本實(shí)用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種給水處理用高速混凝反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)采用常規(guī)處理工藝的凈水廠沉淀池出水濁度大部分都在1～3NTU，濾池出水濁度一般不超過1NTU；而采用相似工藝流程的國(guó)外先進(jìn)的凈水廠沉淀池出水濁度不高于1NTU，濾池出水濁度不高于0.1NTU，無需深度處理可達(dá)直飲水標(biāo)準(zhǔn)。而國(guó)內(nèi)常規(guī)處理工藝后需增加膜過濾深度處理后方能使供水濁度達(dá)到不高于0.1NTU的水平。為了在不增加運(yùn)行成本的條件下，保證供水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家最新頒布的106項(xiàng)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)外從預(yù)處理、常規(guī)工藝的強(qiáng)化、深度處理等多方面開發(fā)了眾多給水處理技術(shù)。

其中，混凝過程作為水處理工藝流程中不可缺少的前置關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其效果的好壞往往決定后續(xù)工藝流程的運(yùn)行工況、最終出水質(zhì)量和成本費(fèi)用，因此混凝是水處理工程中重要的研究開發(fā)領(lǐng)域之一。

目前，強(qiáng)化混凝工藝一般以改善混凝劑性能、增加投藥量、延長(zhǎng)絮凝時(shí)間、調(diào)整絮凝反應(yīng)器的水力條件等作為主要的改進(jìn)方向，而對(duì)混凝過程的第一個(gè)步驟——混合的優(yōu)化研究較少。作為給水處理中的先行工藝，藥劑混合的程度直接影響后續(xù)絮凝、沉淀、過濾效果?；诖?，本實(shí)用新型提出了一種給水處理用高速混凝反應(yīng)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種高脫硫率的給水處理用高速混凝反應(yīng)器。

本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種給水處理用高速混凝反應(yīng)器，其特征在于：包括反應(yīng)器罐體，進(jìn)水管和出水管，所述反應(yīng)器罐體頂部設(shè)有L型進(jìn)料管，同時(shí)反應(yīng)器罐體內(nèi)部還設(shè)有攪拌器和擾流筒，所述攪拌器設(shè)置在反應(yīng)器罐體的中央，通過減速機(jī)連接到電機(jī)；所述擾流筒固定于反應(yīng)器罐體頂端，介于攪拌器與反應(yīng)器罐體之間；所述進(jìn)水管和出水管分別嵌在反應(yīng)器罐體的左右兩側(cè)的外壁上。

所述進(jìn)水管位于反應(yīng)器罐體底部，所述出水管位于反應(yīng)器罐體的上部。

所述擾流筒直徑為攪拌器槳葉外徑的2~3倍，同時(shí)擾流筒筒體上均勻布孔，開孔率不小于50%。

所述攪拌器槳葉外徑為200～400mm，槳葉角度為5～20°，攪拌器轉(zhuǎn)速為800～1200r/min。

所述L型進(jìn)料管位于擾流筒內(nèi)部，其出料口位于攪拌器下方10~30mm處。

本實(shí)用新型的有益效果是：該給水處理用高速混凝反應(yīng)器，能夠提高混合速率，減少混合時(shí)間，使混凝劑與水中膠體顆粒在最短時(shí)間內(nèi)迅速均勻混合，提高了混凝沉淀對(duì)有機(jī)物的去除率，進(jìn)而提高了后續(xù)絮凝、沉淀、過濾效果，使濾池后出水水質(zhì)明顯優(yōu)改善；同時(shí)還能降低混凝劑用量，使混合池體積減小，降低運(yùn)行成本和工程建設(shè)投資。

附圖說明

附圖1為本實(shí)用新型給水處理用高速混凝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為本實(shí)用新型給水處理用高速混凝反應(yīng)器A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3為本實(shí)用新型給水處理用高速混凝反應(yīng)器B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，1反應(yīng)器，2電機(jī)，3減速機(jī)，4攪拌器槳葉，5擾流筒，6進(jìn)水管，7出水管，8加藥管。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)說明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

