CN215924545U - 一种搅拌装置及搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种搅拌装置及搅拌系统，搅拌系统包括搅拌池以及安装在其中的搅拌装置。搅拌装置包括气管及剪切机构，气管具有相对设置的第一段和第二段，第一段具进气孔。剪切机构包括外壳和剪切部，外壳套设于第二段外，外壳的内壁与第二段的外壁间形成两端开口的混合区，剪切部位于混合区内。第二段的外壁设置有出气孔，出气孔位于剪切部下方，剪切部剪切出气孔排出的气体。气体由出气孔流出，进入混合区并流经剪切部剪切，气泡由少变多、由大变小，对混合区外的污水进行搅拌。同时，由于气提效应，泥水也会由混合区下端进入，并由上端流出，在混合区内实现混合，在循环进出的过程中，对混合区外的泥水也进行搅拌，污水的搅拌效果更好。

Description

一种搅拌装置及搅拌系统

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种搅拌装置及搅拌系统。

背景技术

污水处理是为了使污水达到排放至某一水体的水质要求或再次使用的水质要求而对其进行的净化过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、湿化、环保、城市景观、医疗、餐饮等多个领域。

在目前污水处理的工序中，特别是在缺氧段，往往要求对污水进行充分搅拌，以防止污泥沉淀，使污水与污泥进行混合，对两者共同进行处理。

一般现有的搅拌方式为机械搅拌和曝气搅拌。机械搅拌通过机械搅拌器实现，将机械搅拌器放入污水池中，使其运行从而对污水进行搅拌。但机械搅拌器的故障率较高，其一旦损坏，污水处理就无法正常进行。所以，对于机械搅拌器，往往要求对其进行定期检修。但由于机械搅拌器自身的重量以及水的压力，在检修时，人员将机械搅拌器从水中提拉出来存在难度，检修难度较大，而使用吊装设备对其进行提拉又会增加成本。

而对污水进行曝气搅拌一般采用穿孔曝气管实现，穿孔曝气管安装于污水池中，其一般不会出现损坏现象，但使用穿孔曝气管很难实现对污水的充分搅拌。

实用新型内容

本申请的在于提供一种搅拌装置及搅拌系统，能对污水进行更好地搅拌。

为实现上述目的，本申请采用以下技术手段：

本申请第一方面提供一种搅拌装置，包括气管以及剪切机构，气管具有相对设置的第一段和第二段，第一段具有进气孔。剪切机构包括外壳和剪切部，外壳套设于第二段外，且外壳的内壁与第二段的外壁之间形成两端具有开口的混合区，剪切部位于混合区内。第二段的外壁设置有出气孔，且出气孔位于剪切部下方，剪切部用于剪切出气孔排出的气体。

将搅拌装置安装于污水池中后，向气管中通入气体，气体经由进气孔进入气管内部并由出气孔流出，流出的气体在污水中上升，进入混合区并流经剪切部，剪切部对气体形成的气泡进行剪切，使气泡数量由少变多、气泡由大变小，经过剪切的气泡流出混合区后，对混合区外的污水进行一定搅拌。同时，由于气体流经混合区，使混合区内的污水密度小于混合区外的污水密度，在气体上升过程中，由于气提效应，混合区外的污水和污泥会由混合区的下端进入混合区，最终由混合区的上端流出混合区，污水和污泥不仅在混合区内实现剪切和混合，还在不断循环进出混合区的过程中，对混合区外的污水和污泥也进行搅拌，污水的搅拌效果更好。

进一步的，剪切机构的数量至少为三个，剪切机构的外壳互相重叠，出气孔位于最下层剪切机构的剪切部的下方。

剪切机构数量为不少于三个，由混合区下端进入混合区的污水和污泥以及由出气孔流出的气体形成的气泡在混合区至少经过三次剪切，增加气泡数量、减小气泡大小，经过剪切的气泡流出混合区后，对混合区外的污水的搅拌效果得以提升。且剪切机构的外壳互相重叠，在剪切部的作用下，使由于气提效应进入混合区的污水流经混合区的路径增长，进一步增强对污水的搅拌效果。

