技术领域
[0001] 本
发明涉及环境保护的废
水处理设备领域，特别是涉及一种折流式废水混凝沉淀装置及方法。
背景技术
[0002] 混凝沉淀技术在水处理中有着广泛的应用，它既可以降低
原水的悬浮固体(SS)、
浊度、
色度等感官性水质指标，又可以去除水中多种有毒有害污染物。水中较为粗大的
密度大于1.0×103kg/m3的悬浮颗粒，可通过自然沉降的方式得以去除；而对于密度小于1.0×103kg/m3的悬浮颗粒，不能通过自然沉淀方式去除，在水中呈胶体状态。因为存在于废水中的胶体颗粒由于
布朗运动呈悬浮状态，为去除胶体颗粒，通常会采用投加混凝剂的方式使之脱稳并形成絮体，再通过
吸附架桥和网捕作用凝聚成较大的絮体颗粒，进而借重
力沉降被有效去除。但传统的混凝
沉淀池仍存在一些问题，大多数絮凝反应与沉淀处理单元是通过穿孔花墙直接相连，这样可以使流量均匀分布在进水截面上，减少扰动，不破坏絮体，但容易引发严重的积泥堵塞问题，从而导致加药系统崩溃。具体来说，配水花墙两侧积泥有时堆达池深的1/3以上，过渡区池底积泥严重时厚度超过2m，底部积泥
发酵后成大
块状浮到水面，感官极差，并导致过渡区有效水深减小，配水花墙过水面积减小，待沉水通过花墙的流速大幅提高，体积较大的絮体被打碎。当积泥达到一定高度时，会扩散到花墙的另一侧，从而导致沉淀池前端积泥，墙前(过渡区)多无排泥设施，墙后面排泥机又无法吸到，往往只能排出孔口附近的一小部分泥，孔口外围的积泥因为粘滞性大而不易移动，从而形成一个至上而下一直穿过泥层到达穿孔管孔口的“水道”。每次排泥只能排出“水道”中的少部分积泥，有时甚至连“水道”一并堵死，形成一个镂空的空腔将孔口包住，使穿孔管彻底失去排泥作用。为保证穿孔排泥不堵塞，经常需要用高压水枪，定时
反冲洗，疏通穿孔，提高排泥效率。一般混凝沉淀装置处理效率为20％～40％，孔口堵塞后降至10％以下，出水效果极差。
发明内容
[0003] 基于上述
现有技术所存在的问题，本发明提供一种抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统，可大大提高水处理效率，又可避免加药系统的堵塞问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统，包括：
[0005] 混凝反应罐、抛物线环形折流
挡板、入水槽、出药槽、曝气单元、空压机和加药装置；其中，
[0006] 所述混凝反应罐的罐体上部为直圆筒体，罐体下部为倒锥筒体，所述罐体上部的直圆筒体与罐体下部的倒锥筒体连接处罐体壁为抛物线形；
[0007] 所述入水槽环绕设在所述混凝反应罐的罐体上端，所述出药槽环绕设在
位置低于所述入水槽的所述混凝反应罐的罐体上端；
[0008] 所述抛物线环形折流挡板固定设在所述凝反应罐的罐体内，该抛物线环形折流挡板下部分板体为抛物线形，该抛物线环形折流挡板的底部开口处于所述混凝反应罐的罐体上部直圆筒体与下部倒锥筒体连接处；
[0009] 所述入水槽上分布设有若干堰流入口，各堰流入口均与所述抛物线环形折流挡板内的所述混凝反应罐内连通；
[0010] 所述出药槽上分布设有若干出药支渠，各出药支渠与所述抛物线环形折流挡板外的所述混凝反应罐内连通；
[0011] 所述曝气单元设在所述混凝反应罐内，处于所述混凝反应罐的罐体上部与罐体下部的连接处，该曝气单元的位置处于所述抛物线环形折流挡板的底部开口下方，与所述抛物线环形折流挡板的底部开口之间设有间隔；
[0012] 所述空压机与所述曝气单元连接；
[0013] 所述加药装置设在所述混凝反应罐上方，该加药装置的加药管连接至所述抛物线环形折流挡板内的所述混凝反应罐内；
[0014] 所述放空管设在所述混凝反应罐底部。
[0015] 本发明的有益效果为：
[0016] (1)由于无需机械搅拌，大大节约了运行成本，解决了传统加药混凝装置的堵塞问题；
[0017] (2)由于通过采用气体曝气混合，使混凝反应罐中气、液、固三相均匀混合；同时，折流挡板和混凝反应罐底部均采用抛物线形，使经过充分混合的药液在紊流状态下顺畅流出反应罐，完全克服了既有设备混合不均匀、易堵塞等问题；
[0018] (3)加药装置置于混凝反应罐上方，实现了采用重力方式加药，设计简单、减少动力系统的使用；环绕设置的入水槽和出药槽形成周进周出的布水方式，可防止布水不均匀，实现了既使混凝反应充分快速的进行，又确保药液顺畅流出而不堵塞。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明
