申请日2014.09.29
公开(公告)日2015.01.28
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明一种用于水处理的高效节能絮凝反应器，属水处理设备领域，本发明包括一级原水驱动水力搅拌反应箱，二级机械搅拌反应箱，一对伞齿轮传动副，辅助动力减速电机和控制系统，所述一级搅拌反应箱下部与二级搅拌反应箱上部经连接口连通，一级搅拌反应箱由一级箱体和卧式转动机构组成，二级搅拌反应箱由二级箱体和立式搅拌机构组成，二级搅拌反应箱的立式搅拌机构转轴与一级搅拌反应箱的水平转轴在箱体外通过所述的一对伞形齿轮传动副啮合传动，本发明结合了水力搅拌和机械搅拌的特点，形成剧烈的两级搅拌作用，相对现有技术的一级水力搅拌或机械搅拌，显著加快了原水中的胶体颗粒及悬浮物脱稳速度，强化了絮凝体的密实度和稳定性。
权利要求书
1.用于水处理的高效节能絮凝反应器，包括一级原水驱动水力搅拌反 应箱，二级机械搅拌反应箱，一对伞齿轮传动副，辅助动力减速电机和控制 系统，其特征在于，所述一级原水驱动水力搅拌反应箱下部与二级机械搅拌 反应箱上部通过对应连接口连通，一级原水驱动水力搅拌反应箱顶部设有原 水进水管，二级机械搅拌反应箱底部设有出水管，所述一级原水驱动水力搅 拌反应箱由一级箱体和卧式转动机构组成，一级箱体上部设有长方体泄水 槽，泄水槽底板竖直设置多根泄水管，在该卧式转动机构的水平转轴轴向间 隔设置有与泄水管上下对应的多排转动片组;卧式转动机构的水平转轴一端 与固定于一级箱体侧壁的旋转法兰的转动接头相连，泄水管出水下落撞击转 动片，使之驱动水平转轴转动;所述二级机械搅拌反应箱由二级箱体和立式 搅拌机构组成，立式搅拌机构的竖直转轴轴向间隔设置有多排搅拌片组，搅 拌片组的各搅拌片间隔设有通孔流道，所述立式搅拌机构的竖直转轴下端与 固定于二级箱体底板的固定支架上的旋转法兰的转动接头相连，该二级机械 搅拌反应箱的竖直转轴与一级原水驱动水力搅拌反应箱的水平转轴末端在 箱体外通过所述的一对伞齿轮传动副啮合，通过上述两级搅拌反应箱传动连 接，加快了原水中的胶体颗粒及悬浮物脱稳速度，强化了絮凝体的密实度和 稳定性。
2.根据权利要求1所述的用于水处理的高效节能絮凝反应器，其特征 在于一级原水驱动水力搅拌反应箱泄水槽泄水管内设有螺旋叶片以形成涡 旋形水流通道。
3.根据权利要求1所述的用于水处理的高效节能絮凝反应器，其特征 在于，二级机械搅拌反应箱立式搅拌机构搅拌片组的搅拌片内的通孔流道内 设有螺旋叶片以形成涡旋形水流通道。
4.根据权利要求1所述的用于水处理的高效节能絮凝反应器，其特征 在于，二级机械搅拌反应箱立式搅拌机构搅拌片组的搅拌片上下表面分别有 交错分布的高、低锥形尖突。
5.根据权利要求1所述的用于水处理的高效节能絮凝反应器，其特征 在于，辅助动力减速电机的输出轴与二级机械搅拌反应箱立式搅拌机构的竖 直转轴传动连接，当竖直转轴传动转速低于设定值时，控制系统开启辅助动 力减速电机以补偿竖直转轴搅拌力，使竖直转轴转速保持在设定值。
说明书
一种用于水处理的高效节能絮凝反应器
