專利名稱：高效混凝反應、沉淀池的制作方法
技術領域：
本發明屬于給水凈化處理技術傳統的給水處理技術主要由混凝反應池、沉淀池、濾池三部分組成。
常使用的混凝反應池，多是隔板式或機械攪拌式反應池，由于其反應效率低，加藥原水在其中停留20～30分鐘仍有沉淀池和濾池所不能截留的極小顆粒。現在也有使用網格式反應池的，該池是根據能量分配的觀點來認識網格的混凝作用。基于這一認識，網格均采用在廊道全程布置，且網眼尺寸在10厘米左右。由于這一認識并不完善，故此不能充分發揮其效用。特別在低溫低濁時反應很不完善，致使沉淀池出水濁度過高。
現在常用的沉淀池是根據淺池理論設計出來的。如斜板沉淀池、斜管沉淀池及近年推出的迷宮式沉淀池。根據其理論，斜板間距一般控制在6～8厘米，斜板傾角為60°，并認為在斜板中已是層流沉淀環境。實際上，在斜板中水流是存在著脈動的，這樣就嚴重地影響了其沉淀效果，斜管式沉淀池由于縮小了管壁間距(一般管壁間距3厘米)，對抑制水流脈動，縮小礬花顆粒沉降距離均有好處。其沉淀效果較斜板沉淀池有很大提高。迷宮式沉淀池是在斜板沉淀池的基礎上加上側向翼片，側向翼片與斜板構成方形沉淀區，加藥原水繞過翼片時產生渦旋，并靠渦旋作用把加藥原水強制地輸送至沉淀區，而沉淀區流動接近層流狀態，同時在沉淀區內形成圓周運動。礬花顆粒在持續離心力作用下向圓周外側密集這樣就減少了礬花顆粒到斜板的距離。亦即減少了顆粒的沉降距離。其沉淀效果明顯地高于斜板式沉淀池。迷宮沉淀池的主要問題是加藥原水沿主流區短路，即一小部分加藥原水不進入沉淀區，而直接由主流區流走。由于主流區速度高，脈動強烈，嚴重影響沉淀池的沉淀效果。迷宮式沉淀池另一個問題是翼片與斜板只有一個邊相接。故此在加工制造、運行和安裝時很難保持其正確形狀和尺寸，這樣就進一步增加了主流區短路問題。所以也有迷宮式沉淀池與斜板式沉淀池出水濁度相近的運行實例。
目前為止不管采用何種混凝反應、沉淀池，其出水濁度均達不到飲用水的要求，只能靠濾池進行調解。
鑒于現有的混凝反應，沉淀池所存在的不足，本發明在深入探討了混凝反應、沉淀機理的基礎上，根據新的混凝反應、沉淀理論、設計出一種高效混凝反應、沉淀池。從而克服了上述現有的混凝反應、沉淀池的種種不足。
本發明的基本思路為，使加藥原水切向流入多級串聯的圓管初級反應器。使其在各級圓管中產生持續地、同一方向的旋轉。在離心力作用下，水中膠體顆粒、混凝劑水解產物、極微小的礬花顆粒，向圓管邊壁密集。這就為在水分子熱運動拖動下的顆粒接觸形成絮凝核提供了條件同時也為克服低溫低濁時由于水分子熱運動微弱，水中膠體顆粒數量少為水分子熱運動拖動的顆粒接觸、碰撞并形成絮凝核困難提供了條件。當絮凝核形成之后，極小的礬花顆粒在持續離心力作用下向管壁密集;另一方面越靠近管壁水流切向速度越低，所以在離心力作用下進入新區的微小顆粒，其切向速度大于新區的切向速度，這就為其與新區密集顆粒的接觸、碰撞絮凝提供了條件。
加藥原水由初級反應器流出后，進入多層布置的小網眼網格反應池，紊動水流流過多層網格之后，由于過網水的慣性作用，使大的渦旋破碎形成較小的渦旋，在網格后一定距離處，形成各向同性紊流，其脈動能量沒有來源，處于衰減過程中，渦旋也處于衰減過程中，使較小的渦旋衰變為更小的渦旋，這樣就大幅度增加了水流中小渦旋的比例，并利用小渦旋的混凝作用來增強混凝效果。