实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0020] 图1为本发明实施例提供的抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统结构示意图；
[0021] 图2为本发明实施例提供的抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统的进出口示意图；
[0022] 图3为本发明实施例提供的抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统的布气盘示意图；
[0023] 图中各标号对应的部件为：1-入水槽，2-出药槽，3-抛物线环形折流挡板，4-混凝反应罐的罐体下部，5-放空管，6-进水孔，7-出药孔，8-空压机，9-布气管，10-圆形曝气盘，11-混凝反应罐，12-加药罐，13-计量
泵，14-加药管，15-布气微孔，16-混凝反应罐的罐体上部。
具体实施方式
[0024] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0025] 如图1、2所示，本发明实施例提供一种抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统，用于废水处理的混凝加药，包括：
[0026] 混凝反应罐、抛物线环形折流挡板、入水槽、出药槽、曝气单元、空压机和加药装置；其中，
[0027] 混凝反应罐的罐体上部为直圆筒体，罐体下部为倒锥筒体，罐体上部的直圆筒体与罐体下部的倒锥筒体连接处罐体壁为抛物线形；其中，罐体上部为混凝反应固、液两相
接触区；罐体下部为完全混合后的液态药液成品区。
[0028] 入水槽环绕设在混凝反应罐的罐体上端，出药槽环绕设在位置低于入水槽的混凝反应罐的罐体上端；
[0029] 抛物线环形折流挡板固定设在凝反应罐的罐体内，该抛物线环形折流挡板下部分板体为抛物线形，该抛物线环形折流挡板的底部开口处于混凝反应罐的罐体上部直圆筒体与下部倒锥筒体连接处；
[0030] 入水槽上分布设有若干堰流入口，各堰流入口均与抛物线环形折流挡板内的混凝反应罐内连通；
[0031] 出药槽上分布设有若干出药支渠，各出药支渠与抛物线环形折流挡板外的混凝反应罐内连通；
[0032] 曝气单元设在混凝反应罐内，处于混凝反应罐的罐体上部与罐体下部的连接处，该曝气单元的位置处于抛物线环形折流挡板的底部开口下方，与抛物线环形折流挡板的底部开口之间设有间隔；
[0033] 空压机与曝气单元连接；曝气单元通过空压机进行供气；曝气单元产生的微小气泡和混凝剂固体、水液态三相充分反应；
[0034] 加药装置设在混凝反应罐上方，该加药装置的加药管连接至抛物线环形折流挡板内的混凝反应罐内；
[0035] 放空管设在混凝反应罐底部。
[0036] 上述混凝加药系统中，混凝反应罐的罐体上部的直圆筒体与罐体下部的倒锥筒体连接处为抛物线形的抛物线
倒角弧度为60°；抛物线环形折流挡板下部板体为抛物线形的抛物线倒角弧度为60°。将混凝反应罐的罐体下部与罐体内的抛物线环形折流挡板下部板体均按照
流体力学原理设计为抛物线形，使经过充分混合的药液在紊流状态下顺畅流出混凝反应罐，完全克服了既有设备混合不均匀、易堵塞等问题
[0037] 上述混凝加药系统中，加药装置由设在
支架上依次连接的加药罐、
计量泵和加药管构成。其中，加药罐容积为0.5m3，加药罐内设置的混凝剂为聚合氯化
铝或聚合氯化
铁。工作时，可通过计量泵控制混凝剂的投药量，混凝剂的投药浓度为10～1000mg/L。
[0038] 上述混凝加药系统中，混凝反应罐采用不锈
钢罐体，材质可采用
不锈钢316L，耐高温耐
腐蚀，罐体高度为1500mm，罐体下部的倒锥筒体直径为800mm。
[0039] 如图3所示，上述混凝加药系统中，曝气单元由布气管连接布设有布气微孔的圆形曝气盘构成，圆形曝气盘直径为500mm，设有直径为5mm的微孔200个；空压机的供气压力为：0.5～0.7MPa，供气量为：0.5～1.0m3/min。
[0040] 上述混凝加药系统还包括：与入水槽连接的进水泵；分别与进水泵、加药装置和空压机电气连接的控制装置，控制装置以进水、加药混合、曝气混合和出药四个步骤为一个工作周期，以此循环往复控制混凝过程；其中，进水流速控制为1.0～1.5m/s，进水时间为1.2～1.8min；加药混合过程为液、固两相混合，混合时间为10～30s；曝气混合过程为气、液、固三相混合，混合时间为10～30s；充分混合后的混凝剂液体通过混凝反应罐的出药槽均匀排出，出药流速控制为0.5～1.0m/s。控制装置可采用
