，第一方面，本发明的实施例提供一种用于污水处理的混合搅拌装置，包括搅拌器和加药管，搅拌器安装在混合池内中上部；搅拌器包括驱动件、搅拌轴、混合件和第一搅拌叶片，所述驱动件与搅拌轴的顶端连接，用于驱动搅拌轴转动；所述混合件包括底端封闭的壳体，壳体内形成混合腔，混合件的壳体底部设有出药孔；混合件同轴设置在搅拌轴上，且与搅拌轴固定连接；第一搅拌叶片设置在混合件的壳体外壁，且倾斜向下设置；所述加药管的出药端设置在混合腔中；还包括第一导流体，第一导流体设置在混合池内底部，且位于搅拌器的正下方，第一导流体用于引导从上向下流动的流体向池壁方向流动。
作为本发明实施例的进一步改进，所述混合件的壳体上部呈上大下小的喇叭口状，混合件的壳体下部呈半球体状。
作为本发明实施例的进一步改进，所述混合件的壳体上部侧壁设有进水孔。
作为本发明实施例的进一步改进，所述第一导流体为上下两端封闭的空心回转体，第一导流体的侧面为向回转轴凸起的弧形结构，且第一导流体的直径从上向下依次增大。
作为本发明实施例的进一步改进，所述混合件的顶端高度位于混合池内静止液面高度之上200～400mm；第一搅拌叶片的最高高度位于混合池内静止液面高度之下。
作为本发明实施例的进一步改进，加药管的出药端设有第二搅拌叶片。
作为本发明实施例的进一步改进，所述加药管的出药端竖直设置，加药管的出药端管壁上设有调节体，调节体用于调节第二搅拌叶片与加药管出药端轴线之间的角度。
作为本发明实施例的进一步改进，还包括第二导流体，第二导流体为环形结构，环形结构的内壁面为向外向下凸起的环形弧面；第二导流体设置在混合池内池壁与底部连接处。
第二方面，本发明实施例提供一种利用上述用于污水处理的混合搅拌装置的搅拌方法，包括以下步骤：
步骤10)混合池中的水体由混合件底部的出药孔进入到混合件的混合腔中，此时，混合腔中的液面与混合池的液面高度相等；
步骤20)开启驱动件，驱动件驱动搅拌轴转动，并带动混合件同步旋转，设置在混合件上的第一搅拌叶片跟随混合件旋转；
步骤30)向混合件的混合腔中加入药剂，混合件旋转，使得药剂和混合腔中的水体混合，进行第一次稀释；
步骤40)第一次稀释后的混合液从混合件底部的出药孔流出，在旋转的第一搅拌叶片的作用下，混合液与混合池中的水体混合，进行第二次稀释；第一搅拌叶片旋转产生轴向流体，带动第二次稀释后的混合液从上向下运动，在向下运动过程中，第二次稀释后的混合液与混合池中内圈水流轴向混合，进行第三次稀释；
步骤50)第三次稀释后的混合液到达混合池底部后，冲击第一导流体，在第一导流体导向作用下，第三次稀释后的混合液向周向池壁运动，并与池底污水混合，进行第四次稀释；
步骤60)第四次稀释后的混合液接触到池壁后改变方向向上运动；如果进水管设置在混合池下部，经过第四次稀释后的混合液与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第五次稀释；如果排水管设置在混合池下部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动；经第五次稀释后的混合液在向上运动过程中，与混合池中外圈水轴向混合，进行第六次稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释；
如果进水管设置在混合池上部，经第四次稀释后的混合液向上运动过程中，与混合池中外圈水轴向混合，进行第五次稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释；经第五次稀释后的混合液流到进水管处时，与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第六次稀释；如果排水管设置在混合池上部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动；
步骤70)第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合件的阻挡作用下向内向下流动，进行循环混合稀释。
作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤70)具体包括：
