本發(fā)明涉及一種通過攪拌器的旋轉(zhuǎn)來對處理水進(jìn)行分離的攪拌分離裝置。

背景技術(shù)：

在污水處理廠等地方使用通過離心分離來對如食物垃圾等處理水進(jìn)行處理的攪拌分離裝置。攪拌分離裝置在內(nèi)部設(shè)有旋轉(zhuǎn)式攪拌器，并對處理水進(jìn)行攪拌，從而按照其密度分離處理水。這種攪拌分離裝置不僅用于污水處理廠，也用于發(fā)電站或者磷(P)回收裝置等中。

日本公開專利公報第2012-170920號公開了一種具有葉輪的攪拌分離裝置。所述專利文獻(xiàn)中所公開的攪拌分離裝置通過葉輪來攪拌投入到收容容器內(nèi)部的處理水，從而使密度大的物質(zhì)沉淀并排出，而且使密度小的物質(zhì)通過上部的另外的排出管排出。

在所述專利文獻(xiàn)中所公開的攪拌分離裝置的收容容器內(nèi)部會發(fā)生由于葉輪的強旋轉(zhuǎn)流所引起的旋流(swirl)現(xiàn)象，由此出現(xiàn)在葉輪周圍流速最快而趨向反應(yīng)容器的壁面速度就越慢的流速分布。因這種流速分布，會發(fā)生無法適當(dāng)分離處理水的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問題

因此，本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種能夠有效率地分離處理水的攪拌分離裝置。

通過下面描述的實施例，本發(fā)明的其它目的將變得更加明確。

解決技術(shù)問題的方案

本發(fā)明的一實施方式涉及的攪拌分離裝置包括：第一主體部，具有內(nèi)部空間；第二主體部，位于第一主體部的內(nèi)部；下部導(dǎo)流板，位于第二主體部 的下部；攪拌器，位于第二主體部的內(nèi)部，用于使通過第二主體部的上部流入的處理水移動到下部導(dǎo)流板；垂直擋板，位于第一主體部的內(nèi)部；多個水平擋板，位于第一主體部內(nèi)部的上端部，并且彼此隔著間隔配置。

本發(fā)明涉及的攪拌分離裝置可以具有一個或多個如下實施例。例如，水平擋板可以由彼此交錯配置的上部水平擋板和下部水平擋板構(gòu)成。

可以在第一主體部的下部設(shè)有沉淀部，并且下部導(dǎo)流板位于沉淀部的入口。

可以在第一主體部的上部設(shè)有流出部，并且在流出部具有用于排出密度相對小的物質(zhì)的上部流出口。

流出部可以具有：外周面，其直徑大于第一主體部的直徑；內(nèi)周面，相當(dāng)于第一主體部的上端部；流入空間，形成在外周面和內(nèi)周面之間，上部流出口可以設(shè)置于外周面。

可以在內(nèi)周面設(shè)有溢流槽。此外，下部導(dǎo)流板可以具有向下傾斜面。此外，攪拌器可以具備兩段以上的葉輪。

發(fā)明效果

本發(fā)明能夠提供一種能夠有效率地分離處理水的攪拌分離裝置。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明一實施例涉及的攪拌分離裝置的立體圖。

圖2是示出圖1中所示的攪拌分離裝置的俯視圖。

圖3是示出圖1中所示的攪拌分離裝置中的流出部的立體圖。

圖4是示出圖1中所示的攪拌分離裝置中的沉淀部的立體圖。

圖5是示出本發(fā)明一實施例涉及的攪拌分離裝置中的葉輪周圍的流速的示意圖。

圖6是示出本發(fā)明一實施例涉及的攪拌分離裝置中的流出部的流速分布的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明可以進(jìn)行各種變形，也可以有各種實施例，下面在附圖中示出具 體實施例并進(jìn)行詳細(xì)說明。然而，應(yīng)當(dāng)理解為，本發(fā)明并非限定于具體的實施方式，而是包括本發(fā)明的思想及技術(shù)范圍內(nèi)的所有變形、等同物乃至替代物。在對本發(fā)明進(jìn)行說明時，如果認(rèn)為相關(guān)的公知技術(shù)的具體說明有可能混淆本發(fā)明的要旨，則省略對其的詳細(xì)說明。