技术领域
本发明一种用于水处理的高效节能絮凝反应器，属水处理设备领域。
背景技术
絮凝反应器是城市给水常规处理及污水深度处理中的第一个反应单元 投加了混凝剂的原水进入该反应器发生絮凝反应,使得原水中的胶体颗粒及 悬浮物与混凝剂充分接触脱稳并相互凝聚长大，从而形成具有良好沉淀性能 且尺寸较大的絮凝体，以便在后续的沉淀和过滤等水处理单元中能有效的将 该絮凝体沉降和过滤拦截下来，以达到净化原水水质的目的。目前常规的絮 凝反应器根据搅拌方式的不同可分为水力搅拌絮凝反应器、机械搅拌絮凝反 应器。并且絮凝反应器多为一级反应器，即采用单一的一种水力搅拌方式或 者机械搅拌方式，水力搅拌絮凝反应器主要是通过设置于絮凝反应器内的固 定不动的挡水装置(如隔板、折板、网格、栅条等)对原水水流产生局部阻 挡使其在流动过程中形成湍流旋涡从而产生水力搅拌作用使得原水中的胶 体颗粒及悬浮物与混凝剂发生反应形成絮凝体并迅速长大，常见的水力搅拌 絮凝反应器主要有隔板絮凝反应器、折板絮凝反应器、网格絮凝反应器、栅 条絮凝反应器等。机械搅拌絮凝反应器主要是通过在絮凝反应器中设置机械 搅拌装置并通过减速电机驱动该搅拌装置快速转动使得原水中的胶体颗粒 及悬浮物与混凝剂发生反应后脱稳生成絮凝体析出，常见的机械搅拌絮凝反 应器主要有桨式絮凝反应器、叶轮式絮凝反应器等。水力搅拌絮凝反应器的 优点是能耗较低故处理费用较低，缺点是所形成的湍流旋涡搅动强度有限， 故絮凝效果较差;机械搅拌絮凝反应器的优点是通过外加动力源的机械搅拌 紊动作用较为强烈，絮凝效果较好，缺点是电耗较高故处理费用较高，且其 对原水所具有的势能和动能利用不充分,因此，整体搅拌效率偏低，处理效果 一般，所形成的脱稳絮凝体不够密实和稳定，容易松散破裂，影响后续处理 单元的处理效果。
发明内容
本发明一种用于水处理的高效节能絮凝反应器，以进入一级原水驱动水 力搅拌反应箱中原水的势能和动能为主要动力，通过驱动一级原水驱动水力 搅拌反应箱中的卧式转动机构运转而带动二级机械搅拌反应箱的立式搅拌 机构运转，不仅有效降低絮凝反应器的能量消耗，而且全面提高絮凝反应器 中絮凝反应效率，增强絮凝反应器的絮凝效果。
本发明用于水处理的高效节能絮凝反应器，包括一级原水驱动水力搅拌 反应箱，二级机械搅拌反应箱，一对伞齿轮传动副，辅助动力减速电机和控 制系统，所述一级原水驱动水力搅拌反应箱下部与二级机械搅拌反应箱上部 通过对应连接口连通，一级原水驱动水力搅拌反应箱顶部设有原水进水管， 二级机械搅拌反应箱底部设有出水管，所述一级原水驱动水力搅拌反应箱由 一级箱体和卧式转动机构组成，一级箱体上部设有长方体泄水槽，泄水槽底 板竖直设置多根泄水管，在该卧式转动机构的水平转轴轴向间隔设置有与泄 水管上下对应的多排转动片组，卧式转动机构的水平转轴一端与固定于一级 箱体侧壁的旋转法兰的转动接头相连，泄水管出水下落撞击转动片，使之驱 动水平转轴转动;所述二级机械搅拌反应箱由二级箱体和立式搅拌机构组 成，立式搅拌机构的竖直转轴轴向间隔设置有多排搅拌片组，搅拌片组的各 搅拌片间隔设有通孔流道，所述立式搅拌机构的竖直转轴下端与固定于二级 箱体底板的固定支架上的旋转法兰的转动接头相连，该二级机械搅拌反应箱 的竖直转轴与一级原水驱动水力搅拌反应箱的水平转轴在箱体外通过所述 的一对伞齿轮传动副啮合传动，通过上述两级搅拌反应箱传动连接，加快了 原水中的胶体颗粒及悬浮物脱稳速度，强化了絮凝体的密实度和稳定性。