第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合件壳体侧壁的引导下向下向内运动，部分混合液经混合件壳体侧壁上的进水孔进入混合腔中，与混合腔中新加入的药剂混合，进行稀释；稀释后的混合液再经混合件底部的出药孔流出，与直接沿混合件壳体侧壁向下向内运动的混合液混合，继续进行循环混合稀释
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明提供的一种用于污水处理的混合搅拌装置及混合方法，通过搅拌轴带动位于混合件和设置在混合件上的第一搅拌叶片转动。将药剂加入混合腔中，混合件转动，使得新加入的药剂在混合腔中进行第一次混合稀释；混合稀释后的混合液从混合腔底部的出药孔流出，在第一搅拌叶片作用下，与混合池中的水体进行第二次混合稀释；稀释后的混合液从上向下运动，向下运动过程中混合液和混合池中内圈水体进行第三次混合稀释；第三次稀释后的混合液到达混合池底部后，冲击第一导流体，在第一导流体导向作用下，混合液向四周池壁运动，并与池底污水混合，进行第四次混合稀释；第四次稀释后的混合液接触到池壁后改变方向向上运动；如果进水管设置在混合池下部，经过第四次稀释后的混合液与进水相碰撞，使得进水与混合液快速进行第五次混合稀释，加强混合效果；如果排水管设置在混合池下部并与进水管相对，向上流动的混合液阻止进水直接向排水管流动；经第五次稀释后的混合液在向上运动过程中，与混合池中外圈水进行第六次混合稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体，在不同高度进行径向混合稀释；如果进水管设置在混合池上部，经第四次稀释后的混合液向上运动过程中，与混合池中外圈水混合，进行第五次稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体，在不同高度进行径向混合稀释；经第五次稀释后的混合液流到进水管处时，与进水相碰撞，使得进水与混合液快速进行第六次混合稀释；如果排水管设置在混合池上部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动；第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合器的阻挡作用下向内向下流动，在混合池中进行循环混合稀释。每个循环过程中都会进行多次混合稀释，使得药剂和水体充分混合，药剂充分溶解于水中。采用本发明实施例的混合搅拌装置和混合方法，混合池的进出水位置可根据进水方向和下游混凝反应区的流态而任意设置，即可设置为“上进上出”、“下进下出”、“上进下出”和“下进上出”中的任意一种流态，不管是从下部流进的进水，还是从上部流进的进水，都会被循环流体带动向上流动进行循环混合稀释，并被阻止直接向水平方向的出口流动，实现进水与药剂的快速混合，避免短流现象。克服现有技术中当加药点设置在上部时，只能选用“上进下出”流态的局限。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的一种用于污水处理的混合搅拌装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中混合件的结构示意图。
图中有：驱动件1、混合件2、进水管3、搅拌轴4、第一搅拌叶片5、混合池6、排水管7、第二搅拌叶片8、计量泵9、加药管10、调节体11、第一导流体12、进水孔211、出药孔221。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
