本發(fā)明涉及污水處理，尤其是涉及一種多級旋流式混合設備及混合方法。

背景技術：

1、水是人類活動及工業(yè)化社會發(fā)展中不可或缺的物質。水在多種產(chǎn)業(yè)中充當傳質媒介的作用，這導致人類生產(chǎn)活動后產(chǎn)生的水含有多種遺留的化工產(chǎn)品或難降解污染物。水集中化處理方法已經(jīng)發(fā)展較為成熟，其中水處理劑已經(jīng)研制成熟，能夠達到規(guī)模化處理能力，但處理裝置依舊存在技術問題。在目前的處理劑-廢水混合模式中，水處理中處理劑和水的混合均勻程度關系到水處理的效果，為了達到不同混合物充分接觸的目的，通常會采用機械多級攪拌的方式。專利《一種污水處理用多級混合攪拌裝置》(cn210193438u)公開了一種污水處理的多級混合攪拌裝置，該裝置的整體處理模塊呈橫向分布，通過曝氣、攪拌進行雙重混合提升效率。專利《一種具有多級混料腔室的全自動加藥裝置》(cn215479806u)公開了一種多腔室雙向混合全自動加藥裝置。該裝置通過磁性控制閥控制藥劑加入種類及比例，并分別通過橫向攪拌第一腔室及縱向攪拌第二腔室完成藥劑的充分混合。雖然上述兩種裝置改善了污水處理效率，但由于串聯(lián)多組電機進行裝置驅動，會增大混合設備整體能耗，此外電驅存在機械磨損故障風險，維護修理成本高。在針對大規(guī)模的藥劑混合過程，由于電機的加入導致該類設備的放大較為困難，需考究的參數(shù)較多，難以實現(xiàn)規(guī)?；?/p>

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了提供一種多級旋流式混合設備及混合方法，節(jié)約能耗。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種多級旋流式混合設備，包括筒體、處理劑入口、切向進液口、噴淋頭和旋流再分配組件；

3、所述處理劑入口設于筒體頂部并與筒體內(nèi)的噴淋頭連通，多個旋流再分配組件在筒體內(nèi)從上到下依次設置，且位于噴淋頭下方，切向進液口設于筒體壁面，用于向旋流再分配組件切向進液；

4、所述旋流再分配組件包括旋流板、再分配板和偏流導板；

5、所述旋流板中部設有下液孔，再分配板設于下液孔下方并連接偏流導板。

6、優(yōu)選地，所述再分配板呈上小下大的空心圓錐形結構，與下液孔同軸設置。

7、進一步優(yōu)選地，所述再分配板底部半徑大于下液孔半徑。

8、進一步優(yōu)選地，所述再分配板底部半徑范圍為80～100cm，高40～45cm。

9、優(yōu)選地，所述偏流導板設置在再分配板外部。

10、優(yōu)選地，所述偏流導板在相位-30～30°、150～210°分別安置向下延伸的引流端，引流端的傾角范圍為5～45°，外沿及內(nèi)沿的弧度方向均指向再分配板底面圓心。

11、優(yōu)選地，所述偏流導板邊緣設有凸起結構。

12、優(yōu)選地，所述旋流板邊緣拼接于筒體內(nèi)壁，再分配板通過支撐架連接筒體。

13、進一步優(yōu)選地，所述再分配板底面四個象限點各延伸一根長10～15cm的鋼制支架，使其能牢固安裝于筒體內(nèi)壁。

14、優(yōu)選地，所述再分配板及偏流導板整體材質選取耐腐蝕不銹鋼材質或聚四氟乙烯材質。

15、優(yōu)選地，相鄰兩組旋流再分配組件中，位于下方的一組旋流再分配組件的旋流板頂部與位于上方的一組旋流再分配組件的偏流導板底部觸碰。

16、進一步優(yōu)選地，所述偏流導板底部能發(fā)生輕微形變，傾角變量不能超過±0.5°。

17、優(yōu)選地，所述切向進液口進液方向為最上方旋流再分配組件的旋流板外沿切向方向，管口裁剪一定弧度，使管口外沿剛好與旋流板外沿貼合。

18、優(yōu)選地，所述切向進液口的材質選用不銹鋼材質或聚四氟乙烯材質。

19、優(yōu)選地，所述噴淋頭為環(huán)形噴淋頭，其上環(huán)設有多個噴嘴，下液孔直徑小于噴嘴分布形成的環(huán)形直徑。

20、優(yōu)選地，所述筒體底部設置出液口，出液口為倒置空心圓臺，圓臺底部開口。

21、進一步優(yōu)選地，所述圓臺底部半徑35～50cm，頂部半徑與筒體外徑一致。

22、進一步優(yōu)選地，所述圓臺底部開口與頂部間距60～65cm。

23、進一步優(yōu)選地，所述出液口材質選用不銹鋼材質或聚四氟乙烯材質。

24、優(yōu)選地，所述筒體外徑為100～150cm，筒體長500～650cm，厚度1.5～2.5cm，內(nèi)部旋流板外徑與筒體內(nèi)徑相當，筒體內(nèi)部嵌有等間距凹槽，以便旋流板安裝。

