[发明专利]一种短时絮凝强化固液旋流分离装置及基于该装置的方法

权利要求书

1.一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，该装置包括絮凝反应池、与絮凝反应池的进水管相连通的絮凝剂投加单元、与絮凝反应池的出水管相连通的旋流分离单元、设置在絮凝反应池顶部的搅拌机、插设在絮凝反应池中并与搅拌机传动连接的第一搅拌桨，所述的旋流分离单元包括与絮凝反应池的出水管相连通的旋流分离器、插设在旋流分离器中的中心导流筒以及设置在旋流分离器底部的底流口；

所述的絮凝反应池的剪切速度梯度场G_F为旋流分离器的最大剪切速率梯度值G_H的0.6-1.2倍。

2.根据权利要求1所述的一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，所述的旋流分离器上设有进水口，该进水口与絮凝反应池的出水管相连通。

3.根据权利要求2所述的一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，所述的旋流分离器上与进水口等高或高于进水口的位置处设有溢流口。

4.根据权利要求3所述的一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，所述的旋流分离器为锥形旋流分离器或圆柱形旋流分离器，所述的进水口沿旋流分离器的筒体的切线方向设置。

5.根据权利要求4所述的一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，所述的旋流分离器的进水口的切向进水流速为0.8-1.2m/s，旋流分离器的表面负荷为30-50m³/m²·h，水力停留时间为2-3min；

所述的絮凝反应池的水力停留时间≤2min。

6.根据权利要求5所述的一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，所述的旋流分离器的底流口的出水流量占进水流量的10-40％，溢流口的溢流流量占进水流量的60-90％。

7.根据权利要求1所述的一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，所述的絮凝反应池中絮凝剂的投加量为待处理水样中颗粒物质量浓度的0.5-3％。

8.根据权利要求1所述的一种短时絮凝强化固液旋流分离装置，其特征在于，所述的絮凝剂投加单元包括开设在絮凝反应池的进水管上的投加点、与投加点依次连通的投加泵及絮凝剂储存器，该絮凝剂储存器中设有第二搅拌桨，并且絮凝剂储存器中盛装有质量百分含量为1-3％的C-PAM絮凝剂溶液或PAAS絮凝剂溶液。

9.基于权利要求1至8任一项所述的短时絮凝强化固液旋流分离装置的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1)：对于拟建的旋流分离单元，选择表面处理负荷SRF为30-50m³/m²·h，并依据实际处理水流量Q，采用公式r＝(π×Q/SRF)^1/2、T₂＝V/Q及SRF＝Q/(π×r²)，计算出旋流分离器的容积V及相应的半径r；

步骤2)：选择切向进水流速v为0.8-1.2m/s，并结合步骤1)计算所得旋流分离器的半径r，依据公式G_H≈120×(v/r)，计算出旋流分离器的最大剪切速率梯度值G_H；

步骤3)：结合步骤2)计算所得旋流分离器的最大剪切速率梯度值G_H，依据公式G_F＝β×G_H，其中，β为优化系数，取值为0.6-1.2，计算出絮凝反应池的剪切速率梯度值G_F，即可。