水流分差勢能波振式混合反應(yīng)池的制作方法
【專利摘要】一種水流分差勢能波振式混合反應(yīng)池，本發(fā)明是屬于水廠水處理工藝領(lǐng)域。本發(fā)明是利用水流下落勢能差將加有藥物的“藥水”從不同高度自由落下而擊打原水，在水流落入原水時因勢能的梯度不同而形成不同強度的波振，由此波振促使藥物進行混合反應(yīng)，這種混合反應(yīng)僅是在沉淀池上層進行的，所以這種方法可有效地減少加藥數(shù)量，同時也降低了現(xiàn)有加藥混合設(shè)備的投資及其運行電耗。
【專利說明】水流分差勢能波振式混合反應(yīng)池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是屬于水廠水處理工藝領(lǐng)域。是被利用在水廠整個處理工藝的前端——沉淀池工藝中的一種技術(shù)，它是將加藥后的水流以差能的形式擊打到平流沉淀池的原水水面上，使之能在水中形成一個由深至淺的加藥混合梯度層，這個梯度層是由不同勢能而引發(fā)不同波振擴散而產(chǎn)生的，這種具有一定梯度的波振擴散能能夠保證一定深度的原水在充分的加藥混合后而形成“礬花”，因而能夠確保后續(xù)的沉淀工藝正常進行。這種方法能夠有效地減少加藥數(shù)量，降低加藥混合所需電耗及設(shè)備投資費用。
【背景技術(shù)】
[0002]沉淀是現(xiàn)代給水廠和污水廠不可缺少的處理工藝，而在沉淀的前端需要將原水加藥混合反應(yīng)后才能進入沉淀池進行沉淀。當(dāng)前的混合反應(yīng)工藝是將所有的原水加藥后用水泵加壓打入混合反應(yīng)池(與沉淀池聯(lián)體構(gòu)筑物)，混合反應(yīng)是用多級隔板使水流在其中穿流翻滾來實現(xiàn)的，反應(yīng)形成礬花后進入沉淀池沉淀，沉淀后的清水從上層的齒形槽取水進入下一個工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是利用水流下落勢能差將加有藥物的“藥水”從不同高度自由落下而擊打原水，在水流落入原水時因勢能的梯度不同而形成不同強度的縱向及橫向波振，由此波振促使藥物進行混合反應(yīng)，這種混合反應(yīng)僅是在沉淀池上層進行的，所以這種方法可有效地減少加藥數(shù)量，同時也降低了現(xiàn)有加藥混合設(shè)備的投資及其運行電耗。
[0004]本發(fā)明是利用水流分差勢能的原理來擊打沉淀池進水區(qū)原水水面，此處所說水流——是已按一定濃度配比加好藥的水流；分差勢能——是出水高度的斷面帶有分差高度的裝置所產(chǎn)生的。在沉淀池進水處 的上部安裝一個排架，排架上布設(shè)有斜面的落水裝置，斜面上分別布設(shè)垂直于沉淀池水流方向的互為平行獨立的排管，每支排管與進水管并聯(lián)連接，進水管另一端通向高位混藥水箱，高位混藥水箱相當(dāng)于水塔，它根據(jù)沉淀池內(nèi)在線濁度儀將原水濁度及出水濁度經(jīng)微機數(shù)據(jù)化處理后反饋到自動控制閥來自動調(diào)節(jié)流出藥水的水量，也就是自動控制加藥量。在池內(nèi)的原水經(jīng)過藥水具有分差勢能的擊打后會在一定深度內(nèi)產(chǎn)生非均勻波振，此波振的有效深度取決于排管出水點的高度，波振的有效深度對沉淀池的設(shè)計深度而言只是表層的，而我們所關(guān)注的也正是表層反應(yīng)，因為出水齒形槽是從表層取水的，這也正是本發(fā)明不將全部原水加藥混合的意義之所在；波振的橫向傳播是有干涉作用的，在此它取決于排管的孔間距。而整個加藥量與出藥孔的間距、大小及加藥區(qū)域(即排架的垂直寬度投影)均有關(guān)。波振促使原水加藥反應(yīng)而形成礬花后，需要有一個穩(wěn)定分層階段，此時水在向前推進中進入到“鎮(zhèn)靜區(qū)”，“鎮(zhèn)靜”的目的是使水中生成的礬花有一個穩(wěn)定的過程，經(jīng)穩(wěn)定后的礬花水開始進入沉淀區(qū)，沉淀區(qū)采用新型的機械波壓力加速沉淀法進行沉淀。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案[0006]沉淀池顧名思義是為了沉淀而設(shè)計的大型構(gòu)筑物，本發(fā)明的方法是在能夠達到或超過原有沉淀效果的前提下而設(shè)計的，它改變了原有沉淀池前端(混合池)利用大型設(shè)備參與加藥混合反應(yīng)的思路，它是在沉淀池進水處的上部安裝一個排架，排架上布設(shè)有斜面的落水裝置。