新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器探討

摘要：新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器是一種用于固液分離的新型澄清器，是專門去除各種工業(yè)、城市污水、預(yù)處理系統(tǒng)、自來水廠、中水處理等領(lǐng)域中水中的COD、油脂、膠體物質(zhì)及固體懸浮物（SS）等而設(shè)計的系統(tǒng)。文章介紹了自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器的特點(diǎn)，探討了新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、創(chuàng)新點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器；固液分離；水處理；出水水質(zhì)；中水 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TE357 文章編號：1009-2374（2015）22-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.020

1 技術(shù)路線及結(jié)構(gòu)組成

新型可調(diào)式水力循環(huán)澄清器是固液分離技術(shù)的一種應(yīng)用，利用普通水力循環(huán)澄清、沉淀為背景技術(shù)，各功能區(qū)結(jié)構(gòu)分明、功能清晰，設(shè)置精確可調(diào)的裝置調(diào)整噴嘴及喉管間距，從而實(shí)現(xiàn)回流泥渣量的可調(diào)整，以獲得穩(wěn)定的出水水質(zhì)，在澄清區(qū)域設(shè)置斜板區(qū)，加強(qiáng)澄清分離效果，擴(kuò)大了設(shè)備的應(yīng)用范圍，提高了出水的水質(zhì)。

運(yùn)行過程依靠澄清器中的原有泥渣，形成動態(tài)過濾晶核，經(jīng)藥水混合形成的絮凝體隨水流通過泥渣層時，與晶核接觸碰撞被吸附在顆粒表面而迅速除去，使水獲得澄清。

新型可調(diào)式水力循環(huán)澄清器利用水力噴射的動力實(shí)現(xiàn)泥渣回流，噴嘴及喉管間距離可調(diào)，反射罩間距可調(diào)，泥渣回流量可調(diào)，從而更科學(xué)、合理地調(diào)節(jié)出水水質(zhì)范圍，是一種新型的節(jié)能環(huán)保型澄清裝置，使用范圍更加廣泛，一些普通水力澄清器無法處理的場合也適用于新型可調(diào)式水力循環(huán)澄清器，可應(yīng)用于市政、電力、化工、鋼鐵、石化等水處理物化處理行業(yè)，專門去除各種工業(yè)、城市污水、預(yù)處理系統(tǒng)、自來水廠、中水處理等領(lǐng)域中水中的COD、油脂、膠體物質(zhì)及固體懸浮物（SS）等。

新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器各功能區(qū)結(jié)構(gòu)分明，共由10部分組成，分別是：第一絮凝室、第二絮凝室、反射板、喉管、可拆卸噴嘴、斜板區(qū)、支撐及集泥區(qū)、出水堰、自動調(diào)節(jié)裝置、在線出水水質(zhì)測定（如圖1所示），每部分均為實(shí)現(xiàn)最高效、最節(jié)能環(huán)保、最耐沖擊負(fù)荷、最智能化而設(shè)置，結(jié)構(gòu)清晰，功能明顯。

新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器因利用水力噴射產(chǎn)生的負(fù)壓實(shí)現(xiàn)泥渣回流，且噴嘴及喉管間距離自動可調(diào)，帶動回流量的所需能耗自動可調(diào)，反射罩間距自動可調(diào)（圖1中Y值），從而帶動泥渣回流量自動可調(diào)，根據(jù)出水側(cè)設(shè)置的在線水質(zhì)測定儀表實(shí)時檢測出水水質(zhì)，通過精細(xì)斜齒輪減速機(jī)的轉(zhuǎn)動定距調(diào)節(jié)間距，從而更科學(xué)、合理地調(diào)節(jié)出水水質(zhì)，是一種高效、節(jié)能、智能化、應(yīng)用廣泛的新型澄清裝置，一些普通澄清器無法處理的場合也適用于新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器。

2 技術(shù)特點(diǎn)及原理

新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器克服了普通澄清器無法調(diào)節(jié)、設(shè)備受水力沖擊負(fù)荷能力差、出水水質(zhì)不穩(wěn)定、波動幅度大等缺點(diǎn)，同時引入“淺層理論”，設(shè)置斜板區(qū)，提升設(shè)備表面負(fù)荷，有效降低了設(shè)備池容，提高出水水質(zhì)指標(biāo)。已加入藥劑的混合液通過進(jìn)水口進(jìn)入自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器內(nèi)，通過可拆卸噴嘴（部件5）的噴射形成負(fù)壓區(qū)，泥渣因該負(fù)壓被吸入與混合液混合從喉管（部件4）進(jìn)入第一絮凝室（部件1），形成回流，此過程實(shí)現(xiàn)了藥、水、泥渣的快速接觸，進(jìn)入第一絮凝室后，幾種物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)迅速形成良好的絮凝，進(jìn)入第二絮凝室（部件2）后，由于沿程的過水?dāng)嗝媸侵饾u增大的，因而流速逐漸減小，有利于絮凝的長大，利于沉淀。水流通過反射板（部件3）進(jìn)入分離室后，由于流速大為下降，泥渣在重力作用下和水分離，反射板的設(shè)置改變了絮凝混合液的流向，使水流呈喇叭擴(kuò)散式流動，充分利用的池容，流道面擴(kuò)大，減少了底部泥層的擾動，固液分離效果提升。分離出來的泥渣大部分隨水力噴射的動力回底部再循環(huán)，小部分通過排泥口排出。帶有小絮體的污泥則上升進(jìn)入斜板區(qū)（部件6），斜板區(qū)提供小絮體碰撞結(jié)合載體面，加強(qiáng)小絮體結(jié)合變大的機(jī)會，進(jìn)一步進(jìn)行固液的有效分離，澄清后的水則從出水堰（部件8）排出。

