阶梯塔絮凝反应装置制造方法
【专利摘要】阶梯塔絮凝反应装置，包括一个立式的塔结构，立式塔包括椭圆形台阶板、拉筋，竖向隔板及下端喇叭形扩口各组件，塔底下端设有喇叭形扩口、横向由上到下设有2-5圈圆形或椭圆形阶梯台板、由上到下2-5圈圆形或椭圆形的尺寸是减少的，拉筋用于台阶板之间的连接，与阶梯台板垂直的竖直方向上设有若干支撑隔板，塔水平的正中间设有十字型扰流隔板，台阶板和拉筋米字型包括支撑隔板与台阶板均采用焊接或螺栓连接方式。阶梯塔絮凝设备具有良好的耐腐蚀性，强度高、外形美观、安装方便、絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短等特点。阶梯絮凝反应装置，能够产生高频谱涡旋，达到增强絮凝粒子接触、碰撞次数，提高水中颗粒有效碰撞率。
【专利说明】阶梯塔絮凝反应装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型的絮凝反应装置，可以广泛用于市政、印染、化工、电力等领域的给水、废水处理中。【背景技术】
[0002]水是宝贵自然资源，是工农业生产和人民生活必不可少物质。工农业生产迅速发展，许多区供水量日益不足，同时水体受到污染，一些水源水质日趋恶化。同时随着人民生活水平的提高，人们对生活饮用水水质的要求也越来越严格，作为给水处理中重要环节的絮凝处理过程越发体现其重要性。常规的絮凝工艺有网格、栅条絮凝池、折板絮凝池、机械搅拌絮凝池等:如CN201110026852.4中心网格絮凝井。在絮凝井内设置至少一个网格板，与絮凝井内流速方向垂直安装；网格板一端固定在进水井的壁上，另一端固定在絮凝井壁上。多个网格板可以沿絮凝井内水流的方向，按开孔从小到大的方式布置。
[0003]CN200410053272.4絮凝反应器是一种填料式絮凝反应器。提高絮凝反应器的微涡流密度，大幅缩短絮凝反应时间，提高絮凝效果，而且可以避免积泥防止堵塞。适用于各种水处理场合及其他流体处理场合。
[0004]201110449704.3 一种絮凝反应设备，其包括反应池体、多个固定杆和多个絮凝反应单元，所述固定杆设置于所述反应池体内，所述多个絮凝反应单元设置于所述多个固定杆上，每一絮凝反应单元包括设置于所述固定杆上的人字形沟槽座和安装于所述人字形沟槽座上的人字形涡街发生体。本发明絮凝反应设备的絮凝反应单元上设有人字形涡街发生体，可使颗粒碰撞机率大大提高，缩短了常规絮凝反应所需的时间，最终形成的矾花可沉降性能提高，更易沉淀分离。
[0005]CN201010110756.3絮凝反应器，包括进水口、出水口、位于所述进水口与所述出水口之间的反应器本体，所述反应器本体包括一个宽度连续变化的螺旋流槽，所述宽度连续变化的螺旋流槽用于使所述絮凝反应器中水流速度的梯度连续变化且逐渐减小。总体而言，现有技术均存在混合反应不均匀、池体结构相对复杂、末端容易积泥等问题，鉴于常规工艺的弊端，研发新型高效的阶梯塔絮凝反应设备。
【发明内容】
[0006]本发明目的是:提出一种新型高效絮凝反应装置，适用于各种给水、污水的一级混凝沉淀处理。尤其是提出一种新型的阶梯塔絮凝反应装置，能够实现水与药剂混合后产生微絮凝体，在较短时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体，并具有足够大的粒度、密度和强度，为杂质颗粒在沉淀澄清阶段迅速沉降分离创造良好的条件。
