一种基于气浮混凝系统的湍流扩散池的制作方法

1.本发明属于污水处理技术领域，具体的说是一种基于气浮混凝系统的湍流扩散池。


背景技术：

2.混凝系统是气浮运行过程中极为重要的一个环节，污水进入气浮的第一道工艺，就是混凝反应；混凝过程是混凝剂与水及胶体和细微悬浮物之间相互作用的复杂物理化学过程。在混凝剂的离解和水解产物作用下，水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并聚集为具有可分离性的絮凝体；混凝系统包含两个阶段，即混合阶段和絮凝阶段。混合阶段形成较小的微粒，再通过絮凝以形成较大的絮粒。在絮粒形成过程中，不但能吸附悬浮颗粒，还能吸附一部分细菌和溶解物质。
3.混凝过程通过将污水排入扩散池内，向池内添加混凝剂，同时通过搅拌器对扩散池内部的液体进行搅拌，使液体在池内进行快速的循环，以及高剪切区和低剪切区的液体快速交换，使得扩散池内部液体快速地达到均匀混合；混凝剂使得水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并聚集为具有可分离性的絮凝体，将絮凝体从水中分离出来，从而达到净水的效果。
4.污水在扩散池内进行混凝过程中，絮凝体会附着到扩散池的内壁上，长期之后，扩散池的内壁上会附着厚厚的一层污垢，不但造成扩散池的容积减小，影响混凝的效果，而且污垢容易造成管道的堵塞，阻挡水流的流动。
5.为此，本发明提供一种基于气浮混凝系统的湍流扩散池。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于气浮混凝系统的湍流扩散池，包括扩散池、环形加药管、连接管和三通阀；所述扩散池的底部设置有环形加药管，所述环形加药管的底部均匀开设有多个通孔，所述环形加药管的顶部一侧连通有连接管，所述连接管远离环形加药管的一端连通有三通阀，所述三通阀的一端连通有加药泵，所述三通阀的另一端连通有高压气泵，所述三通阀通过支架固定在扩散池的外壁上，所述扩散池的中部设置有搅拌器；工作时，进行气浮混凝时，三通阀将加药泵与连接管连通，加药泵将混凝剂通过连接管泵入环形加药管的内部，混凝剂从通孔排入扩散池的内部，同时，搅拌器进行搅拌，使得混凝剂进入扩散池后，立刻在搅拌器的作用下被剪切和扩散，并随着搅拌器带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程，这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得混凝剂的利用率大大地提高，有效减少混凝剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；当扩散池的内壁附着大量的污垢后，向扩散池的内部灌入清水，转动三通阀，将连接管连通高压气泵，高压气泵产生的高压气体经过连接管和环形加药管，高压气体从通孔喷入扩散池的底
部，高压气体在扩散池的底部向上高速喷出，使得扩散池内部的清水沸腾翻涌，沸腾翻涌的清水冲刷这扩散池的内部，将附着在扩散池内壁上的污垢冲刷下来，同时，搅拌器对清水进行搅拌，不但提高了清水冲击扩散池内壁的力度，同时，将冲刷下的污垢混入清水中，利用水泵将扩散池内部夹杂污垢的清水抽出，从而完成了对扩散池的清洁工作，通过沸腾翻涌的清水进行冲刷清洁，提高了清洁的全面性，减少了扩散池内部的除污死角。
8.优选的，所述扩散池的一侧底部边缘连通有进水口，所述扩散池的远离进水口的一侧顶部边缘连通有出水口；工作时，采用下进水上出水的对角过流方式，在扩散池内部的液位未达到出水口的高度时，污水不会流出扩散池，保证了扩散池容积的利用率。在污水从进水口进入扩散池后，必须流经最长距离的对角线路径，才可流出扩散池，保证了污水流态的稳定性以及混凝过程的参与度，从而提高了污水中混凝的效果。
