CN207525036U - 一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备 - Google Patents

Abstract

一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，它涉及一种水力桨絮凝设备。本实用新型为了解决现有规饮用水处理絮凝技术存在(1)絮凝时间长；(2)药耗较大；(3)絮凝效果不理想；(4)絮凝池体积庞大，占地面积大，基建费用高；(5)絮凝池水头损失大的问题。本实用新型的进水管安装在反应池体的左侧，出水管安装在反应池体的右侧，多个隔板呈纵横交错布置并将反应池体内分割成36个竖井通道，进水从进水管的一端呈蛇形流向出水管一侧流出，溢流管与竖井通道的一侧连接，所述36个竖井通道中的每个竖井通道内沿竖井通道长度方向均布置多根桨轴，36个竖井通道中的桨轴上分三组不同的间距和数量转动布置的多个桨叶。本实用新型用于水处理。

Description

一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备

技术领域

本实用新型涉及一种水力桨絮凝设备，具体涉及一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，属于水处理领域。

背景技术

饮用水水质问题一直是人类最为关心的问题，在全球环境日益恶化，水资源匾乏的今天，饮用水的相关研究成为近年来国内外的热门课题之一。我国饮用水处理长期以来采用混凝、沉淀、过滤、消毒的传统工艺，该工艺主要去除悬浮物和细菌，而对于水中日益增多的可溶性有机污染物去除率较低。随着水源污染的加剧和各国饮用水水质标准的提高，可去除各种有机物和有害化学物质的饮用水强化常规工艺技术日益得到人们的重视。

絮凝工艺是水处理工艺的关键环节。絮凝效果的好坏直接影响到后续工艺的效果及负荷。所谓絮凝，就是通过物理化学作用，将原水中的胶体颗粒聚集并且逐渐变大，进而形成絮团的过程。这个过程主要通过压缩双电层、吸附架桥、电中和及网捕卷扫作用等环节完成。

现有絮凝工艺，无论是机械絮凝池还是水力絮凝池其实际使用效果都存在着一定的不足，絮凝效果不尽理想，形成的絮体沉降性时好时坏，当水质水量波动较大时这种状况尤为明显。造成这种现象的主要原因在于这些絮凝工艺所形成絮体的密度和粒度均较小，以至于在沉淀池中无法形成良好的沉淀效果。未能沉淀的絮体随水流流入后续过滤工艺，也会造成滤池负荷的增大。

可见目前传统常规饮用水处理絮凝技术主要存在(1)絮凝时间长；(2)药耗较大；(3)絮凝效果不理想；(4)絮凝池体积庞大，占地面积大，基建费用高；(5)絮凝池水头损失大的问题。

综上所述，现有规饮用水处理絮凝技术存在(1)絮凝时间长；(2)药耗较大；(3)絮凝效果不理想；(4)絮凝池体积庞大，占地面积大，基建费用高；(5)絮凝池水头损失大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有规饮用水处理絮凝技术存在(1)絮凝时间长；(2)药耗较大；(3)絮凝效果不理想；(4)絮凝池体积庞大，占地面积大，基建费用高；(5)絮凝池水头损失大的问题。进而提供一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备。

本实用新型的技术方案是：一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，它包括反应池体，它还包括进水管、出水管、溢流管、多个隔板、多根桨轴和多个桨叶，进水管安装在反应池体的左侧，出水管安装在反应池体的右侧，多个隔板呈纵横交错布置并将反应池体内分割成36个竖井通道，进水从进水管的一端呈蛇形流向出水管一侧流出，溢流管与竖井通道的一侧连接，所述36个竖井通道中的每个竖井通道内沿竖井通道长度方向均布置多根桨轴，36个竖井通道中的桨轴上分三组不同的间距和数量转动布置的多个桨叶。

优选地，每个竖井通道内沿竖井通道长度方向均布置四根桨轴。

优选地，36个竖井通道中按照水流方向算起：第1-13个竖井通道为第一组竖井通道，第14-26个竖井通道为第二组竖井通道，第27-36个竖井通道为第三组竖井通道；第一组竖井通道内的每根桨轴上沿桨轴长度方向等间距安装16个桨叶；第二组竖井通道内的每根桨轴上沿桨轴长度方向等间距安装8个桨叶；第三组竖井通道内的每根桨轴上沿桨轴长度方向等间距安装6个桨叶。

