[实用新型]一种降流式流化床絮凝沉降装置

说明书

本实用新型提供一种降流式流化床絮凝沉降装置，包括絮凝单元、沉降槽和溢流水收集槽，所述絮凝单元设置于沉降槽中心，所述沉降槽顶部外接溢流水收集槽，所述絮凝单元包括布水漏斗、布水格栅和降流式流态化絮凝反应床，所述布水漏斗、布水格栅和降流式流态化絮凝反应床由上而下依次串联设置，所述降流式流态化絮凝反应床水流自上向下流动，床层内混合充填密度不同且密度低于水的颗粒，采用本实用新型装置进行絮凝沉降，混合充填的低密度颗粒可提供絮凝所需的涡流和调节水流速度梯度，使絮凝体快速成长，同时由于水流与颗粒沉降方向一致，絮体颗粒不易返混，可有效减少流体对絮体的剪切破碎，絮体穿过床层后及时沉降，提高沉降效率。

技术领域

本发明涉及一种降流式流化床絮凝沉降装置，适用于水处理领域，尤其适用于选煤厂尾煤的煤泥水絮凝沉降。

背景技术

颗粒的絮凝沉降有两个重要的因素，一是药剂因素，二是流体环境，合理选择和适量使用药剂是微细颗粒能否絮凝的决定性因素，而合适的流体环境是形成大絮体并实现高效絮凝沉降的关键因素。

絮凝动力学理论和实验研究均表明，流体流动状态对颗粒的絮凝有重要影响，流体剪切速率、颗粒停留时间决定了絮体的成长特性，在一定的流体条件下，颗粒可以在几秒的时间内迅速絮凝成大絮体，而随着时间的增加，大絮体又逐步破碎，直至达到平衡，也就是说，要得到较大絮体，需要控制絮凝反应时间；另一方面，絮凝动力学的研究结果表明，絮凝体的长大和破碎均与速度梯度的大小或流体涡旋的尺度有关，小颗粒宜用大的速度梯度(小涡旋)，絮体长大后，宜采用较小的速度梯度(大涡旋)，从而使絮体长大而不被破碎，因此，控制反应时间和速度梯度是关键因素。

常规的絮凝装置可分为水力絮凝反应器、机械絮凝反应器，水力絮凝反应器节能且易维护，应用较广泛。传统的水力絮凝反应器主要有隔板式、折板式、网格式、栅条式等，这些反应器通常具有均一的速度梯度，虽然可以通过分级串联改变速度梯度，但变化不及时，且串级流动会增加絮体破碎等不可控因素，导致絮凝效果变差。此外，通常水处理的絮凝与沉降或气浮阶段是分离的，因此水在联通管道或明渠中流动，会增加絮凝时间，造成絮凝体的破碎等负面影响。

在申请号为CN200910217973.X的中国专利中提供了一种常规流化床絮凝反应器，通过分层充填不同密度和粒度的颗粒，使床层形成递减的速度梯度从而提高絮凝效率。从其文件中可知，该技术提供的常规流化床，水流自下向上流动，而颗粒一旦形成大的絮凝体后，会向下沉降，与水流方向相反，存在返混而致使絮体破碎的可能，此外，该技术中充填颗粒的粒度沿水流方向逐渐减小，因此，流态化充填颗粒的尾涡也随之减小，而絮体应该是随水流方向逐步长大的，二者不协同，与絮凝动力学理论中涡旋尺度与絮体尺度的要求不吻合。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种降流式流化床絮凝沉降装置，包括絮凝单元、沉降槽和溢流水收集槽，所述絮凝单元设置于沉降槽中心，所述沉降槽顶部外接溢流水收集槽；

所述絮凝单元包括布水漏斗、布水格栅和降流式流态化絮凝反应床，所述布水漏斗、布水格栅和降流式流态化絮凝反应床由上而下依次串联设置。

进一步地，所述布水漏斗包括一倒置漏斗，所述倒置漏斗底部设有法兰一，顶部设有排气管，所述布水漏斗一侧还设有入料管。

进一步地，所述布水格栅由两组互相垂直的平行栅板构成“井”字形格栅，所述布水格栅高度为100-200 mm，所述平行栅板间隔距离为5-8mm，所述平行栅板上下两端分别设有法兰二，所述平行栅板外侧还设有围壁。

进一步地，所述降流式流态化絮凝反应床中水流自上向下流动，所述水流的表观速度为0.03-0.1m/s。

进一步地，所述降流式流态化絮凝反应床的总高度不超过2m，所述降流式流态化絮凝反应床的床层内充填有不同密度的混合颗粒，所述混合颗粒的形状为球形或近球形，所述混合颗粒的密度小于0.95 g/cm³。