专利名称：一种絮核装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水处理净化过程中增强絮凝效果的一种絮核装置。
背景技术：
完成絮凝过程的絮凝池(一般常称反应池)，在净水处理中占有重要的位置地位。天然水中的悬浮物质及胶体物质的粒径非常细小，为了去除这些物质，通常借助于混凝的手段，即在原水中加入适当的混凝剂，经过充分混和，使胶体稳定性破坏(脱稳)并与混凝剂水解后的聚合物相吸附，使颗粒具有絮凝性能。而絮凝池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体。理想的絮凝池，池内水流速度应由大到小逐渐变化，G值(速度梯度)也逐渐减小。目前，常规工艺是加药进行混合后进入絮凝池，常用的絮凝池有隔板式、折板式、栅条(网格)式、机械搅拌、穿孔旋流式、波形板式等形式。这些形式的絮凝池均为间歇变速，G值在隔板或折板处均会有突变，无法实现G值连续递减，而絮体在水中是一种连续长大的过程，从而对已形成的絮体产生破坏。
为了克服上述缺陷，公告号为CN202440355U的中国实用新型专利公开了一种絮凝装置，包括含有絮凝腔的壳体，壳体的下段为下锥式圆台体，上段为圆筒体，下锥式圆台体的底部有进水管，底端部有排污口，圆筒体的上部有出水管；絮凝腔内设置由若干层带有通孔的分配板组成的组合式碟形絮凝构件，组合式碟形絮凝构件的若干分配板包括斜状通孔分配板和竖状通孔分配板。壳体的下锥式圆台体部分的特点是:在水流方向上圆锥面积逐渐增大，过水面积逐渐增加，水流流速由大到小连续变速,速度梯度逐步降低，能加强絮凝晶核间的碰撞几率，创造较优的水力条件；组合式碟形絮凝构件的分配板可不断改变水流方向并增加颗粒碰撞次数或机率。上述絮凝装置中，水流穿过每层孔板时水流速产生突变，不利于絮体的成长；絮凝腔不仅包括壳体的下锥式圆台体部分，还包括壳体的圆筒体部分，在壳体的圆筒部分内的流体速度不发生变化，絮凝反应过程中的G值并非连续递减，这样的絮凝反应过程并非理想的絮凝反应过程，絮凝效果并非最佳；另外，上述絮凝腔中的组合式碟形絮凝构件结构复杂，加工成本高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种絮核效果好、絮核速度快，且絮核体由小变大是一种连续过程的絮核装置。本发明提供的絮核装置，包括空心的上大下小的台体、与台体上端相连的上筒体和与台体下端相连的下筒体；下筒体连接有进水管和排污管；上筒体连接有出水管；台体和下筒体的连接处内部设置有格栅；台体内部填装有填料；台体的上截面积Fl与下截面积F2之比为3:1 4:1，台体的高度H为2.5 3.5 ,[ρ2。上述技术方案的絮核装置，对台体的尺寸进行特定设计，有如下优点:1、絮核反应仅发生在台体部分，水流通过装置时，从下至上，任一截面流速都不相同，任一截面阻力也不相同，同时任一截面G值也不相同，从下至上G值呈连续变化，更符合絮体在水中是一种连续长大的过程，使絮凝反应更接近理想状态；2、水流通过装置时，呈不规则、无序流动便于絮体相互碰撞，加速絮体的长大；3、将反应絮凝时间缩短至10分钟以内，比常规设计要快5 20分钟；4、不会破坏絮核体，还增加了絮核体的密实度，以便后续工序快速沉淀。进一步的，本发明提供的絮核装置，其格栅的过水面积控制在台体下截面积的