本发明实施例提供一种用于污水处理的混合搅拌装置，如图1所示，包括搅拌器和加药管10，搅拌器安装在混合池6内中上部。搅拌器包括驱动件1、混合件2、搅拌轴4和第一搅拌叶片5。驱动件1与搅拌轴4的顶端连接，用于驱动搅拌轴4转动。驱动件1固定在混合池6顶端，驱动件1可采用电机，电机与搅拌轴4的顶端连接。其中，如图2所示，混合件2包括底端封闭的壳体，壳体内形成混合腔，混合件2的壳体底部设有出药孔221。混合件2套设在搅拌轴4上，且与搅拌轴4固定连接。第一搅拌叶片5设置在混合件2的壳体外壁，且倾斜向下设置，形成轴流式叶轮。加药管10的出药端设置在混合腔中，加药管10用于向混合腔中加药剂。混合件2的壳体顶端具有开口，用于插入加药管10，并在加药管10固定不动时混合件2可顺利旋转。加药管10上设有计量泵9，以控制进入到混合池6中的药剂量，满足工艺的不同需求。本实施例的混合搅拌装置还包括第一导流体12，第一导流体12设置在混合池6内底部，且位于搅拌器的正下方，第一导流体12用于引导从上向下流动的流体向池壁方向流动。其中，根据混合池6的容积和现场工艺、结构特点，选择适宜的第一搅拌叶片5的直径、安装倾斜角度以及电机转速，使得第一搅拌叶片5转动产生足够动力，以使混合池上部内圈水流快速向下流动，冲击第一导流体12后向外向上流动，并能超过液面一定高度后向内向下流动，从而形成良好的环形循环流体。
上述实施例的用于污水处理的混合搅拌装置，混合件2的混合腔用于加入药剂，通过搅拌轴4带动混合件2和设置在混合件2上的第一搅拌叶片5转动。药剂加入混合腔中后，与混合腔中的水体跟随混合件旋转，药剂和水体进行第一次混合稀释。混合稀释后的混合液通过混合件2底部的出药孔流出，在高速旋转的第一搅拌叶片作用下，与混合池中的水体进行第二次高强度的混合稀释。然后混合液从上向下快速流动，向下运动过程中混合液和混合池中内圈水体进行第三次混合稀释,主要为轴向稀释。经过三次的混合稀释，此时药剂已经比较充分均匀混合溶解在水中，即使排水管7设置在混合池下部，混合液直接进入排水管7中，也不会对后续工序有明显的影响。
经第三次混合稀释后的流体到达混合池底部后，快速冲击第一导流体12，在第一导流体12导向作用下，混合液向四周池壁运动，并与池底污水混合，进行第四次混合稀释。第四次混合稀释后的混合液接触到池壁后改变方向向上运动。如果进水管设置在混合池下部，经过第四次稀释后的混合液与进水相碰撞，使得进水与混合液快速进行第五次混合稀释，加强混合效果。如果排水管设置在混合池下部并与进水管相对，向上流动的混合液阻止进水直接向排水管流动。经第五次稀释后的混合液在向上运动过程中，与混合池中外圈水进行第六次混合稀释，主要为轴向稀释。同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体，在不同高度位置进行径向混合稀释，流体流动过程中，轴向稀释和径向稀释不断溶入，大大加强混合效果。或者，如果进水管设置在混合池上部，经第四次稀释后的混合液向上运动过程中，与混合池中外圈水混合，进行第五次稀释，主要为轴向稀释。同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体，在不同高度位置进行径向混合稀释，流体流动过程中，轴向稀释和径向稀释不断溶入，大大加强混合效果。经第五次稀释后的混合液流到进水管处时，与进水相碰撞，使得进水与混合液快速进行第六次混合稀释。如果排水管设置在混合池上部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动。即使排水管7设置在混合池上部，已经经过六次混合稀释的流体流出也不会对后续工序有任何影响，克服了现有技术中进水管3和排水管7不能同时设置在上部或下部的不足。
向上流动的流体在惯性作用下继续向上超过液面，在自身重力和混合件作用下，流体向下向内流动。继续上述步骤，从而形成循环混合稀释，每个循环稀释过程中都会进行多次混合稀释，使得药剂和水体充分混合，药剂充分溶解于水中。
而现有技术中的高浓度的药剂直接进入到混合池中，通过来水的稀释，然后通过搅拌装置进行搅拌，其高浓度的药剂被搅拌装置迅速带走，会出现混合不均匀的现象，然后通过排水管流出。如果排水管7设置在下部，有一部分的较高浓度的药水直接从排水管流入到后续工序。即使经过不断的混合搅拌，最后趋于均匀，但是需要经过较长时间的搅拌混合，而在这期间仍有药剂源源不断的进入到混合池中，并且混合液随着排水管不断流入到下一工序的混凝反应区，因此在混合搅拌过程中始终会存在混合不均匀现象。
