本發(fā)明專利涉及城市給水廠水處理領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)流結(jié)構(gòu)及給水廠臭氧接觸池水力效率優(yōu)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

有機污染物是最常見的水體污染，人工合成的有機添加物是水體有機污染的主要成分，其在環(huán)境中不易被水體自凈過程去除，對人體健康和水環(huán)境均構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。目前，常規(guī)飲用水處理工藝難以去除水體中的痕量有機污染物，因此迫切需要進行深度處理，其中臭氧處理工藝即為其中一種給水深度處理方式。

臭氧處理的主要反應(yīng)器為臭氧接觸池，是將臭氧氣體擴散到處理水中使之與水全面接觸并完成反應(yīng)的水處理構(gòu)筑物。其于二十世紀(jì)六十年代起源于德國，被隨后被歐美等發(fā)達國家廣泛應(yīng)用于飲用水的凈化處理和污水的深度處理中，二十世紀(jì)七十年代傳入我國，部分水廠率先引用該技術(shù)后，在給水處理方面取得了較好的凈水效果，目前全國已建及在建具有臭氧工藝的水廠共75個，大部分集中在浙江、廣東等東南沿海地區(qū)?？梢灶A(yù)見，隨著我國對給水廠出水水質(zhì)的進一步嚴(yán)格要求，未來臭氧接觸池將會廣泛地應(yīng)用于給水處理中。

臭氧接觸池在運行過程中往往伴隨著一些亟待解決的問題。目前國內(nèi)水廠常用的池型為隔板式接觸池。然而隔板式池型在運行時往往存在相當(dāng)大體積的回流與死水區(qū)，即水流在池體豎直方向上的分量因此減少，這一區(qū)域的水往往難以與臭氧充分接觸，因此大大影響了接觸池的運行效率，阻礙了臭氧與處理水之間的氣液傳質(zhì)，從而降低了臭氧接觸池的凈水能力。因此如何減少回流與死水區(qū)，從而優(yōu)化池型結(jié)構(gòu)，提高水利效率，則成為了目前國際范圍內(nèi)針對臭氧工藝研究的一個重點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的第一個目的是提供一種可以方便安裝的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種能夠提高給水廠內(nèi)臭氧接觸池運行的水力效率，減少池內(nèi)的回流與死水區(qū)，增大氣液傳質(zhì)效率，從而增強臭氧接觸池凈水效能的接觸池優(yōu)化系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，包括固定架和導(dǎo)流折板；

所述導(dǎo)流折板是由若干條形平板，兩兩之間以一定角度固定連接形成的折線形結(jié)構(gòu)；

所述導(dǎo)流折板的兩端固定連接在固定架中。

作為優(yōu)化，所述導(dǎo)流折板為多個，且相互平行的固定在固定架中。

作為優(yōu)化，所述導(dǎo)流折板采用不銹鋼制作。

作為優(yōu)化，所述條形平板的長度300-500mm，厚度為3-5mm，相鄰兩個條形平板之間的夾角為90°。

為實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種給水廠臭氧接觸池水力效率優(yōu)化系統(tǒng)，包括臭氧接觸池，所述臭氧接觸池包括曝氣室和反應(yīng)室，所述反應(yīng)室底部具有進水口，曝氣室和反應(yīng)室通過進水口連通；所述反應(yīng)室內(nèi)可拆卸的固定有多個上述的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，多個導(dǎo)流結(jié)構(gòu)沿反應(yīng)室長度方向依次排列，從而反應(yīng)室內(nèi)壁和多個導(dǎo)流結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)流折板在反應(yīng)室內(nèi)形成多個水流通道。

作為優(yōu)化，所述多個水流通道的長度相等。

作為優(yōu)化，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)底部高度與反應(yīng)室進水口上端持平，導(dǎo)流板整體高度不低于2m，最大高度不高于反應(yīng)室實際水深的1/2。

作為優(yōu)化，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)寬度b設(shè)置為0.5m和1m兩個標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，其在反映室內(nèi)的安裝個數(shù)視反應(yīng)室的具體長度而定，即：n＝(w/b)×(m/l)；

其中n：導(dǎo)流結(jié)構(gòu)設(shè)置個數(shù)；

w：反應(yīng)室寬度；

b：導(dǎo)流結(jié)構(gòu)寬度；

m:反應(yīng)室長度；

l：導(dǎo)流結(jié)構(gòu)長度。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明提供的優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)結(jié)構(gòu)簡單，容易在實際工程中操作。只需在臭氧接觸池中加設(shè)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)即可，不需要對原有的接觸池結(jié)構(gòu)進行較大的改動，且對于新建的接觸池亦能在反應(yīng)池內(nèi)快速安裝，因此具有高度的廣泛性與適用性。

