一種階梯式加藥混合方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種階梯式加藥混合方法，該方法中涉及裝置是由罐體、出水口、第三級導(dǎo)流壁、第二級導(dǎo)流壁、藥劑釋放口、進水口、第一級導(dǎo)流壁、支撐柱、攪拌器葉片和攪拌器組成，通過在罐體中設(shè)置多級的分流導(dǎo)流壁，來對進入罐體的水進行分流，再讓分流后的水和加入的藥劑，并通過階梯式混合讓藥劑和水均勻、充分、快速混合，該方法可以提高加藥的效率，降低混合時間，減少藥劑用量，大大提高混合效果。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中在實現(xiàn)液體和液體混合時，混合不均勻、混合時間長、且加藥與混合分離導(dǎo)致水處理效率低等缺點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種階梯式加藥混合方法，該方法用于水處理系統(tǒng)，或應(yīng)用到所有的 實現(xiàn)液體和液體混合的場所。 一種階梯式加藥混合方法

【背景技術(shù)】
[0002] 水是一種可以再生的重要自然資源，我們?nèi)祟惒还苁巧a(chǎn)還是生活都離不開水。 但是隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人類造成的污染量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自然界能夠凈化的量，所以現(xiàn) 在對污水進行有效的處理，已經(jīng)是不可缺少的重要手段。
[0003] 在水處理技術(shù)中，常用的有物理方法、化學(xué)方法和生化方法。其中，化學(xué)方法是一 種重要的方法。在利用化學(xué)法處理污水時，首先需要向待處理的水中投加化學(xué)藥劑，然后， 再使投加的藥劑與水充分混合、反應(yīng)，以達(dá)到處理效果。
[0004] 目前常用的加藥方式有直接投加法，即把處理水時把需要投加的藥劑直接投加入 水中進行混合，這種方法的優(yōu)點是設(shè)備簡單；缺點是加藥量不易控制，不連續(xù)，不適合連接 處理。另外是通過加藥裝置來實現(xiàn)，常見的有管式加藥器，這種方法是通過一個管式加藥裝 置來完成加藥，再在后續(xù)單元進行混合、反應(yīng)。這種方法的優(yōu)點是加藥的量可以控制，適合 連續(xù)處理；缺點是加藥和混合分離，增加了設(shè)備的占地面積，同時在加藥時處理的水量比較 小，影響水處理系統(tǒng)的整體效率。
[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種階梯式加藥混合方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的在于，提供一種階梯式加藥混合方法，該方法中涉及裝置是由罐體、出 水口、第三級導(dǎo)流壁、第二級導(dǎo)流壁、藥劑釋放口、進水口、第一級導(dǎo)流壁、支撐柱、攪拌器葉 片和攪拌器組成，通過在罐體中設(shè)置多級的分流導(dǎo)流壁，來對進入罐體的水進行分流，再讓 分流后的水和加入的藥劑，并通過階梯式混合讓藥劑和水均勻、充分、快速混合，該方法可 以提高加藥的效率，降低混合時間，減少藥劑用量，大大提高混合效果。
[0007] 本發(fā)明所述的一種階梯式加藥混合方法，該方法中涉及裝置是由罐體、出水口、第 三級導(dǎo)流壁、第二級導(dǎo)流壁、藥劑釋放口、進水口、第一級導(dǎo)流壁、支撐柱、攪拌器葉片和攪 拌器組成，在罐體（2)內(nèi)由下向上依次分別設(shè)有第一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第 三級導(dǎo)流壁（3)，第一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第三級導(dǎo)流壁（3)分別通過支撐 柱⑶與罐體⑵內(nèi)壁連接固定，在罐體⑵內(nèi)設(shè)有攪拌器（10)，攪拌器（10)上分別上下 固定攪拌器葉片（9)，攪拌器葉片（9)分別設(shè)在第一級導(dǎo)流壁（7)、第二級導(dǎo)流壁（4)和第 三級導(dǎo)流壁（3)中，在罐體（2)的一側(cè)上部設(shè)有出水口（1)，罐體（2)的底部為進水口（6)， 罐體（2)及第一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第三級導(dǎo)流壁（3)的頂部為敞口，在第 一級導(dǎo)流壁（7)的一側(cè)底部設(shè)有藥劑釋放口（5)，具體操作按下列步驟進行：
