一種混凝實驗裝置製造方法
2023-10-05 16:55:04
一種混凝實驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種混凝實驗裝置，包括反應池，反應池底部設置有倒梯形的泥槽，泥槽上連接有排泥管，反應池頂部安裝有伸入反應池內的加藥管，加藥管帶有計量泵並與儲藥罐相連；所述的反應池內壁上對稱安裝有密封的石英套管，石英套管內設置有紫外光燈，紫外光燈的導線穿出石英套管與電源相連。紫外輻射與混凝工藝有機結合可大幅提升腐殖酸類汙染物的去除率，降低了混凝劑的投加量。實用性強，處理效果好，多個系統並聯使用時可以實現連續進出水，適用於在中小規模水廠推廣使用。
【專利說明】-種混凝實驗裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於飲用水淨化處理領域，具體涉及一種混凝實驗裝置。
【背景技術】
[0002] 混凝，是一種通過投加混凝劑促使水中致濁雜質和膠粒形成絮體，並用沉澱、氣浮 或過濾加以去除的水處理技術。研究表明，混凝過程可以去除水中95%以上的懸浮物和膠 體類物質，對部分溶解性雜質如天然有機物、重金屬和氟化物等也有一定的去除性能，因而 在飲用水處理中已經得到了廣泛的應用。腐殖質是天然水中的主要有機組分，可包裹在粘 土顆粒等膠體雜質表面，能夠抑制混凝過程的進行。此外，腐殖質還是滷化消毒副產物的 重要前驅物以及飲用水輸配過程中微生物二次生長繁殖的主要營養源。因此，如何提高飲 用水處理過程中腐殖質類有機物的去除效率已得到國內外的廣泛關注。常用去除方法包括 臭氧氧化技術和活性炭吸附技術。臭氧氧化對水中有機物引起的色度和嗅味的去除效果明 顯，但處理出水中含量大量小分子有機物，輸配水過程中易出現微生物二次繁殖的問題，消 毒效果難以保證。活性炭吸附對水中有機物尤其是大分子有機物的吸附去除能力有限，難 以維持系統的長期穩定性運行。本發明針對現有腐殖質類有機物處理過程中出現的主要問 題，將紫外輻射技術與傳統混凝技術有機結合開發出一種新型混凝實驗裝置，在保證懸浮 物和膠體等濁度物質去除效果的基礎上，強化了有機物的混凝去除性能。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種新型混凝實驗裝置， 在保證飲用水中懸浮物和膠體等濁度物質去除效果的基礎上，強化有機物的混凝去除性 能。同時，混凝過程中由於紫外輻射技術的使用還起到殺滅細菌的作用，降低了後續消毒過 程中消毒劑的投加量。
[0004] 為了解決上述問題，本實用新型採用如下技術方案予以實現：
[0005] -種混凝實驗裝置，包括反應池，反應池為雙層反應池，兩層側壁之間有冷卻夾層 空腔，冷卻夾層空腔與循環水冷卻系統相連，反應池內安裝有攪拌器，反應池側壁的上部設 置有進水管，反應池側壁的下部設置有出水管，所述的反應池底部設置有倒梯形的泥槽，泥 槽上連接有排泥管，反應池頂部安裝有伸入反應池內的加藥管，加藥管帶有計量泵並與儲 藥罐相連；
[0006] 所述的反應池內壁上對稱安裝有密封的石英套管，石英套管內設置有紫外光燈， 紫外光燈的導線穿出石英套管與電源相連。
[0007] 本實用新型還具有如下技術特徵：
[0008] 所述的紫外光燈為四個，對稱安裝在反應池內壁上。
[0009] 所述反應池採用鋼化玻璃製成，反應池外壁上設置有可拆卸的鋁箔紙。
[0010] 所述的紫外光燈是特徵波長為254nm的低壓汞燈。
[0011] 本發明具有如下有益技術效果：