本申請中所使用的術(shù)語只是用來說明具體的實施例，并非旨在限定本發(fā)明。除非文章中有明確的其它含義，否則單數(shù)表示包括復(fù)數(shù)表示。在本申請中，諸如“包括”或者“具有”等術(shù)語只是用來表示存在說明書中所記載的特征、數(shù)字、步驟、動作、構(gòu)成要素、部件或者它們的組合，并不排除存在或增加一個或多個其它特征、數(shù)字、步驟、動作、構(gòu)成要素、部件或者它們的組合的可能性。

第一、第二等術(shù)語可以用來說明各種構(gòu)成要素，但是，所述構(gòu)成要素不應(yīng)被所述術(shù)語限定。所述術(shù)語只是用來區(qū)分一個構(gòu)成要素與另一個構(gòu)成要素。

下面，參照附圖對本發(fā)明涉及的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，在參照附圖進(jìn)行說明時，與圖的編號無關(guān)，對相同或?qū)?yīng)的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，并省略對其的重復(fù)說明。

圖1以及圖2是分別示出本發(fā)明的一實施例涉及的攪拌分離裝置100的立體圖和俯視圖。此外，圖3以及圖4是分別示出圖1中所示的攪拌分離裝置100的流出部140和沉淀部160的立體圖。

參照圖1至圖4，本實施例涉及的攪拌分離裝置100通過第二主體部130將相當(dāng)于分離對象的處理水投入到第一主體部110的內(nèi)部，然后通過攪拌器170的攪拌進(jìn)行分離，其特征在于，密度相對大的物質(zhì)發(fā)生沉淀而流入沉淀部160，并且通過水平擋板120防止密度相對小的物質(zhì)向流出部140溢流的現(xiàn)象，從而能夠在整體上進(jìn)行均勻的混合。

本實施例涉及的攪拌分離裝置100可分離的處理水包括各種污水、食物垃圾、污水處理廠的回用水(瀝濾液、消化槽上清液、濃縮上清液)以及家畜和糞便處理廠的污水等。

本實施例涉及的攪拌分離裝置100包括：第一主體部110，具備內(nèi)部空間；第二主體部130，位于第一主體部110的內(nèi)部；下部導(dǎo)流板112，位于第二主體部130的下部；攪拌器170，位于第二主體部130的內(nèi)部，用于使通過第二主體部130的上部流入的處理水移動到下部導(dǎo)流板112；沉淀部160，位于第 一主體部110的下部；流出部140，位于第一主體部110的上部。此外，本實施例涉及的攪拌分離裝置100包括：垂直擋板116，位于第一主體部110的內(nèi)部；多個水平擋板120，位于第一主體部110內(nèi)部的上部，并且彼此隔著間距配置。

第一主體部110是在其內(nèi)部空間對處理水進(jìn)行攪拌的部分，呈中空的圓筒狀，并且具有上端部及下端部開放的結(jié)構(gòu)。第一主體部110的上端部與流出部140連通，下端部與沉淀部160連通。此外，在第一主體部110的內(nèi)部設(shè)有第二主體部130、下部導(dǎo)流板112、垂直擋板116以及水平擋板120、攪拌器170。

上清液通過第一主體部110的上端部溢流。第一主體部110的上端部相當(dāng)于流出部140的內(nèi)周面146。

第二主體部130的直徑小于第一主體部110的直徑，并且位于第一主體部110的內(nèi)部。第二主體部130的上端部132從流出部140突出，而下端部相對于上部葉輪174略微位于上部。第二主體部130也呈中空的圓筒狀，并且呈上端部及下端部開放的形狀。處理水以及藥品等通過第二主體部130的開放的上端部流入。第二主體部130發(fā)揮向攪拌器170的上部葉輪174方向引導(dǎo)所流入的處理水以及藥品的作用。

攪拌器170的旋轉(zhuǎn)軸172貫通第二主體部130。此外，第二主體部130的中心可以位于第一主體部110的中心。

例示了本實施例涉及的攪拌分離裝置100具有第一主體部110以及第二主體部130呈中空圓筒狀的結(jié)構(gòu)，然而，本發(fā)明并不受第一主體部以及第二主體部形狀的限制。例如，在本發(fā)明的另一實施例涉及的攪拌分離裝置中，第一主體部以及第二主體部可以具有四邊形或者橢圓形的橫截面。