采用本发明实施例的混合搅拌装置，新加入的药剂在混合件2中进行第一次混合稀释，从混合件底部的出药孔流出在倾斜向上设置的第一搅拌叶片作用下进行第二次高强度的混合稀释，并从上向下快速流动，在向下流动过程中进行第三次混合稀释，到达混合池底部后在第一导流体作用下进行第四次混合稀释，经过四次混合稀释后使得药剂快速、充分溶解于水中。同时保证进入排水管的流体至少经过四次混合稀释。即使进水管3和排水管7都设置在混合池6的底部，由于第一导流体12设置在底部，避免了短流现象的产生。所以进出水位置可根据进水方向和下游混凝反应区的流态而任意设置，即可设置为“上进上出”、“下进下出”、“上进下出”和“下进上出”中的任意一种流态，不管是从下部流进的进水，还是从上部流进的进水，都会被循环流体带动向上流动进行循环混合稀释，并被阻止直接向水平方向的出口流动，实现进水与药剂的快速混合，避免短流现象。克服现有技术中当加药点设置在上部时，只能选用“上进下出”流态的局限。
作为优选例，如图2所示，混合件2的壳体上部呈上大下小的喇叭口状，混合件2的壳体下部呈半球体状。上部倒置的喇叭口状和下部半球体状，混合件2为上大下小、上开放下封闭的空心回转体，且壳体侧面为上部向上向内凸的弧面以及下部向下向外凸的弧面。具有两个优点：一是，混合件2壳体的横截面上大下小，混合腔中的药剂在旋转过程中不易溢出，从而保证药剂全部从底部的出药孔进入混合池上部中心位置，进行第二次和第三次混合稀释，快速溶解在混合池内圈的液体中。二是，当混合液刚刚向内即向传动轴4方向运动时，混合件2的弧形外壁起到导流作用，使得混合液顺着弧壁向下向内运动，且每个方向的混合液均向内下运动，流体轴向流动均匀流畅，阻止混合液向其他方向移动。因此，即使混合池的进水管3和排水管7都设置在上部，也不会产生短流现象，克服了现有技术中进水管和排水管不能都设置在上部的不足。同样的，此时加药点设置在上部，当进水管3设置在下部时，更不会影响药剂的充分稀释、混合，不会产生短流现象，相反地，加强了混合搅拌效果，克服了现有技术中的加药点设置在上部时，进水管应相应设置在上部的局限。
优选的，混合件2的壳体侧壁设有进水孔。进水孔有多个，多个进水孔位于同一水平面上，且均匀分布在混合件壳体一周。各进水孔的中心距为2d～4d，d为进水孔的直径。混合搅拌装置工作时，混合池6外圈产生从下向上的流体，当流体流动到液面时，流体由于其惯性而继续向上运动，然后在混合件2的壳体侧壁的引导下，再向下向内运动。在此过程中，混合件外的液体通过进水孔211进入到混合腔中，与混合腔中新加入的药剂进行混合，使得新加入的药剂实现第一次稀释。
进一步，最高进水孔的顶端高度位于混合池内静止液面高度之上，优选在静止液面高度之上0～200mm。其中，静止液面高度为搅拌装置未启动时混合池6中的液面高度。进水孔太高，外部从下向上的流体动力不足无法从进水孔中流入混合腔参与新加入药剂的混合稀释。进水孔太低，混合腔中的液体会从进水孔中流到混合池中而影响外部循环水流进入混合器中对新加入的药剂进行混合稀释。
作为优选例，第一导流体12为上下两端封闭的空心回转体，第一导流体12的侧面为向回转轴凸起的弧形结构，且第一导流体12的直径从上向下依次增大。当在第一搅拌叶片5作用下流体轴向快速向下运动到第一导流体12时，在第一导流体12弧面的引导下均匀地向混合池6的池壁周向运动，从而使流体在混合池的底部均匀对称的流动。同时，具有一定速度的向下运动的流体冲击第一导流体12，在连续曲面的反射下向池壁方向流动，从而有效阻止流体直接进入到排水管7。
优选的，本发明实施例的混合搅拌装置还包括第二导流体，第二导流体为环形结构，环形结构的内壁面为向外向下凸起的环形弧面。第二导流体设置在混合池内池壁与底部连接处。当第四次稀释后的混合液流到第二导流体处时，在第二导流体的弧面导向下，顺利改变方向向上流动，继续循环稀释。
作为优选例，混合件2的顶端高度位于混合池内静止液面高度之上200～400mm。若混合件2的顶端高度距离静止液面高度过高，向上流动的流体还未接触到混合件2壳体侧壁就在自身重力作用下向下流动，而向中心流动的强度减弱，从而影响混合池6中心的混合效果。若混合件2的顶端高度距离静止液面高度过小，由于流体向上超过液面高度较小，在混合器壳体侧壁导流作用下向下向内流动的流体势能较小，混合效果不好。第一搅拌叶片5的最高高度位于混合池内静止液面高度之下，才能保证第一搅拌叶片5的搅拌效果。