进一步的，剪切机构还包括内壳，内壳接触套设于第二段外且内壳位于混合区内，剪切部的两端分别连接外壳的内壁和内壳的外壁。内壳上设置有贯穿通道，贯穿通道与出气孔和混合区连通，且贯穿通道位于剪切部的下方。

内壳的设置，一方面使剪切机构与气管的安装更加方便，另一方面，还避免了在将剪切机构与气管进行安装时，剪切部与气管发生碰撞，造成剪切部或气管的损坏。同时，出气孔流出的气体经由贯穿通道进入混合区，再向上流经剪切部，保证对气体的剪切效果。

进一步的，每个剪切部包括至少三片同一水平面上间隔设置的剪切片，剪切片的两端分别连接外壳的内壁和内壳的外壁。间隔设置的剪切片使得剪切面增多，增加了对气体的剪切效果，以及对进入混合区的污水的混合效果。

进一步的，剪切片的数量为3-5片，且剪切片等距设置。剪切面数量处于适宜的范围内，同时剪切片等距设置，使气泡被均匀剪切，改善对气泡的剪切效果。

进一步的，每个剪切片均具有四个侧面，其中相对的两组端侧面分别为连接侧面和剪切侧面，一个连接侧面与外壳的内壁固定，另一个连接侧面与内壳的外壁固定。剪切片倾斜设置且剪切片的两个剪切侧面存在高度差。

剪切片形成一定的倾斜角度，气泡与污水流经剪切片时，给予气泡和污水相同的导向作用，使由每个相邻剪切片的间隙流出的气泡数量以及污水量保持一致，使气泡以及污水流出混合区时，均匀分散至混合区外的污水中，对污水进行更好且均匀的搅拌。

进一步的，相邻剪切部的剪切片错位设置。保证气泡在经过每一层剪切部的剪切片时均能被充分剪切，改善剪切效果。

进一步的，至少三个剪切机构的外壳一体成型。外壳无间隙，污水和污泥只能通过混合区的下端进入混合区，再由混合区的上端流出混合区，使进入混合区的污水和污泥搅拌更加充分。同理，进入混合区的气体也只能通过混合区的上端流出，改善对污水搅拌的效果。

进一步的，搅拌装置还包括锥形导流罩，锥形导流罩套设于气管外，并固定于内壳的上端，锥形导流罩位于混合区上方，锥形导流罩的开口较大一端朝向远离剪切机构的方向延伸。

剪切后的气泡以及混合后的污水会沿着锥形导流罩的延伸方向流出混合区，剪切后的气泡及混合后的污水的在导流罩的作用下扩散范围得以增大，扩大了对混合区外污水的搅拌范围，更利于对混合区外污水的搅拌。

本申请第二方面提供一种搅拌系统，包括搅拌池以及安装在搅拌池中的搅拌装置。根据搅拌装置的搅拌范围，按照一定方案安装于搅拌池中，即可对搅拌池中的污水进行搅拌。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例提供的搅拌系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的搅拌装置的主视图；

图3为本申请实施例提供的搅拌装置的剖视图；

图4为本申请实施例提供的剪切机构的第一示意图；

图5为本申请实施例提供的剪切机构的第二示意图；

图6为本申请实施例提供的锥形导流罩的结构示意图。

图标：100-搅拌系统；200-搅拌池；300-搅拌装置；310-气管；311-第一段；312-第二段；313-进气孔；314-出气孔；315-混合区；320-剪切机构；321-外壳；322-剪切部；323-剪切片；324-内壳；325-剪切侧面；326-连接侧面；327-贯穿通道；330-锥形导流罩。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

图1为本申请实施例提供的搅拌系统的示意图。请参阅图1，本申请实施例提供一种搅拌系统100，包括搅拌池200以及安装在搅拌池200中的搅拌装置300。本实施例中，搅拌池200为缺氧池，其可以是长方体形状，正方体形状，或柱形体形状，本申请不做限定。下面以搅拌池200为长方体形状为例进行说明。

