一种给水处理用高速混凝反应器的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，特别涉及一种给水处理用高速混凝反应器。

背景技术：

目前，我国采用常规处理工艺的净水厂沉淀池出水浊度大部分都在1～3NTU，滤池出水浊度一般不超过1NTU；而采用相似工艺流程的国外先进的净水厂沉淀池出水浊度不高于1NTU，滤池出水浊度不高于0.1NTU，无需深度处理可达直饮水标准。而国内常规处理工艺后需增加膜过滤深度处理后方能使供水浊度达到不高于0.1NTU的水平。为了在不增加运行成本的条件下，保证供水水质达到国家最新颁布的106项生活饮用水水质标准，国内外从预处理、常规工艺的强化、深度处理等多方面开发了众多给水处理技术。

其中，混凝过程作为水处理工艺流程中不可缺少的前置关键环节，其效果的好坏往往决定后续工艺流程的运行工况、最终出水质量和成本费用，因此混凝是水处理工程中重要的研究开发领域之一。

目前，强化混凝工艺一般以改善混凝剂性能、增加投药量、延长絮凝时间、调整絮凝反应器的水力条件等作为主要的改进方向，而对混凝过程的第一个步骤——混合的优化研究较少。作为给水处理中的先行工艺，药剂混合的程度直接影响后续絮凝、沉淀、过滤效果。基于此，本实用新型提出了一种给水处理用高速混凝反应器。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种高脱硫率的给水处理用高速混凝反应器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种给水处理用高速混凝反应器，其特征在于：包括反应器罐体，进水管和出水管，所述反应器罐体顶部设有L型进料管，同时反应器罐体内部还设有搅拌器和扰流筒，所述搅拌器设置在反应器罐体的中央，通过减速机连接到电机；所述扰流筒固定于反应器罐体顶端，介于搅拌器与反应器罐体之间；所述进水管和出水管分别嵌在反应器罐体的左右两侧的外壁上。

所述进水管位于反应器罐体底部，所述出水管位于反应器罐体的上部。

所述扰流筒直径为搅拌器桨叶外径的2~3倍，同时扰流筒筒体上均匀布孔，开孔率不小于50%。

所述搅拌器桨叶外径为200～400mm，桨叶角度为5～20°，搅拌器转速为800～1200r/min。

所述L型进料管位于扰流筒内部，其出料口位于搅拌器下方10~30mm处。

本实用新型的有益效果是：该给水处理用高速混凝反应器，能够提高混合速率，减少混合时间，使混凝剂与水中胶体颗粒在最短时间内迅速均匀混合，提高了混凝沉淀对有机物的去除率，进而提高了后续絮凝、沉淀、过滤效果，使滤池后出水水质明显优改善；同时还能降低混凝剂用量，使混合池体积减小，降低运行成本和工程建设投资。

附图说明

附图1为本实用新型给水处理用高速混凝反应器结构示意图。

附图2为本实用新型给水处理用高速混凝反应器A-A剖面结构示意图。

附图3为本实用新型给水处理用高速混凝反应器B-B剖面结构示意图。

附图中，1反应器，2电机，3减速机，4搅拌器桨叶，5扰流筒，6进水管，7出水管，8加药管。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

该给水处理用高速混凝反应器，包括反应器罐体1，进水管6和出水管7，所述反应器罐体顶部设有L型进料管8，同时反应器罐体1内部还设有搅拌器4和扰流筒5，所述搅拌器4设置在反应器罐体1的中央，通过减速机3连接到电机2；所述扰流筒5固定于反应器罐体1顶端，介于搅拌器4与反应器罐体1之间；所述进水管6和出水管7分别嵌在反应器罐体1的左右两侧的外壁上。

所述进水管6位于反应器罐体1底部，所述出水管7位于反应器罐体1的上部。

所述扰流筒5直径为搅拌器4桨叶外径的2~3倍，同时扰流筒5筒体上均匀布孔，开孔率不小于50%。

所述搅拌器4桨叶外径为200～400mm，桨叶角度为5～20°，搅拌器4转速为800～1200r/min。

所述L型进料管8位于扰流筒5内部，其出料口位于搅拌器4下方10~30mm处。

实施例1

所述搅拌器4采用完全浸没式立式安装，转速为960r/min，桨叶外径为400mm，角度为15°；扰流筒5直径为搅拌器4桨叶外径的2倍，扰流筒5上的网孔为圆孔，开孔率为70%；L型进料管8的出料口置于搅拌器4桨叶下方15mm。加入聚合氯化铝混合后的源水进入高速搅拌混合反应器，在驱动装置驱动下，高速搅拌设备对水体进行搅拌，反应时间为10s，然后依次进入原有的絮凝池、沉淀池、砂滤池。