作为优选例，加药管10的出药端设有第二搅拌叶片8。第二搅拌叶片8在转动的混合件中，可对药剂和水体起到搅拌作用，使得药剂和水体能够很好的进行第一次混合稀释。
进一步优选，加药管10的出药端竖直设置，加药管10的出药端管壁上设有调节体11，调节体11用于调节第二搅拌叶片8与加药管出药端轴线之间的角度。第二搅拌叶片8通过紧固件设置在调节体11的转动轴上，第二搅拌叶片8可绕转动轴旋转，使第二搅拌叶片8形成不同的安装角度，同时使第二搅拌叶片8形成不同潜入深度，以调节第二搅拌叶片在混合腔中不同高度和不同半径处的搅拌效果，实现药剂第一次混合稀释的不同效果。
当混合池6中的加药量加大时，需要加大第二搅拌叶片8的搅拌强度。此时拧松固定件，将第二搅拌叶片8在转动轴上旋转一定角度，以增加第二搅拌叶片8的下端伸入药水的深度，以稳定第二搅拌叶片8的搅拌效果，使后续工序处于恒定的运行环境。当混合池6加药量减少时，需要减小第二搅拌叶片8的搅拌效果，防止高浓度的药剂溢出混合件2。此时拧松固定件，将第二搅拌叶片8在转动轴上反方向旋转一定角度，以减少第二搅拌叶片8的下端伸入药水中的深度，以稳定第二搅拌叶片的搅拌效果，使后续工序处于恒定的运行环境。
优选的，第一搅拌叶片5有2～3个，沿圆周均匀布设在混合件壳体下部的外圆面上。由于第一搅拌叶片5的数量为2～3个，提高第二次的混合效果，使药剂充分溶解于水中。
上述优选实施例的用于污水处理的混合搅拌装置的工作流程如下：
混合搅拌是高效沉淀池工艺的第一道工序，来水通过进水管3进入到混合池6内，混合池6中的水由混合器2底部的滤板进入混合器2中，此时，混合器2中的液面高度与混合池6的静止液面高度相等。
启动驱动件1，驱动件1驱动搅拌轴4转动，搅拌轴4带动位于混合腔中的第二搅拌叶片8和设置在混合件上的第一搅拌叶片5同步旋转。由于第一搅拌叶片5直径较小且倾斜向下设置，产生高速的轴向流体，带动内圈上部的液体向下流动，当具有一定流速的流体冲击到第一导流体12后，在第一导流体12作用下向四周池壁流动，接触到池壁后，液体改变方向，在混合池6的外圈向上流动，当流体运动到超过液面一定高度后向搅拌轴4方向运动。由于混合件2的壳体外壁设置为上大下小的弧形状，流体将顺着弧壁向下向内运动。到达混合池中部后又在第一搅拌叶片5的作用下向下运动，由此在混合池中形成上下循环水流。
开启计量泵9，药剂通过加药管10进入到混合器2中。
第二搅拌叶片8转动，对混合腔2中的高浓度药剂和水进行初次搅拌，使高浓度的药剂与水进行混合，进行第一次的稀释而形成较高浓度的混合液。
经过第一次稀释形成的较高浓度的混合液从混合器底部的出药孔221流出，均匀地进入到混合池中的上部中心位置，然后在第一搅拌叶片5的高强度的搅拌作用下，与混合池中的水体进行第二次混合稀释。经第二次稀释后的混合液在从上向下流动的流体带动下向下流动，在向下运动过程中，混合液和混合池中内圈水体混合，进行第三次稀释，主要为轴向稀释。同时，与混合池中外圈从下向上流动的水体的内侧流体进行冲击混合稀释。混合液到达混合池底部后，冲击第一导流体12，在第一导流体12导向作用下，第三次稀释后的混合液向四周池壁运动，并与池底污水混合，进行第四次稀释，使药剂充分溶解于水中，再一次的降低药剂混合液的浓度。
第四次稀释后的混合液接触到池壁底部的第二导流体后，在第二导流体导向作用下改变方向向上运动。如果排水管设置在混合池6下部，即使少量混合液进入排水管7，其是经过至少四次混合稀释后的混合液，药剂已经充分混合溶解在水中，不会对后续工序有较明显的影响。
如果进水管3设置在混合池6的下部，经过第四次稀释后的混合液与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第五次稀释。如果排水管设置在混合池6下部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动。经第五次稀释后的混合液在向上运动过程中，与混合池6中外圈水混合，进行第六次稀释，主要为轴向稀释。同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体，在不同高度位置进行径向混合稀释。流体流动过程中，轴向稀释和径向稀释不断溶入，大大加强混合效果。