[0007]本发明的技术方案是，阶梯塔絮凝反应装置，包括一个立式的塔结构，立式塔包括椭圆形台阶板、拉筋，竖向隔板及下端喇叭形扩口各组件，塔底下端设有喇叭形扩口、横向由上到下设有2-5圈圆形或椭圆形阶梯台板、由上到下2-5圈圆形或椭圆形的尺寸是减少的，拉筋用于台阶板之间的连接，与阶梯台板垂直的竖直方向上设有若干支撑隔板，塔水平的正中间设有十字型扰流隔板，台阶板和拉筋米字型包括支撑隔板与台阶板均采用焊接或螺栓连接方式；反应装置可采用聚丙烯或不锈钢材料加工制作。
[0008]反应装置整体水平安装在絮凝池中，絮凝池体设有进水和出水口、底部为锥形排泥斗，泥斗底部布置有排泥管，水源从下而上流经反应装置(根据絮凝池总体布置，水源亦可从上而下流动)，通过对椭圆形台阶板的横向和纵向间距的调节，改变紊流流态的边界条件，增加紊流流动的湍动度，形成高密度的小涡旋，提高絮凝效果。
[0009]阶梯塔絮凝反应装置，作为给水、废水处理混凝沉淀工艺段的重要絮凝组件，可进行模块式设计及安装于集成化的絮凝沉淀池中，设备本身无机械转动部件，无能耗，整体装置吊装安置在钢制或混凝土水池内，池体根据处理水量和装置型式可设计成长方形或正方形，此反应装置通过与池体形成一个大的过流通道，在此通道内，阶梯塔台阶板对上向流或下向流的来水进行流速的缩放调节，此装置的最佳水力梯度根据絮凝前期、中期、后期共分为三级，过台阶板最佳流速分别为0.16~0.18m/s;0.13~0.15m/s;0.10~0.12m/s,水流与阶梯台阶、隔板、筋板之间发生2~5次碰撞，在隔板、筋板等边缘形成无数微小的涡流。
[0010]本新型絮凝反应装置主要是利用高梯度瞬时混合原理，分段慢速紊动，实现水中颗粒与药剂的充分、多次触碰。在单个絮凝池中垂直水流方向设置2至5道阶梯式隔板，沿水流方向设置不对称竖向隔板支撑，水流流经隔板时将产生高频涡旋，增加颗粒碰撞次数，提高有效碰撞率。阶梯塔絮凝设备为药剂与水中的颗粒充分接触提供良好的水动力学条件，在絮凝池后段可产生密实的易沉淀的矾花核子。实际使用时按照不同的原水水质和制水规模，进行水力分级和流态控制，控制水中紊流能耗，合理、充分分配涡旋流态的分布，可得到理想的絮凝效果。阶梯塔絮凝设备具有良好的耐腐蚀性，强度高、外形美观、安装方便、絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短等特点。在竖向流絮凝反应池中通过设置一组至十几组阶梯絮凝反应装置，能够产生高频谱涡旋，达到增强絮凝粒子接触、碰撞次数，提高水中颗粒有效碰撞率的效果。
[0011]通过垂直于水流方向上设置了多层阶梯式的横向隔板，阶梯隔板之间采用了不对称竖向支撑筋板和米字型拉筋加强，整套装置可采用聚丙烯或不锈钢材料加工制造成型。现场安装方便，只需整体吊装，简易固定，无需预埋复杂的地脚或支架。
[0012]本发明有益效果是:
[0013]1.能够合理控制紊流涡旋尺度和数量，增加絮凝池中粒子的接触碰撞次数和有效碰撞次数，提高絮凝反应效果；
[0014]2.絮凝时间短:该形式可絮凝时间可缩短至6mins以内，减小了絮凝池占地，节省土建约50%的投资。
[0015]3.流体阻力小:单座阶梯塔高度与椭圆长径比为2~1:1，上下相邻台阶板间距为400~800mm,竖向支撑隔板为300~500mm,孔隙率大,流体水头损失小，水阻一般在20 ~30mmo
[0016]阶梯塔絮凝设备具有良好的耐腐蚀性，强度高、外形美观、安装方便、絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短等特点。在竖向流絮凝反应池中通过设置一组至十几组阶梯絮凝反应装置，能够产生高频谱涡旋，达到增强絮凝粒子接触、碰撞次数，提高水中颗粒有效碰撞率的效果。本发明采用聚丙烯或不锈钢制造，结构巧妙，外观美观，安装方便，是常规絮凝反应设备的更新换代产品。【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的立面剖视结构示意图。
