Гидравлические смесители водяных реагентов

Работа смесителей гидравлического типа основана на использовании турбулентности потока, создаваемой местными сопротивлениями путем увеличения в них скорости движения воды. Гидравлические смесители отличаются конструктивной простотой и эксплуатационной надежностью, однако при расходах обрабатываемой воды меньше расчетных они не обеспечивают надлежащего эффекта смешения. Число секций смесителей принимается не менее двух, резервные аппараты не предусматриваются.

Одним из приемов интенсификаций и улучшения процесса коагуляции является быстрое перемешивание воды с коагулянтом перед поступлением ее в камеру хлопьеобразования или на контактные осветлители или фильтры. При создании благоприятного режима перемешивания расход коагулянта может быть снижен до 25%,

Широкое распространение получили перегородчатые смесители. Такой смеситель представляет собой железобетонный лоток с тремя (как минимум) щелевыми перегородками, установленными перпендикулярно оси сооружения. Расстояния между перегородками должны равняться двойной ширине лотка. Скорость движения воды в лотке не менее 0,6 м/с. При движении воды в щелях со скоростью 1 м/с за ними образуются вихревые течения, возникает турбулентность движущегося потока, обеспечивающая быстрое и полное смешение реагента с водой. Перегородчатые смесители могут быть применены на водоочистных станциях производительностью не более 500—600 м³/час.

Дырчатый смеситель представляет собой лоток с дырчатыми перегородками, установленными перпендикулярно направлению движения воды. Вода, проходя через отверстия со скоростью 1 м/с, испытывает завихрения, что способствует ее хорошему перемешиванию с реагентами, Диаметр отверстий принимают равным 20-100 мм. Верхний ряд отверстий должен быть затоплен под уровень воды на 0,1—0,15 м во избежание подсоса воздуха. Такие смесители применяются на станциях обработки воды производительностью до 1000 м³/час.

Смесители гидравлического типа — перегородчатый (а), дырчатый (б); вихревой (в); коридорный (г)

1,6 — подача и отвод воды; 2 — перелив; 3 — сброс воды из бачка; 4 — ввод реагента;5 — перегородки; 7 — сетка; 8 — перелив; 9 — трубопровод для опорожнения; 10 — кольцевой желоб; 11 — затопленные отверстия

Для водоочистных комплексов с осветлителями со слоем взвешенного осадка или с контактными осветлителями рекомендуются вертикальные (вихревые) смесители, которые обычно обеспечивают и воздухоотделение. Они представляют собой круглые или квадратные в плане резервуары с конической или пирамидальной нижней частью с углом конусности 30—45°. В нижнюю часть конуса (или пирамиды) подводят обрабатываемую воду со скоростью 1,2-1,5 м/с и туда же, только с противоположной стороны, через специальные патрубки тангенциально вводят растворы реагентов. Восходящая скорость движения воды в цилиндрической части смесителя высотой 1—1,5 м должна быть 30-40 мм/с, благодаря чему частицы реагента находятся во взвешенном состоянии. Отвод воды из смесителя производится периферийным лотком со скоростью 0,6 м/с, или дырчатыми трубами с затопленными отверстиями, или центрально расположенной затопленной воронкой.

При применении вертикальных смесителей расход воды, приходящийся на один смеситель, не должен превышать 1200-1500 м³/ч. При смешении с обрабатываемой водой реагентов в виде суспензий — известкового молока, каустического магнезита и др. — применяют только вихревые смесители.

На крупных водоочистных комплексах производительностью более 300 тыс. м³/сут применяют смесители коридорного типа. Скорость движения воды в коридорах смесителя 0,6-0,9 м/с. Время пребывания воды в смесителе 3-5 мин. Вода перемешивается за счет многократного изменения направления движения. Число поворотов потока на 180° принимают равным 9-10. Расстояние между перегородками не менее 0,7 м. Следует предусматривать возможность сокращения числа перегородок д ля уменьшения времени пребывания обрабатываемой воды в смесителе в периоды интенсивного хлопьеобразования.

На небольших водоочистных установках применяют трубчатые смесители, которые характеризуются значительными потерями напора.

Трубчатые смесители

1 — распределитель реагента; 2— подача реагента; 3 — местное сопротивление

Для смешивания растворов реагентов с водой в нашей стране применяют в основном смесители гидравлического типа, иногда смешивание производят в трубах и центробежных насосах, подающих воду на очистные сооружения. Недостатком рассмотренных способов смешивания является невозможность регулирования степени турбулизации и времени пребывания в смесителе в зависимости от расхода обрабатываемой воды и ее качества.