一种分层澄清流化床的制作方法

本发明涉及水处理设备，尤其涉及一种分层澄清流化床。

背景技术：

1、工业水澄清处理的需求更加广泛，对出水品质提出了更多的要求，有些生产领域要求设备简洁高效，现在的水处理凝聚澄清技术已经难以全面满足这些要求。长期以来国内使用广泛的水澄清方式是采用水力循环澄清池、加速澄清池、悬浮澄清池、脉冲澄清池等设施，普遍的缺点是流速较低，设备占地面积大。国外有代表性的技术是法国densadeg高密澄清池，分离区的表面负荷达到20-50m/h。这些设备的缺点是占地面积比较大，附属设备较繁杂。过去的一体化澄清设备凝聚区上段都采用直筒形，很多泥渣在分离区无法实现快速降速，造成澄清分离区的泥渣层较高，微小颗粒易被带入出水中，现在缺乏效果显著的改善措施。过去的一体化澄清设备一般通过水流速度变化形成低压区，来实现分离区高浓度泥渣回流到凝聚区下部，但凝聚过程复杂的流态很难实现稳定的泥渣回流，而澄清设备的泥渣回流是提高凝聚速度和质量很关键的一道工艺。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种分层澄清流化床，在流化床凝聚过程末端扩容和稳定的泥渣回流，构建泥渣与清水的密度分层流体结构，利用密度分层流体阻塞特性，解决澄清设备出水微小颗粒携带量较高问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种分层澄清流化床，包括立式的封闭的罐体、固定连接在罐体内的内筒、贯穿固定连接在罐体顶部的出水管以及贯穿固定连接在罐体罐壁的进水管,所述进水管从内筒底部进入；所述内筒位于罐体中部，所述内筒底部封闭，顶部开放，所述内筒顶端固定连接有喇叭形的扩容管，所述扩容管的大径端向上，所述罐体和内筒之间有间隙，所述进水管与内筒在底部连通，所述罐体底部为集泥区，所述集泥区与罐体外部连通。

4、进一步的，所述罐体上固定设置有搅拌器，所述搅拌器的叶轮位于内筒内部。

5、进一步的，所述内筒和罐体之间设有顶部开口的中间筒，所述内筒的上部和扩容管均位于中间筒内部，所述内筒与中间筒贯穿固定连接，所述中间筒顶部高于扩容管，所述中间筒底部与内筒中部连通。

6、进一步的，所述罐体上固定设置有搅拌器，所述搅拌器的搅拌轴沿竖向设置在内筒内。

7、进一步的，所述内筒内固定设置有泥渣回流管，所述泥渣回流管将中间筒底部和内筒内部连通，所述泥渣回流管将内筒分两部分，分别为靠下的第一反应区和靠上的第二反应区，所述搅拌器在第一反应区的搅拌强度大于在第二反应区的搅拌强度。

8、进一步的，所述搅拌轴上的叶轮为沿其轴向分布的若干个，第一反应区内的叶轮分布比第二反应区内的叶轮分布密。

9、进一步的，所述内筒的底部固定连接有封头，所述封头内部与内筒内部连通，所述封头底部贯穿固定连接有竖管，所述竖管与进水管固定连接。

10、本发明的积极效果为：

11、通过构建耗散结构，缩短凝聚时间，提升凝聚质量。工业水加入混凝剂和助凝剂进入内筒后，自下而上依次通过第一反应区和第二反应区，控制第一反应区内较高的搅拌强度，使胶体颗粒凝聚体致密，并保持较小粒径以内，维持较多的颗粒数量，避免了形成密度较低的大粒径钒花；在第二反应区下部泥渣回流，泥渣量呈几何级数增长，第二反应区内的搅拌强度逐渐降低，到扩容管下部胶体熵值达到高限，这时解除机械搅拌，形成耗散结构，凝聚态颗粒以熵值大幅涨落为动力，实现细小凝聚体快速且比较规则凝聚长大，形成密度较大的大颗粒。有效压缩凝聚时间是一体化设备需要突破的一个瓶颈。