新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器中噴嘴是一個重要的部分，噴嘴形式多樣化，在自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用，開發(fā)出來的應(yīng)用于本設(shè)備的有柱形噴嘴、錐形噴嘴、螺旋噴嘴、扇形噴嘴，可根據(jù)不同的水質(zhì)、水量情況進(jìn)行選擇，因此，為保證最優(yōu)的進(jìn)水條件，得到最優(yōu)的出水效果，對自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器的噴嘴安裝形式進(jìn)行了大量的實(shí)踐使用，確定了穩(wěn)固的套入式可拆卸形式（如圖1示中Ⅴ），牢固可靠、利于維護(hù)更換。

不同的水質(zhì)、水利條件需要不同的泥渣回流量，實(shí)際運(yùn)行過程中，水質(zhì)、水利條件往往波動較大，若泥渣回流量無法調(diào)整，將影響出水的水質(zhì)情況。而泥渣回流量的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)噴嘴與混合室喉管的間距X（如圖1示中Ⅲ）實(shí)現(xiàn)，因此，如何定量地調(diào)節(jié)間距X確定最佳回流水量成為研究開發(fā)的關(guān)鍵，為避免人工調(diào)節(jié)的煩瑣，提高自動化程度，本裝置通過大量的細(xì)致研究，設(shè)置了自動調(diào)節(jié)設(shè)置（部件9）（如圖1示中Ⅰ）來調(diào)節(jié)X量，部件9通過設(shè)置精細(xì)斜齒輪減速機(jī)的轉(zhuǎn)動定距調(diào)節(jié)刻度，結(jié)合在線出水水質(zhì)測定裝置（部件10），形成調(diào)節(jié)刻度與出水水質(zhì)的曲線圖并實(shí)時記錄到自動控制系統(tǒng)內(nèi)，從而在刻度的上、下限值范圍內(nèi)得到最佳出水的刻度點(diǎn)，該刻度點(diǎn)直接反映了X值的具體量，從而實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，發(fā)揮了設(shè)備的最佳使用能力。

為加強(qiáng)澄清處理效果及節(jié)省占地，自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器在出水區(qū)設(shè)置斜板區(qū)（如圖1示中Ⅳ），微小的懸浮物、膠體顆粒將在此進(jìn)一步集結(jié)、碰撞，形成大的顆粒物質(zhì)，進(jìn)行下沉，固液分離效果大大提高。斜板區(qū)的成立使表面負(fù)荷提高1倍以上，同等處理水量的情況下，占地面積大為節(jié)省，固液接觸面積大大增加，分離效果明顯提高，出水指標(biāo)提高，其他澄清裝置出水能達(dá)到10mg/L，本裝置能達(dá)到5mg/L以下。

3 自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器裝置的創(chuàng)新點(diǎn)

（1）整體結(jié)構(gòu)緊湊流暢、功能區(qū)明顯；（2）無動力各級反應(yīng)：整套裝置無需動力設(shè)備，利用水力噴射形成的負(fù)壓形成內(nèi)部泥渣等混合液的循環(huán)，即可實(shí)現(xiàn)各級反應(yīng)，節(jié)省能耗，降低維護(hù)量，綠色環(huán)保；（3）可拆卸噴嘴：引入了穩(wěn)固的套入式可拆卸噴嘴，有助于在專用的柱形噴嘴、錐形噴嘴、螺旋噴嘴、扇形噴嘴中進(jìn)行選擇配用，從而確定最適合的噴嘴形式，獲得最佳的出水效果；（4）自動調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)出水水質(zhì)：噴嘴及喉管間距離可通過精細(xì)斜齒輪減速機(jī)的轉(zhuǎn)動定距調(diào)節(jié)刻度，精確調(diào)整，結(jié)合出水水質(zhì)儀表測定值，形成調(diào)節(jié)刻度與出水水質(zhì)的曲線圖，通過自動控制系統(tǒng)在刻度的上、下限值范圍內(nèi)得出最佳出水的刻度點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)；（5）裝置內(nèi)合理地設(shè)置斜板區(qū)，提高了負(fù)荷，減小了池容、占地，提高了效果；（6）處理適用范圍廣：“淺層理論”的引入使自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器的適用范圍更廣，一些黏度高、固液難于分離的場合也可以考慮此裝置。

4 主要技術(shù)指標(biāo)

新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器控制指標(biāo)如下：

進(jìn)水：懸浮物≤1000mg/L（短時可達(dá)3000mg/L），石油≤200mg/L。

出水：懸浮物≤5mg/L，石油去除率90%以上，COD去除率50%～70%。

5 結(jié)語

新型自動調(diào)節(jié)水力噴射澄清器裝置作為一種新型的固液分離設(shè)備，避免了普通澄清器的缺陷，且具有比普通澄清器更優(yōu)良的特性，具備占地省、能耗低、出水效果好、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)可根據(jù)需求靈活調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，相比較于普通澄清器，其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，出水水質(zhì)更好，可以免除二次澄清或過濾的工藝，市場需求量非常大，具有很好的市場前景。

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作者簡介：楊發(fā)祥（1980-），男，江西撫州人，常州江南電力環(huán)境工程有限公司總工程師，研究方向：電廠廢水處理、化學(xué)水處理系統(tǒng)、水處理零排放工藝處理技術(shù)、水處理產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)。

（責(zé)任編輯：陳 倩）