或者，如果进水管3设置在混合池6的上部，经第四次稀释后的混合液向上运动过程中，与混合池6中外圈水混合，进行第五次稀释，主要为轴向稀释。同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体，在不同高度位置进行径向混合稀释，流体流动过程中，轴向稀释和径向稀释不断溶入，大大加强混合效果。经第五次稀释后的混合液流到进水管处时，与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第六次稀释。如果排水管设置在混合池上部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动，避免短流现象。此时进入排水管7的混合液是经过至少五次混合稀释后的混合液，药剂已经充分混合溶解在水中，不会对后续工序有任何影响。
当第六次稀释后的混合液流动到液面时，流体由于其惯性而继续向上运动，因此，其动态最高液面高度高于静止液面高度，当流体向上碰到混合件2后，在混合件2的壳体外壁的引导下，向下向中心位置运动。
流体在混合件2壳体侧壁引导下向下向内运动过程中，部分流体通过进水孔进入到混合器2中，与混合器中的流体和新加入的药剂混合，进行新加入药剂的第一次稀释。混合后的流体又经混合件底部的出药孔221流入混合池中，与直接沿混合件2壳体侧壁向下向内运动的混合液混合，继续进行循环混合稀释。
本发明实施例还提供一种利用上述用于污水处理的混合搅拌装置的搅拌方法，包括以下步骤：
步骤10)混合池6中的水体由混合件2底部的出药孔221进入到混合件2的混合腔中，此时，混合腔中的液面与混合池6的液面高度相等。
步骤20)开启驱动件1，驱动件1驱动搅拌轴4转动，并带动混合件2同步旋转，设置在混合件2上的第一搅拌叶片5跟随混合件旋转。
步骤30)向混合件2的混合腔中加入药剂，混合件2旋转，使得药剂和混合腔中的水体混合，进行第一次稀释。
步骤40)第一次稀释后的混合液从混合件底部的出药孔221流出，在高速旋转的第一搅拌叶片5的作用下，混合液与混合池中的水体混合，进行第二次稀释。第一搅拌叶片5转动产生高强度向下运动的流体，带动第二次稀释后的混合液从上向下快速运动，在向下运动过程中，第二次稀释后的混合液与混合池6中内圈水流轴向混合，进行第三次稀释，主要为轴向稀释。
步骤50)第三次稀释后的混合液到达混合池底部后，冲击第一导流体12，在第一导流体12导向作用下，第三次稀释后的混合液向四周池壁运动，并与池底污水混合，进行第四次稀释。
步骤60)第四次稀释后的混合液接触到池壁后改变方向向上运动。如果进水管设置在混合池6下部，经过第四次稀释后的混合液与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第五次稀释。如果排水管设置在混合池6下部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动。经第五次稀释后的混合液在向上运动过程中，与混合池6中外圈水混合，进行第六次稀释，主要为轴向稀释。同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释。
如果进水管设置在混合池6上部，经第四次稀释后的混合液向上运动过程中，与混合池6中外圈水轴向混合，进行第五次稀释，主要为轴向稀释。同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释。经第五次稀释后的混合液流到进水管处时，与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第六次稀释。如果排水管设置在混合池上部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动。
步骤70)第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合件2的阻挡作用下向内向下流动，进行循环混合稀释。