12、本发明提出并系统应用密度分层澄清分离机理，提高澄清分离质量。以实现泥渣与水形成密度分层流体为技术目标，通过设计一定高度的扩容管及中筒进一步扩容，构造符合泥渣整体回落的流体条件，泥渣积累形成密度较高的流化层后，就会形成分层界面比较清晰的密度分层流体，分层界面高度可以小于几厘米。密度分层流体具有对小颗粒的阻塞特性，密度分层界面上的微小颗粒在内波的作用下具有回到高密度层的倾向，微小颗粒有较大几率重新发生与大颗粒吸附。在分层澄清技术中，扩容管内保持大量的活性颗粒，范德华能较高，大量的微小颗粒更容易在此区域内被吸附，减少了进入分离区微小颗粒的数量。随着泥渣颗粒浓度升高，密度分层界面将垂向升高，超过中间筒上沿后，泥渣会溢流到沉降区，之后在重力作用下沉降到罐体下部集泥区，泥渣形成动态平衡。过去的澄清分离技术，主要有走重力分离技术路线的在澄清分离区降低流速，设备的占地面积必然需要较大；还有走碰撞吸附技术路线的在澄清分离区加斜板或斜管措施，一般可捕捉50％微粒左右；还有上述两种技术措施相结合的澄清分离。

技术特征：

1.一种分层澄清流化床，其特征在于，包括立式的封闭的罐体(2)、固定连接在罐体(2)内的内筒(5)、贯穿固定连接在罐体(2)顶部的出水管(7)以及贯穿固定连接在罐体(2)罐壁的进水管(11),所述进水管(11)从内筒(5)底部进入；所述内筒(5)位于罐体(2)中部，所述内筒(5)底部封闭，顶部开放，所述内筒(5)顶端固定连接有喇叭形的扩容管(6)，所述扩容管(6)的大径端向上，所述罐体(2)和内筒(5)之间有间隙，所述进水管(11)与内筒(5)在底部连通，所述罐体(2)底部为集泥区(12)，所述集泥区(12)与罐体(2)外部连通。

2.根据权利要求1所述的一种分层澄清流化床，其特征在于，所述罐体(2)上固定设置有搅拌器(10)，所述搅拌器(10)的叶轮位于内筒(5)内部。

3.根据权利要求1所述的一种分层澄清流化床，其特征在于，所述内筒(5)和罐体(2)之间设有顶部开口的中间筒(8)，所述内筒(5)的上部和扩容管(6)均位于中间筒(8)内部，所述内筒(5)与中间筒(8)贯穿固定连接，所述中间筒(8)顶部高于扩容管(6)，所述中间筒(8)底部与内筒(5)中部连通。

4.根据权利要求3所述的一种分层澄清流化床，其特征在于，所述罐体(2)上固定设置有搅拌器(10)，所述搅拌器(10)的搅拌轴沿竖向设置在内筒(5)内。

5.根据权利要求4所述的一种分层澄清流化床，其特征在于，所述内筒(5)内固定设置有泥渣回流管(9)，所述泥渣回流管(9)将中间筒(8)底部和内筒(5)内部连通，所述泥渣回流管(9)将内筒(5)分两部分，分别为靠下的第一反应区(13)和靠上的第二反应区(14)，所述搅拌器(10)在第一反应区(13)的搅拌强度大于在第二反应区(14)的搅拌强度。

6.根据权利要求5所述的一种分层澄清流化床，其特征在于，所述搅拌轴上的叶轮为沿其轴向分布的若干个，第一反应区(13)内的叶轮分布比第二反应区(14)内的叶轮分布密。

7.根据权利要求1所述的一种分层澄清流化床，其特征在于，所述内筒(5)的底部固定连接有封头(4)，所述封头(4)内部与内筒(5)内部连通，所述封头(4)底部贯穿固定连接有竖管(3)，所述竖管(3)与进水管(11)固定连接。

技术总结本发明公开了一种分层澄清流化床，包括立式的封闭罐体、固定连接在罐体内的内筒、贯穿固定连接在罐体顶部的出水管以及贯穿固定连接在罐体靠近底部的进水管；内筒位于罐体中部，内筒底部封闭，进水管与内筒底部连通，顶部开放，内筒顶端固定连接有变径扩容管，扩容管的大径端向上；中筒置于内筒外侧，与内筒中部联通，将泥渣回流到内筒中部；罐体和中筒及内筒之间形成腔隙，作为泥渣沉降通道，落入罐体底部的集泥区，集泥区与罐体外部连通排放泥渣。在凝聚澄清处理技术中提出并应用了新的密度分层澄清分离机理，利用分层流体的阻塞特性，提高澄清分离水平，改善出水质量，应用新的泥渣回流路径，提升凝聚质量，促进密度分层流体的形成。技术研发人员：张凤龙,郝奕博,王进乐,岳佳鑫受保护的技术使用者：北京融水科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18