該給水處理用高速混凝反應(yīng)器，包括反應(yīng)器罐體1，進(jìn)水管6和出水管7，所述反應(yīng)器罐體頂部設(shè)有L型進(jìn)料管8，同時(shí)反應(yīng)器罐體1內(nèi)部還設(shè)有攪拌器4和擾流筒5，所述攪拌器4設(shè)置在反應(yīng)器罐體1的中央，通過減速機(jī)3連接到電機(jī)2；所述擾流筒5固定于反應(yīng)器罐體1頂端，介于攪拌器4與反應(yīng)器罐體1之間；所述進(jìn)水管6和出水管7分別嵌在反應(yīng)器罐體1的左右兩側(cè)的外壁上。

所述進(jìn)水管6位于反應(yīng)器罐體1底部，所述出水管7位于反應(yīng)器罐體1的上部。

所述擾流筒5直徑為攪拌器4槳葉外徑的2~3倍，同時(shí)擾流筒5筒體上均勻布孔，開孔率不小于50%。

所述攪拌器4槳葉外徑為200～400mm，槳葉角度為5～20°，攪拌器4轉(zhuǎn)速為800～1200r/min。

所述L型進(jìn)料管8位于擾流筒5內(nèi)部，其出料口位于攪拌器4下方10~30mm處。

實(shí)施例1

所述攪拌器4采用完全浸沒式立式安裝，轉(zhuǎn)速為960r/min，槳葉外徑為400mm，角度為15°；擾流筒5直徑為攪拌器4槳葉外徑的2倍，擾流筒5上的網(wǎng)孔為圓孔，開孔率為70%；L型進(jìn)料管8的出料口置于攪拌器4槳葉下方15mm。加入聚合氯化鋁混合后的源水進(jìn)入高速攪拌混合反應(yīng)器，在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，高速攪拌設(shè)備對(duì)水體進(jìn)行攪拌，反應(yīng)時(shí)間為10s，然后依次進(jìn)入原有的絮凝池、沉淀池、砂濾池。

實(shí)施例2

所述攪拌器4采用完全浸沒式立式安裝，轉(zhuǎn)速為800r/min，槳葉外徑為360mm，角度為20°；擾流筒5直徑為攪拌器4槳葉外徑的2.5倍，擾流筒5上的網(wǎng)孔為圓孔，開孔率為50%；L型進(jìn)料管8的出料口置于攪拌器4槳葉下方10mm。加入聚合氯化鋁混合后的源水進(jìn)入高速攪拌混合反應(yīng)器，在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，高速攪拌設(shè)備對(duì)水體進(jìn)行攪拌，反應(yīng)時(shí)間為8s，然后依次進(jìn)入原有的絮凝池、沉淀池、砂濾池。

實(shí)施例3

所述攪拌器4采用完全浸沒式立式安裝，轉(zhuǎn)速為1200r/min，槳葉外徑為200mm，角度為5°；擾流筒5直徑為攪拌器4槳葉外徑的3倍，擾流筒5上的網(wǎng)孔為圓孔，開孔率為80%；L型進(jìn)料管8的出料口置于攪拌器4槳葉下方30mm。加入聚合氯化鋁混合后的源水進(jìn)入高速攪拌混合反應(yīng)器，在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，高速攪拌設(shè)備對(duì)水體進(jìn)行攪拌，反應(yīng)時(shí)間為5s，然后依次進(jìn)入原有的絮凝池、沉淀池、砂濾池。

該給水處理用高速混凝反應(yīng)器，從提高擴(kuò)散速度、形成微渦流擴(kuò)散兩個(gè)方面對(duì)混合進(jìn)行的優(yōu)化。

一、提高擴(kuò)散速度

混凝的效果與藥劑在水中的擴(kuò)散速度有密切關(guān)系。原水中加入混凝劑后，產(chǎn)生兩種效應(yīng)：①混凝劑在水中的擴(kuò)散與混合；②混凝劑水解，水解產(chǎn)物與膠體顆粒作用使其脫穩(wěn)。由于水解、脫穩(wěn)的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝劑在水中的擴(kuò)散速率，如果混凝劑在水中不能迅速而均勻混合，則在混凝劑較多的部位，膠體顆粒迅速脫穩(wěn)結(jié)大，而混凝劑不足的地方膠體顆粒就缺少結(jié)大的條件，這樣就會(huì)導(dǎo)致水中膠體顆粒不能均勻脫穩(wěn)，絮凝效果變差。