[0012] 本實用新型結構簡單，設計合理，使用操作便捷，紫外輻射與混凝工藝有機結合可 大幅提升腐殖酸類汙染物的去除率，降低了混凝劑的投加量。實用性強，處理效果好，多個 系統並聯使用時可以實現連續進出水，適用於在中小規模水廠推廣使用。本實用新型在保 證飲用水中懸浮物和膠體等濁度物質去除效果的基礎上，強化有機物的混凝去除性能。同 時，混凝過程中由於紫外輻射技術的使用還起到殺滅細菌的作用，降低了後續消毒過程中 消毒劑的投加量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型的的整體結構示意圖。
[0014] 圖2是不同混凝劑投量下混凝出水中腐殖酸的去除情況（水溫和溶液pH分別為 15°C和 7. 0)。
[0015] 圖3是不同初始pH條件下混凝出水中腐殖酸的殘留量（混凝投量為30mg/L)。
[0016] 圖中各個標號的含義為：1-反應池，2-冷卻夾層空腔，3-循環水冷卻系統，4-攪拌 器，5-進水管，6-出水管，7-泥槽，8-排泥管，9-加藥管，10-計量泵，11-儲藥罐，12-石英 套管，13-紫外光燈，14-導線，15-電源，16-鋁箔紙。
[0017] 以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體內容作詳細解釋說明。
【具體實施方式】
[0018] 以下給出本實用新型的具體實施例，需要說明的是本實用新型並不局限於以下具 體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本實用新型的保護範圍。
[0019] 實施例：
[0020] 遵從上述技術方案，如圖1所示，本實施例給出了一種混凝實驗裝置，包括反應池 1，反應池1為雙層反應池，兩層側壁之間有冷卻夾層空腔2,冷卻夾層空腔2與循環水冷卻 系統3相連，反應池1內安裝有攪拌器4,反應池1側壁的上部設置有進水管5,反應池1側 壁的下部設置有出水管6,其特徵在於：所述的反應池1底部設置有倒梯形的泥槽7,泥槽7 上連接有排泥管8,反應池1頂部安裝有伸入反應池1內的加藥管9,加藥管9帶有計量泵 10並與儲藥罐11相連；
[0021] 所述的反應池1內壁上對稱安裝有密封的石英套管12,石英套管12內設置有紫外 光燈13,紫外光燈13的導線14穿出石英套管12與電源15相連。
[0022] 紫外光燈13為四個，對稱安裝在反應池1內壁上，並且在反應池1的中部安裝，通 過石英套管12保護，儘可能地對反應池1內的水進行全面照射，增強混凝實驗效果。
[0023] 反應池1採用鋼化玻璃製成，反應池1外壁上設置有可拆卸的鋁箔紙16,鋁箔紙 16在紫外光燈13打開過程中對反應池進行全麵包覆，避免紫外光外露，對實驗操作者造成 傷害。
[0024] 紫外光燈13是特徵波長為254nm的低壓汞燈。該波長的低壓汞燈預處理過程可 以提高後續有機物混凝的去除效果，同時也具有殺菌效果。
[0025] 冷卻夾層空腔2的厚度為10mm，冷卻水下進上出，以保持反應池1內溫度恆定。
[0026] 反應池1為圓筒狀，高為31Ctam、內徑lOCtam、外徑14Ctam，進水管5距離反應池1頂 部的距離為50mm,出水管6距離反應池1底部的距離為50mm,紫外燈13長為150mm、直徑 15mm ;石英套管12長為250mm、直徑20mm。
[0027] 攪拌器4為槳式攪拌器，控制攪拌漿的轉速和攪拌時長。
[0028] 循環水冷卻系統3為本領域常規的循環水冷卻系統。
[0029] 本實用新型的工作過程如下所述：
[0030] 反應池1為序批式反應池，進水由反應池1上端進水管5 -次加入，藥劑由加藥管 9 一次性加入，混凝過程中紫外燈13-直處於打開狀態，混凝結束後關閉紫外燈13,進入沉 澱階段；沉澱完成後，清水由下端出水管6流出，沉澱汙泥沉積在倒梯形的泥槽7內，由排泥 管8排出。實際應用中採用多個反應池1並聯運行，可實現系統的連續進出水。