2、本發(fā)明提供的優(yōu)化系統(tǒng)使得反應(yīng)室內(nèi)部的流場分布更加均勻，大大減少了回流與死水區(qū)，水流從上到下依次經(jīng)過導(dǎo)流折板形成的內(nèi)縮段與漸擴段，增加了反應(yīng)室內(nèi)水流改為水流流量在反應(yīng)室整體空間內(nèi)分布的均勻性，使得流態(tài)更加接近于理想推流，未改進的接觸池其水流進入反應(yīng)室后大部分氣體、液體往往貼著反應(yīng)室墻壁流動，反應(yīng)室大部分空間沒有得到利用。而增設(shè)本導(dǎo)流結(jié)構(gòu)后使得反應(yīng)室內(nèi)部流態(tài)及臭氧的分布更加均勻，從而有效提升了反應(yīng)室內(nèi)部空間的利用率。

3、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)較為簡易且方便，造價低廉，將導(dǎo)流結(jié)構(gòu)設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)，形成的額外水損微乎其微，同時不會增加能耗，因此，不會造成經(jīng)濟浪費，具有較高的經(jīng)濟適用性。

附圖說明

圖1為導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為圖1的部分放大圖。

圖3為給水廠臭氧接觸池水力效率優(yōu)化系統(tǒng)的剖面圖。

圖4為圖3的俯視圖。

圖中，10-導(dǎo)流結(jié)構(gòu)、11-導(dǎo)流折板、12-固定架。

具體實施方式

下面對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，具體地，“寬度”方向是指從紙面向里的方向，“長度”方向是與“寬度”方向垂直的紙面方向，厚度指導(dǎo)流折板的板厚。前述方向的定義僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

實施例1：一種導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，包括固定架和導(dǎo)流折板；

所述導(dǎo)流折板是由若干條形平板，兩兩之間以一定角度固定連接形成的折線形結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)流折板的兩端固定連接在固定架中。

具體實施時，固定架可以為框形結(jié)構(gòu)，為了方便安裝最好是鋼筋焊成。每個導(dǎo)流折板上下端牢固焊接在框型結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，其豎直方向用細(xì)長的鋼筋焊接以更為牢固地固定在框型結(jié)構(gòu)中以防水流沖擊而變形。所述導(dǎo)流折板為多個，且相互平行的固定在固定架中。這樣是為了保持進入反應(yīng)室的水流流態(tài)更加均勻，水位上升保持同步以防止產(chǎn)生水位差。導(dǎo)流折板最少為兩個。其具體個數(shù)視反應(yīng)室的具體長度而定。

作為改進，所述導(dǎo)流折板采用不銹鋼或制作。不銹鋼均為牢固耐用的材料，而且無毒無害，非常適用于本發(fā)明導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，同時這也擴大了本發(fā)明導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的使用范圍，比如可以放心的應(yīng)用于生活飲用水處理。

作為進一步的改進，所述條形平板的長度l為300-500mm，厚度b為3-5mm，相鄰兩個條形平板之間的夾角為90°(見圖2)。選擇此參數(shù)的目的是使得進入導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的水流能夠保持相對較短而有效的流動距離以及折返角度，從而保證最大程度地整流效果以及最大限度得減小水頭損失。

實施例2：一種給水廠臭氧接觸池水力效率優(yōu)化系統(tǒng)，包括臭氧接觸池，所述臭氧接觸池包括曝氣室和反應(yīng)室，所述反應(yīng)室底部具有進水口，曝氣室和反應(yīng)室通過進水口連通；所述反應(yīng)室內(nèi)可拆卸的固定有多個實施例1所述的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，多個導(dǎo)流結(jié)構(gòu)沿反應(yīng)室長度方向依次排列，從而反應(yīng)室內(nèi)壁和多個導(dǎo)流結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)流折板在反應(yīng)室內(nèi)形成多個水流通道。

導(dǎo)流結(jié)構(gòu)相當(dāng)于擾流單元，其設(shè)置的目的在于當(dāng)處理水從曝氣池流入反應(yīng)室之時，水流經(jīng)導(dǎo)流折板的整理，使得整體的流態(tài)分布變得更加均勻，改變了以往水流從曝氣室進入反應(yīng)室后整體貼壁行走，解決了反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生大面積回水區(qū)與死水區(qū)，而使得水處理效率低下的問題。

水流通過導(dǎo)流折板后，在反應(yīng)室內(nèi)的速度分布更加均勻，其流態(tài)更加接近于理想的活塞流，從而大大減少了池內(nèi)的回流區(qū)與滯水區(qū)，并且水流接近于活塞流后，未改進的接觸池其水流進入反應(yīng)室后大部分氣體、液體往往貼著反應(yīng)室墻壁流動，反應(yīng)室大部分空間沒有得到利用。而增設(shè)本導(dǎo)流結(jié)構(gòu)后使得反應(yīng)室內(nèi)部流態(tài)及臭氧的分布更加均勻，從而有效提升了反應(yīng)室內(nèi)部空間的利用率。