由小網眼網格反應池出來的水，逆向流入小間距斜板沉淀池。由于斜板間距很小，水流粘性力很大，對抑制斜板中水流脈動，創造了比較理想的沉淀環境，另一方面由于斜板間距縮小，就減少了顆粒沉降的距離，并且增大了沉淀表面積，這樣就大大提高了沉淀池效率。
下面結合附圖給出本發明的實施細節。
附

圖1為串聯式圓管初級反應器。
附圖2為小網眼網格反應池。
附圖3為小間距斜板沉淀池。
如附圖1所示串聯式圓管初級反應器，是由多級圓管串聯在一齊在每一級圓管①上都開有多個入水口②和出水口③，為了保證水切向流入與流出圓管，在多級圓管開口側加設導流板④。為了適應水頭損失，每兩級圓管為一組，每組之間應根據相應的水頭損失梯度逐組錯落。
如附圖2所示小網眼網格反應池。其多層布置的網格網眼尺寸小于3厘米。根據渦旋衰減規律。應把網格⑤多層布置在廊道入口處。對于小型化設備，為了消除邊壁影響，網格應沿廓道全程設置。
如附圖3所示小間距斜板沉淀池，斜板⑥間距要小于2.5厘米，為了使斜板上不積泥，其傾角應大于60°。
實施本發明，加藥原水在混凝反應、沉淀池中僅需停留25分鐘左右，其出水濁度既可達到國家飲用水的標準。如果能使投藥量控制在最佳投藥量下，其出水濁度可接近零度。因此可以節省了濾池，這樣不但大大減少了新建水廠的基建投資，而且還可大大降低水廠的日常運行費用。
現有的水廠加藥原水經混凝反應、沉淀、過濾，需停留近一個小時，若實施本發明，只要稍加改造，既可增加一倍的產水量。
實施本發明，可以制成小型化、系列化水處理設備，可供輪船、野外人員、或小集團人群使用。擴大了應用范圍。
權利要求
1.一種高效混凝反應沉淀池，其特征在于它是由串聯式圓管初級反應器、小網眼網格反應池、小間距斜板沉淀池三部分構成的。
2.如權利要求1所述高效混凝反應沉淀池，其特征在于所說的串聯式圓管初級反應器，是由多級串聯的，側向開有多個入水口②和出水口③的圓管①和限制水流切向流入、流出圓管的導流板④構成的。
3.如權利要求1、2所述高效混凝反應、沉淀池，其特征在于所說的串聯式圓管初級反應器，每兩級圓管為一組，每組之間應根據相應的水頭損失梯度逐組錯落。
4.如權利要求1所述高效混凝反應、沉淀池，其特征在于所說的小網眼網格反應池，在池內廊道入口處布置有多層網格⑤，且網格尺寸不大于3厘米，對小型化設備，網格⑤應沿廊道全程布置。
5.如權利要求1所述高效混凝反應、沉淀池，其特征在于所說的小間距斜板沉淀池，斜板⑥的間距小于2.5厘米，且斜板傾角要大于60°。
全文摘要
一種高效混凝反應沉淀池。根據新的混凝反應、沉淀理論，從根本上刷新了傳統的給水處理技術，比傳統的給水處理技術、提高效率一倍，不但可大幅度降低工程造價也可大幅度地降低日常運行費用。同時也可根據需要制成不同規格的小型給水處理設備，擴大了應用范圍。
文檔編號C02F1/52GK1058542SQ9010670
公開日1992年2月12日 申請日期1990年8月2日 優先權日1990年8月2日
發明者王紹文 申請人:哈爾濱建筑工程學院