在第一主體部110的內(nèi)周面隔著規(guī)定間隔設(shè)有多個垂直擋板116。可以將垂直擋板116配置成與第一主體部110的內(nèi)周表面略微隔著間隔或者與內(nèi)周表面相接。并且，垂直擋板116的長度可以略小于第一主體部110的長度，由此，垂直擋板116的上端部以及下端部均位于第一主體部110的內(nèi)部。垂直擋板116可以呈具有規(guī)定厚度并且長度較長的矩形板狀，并且具有從第一主體部110的內(nèi)周面向其中心方向突出的形狀。

垂直擋板116以配置在第一主體部110中心的攪拌器170為中心，彼此 隔著規(guī)定間隔以放射狀配置。如此配置的垂直擋板116發(fā)揮防止在通過攪拌器170攪拌的處理水中產(chǎn)生旋流(swirl)的作用。

水平擋板120位于第一主體部110內(nèi)部的上部，沿著水平方向上配置地較長，以發(fā)揮防止處理水通過流出部140溢流的作用。水平擋板120可以與第一主體部110的內(nèi)周表面接觸，或者位于隔著規(guī)定間隔處，并且呈具有規(guī)定的突出長度的圓弧(arc)狀。

水平擋板120由分別具有相同數(shù)量的下部水平擋板122以及上部水平擋板124構(gòu)成，下部水平擋板122相對于上部水平擋板124位于下部。

參照圖1以及圖2，例示了下部水平擋板122以及上部水平擋板124分別以放射狀彼此隔著相同間隔126配置六個，并且下部水平擋板122和上部水平擋板124彼此交錯配置。即，上部水平擋板124位于形成在下部水平擋板122之間的間隔126的垂直上部，如圖2所示，可以配置成當(dāng)從上面看時擋板之間沒有間隔126。如此，將下部水平擋板122和上部水平擋板124配置成彼此交錯，從而能夠消弱上升的處理水的流動，并且引發(fā)密度大的物質(zhì)沉淀。

例示了水平擋板120呈圓弧狀的情況，然而，本發(fā)明并不受水平擋板120的形狀以及配置形式和數(shù)量等的限制。

通過攪拌器170的旋轉(zhuǎn)而上升并經(jīng)過水平擋板120的上清液通過流出部140流出到外部。流出部140與第一主體部110的上端部連通。

位于第一主體部110下部的圓形的下部導(dǎo)流板112呈截頂圓錐形狀，且具有傾斜面114。下部導(dǎo)流板112防止因攪拌器170而下降的處理水流入沉淀部160，并且抑制沉淀物(參照圖1的附圖標(biāo)記c)漂浮。在下部導(dǎo)流板112的上表面中央形成有貫通孔115。

例示了本實施例涉及的攪拌分離裝置100的下部導(dǎo)流板112呈截頂圓錐形，然而，本發(fā)明并不受下部導(dǎo)流板112形狀的限制。因此，本發(fā)明涉及的下部導(dǎo)流板可以呈圓錐、圓頂(dome)形狀或者正方棱錐形狀等各種形狀。

攪拌器170通過旋轉(zhuǎn)使投入到第二主體部130內(nèi)部的處理水以及藥品下降，以引導(dǎo)到位于第一主體部110下部的下部導(dǎo)流板112。并且被引導(dǎo)到下部導(dǎo)流板112的處理水沿著下部導(dǎo)流板112的傾斜面114以及第一主體部110的內(nèi)周表面上升。如此，通過攪拌器170的旋轉(zhuǎn)，處理水能夠在第一主體部110的上端以及下端連續(xù)地流動。

攪拌器170的旋轉(zhuǎn)軸172可以位于第二主體部130的中心。本實施例涉及的攪拌分離裝置100具有由上部葉輪174以及下部葉輪175構(gòu)成的兩段式葉輪攪拌器170。上部葉輪174的高度與第二主體部130下端部的高度相同或者相近。此外，下部葉輪176位于下部導(dǎo)流板112的上部。

攪拌器170也可以不具備具有不同高度的兩段葉輪，而是具有一段或者三段以上的葉輪。例如，當(dāng)?shù)谝恢黧w部110的長度較長時，可以具有三段葉輪，當(dāng)長度較短時，可以具有一段葉輪。

