专利名称：微涡旋发生器的制作方法
技术领域：
微涡旋发生器[技术领域]本实用新型涉及水、废水、污水的处理领域，具体地说是微涡旋 发生器。 [背景技术]在水处理净化工艺中，需要经过投药、混合、絮凝、沉淀、过 滤、消毒等处理程序，其中最核心的技术就是絮凝处理工艺，它直接 影响到水处理质量的好坏。絮凝工艺分为水力搅拌和机械搅拌两大 类，由于机械搅拌能量难以均匀分配，能量利用效率低，加之机械设 备维护工作量大，因此，我国使用水力搅拌絮凝工艺居多。无论哪种 搅拌方式，目的都是使原水与药剂充分均匀混合，增大水流的速度梯 度，增加水中脱稳胶体颗粒的碰撞机率。根据絮凝动力学致因是惯性 效应的理论，要使水流中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对 运动。让水中颗粒与水流产生相对运动的最好办法就是改变水流的速 度。因为水的惯性(密度)与颗粒的惯性(密度)不同，当水流速度 变化时它们的速度变化也不同，这就使得水与其中固体颗粒产生了相 对运动。为相邻不同尺寸颗粒碰撞提供了条件。改变速度的方法有两 种， 一是改变水流的时平均速度大小。水力脉冲澄清池、波形板反应 池、孔室反应池等主要就是利用水流时平均速度变化形成惯性效应来 进行絮凝；二是改变水流方向。当水流中充满大大小小的涡旋时，水 流质点在运动时就不断地改变自己的运动方向，而且，水流中涡旋越 小，其惯性力越强，惯性效应越强絮凝作用就越好。近年推广使用的 网格反应池就是基于这个理论。随着网格反应池的广泛使用，人们认 识到网格反应池的絮凝效率较以往的工艺有明显提高。在絮凝反应区布置网格，其目的就是为了形成微小的涡旋流动 (微涡旋)，微涡旋有利于水中微粒的扩散，充分利用流体能量，增 加脱稳胶粒的碰撞机率。然而，在工程实践及生产运行中发现网格反 应工艺存在一些不足。首先，网格的制作和安装比较困难；其次，当 原水中含有漂浮物时，网孔易被堵塞，需要定期清理，且清理程序较 繁琐；受网格设置数量、网格疏密等因素影响，产生的涡旋强度不够 均匀，水流搅动不够充分；另外，网格一般采用木材或竹材制作，使 用寿命较短。为了克服网格反应池存在的物理及机理上的缺陷，以及 进一步提高水中胶体颗粒的凝聚和絮凝效率，依据上述理论，设计了 微涡旋发生器。 [发明内容]本实用新型的目的在于提供能够产生微涡旋，且使用简便、效率高。为了实现上述目的，采用以下技术方案一种微涡旋发生器，包括外层和内层，外层为开有网孔的多面体 结构，内层为几何体。其一、所述的多面体结构可以为八面体、十面体、十二面体、十 六面体、十八面体或二十四面体，也可以是其他形式。但优选的技术 方案是采用球体结构。其二、所述的内层为(带波纹的)分隔栅条、实心球体、表面带 网状小孔的空心球体中的一种，也可以将上述的几种结构之间进行两 者或三者之间的组合。 其三、为了能达到更为理想的技术效果，所述网孔的孔径为5-IOO鹏，开孔率为18-88%。而所述网孔为圆形、棱形或梯形。另外，内外层材料均为ABS塑料及改性吸附性添加剂，比重略大于 水，壁厚由结构强度设计确定。微涡旋发生器的应用条件非常简单，只要将其直接投入絮凝池 (区)中，无须安装，但必须满足一定的水力条件，即水流成垂直或基本成垂直流(向上或向下)通过微涡旋发生器；通过设计微涡旋发生器的开孔参数及内置小球的直径、数量以及栅条数量等，使过孔 流速达到一定的范围，保持不破坏絮体(矾花)，同时也允许较大的絮体(矾花)逐级通过，最后进入沉淀区；不同的流速区域投放适当 的微涡旋发生器，其尺寸、开孔数、栅条数量等参数应与水流流速协 调；组织水流造成一定的泥渣聚集区，设置排泥设施。水流成垂直流 或基本成垂直流(向上或向下)通过微涡旋发生器，微涡旋发生器能够显著地提高凝聚和絮凝的效率。