实施例2

所述搅拌器4采用完全浸没式立式安装，转速为800r/min，桨叶外径为360mm，角度为20°；扰流筒5直径为搅拌器4桨叶外径的2.5倍，扰流筒5上的网孔为圆孔，开孔率为50%；L型进料管8的出料口置于搅拌器4桨叶下方10mm。加入聚合氯化铝混合后的源水进入高速搅拌混合反应器，在驱动装置驱动下，高速搅拌设备对水体进行搅拌，反应时间为8s，然后依次进入原有的絮凝池、沉淀池、砂滤池。

实施例3

所述搅拌器4采用完全浸没式立式安装，转速为1200r/min，桨叶外径为200mm，角度为5°；扰流筒5直径为搅拌器4桨叶外径的3倍，扰流筒5上的网孔为圆孔，开孔率为80%；L型进料管8的出料口置于搅拌器4桨叶下方30mm。加入聚合氯化铝混合后的源水进入高速搅拌混合反应器，在驱动装置驱动下，高速搅拌设备对水体进行搅拌，反应时间为5s，然后依次进入原有的絮凝池、沉淀池、砂滤池。

该给水处理用高速混凝反应器，从提高扩散速度、形成微涡流扩散两个方面对混合进行的优化。

一、提高扩散速度

混凝的效果与药剂在水中的扩散速度有密切关系。原水中加入混凝剂后，产生两种效应：①混凝剂在水中的扩散与混合；②混凝剂水解，水解产物与胶体颗粒作用使其脱稳。由于水解、脱稳的速率远远大于混凝剂在水中的扩散速率，如果混凝剂在水中不能迅速而均匀混合，则在混凝剂较多的部位，胶体颗粒迅速脱稳结大，而混凝剂不足的地方胶体颗粒就缺少结大的条件，这样就会导致水中胶体颗粒不能均匀脱稳，絮凝效果变差。

例如铝盐的水解单体形态可在数微秒（~10^-4s）内形成，同时某些低聚和形态可在1s内形成，电中和凝聚作用必须在其水解反应并在氢氧化物沉淀前完成，因此需要缩短快速混合时间，使混凝剂与胶体颗粒在最短时间内混合。所以混合阶段要求对水体进行强烈搅拌，使混凝剂迅速、均匀地与水体混合。

现有净水厂的混合段混合时间通常为30s，机械搅拌设备多采用折桨式搅拌器，搅拌设备转速为100～200r/min；搅拌器桨叶外径为500～1500mm。

该给水处理用高速混凝反应器，通过减小搅拌器桨叶外径至200～400mm、提高搅拌器转速至800～1200r/min、缩短加药出口与桨叶距离至10～30mm，实现了混合反应器内投药后的高梯度快速混合，合理调整了搅拌强度，保证了在短时间内形成对初始颗粒碰撞集聚所需要的水流结构。混合反应的时间缩短为5～10s，将混合段的反应控制在最有效的时间内，减免了后续20s的无效混合反应，使混凝剂与胶体颗粒在最短时间内混合均匀，以提高后续胶体颗粒的脱稳效果。同时混合时间缩短可使混合池体积减小，降低工程建设投资。

二、形成微涡流扩散

在混合反应过程中，搅拌器旋转的桨叶能量传递给水体，使反应器内的液体发生局部剪切流动，导致生成不同尺度的大、小涡流群，形成局部范围内水体快速而紊乱的对流运动。这种由漩涡运动造成的局部范围内的对流扩散称为涡流扩散。涡流扩散速率取决于被搅拌水体的湍动状态。湍动程度愈高，混合速率愈快。

该给水处理用高速混凝反应器，通过在高速搅拌器外围设置网孔扰流筒，当涡轮搅拌器的桨叶转动时，流体通过扰流筒的网孔向外流动，在搅拌器与扰流筒之间形成高湍动的充分混合区，并在网孔出流处产生一股高速射流，使流体具有较高的压头，推动液体在反应器内循环流动，进一步形成微涡流扩散，增大反应器内的流场湍动程度，促进物料微观尺度上的混合，改善了搅拌效果。在扰流筒的导流作用下，水流从筒体顶部和底部流入筒内，形成一个循环，产生高速的径向流和轴向流，减小切向流，改变了原有搅拌器流场不均匀、易产生“打漩现象”的问题，使混合更快速均匀。