专利名称：涡流网格絮凝反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微涡流混凝水处理技术领域中使用的絮凝反应器，特 别是涉及一种涡流网格絮凝反应器。所述的涡流网格絮凝反应器适宜于在水处 理中混凝反应工艺环节中使用。
背景技术：
2007年7月1日正式实施的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)加强 了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求，要求出厂水浊度保持在 1NTU以下。根据国家环保环保总局(2007/06/05)发布的《2006年中国环境状 况公报》可知全国地表水总体水质属中度污染。水源水质的普遍污染已成为 水环境污染控制与水资源保护领域的突出问题。我国城市供水行业面临水源水 质污染、供水水质标准提高的双重压力。
我国目前大多数的自来水厂还是采用常规处理工艺即原水》混凝+沉淀 ">过滤今消毒来进行饮用水生产。鉴于常规处理工艺已不能适应现有水源水质 的变化，加之不少水厂工艺老化、生产效率低、三耗(能、药、水)量大、供 水能力不足、水质不能达标，因此很多水厂需要进行技术改造以增加处理水量， 改善出水水质。增设预处理或深度处理工艺的做法，将增大占地面积，增加水 处理成本，因此在工程应用中全面推广会有一定的难度。结合我国当前经济情 况，改进和强化传统净水处理工艺是目前水厂为提高产水量和改善出水水质较 为经济实效的技术手段之一。而在整个强化常规处理工艺中强化混凝具有举足 轻重的地位。实践证明，设计时混凝工艺选定的合理，不仅提高出水水质，还 能达到节能、节药、降低运行费用的目的。然而，目前我国水处理厂采用的絮 凝处理工艺都是根据传统絮凝剂的特点设计的，不仅技术设备落后，混凝水力 条件差，而且还不能充分发挥新型絮凝剂的作用特性，因此，研制开发高效混 合反应设施已成为水处理行业的一个重要研究方向。
由Kolmogoroff的微涡旋尺度理论可知微涡旋尺度与矾花颗粒尺度相 近时絮凝反应最充分。混凝反应区布置网格，其目的就是为了形成微小的涡旋流动，微涡流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。网格反应池因其水头损失小、絮凝时间短、脱稳胶粒碰撞机率多及水 力能量利用效率高等优点而倍受欢迎。然而，工程运用中发现末端池底存在积 泥现象，网眼易被漂浮物或滋生的藻类堵塞，同时因其施工制作要求高、使用 寿命短等缺点而难以在生产中全面推广。面对目前水源水质的变化及水质标准
的不断提高，华东交通大学在2001年申请的国家实用新型专利一涡流反应器 (ZL00249081.1)目前已显示出产品老化、适应性不强及效率欠佳的缺点，这严 重制约着微涡流混凝工艺在生产中的进一步推广。
为了克服网格反应池以及老一代涡流反应器存在的物理缺陷，结合涡旋理 论及小网格絮凝技术，进一步提高微涡流混凝工艺的效率，急需开发一种更有 效的替代品。 发明内容
本实用新型的目的是要提供一种用以替代折板、波纹板、网格等设备且结 构简单、絮凝反应效果好的改进型涡流网格絮凝反应器。它综合涡旋理论及小 网格絮凝技术，不但能有效地提高出水水质、提高水处理混凝工艺中的絮凝反 应效率，而且还节能降耗、节约水处理厂扩能投资，优化水处理工艺运行管理。
本实用新型的目的是这样实现的
涡流网格絮凝反应器，它包括一个空心球笼体，其中空心球笼体表面由 多个平行的且同轴的横向分布的圆环和多个纵向分布的圆弧组成；多个横向分 布的圆环和多个纵向分布的圆弧交叉隔离出多个网格状孔洞。 涡流网格絮凝反应器，其中圆环和圆弧的表面凹凸不平。 涡流网格絮凝反应器，其中空心球笼体由两个对称的网格状半球形笼体 组成。
涡流网格絮凝反应器，其中由网格状孔洞构成的空心球笼体的表面开孔 率为55%-70%。