这取决于 (1)、微涡旋絮凝由于水流涡旋的尺度与孔眼尺度是同一数量级的，当水流通过微 涡旋发生器上的内外小孔、球体间的缝隙以及栅条时，由于过孔水流 的惯性作用，使过孔水流的大涡旋变成小涡旋，甚至更小的微涡旋， 水流的时平均速度和方向同时发生变化，使水中颗粒扩散与碰撞机率 大大提高，从而提高絮凝效率。(2)、活性悬浮层由于微涡旋发生器内、外层均布满孔洞，而且是直接投入絮凝池中 使用的，无霈固定，在水流的冲击下，会产生微小的运动，因此，可 使较大的絮体(泥渣)顺畅地沉入池底，不致造成堵塞；而且在絮体
下降过程中，可与水流中较小的絮体重新碰撞、絮凝。在上向流区， 上向的水流与下降的絮体接触碰撞，形成的大絮体(泥渣)沉入池 底，小的絮体悬浮于微涡旋发生器内，使微涡旋发生器内时刻保持 "活性"的悬浮层。(3)、立体接触絮凝当絮凝区放置了大量的微涡旋发生器后，由于发生器内流速相对较 小，在上向水流区的微涡旋发生器内部形成絮体悬浮区，悬浮絮体对 水流中的脱稳胶体产生絮凝作用，其与传统接触絮凝澄清池相比具有 更高效率。其一，传统澄清池内的悬浮絮体只有一层，而本工艺中上 向流区每个微涡旋发生器内都有悬浮絮体，总体积大，形成立体接触 絮凝；其二，微涡旋发生器内絮体成长质量更高，成长过大的絮体在 微涡旋的作用下会破碎成较小絮体从而保持絮凝能力(絮体过大会使 总表面积减小，吸附能力下降)，密实度较低的絮体在微涡旋的作用 下会破碎并重新絮凝成密实度较高的絮体，有利于沉淀分离。根据不同的水力条件，对微涡旋发生器尺寸、外层开孔率、内层 填充球体直径、个数、栅条数量等参数的设置，可以产生不同的流速 变化，满足絮凝反应机理的要求，并达到如下显著效果(1) 、絮凝反应效率髙基于惯性效应理论研发的微涡旋发生器创造了高效率的凝聚和絮 凝水力条件，其絮凝效率大大优于传统絮凝工艺，产生的涡旋尺度小 于、密度大于网格混凝工艺。同时反应时间可以縮短到5 8分钟，产 水量可以提高1 2倍，占地少，投资省。(2) 、出水质量优
在投加相同混凝剂的情况下，微涡旋发生器所产生的絮体质量明 显地优于传统工艺，因而具有很好的沉降性能。经过多次的澄清池(反应池)改造的实践得出，产水量可提高一倍，出水浊度稳定在3度以 下，使滤池工作周期延长，节约了大量的反冲洗水。由于将滤池进水浊度降低到3度以下， 一般的普通快滤池只要工 作状态正常，都可以使出厂水浊度降低到l度以下，性能较好的滤池 可以将出厂水浊度降低到0. 5度以下，从而达到新的国家饮用水卫生 规范。(3)、水质、水量变化适应能力强可处理高浊度水。因为微涡旋 有利于混凝剂的快速扩散，使之不易被高浊度水中大量的杂质胶体包 裹而失去活性，即使混凝剂被包裹形成絮体，在微涡旋的作用下也容 易被破碎，重新形成絮凝能力。有利于低浊度水处理。因为即使低浊度水胶体数量少，碰撞凝聚 效率下降，而微涡旋发生器内腔能效地保持活性悬浮絮体，通过立体接触絮凝可高效地去除水中胶体。处理低温水时，只要选用合适的混凝剂，克服低温下混凝剂水解 的困难，由于微涡旋凝聚和立体接触絮凝效率高，使低温水处理不再 困难。微涡旋混凝工艺对水量变化的适应性能很强，因为其絮凝的水力 条件不是主要依赖于水流的宏观速度，而是依赖涡旋的形成，涡旋的 形成条件主要依赖于流速的变化量即微涡旋发生器尺寸、填塞球体数 量、开孔率、栅条数量等。另外，上向流微涡旋絮凝区积累了大量的 活性絮体，它们对水量、水质的变化具有缓冲作用，在停水或池水放