该搅拌池200的宽度为2m-8m，长度为4.5m-15m。本实施例提供的单个搅拌装置300的搅动半径为0.6m-2m，单个搅拌装置300的搅动半径与搅拌装置300的尺寸相关。将搅拌装置300安装于搅拌池200中时，根据搅拌装置300的搅拌范围、搅拌池200的大小、形状以及搅拌要求，按照一定方案安装于搅拌池200中，使搅拌装置300的搅拌半径得以覆盖整个或部分搅拌池200，即可对搅拌池200中的污水进行相应搅拌。

本实施例要求对作为缺氧池的搅拌池200中的污水进行充分搅拌，所以，本实施例中，搅拌装置300呈两行排布，行距为1.2m-4m，搅拌装置300与搅拌池200池边的最短距离为0.6m-2m，每行安装四个搅拌装置300，相邻行的搅拌装置300错位安装。搅拌装置300的底端距离搅拌池200的池底10mm-300mm，所有搅拌装置300均安装在同一水平面上。

在需要对搅拌池200中的污水进行处理时，启动搅拌装置300，对搅拌池200中的污水进行均匀充分的搅拌。

在其他实施例中，搅拌池200也可以是厌氧池或好氧池等；搅拌池200的尺寸也可以与本实施例不同。需要搅拌装置300对其搅拌的搅拌池200均在本申请的保护范围之内。

图2为本申请实施例提供的搅拌装置的主视图，图3为本申请实施例提供的搅拌装置的剖视图。请参阅图1-图3，本实施例的搅拌系统100中的搅拌装置300包括气管310以及剪切机构320，气管310具有相对设置的第一段311和第二段312，第一段311具有进气孔313，第二段312的外壁设置有出气孔314，第二段312位于搅拌池200内。

图4为本申请实施例提供的剪切机构的第一示意图，图5为本申请实施例提供的剪切机构的第二示意图。请参阅图1-图5，剪切机构320包括外壳321和剪切部322，外壳321套设固定于第二段312外，外壳321的内壁与第二段312的外壁之间形成两端具有开口的混合区315，剪切部322位于混合区315内。气管310的出气孔314位于用于剪切出气孔314排出的气体的剪切部322下方。

气体由进气孔313进入气管310，从出气孔314流出，形成气泡，在混合区315内上升，在上升过程中，流经剪切机构320的剪切部322，被剪切部322剪切，使由混合区315端流出的气泡数量变多、大小减小，增加对污水搅拌的效果。气泡在混合区315上升被剪切的同时，混合区315内的污水密度小于混合区315外的污水密度，由于气提效应，混合区315外的污水和污泥会由混合区315的下端进入混合区315，最终由混合区315的上端流出混合区315，污水和污泥不仅在混合区315内实现混合和剪切，还在不断循环进出混合区315的过程中，使混合区315外的污水和污泥流动起来，增强对污水的搅拌效果。

为了增强对污水的搅拌效果，设置剪切机构320的数量至少为三个，相邻剪切机构320的外壳321互相重叠，且出气孔314位于最下层剪切机构320的剪切部322的下方。可选地，剪切机构320的数量可以为三个、四个、五个、六个、七个或八个。

在其他实施例中，出气孔314还可以位于任意上下相邻剪切机构320的剪切部322之间，且可以设置多层。例如，出气孔314可以位于下两层剪切机构320的剪切部322之间或/和位于下三层剪切机构320的剪切部322之间。

本实施例中，实现将外壳321的两端的重叠，只需将外壳321两端进行固定即可。外壳321的两端分别设置凸起件与之匹配的孔洞，通过凸起件与孔洞的凹凸配合，即可将外壳321进行安装固定。外壳321连接固定后，混合区315则由所有外壳321的内壁与第二段312的外壁之间形成。

在其他实施例中，外壳321两端的固定方式还可以是螺纹固定或者焊接等。或者，所有剪切机构320的外壳321还可以一体成型，这种情况下，相邻外壳321间无间隙，污水和污泥只能通过混合区315的下端进入混合区315，再由混合区315的上端流出混合区315，使进入混合区315的污水和污泥搅拌更加充分。同理，进入混合区315的气体也只能通过混合区315的上端流出，更利于污水的搅拌。