0.6 0.8倍之间。这种设计使水流速度得到控制，保证过流速度跟下筒体的速度之间有个平滑的过度，不至于引起突变。更好的，本发明提供的絮核装置，其出水管的管口在水位以下。进一步的，本发明提供的絮核装置，其下圆筒的下端装有检修人孔。上述设计使絮核装置结构更合理，使用更方便。更优的，本发明提供的絮核装置，其台体、上筒体和下筒体的横截面为圆形、正方形、长方形或椭圆形。更好的，本发明提供的絮核装置，其台体、上筒体或下筒体的材料为钢材、钢筋混凝、土或塑料。上述技术方案的絮核装置，台体、上筒体和下筒体的结构和材料可以有更多的选择，适用性强。更好的，本发明提供的絮核装置，其内部的填料包括鲍尔环、拉西环、海尔环或阶梯环。上述技术 方案的絮核装置，采用鲍尔环、拉西环、海尔环或阶梯环作为填充材料，成本低，制造方便。进一步的，本发明提供的絮核装置，其填料的装填方式为乱堆或堆砌。上述技术方案的絮核装置，填料的装填方式可以是无固定规律的乱堆砌，也可以有一定规律的堆砌，操作简单，生产效率高。较优的，本发明提供的絮核装置，其填料的材料为陶瓷、不锈钢或塑料。上述技术方案的絮核装置，填料的材料可以多种多样，提高絮核装置的适用性。
图1是本发明实施例的一种絮核装置的结构示意 图2是本发明实施例的一种絮核装置的絮核效果和絮核速度曲线 图3是本发明实施例的一种絮核装置的台体部分的结构示意图。以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施例方式以下实施例介绍过程中针对的具体结构或者零部件，仅作为本领域技术人员理解本发明的参考性例证，本领域技术人员在实施例描述技术方案的启示下，还可以设计出或者摹制得到不超出本发明之技术范围或者技术实质的各种等同或者类似的技术特征。由此，如果用这种示例性说明来限制本发明权利要求所囊括的保护范围是不适宜的。等同或类似于本发明的技术方案仍然属于本发明权利要求的保护范围。如图1所示，实施例的一种絮核装置包括上大下小的空心圆台体10，圆台体10的上方为中空的上圆筒体13，上圆筒体13上设有矩形横截面的出水管30，出水管30的管口设置在水面以下。圆台体10内部设有絮核腔12，絮凝腔12下部设置有格栅14，格栅14是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用于支撑填充物。格栅14之上的絮凝腔12部分填充有填充物，该填充物几乎充满整个絮凝腔12，填充物的边缘紧贴絮凝腔12的内壁。填充物由大量的拉西环、鲍尔环、海尔环或者阶梯环堆砌而成，堆砌方式可以是有规则的堆砌也可以是无规则的乱堆放；拉西环、鲍尔环、海尔环或者阶梯环的材质可以采用陶瓷、塑料、不锈钢或者铝合金。圆台体10的下方为中空的下圆筒体11，下圆筒体11上设置有进水管20，在进水管20的下方、下圆筒体11的底部设置有排污口 40，在下圆筒体11的下端还设有检修人孔50。圆台体10、上圆筒体13和下圆筒体11的材料可以是钢材、钢筋混凝、土或塑料。本实施例的工作过程是，经前级处理后的水体由进水管20首先进入下圆筒体11，紧接着向上流入到絮核腔12内，在经过絮核腔12内的填充物时，形成无数细小的水流，不仅增大了反应的面积，而且满足了适当的紊流强度，从而加强了絮核晶核间的碰撞几率；同时，在上大下小的圆锥形的絮核腔12内，水流上升的速度由快变缓，实现水流中的颗粒充分聚集并形成絮核体，然后经过上圆筒体13由出水管30排出，进入后续的絮凝或沉淀处理工序。由于出水管30的横截面为矩形，过水断面大，流速可以保持低速，絮凝的晶核不易被打碎。当絮核装置停止工作或者进行检修时，通过排污口 40可以将随水带进的异物排出。上述絮核反应全程都在絮凝腔12内进行，使水流速度保持持续的由大变小，使絮凝过程更接近理想状态，有利于提高絮凝效果。当絮核装置需要检修时，可以打开检修人孔50，让检修人员进入检修。在其他实施例中，圆台体10可以被上大下小的横截面为正方形、长方形或椭圆形的台体所替代，与之相适应的上圆筒体13和下圆筒体11也可以被横截面为正方形、长方形或椭圆形的筒体所替代。图2中的X轴表示的是出水速度与进水速度的比值，Y轴表示的絮核速度和絮核效果，其中曲线N表示的是随着出水速度与进水速度比值的不断增加，絮核速度的变化情况；曲线M表示的是随着出水速度与进水速度比值的不断增加，絮核效果的变化情况。