由于導(dǎo)流結(jié)構(gòu)是可以單獨生產(chǎn)獨立結(jié)構(gòu)，因此該優(yōu)化系統(tǒng)不需要對反應(yīng)室做很大的改動，只需要在現(xiàn)有反應(yīng)室設(shè)置用于安裝導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的安裝腳架，即可完成對現(xiàn)有反應(yīng)室的改造，優(yōu)化系統(tǒng)模塊的安裝不但效率高，而且可以盡可能的減少因為安裝帶來的誤差，從而盡可能的保證反應(yīng)室內(nèi)形成的多個水流通道的等寬特性。

作為改進，所述多個水流通道的長度相等。即靠近反應(yīng)室內(nèi)壁的導(dǎo)流折板到反應(yīng)室內(nèi)壁的距離以及相鄰反應(yīng)室內(nèi)壁之間的距離相等。多個水流通道的長度要根據(jù)實際反應(yīng)池的尺寸而定，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)用于固定的固定架長度l分為1m、2m兩個標(biāo)準(zhǔn)模塊以方便量化生產(chǎn)及安裝，每個導(dǎo)流結(jié)構(gòu)內(nèi)包含的導(dǎo)流板個數(shù)可以為2個。導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的選用視反應(yīng)室具體長度而定。此設(shè)置方式目的是為使得導(dǎo)流折板盡可能將反應(yīng)室分成長度相等的若干個均勻空間，以使得水流在其中分布更加平均、合理，以減少不必要的擾流及水力損失。

作為進一步的改進，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)底部高度與反應(yīng)室進水口上端持平，導(dǎo)流板整體高度不低于2m，最大高度不高于反應(yīng)室實際水深的1/2(見圖3)。，設(shè)置在此高度可以使得反應(yīng)室內(nèi)的流態(tài)得到最大程度得改善，而高于或低于此高度的設(shè)置則會使得導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的整流效果降低。

具體實施時，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)寬度b設(shè)置為0.5m和1m兩個標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，其在反映室內(nèi)的安裝個數(shù)視反應(yīng)室的具體長度而定，以盡量減少設(shè)置個數(shù)，方便安裝為原則。即：

n＝(w/b)×(m/l)

其中n：導(dǎo)流結(jié)構(gòu)設(shè)置個數(shù)；

w：反應(yīng)室寬度；

b：導(dǎo)流結(jié)構(gòu)寬度(0.5m/1m)；

m:反應(yīng)室長度；

l：導(dǎo)流結(jié)構(gòu)長度；

本發(fā)明給水廠臭氧接觸池水力效率優(yōu)化系統(tǒng)的運行原理如下：

當(dāng)臭氧接觸池的入口閥門開啟，處理水從入口先進入到第一個曝氣室內(nèi)，曝氣室內(nèi)底部有曝氣頭，均勻釋放臭氧，之后氣液兩相流從第一個曝氣室底部進入到反應(yīng)室1，水流流至作導(dǎo)流折板處，由于導(dǎo)流折板的分流作用，水流均勻地從導(dǎo)流折板所分成的若干個水流通道繼續(xù)向上流動。因各導(dǎo)流折板尺寸完全相同且并聯(lián)，使得流量在導(dǎo)流折板所形成的若干水流通道間均勻分配，在同一反應(yīng)室內(nèi)各水流通道的能量分布也相同。各水流在水流通道內(nèi)曲折上行，使得每一通道內(nèi)的水流流線更加趨于平行，其速度分布亦更加均勻，這樣就使得反應(yīng)室內(nèi)水流的流態(tài)更加接近理想的推流，從而將室內(nèi)的回流與死水區(qū)大大減少甚至得到消除，縮短了反應(yīng)池內(nèi)因回流和死水區(qū)存在而導(dǎo)致的過長而無謂的停留時間，增大了池內(nèi)的水力效率。

同時由于流入反應(yīng)室的為氣液兩相流，該優(yōu)化系統(tǒng)同樣還使得流入反應(yīng)室內(nèi)的臭氧的分布更加均勻，從而有效加大了臭氧與處理水的接觸面積，提高了氣液傳質(zhì)效率，也使得室內(nèi)臭氧與處理水的反應(yīng)時間擴大，兩者的在室內(nèi)得到了更加充分的反應(yīng)。隨后，處理水流入下一個曝氣室，進而流到反應(yīng)室2，余下反應(yīng)室內(nèi)的導(dǎo)流折板設(shè)置與優(yōu)化措施不變，最后處理水在最后一個反應(yīng)室反應(yīng)結(jié)束后從出水口溢流至下一給水處理單元，整體反應(yīng)完成。

對臭氧接觸池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進行合理優(yōu)化進而提升接觸池的水力效率，能夠使在適當(dāng)減少臭氧投加量的情況下達到未優(yōu)化前同樣的處理效果。故而該優(yōu)化系統(tǒng)可以讓給水廠對臭氧投加量進行適當(dāng)縮減，減少了運行臭氧接觸池而產(chǎn)生的資源浪費與不必要的開支，具有潛在的經(jīng)濟適用性，同時幫助水廠獲得更加良好的資源、環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。