例如鋁鹽的水解單體形態(tài)可在數(shù)微秒（~10^-4s）內(nèi)形成，同時(shí)某些低聚和形態(tài)可在1s內(nèi)形成，電中和凝聚作用必須在其水解反應(yīng)并在氫氧化物沉淀前完成，因此需要縮短快速混合時(shí)間，使混凝劑與膠體顆粒在最短時(shí)間內(nèi)混合。所以混合階段要求對(duì)水體進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，使混凝劑迅速、均勻地與水體混合。

現(xiàn)有凈水廠的混合段混合時(shí)間通常為30s，機(jī)械攪拌設(shè)備多采用折槳式攪拌器，攪拌設(shè)備轉(zhuǎn)速為100～200r/min；攪拌器槳葉外徑為500～1500mm。

該給水處理用高速混凝反應(yīng)器，通過減小攪拌器槳葉外徑至200～400mm、提高攪拌器轉(zhuǎn)速至800～1200r/min、縮短加藥出口與槳葉距離至10～30mm，實(shí)現(xiàn)了混合反應(yīng)器內(nèi)投藥后的高梯度快速混合，合理調(diào)整了攪拌強(qiáng)度，保證了在短時(shí)間內(nèi)形成對(duì)初始顆粒碰撞集聚所需要的水流結(jié)構(gòu)?；旌戏磻?yīng)的時(shí)間縮短為5～10s，將混合段的反應(yīng)控制在最有效的時(shí)間內(nèi)，減免了后續(xù)20s的無效混合反應(yīng)，使混凝劑與膠體顆粒在最短時(shí)間內(nèi)混合均勻，以提高后續(xù)膠體顆粒的脫穩(wěn)效果。同時(shí)混合時(shí)間縮短可使混合池體積減小，降低工程建設(shè)投資。

二、形成微渦流擴(kuò)散

在混合反應(yīng)過程中，攪拌器旋轉(zhuǎn)的槳葉能量傳遞給水體，使反應(yīng)器內(nèi)的液體發(fā)生局部剪切流動(dòng)，導(dǎo)致生成不同尺度的大、小渦流群，形成局部范圍內(nèi)水體快速而紊亂的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。這種由漩渦運(yùn)動(dòng)造成的局部范圍內(nèi)的對(duì)流擴(kuò)散稱為渦流擴(kuò)散。渦流擴(kuò)散速率取決于被攪拌水體的湍動(dòng)狀態(tài)。湍動(dòng)程度愈高，混合速率愈快。

該給水處理用高速混凝反應(yīng)器，通過在高速攪拌器外圍設(shè)置網(wǎng)孔擾流筒，當(dāng)渦輪攪拌器的槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流體通過擾流筒的網(wǎng)孔向外流動(dòng)，在攪拌器與擾流筒之間形成高湍動(dòng)的充分混合區(qū)，并在網(wǎng)孔出流處產(chǎn)生一股高速射流，使流體具有較高的壓頭，推動(dòng)液體在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，進(jìn)一步形成微渦流擴(kuò)散，增大反應(yīng)器內(nèi)的流場(chǎng)湍動(dòng)程度，促進(jìn)物料微觀尺度上的混合，改善了攪拌效果。在擾流筒的導(dǎo)流作用下，水流從筒體頂部和底部流入筒內(nèi)，形成一個(gè)循環(huán)，產(chǎn)生高速的徑向流和軸向流，減小切向流，改變了原有攪拌器流場(chǎng)不均勻、易產(chǎn)生“打漩現(xiàn)象”的問題，使混合更快速均勻。