一种可调式水处理混凝反应系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适应原水水质水量变化的可调式水处理混凝反应系统，主要包括机械混合池和水力絮凝池，所述机械混合池与水力絮凝池间的高度差大于机械混合池与水力絮凝池间水头损失；所述水力絮凝池外围设有周边环绕式进水渠，上部设有出水渠，底部设有放空管和排泥管；所述机械混合池通过连接管道与所述周边环绕式进水渠相连通，连接管道上设有阀门，周边环绕式进水渠底部设有若干个进水管，进水管与水平方向形成夹角，且进水管设有若干个开孔。该发明专利技术可以根据实际的水质水量情况，通过装置本身的构造特点，并结合相应的调节方式，对G值进行调节，以起到更好的混凝效果，实现节能，具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝反应装置制造及应用
，具体是一种可根据水质水量进行速度梯度调节的机械混合池-水力型絮凝池相结合的新型水处理混凝反应系统。
技术介绍
在给水处理过程中，自药水和水均匀混合直至大颗粒絮凝体形成的过程为混凝，混凝由混合和絮凝两部分组成，且均通过相应的设备促进完成。其中，混合设备的基本要求是：药剂与水的混合必须快速均匀。絮凝设备的基本要求是：原水与药剂混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体，从而实现沉淀分离的目的。在絮凝阶段，主要依靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，通常以速度梯度G值和GT值作为控制指标。 G = p μ ]]>G——速度梯度，s-1μ——水的动力粘度，Pa·sp——单位体积流体所耗功率，W/m3当采用机械搅拌时，式中p值有机械搅拌器提供，当采用水力絮凝池时，式中p为水流本身能量消耗。在混凝过程中，所施功率或G值愈大，颗粒碰撞速率愈大，絮凝效果愈好。但G值增大时，水流剪力也随之增大，已形成的絮凝体又有破碎可能，所以必须控制好G值的变化过程。絮凝过程中，絮凝尺寸逐渐增大，变化幅度达几个数量级。由于大的絮凝体容易破碎，故自絮凝开始至絮凝结束，G值应逐次减小。采用机械搅拌时，搅拌强度应逐渐减小；采用水力絮凝时，水流速度应逐渐减小。在机械混合过程可通过改变搅拌的转速进行G值的调节；在水力型絮凝池中可通过控制水流流速进行对G值的调节。目前，我国常用的混合设备包括水泵混合，管式混合和机械混合。水泵混合，通常用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合，但间距超过一定范围时，原水在长距离管道输送过程中，可能过早地在管中形成絮凝体，出现破碎难再聚集的现象，不利于后续絮凝；管式混合，可能因流量过小，管内流速过低，出现混合不充分、混合效果不好的问题；机械混合池的混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规模的水厂，可根据水质水量的情况灵活调节搅拌速率以提高出水水质。絮凝池主要有机械搅拌式和水力搅拌式。机械搅拌式是利用电机或其他动力带动叶片进行搅动，使水流产生一定的速度梯度，机械式搅拌式絮凝池中的水流能量全部由外部提供，所需耗能较大；水力搅拌式絮凝池主要是利用水流自身能量，通过流动过程中的阻力来给水流提供能量以实现絮凝作用，较机械絮凝池所需外部能耗较少。水力型絮凝池较机械型更节省能耗，但现存的水力型絮凝池较机械絮凝池在调节性上较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种可调式新型水处理混凝反应系统，可以根据实际的水质水量情况，通过装置本身的构造特点对速度梯度进行调节，以起到更好的混凝作用，实现更好的节能效果。一种可调式新型水处理混凝反应系统，主要包括机械混合池和水力絮凝池，机械混合池与水力絮凝池存在高度差，高度差需满足机械混合池-水力絮凝池间水头损失的要求；；所述水力絮凝池外围设有周边环绕式进水渠，上部设有出水渠和底部设有放空管和排泥管；所述机械混合池通过连接管道与所述周边环绕式进水渠相连通，周边环绕式进水渠底部设有若干个进水管，进水管与水平方向形成夹角，且进水管设有若干个开孔。按上述方案，所述周边环绕式进水渠为若干个，沿水力絮凝池的垂直方向间隔独立分布，从上到下分别环绕在水力絮凝池外围；所述连接管道的个数与周边环绕式进水渠相同，每个周边环绕式进水渠均通过一个连接管道与机械混合池相联通。按上述方案，所述周边环绕式进水渠的进水管的管径、数量、长度、开孔的孔径、开孔的数量及其与水平方向形成夹角均沿纵向方向呈梯度变化。