上部葉輪174和下部葉輪176可以具有相同的結(jié)構(gòu)以及尺寸。例如，上部葉輪174以及下部葉輪176可以具有在軸轂(無附圖標(biāo)記)周圍結(jié)合有水翼艇(hydrofoil)型葉片的結(jié)構(gòu)。

流出部140包括外周面142、內(nèi)周面146、流入空間144以及上部流出口150。

與第一主體部110相比，外周面142具有更大的直徑以及更小的長度，并且呈中空的圓筒狀。外周面142防止流入到流出部140的上清液向上部流出口150以外的其它部分流出。在外周面142的一側(cè)設(shè)有上部流出口150。

內(nèi)周面146相當(dāng)于第一主體部110的上端部。內(nèi)周面146位于外周面142的內(nèi)部，在外周面142與內(nèi)周面146之間形成有上清液流入的流入空間144?？梢栽趦?nèi)周面146形成有多個溢流槽148，所述多個溢流槽148相當(dāng)于能夠使上清液流出的通道。

在第一主體部110的內(nèi)部，通過攪拌器170的旋轉(zhuǎn)，處理水中密度相對小的物質(zhì)作為上清液通過形成在水平擋板120之間的間隔126從內(nèi)周面146溢流而流入到流入空間144。溢流到流入空間144的上清液通過上部流出口150從流出部140流出。

沉淀部160連接于第一主體部110的下端部，呈截頂圓錐形狀。沉淀部160的上端部與第一主體部110的下端部連通。此外，下部導(dǎo)流板112位于沉淀部160的上端部。下部導(dǎo)流板112的最大直徑小于沉淀部160的最大直徑。由此，密度相對大的物質(zhì)通過形成在沉淀部160內(nèi)表面與下部導(dǎo)流板112之間的空間(參照圖4的附圖標(biāo)記a)被引導(dǎo)到沉淀部160的內(nèi)部。沉淀在沉淀部160內(nèi)部的沉淀物(參照圖1的c)可以通過下部流出口162排出到外部。

圖5是示出本發(fā)明的一實施例涉及的攪拌分離裝置100中的葉輪174、176 周圍的流速(m/sec)的示意圖。此外，圖6是示出本發(fā)明的一實施例涉及的攪拌分離裝置100中的流出部140的流速分布的示意圖。

圖5至圖6相當(dāng)于通過計算流體力學(xué)解析本發(fā)明的一實施例涉及的攪拌分離裝置100中的處理水流速的圖表。圖5至圖6中的實驗條件如下：第一主體部110的直徑為1300mm，高度為2400mm，流入流量為50m³/day，攪拌器170的規(guī)格為1.5kW、3～45°新水翼艇型(neo-hydrofoil type)、直徑520mm、兩段式，葉輪174、176的轉(zhuǎn)速為92rpm，此外貼有四個垂直擋板116，并且交錯貼有兩段水平擋板120，每段各六個。此外，將通過計算流體進(jìn)行解析的處理水比重設(shè)定為1.22，且將粘度設(shè)定為10cp。

參照圖5可知，投入到第二主體部130的處理水通過攪拌器170而下降并被引導(dǎo)到下部導(dǎo)流板112，然后沿著第一主體部110的內(nèi)周表面向流出部140方向上升。如此，在本發(fā)明涉及的攪拌分離裝置100中，處理水通過第一主體部110的上端部以及下端部連續(xù)地流動，由此，處理水被充分地攪拌。在下部葉輪176的周圍形成的流速為0.9m/s。下部導(dǎo)流板112盡管處理水流動也抑制沉淀物的上升。

參照圖6可知，通過攪拌器170的旋轉(zhuǎn)使處理水向流出部140溢流，而在第一主體部110和第二主體部130之間的空間中的流速快于流入空間144中的流速。經(jīng)過形成在相當(dāng)于第一主體部110上端的內(nèi)周面146上的溢流槽148的上清液流入到流入空間144，之后通過上部流出口150流出到外部。

圖6中的虛線表示與上部流出口150最臨近的溢流槽148部分處的流速，上清液的流速為0.14～0.18m/s，相對慢。這是因為，盡管通過攪拌器170產(chǎn)生較強的混合流，但是通過水平擋板120限制向流出部140過度溢出。

以上，參照本發(fā)明的一實施例進(jìn)行了說明，然而可以理解，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠在不脫離所附的權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的思想及領(lǐng)域的范圍內(nèi)，對本發(fā)明進(jìn)行各種修改及變更。