所述一级原水驱动水力搅拌反应箱泄水槽泄水管内设有螺旋叶片以形 成涡旋形水流通道。
所述二级机械搅拌反应箱立式搅拌机构搅拌片组的搅拌片内的通孔流 道内设有螺旋叶片以形成涡旋形水流通道。
所述二级机械搅拌反应箱立式搅拌机构搅拌片组的搅拌片上下表面分 别有交错分布的高、低锥形尖突。
所述辅助动力减速电机的输出轴与二级机械搅拌反应箱立式搅拌机构 的竖直转轴传动连接，当竖直转轴传动转速低于设定值时，控制系统开启辅 助动力减速电机以补偿竖直转轴搅拌力，使竖直转轴转速保持在设定值。
本发明反应器中，投加了混凝剂的原水不断从一级原水驱动水力搅拌反 应箱顶部进水管进入该反应箱并由其连通口进入二级机械搅拌反应箱，完成 絮凝反应后从二级机械搅拌反应箱底部出水管流出，流向下一阶段水处理单 元——沉淀反应器中，具体过程如下：投加了混凝剂的原水由一级原水驱动 水力搅拌反应箱顶部进水管进入该反应箱并由其泄水槽流入各泄水管，通过 各泄水管中的涡旋形水流通道形成强烈的旋流，对原水进行第一级水力搅 拌，使原水中的胶体颗粒及悬浮物与混凝剂形成的絮凝体迅速结合脱稳并快 速增大，同时该旋流态的原水从泄水管落下撞击卧式转动机构的转动片，并 迅速且不断的将原水的势能和动能转化为转动片的转动动能并使转动片组 转动，转动片组又驱动水平转轴旋转进而带动水平转轴连接的伞齿轮转动并 通过伞齿轮传动副的啮合作用带动立式搅拌机构的竖直转轴连接的伞齿轮 旋转，从而带动立式搅拌机构的竖直转轴快速旋转进而驱动其搅拌片组转 动。当伞齿轮传动副带动的竖直转轴传动转速低于设定值时，控制系统开启 辅助动力减速电机以增加竖直转轴的转速，提高搅拌强度。在立式搅拌机构 转动过程中，其各搅拌片的高、低锥形尖突剧烈搅动二级机械搅拌反应箱中 的原水形成横向涡流，同时各搅拌片中的涡旋形水流通道搅动原水形成纵向 涡流，通过上述的横、纵向涡流的强烈搅拌作用，对原水进行了第二级搅拌 ——机械搅拌，从而大大加速了原水中的絮凝体聚集速度，形成快速絮凝。 处理完成后的水由二级机械搅拌反应箱出水管流出，流向下一阶段水处理单 元——沉淀反应器中。
本发明综合了水力搅拌和机械搅拌的特点，通过各泄水管中的涡旋形水 流通道的水力搅拌作用和搅拌片的机械搅拌作用，形成剧烈的两级搅拌作 用，相对传统的一级水力搅拌或机械搅拌，其大大加快了原水中的胶体颗粒 及悬浮物脱稳速度以及絮凝体的形成速度、强化了絮凝体的密实度，所形成 的絮凝体的稳定性大为增强，为后续处理奠定了良好的基础。另外，本反应 器的主要动力源为水流的重力势能和动能作用，根据需要适时补充少量电 能。因此相比传统的机械搅拌絮凝反应器，本反应器大大减少了电耗，降低 了运行成本。总之，本发明高效节能絮凝反应器较之传统的絮凝反应器实现 了高效低耗运行，同时降低了建设和运行费用。