具体地，所述相对位置低的周边环绕式进水渠的进水管的管径更细，数量更多，长度更长，开孔的孔径更小，开孔的数量更多，与水平方向形成夹角更大。为满足G值在絮凝过程中的变化情况，即由大到小的变化，每层环绕式进水渠设置的进水管管径、进水管数量、进水管长度、进水管上开孔的孔径和数量、与水平方向形成夹角均沿垂直方向呈梯度变化，即最底部设置的进水管管径最小，数量最多，且长度最大，夹角角最大，进水管上开孔的孔径最小，开孔数量最多，其造成池内最底层流速最大，G值最大；依次往上，进水管管径增大、数量减少、开孔孔径增大、开孔数量减少、长度减少、夹角变小，流速逐渐减小，其相应G值也逐渐减小；可推，最上层的池内流速最小，其G值最小。按上述方案，所述进水管与水平方向形成的夹角α、β和γ，夹角范围为5°＜α＜β＜γ＜60°。按上述方案，所述进水管均匀分布在环绕式进水渠底部，直接伸入到水力絮凝池内部。按上述方案，所述连接管道上均安设有阀门；所述连接管道的布置形式可采取垂直方向上的交错布置或平行布置。通过阀门的开启程度可实现对水质水量的调节。当水量很小时，减小阀门的开启程度，以增大连接管内的水流流速，维持絮凝池内的分层G值，确保平均G值在范围内，保证其出水水质，当出水水质不好时，也可采用上述方式；当进水量很大时，可适当增大阀门的开启程度，提高进水负荷，提升处理能力，当出水水质好时，可采用同样的方法提升处理能力。按上述方案，所述连接管道的管径沿垂直方向呈梯度变化，由下往上逐步增大，也可交错布置。按上述方案，所述机械混合池与外界进水管相连，所述出水渠与外界出水管相连。按上述方案，所述机械混合池内安装搅拌设备，以电动机驱动搅拌器使水和药剂混合。原水进入水力絮凝池前，先在机械混合池内加入絮凝剂进行快速混合，可通过控制搅拌设备的转速调节混合速率。按上述方案，所述水力型絮凝池的主体结构为直筒型，底部设有放空管和排泥管，经絮凝后的水由出水渠进外界出水管流入下一构筑物或者外界。因依靠重力作用，实现水力絮凝，机械混合池与水力絮凝池存在高度差，根据实际情况可设置不同差值，以实现较好的水力条件。设置的高度差需满足机械混合池-水力絮凝池间水头损失的要求，可参照公式：h＝iL+Σξv2/(2g)h——总水头损失，m；i——管道坡度，‰；L——管道长度，m；ξ——阻力系数；v——管内流速，m/s；g——重力加速度，取9.8，m/s2。根据本申请的可调式新型水处理混凝反应系统的结构，具体公式为：h＝i1L1+i2L2+(ξ1+ξ2+ξ3+ξ4)v12/(2g)+(ξ5+ξ6)v22/(2g)h——总水头损失，m；i1——连接管的管道坡度，‰；i2——进水管的管道坡度，‰；L1——连接管的管道长度，m；L2——进水管的管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调式新型水处理混凝反应系统，其特征在于主要包括机械混合池和水力絮凝池，所述机械混合池与水力絮凝池间的高度差大于机械混合池与水力絮凝池间水头损失；所述水力絮凝池外围设有周边环绕式进水渠，上部设有出水渠和底部设有放空管和排泥管；所述机械混合池通过连接管道与所述周边环绕式进水渠相连通，周边环绕式进水渠底部设有若干个进水管，进水管与水平方向形成夹角，且进水管设有若干个开孔。

【技术特征摘要】
1.一种可调式新型水处理混凝反应系统，其特征在于主要包括机械混合池和水力絮凝
池，所述机械混合池与水力絮凝池间的高度差大于机械混合池与水力絮凝池间水头损失；所
述水力絮凝池外围设有周边环绕式进水渠，上部设有出水渠和底部设有放空管和排泥管；所
述机械混合池通过连接管道与所述周边环绕式进水渠相连通，周边环绕式进水渠底部设有若
干个进水管，进水管与水平方向形成夹角，且进水管设有若干个开孔。
2.根据权利要求1所述的一种可调式新型水处理混凝反应系统，其特征在于所述周边
环绕式进水渠为若干个，沿水力絮凝池的垂直方向间隔独立分布，从上到下分别环绕在水力
絮凝池外围；所述连接管道的个数与周边环绕式进水渠相同，每个周边环绕式进水渠均通过
一个连接管道与机械混合池相联通。
3.根据权利要求1所述的一种可调式新型水处理混凝反应系统，其特征在于所述周边
环绕式进水渠的进水管的管径、数量、长度、开孔的孔径、开孔的数量及其与水平方向形成
夹角均沿纵向方向呈梯度变化，使水力絮凝池内的速度梯度从上到下梯度增大。
4.根据权利要求1所述的一种可调式新型水处理混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟，尹琪，丁京楠，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42