申请日1996.11.22
公开(公告)日1998.06.03
IPC分类号B01D21/08; C02F1/52
摘要
本发明是一种自激式反应澄清水处理设备。由自激循环反应系统;沉降分离系统;排泥系统等组成。与现有的机械加速澄清池和水力循环澄清池相比:本发明的反应速度快,能量布置合理,反应质量高,出水效果好;药耗低,能耗少,原水适应范围宽;结构简单投资少,易维修。能广泛用于胶体物质的凝聚,除色和除臭,碱土盐类的去除、软化、降碱,除铁锰,污水化学处理等水质净化过程的理想水处理设备。
权利要求书
一种自激式反应澄清水处理设备，其特征在于：包括从设备顶部沿轴线向下进水的喷嘴(3);喉管(4)和自激混合反应室(5)连接于筒壳锥体(9)的底部;喉管置于自激混合反应室(5)内部与进水喷嘴(3)在同一轴线上;自激混合反应室(5)与第一反应室(7)之间由自激连管(6)连通;孔板反应器(16)均布于第一反应室(7)内部;间断反应器(17)均布于第二反应室(8)内部。
说明书
自激式反应澄清水处理设备
本发明属于一种泥渣循环型“自激式反应澄清水处理设备，能广泛用于投加化学药剂的所有净水过程。
目前，国内外最具经典性、里程碑性和权威性的泥渣循环反应澄清设备(装置)主要有两类：一类是1936年美国LnfiIco公司生产的机械加速澄清池AccelatorClarifier的原型和改进型;另一类是国际上四十年代末，在我国1960年建于嘉兴毛纺厂的第一台水力循环澄清池Circulalor Clarifier的原型和改良型。前者具有反应效果好，适应范围宽、药耗低;但投资大，运行电费高，结构较复杂等弱点。后者具有结构简单，投资和运行电费低;但药耗偏高(对流速、浊度，温度，启停时间等参数变化的)适应范围较窄等弱点。
本发明的目的是为了克服其不足，强化其优点而提供一种活泥利用率高，反应速度快，反应能量合理，混凝效果好，药耗低，原水适应范围宽，结构简单，投资运行费用低，易维修的自激式反应澄清水处理设备。
本发明的目的是通过以下技术措施实现的。以下结合附图一说明如下：
一种自激式反应澄清水处理设备，由自激循环反应系统，分离沉降系统，浓缩排泥系统等组成。
上述自激式反应澄清设备，其特征是所述的“自激循环反应系统”由进水管(1)经喷射加药管系(2)至设备顶部沿轴线向下安装喷嘴(3)，在筒罐锥体的底部(9)安装喉管(4)和自激反应室(5)，由自激连管(6)连通第一反应室(7)，第一反应室(7)内安装孔板反应器(16)，第一反应室外设第二反应室(8)，第二反应室内设间断环反应器(17)。
上述自激式反应澄清设备，其特征是所述的“分离沉降系统”由悬浮浓缩区(18)，斜板分离区(11)，清水稳定区(21)，轻型滤料区(19)，反冲管(20)，滤板组件(10)，集水槽(12)，出、溢水管(13)组成。
上述自激式反应澄清设备，其特征是所述的“浓缩排泥系统”是由浓缩泥斗(23)，泥斗门执行机构(22)，排泥管系(20)组成。
本发明提供的自激式反应澄清装置有以下突出的优点：
一、提高了反应速度
任何一个化学反应装置都涉及到两个最根本的问题：一是反应的快慢，即反应的速度问题;另一个是反应的程度，即反应物转化成生成物的问题。
由流体力学可知，任何抽吸系统的吸入负压场，都是以喉管轴线为中心向外减弱的。即离喉管口越近，负压越大，被吸入的力量越大。由化学反应速度基本公式：传统的“水力循环澄清池”抽吸回流时，不仅因上向流要消耗、减弱、散失主流能量;而且回流过程的絮团均处于悬浮运动过程，被吸入的活性絮团溶液不是最浓的，而是浓度偏低的悬浊液(见图2)。
由于本发明采用下向流进水，以惯性力和重力叠加的方式抽吸回流，不但避免了“水力循环澄清池”向上喷射进水时，主流能量为克服原有液体的重力和粘滞力而导致反应初期宝贵的能量的浪费，而且巧妙地利用了回流路线上源源不断沉淀于锥面，靠自重和喉管抽力沿壁周向下滑至锥体底部而变的很浓的活泥层。而锥底恰恰是下向流速水所形成的负压场中引力最大的场面(见图三)。被吸入的就不再是浓度偏低的悬浓液(2000～4000mg/l)，而是沿锥底滑下的活泥层(8000～25000mg/l)。由于大大提高了回流浓度质量，因而成倍地加快了反应速度。弥补了“水力循环澄清池”由于回流浓度[A1]低，导致反应速度慢的致命不足;为减少机械搅拌而带来的投资和运行电费的投入，充分利用给水自身的动能，提高反应速度探出了一条最佳途径。
2.优化了反应能量，提高了反应质量，扩大了适应范围。
经过五年多对上万组实验数据的整理，对比，八十多套图表曲线的归类筛选，对设备结构多达十六次的重大改型、优选，在反应各区段有针对性地配备了反应能量。本发明的能量指标既区别于英语文献记载的GT在104能量级(本发明在105能量级)、也区别于中国定型的絮凝池G在10～102s-1能量级(本发明G值在10～103s-1之间)。精心营造了一个最有利于絮团的生成、成长、长大的动力环境：
第一、与现存所有反应器(包括非泥渣循环反应装置)相比，本发明的初始反应功率有大幅度的提高。在自激室的反应功率P达542kg.m/sm3。充分利用了自有能量对药剂、污水、泥渣的搅拌、摩擦、挤压。不但激活了活性泥渣表面的电子层，也为初级絮粒与之进行的电子中和反应，使胶体能充分架桥成形。
第二、增大了反应强度。在整个反应区域的平均速度梯度G的上限均有较大突破(G值在10～103s-1之间)，促使胶体、活泥、初级絮粒在各反应段上碰撞机率增大。保证了生成的絮粒能迅速裹卷，快速长大。
第三、增加了反应广度。对各区段反应动力场的时间布局进行了精细的优化。除自激室(5)和自激室连管(6)的GT值在104能级以内外，其余各反应段的GT值均>104能级，在105～106范围内。保证了大絮团能稳定地成长，长大。增强了对不同原水胶体含量的适应范围。药耗至少可节约1/5。
三、结构简单，投资运行费用低，易维修。
本发明与“机械加速澄清池”相比，减少了机械搅拌等转动系统，设备结构简单，可节省可观的投资和运行电耗药耗费用，易维修。同时，由于混凝反应效果稳定，固液分离效率高，出水质量好。独特的浓缩排污系统为增大排污时间的适应性提供了条件。
