一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高效溶氣氣浮系統(tǒng)，包括氣浮池、安裝在氣浮池中的刮渣機(jī)、排渣裝置和出水裝置，從氣浮池末端引出的氣液混合泵進(jìn)水管，其上設(shè)有進(jìn)氣管，并通過氣液混合管連接氣液混合泵、微氣泡發(fā)生器，從微氣泡發(fā)生器引出的高壓飽和溶氣水管與外接污水進(jìn)水管通過T型混合器連通氣浮池進(jìn)水管末端的溶氣釋放器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1)系統(tǒng)產(chǎn)生的溶氣水穩(wěn)定性好、氣泡密度大；2)系統(tǒng)產(chǎn)生粒徑約為5μm左右的微小氣泡，更容易粘附污水中的懸浮物和油粒；3)系統(tǒng)中溶氣水的溶氣比可達(dá)30-35％，可以達(dá)到更好的去除效果；4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)試，運(yùn)行穩(wěn)定；5)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，節(jié)能降耗，自動(dòng)化程度高。
【專利說明】一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理工藝中的氣浮系統(tǒng)，主要用于軋鋼廠、煉鋼廠、焦化廠、煉油及采油廠、造紙廠、食品及化工廠廢水的凈化處理，尤其涉及一種溶氣氣浮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在工業(yè)廢水和城市污水處理的氣浮工藝中，按照產(chǎn)生氣泡的方法不同，氣浮可以分為電解浮上法、葉輪氣浮法和溶解空氣浮上法。
[0003]電解浮上法是利用不溶性的陽極和陰極，通入5-10V的直流電，直接將廢水電解。陽極和陰極分別產(chǎn)生氫氣和氧氣，形成大量的微小氣泡，將廢水中的懸浮顆粒或先經(jīng)混凝處理所形成的絮凝體粘附而上浮至水面，產(chǎn)生泡沫層，然后用刮渣機(jī)將泡沫刮除，從而達(dá)到固液分離的目的。該方法主要用于中小規(guī)模的工業(yè)廢水處理，其缺點(diǎn)是:耗電量大，投資成本高；操作運(yùn)行管理較復(fù)雜，操作不方便；電極容易結(jié)垢，使用壽命短，因而在工業(yè)中很少使用。
[0004]葉輪氣浮法是指將空氣引入到一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的混合器或者葉輪機(jī)附近，通過高速旋轉(zhuǎn)混合器或者葉輪機(jī)的高速剪切力，將引入的空氣切割成很多細(xì)小的氣泡，從而實(shí)現(xiàn)氣浮的過程。其缺點(diǎn)是形成的氣泡尺度較大(d>lmm)，氣泡上升速度快，比表面積小，與懸浮物的接觸時(shí)間較短，氣浮效果不好。
[0005]溶解空氣浮上 法根據(jù)產(chǎn)生氣泡的方法不同可以分為溶氣真空浮上法和加壓溶氣浮上法兩種:
[0006]溶氣真空浮上法是指物料在常壓下被曝氣，使其充分溶氣，然后在真空的條件下，壓力驟然降低，從而使物料中的溶氣析出，形成大量細(xì)微的氣泡，氣泡粘附在顆粒雜質(zhì)上，使其浮于水面，從而形成泡沫浮渣，再用刮渣機(jī)將其除去，最終達(dá)到固液分離的目的。其缺點(diǎn)是:常壓下，空氣溶解度低，氣泡的數(shù)量有限；需要密閉設(shè)備維持真空，運(yùn)行維護(hù)比較困難。所有設(shè)備在密封的氣浮池內(nèi)，使氣浮池構(gòu)造復(fù)雜，運(yùn)行管理、維護(hù)不便。
[0007]加壓溶氣浮上法是指物料在加壓的條件下被曝氣，使其充分溶氣。然后在常壓的條件下，壓力驟然降低，從而使物料中的溶氣析出，形成大量細(xì)微的氣泡，氣泡粘附在顆粒雜質(zhì)上，使其浮于水面，從而形成泡沫浮渣，再用刮渣機(jī)將其除去，最終達(dá)到固液分離的目的。需要溶氣罐、空壓機(jī)或射流器、水泵等設(shè)備，占地面積大，投資成本高。
[0008]另外還有一種渦凹?xì)飧C(jī)，其作用原理是經(jīng)過預(yù)處理后的污水流入裝有渦凹曝氣機(jī)的小型充氣段，污水在上升的過程中通過充氣段與曝氣機(jī)產(chǎn)生的微氣泡充分混合，曝氣機(jī)將水面上的空氣通過抽風(fēng)管道轉(zhuǎn)移到水下。曝氣機(jī)的工作原理是利用空氣輸送管底部散氣葉輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)在水中形成一個(gè)真空區(qū)，液面上的空氣通過曝氣機(jī)輸入水中，填補(bǔ)真空，微氣泡隨之產(chǎn)生并螺旋型地上升到水面,空氣中的氧氣也隨之溶入水中。由于氣水混合物和液體之間密度的不平衡，產(chǎn)生了一個(gè)垂直向上的浮力，將SS(固體懸浮物)帶到水面。上浮過程中，微氣泡會(huì)附著到SS上，到達(dá)水面后SS便依靠這些氣泡支撐和維持在水面。浮在水面上的SS間斷地被鏈條刮泥機(jī)清除。其缺點(diǎn)是曝氣機(jī)的曝氣頭經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，調(diào)試難度大，氣泡產(chǎn)生效果不穩(wěn)定，國內(nèi)成功運(yùn)行的案例較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，利用高壓溶氣原理產(chǎn)生高密度的微氣泡，其比表面積大，捕捉效果強(qiáng)，可高效去除污水中浮油、乳化油、固體懸浮物SS和化學(xué)需氧量C0D。