[0008] a、將水通過進水口（6)不斷地進入罐體（2)中，再將藥劑通過藥劑釋放口（5)進 入第一導(dǎo)流壁（7)，打開攪拌器（10)藥劑和水利用攪拌器葉片（9)實現(xiàn)初步混合；
[0009] b、步驟a混合后的水和藥劑從第一導(dǎo)流壁（7)的頂端進入第二級導(dǎo)流壁（4)中， 混合后的水和藥劑再攪拌器葉片（9)的作用下進一步稀釋；
[0010] c、步驟b混合后的水和藥劑從第二級導(dǎo)流壁（4)的頂端進入第三級導(dǎo)流壁（3) 中，混合后的水和藥劑再攪拌器葉片（9)的作用下混合后，從出水口（1)流出，便實現(xiàn)了階 梯式藥劑和水的充分混合。
[0011] 第一級導(dǎo)流壁（7)、第二級導(dǎo)流壁（4)和三級導(dǎo)流壁（3)中的攪拌器葉片（9)共用 一個攪拌軸，或分別各用一個攪拌軸。
[0012] 第一級導(dǎo)流壁（7)、第二級導(dǎo)流壁（4)和三級導(dǎo)流壁（3)的中軸線（11)與罐體（2) 中的中軸線（11)平行，或與罐體（2)中的中軸線（11)角度值為30-60°。
[0013] 第一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第三級導(dǎo)流壁（3)的級數(shù)根據(jù)加入水中的 藥劑與水混合的難易程度增加或減少，藥劑的粘度低、易于混合，導(dǎo)流壁的級數(shù)減少；反之， 藥劑的粘度高、難于混合，導(dǎo)流壁的級數(shù)增加。
[0014] 本發(fā)明所述的一種階梯式加藥混合方法，該方法中涉及的裝置中，罐體的作用是 提供水和藥劑混合的空間，各級導(dǎo)流壁的作用是實現(xiàn)水的分流和不同比例的稀釋混合，讓 其在不同的區(qū)域流動，為了增加混合的速率，往往需要在導(dǎo)流壁中設(shè)置攪拌器，以增加混合 的動力，提高混合的速率。為了讓導(dǎo)流壁在缺罐體中穩(wěn)定，需要在各級導(dǎo)流壁上設(shè)置支撐 桿，支撐桿的位置可以在導(dǎo)流壁的側(cè)面，也可以是在導(dǎo)流壁的上面，或者下面，進水口的位 置也可以在罐體的側(cè)面，讓進入罐體的水流在罐體中形成旋流，以促進罐體中水和藥劑的 混合。導(dǎo)流壁的級數(shù)不局限于3級，可以根據(jù)要加入水中的藥劑與水混合的容易難度增加 或者減少。如果藥劑的粘度低、易于混合，導(dǎo)流壁的級數(shù)可以減少；反之，如果藥劑的粘度 高、難于混合，導(dǎo)流壁的級數(shù)可以增加，級導(dǎo)流壁的中軸線可以和罐體的中軸線平行，也可 以和罐體的中軸線有一定角度；劑釋放口的個數(shù)不局限于一個，也不局限于只設(shè)在一級導(dǎo) 流壁上。如果加藥的種類比較多，或者量比較大，可以在同一級上開設(shè)多個藥劑釋放口。如 果藥劑在和水混合時，需要較長的時間差，可以在不同級的導(dǎo)流壁上開設(shè)所需要的藥劑釋 放口。攪拌器葉片在各級導(dǎo)流壁中的數(shù)量是可以不同的，以改變不同級別的導(dǎo)流壁中水和 藥劑的混合速率。如果所有的攪拌器葉片共用一個攪拌軸，要達(dá)到同樣的攪拌效果，隨著導(dǎo) 流壁級數(shù)的增加，葉片的數(shù)量也需要增加。本發(fā)明所述方法中涉及的裝置適用于水和藥劑 的混合，也可以利用該裝置進行不同水質(zhì)的水的混合，或不需要攪拌器和葉片，只依靠水流 本身的流動實現(xiàn)混合。
[0015] 本發(fā)明所述的一種階梯式加藥混合方法，該方法中進行混合時，在水流經(jīng)過不同 的導(dǎo)流壁空間時，水中化學(xué)藥劑的稀釋比例通過以下計算公式確定：
[0016] 對第一級導(dǎo)流壁：
[0017] 假設(shè)單位時間內(nèi)通過藥劑釋放口進入第一級導(dǎo)流壁之間的藥劑濃度是Qin，
[0018] 那么在第一級導(dǎo)流壁空間內(nèi)，藥劑經(jīng)稀釋后的濃度qi為：
[0019] q{ - Qhi / (π X (~)~ χ //1)
[0020] 在第二級導(dǎo)流壁空間內(nèi)，藥劑經(jīng)稀釋后的濃度qi為： D1 ,
[0021] % = ζ/ι χ(^)
[0022] 在第三級導(dǎo)流壁空間內(nèi)，藥劑經(jīng)稀釋后的濃度qi為：