优选地，36个竖井通道中的每个竖井通道的相邻两根桨轴上的桨叶旋转方向不同。

优选地，每个竖井通道的相邻两根桨轴上的桨叶采用对称的旋转方式旋转。

优选地，桨叶包括轴套和多个叶体，多个叶体呈环形阵列的方式固定连接在轴套的外侧壁上。

优选地，多个叶体的数量为2个。

进一步地，它还包括放空管，放空管插装在靠近出水管一侧的反应池体中。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

本实用新型通过控制水力桨絮凝设备的内置桨叶布置形式，使絮凝池中湍流状态更加均匀，速度梯度分布更合理，在此状态下颗粒碰撞更加合理，最终絮体颗粒更加密实，粒度更加均匀，易于沉淀池的去除，使矾花可长大至要求的絮凝时间缩短一倍，絮凝效果提高1.5倍，较传统工艺节约反应池的有效容积50％以上，基建费用降低至少一半，药耗降低20％以上，水头损失降低30％以上。附图说明

图1是本实用新型的平面结构示意图。

图2是图1的剖面图。

图3是桨叶的轴测图。

图4是反应池内置桨轴3安装16个桨叶的结构示意图。

图5是反应池内置桨轴3安装8个桨叶的结构示意图。

图6是反应池内置桨轴3安装6个桨叶的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，它包括反应池体1，它还包括进水管5、出水管6、溢流管7、多个隔板2、多根桨轴3和多个桨叶4，进水管5安装在反应池体1的左侧，出水管6安装在反应池体1的右侧，多个隔板2呈纵横交错布置并将反应池体1内分割成36个竖井通道，进水从进水管5的一端呈蛇形流向出水管6一侧流出，溢流管7与竖井通道的一侧连接，所述36个竖井通道中的每个竖井通道内沿竖井通道长度方向均布置多根桨轴3，36个竖井通道中的桨轴3上分三组不同的间距和数量转动布置的多个桨叶4。

本实施方式的进水管5安装在反应池体1的端部，并与36个竖井通道中的第一个通道连通，便于进水顺利进入到反应池体1内。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每个竖井通道内沿竖井通道长度方向均布置四根桨轴3。如此设置，便于实现水流的充分混合。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式的四根桨轴3安装时，呈矩形阵列分布在每个竖井通道内。便于实现更加错综复杂的水流混合，便于保证湍流状态更加均匀。

具体实施方式三：结合图1、图4至图6说明本实施方式，本实施方式的36个竖井通道中按照水流方向算起：第1-13个竖井通道为第一组竖井通道，第14-26个竖井通道为第二组竖井通道，第27-36个竖井通道为第三组竖井通道；第一组竖井通道内的每根桨轴3上沿桨轴3长度方向等间距安装16个桨叶4；第二组竖井通道内的每根桨轴3上沿桨轴3长度方向等间距安装8个桨叶4；第三组竖井通道内的每根桨轴3上沿桨轴3长度方向等间距安装6个桨叶4。如此设置，速度梯度分布更合理，在此状态下颗粒碰撞更加合理，最终絮体颗粒更加密实，粒度更加均匀。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的36个竖井通道中的每个竖井通道的相邻两根桨轴3上的桨叶4旋转方向不同。如此设置，湍流状态更加均匀。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每个竖井通道的相邻两根桨轴3上的桨叶4采用对称的旋转方式旋转。如此设置，湍流状态更加均匀。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式桨叶4包括轴套4-1和多个叶体4-2，多个叶体4-2呈环形阵列的方式固定连接在轴套4-1的外侧壁上。如此设置，颗粒碰撞更加合理，絮体颗粒更加密实。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图3说明本实施方式，本实施方式的多个叶体4-2的数量为2个。如此设置，颗粒碰撞更加合理。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式还包括放空管8，放空管8插装在靠近出水管6一侧的反应池体1中。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