从图2中的曲线可见，随着出水速度与进水速度比值的不断增加，絮核速度N是逐渐减小的，而絮核效果M却是逐渐提高的，二者在出水速度与进水速度比值大致在1:3至1:4之间时交汇，此时，出水速度与进水速度比值大致在1:3至1:4之间时，絮核速度较快，且絮核效果也较好，二者处于最佳的平衡状态。因此，为了使该絮核装置的絮核效果和絮核速度达到最佳平衡点，需要对絮核装置中台体的结构进行设计。基于上述设计理念，如图3所示，假设絮核装置圆台体部分的高度为H，圆台体的下截面面积为F2，上截面的面积为Fl时，上截面面积Fl与下截面面积F2之比应当在3:1至4:1之间，圆台体的高度H应当为#的2.5 3.5倍。例如，当Fl=12平方米，F2=4
平方米，圆台体的高度H=7米时，当絮核装置进水速度为0.3米/秒时，则出水速度大概为
0.1米/秒，出水速度与进水速度的比值为1: 3，在这个比值下，絮核装置能实现本发明的目的，既能保证絮凝效果较佳，也能保证较好的絮凝速度。在另外的实施例中，可以设计絮核装置格栅的过水面积为0.6 0.8F2，此时，水流速度得到控制，保证过流速度跟下筒体的速度之间有个平滑的过度，不至于引起突变。
总之，本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，例如，出水管的横截面也可以是圆形或其他形状，或者也可以根据实际需要取消检修人孔等，依据本发明的构思所进行的任何改变、组合以及等效变换均应包含在权利要求所述的范围之内。`
权利要求
1.絮核装置，包括中空的上大下小的台体、与所述台体上端相连的上筒体和与所述台体下端相连的下筒体；所述下筒体连接有进水管和排污管；所述上筒体连接有出水管； 其特征在于: 所述台体和所述下筒体的连接处内部设置有格栅； 所述台体内部填装有填料； 所述台体的上截面积Fl与下截面积F2之比为3:1 4:1，所述台体的高度H为2.5 3.5 4F2 ο
2.根据权利要求1所述的絮核装置，其特征在于: 所述格栅的过水面积为0.6 0.8F2。
3.根据权利要求2所述的絮核装置，其特征在于: 所述出水管的管口在水位以下。
4.根据权利要求3所述的絮核装置，其特征在于: 所述下圆筒的下端装有检修人孔。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的絮核装置，其特征在于: 所述台体、上筒体和下筒体的横截面为圆形、正方形、长方形或椭圆形。
6.根据权利要求5所述的絮核装置，其特征在于: 所述台体、上筒体或下筒体的材料为钢材、钢筋混凝、土或塑料。
7.根据权利要求6所述的絮核装置，其特征在于: 所述填料包括鲍尔环、拉西环、海尔环或阶梯环。
8.根据权利要求7所述的絮核装置，其特征在于: 所述填料的装填方式为乱堆或堆砌。
9.根据权利要求7或8所述的絮核装置，其特征在于: 所述填料的材料为陶瓷、不锈钢、铝合金或塑料。
全文摘要
本发明提供的一种絮核装置，包括空心的上大下小的台体、与台体上端相连的上筒体和与台体下端相连的下筒体；下筒体连接有进水管和排污管；上筒体连接有出水管；台体和下筒体的连接处内部设置有格栅；台体内部填装有填料；台体的上截面积F1与下截面积F2之比为3:1～4:1，台体的高度H为2.5～3.5。本一种絮核装置絮凝效果好、絮凝速度快，且结构简单，生产成本低。
文档编号C02F1/52GK103073098SQ20131004877
公开日2013年5月1日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者张建国, 张良纯, 周密, 方素梅 申请人:珠海九通水务有限公司