9.优选的，所述扩散池由多个外环和多个内环组成，所述外环的外圈直径大于内环的外圈直径，所述外环的内圈直径大于内环的内圈直径，所述外环与内环之间交替分布，且外环与内环固接；扩散池内的体积循环流动属于宏观的液流；当污水流动处于湍流过程时，外环与内环构成了扩散池内圈的多个不同尺寸的环腔，使得污水流动时产生各种尺寸的涡流；当高速流的速度足够大时，可以借流体黏性所产生的剪力作用，使与之相邻的周围液体的表面上产生许多微小的涡流，这种附加的微小涡流，由于瞬时速度波动就会产生湍动，较大的涡流以较高的速度进行不规则的移动时，会渐渐崩坏而和周围的流体混合，其结果不仅流体本身，就连所包含的热量、质量和动量也都随之向周围移动，造成湍流扩散现象；这种涡流与湍动可促进由于局部混合、异相间界面更新等所引起的传质和传热作用，以及气流和滴液的分裂、分散过程；将两种性质不同但互相溶解的液体一起搅拌将发生两种过程：首先是两种液体被破碎成块团，并彼此掺和起来，这些块团是不规则的，块团的尺寸随搅拌过程的进行而连续地减小；同时这两种流体间的扩散将通过块团的边界进行，边界处的组成先发生变化，逐渐扩展至块团内部，最终达到两种液体的分子级混合；若不是液体先被打碎成小块团、形成大量接触面的话，扩散过程会进行很慢；然而若没有扩散过程，即使长时间连续不断地搅拌也不能获得分子级均一的混合物；由此可见，“破碎”和“扩散”是整个均匀混合进程中两种不同性质的过程；前者是减小块团的尺寸，后者是消除混合物相邻区域之间浓度上的差异。
10.优选的，所述扩散池的顶面两侧均固接有导轨，所述导轨的两端均开设有滑槽，所述导轨的滑槽内部滑动安装有多个滑块，所述滑块的顶部转动安装有折叠板；工作时，进行清污时，推动折叠板展开，带动滑块沿着导轨滑动，使得折叠板将扩散池的顶部覆盖，同时，两侧设置的折叠板进行遮挡覆盖，降低了折叠板对搅拌器的影响；通过折叠板阻挡沸腾翻涌的清水飞溅出扩散池，降低了飞溅的污水溅到工作人员的身上以及污染外界的地面。
11.优选的，所述环形加药管的底面均匀固接有多个弧形弹片，所述弧形弹片与通孔一一对应；工作时，高压气体从通孔喷入扩散池的底部，高压气体被弧形弹片阻挡，向扩散池的内壁冲击，同时推动弧形弹片抖动，使得高压气体喷射的角度不断发生改变，从而提高了高压气体扩散的范围。
12.优选的，所述环形加药管的外侧滑动安装有拉绳，所述拉绳的顶端与三通阀的转柄连接，所述环形加药管的外侧滑动安装有多个连接绳，所述环形加药管的顶面设置有环形架，所述环形加药管的顶面固接有多个导杆，所述导杆滑动贯穿环形架，所述连接绳的底
端与弧形弹片固接，所述连接绳的顶端与环形架固接；工作时，三通阀转动带动拉绳拉动，当三通阀将加药泵与连接管连通时，拉绳处于松弛状态，使得环形架位于导杆的底部，弧形弹片复位，使得弧形弹片对通孔的阻挡降低，从而降低了对混凝剂排入扩散池的阻挡；当三通阀将连接管连通高压气泵时，拉绳绷紧向上移动，拉扯环形架阿与之啮合导杆向上滑动，带动连接绳向上滑动，带动弧形弹片弯曲到通孔的底部，使得弧形弹片对喷出的高压气体进行阻挡，从而使得弧形弹片在环形加药管喷出混凝剂与高压气体之间改变形态，继而更好地进行混凝剂的添加与对扩散池的清洁。
13.优选的，所述三通阀的转柄外圈固接有驱动齿轮，所述三通阀的支架顶面固接有安装架，所述安装架的中部转动安装有线轮，所述线轮与拉绳的顶端固接，所述线轮的顶端固接有从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮之间啮合，所述驱动齿轮的齿数小于从动齿轮的齿数；工作时，转动三通阀时，带动驱动齿轮旋转，驱动与之啮合的从动齿轮转动，带动线轮旋转，实现拉绳的向上滑动与向下释放；通过驱动齿轮与从动齿轮之间的齿数差，从而提高了从动齿轮的旋转幅度，继而提高了拉绳的移动幅度。
14.优选的，所述扩散池的内壁均匀固接有多个竖直挡板，所述竖直挡板与内环的内壁固接；工作时，竖直挡板在气浮混凝时，消除扩散池中央的“圆柱状回转区”；还可以提高搅拌器的剪切性能；进行清污时，竖直挡板对高压气体进行向上的导向，提高了高压气体向上的流速。
15.优选的，所述竖直挡板具有弹性，所述竖直挡板均匀开设有多个槽口；工作时，竖直挡板对高压气体进行向上的导向，同时高压气体经过槽口时，两侧的高压气体之间相互影响，使得竖直挡板产生振动，从而提高了竖直挡板之间的扩散池内壁上的污垢震松，继而便于高压气体将污垢冲下。
16.本发明的有益效果如下：
