[发明专利]用于液体混合的三级混合系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合装置，尤其涉及一种液体混合装置。

背景技术

在废水处理过程中，预处理后的废液及二次沉淀后的淤泥需要排入悬浮物池内添加高分子絮凝剂(PAM），进行絮凝反应。絮凝就是废水经过与絮凝药剂充分混合后，再进入絮凝池进行絮凝的过程。为去除废水中的污染物，需要在水中投加适量的絮凝剂，经过一系列的混合、絮凝过程后，形成絮凝体，从而保证在后续的沉淀过程中具有良好的分离效果。絮凝过程可以分解成两个阶段：第一阶段为快速混合过程；第二阶段为缓慢的絮凝反应过程。以上两个过程并没有去除水中杂质颗粒，是为沉淀、过滤工艺创造必要条件。

当悬浮物液是一种固液两相流时，高分子絮凝剂由于粘度高而不易分散到悬浮物液中。如果将絮凝剂直接添加在悬浮物池内，会减弱药剂的絮凝效果造成药剂的浪费，并使后续在浓缩池的沉降性能变差，最终导致板框出泥含水率提高。为了获得最佳的絮凝效果，必须使絮凝剂溶液在悬浮物液中混合均匀。

目前一般药剂的混合技术主要分静态混合和动态混合两种方式：

动态混合主要通过搅拌设备，其搅拌过程是通过桨叶的旋转向搅拌槽内输入机械能，从而使流体获得适宜的流场形态，并在流场内进行动量、热量和质量的传递或者进行化学反应的过程。机械搅拌的混合池长期以来被认为是一种效率高的混合设备，它的水流特点在于具有返混的性质。但搅拌设备一般运用于较小的反应槽内，如果悬浮池体积很大，单点投加絮凝剂效果就会较差，多点投加絮凝剂也难以控制剂量。

静态混合器是相对动态混合器而提出的，它是借助流体管路的不同结构，得以在很宽的雷诺数范围内进行流体的混合，而又没有机械式可动部件的流体管路结构体，在管道内放置这种特别的、结构规则的构件，当两种或更多种流体等物质通过这些构件时被不断地切割和转向，使之混合均匀。这种装置可以安装在悬浮物提升泵出口管道处，但当泵输送的介质中含有大量的淤泥，其复杂的管路结构很容易使其内部发生堵塞。

静态混合器中还有一种射流混合装置。射流装置由一个中心驱动喷嘴和一个环形的吸入通道组成，通过压力水源驱动，吸入介质并混合，但其中心驱动喷嘴容易造成诱导流体的阻塞。

此外，水处理领域还有水力絮凝器。现在的水力絮凝形式多种多样，有隔板反应器、旋流反应器、水力澄清器、脉冲澄清器、折板反应器、波纹板反应器、网格反应器等，其均存在制作安装困难、容易堵塞、运行维护不便、絮凝效果受流量变化的影响等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于液体混合的三级混合系统，其应当能够使高分子絮凝剂在固液两相流中快速混合均匀，此外其还应当满足结构简单、方便实用的要求。

混合过程是在强制流动作用下通过主体扩散、湍流扩散和分子扩散，最终达到分子级均匀混合。刚加入的药剂首先形成大尺度的涡旋微团，在湍流拉伸、剪切作用下，大涡旋分裂成较小尺度的涡旋，能量从大涡旋传递到小涡旋，小涡旋则向更小的涡旋传递，直到更小尺度，最后因粘性应力的作用耗散为热。在这一过程中，水力条件对混合起决定性作用，因此如何控制水力条件，如何有效地消除大尺度涡旋，增加微小涡旋的比例，也就是如何增加颗粒碰撞次数，是能否提高混合效率的关键。

絮凝剂在与固液两相流的混合中有其自身的条件，其一是混合均匀，使得固体颗粒有均等的机会活的合絮凝剂分子的联接；其二是快速，一旦混合均匀，必须停止混合，保持流体的均匀流态，以免分子链废破坏，影响后续沉降反应。

基于上述发明原理，为了达到本发明的目的，本发明提供了一种用于液体混合的三级混合系统，其包括：

一泵，所述泵内具有一搅拌叶轮；

一预混合装置，其沿混合液体的流向设于所述泵的前方；

一后混合装置，其沿混合液体的流向设于所述泵的后方；

其中，所述预混合装置包括：

一管状的外壳，沿混合液体的流向，该外壳的内壁具有依次衔接的一第一直段、一锥形段和一第二直段，所述第二直段的直径小于第一直段的直径，在所述第一直段上具有一环形的凹槽，所述外壳上还开设有一药剂注入口，该药剂注入口与所述凹槽导通；

一管状的内套，其设于所述外壳内；所述内套具有一第一段和一第二段，所述第一段的外径大于第二段的外径，且第一段与所述外壳紧密固定连接，第二段与所述凹槽形成一药剂缓冲区，所述内套的第二段还与外壳的第一直段形成一环形间隙，该环形间隙与所述药剂缓冲区衔接并导通；

所述后混合装置包括：