涡流网格絮凝反应器，其中分布在最上层和下层的端部圆环的内部有数 根加强筋。
涡流网格絮凝反应器，其中网格状孔洞的形状是不规则的四边形。 由于本实用新型依据微涡流混凝工艺，设计了一种涡流网格絮凝反应器， 该絮凝反应器由具有一定粗糙度的纵向实心绳状弧边及横向实心园环相互交 叉形成多个面积相近网格状空心球体组成，因而，微涡流混凝过程中，涡流网格絮凝反应器在水流过孔流速、流向变化，加之构成网格状的四条实心边表面 的磨擦阻力，使水流产生微涡旋流动。众多的微涡旋流动能有效地促进水中微 粒的扩散与碰撞。 一方面，混凝剂水解形成胶体在微涡流作用下快速扩散并与 水中胶体充分碰撞，使水中胶体快速脱稳。另一方面，涡流网格形成流层之间 较大的流速差，造成了流层中携带微粒的相对运动，同时涡流的旋转作用形成 离心惯性力，造成微粒的沿旋涡径向运动，故水中脱稳胶体在微涡流作用下具 在更多碰撞机会，因而具有更高的凝聚效率。同时，在水流作用下，涡流网格 絮凝反应器在水中可作微小运动，因此反应器表面的网状孔洞不易堵塞。当混 凝反应区放置了大量的涡流反应器后，由于反应器内流速相对较小，大量较大 粒径的絮体(矾花)在涡流反应器内积累悬浮于水中，对水流体中的脱稳胶体 产生吸附絮凝作用，被吸附的絮体颗粒又吸附水中絮体。成长过大的絮体在微 涡流的作用下会破碎成较小絮体从而保持絮凝能力，密实度较低的絮体在微涡 流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。立体接 触絮凝可高效地去除水中胶体，涡流网格絮凝反应器内腔絮体能长期保持，反 应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。
由于涡流网格絮凝反应器腔内大量絮体活性还能得到充分利用，这使得微
涡流混凝工艺的混凝剂消耗量明显低于传统工艺。涡流网格絮凝反应器用ABS 塑料制造，使用寿命可达数十年，长期使用、维护简便。涡流网格絮凝反应器 既克服了老一代涡流反应器以及网格反应池存在的不足，又在老一代涡流反应 器及网格反应池的基础上有所突破，从根本上提高了混凝反应的效率，对提高 产水量和处理水质都有显著的效果，在微涡流混凝工艺中采用了涡流网格絮凝 反应器后，絮凝反应时间可以縮短到5 8分钟。也明显优于ZL00249081.1的 效果。基于涡旋理论及小网格絮凝技术，涡流网格絮凝反应器具有微涡流凝聚 及立体接触絮凝的特点，使絮凝反应效率大大提高，絮体质量得到改善，沉淀 效率提高，沉淀出水浊度低于3NTU，从而保证了滤后出水浊度低于1NTU，使 出厂水浊度达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)，另外，还可以节约 大量的滤水池反冲洗水量。
图l是本实用新型的涡流网格絮凝反应器的立体结构示意图。 图2是本实用新型的侧面示意图。图3是本实用新型的俯视示意图。
附图标记具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的涡流网格絮凝反应器作进一步的详细描述。
实施例1、涡流网格絮凝反应器，它包括一个空心球笼体1，其中空心 球笼体1表面由多个平行的且同轴的横向分布的圆环4和多个纵向分布的圆弧 3组成；多个横向分布的圆环4和多个纵向分布的圆弧3交叉隔离出多个网格 状孔洞2。
实施例2、涡流网格絮凝反应器，其中圆环4和圆弧3的表面凹凸不平。 其余同实施例l。圆环4和圆弧3的内、外表面上都具有一定的粗糙度，便于 截留挂住水中的絮状物。
实施例3、涡流网格絮凝反应器，其中空心球笼体l由两个对称的网格
状半球形笼体组成。其余同实施例l。叠放有利于运输方便。
实施例4、涡流网格絮凝反应器，其中由网格状孔洞2构成的空心球笼