17.1.本发明所述的一种基于气浮混凝系统的湍流扩散池，通过设置扩散池、环形加药管、连接管和三通阀；进行气浮混凝时，三通阀将加药泵与连接管连通，加药泵将混凝剂通过连接管泵入环形加药管的内部，混凝剂从通孔排入扩散池的内部，同时，搅拌器进行搅拌，使得混凝剂进入扩散池后，立刻在搅拌器的作用下被剪切和扩散，并随着搅拌器带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程，这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得混凝剂的利用率大大地提高，有效减少混凝剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；当扩散池的内壁附着大量的污垢后，向扩散池的内部灌入清水，转动三通阀，将连接管连通高压气泵，高压气泵产生的高压气体经过连接管和环形加药管，高压气体从通孔喷入扩散池的底部，高压气体在扩散池的底部向上高速喷出，使得扩散池内部的清水沸腾翻涌，沸腾翻涌的清水冲刷这扩散池的内部，将附着在扩散池内壁上的污垢冲刷下来，同时，搅拌器对清水进行搅拌，不但提高了清水冲击扩散池内壁的力度，同时，将冲刷下的污垢混入清水中，利用水泵将扩散池内部夹杂污垢的清水抽出，从而完成了对扩散池的清洁工作，通过沸腾翻涌的清水进行冲刷清洁，提高了清洁的全面性，减少了扩散池内部的除污死角。
18.2.本发明所述的一种基于气浮混凝系统的湍流扩散池，通过设置拉绳、连接绳、环形架、导杆和弧形弹片；三通阀转动带动拉绳拉动，当三通阀将加药泵与连接管连通时，拉绳处于松弛状态，使得环形架位于导杆的底部，弧形弹片复位，使得弧形弹片对通孔的阻挡
降低，从而降低了对混凝剂排入扩散池的阻挡；当三通阀将连接管连通高压气泵时，拉绳绷紧向上移动，拉扯环形架阿与之啮合导杆向上滑动，带动连接绳向上滑动，带动弧形弹片弯曲到通孔的底部，使得弧形弹片对喷出的高压气体进行阻挡，从而使得弧形弹片在环形加药管喷出混凝剂与高压气体之间改变形态，继而更好地进行混凝剂的添加与对扩散池的清洁。
附图说明
19.下面结合附图对本发明作进一步说明。
20.图1是本发明实施例一的立体图；
21.图2是本发明实施例一中扩散池的内部结构图；
22.图3是图2中a处局部放大图；
23.图4是图2中b处局部放大图；
24.图5是本发明实施例一的爆炸图；
25.图6是本发明实施例一中三通阀的爆炸图；
26.图7是本发明实施例二的主视图；
27.图中：1、扩散池；2、环形加药管；3、连接管；4、三通阀；5、通孔；6、进水口；7、出水口；8、导轨；9、滑块；10、折叠板；11、弧形弹片；12、拉绳；13、连接绳；14、环形架；15、导杆；16、驱动齿轮；17、安装架；18、线轮；19、从动齿轮；20、竖直挡板；21、槽口；22、双头螺杆。
具体实施方式
28.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
29.实施例一
30.如图1至图3所示，本发明实施例所述的一种基于气浮混凝系统的湍流扩散池，包括扩散池1、环形加药管2、连接管3和三通阀4；所述扩散池1的底部设置有环形加药管2，所述环形加药管2的底部均匀开设有多个通孔5，所述环形加药管2的顶部一侧连通有连接管3，所述连接管3远离环形加药管2的一端连通有三通阀4，所述三通阀4的一端连通有加药泵，所述三通阀4的另一端连通有高压气泵，所述三通阀4通过支架固定在扩散池1的外壁上，所述扩散池1的中部设置有搅拌器；工作时，进行气浮混凝时，三通阀4将加药泵与连接管3连通，加药泵将混凝剂通过连接管3泵入环形加药管2的内部，混凝剂从通孔5排入扩散池1的内部，同时，搅拌器进行搅拌，使得混凝剂进入扩散池1后，立刻在搅拌器的作用下被剪切和扩散，并随着搅拌器带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程，这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得混凝剂的利用率大大地提高，有效减少混凝剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；当扩散池1的内壁附着大量的污垢后，向扩散池1的内部灌入清水，转动三通阀4，将连接管3连通高压气泵，高压气泵产生的高压气体经过连接管3和环形加药管2，高压气体从通孔5喷入扩散池1的底部，高压气体在扩散池1的底部向上高速喷出，使得扩散池1内部的清水沸腾翻涌，沸腾翻涌的清水冲刷这扩散池1的内部，将附着在扩散池1内壁上的污垢冲刷下来，同时，搅拌器对清水进行搅拌，不但提高了清水冲击扩散池1内壁的力度，同时，将冲
