[发明专利]一种导流筒环流反应器

权利要求书

1.一种导流筒环流反应器，其特征在于，包括PLC自动控制系统（5），以及分别与PLC自动控制系统（5）连接的三点进水系统（1）、脉冲式曝气系统（3）、多级串联导流筒反应装置（2）和膜截留出水系统（4），所述三点进水系统（1）通过管道与多级串联导流筒反应装置（2）连接，所述多级串联导流筒反应装置（2）的底部通过管道与脉冲式曝气系统（3）连接，所述多级串联导流筒反应装置（2）一侧通过管道与膜截留出水系统（4）连接；

所述三点进水系统（1）包括进水槽（1-1），所述进水槽（1-1）顶部连接有营养盐投加装置，进水槽（1-1）顶部一端设有原液入口（1-2），所述原液入口处设有原液进口控制阀（1-3），所述进水槽（1-1）一侧设有出水口a（1-4），所述原液入口（1-2）与出水口a（1-4）分别位于进水槽（1-1）相对的两侧；所述营养盐投加装置包括多个依次相连接的料仓（1-5），每个料仓（1-5）均通过定量器（1-6）连接于进水槽（1-1）顶部，营养盐投加装置还包括安装于进水槽（1-1）顶部的搅拌电机（1-7），所述搅拌电机（1-7）一端连接有搅拌器（1-8），所述搅拌器（1-8）伸入至进水槽（1-1）内；所述出水口a（1-4）通过管道与多级串联导流筒反应装置（2）连接，此条连接管道上依次设有进水泵（1-9）、电磁阀（1-10）和流量计a（1-11）；

所述PLC自动控制系统（5）包括PLC自动控制箱（5-1）、计算机（5-2），所述计算机（5-2）与PLC自动控制箱（5-1）连接；所述进水槽（1-1）内置有与PLC自动控制箱（5-1）相连的液面控制传感器（5-3），所述的多个料仓（1-5）顶部均通过线路连接至PLC自动控制箱（5-1）；

所述三点进水系统（1）的工作方法为：打开原液进口控制阀（1-3），原水由原液入口（1-2）进入进水槽（1-1），液面控制传感器（5-3）将检测数据上传PLC自动控制箱（5-1），PLC自动控制箱（5-1）将数据传输给计算机（5-2）进行整合计算，进而控制料仓（1-5）通过定量器（1-6）向进水槽（1-1）内投加营养盐，搅拌电机（1-7）带动搅拌器（1-8）对进水槽内的原水进行搅拌，原水经处理后由出水口a（1-4）流出，经由进水泵（1-9）、电磁阀（1-10）、流量计a（1-11）后，进入多级串联导流筒反应装置（2）；

所述多级串联导流筒反应装置（2）包括外筒（2-1），所述外筒（2-1）内设有三个依次连接的两极锥形内筒（2-2），分别为一级导流筒内筒（2-2-1）、二级导流筒内筒（2-2-2）和三级导流内筒（2-2-3），所述一级导流筒内筒（2-2-1）、二级导流筒内筒（2-2-2）和三级导流内筒（2-2-3）高度均不相同且由高到低依次设置；两极锥形内筒（2-2）锥度为1：0.35，在两极锥形内筒（2-2）高度处进行分段，分段间距为40mm；所述的三个两极锥形内筒（2-2）下方均设有气体分布器（2-5），三个气体分布器（2-5）分别向一级导流筒内筒（2-2-1）、二级导流筒内筒（2-2-2）和三级导流内筒（2-2-3）内部输送气体；所述外筒（2-1）一侧设有进水口a（2-3），外筒（2-1）另一侧设有出水口b（2-4），外筒（2-1）顶部设有进水口b（2-6）、进水口c（2-7）和出气口（2-8），所述出气口（2-8）位于进水口b（2-6）、进水口c（2-7）之间，外筒（2-1）底部开设有进气口a（2-9）、进气口b（2-10）和进气口c（2-11），所述进气口a（2-9）位于一级导流筒内筒（2-2-1）下方，进气口b（2-10）位于二级导流筒内筒（2-2-2）下方，进气口c（2-11）位于三级导流内筒（2-2-3）下方；所述进水口a（2-3）与三点进水系统（1）的出水口a（1-4）通过管道连接，所述出水口b（2-4）通过管道与膜截留出水系统（4）连接；所述进气口a（2-9）、进气口b（2-10）和进气口c（2-11）通过管道连接于脉冲式曝气系统（3）；三个两极锥形内筒（2-2）内均置有传感器组（5-4）；

经预处理的原水分别由进水口a（2-3）、进水口b（2-6）、进水口c（2-7）且进水比例7：2：1进入外筒（2-1）内，气体由底部的气体分布器（2-5）进入两极锥形内筒（2-2），使两极锥形内筒（2-2）的气相含量大于外筒（2-1），流体在导流筒反应装置内外形成密度差，在重力作用下密度差形成导流筒反应装置中整体循环流动的驱动力，两极锥形内筒（2-2）中密度小的混合流体向上流动，外环空间中密度大的混合流体向下流动，进而气液两相流不断由两极锥形内筒（2-2）向上流入外筒（2-1），再由外筒（2-1）向下流入两极锥形内筒（2-2）的循环流动；在循环流动过程中，一级导流筒内筒（2-2-1）上部气液混合流体溢出流向二级导流筒内筒（2-2-2），二级导流筒内筒（2-2-2）气体由底部气体分布器（2-5）进入，气液两相流动于同一级导流筒内筒，上部气液混合流体溢出流向三级导流内筒（2-2-3），三级导流内筒（2-2-3）气体由底部气体分布器（2-5）进入，气液两相流动于同一级导流筒内筒，最后由右侧出水口b（2-4）流出。