本實用新型涉及水處理技術領域，特別涉及一種給水處理用高速混凝反應器。

背景技術：

目前，我國采用常規(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外先進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，無需深度處理可達直飲水標準。而國內常規(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到不高于0.1NTU的水平。為了在不增加運行成本的條件下，保證供水水質達到國家最新頒布的106項生活飲用水水質標準，國內外從預處理、常規(guī)工藝的強化、深度處理等多方面開發(fā)了眾多給水處理技術。

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

目前，強化混凝工藝一般以改善混凝劑性能、增加投藥量、延長絮凝時間、調整絮凝反應器的水力條件等作為主要的改進方向，而對混凝過程的第一個步驟——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。基于此，本實用新型提出了一種給水處理用高速混凝反應器。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的缺陷，本實用新型提供了一種高脫硫率的給水處理用高速混凝反應器。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

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

所述進水管位于反應器罐體底部，所述出水管位于反應器罐體的上部。

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°，攪拌器轉速為800～1200r/min。

所述L型進料管位于擾流筒內部，其出料口位于攪拌器下方10~30mm處。

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

附圖說明

附圖1為本實用新型給水處理用高速混凝反應器結構示意圖。

附圖2為本實用新型給水處理用高速混凝反應器A-A剖面結構示意圖。

附圖3為本實用新型給水處理用高速混凝反應器B-B剖面結構示意圖。

附圖中，1反應器，2電機，3減速機，4攪拌器槳葉，5擾流筒，6進水管，7出水管，8加藥管。

具體實施方式

為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行詳細的說明。應當說明的是，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

該給水處理用高速混凝反應器，包括反應器罐體1，進水管6和出水管7，所述反應器罐體頂部設有L型進料管8，同時反應器罐體1內部還設有攪拌器4和擾流筒5，所述攪拌器4設置在反應器罐體1的中央，通過減速機3連接到電機2；所述擾流筒5固定于反應器罐體1頂端，介于攪拌器4與反應器罐體1之間；所述進水管6和出水管7分別嵌在反應器罐體1的左右兩側的外壁上。

所述進水管6位于反應器罐體1底部，所述出水管7位于反應器罐體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轉速為800～1200r/min。

所述L型進料管8位于擾流筒5內部，其出料口位于攪拌器4下方10~30mm處。

實施例1

所述攪拌器4采用完全浸沒式立式安裝，轉速為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上的網孔為圓孔，開孔率為70%；L型進料管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入高速攪拌混合反應器，在驅動裝置驅動下，高速攪拌設備對水體進行攪拌，反應時間為10s，然后依次進入原有的絮凝池、沉淀池、砂濾池。

實施例2

所述攪拌器4采用完全浸沒式立式安裝，轉速為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上的網孔為圓孔，開孔率為50%；L型進料管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入高速攪拌混合反應器，在驅動裝置驅動下，高速攪拌設備對水體進行攪拌，反應時間為8s，然后依次進入原有的絮凝池、沉淀池、砂濾池。

實施例3

所述攪拌器4采用完全浸沒式立式安裝，轉速為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上的網孔為圓孔，開孔率為80%；L型進料管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入高速攪拌混合反應器，在驅動裝置驅動下，高速攪拌設備對水體進行攪拌，反應時間為5s，然后依次進入原有的絮凝池、沉淀池、砂濾池。

該給水處理用高速混凝反應器，從提高擴散速度、形成微渦流擴散兩個方面對混合進行的優(yōu)化。

一、提高擴散速度

混凝的效果與藥劑在水中的擴散速度有密切關系。原水中加入混凝劑后，產生兩種效應：①混凝劑在水中的擴散與混合；②混凝劑水解，水解產物與膠體顆粒作用使其脫穩(wěn)。由于水解、脫穩(wěn)的速率遠遠大于混凝劑在水中的擴散速率，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)結大，而混凝劑不足的地方膠體顆粒就缺少結大的條件，這樣就會導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)可在數微秒（~10^-4s）內形成，同時某些低聚和形態(tài)可在1s內形成，電中和凝聚作用必須在其水解反應并在氫氧化物沉淀前完成，因此需要縮短快速混合時間，使混凝劑與膠體顆粒在最短時間內混合。所以混合階段要求對水體進行強烈攪拌，使混凝劑迅速、均勻地與水體混合。

現有凈水廠的混合段混合時間通常為30s，機械攪拌設備多采用折槳式攪拌器，攪拌設備轉速為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器，通過減小攪拌器槳葉外徑至200～400mm、提高攪拌器轉速至800～1200r/min、縮短加藥出口與槳葉距離至10～30mm，實現了混合反應器內投藥后的高梯度快速混合，合理調整了攪拌強度，保證了在短時間內形成對初始顆粒碰撞集聚所需要的水流結構。混合反應的時間縮短為5～10s，將混合段的反應控制在最有效的時間內，減免了后續(xù)20s的無效混合反應，使混凝劑與膠體顆粒在最短時間內混合均勻，以提高后續(xù)膠體顆粒的脫穩(wěn)效果。同時混合時間縮短可使混合池體積減小，降低工程建設投資。

二、形成微渦流擴散

在混合反應過程中，攪拌器旋轉的槳葉能量傳遞給水體，使反應器內的液體發(fā)生局部剪切流動，導致生成不同尺度的大、小渦流群，形成局部范圍內水體快速而紊亂的對流運動。這種由漩渦運動造成的局部范圍內的對流擴散稱為渦流擴散。渦流擴散速率取決于被攪拌水體的湍動狀態(tài)。湍動程度愈高，混合速率愈快。

該給水處理用高速混凝反應器，通過在高速攪拌器外圍設置網孔擾流筒，當渦輪攪拌器的槳葉轉動時，流體通過擾流筒的網孔向外流動，在攪拌器與擾流筒之間形成高湍動的充分混合區(qū)，并在網孔出流處產生一股高速射流，使流體具有較高的壓頭，推動液體在反應器內循環(huán)流動，進一步形成微渦流擴散，增大反應器內的流場湍動程度，促進物料微觀尺度上的混合，改善了攪拌效果。在擾流筒的導流作用下，水流從筒體頂部和底部流入筒內，形成一個循環(huán)，產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不均勻、易產生“打漩現象”的問題，使混合更快速均勻。