CN103585924B - 一种搅拌推进器的桨叶装置及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种搅拌推进器的桨叶装置及其用途，属于污水处理设备领域。一种搅拌推进器的桨叶装置，它包括摇杆和叶片，所述的叶片为柔性叶片，该柔性叶片通过叶片固定槽安装在摇杆上；所述柔性叶片包括水平推进柔性叶片和垂直升流柔性叶片，所述的叶片固定槽包括水平槽和垂直槽；所述的水平推进柔性叶片的一端插设在所述的垂直槽内，另一端为自由端，可往复摆动；所述的垂直升流柔性叶片一端插设在水平槽内，另一端为自由端，可往复摆动。本发明的装置兼有水流曲折推进和提升功能，能延长污水实际停留时间，防止絮体沉淀，且结构简单、稳定性好，维护方便。

Description

一种搅拌推进器的桨叶装置及其用途
技术领域
本发明属于污水处理设备领域，更具体地说，涉及一种用于低速混合液的搅拌推进器的桨叶装置及其用途。
背景技术
目前，国内外污水处理厂在实际生产使用的混合液搅拌推进设备几乎全部是潜水搅拌器，其桨叶全是硬质螺旋桨叶，由于驱动电机设置在液面下方，设备加工工艺要求高，且体积大。试验等用途的小型搅拌器原理相同，都存在沟道中布置不方便，流态不理想，造价高，设备易损坏，维修难等缺点，不适用于运行周期长、稳定性要求高的污水处理领域。
随着城镇污水处理事业的快速发展和排放标准的逐步提升，对城镇污水处理技术研究的科研投入越来越高。相关小型设备的开发对提高研究效率，增加科研成果产出有重要意义。
授权公告号CN 203155141U，授权公告日2013.08.28的中国专利文件公开了一种沉淀白炭黑制浆机桨叶装置，它由两组相互对称的部件构成，两部件通过联接板采用螺栓连接固定在主轴上，每组部件带有两个相同的叶片机构通过底板呈90°连接，两组部件共四个叶片机构构成一套搅拌桨叶装置，每个叶片机构均由水平叶片和垂直叶片组合而成，所有水平叶片和垂直叶片均为锯齿形。采用该结构沉淀白炭黑制浆机桨叶装置生产白炭黑时制浆过程剪切效果好、制浆时间短、能耗低。其不足之处在于，该桨叶装置的水平叶片和垂直叶片为固定设置且为硬质材料，对浆液仅具有剪切及搅拌作用，而无向前且向上的提升力，采用该发明创造的技术方案对液体的向上推动效果差。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的是克服现有技术中桨叶装置加工工艺要求高、体积大及混合液推进速度过快的不足，提供一种搅拌推进器的桨叶装置及其用途，该装置兼有水流曲折推进和提升功能，能延长污水实际停留时间，防止絮体沉淀，且结构简单、稳定性好，维护方便。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种搅拌推进器的桨叶装置，它包括摇杆和叶片，所述的叶片为柔性叶片，该柔性叶片通过叶片固定槽安装在摇杆上；
所述柔性叶片包括水平推进柔性叶片和垂直升流柔性叶片，所述的叶片固定槽包括水平槽和垂直槽；所述的水平推进柔性叶片的一端插设在所述的垂直槽内，另一端为自由端，可往复摆动；所述的垂直升流柔性叶片一端插设在水平槽内，另一端为自由端，可往复摆动。
优选地，所述的水平推进柔性叶片呈等腰梯形，自由端长，固定端窄；垂直升流柔性叶片呈梯形，自由端所在直线与固定端所在直线成锐角。
优选地，所述的水平推进柔性叶片和垂直升流柔性叶片构成一组叶片，在沿摇杆长度方向，均匀布置有多组，且沿摇杆长度方向，离液面距离较远的一组叶片面积大于相邻的离液面距离较近的一组叶片面积。  
一种搅拌推进器的桨叶装置的用途，将上述所述的搅拌推进器的桨叶装置，用于推进和搅拌流速低于0.25 m/s的混合液。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的技术方案的优点在于：
（1）采用本发明的搅拌推进器的桨叶装置，不同于现有技术中桨叶轴与电机相对移动的螺旋桨结构需要克服磨损、液体渗漏和腐蚀等问题，本发明液面以下的桨叶结构完全固定，便于防腐加工，结构简单，稳定可靠，易于维护且造价低廉；
（2）水平推进柔性叶片一端插设在垂直槽上，一端为自由端，在摆动时，叶片往复摆动，对混合液有向前推进作用。垂直升流柔性叶片一端插设在水平槽内，另一端可往复摆动，将混合液向上推动，桨叶装置因此兼有混合液推进和提升功能，在较慢的水平推进速度下，使活性污泥絮体在生物反应池内不易沉淀，在小型廊道内实现理想的混合液流态的技术要求；
（3）本发明的装置所采用的水平推进柔性叶片呈等腰梯形，自由端宽，固定端窄，固定端线速度慢，自由端线速度快，可实现柔性叶片材料较省的情况下达到最佳的推进效果；
本发明的装置所采用的垂直升流柔性叶片呈梯形，自由端所在直线与固定端所在直线成锐角，由于远离摇杆方向上线速度增加，沿该方向减少柔性叶片的受力面积能使柔性叶片呈较好的弯曲状态，达到理想的向上推动效果；
（4）由于活性污泥絮体易沉降的特性，多组叶片能提供絮体持续的升力，并能在沟道断面产生相对连续的向前推力，离液面距离较远的一组柔性叶片面积较大可保证在生化池底不易积泥；