[0031] 具體工作過程是：(A)開啟循環水冷卻系統3 ; (B)待處理原水經由進水管5加入 反應池1內，達到預定液位後關閉進水管5 ; (C)攪拌器4設定攪拌速率和時長；(D)通過加 藥管9向反應池1加藥後，啟動攪拌器4的攪拌槳，同時開啟紫外光燈13,進行混凝；(E)混 凝結束後關閉紫外光燈13,使反應過程中形成的絮體沉至反應池1底部聚集在倒梯形的泥 槽內7 ;(F)沉澱完成後，關閉循環冷卻系統3,開啟出水管6排出清水，汙泥則由泥槽內7底 部的排泥管8定期由下部排出。實際應用中可採用多個反應池1並聯運行，實現系統的連 續進出水。
[0032] 以下為利用本實用新型的混凝裝置處理含腐殖酸原水的實驗：
[0033] 試驗採用實驗室配水，選擇腐殖酸為天然水體中腐殖質的代表物，採用聚合氯化 鋁（PAC1)為混凝劑。具體混凝過程為在200r/min的攪拌強度下反應l.Omin，使其在短時 間內混合均勻；而後在50r/min的攪拌強度下反應15min，促進脫穩膠粒的聚集沉澱；待體 系靜沉30min後取樣並觀測出水中殘留的腐殖酸含量。對比新型混凝系統與傳統混凝裝置 在腐殖酸去除效果上的差異。
[0034] 如圖2所示，水溫和溶液pH分別為15°C和7. 0時，隨著混凝劑投量的增加，混凝出 水中腐殖酸的殘餘量逐漸減小。混凝劑投量為30mg/L時，傳統混凝過程對腐殖酸的去除率 僅為47. 3%，而含有紫外輻射的混凝過程對腐殖酸的去除率可提升至84. 4%。此外，達到 相同腐殖酸去除率時，未進行紫外輻射的系統所需的混凝劑量要明顯高於本實用新型混凝 裝置所需的混凝劑投量。
[0035] 如圖3所示，固定混凝劑投量在30mg/L，從水中殘留腐殖酸含量隨pH值的變化規 律來看，當溶液pH從4. 5增加到9. 0時，腐殖酸的殘留量呈先下降而後逐漸上升的趨勢。傳 統混凝過程在pH = 5左右時，腐殖酸的殘留量最小。對於本發明所採用的帶有紫外輻射功 能的新型混凝裝置，腐殖酸的混凝去除率在pH = 6. 0左右達到最優。採用本發明所開發混 凝裝置，除了使最佳混凝pH值由5. 0提升至6. 0外，在pH = 6. 0-9. 0的範圍內均可有效改 善腐殖酸的混凝去除效果。紫外輻射對腐殖酸混凝的促進作用在pH = 7時達到最大，未經 光照處理的混凝出水中腐殖酸的殘餘量為7. 59mg/L，而經紫外輻射處理的混凝出水中腐殖 酸的殘僅為1. 94mg/L，表明本實用新型的混凝裝置對含腐殖酸原水在常規天然水體的pH 範圍內有著明顯強化去除性能。
【權利要求】
1. 一種混凝實驗裝置，包括反應池（1)，反應池（1)為雙層反應池，兩層側壁之間有冷 卻夾層空腔（2)，冷卻夾層空腔（2)與循環水冷卻系統（3)相連，反應池（1)內安裝有攪 拌器（4)，反應池（1)側壁的上部設置有進水管（5)，反應池（1)側壁的下部設置有出水管 (6)，其特徵在於：所述的反應池（1)底部設置有泥槽（7)，泥槽（7)上連接有排泥管（8)，反 應池（1)頂部安裝有伸入反應池（1)內的加藥管（9)，加藥管（9)帶有計量泵（10)並與儲 藥罐（11)相連； 所述的反應池（1)內壁上對稱安裝有密封的石英套管（12)，石英套管（12)內設置有紫 外光燈（13)，紫外光燈（13)的導線（14)穿出石英套管（12)與電源（15)相連。
2. 如權利要求1所述的混凝實驗裝置，其特徵在於：所述的紫外光燈（13)為四個，對 稱安裝在反應池（1)內壁上。
3. 如權利要求1所述的混凝實驗裝置，其特徵在於：所述反應池（1)採用鋼化玻璃制 成，反應池（1)外壁上設置有可拆卸的鋁箔紙（16)。
4. 如權利要求1所述的混凝實驗裝置，其特徵在於：所述的紫外光燈（13)是特徵波長 為254nm的低壓萊燈。
【文檔編號】C02F1/52GK203999084SQ201420332869
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】王文東, 範慶海, 鄭丹, 劉國旗, 嶽強 申請人:西安建築科技大學