排污扩散器预掺混方法及一种强预掺混排污扩散器技术

本发明专利技术涉及排污扩散器预掺混方法及一种强预掺混排污扩散器，包括：污水进水管，环形压力水室，收缩管段，径喉管段，扩散管段，以上几部分为同轴的流通管道；包括：吸水喇叭口和与之相接的吸水主管段，内套筒吸水主管段置于外套筒进水室之中，并与之同轴，构成了环形污水进水室的内、外壁面；而吸水喇叭口置于外套筒之外，外套筒收缩管段末端与吸水主管段管路末端构成了射流喷口。本发明专利技术利用废水排出时的压力，以空心旋转或非旋转水射流形态射出，在其空心部位造成了负压，环境水体被吸入负压带，射流裹夹环境水体，在扩散器中预先掺混混合，大幅度地降低废水的浓度或温度，而后自扩散器排口排出。可大幅度降低其排污混合区的面积，满足环境要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及扩散器中添加强预掺混的方法和一种强预掺混排污扩散器，是一种用于环保的水工方法和设施。
技术介绍
沿水域(江、河、湖、海)分布的城市都会向所临水域排放大量的污水，包括：废温水（温排水）、污水等。特别是大型火、核电厂将排放数量可观的温排水，对水域环境和水生态有着严重的负面影响。排水的排放口浓度或水温通常高于环境标准限值，为此环境管理部门会要求在排口周围设置混合区，混合区内污水浓度或废水温度允许超标，但混合区外浓度与温度必须达到国家水质标准。如何减小混合区范围，即污水浓度与废热水温度尽快达标，以减小超标区域范围，一直是国内外研究者探讨的主要课题。排水引流管终端通常采用名为“扩散器”的装置，扩散器是由一个或多个开有孔口的导管组成；还有的是沿排放母管末段的长度方向布置若干个有一定形状出流口的支管。其目的均是增大排出污水与环境水体的接触混合面积，增强其稀释度，进而减小混合区范围，使得污水、废热水排放尽快满足有关水体排污的国家标准。这对火、核电厂大量温排水排放的环境负面影响的消除；对节约排水工程投资方面尤其意义重大。增大排污扩散器出流处稀释度的重要途径之一是污水自扩散器出流前尽可能地掺入环境水体，即加入一个预稀释过程，这一点在海洋排污中尤显重要。因为不仅可以达到预先稀释的目的、减小污水到达自由表面的浓度,而且由于污水与环境水体的密度差的减小,延缓污水在环境水体中的上升速度，同时掺混更充分，到达水面污水的稀释度更能满足环境评价要求。再者预稀释装置的加装，在同等条件下，可以起到类同于无预稀释扩散器需增加排放管数量才能达到的目的。现有诸多实用的各种结构的排污扩散器无预掺混效果，污水稀释度低下，而预掺混扩散器的理念和据此理念而生的扩散器尚未出现。
技术实现思路
为了大力提高现有扩散器的稀释效果，本专利技术提出了排污扩散器预掺混方法及一种强预掺混排污扩散器。所述扩散器增加预掺混方法是：利用污水原有排放的压力，在扩散器中形成空心旋转（或非旋转）射流，其空心部位出现较高真空，使得大量（倍于污水流量）环境水体被吸入扩散器中，并在其喉部与污水预先强烈掺混稀释，大幅度地降低污水浓度或温度，而后自扩散器排口排出，在排放口近区再形成一般扩散器出口射流均有的对环境水体的卷席掺混，即本扩散器可以实现污水（温排水）与环境水体的二次掺混稀释。本专利技术的目的是这样实现的：排污扩散器预掺混方法，所述的方法为：将污水以空心旋转或非旋转水射流形态射出，在其空心部位造成负压；利用负压吸入大量环境水体；利用污水的空心旋转或非旋转射流裹夹环境水体，可将环境水和污水掺混混合，形成混合水，预先大幅降低排污水浓度；混合水通过扩口排出后，出现二次掺混稀释现象。一种根据上述方法设计的强预掺混排污扩散器，包括两大管路部分，其一为外套筒部分，包括：污水进水管，环形压力水室，收缩管段，等径喉管段，扩散管段，以上几部分为同轴的流通管道；其二为内套筒部分，即吸水管路部分，包括：吸水喇叭口和与之相接的吸水主管段，内套筒吸水主管段置于外套筒进水室之中，并与之同轴，构成了环形污水进水室的内、外壁面；而吸水喇叭口置于外套筒之外，外套筒收缩管段末端与吸水主管段管路末端构成了射流喷口。进一步的，所述的内、外套筒中心轴线同轴，所述的污水管的中心轴线垂直于内、外套筒的中心轴线。进一步的，所述的污水进水管环绕环形压力水室均布，对旋转射流型为切向布置，不少于1对，即2根相距180°相向安置；对非旋转射流型，为径向安置，不少于1根。进一步的，所述的内、外套筒的截面形状均为圆形。进一步的，所述的收缩管段的半角为8~15°。进一步的，所述的扩散管段的半角为2~8°。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术利用废水排出时的压力，以空心旋转（或非旋转）水射流形态射出，在其空心部位造成了负压，环境水体被吸入负压带，射流裹夹环境水体，在扩散器中预先掺混混合，大幅度地降低废水的浓度或温度，而后自扩散器排口排出。