（5）为了保证混合液中污泥絮体不沉降，推流速度要求在0.25m/s以上，而试验表明廊道内流速较低可以增加污水实际水力停留时间，可以提升污染物去除效果，本发明提供了慢速混合液推动搅拌器的桨叶装置，适合流速低于0.25m/s的混合液推进和搅拌（中国工程建设标准协会标准编制的《氧化沟设计规程》中氧化沟内平均流速不低于0.25m/s）。 
附图说明
图1是本发明的装置的整体结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明的叶片固定槽的结构示意图；
图4是本发明的水平推进柔性叶片混合液水平推流的原理示意图；
图5是本发明的垂直升流柔性叶片混合液垂直提升的原理示意图。
图中：1、摇杆；2、叶片固定槽；21、水平槽；22、垂直槽；3、水平推进柔性叶片；4、垂直升流柔性叶片。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
如图1、2所示，该低速混合液搅拌推进器的桨叶装置由摇杆1、固定在摇杆1上的3组叶片固定槽2组成。如图3，该叶片固定槽2包括水平槽21和垂直槽22。在叶片固定槽2的垂直槽22上安装有水平推进柔性叶片3，没有固定的水平推进柔性叶片3的另一端可以往复摆动；在叶片固定槽2的水平槽21上安装有垂直升流柔性叶片4。垂直升流柔性叶片4的另一端为自由端，可往复摆动。动作时水平推进柔性叶片3推动水流到设定前进流速，垂直升流柔性叶片4提升液体，使混合液中的活性污泥絮体获得升力，活性污泥絮体不易沉淀到池底。
如图1所示：水平推进柔性叶片3和垂直升流柔性叶片4呈一定形状。根据流态要求，水平推进柔性叶片3和垂直升流柔性叶片4制作成不同形状。本实施例中，水平推进柔性叶片3呈等腰梯形，自由端长，固定端窄；垂直升流柔性叶片4的形状呈直角梯形，自由端所在直线与固定端所在直线成锐角，本例选取45°。
如图1所示，低速混合液搅拌推进器的桨叶装置由3组桨叶构成，沿垂直摇杆1方向，桨叶按照从上至下，桨叶面积由小到大的顺序布置。活性污泥混合液底部絮体总体比上部的沉速快，故本实施例中位于下方的垂直升流柔性叶片4比相邻的上方的垂直升流柔性叶片4面积大10%，相邻的水平推进柔性叶片3面积相等，此时，搅拌效果最佳，污泥被有效分散，基本无絮体沉淀。
将该装置置于活性污泥工艺生物反应池廊道内。如图4所示：水平推进柔性叶片3在摆动时，受到水流的阻力，柔性叶片发生弯曲变形，将混合液斜向前推进，混合液遇到廊道壁的阻挡曲折向前流动，增加了混合液移动距离，提高了污水实际停留时间；如图5所示：垂直升流柔性叶片4在摆动时，受到水流的阻力，柔性叶片发生弯曲变形，将混合液斜向上提升，混合液中的活性污泥絮体获得向上的升力，污泥不易沉淀，与污水达到充分混合。
在该活性污泥工艺生物反应池廊道内，控制池内混合液沿廊道向前的流速约0.2m/s，摇杆在传动装置驱动下左右转动，带动桨叶摆动，推动混合斜向前进，与池壁结合，实现混合液曲折前进的效果，垂直升流柔性叶片4提升混合液，使絮体不易沉淀，活性污泥工艺的厌氧和缺氧区采用螺旋桨的搅拌推进方式。在小型的中试装置中，为了满足工艺设计要求，混合液推进速度较慢，活性污泥经常出现块状死泥的现象。采用本发明的桨叶装置，块死泥上浮的现象明显被消除，工艺的脱氮效果提高超过5%。
实施例2
为了进一步验证降低流速对脱氮性能的影响，降低桨叶的摆动频率，基于实施例1的装置，且同样将该装置置于活性污泥工艺生物反应池廊道内。控制池内混合液沿廊道向前流速约0.1m/s，沿廊道增加了该搅拌推进器的布置密度，经过超过两个月的试验，没有发现块死泥上浮的现象，且工艺的脱氮效果明显优于实施例1，工艺的脱氮效果提高超过10%。虽然混合液流速控制越低，污染物去除效果会有所提高，但是搅拌推进器的布置密度需要相应增加，经济上不合理，所以，如果考虑经济因素的话，混合液流速不宜控制得过低。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种搅拌推进器的桨叶装置，它包括摇杆(1)和叶片，其特征在于，所述的叶片为柔性叶片，该柔性叶片通过叶片固定槽(2)安装在摇杆(1)上；
所述柔性叶片包括水平推进柔性叶片(3)和垂直升流柔性叶片(4)，所述的叶片固定槽(2)包括水平槽(21)和垂直槽(22)；所述的水平推进柔性叶片(3)的一端插设在所述的垂直槽(22)内，另一端为自由端，可往复摆动；所述的垂直升流柔性叶片(4)一端插设在水平槽(21)内，另一端为自由端，可往复摆动。
2.根据权利要求1所述的搅拌推进器的桨叶装置，其特征在于，所述的水平推进柔性叶片(3)呈等腰梯形，自由端长，固定端窄；垂直升流柔性叶片(4)呈梯形，自由端所在直线与固定端所在直线成锐角。
3.根据权利要求1或2所述的搅拌推进器的桨叶装置，其特征在于，所述的水平推进柔性叶片(3)和垂直升流柔性叶片(4)构成一组桨叶，在沿摇杆(1)长度方向，均匀布置有多组桨叶，且沿摇杆(1)长度方向，离液面距离较远的一组桨叶面积大于相邻的离液面距离较近的一组桨叶面积。
4.一种搅拌推进器的桨叶装置的用途，将权利要求1-3任一项所述的搅拌推进器的桨叶装置，用于推进和搅拌流速低于0.25m/s的混合液。
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