具體布設(shè)方法為:斜面的朝向是沉淀池進水方向高、出水方向低，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)斜面的低端距水面要在1200~1500mm之間為佳，其仰角在45°~60°之間(這要看是改造沉淀池還是新建沉淀池，改造池可采用45°，新建池加藥區(qū)可適當(dāng)縮短，采用60° )較為合適，排管區(qū)的垂直投影可在5~6m ;斜面上分別布設(shè)垂直于沉淀池水流方向的互為平行獨立的排管落水裝置，排管上每隔250~300mm設(shè)一個1.5~2mm的出水孔，管間孔位以梅花型式布置，藥水從此孔以0.5~0.81/min.m2的流速流出，并以自由落體的形式擊打沉淀池水面，由于各排管的橫斷面是成斜面布設(shè)，所以出水點的高度是分有不同高度差的，這樣藥水在擊打沉淀池水面時就會顯現(xiàn)出不同勢能，不同勢能藥水在原水中會以波振的方式混合反應(yīng)，勢能與振幅成正比關(guān)系，而振幅又與混合反應(yīng)的強度成正比關(guān)系。設(shè)置排管的排架高低要根據(jù)水廠原水的類別、性質(zhì)來制定。在幅員遼闊的中國，原水因來源不同而所具有不同性質(zhì)的懸浮物，由此而使用的藥物種類、濃度也各有不同，不同的水廠在采用本方法及參考試驗參數(shù)后，應(yīng)以理想的試運行數(shù)據(jù)來規(guī)范常規(guī)運行。
[0007]本發(fā)明的有意義效果
[0008]1、本發(fā)明利用自由落體的藥水產(chǎn)生勢能在擊打沉淀池上層水面而生成波振后使其發(fā)生混合反應(yīng)，這種方法可以有效地減少大型設(shè)備參與加藥混合反應(yīng)的現(xiàn)狀，同時也可大大降低能耗；
[0009]2、本發(fā)明只是在沉淀池原水上層(略大于出水層)加藥使其反應(yīng)，從而可大大減少加藥量，或提高加藥效率；
[0010]3、正如以上所述大大減少加藥量一說，目前水廠所加藥物特別是自來水廠的藥物，都是些鋁鹽及高分子聚合物，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明鋁對人體有著促使其癡呆的作用，雖然說水中鋁的殘留量微乎其微，但是其積少成`多對飲用者造成的威脅也是不應(yīng)忽視的，所以加藥量越少越好；高分子聚合物更是對人體有害無利。故本發(fā)明有著更為深遠的社會意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0012]圖1是沉淀池及本發(fā)明的主剖面圖；
[0013]圖2是平面圖
[0014]圖中I是平流沉淀池斷面，2是產(chǎn)生差能的排管落水裝置，3是供藥水管，4是兼用水塔的配藥水箱，5是藥水落下后產(chǎn)生由波能導(dǎo)致混合反應(yīng)深度模擬圖，6是加藥混合后的鎮(zhèn)靜區(qū)，7是采用新型的加速沉淀區(qū)，8是齒形槽出水區(qū)。
【具體實施方式】
[0015]圖1中I是沉淀池斷面(箭頭是水流方向)，藥水從配藥水箱4經(jīng)過供藥水管3進入排管落水裝置2，藥水從排管裝置的出水孔流出后以自由落體的形式擊打在沉淀池原水水面上，5是水面會因波能而產(chǎn)生混合反應(yīng)區(qū)的封閉模擬圖，在此封閉區(qū)內(nèi)藥水能夠達到充分反應(yīng)的效果。6是經(jīng)過反應(yīng)后生成礬花水的鎮(zhèn)靜區(qū)，礬花水可在此區(qū)域達到鎮(zhèn)靜的效果；7是加速沉淀區(qū)，水在此區(qū)域內(nèi)可由波振進行加速沉淀，經(jīng)過沉淀后的清水由齒形槽出水區(qū)8 流出。
【權(quán)利要求】
1.一種水流分差勢能波振式混合反應(yīng)池，其結(jié)構(gòu)特征是在沉淀池進水處的上部安裝一個排架，排架上布設(shè)有斜面的落水裝置；具體布設(shè)方法為:斜面的朝向是沉淀池進水方向高、出水方向低，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)斜面的低端距水面要在1200~1500mm之間為佳，其仰角在45°~60°之間(這要看是改造沉淀池還是新建沉淀池，改造池可采用45°，新建池加藥區(qū)可適當(dāng)縮短，采用60° )較為合適，排管區(qū)的垂直投影可在5~6m;斜面上分別布設(shè)垂直于沉淀池水流方向的互為平行獨立的排管落水裝置，排管上每隔250~300mm設(shè)一個1.5~2_的出水孔，管間孔位以梅花型式布置，藥水從此孔以0.5~0.81/min.m2的流速流出，并以自由落體的形式擊打沉淀池水面，由于各排管的橫斷面是成斜面布設(shè)，所以出水點的高度是分有不同高度差的，這樣藥水在擊打沉淀池水面時就會顯現(xiàn)出不同勢能，不同勢能藥水在原水中會以波振的方式混合反應(yīng)，勢能與振幅成正比關(guān)系，而振幅又與混合反應(yīng)的強度成正比關(guān)系。`
【文檔編號】C02F1/00GK103508524SQ201210215485
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】王愷, 劉湘平 申請人:中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司浙江分院