本实用新型的图1中的箭头所示为水流方向，沿水流方向将絮凝池分为1～36号竖井，各竖井当中均设置4组桨轴，径向相邻桨叶采用对称旋转方式；1～13个竖井同轴水力桨桨叶等距设置16个，14～26个竖井同轴水力桨桨叶等距设置8个，27～36个竖井中水力桨桨叶等距设置6个，桨叶均采用两叶水力桨。水力桨在水流的驱动作用下旋转，并在絮凝池中的连续分布形成了湍动强度从强到弱，又从弱到强的周期性变化过程，有利于絮体成长。水流通过水力桨时，水力桨起到了导流作用，并形成旋流。水流依次流经连续的水力桨，致使竖井中湍动能不断起伏变化。在水力桨处获得最大湍动能，产生大量微涡旋。而在两水力桨间的流动时，湍动能呈缓慢递减趋势。连续的水力桨形成的持续导流扰流作用，使得湍动能的增强衰减不断波动，有利于控制微涡旋的生成。同时受到桨叶壁面的影响，从而导致水流方向及流速分布的改变，并伴随流体微团间的动量传递，增加流体的湍流强度，提高了絮凝池中的传质速率和湍流扩散系数。相同直径的涡旋做旋转运动时，转速越大，受到壁面的影响越大；相同转速下的涡旋，旋转半径越小，受到壁面的影响越大；因此，絮凝初期涡旋的转速越高，直径越小絮凝剂的扩散传质效率越高。其次，组合涡形成了流层之间较大的流速差，造成流层中携带微粒的相对运动，从而增加了微粒的碰撞几率；最后，涡流的旋转作用形成离心惯性力，造成颗粒沿涡旋径向运动，从而增加了微粒的碰撞几率。以上因素有效地促进了水中颗粒的扩散、碰撞、凝聚。

本实用新型的工作原理为：水力桨通过水流作用而旋转，桨叶的迎水面和背水面压力随着桨转速的增加、恒定而相等，此时压力差为零。桨叶将水流动能量转换为桨叶旋转的机械能，进而推动水流流动，又将机械能转换为水流动能，水流经过桨叶时，能量损失微乎其微，整体能耗不会因桨叶数量的增加、形式的变化而发生明显的变化。同时，水力桨沿转动轴产生贯穿整个反应器的整体旋流，每个轴产生一个旋流，相邻轴所产生的旋流通过相对运动、剪切作用在整个反应器中产生完全均匀分布的微涡旋，通过水流中颗粒的非完全弹性碰撞，对已形成絮体的破坏很小，大大减少了絮体的二次絮凝过程，降低了絮凝剂投加量。

Claims (8)

1.一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，它包括反应池体(1)，其特征在于：它还包括进水管(5)、出水管(6)、溢流管(7)、多个隔板(2)、多根桨轴(3)和多个桨叶(4)，

进水管(5)安装在反应池体(1)的左侧，出水管(6)安装在反应池体(1)的右侧，多个隔板(2)呈纵横交错布置并将反应池体(1)内分割成36个竖井通道，进水从进水管(5)的一端呈蛇形流向出水管(6)一侧流出，溢流管(7)与竖井通道的一侧连接，所述36个竖井通道中的每个竖井通道内沿竖井通道长度方向均布置多根桨轴(3)，36个竖井通道中的桨轴(3)上分三组不同的间距和数量转动布置的多个桨叶(4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，其特征在于：每个竖井通道内沿竖井通道长度方向均布置四根桨轴(3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，其特征在于：36个竖井通道中按照水流方向算起：第1-13个竖井通道为第一组竖井通道，第14-26个竖井通道为第二组竖井通道，第27-36个竖井通道为第三组竖井通道；第一组竖井通道内的每根桨轴(3)上沿桨轴(3)长度方向等间距安装16个桨叶(4)；第二组竖井通道内的每根桨轴(3)上沿桨轴(3)长度方向等间距安装8个桨叶(4)；第三组竖井通道内的每根桨轴(3)上沿桨轴(3)长度方向等间距安装6个桨叶(4)。

4.根据权利要求3所述的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，其特征在于：36个竖井通道中的每个竖井通道的相邻两根桨轴(3)上的桨叶(4)旋转方向不同。

5.根据权利要求4所述的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，其特征在于：每个竖井通道的相邻两根桨轴(3)上的桨叶(4)采用对称的旋转方式旋转。

6.根据权利要求5所述的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，其特征在于：桨叶(4)包括轴套(4-1)和多个叶体(4-2)，多个叶体(4-2)呈环形阵列的方式固定连接在轴套(4-1)的外侧壁上。

7.根据权利要求6所述的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，其特征在于：多个叶体(4-2)的数量为2个。

8.根据权利要求1或7所述的一种基于内置桨叶布置特征的水力桨絮凝设备，其特征在于：它还包括放空管(8)，放空管(8)插装在靠近出水管(6)一侧的反应池体(1)中。