[0018]图2为本发明的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]阶梯塔絮凝反应装置基本结构如图1、2所示，塔5底下端设有喇叭形扩口 1、横向上设有两圈椭圆形阶梯台板2和(米字型)拉筋3、竖直方向上设有支撑隔板4，塔正中间设有十字型扰流隔板，台阶板和拉筋包括支撑隔板与台阶板均采用焊接或螺栓连接方式，反应装置可采用聚丙烯或不锈钢材料加工制作。
[0020]阶梯塔絮凝反应装置，作为给水、废水处理混凝沉淀工艺段的重要絮凝组件，可进行模块式设计及安装于集成化的絮凝沉淀池中，设备本身无机械转动部件，无能耗，整体装置吊装安置在钢制或混凝土水池内，池体根据处理水量和装置型式可设计成长方形或正方形，此反应装置通过与池体形成一个大的过流通道，在此通道内，阶梯塔台阶板对上向流或下向流的来水进行流速的缩放调节，此装置的最佳水力梯度根据絮凝前期、中期、后期共分为三级，过台阶板最佳流速分别为0.16~0.18m/s;0.13~0.15m/s;0.10~0.12m/s,水流与阶梯台阶、隔板、筋板之间发生2~5次碰撞，在隔板、筋板等边缘形成无数微小的涡流，最大程度地增加了絮体的碰撞机率，水中的颗粒物能够在短时间内形成密实的絮凝核子，显著提高后续沉淀分离段的效果。
[0021]应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.阶梯塔絮凝反应装置，其特征是包括一个立式的塔结构，立式塔包括椭圆形台阶板、拉筋，竖向隔板及下端喇叭形扩口各组件，塔底下端设有喇叭形扩口、横向由上到下设有2-5圈圆形或椭圆形阶梯台板、由上到下2-5圈圆形或椭圆形的尺寸是减少的，拉筋用于台阶板之间的连接，与阶梯台板垂直的竖直方向上设有若干支撑隔板，塔水平的正中间设有十字型扰流隔板，台阶板和拉筋米字型包括支撑隔板与台阶板均采用焊接或螺栓连接方式。
2.根据权利要求1所述的阶梯塔絮凝反应装置，其特征是底部为锥形排泥斗，泥斗底部布置有排泥管，水源从下而上流经反应装置，通过对椭圆形台阶板的横向和纵向间距的调节，改变紊流流态的边界条件，增加紊流流动的湍动度，形成高密度的小涡旋，提高絮凝效果。
3.根据权利要求1所述的阶梯塔絮凝反应装置，其特征是反应装置整体水平安装在絮凝池中，絮凝池体设有进水和出水口。
4.根据权利要求1所述的阶梯塔絮凝反应装置，其特征是反应装置采用聚丙烯或不锈钢材料加工制作。
5.根据权利要求1所述的阶梯塔絮凝反应装置，其特征是在竖向流絮凝反应池中通过设置一组至十几组阶梯絮凝反应装置，能够产生高频谱涡旋，达到增强絮凝粒子接触、碰撞次数，提高水中颗粒有效碰撞率的效果。
6.根据权利要求1所述的阶梯塔絮凝反应装置，其特征是在垂直于水流方向上设置了多层阶梯式的横向隔板，阶梯隔板之间采用了不对称竖向支撑筋板和米字型拉筋加强，整套装置可采用聚丙烯或不锈钢材料加工制造成型。
7. 根据权利要求1所述的阶梯塔絮凝反应装置，其特征是现场安装方便，只需整体吊装，简易固定，无需预埋复杂的地脚或支架。
【文档编号】C02F1/52GK103466773SQ201310456731
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】朱士圣, 吴鹏, 朱忠贤 申请人:南京国能环保工程有限公司