刷下的污垢混入清水中，利用水泵将扩散池1内部夹杂污垢的清水抽出，从而完成了对扩散池1的清洁工作，通过沸腾翻涌的清水进行冲刷清洁，提高了清洁的全面性，减少了扩散池1内部的除污死角。
31.如图1至图5所示，所述扩散池1的一侧底部边缘连通有进水口6，所述扩散池1的远离进水口6的一侧顶部边缘连通有出水口7；工作时，采用下进水上出水的对角过流方式，在扩散池1内部的液位未达到出水口7的高度时，污水不会流出扩散池1，保证了扩散池1容积的利用率，在污水从进水口6进入扩散池1后，必须流经最长距离的对角线路径，才可流出扩散池1，保证了污水流态的稳定性以及混凝过程的参与度，从而提高了污水中混凝的效果。
32.如图1、图2和图5所示，所述扩散池1由多个外环和多个内环组成，所述外环的外圈直径大于内环的外圈直径，所述外环的内圈直径大于内环的内圈直径，所述外环与内环之间交替分布，且外环与内环固接；扩散池1内的体积循环流动属于宏观的液流；当污水流动处于湍流过程时，外环与内环构成了扩散池1内圈的多个不同尺寸的环腔，使得污水流动时产生各种尺寸的涡流；当高速流的速度足够大时，可以借流体黏性所产生的剪力作用，使与之相邻的周围液体的表面上产生许多微小的涡流，这种附加的微小涡流，由于瞬时速度波动就会产生湍动，较大的涡流以较高的速度进行不规则的移动时，会渐渐崩坏而和周围的流体混合，其结果不仅流体本身，就连所包含的热量、质量和动量也都随之向周围移动，造成湍流扩散现象；这种涡流与湍动可促进由于局部混合、异相间界面更新等所引起的传质和传热作用，以及气流和滴液的分裂、分散过程；将两种性质不同但互相溶解的液体一起搅拌将发生两种过程：首先是两种液体被破碎成块团，并彼此掺和起来，这些块团是不规则的，块团的尺寸随搅拌过程的进行而连续地减小；同时这两种流体间的扩散将通过块团的边界进行，边界处的组成先发生变化，逐渐扩展至块团内部，最终达到两种液体的分子级混合；若不是液体先被打碎成小块团、形成大量接触面的话，扩散过程会进行很慢；然而若没有扩散过程，即使长时间连续不断地搅拌也不能获得分子级均一的混合物；由此可见，“破碎”和“扩散”是整个均匀混合进程中两种不同性质的过程；前者是减小块团的尺寸，后者是消除混合物相邻区域之间浓度上的差异。
33.如图1、图2和图5所示，所述扩散池1的顶面两侧均固接有导轨8，所述导轨8的两端均开设有滑槽，所述导轨8的滑槽内部滑动安装有多个滑块9，所述滑块9的顶部转动安装有折叠板10；工作时，进行清污时，推动折叠板10展开，带动滑块9沿着导轨8滑动，使得折叠板10将扩散池1的顶部覆盖，同时，两侧设置的折叠板10进行遮挡覆盖，降低了折叠板10对搅拌器的影响；通过折叠板10阻挡沸腾翻涌的清水飞溅出扩散池1，降低了飞溅的污水溅到工作人员的身上以及污染外界的地面。
34.如图3所示，所述环形加药管2的底面均匀固接有多个弧形弹片11，所述弧形弹片11与通孔5一一对应；工作时，高压气体从通孔5喷入扩散池1的底部，高压气体被弧形弹片11阻挡，向扩散池1的内壁冲击，同时推动弧形弹片11抖动，使得高压气体喷射的角度不断发生改变，从而提高了高压气体扩散的范围。
35.如图2和图3所示，所述环形加药管2的外侧滑动安装有拉绳12，所述拉绳12的顶端与三通阀4的转柄连接，所述环形加药管2的外侧滑动安装有多个连接绳13，所述环形加药管2的顶面设置有环形架14，所述环形加药管2的顶面固接有多个导杆15，所述导杆15滑动贯穿环形架14，所述连接绳13的底端与弧形弹片11固接，所述连接绳13的顶端与环形架14
固接；工作时，三通阀4转动带动拉绳12拉动，当三通阀4将加药泵与连接管3连通时，拉绳12处于松弛状态，使得环形架14位于导杆15的底部，弧形弹片11复位，使得弧形弹片11对通孔5的阻挡降低，从而降低了对混凝剂排入扩散池1的阻挡；当三通阀4将连接管3连通高压气泵时，拉绳12绷紧向上移动，拉扯环形架14阿与之啮合导杆15向上滑动，带动连接绳13向上滑动，带动弧形弹片11弯曲到通孔5的底部，使得弧形弹片11对喷出的高压气体进行阻挡，从而使得弧形弹片11在环形加药管2喷出混凝剂与高压气体之间改变形态，继而更好地进行混凝剂的添加与对扩散池1的清洁。