增大的混合水量从扩散器排放口射出后，形成通常扩散器出流口外常有的射流卷吸掺混过程，可大幅度降低其排污混合区的面积，易于满足环境评价要求。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的实施例一、二所述方法和扩散器的原理、结构示意图；图2是本专利技术的实施例六所述旋转射流的排污进水管切向布置与环形室连接的结构示意图；图3是本专利技术的实施例六所述非旋转射流的排污进水管径向布置与环形室连接的结构示意图。具体实施方式实施例一：本实施例是排污扩散器预掺混方法，所述的基本原理为：利用废水排出时的压力，在扩散器中以空心旋转（或非旋转）水射流形态射出，在其空心部位造成了负压，使得大量（数倍于废水射流流量）环境水体被吸入负压区域，旋转（或非旋转）的污水射流裹夹所吸入的环境水体，自喉管段至扩散段途中强烈掺混混合，预先大幅度地降低污水的浓度或温度，而后自扩散器排口排出。所排出的水量是排放废水的数倍，故又称之为水流放大式扩散器。增大量的混合水体从扩散器排放口射出后，形成通常扩散器出流口外常有的射流卷吸掺混，故而该排污扩散器使得环境水体对污水或温排水进行了二次掺混稀释，可大幅度降低排污混合区的面积，易于满足污水排放环境评价要求。所述的方法具体步骤为：1.在扩散器中将排污水以空心旋转（或非旋转）水射流形态射出，在其空心部位造成负压。本实施例排污水管直连环形进水室，使污水流出时形成环形喷射流。在环形射流的中心形成负压，图1中以单线箭头表示带有压力的排污水，从排污水管进入环形进水室，并形成旋转（或非旋转）射流，裹夹环境水体经喉管、扩散管排出。2.利用真空吸入大量环境水：利用污水压力环形射流中心的负压区吸取大量的环境水。图1中用空心箭头表示环境水，从吸水喇叭口中流入。3.利用环境水和污水的预先掺混混合：在扩散器中排污水的空心旋转（或非旋转）射流裹夹着环境水，两者之间出现大紊动流态，必定强烈掺混，快速的将两种水混合起来。4.将混合水通过扩散口排出：利用扩散段使混合水增压后，自扩散器出口射出，在环境水体中出现卷席掺混的再稀释过程。图1中用空心箭头和单线箭头表示混合水流。实施例二：本实施例是一种根据实施例一所述方法设计的强预掺混排污扩散器，如图1所示。本实施例包括：两大管路部分。其一为外套筒部分，包括：污水切向（非旋转射流为径向）进水管7，环形进水室3，与进水室3联通的收缩管段4，与收缩管段4衔接的等径喉管段5，以及与喉管段5相接的扩散管段6。以上几部分组成同轴的流通管道；其二为内套筒部分，即吸水管路部分，包括：吸水喇叭口1和与之相接的吸水主管段2。内套筒吸水主管段2置于外套筒进水室3之中，并与之同轴，构成了环形污水进水室3的内、外壁面；而吸水喇叭口1置于外套筒之外。外套筒收缩管段4末端与吸水主管段2管路末端构成了射流喷口，是空心旋转（或非旋转）射流形成的必备条件。为实现实施例一所述的强预掺混原理，本实施例设计了一个内外两层管的“套管”结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排污扩散器的预掺混方法，其特征在于，所述的方法为：将污水以空心旋转或非旋转水射流形态射出，在其空心部位造成负压；利用负压吸入大量环境水体；利用污水的空心旋转或非旋转射流裹夹环境水体，可将环境水和污水掺混混合，形成混合水，预先大幅降低排污水浓度；混合水通过扩口排出后，出现二次掺混稀释现象。

【技术特征摘要】
1.一种排污扩散器的预掺混方法，其特征在于，所述的方法为：
将污水以空心旋转或非旋转水射流形态射出，在其空心部位造成负压；
利用负压吸入大量环境水体；
利用污水的空心旋转或非旋转射流裹夹环境水体，可将环境水和污水掺混混合，形成混合水，预先大幅降低排污水浓度；
混合水通过扩口排出后，出现二次掺混稀释现象。
2.一种根据权利要求1所述方法设计的强预掺混排污扩散器，其特征在于，包括两大管路部分，其一为外套筒部分，包括：污水进水管，环形压力水室，收缩管段，等径喉管段，扩散管段，以上几部分为同轴的流通管道；其二为内套筒部分，即吸水管路部分，包括：吸水喇叭口和与之相接的吸水主管段，内套筒吸水主管段置于外套筒进水室之中，并与之同轴，构成了环形污水进水室的内、外...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺益英，谭水位，赵懿琚，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11