在其他实施例中，剪切机构320的数量也可以仅为一个或两个。

请继续参阅图2-图5，为了方便剪切机构320与气管310之间的安装，剪切机构320还设置内壳324，内壳324接触套设于第二段312外且位于混合区315内，内壳324上设置有贯穿通道，贯穿通道与出气孔314和混合区315连通，且贯穿通道位于剪切部322的下方。本实施例中，内壳324与外壳321均为圆环柱状，且同轴设置，剪切部322的两端分别连接外壳321的内壁和内壳324的外壁，气管310相应也为圆环柱状。

在其他实施例中，内壳324与外壳321的形状还可以是方环柱状，内壳324与外壳321的形状也可以不同，可以一个为圆环柱状，另一个为方环柱状。当内壳324的形状为方环柱状时，气管310可以设置为相应的方环柱状，也可以保持圆环柱状，当气管310为圆环柱状时，气管310外壁围绕形成的圆为内壳324内壁围绕形成的方形的内接圆。

本实施例中，外壳321与内壳324的高度一致，贯穿通道327为通孔，此时，出气孔314位于最下层剪切机构320的剪切部322的下方，且与贯穿通道327和混合区315连通。

在其他实施例中，相邻剪切机构320的连接固定不仅可以依靠外壳321间的重叠进行实现，还可以依靠相邻内壳324间的固定以实现。

在其他实施例中，所有剪切机构320的内壳324也可以一体成型。

在其他实施中，内壳324的高度还可以小于外壳321的高度，在将外壳321连接固定后，相邻内壳324之间会存在间隙，此时，无需在内壳324上额外增加通孔结构，两内壳324之间的间隙就是相邻剪切机构320的贯穿通道327形成的气体通道，此时，出气孔314可以位于下部两剪切机构320的内壳324之间。

内壳324的设置，不仅简化了剪切机构320与气管310之间的安装固定，还能在安装时，避免剪切部322与气管310发生碰撞，避免剪切部322或气管310发生损坏。出气孔314流出的气体经由贯穿通道进入混合区315，再向上流经剪切部322，保证对气体的剪切效果。

本实施例中，每个剪切机构320的剪切部322的结构以及其与外壳321等的固定方式均相同，下面对其中一个剪切机构320的剪切部322的结构进行详细说明。

请继续参阅图2-图5，每个剪切机构320的剪切部322具体包括至少两片同一水平面上间隔设置的剪切片323，本实施例中，剪切片323的数量为3-5片，且剪切片323等距设置，可选地，剪切片323可以为3片、4片或5片。剪切片323的两端分别连接外壳321的内壁和内壳324的外壁。

同时，为了与等距设置的剪切片323以及同轴设置的外壳321与内壳324相匹配，第二段312的外壁设置的出气孔314为2-6个，这些出气孔314可以均处于同一同平面上，也可以多层设置，每层上的所有出气孔314等距环绕设置且直径相同，均为5mm-20mm。

在上述结构的基础上，为了进一步改善剪切片323对气泡的剪切效果，使上下两层相邻剪切部322的剪切片323错位设置，保证气泡在经过每一层剪切部322的剪切片323时均能被充分剪切。

每个剪切片323均具有四个侧面，其中相对的两组端侧面分别为连接侧面326和剪切侧面325，一个连接侧面326与外壳321的内壁固定，另一个连接侧面326与内壳324的外壁固定。为了进一步改善对污水的搅拌效果，在将两连接侧面326分别与外壳321的内壁以及内壳324的外壁进行固定时，使剪切片323倾斜设置且剪切片323的两个剪切侧面325存在高度差。本实施例中，剪切片323的倾斜角度为5°-40°，可选地，倾斜角度可以为5°、10°、15°、20°、25°、30°或40°。

对剪切片323进行如上改进设置，剪切片323即可形成一定的倾斜角度，气泡与污水流经剪切片323时，给予气泡和污水相同的导向作用，使由每个相邻剪切片323的间隙流出的气泡数量以及污水量保持一致，使气泡以及污水流出混合区315时，均匀分散至混合区315外的污水中，对污水进行更好的、均匀的搅拌。