[0023] q,=ch^f = 4 X φ2 χ φ2 = 4 X (蓋)2
[0024] 在出水口處，藥劑經(jīng)稀釋后的濃度為：
[0025] (?,,,〃= % X (吾)：
[0026] 同樣的，如果一個階梯式混合加藥裝置中的導(dǎo)流壁不局限于三級，那么第η級導(dǎo) 流壁空間內(nèi)，藥劑經(jīng)稀釋后的濃度q n為：
[0027] -i/,x
[0028] 其中，η>1。
[0029] 在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)藥劑的粘度、目標(biāo)稀釋濃度兩個因素來考慮導(dǎo)流壁的級 數(shù)，如果是藥劑的粘度偏大、藥劑需要稀釋的倍數(shù)大，那就需要更多級的導(dǎo)流壁來對藥劑實 行梯度稀釋；反之，如果藥劑的粘度偏小、藥劑需要稀釋的倍數(shù)小，那就設(shè)計較少的導(dǎo)流壁 進行稀釋。
[0030] 在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)稀釋比例來確定相鄰導(dǎo)流壁的直徑比，如果稀釋比例大， 貝1J相鄰導(dǎo)流壁的直徑比就要大；反之，可以縮小相鄰迅游壁的直徑比。
[0031] 在實際應(yīng)用中，如果水流量較大，則相應(yīng)增加各級導(dǎo)流壁的高度；如果水量小，則 可以減少導(dǎo)流壁的高度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明中軸線示意圖；
[0034] 圖3為本發(fā)明的正面圖，其中D1為第一級導(dǎo)流壁的直徑，D2為第二級導(dǎo)流壁的直 徑，D3為第三級導(dǎo)流壁的直徑，D4為罐體直徑，H1為第一級導(dǎo)流壁的高度，H2為第一級導(dǎo)流 壁的頂端至第二導(dǎo)流壁頂端的高度，H3為第二級導(dǎo)流壁的頂端至第三導(dǎo)流壁頂端的高度， H4為第三級導(dǎo)流壁的頂端至罐體出水口的高度；
[0035] 圖4為本發(fā)明中軸線60°示意圖；
[0036] 圖5為本發(fā)明中軸線30°示意圖。

【具體實施方式】
[0037] 實施例1
[0038] 本發(fā)明所述的一種階梯式加藥混合方法，該方法中涉及的裝置是由罐體、出水口、 第三級導(dǎo)流壁、第二級導(dǎo)流壁、藥劑釋放口、進水口、第一級導(dǎo)流壁、支撐柱、攪拌器葉片和 攪拌器組成，用厚度為l〇mm的不銹鋼板制成直徑為6m，高度為5米，底端漏斗錐形高為 500mm的罐體2,罐體2為頂部為敞口，在罐體2中共設(shè)有三級導(dǎo)流壁，其中第一級導(dǎo)流壁7 用厚度為5mm的不銹鋼板制成，直徑為lm，高度為lm ;第二級導(dǎo)流壁4用厚度為5mm的不 銹鋼板制成，直徑為2m，高度為2m ;第三級導(dǎo)流壁3用厚度為5mm的不銹鋼板制成，直徑為 4m，高度是為3m，在罐體2的底端為進水口 6,直徑為200mm ;出水口 1位于罐體2的上部， 直徑為200mm，出水口 1距離罐體2頂端邊緣的距離為200mm，支撐桿8為直徑是80mm的不 銹鋼管，支撐桿8的一端分別與第一級導(dǎo)流壁7,第二級導(dǎo)流壁4和第三級導(dǎo)流壁3連接固 定，支撐桿8的另一端分別罐體2內(nèi)壁連接固定，每級導(dǎo)流壁上設(shè)置4條支撐桿8,攪拌器 10為電動攪拌器，各級攪拌器葉片9共用一個攪拌軸，其中第一級導(dǎo)流壁7中葉片的數(shù)量 為2個，第二級導(dǎo)流壁4中葉片的數(shù)量為4個，第三級導(dǎo)流壁3中的葉片的數(shù)量為6個，罐 體2中的葉片的數(shù)量為8個，第一級導(dǎo)流壁7、第二級導(dǎo)流壁4和三級導(dǎo)流壁3的中軸線11 與罐體2中的中軸線11平行，或與罐體2中的中軸線11角度值為30-60°，在第一級導(dǎo)流 壁7的一側(cè)底部設(shè)有藥劑釋放口 5,罐體2底部的形狀為漏斗形或為平底形，罐體2的形狀 為圓柱體或為方形；應(yīng)用階梯式加藥混合裝置來稀釋聚丙烯酰胺，利用水中化學(xué)藥劑聚丙 烯酰胺的稀釋比例通過計算公式確定從藥劑釋放口 5注入一級導(dǎo)流壁7內(nèi)的藥劑的濃度為 Qin = 565. 2g/L，具體操作按下列步驟進行：