上述实施例的用于污水处理的混合方法，通过搅拌轴带动位于混合件和设置在混合件上的第一搅拌叶片转动。将药剂加入混合腔中，混合件转动，使得新加入的药剂在混合腔中进行第一次混合稀释；混合稀释后的混合液从混合腔底部的出药孔流出，在第一搅拌叶片高强度作用下，与混合池中的水体进行第二次混合稀释；稀释后的混合液从上向下运动，向下运动过程中混合液和混合池中内圈水体进行第三次混合稀释，主要为轴向稀释；第三次稀释后的混合液到达混合池底部后，冲击第一导流体，在第一导流体导向作用下，混合液向四周池壁运动，并与池底污水混合，进行第四次混合稀释；第四次稀释后的混合液接触到池壁后改变方向向上运动；如果进水管设置在混合池下部，经过第四次稀释后的混合液与进水相碰撞，使得进水与混合液快速进行第五次混合稀释，加强混合效果；如果排水管设置在混合池下部并与进水管相对，向上流动的混合液阻止进水直接向排水管流动；经第五次稀释后的混合液在向上运动过程中，与混合池中外圈水进行第六次混合稀释，主要为轴向稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释，流体流动过程中，轴向稀释和径向稀释不断溶入，大大加强混合效果；如果进水管设置在混合池上部，经第四次稀释后的混合液向上运动过程中，与混合池中外圈水混合，进行第五次稀释，主要为轴向稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释，流体流动过程中，轴向稀释和径向稀释不断溶入，大大加强混合效果；经第五次稀释后的混合液流到进水管处时，与进水相碰撞，使得进水与混合液快速进行第六次混合稀释；如果排水管设置在混合池上部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动；第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合器的阻挡作用下向内向下流动，在混合池中进行循环混合稀释。每个循环过程中都会进行多次混合稀释，使得药剂和水体充分混合，药剂充分溶解于水中。采用本发明实施例的混合搅拌装置和混合方法，混合池的进出水位置可根据进水方向和下游混凝反应区的流态而任意设置，即可设置为“上进上出”、“下进下出”、“上进下出”和“下进上出”中的任意一种流态，不管是从下部流进的进水，还是从上部流进的进水，都会被循环流体带动向上流动进行循环混合稀释，并被阻止直接向水平方向的出口流动，实现进水与药剂的快速混合，避免短流现象。克服现有技术中当加药点设置在上部时，只能选用“上进下出”流态的局限。
作为优选例，所述步骤70)具体包括：
第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合件2壳体侧壁的引导下向下向内运动，部分混合液经混合件壳体侧壁上的进水孔进入混合腔中，与混合腔中新加入的药剂混合，进行稀释。稀释后的混合液再经混合件底部的出药孔流出，与直接沿混合件2壳体侧壁向下向内运动的混合液混合，继续进行循环混合稀释。
混合液沿混合器2壳体侧壁向下流动过程中，部分混合液通过进水孔进入到混合器2中，与混合器中的新加入的药剂混合，使得新加入的药剂进行第一次稀释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于污水处理的混合搅拌装置，其特征在于，包括搅拌器和加药管(10)，搅拌器安装在混合池(6)内中上部；搅拌器包括驱动件(1)、搅拌轴(4)、混合件(2)和第一搅拌叶片(5)，所述驱动件(1)与搅拌轴(4)的顶端连接，用于驱动搅拌轴(4)转动；所述混合件(2)包括底端封闭的壳体，壳体内形成混合腔，混合件(2)的壳体底部设有出药孔(221)；混合件(2)同轴设置在搅拌轴(4)上，且与搅拌轴(4)固定连接；第一搅拌叶片(5)设置在混合件(2)的壳体外壁，且倾斜向下设置；所述加药管(10)的出药端设置在混合腔中；还包括第一导流体(12)，第一导流体(12)设置在混合池(6)内底部，且位于搅拌器的正下方，第一导流体(12)用于引导从上向下流动的流体向池壁方向流动。
2.根据权利要求1所述的混合搅拌装置，其特征在于，所述混合件(2)的壳体上部呈上大下小的喇叭口状，混合件(2)的壳体下部呈半球体状。
3.根据权利要求2所述的混合搅拌装置，其特征在于，所述混合件(2)的壳体上部侧壁设有进水孔。