图6为本申请实施例提供的锥形导流罩330的机构示意图。请参阅图2-图6，为了扩大对混合区315外污水的搅拌范围，向搅拌装置300增加锥形导流罩330。其套设于气管310外，锥形导流罩330的锥部设置突出部，同时上层剪切机构320的内壳324的上端设置与突出部相匹配的凹槽，突出部与凹槽卡接，可将锥形导流罩330固定在内壳324的上端，同时位于混合区315上方，锥形导流罩330的开口较大一端朝向远离剪切机构320的方向延伸。

本申请实施例提供的搅拌装置300可采用碳钢、不锈钢、ABS或ABS与玻璃纤维复合材质制作而成。而材料的表面粗糙度则需要根据使用场景进行相应调整，如将该搅拌装置300应用于好氧池时，选择的材料的表面粗糙度较高，而将该搅拌装置300应用于缺氧或厌氧池中时，选择的材料的表面粗糙度则相应较低。本申请实施例提供的搅拌装置300对污水的搅拌方式如下：

气体经由气管310的进气孔313进入气管310，通过出气管310流出气管310，在污水中形成气泡，气泡通过贯穿通道均匀地进入混合区315内并上升，经由最下层的剪切部322的剪切片323至最上层剪切部322的剪切片323，进行多次剪切，形成数量较多、大小较小的多个气泡，并沿锥形导流罩330扩散流出混合区315，对混合区315外较大范围的污水进行搅拌。同时，气泡在混合区315内上升的过程中，混合区315内的污水密度小于混合区315外的污水密度，由于气提效应，混合区315外的污水和污泥会由混合区315的下端进入混合区315，在混合区315内实现混合与剪切，混合后的泥水同样沿锥形导流罩330扩散流出混合区315，在不断循环进出混合区315的过程中，对混合区315外较大范围的污水和污泥进行搅拌。

以上所述仅为本申请的一部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搅拌装置，其特征在于，包括气管以及剪切机构，所述气管具有相对设置的第一段和第二段，所述第一段具有进气孔；

所述剪切机构包括外壳和剪切部，所述外壳套设于所述第二段外，且所述外壳的内壁与所述第二段的外壁之间形成两端具有开口的混合区，所述剪切部位于所述混合区内；

所述第二段的所述外壁设置有出气孔，且所述出气孔位于所述剪切部下方，所述剪切部用于剪切所述出气孔排出的气体。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述剪切机构的数量至少为三个，所述剪切机构的所述外壳互相重叠，所述出气孔位于最下层所述剪切机构的所述剪切部的下方。

3.根据权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于，所述剪切机构还包括内壳，所述内壳接触套设于所述第二段外且所述内壳位于所述混合区内，所述剪切部的两端分别连接所述外壳的内壁和所述内壳的外壁；

所述内壳上设置有贯穿通道，所述贯穿通道与所述出气孔和所述混合区连通，且所述贯穿通道位于所述剪切部的下方。

4.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于，所述剪切部包括至少三片同一水平面上间隔设置的剪切片，所述剪切片的两端分别连接所述外壳的内壁和所述内壳的外壁。

5.根据权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，所述剪切片的数量为3-5片，且所述剪切片等距设置。

6.根据权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，每个所述剪切片均具有四个侧面，其中相对的两组所述侧面分别为连接侧面和剪切侧面，一个所述连接侧面与所述外壳的所述内壁固定，另一个所述连接侧面与所述内壳的所述外壁固定；

所述剪切片倾斜设置且所述剪切片的两个所述剪切侧面存在高度差。

7.根据权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，相邻所述剪切部的所述剪切片错位设置。

8.根据权利要求2-7任一项所述的搅拌装置，其特征在于，至少三个所述剪切机构的所述外壳一体成型。

9.根据权利要求3-7任一项所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括锥形导流罩，所述锥形导流罩套设于所述气管外，并固定于所述内壳的上端，所述锥形导流罩位于所述混合区上方，所述锥形导流罩的开口较大一端朝向远离所述剪切机构的方向延伸。

10.一种搅拌系统，其特征在于，包括搅拌池以及安装在所述搅拌池中的如权利要求1-9任一项所述的搅拌装置。

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