[0010]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，包括氣浮池、安裝在氣浮池中的刮渣機(jī)、排渣裝置和出水裝置，從氣浮池末端引出的氣液混合泵進(jìn)水管，其上設(shè)有進(jìn)氣管，并通過氣液混合管連接氣液混合泵、微氣泡發(fā)生器，從微氣泡發(fā)生器引出的高壓飽和溶氣水管與外接污水進(jìn)水管通過T型混合器連通氣浮池進(jìn)水管末端的溶氣釋放器。
[0012]所述氣浮池為斜板沉淀-氣浮池，池底設(shè)有排泥管。
[0013]所述刮渣機(jī)為鏈板式刮渣機(jī)，排渣裝置由排渣槽和排渣管組成，出水裝置由出水槽和出水管組成。
[0014]所述氣液混合泵為單螺桿泵。
[0015]所述微氣泡發(fā)生器由殼體、置于殼體內(nèi)的集束式微氣泡管、設(shè)在殼體上的進(jìn)口、出口、排氣閥和壓力變送器組成，所述進(jìn)口、出口內(nèi)設(shè)有網(wǎng)板。
[0016]所述氣液混合泵進(jìn)水管上設(shè)有管道過濾器；進(jìn)氣管前設(shè)氣體流量計(jì)，進(jìn)氣管后的管路上設(shè)真空表；高壓飽和溶氣水管上設(shè)有電磁流量計(jì)和減壓閥。
[0017]所述微氣泡發(fā)生器旁設(shè)操作控制柜，通過PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各裝置及閥門的連鎖控制。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0019]I)系統(tǒng)采用單螺桿泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的回流泵、溶氣罐、空壓機(jī)等，減小占地面積，降低運(yùn)行成本，減少維護(hù)人力；同時(shí)，將溶氣壓力提升至1.0-1.2Mpa，比傳統(tǒng)溶氣氣浮提高一倍，因此系統(tǒng)產(chǎn)生的溶氣水穩(wěn)定性好、氣泡密度大。
[0020]2)國內(nèi)氣浮的氣泡直徑普遍在> 20 μ m，而利用微氣泡發(fā)生器，系統(tǒng)產(chǎn)生粒徑約為5μπι左右的微小氣泡，更容易粘附污水中的懸浮物和油粒；同時(shí)取消了傳統(tǒng)的微孔釋放器，不會(huì)發(fā)生微孔堵塞的現(xiàn)象。
[0021]3)系統(tǒng)溶氣比高；微氣泡發(fā)生系統(tǒng)是將較高壓力(1.0-1.2Mpa)的空氣與水混合，然后通過微氣泡發(fā)生器的氣旋作用產(chǎn)生溶氣水，該溶氣水的溶氣比可達(dá)30-35%，從而達(dá)到了更好的去除效果。
[0022]4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)試，運(yùn)行穩(wěn)定；對于流量波動(dòng)較大的進(jìn)水系統(tǒng)，可以進(jìn)行流量的閉環(huán)控制，以保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定。
[0023]5)節(jié)能降耗，自動(dòng)化程度高；利用變頻調(diào)速技術(shù)控制螺桿泵轉(zhuǎn)速不高于300rpm，工作時(shí)穩(wěn)定、安靜，大大延長了設(shè)備的使用壽命，同時(shí)節(jié)省能耗20%以上；具有PLC智能控制程序，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，并可實(shí)現(xiàn)與中控室聯(lián)網(wǎng)，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控，現(xiàn)場無需專人管理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖2是微氣泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的工藝過程示意圖。