空期间，这些絮体不会沉积板结也不会排出池外，这使得微涡旋絮凝 池可以间歇工作。(4) 、实施简便本工艺既适于新建水厂，也适于老水厂传统工艺的改造，它对池 型及前后序工艺(絮凝、沉淀)的处理衔接均无特殊要求。对老水厂改 造的施工简便，只要拆除絮凝池(区)内原有设施并适当分隔和安装发 生器支架，发生器直接投入池内即可使用。(5) 、运行稳定、药耗低本工艺不再有传统澄清池排泥操作的困难，微涡旋发生器内腔絮 体能长期保持，微涡旋絮凝区外的絮体泥渣可以全部排除，因而排泥 操作可以简化，运行更稳定。由于微涡旋造成混凝剂高效扩散，提高了混凝剂利用率，同时， 微涡旋发生器腔内大量絮体活性得到充分利用，这使得混凝剂消耗量 明显低于传统工艺。(6) 、长期使用、维护简便微涡旋发生器内、外层均用ABS塑料制造，使用寿命可达数十 年。和网格絮凝相比，微涡旋发生器壁孔不易堵塞，因为微涡旋发生 器在水中不处于固定状态，其在水流作用下的微小运动可使堵塞壁孔 的漂浮物上升至水面，然后由人工清除。微涡旋发生器即使堵塞，也能方便地从池中取出进行彻底清洗。 [
] 图1是本实用新型的结构示意图； 图2是本实用新型的实施例的结构示意图； 图3是本实用新型的另一实施例的结构示意图4是本实用新型的另一实施例的结构示意图；参见图l，图2，图3，图4。 l为外层，2为内层，3为网孔，4为带波纹的分隔栅条，5为实 心球体，6为表面带网状小孔的空心球体。 [具体实施例]
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，这种技术对本专业 的人员来说还是清楚的。 例1参见图l,微涡旋发生器为球形结构，其外层l表面上开有网孔 3，网孔为正方形，网孔的开孔率为45%，内层2为波纹分隔栅条4。例2参见图2，微涡旋发生器为球形结构，其外层l表面上开有网孔 3，网孔为矩形，网孔的开孔率为50%，内层2为实心球体5。例3参见图3，微涡旋发生器为球形结构，其外层l表面上开有网孔 3，网孔为梯形，网孔的开孔率为55%，内层2为表面带网状小孔的空 心球体6。例4参见图4，微涡旋发生器为球形结构，其外层l表面上开有网孔 3，网孔为圆形，网孔的开孔率为70%，内层2为带波纹的分隔栅条 4、实心球体5和表面带网状小孔的空心球体6三者的结合。
权利要求1.一种微涡旋发生器，包括外层(1)和内层(2)，其特征在于外层(1)为开有网孔(3)的多面体结构，内层(2)为几何体。
2. 根据权利要求1所述的微涡旋发生器，其特征在于所述的多面体结 构为八面体、十面体、十二面体、十四面体、十六面体、十八面体 或二十四面体。
3. 根据权利要求1所述的微涡旋发生器，其特征在于所述的多面体结 构为球体。
4. 根据权利要求1至3任意一项所述的微涡旋发生器，其特征在于所 述的内层(2)为分隔栅条(4)、实心球体(5)、表面带网状小 孔的空心球体(6)中的一种或几种。
5. 根据权利要求4所述的微涡旋发生器，其特征在于所述的分隔栅条(4)上设有波纹。
6. 根据权利要求4所述的微涡旋发生器，其特征在于网孔的孔径为5-100mm，开孔率为18-88%。
7. 根据权利要求5所述的微涡旋发生器，其特征在于所述网孔为圆 形、棱形或梯形。
专利摘要本实用新型涉及水、废水、污水的处理领域，具体地说是微涡旋发生器。一种微涡旋发生器，包括外层和内层，外层为开有网孔的多面体结构，内层为几何体。本实用新型同现有技术相比有如下优点(1)、絮凝反应效率高，(2)、出水质量优，(3)、水质、水量变化适应能力强，(4)、实施简便，(5)、运行稳定、药耗低，(6)、长期使用、维护简便等优点。
文档编号C02F1/52GK201046927SQ20062016242
公开日2008年4月16日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者曲慧宾, 淼 郭 申请人:郭 淼;曲慧宾