25、優(yōu)選地，所述旋流板選用陶瓷材質。

26、一種多級旋流式混合方法，使用上述混合設備進行，包括以下步驟：

27、s1：開啟處理劑入口和切向進液口，使處理藥劑從噴淋頭滴落，溶劑或污水從切向進液口流至最上方旋流再分配組件的旋流板；

28、s2：處理藥劑與溶劑或污水在最上方旋流板上混合后從下液孔流出，從再分配板分流，通過偏流導板重新落入下方旋流板上，經(jīng)過多次重復操作，達到分配-分流-再分配的多級混合過程。

29、優(yōu)選地，步驟s1所述溶劑或污水的流速為1.0～1.5m/s。

30、優(yōu)選地，所述處理藥劑包括液態(tài)芬頓氧化劑、過硫酸鈉溶液或氧化鈣懸濁液。

31、一種上述多級旋流式混合設備的應用，將所述設備用于處理藥劑溶液的制備或污水處理。

32、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

33、1.本發(fā)明混合設備充分利用流體初始動能及重力勢能作用，增大了能量利用效率，減少固定能耗，節(jié)約能源；

34、2.本發(fā)明混合設備無需機械驅動攪拌，避免了常規(guī)機械混合設備放大困難、維護成本高、耗能大的缺陷；

35、3.本發(fā)明可以巧妙利用流體重力勢能，結合切向速度產(chǎn)生的向心力促使流體在設備內(nèi)旋流，通過多級再分配板及導流板的協(xié)同作用使流體與處理藥劑充分混合；

36、4.本發(fā)明結構簡單，造價低，節(jié)約能耗；

37、5.本發(fā)明混合設備的安裝簡便，且為縱向分級混合，占用空間較小，可多個設備并行使用；

38、6.本發(fā)明混合設備可進行多級分流板-再分布板的串聯(lián)，能根據(jù)實際需求自由設置分級板數(shù)量，靈活便捷。

技術特征：

1.一種多級旋流式混合設備，其特征在于，包括筒體(1)、處理劑入口(2)、切向進液口(3)、噴淋頭(4)和旋流再分配組件(5)；

2.根據(jù)權利要求1所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，所述再分配板(52)呈上小下大的圓錐形結構，與下液孔(511)同軸設置。

3.根據(jù)權利要求2所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，所述再分配板(52)底部半徑范圍為80～100cm，高40～45cm。

4.根據(jù)權利要求1所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，所述偏流導板(53)在相位-30～30°、150～210°分別安置向下延伸的引流端，引流端的傾角范圍為5～45°，外沿及內(nèi)沿的弧度方向均指向再分配板(52)底面圓心。

5.根據(jù)權利要求1所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，所述旋流板(51)邊緣拼接于筒體(1)內(nèi)壁，再分配板(52)通過支撐架(54)連接筒體(1)。

6.根據(jù)權利要求1所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，相鄰兩組旋流再分配組件(5)中，位于下方的一組旋流再分配組件(5)的旋流板(51)頂部與位于上方的一組旋流再分配組件(5)的偏流導板(53)底部觸碰。

7.根據(jù)權利要求1所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，所述切向進液口(3)進液方向為最上方旋流再分配組件(5)的旋流板(51)外沿切向方向，管口裁剪一定弧度，使管口外沿剛好與旋流板(51)外沿貼合。

8.根據(jù)權利要求1所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，所述噴淋頭(4)為環(huán)形噴淋頭，其上環(huán)設有多個噴嘴(41)，下液孔(511)孔徑小于噴嘴分布形成的環(huán)形直徑。

9.根據(jù)權利要求1所述的多級旋流式混合設備，其特征在于，所述筒體(1)底部設置出液口(6)，出液口(6)為倒置空心圓臺，圓臺底部開口。

10.一種多級旋流式混合方法，其特征在于，使用權利要求1～9任一項所述混合設備進行，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及一種多級旋流式混合設備及混合方法，混合設備包括筒體(1)、處理劑入口(2)、切向進液口(3)、噴淋頭(4)和旋流再分配組件(5)；所述處理劑入口(2)設于筒體(1)頂部并與筒體(1)內(nèi)的噴淋頭(4)連通，多個旋流再分配組件(5)在筒體(1)內(nèi)從上到下依次設置，且位于噴淋頭(4)下方，切向進液口(3)設于筒體(1)壁面，用于向旋流再分配組件(5)切向進液；所述旋流再分配組件(5)包括旋流板(51)、再分配板(52)和偏流導板(53)；所述旋流板(51)中部設有下液孔(511)，再分配板(52)設于下液孔(511)下方并連接偏流導板(53)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有結構簡單，造價低，節(jié)約能耗等優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：李云峰,吳超,馬曉宇,張長波,葛偉林,陳勵科,張小沁,軒宇寧
受保護的技術使用者：上海化工院環(huán)境工程有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/9