体1的表面开孔率为55%-70%。其余同实施例1。这样的开孔率对于截留挂住 水中的絮状物比较有利。网状孔洞(2)面积的大小可以根据处理原水水质而 定。
实施例5、涡流网格絮凝反应器，其中分布在最上层和下层的端部圆环 5的内部有数根加强筋。其余同实施例l。
实施例6、涡流网格絮凝反应器，其中网格状孔洞2的形状是不规则的
四边形。其余同实施例l。
工作原理
在微涡流混凝工艺中，涡流网格絮凝反应器可以直接投入絮凝反应区使 用，但须满足一定的水力条件，如水流一般在基本垂直的条件下(即上向流或 下向流)。当水流穿过涡流网格絮凝反应器表面上的大量的网格状孔洞时，形 成无数微小旋涡，众多的微涡旋流动能有效地促进水中微粒的扩散与碰撞，使
水中胶体快速脱稳，提高絮凝反应效率；同时由于涡流网格絮凝反应器为空心 壳体，内部流速相对较小，大量较大粒径的絮体(矾花)在涡流反应器内积累 悬浮于水中，对水流体中的脱稳胶体产生吸附絮凝作用，被 吸附的絮体颗粒又吸附水中絮体。成长过大的絮体在微涡流的作用下会破碎成较小絮体从而保持 絮凝能力，密实度较低的絮体在微涡流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。此外，涡流网格絮凝反应器还具有防止水流短流， 使水流均匀分布以及提高流速梯度等作用，进一步提高水中胶体颗粒的凝聚和 絮凝效率。
涡流网格絮凝反应器综合了网格絮凝反应的所有优点，而且絮凝效果还比 老一代涡流反应器及传统网格絮凝池更好，主要是涡流网格絮凝反应器表面的 网格形状不同于传统网格絮凝池，构成网格的边不同于传统的扁平状栅条，而 是采用具有一定粗糙度的实心绳状，使水流流过时产生更大的磨擦以形成水力 条件更好的涡旋，因此效率较传统工艺优良。目前，微涡流混凝工艺已经通过 多项工程实践考验，均取得了显著的实际效果，其中包含了机械加速澄清池、 水力循环澄清池、网格反应池、波纹板反应池、隔板反应池等池型。近几年经 过微涡流混凝工艺改造并陆续投入运行的各水处理厂，微涡流混凝工艺在提高 处理水量，优化水质方面都发挥了巨大的作用，取得了显著的经济效益和社会 效益，可以预计，在不久的将来，涡流网格絮凝反应器将会得到广泛的应用。
权利要求1、一种涡流网格絮凝反应器，它包括一个空心球笼体(1)，其特征在于空心球笼体(1)表面由多个平行的且同轴的横向分布的圆环(4)和多个纵向分布的圆弧(3)组成；多个横向分布的圆环(4)和多个纵向分布的圆弧(3)交叉隔离出多个网格状孔洞(2)。
2、 根据权利要求1所述的涡流网格絮凝反应器，其特征在于圆环(4)和圆弧(3)的表面凹凸不平。
3、 根据权利要求1所述的涡流网格絮凝反应器，其特征在于空心球笼体(1)由两个对称的网格状半球形笼体组成。
4、 根据权利要求1所述的涡流网格絮凝反应器，其特征在于由网格状孔洞 (2)构成的空心球体(1)的表面开孔率为55%-70%。
5、 根据权利要求1或2所述的涡流反应器，其特征在于分布在最上层和下 层的端部圆环(5)的内部有数根加强筋。
专利摘要本实用新型涉及一种微涡流混凝水处理技术领域中使用的絮凝反应器，特别是涉及一种涡流网格絮凝反应器。所述的涡流网格絮凝反应器适宜于在水处理中混凝反应工艺环节中使用。本实用新型的目的是这样实现的涡流网格絮凝反应器，它包括一个空心球笼体，其中空心球笼体表面由多个平行的且同轴的横向分布的圆环和多个纵向分布的圆弧组成；多个横向分布的圆环和多个纵向分布的圆弧交叉隔离出多个网格状孔洞。本实用新型综合涡旋理论及小网格絮凝技术，不但能有效地提高出水水质、提高水处理混凝工艺中的絮凝反应效率，而且还节能降耗、节约水处理厂扩能投资，优化水处理工艺运行管理。
文档编号B01D21/01GK201356992SQ20092014166
公开日2009年12月9日 申请日期2009年2月13日 优先权日2009年2月13日
发明者童祯恭, 胡锋平, 钟春华 申请人:华东交通大学