4.根据权利要求1所述的混合搅拌装置，其特征在于，所述第一导流体(12)为上下两端封闭的空心回转体，第一导流体(12)的侧面为向回转轴凸起的弧形结构，且第一导流体(12)的直径从上向下依次增大。
5.根据权利要求1所述的混合搅拌装置，其特征在于，所述混合件(2)的顶端高度位于混合池内静止液面高度之上200～400mm；第一搅拌叶片(5)的最高高度位于混合池内静止液面高度之下。
6.根据权利要求1所述的混合搅拌装置，其特征在于，加药管(10)的出药端设有第二搅拌叶片(8)。
7.根据权利要求6所述的混合搅拌装置，其特征在于，所述加药管(10)的出药端竖直设置，加药管(10)的出药端管壁上设有调节体(11)，调节体(11)用于调节第二搅拌叶片(8)与加药管出药端轴线之间的角度。
8.根据权利要求1所述的混合搅拌装置，其特征在于，还包括第二导流体，第二导流体为环形结构，环形结构的内壁面为向外向下凸起的环形弧面；第二导流体设置在混合池内池壁与底部连接处。
9.一种利用权利要求1-8任意一项所述的用于污水处理的混合搅拌装置的搅拌方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤10)混合池(6)中的水体由混合件(2)底部的出药孔(221)进入到混合件(2)的混合腔中，此时，混合腔中的液面与混合池(6)的液面高度相等；
步骤20)开启驱动件(1)，驱动件(1)驱动搅拌轴(4)转动，并带动混合件(2)同步旋转，设置在混合件(2)上的第一搅拌叶片(5)跟随混合件旋转；
步骤30)向混合件(2)的混合腔中加入药剂，混合件(2)旋转，使得药剂和混合腔中的水体混合，进行第一次稀释；
步骤40)第一次稀释后的混合液从混合件底部的出药孔(221)流出，在旋转的第一搅拌叶片(5)的作用下，混合液与混合池中的水体混合，进行第二次稀释；第一搅拌叶片(5)旋转产生轴向流体，带动第二次稀释后的混合液从上向下运动，在向下运动过程中，第二次稀释后的混合液与混合池(6)中内圈水流轴向混合，进行第三次稀释；
步骤50)第三次稀释后的混合液到达混合池底部后，冲击第一导流体(12)，在第一导流体(12)导向作用下，第三次稀释后的混合液向周向池壁运动，并与池底污水混合，进行第四次稀释；
步骤60)第四次稀释后的混合液接触到池壁后改变方向向上运动；如果进水管设置在混合池(6)下部，经过第四次稀释后的混合液与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第五次稀释；如果排水管设置在混合池(6)下部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动；经第五次稀释后的混合液在向上运动过程中，与混合池(6)中外圈水轴向混合，进行第六次稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释；
如果进水管设置在混合池(6)上部，经第四次稀释后的混合液向上运动过程中，与混合池(6)中外圈水轴向混合，进行第五次稀释；同时，从下向上流动的混合液的内侧流体与从上向下流动的混合液的外侧流体进行径向混合稀释；经第五次稀释后的混合液流到进水管处时，与进水相碰撞，使得进水与混合液快速混合，进行第六次稀释；如果排水管设置在混合池上部并与进水管相对，向上运动的混合液阻止进水直接向排水管流动；
步骤70)第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合件(2)的阻挡作用下向内向下流动，进行循环混合稀释。
10.根据权利要求9所述的混合方法，其特征在于，所述步骤70)具体包括：
第六次稀释后的混合液流动到液面后，由于其惯性而继续向上运动，运动到一定高度后由于重力和在混合件(2)壳体侧壁的引导下向下向内运动，部分混合液经混合件壳体侧壁上的进水孔进入混合腔中，与混合腔中新加入的药剂混合，进行稀释；稀释后的混合液再经混合件底部的出药孔流出，与直接沿混合件(2)壳体侧壁向下向内运动的混合液混合，继续进行循环混合稀释。
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