单片机或PLC等常用的控制装置，只要能方便的设置实现上述控制过程即可。
[0041] 上述混凝加药系统中，入水槽的堰流入口为三个，各堰流入口的进水口均为方孔；出药槽的出药支渠为三个，各出药支渠的出药口为方孔。
[0042] 上述混凝加药系统中，抛物线环形折流挡板上端与混凝反应罐内壁固定连接。也可以通过与伸入混凝反应罐内的出药槽固定连接来固定抛物线环形折流挡板。
[0043] 下面结合具体实施例对本发明混凝加药系统作进一步说明。
[0044] 本发明实施例的抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统的结构如图1、2所示，包括：混凝反应罐、入水槽、出药槽、曝气单元、空压机和加药装置(由加药罐、计量泵和加药管构成)，进一步还可以包括进水泵和控制装置；该混凝加药系统的一个工作周期为：进水、加药混合、曝气混合、出药四个步骤，其中，控制进水流速在1.0～1.5m/s，进水时间为1.2～1.8min，流入入水槽1，通过进水口6均匀跌入混凝反应罐罐体11，为确保进水均匀，进水口采用环绕入水槽(三个堰流入口)；进水完毕后，开启加药泵13，加药罐12内的聚合氯化铝或聚合氯化铁混凝剂通过重力投加至混凝反应罐罐体11中，混凝剂的投药浓度为10-1000mg/L，此阶段混合过程为液、固两相混合，混合时间为10～30s；然后，开启空压机8，，通过布气管9和圆形曝气盘10，对混合反应罐11内的水和药剂进行曝气混合；气体通过圆形曝气盘10上的布气微孔15与罐体内的混凝剂和水进行充分混合，此阶段曝气混合过程为气、液、固三相混合，空压机的供气压力为：0.5～0.7MPa，供气量为：0.5～1.0m3/min，混合时间为10～
30s；最后，充分混合后的混凝剂液体通过混凝反应罐11的出药槽2和出药孔7均匀排出，确保出药液均匀流出，以上过程均通过控制装置自动控制，循环往复运行，流出的药液和后续的沉淀池污水进行充分反应。
[0045] 实施例一
[0046] 本实施例提供一种抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统，可用于矿井水混凝沉淀处理工程，具体如下：
[0047] 某矿井水采用国家标准水质分析方法进行检测水质为：pH＝8.48，COD＝182.5mg/L，C(Mn)＝0.099mg/L，C(Fe)＝0.8mg/L，SS＝85mg/L，为达到回用矿井水做
冷却水的目的，根据GB/T 19923-2005回用水标准其中COD、C(Mn)、C(Fe)、SS超标。采用本发明加药系统，药剂选用聚合氯化铝，投加量为60mg/L。经本发明加药系统加药混凝反应后，矿井水经后续沉淀池沉淀30min，处理后上清液出水的处理效果如下表1所示。
[0048] 表1矿井水的的处理效果
[0049]
[0050] 由上表1可知，采用本发明加药系统并经沉淀池后续沉淀后，矿井水中超标的COD、C(Mn)、C(Fe)、SS均可大幅去除并得到GB/T 19923-2005中的回用水标准要求。
[0051] 实施例二
[0052] 本实施例提供一种抛物线折流式防堵塞废水混凝加药系统，可用于
褐煤提质冷凝水混凝沉淀处理，具体如下：
[0053] 某
褐煤提质冷凝水采用国家标准水质分析方法进行检测水质为：pH＝7.3，COD＝206.2mg/L，C(Fe)＝0.27mg/L，SS＝151.5mg/L；从水质检测指标可以看出褐煤提质冷凝水中COD，Fe，SS均超过GB/T 19923-2005工业冷却水回用水标准要求。
[0054] 采用本发明加药系统，药剂选用聚合氯化铁，投加量为50mg/L。经本发明加药系统加药混凝反应后，矿井水经后续沉淀池沉淀30min，处理后上清液出水的处理效果如下表2所示。
[0055] 表2褐煤提质冷凝水的的处理效果
[0056]
[0057] 由上表2可知，采用本发明加药系统并经沉淀池后续沉淀后，褐煤提质冷凝水中超标的COD、C(Fe)、SS均可大幅去除并得到GB/T 19923-2005中的回用水标准要求。
[0058] 本发明的混凝加药系统，通过采用特定的结构，以及对混凝剂浓度、反应时间等参数的优化，解决了传统混凝沉淀装置的
缺陷，能实现对混凝剂的充分混合且无混凝剂堵塞之虞，极大提高废水的处理效率。
[0059] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以
权利要求书的保护范围为准。