[0039] a、將水通過進水口 6不斷地進入罐體2中，再將藥劑聚丙烯酰胺濃度為Qin = 565. 2g/L通過藥劑釋放口 5進入第一導(dǎo)流壁7,打開攪拌器10藥劑聚丙烯酰胺和水利用攪 拌器葉片9實現(xiàn)初步混合；
[0040] b、步驟a混合后的水和藥劑從第一導(dǎo)流壁7的頂端進入第二級導(dǎo)流壁4中，混合 后的水和藥劑再攪拌器葉片9的作用下進一步稀釋；
[0041] c、步驟b混合后的水和藥劑從第二級導(dǎo)流壁4的頂端進入第三級導(dǎo)流壁3中，混 合后的水和藥劑再攪拌器葉片9的作用下混合后，從出水口 1流出，便實現(xiàn)了階梯式藥劑和 水的充分混合。
[〇〇42] 通過本發(fā)明所述方法的三級導(dǎo)流壁的稀釋，最后從出水口 1出水時的水中稀釋聚 丙烯酰胺的濃度為20ppm，該階梯式加藥混合方法相對于傳統(tǒng)的單點混合，能實現(xiàn)快速加藥 并均勻混合，提高了加藥和混合的效率和效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種階梯式加藥混合方法，其特征在于該方法中涉及裝置是由罐體、出水口、第三級 導(dǎo)流壁、第二級導(dǎo)流壁、藥劑釋放口、進水口、第一級導(dǎo)流壁、支撐柱、攪拌器葉片和攪拌器 組成，在罐體（2)內(nèi)由下向上依次分別設(shè)有第一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第三級 導(dǎo)流壁（3)，第一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第三級導(dǎo)流壁（3)分別通過支撐柱（8) 與罐體（2)內(nèi)壁連接固定，在罐體（2)內(nèi)設(shè)有攪拌器（10)，攪拌器（10)上分別上下固定攪拌 器葉片（9)，攪拌器葉片（9)分別設(shè)在第一級導(dǎo)流壁（7)、第二級導(dǎo)流壁（4)和第三級導(dǎo)流壁 (3)中，在罐體（2)的一側(cè)上部設(shè)有出水口（1)，罐體（2)的底部為進水口（6)，罐體（2)及第 一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第三級導(dǎo)流壁（3)的頂部為敞口，在第一級導(dǎo)流壁（7) 的一側(cè)底部設(shè)有藥劑釋放口（5)，具體操作按下列步驟進行： a、 將水通過進水口（6)不斷地進入罐體（2)中，再將藥劑通過藥劑釋放口（ 5)進入第一 導(dǎo)流壁（7)，打開攪拌器（10)藥劑和水利用攪拌器葉片（9)實現(xiàn)初步混合； b、 步驟a混合后的水和藥劑從第一導(dǎo)流壁（7)的頂端進入第二級導(dǎo)流壁（4)中，混合后 的水和藥劑再攪拌器葉片（9)的作用下進一步稀釋； c、 步驟b混合后的水和藥劑從第二級導(dǎo)流壁（4)的頂端進入第三級導(dǎo)流壁（3)中，混合 后的水和藥劑再攪拌器葉片（9)的作用下混合后，從出水口（ 1)流出，便實現(xiàn)了階梯式藥劑 和水的充分混合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第一級導(dǎo)流壁（7)、第二級導(dǎo)流壁（4)和三 級導(dǎo)流壁（3)中的攪拌器葉片（9)共用一個攪拌軸，或分別各用一個攪拌軸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第一級導(dǎo)流壁（7)、第二級導(dǎo)流壁（4)和三 級導(dǎo)流壁（3)的中軸線（11)與罐體（2)中的中軸線（11)平行，或與罐體（2)中的中軸線 (11)角度值為30-60°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第一級導(dǎo)流壁（7)，第二級導(dǎo)流壁（4)和第 三級導(dǎo)流壁（3)的級數(shù)根據(jù)加入水中的藥劑與水混合的難易程度增加或減少，藥劑的粘度 低、易于混合，導(dǎo)流壁的級數(shù)減少；反之，藥劑的粘度高、難于混合，導(dǎo)流壁的級數(shù)增加。
【文檔編號】B01F3/00GK104056559SQ201410323123
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】卞衛(wèi)國, 劉向陽 申請人:中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所, 新疆聚安環(huán)境工程技術(shù)有限責(zé)任公司