36.如图4和图6所示，所述三通阀4的转柄外圈固接有驱动齿轮16，所述三通阀4的支架顶面固接有安装架17，所述安装架17的中部转动安装有线轮18，所述线轮18与拉绳12的顶端固接，所述线轮18的顶端固接有从动齿轮19，所述驱动齿轮16与从动齿轮19之间啮合，所述驱动齿轮16的齿数小于从动齿轮19的齿数；工作时，转动三通阀4时，带动驱动齿轮16旋转，驱动与之啮合的从动齿轮19转动，带动线轮18旋转，实现拉绳12的向上滑动与向下释放；通过驱动齿轮16与从动齿轮19之间的齿数差，从而提高了从动齿轮19的旋转幅度，继而提高了拉绳12的移动幅度。
37.如图1、图2和图5所示，所述扩散池1的内壁均匀固接有多个竖直挡板20，所述竖直挡板20与内环的内壁固接；工作时，竖直挡板20在气浮混凝时，消除扩散池1中央的“圆柱状回转区”；还可以提高搅拌器的剪切性能；进行清污时，竖直挡板20对高压气体进行向上的导向，提高了高压气体向上的流速。
38.如图1、图2和图5所示，所述竖直挡板20具有弹性，所述竖直挡板20均匀开设有多个槽口21；工作时，竖直挡板20对高压气体进行向上的导向，同时高压气体经过槽口21时，两侧的高压气体之间相互影响，使得竖直挡板20产生振动，从而提高了竖直挡板20之间的扩散池1内壁上的污垢震松，继而便于高压气体将污垢冲下。
39.实施例二
40.如图7所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：一侧所述导轨8的内部转动安装有双头螺杆22，所述双头螺杆22的一端转动贯穿导轨8的一端，所述双头螺杆22的外圈与滑块9的内圈螺纹配合；工作时，工作人员转动双头螺杆22，驱动两侧的多个滑块9沿着导轨8相对滑动，从而实现了折叠板10的展开与折叠收纳，继而提高了工作人员操作的便捷性。
41.工作时：进行气浮混凝时，三通阀4将加药泵与连接管3连通，加药泵将混凝剂通过连接管3泵入环形加药管2的内部，混凝剂从通孔5排入扩散池1的内部，同时，搅拌器进行搅拌，使得混凝剂进入扩散池1后，立刻在搅拌器的作用下被剪切和扩散，并随着搅拌器带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程，这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得混凝剂的利用率大大地提高，有效减少混凝剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；
42.当扩散池1的内壁附着大量的污垢后，向扩散池1的内部灌入清水，推动折叠板10展开，带动滑块9沿着导轨8滑动，使得折叠板10将扩散池1的顶部覆盖；
43.转动三通阀4，将连接管3连通高压气泵；带动驱动齿轮16旋转，驱动与之啮合的从动齿轮19转动，带动线轮18旋转，将拉绳12缠绕到线轮18的外圈，带动弧形弹片11弯曲到通孔5的底部，使得弧形弹片11对喷出的高压气体进行阻挡；高压气泵产生的高压气体经过连
接管3和环形加药管2，高压气体从通孔5喷入扩散池1的底部，高压气体被弧形弹片11阻挡，向扩散池1的内壁冲击，高压气体在扩散池1的底部向上高速喷出，使得扩散池1内部的清水沸腾翻涌，沸腾翻涌的清水冲刷这扩散池1的内部，将附着在扩散池1内壁上的污垢冲刷下来，同时，搅拌器对清水进行搅拌，不但提高了清水冲击扩散池1内壁的力度，同时，将冲刷下的污垢混入清水中，利用水泵将扩散池1内部夹杂污垢的清水抽出，从而完成了对扩散池1的清洁工作，通过沸腾翻涌的清水进行冲刷清洁，提高了清洁的全面性，减少了扩散池1内部的除污死角。
44.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
46.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。