[0027]圖4是T型混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1.污水進(jìn)水管2.T型混合器3.氣浮池進(jìn)水管4.溶氣釋放器5.排泥管6.刮渣機(jī) 7.氣浮池 8.排渣管 9.排渣槽10.出水槽11.出水管12.氣液混合泵進(jìn)水管13.管道過濾器14.進(jìn)氣管15.氣體流量計(jì)16.真空表17.操作控制柜18.氣液混合管19.微氣泡發(fā)生器20.氣液混合泵21.電磁流量計(jì)22.減壓閥23.高壓飽和溶氣水管24.原水池25.提升泵26.斜板191.殼體192.排氣閥193.壓力變送器194.出口網(wǎng)板195.出口 196.微氣泡管197.進(jìn)口網(wǎng)板198.進(jìn)口201.溶氣水?dāng)U散管202.氣旋導(dǎo)流板
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0030]見圖1，是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，包括氣浮池7、安裝在氣浮池7中的刮渣機(jī)6、排渣裝置和出水裝置，從氣浮池7末端引出的氣液混合泵進(jìn)水管12，其上設(shè)有進(jìn)氣管14，并通過氣液混合管18連接氣液混合泵20、微氣泡發(fā)生器19，從微氣泡發(fā)生器19引出的高壓飽和溶氣水管23與外接污水進(jìn)水管I通過T型混合器2連通氣浮池進(jìn)水管3末端的溶氣釋放器4。
[0031]所述氣浮池7為 斜板沉淀-氣浮池，池底設(shè)有排泥管5。
[0032]所述刮渣機(jī)6為鏈板式刮渣機(jī)，排渣裝置由排渣槽9和排渣管8組成，出水裝置由出水槽10和出水管11組成。
[0033]所述氣液混合泵20為單螺桿泵。
[0034]見圖2，是微氣泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖，所述微氣泡發(fā)生器19由殼體191、置于殼體191內(nèi)的集束式微氣泡管196、設(shè)在殼體191上的進(jìn)口 198、出口 195、排氣閥192和壓力變送器193組成，所述進(jìn)口 198、出口 195內(nèi)設(shè)有網(wǎng)板194、197。
[0035]所述氣液混合泵進(jìn)水管12上設(shè)有管道過濾器13 ;進(jìn)氣管14前設(shè)氣體流量計(jì)15，進(jìn)氣管14后的管路上設(shè)真空表16 ;高壓飽和溶氣水管23上設(shè)有電磁流量計(jì)21和減壓閥22。
[0036]所述微氣泡發(fā)生器19旁設(shè)操作控制柜17，通過PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各裝置及閥門的連鎖控制。
[0037]本發(fā)明一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)的工作原理是:利用高壓溶氣原理，產(chǎn)生高密度的微氣泡溶氣水與污水混合，達(dá)到去除污水中浮油、乳化油、懸浮物、COD的目的。
[0038]氣浮法用于處理低濁水效果很好，但對于濁度較高的原水處理效果很差；沉淀法與氣浮法正好相反，為了發(fā)揮各自優(yōu)勢，彌補(bǔ)不足，本發(fā)明將氣浮池與沉淀池結(jié)合在一起，使同一裝置內(nèi)既有氣浮的功能又有沉淀的功能。水的濁度較高時(shí)，按沉淀池運(yùn)行；水從斜板區(qū)始端水平地流向末端，沉淀污泥由池底的排泥管5排出，水通過斜板26得以沉淀澄清。當(dāng)原水濁度較低時(shí)，在池前端通入溶氣水，使其按氣浮方式運(yùn)行，氣浮后的清水由出水槽10上的出水管11流出，上浮于池水面的浮渣定時(shí)由刮渣機(jī)6刮入排渣槽9，排渣管8排出。
[0039]微氣泡產(chǎn)生過程為:氣液混合泵20吸入足夠量的空氣和氣浮池7末端處理后的凈水， 在氣液混合泵20定子與轉(zhuǎn)子不斷變換容積的擠壓作用下產(chǎn)生1.0-1.2Mpa的高壓，隨著壓力的增加，空氣在水中的溶解度逐漸增大，部分空氣完全溶解在水中并達(dá)到飽和。剩余空氣與飽和溶氣水在通過微氣泡發(fā)生器19內(nèi)的微氣泡管196時(shí)，剩余空氣氣泡先經(jīng)過喉孔和碰撞小球兩級(jí)破碎，再經(jīng)過固定齒和螺旋齒的第三級(jí)破碎，進(jìn)一步將剩余空氣氣泡在螺旋行程中不斷與齒尖碰撞，切割而被擊碎，達(dá)到10 μ m左右粒徑，并隨飽和溶氣水經(jīng)過減壓閥22控制壓力在0.4-0.6Mpa范圍內(nèi)，保持空氣的溶解度并減小與從原水池24經(jīng)提升泵25泵出的污水的壓差。在T型混合器2內(nèi)污水與飽和溶氣水、剩余空氣微氣泡充分混合，污水中的懸浮物、油顆粒被溶氣水釋放的粒徑約5 μ m和剩余空氣氣泡10 μ m的微氣泡聯(lián)合吸附、捕捉形成混合體，再通過溶氣釋放器4均勻、緩慢的釋放到氣浮池7內(nèi)，混合體在氣泡的浮力作用下，在氣浮池內(nèi)隨水流呈上浮趨勢，逐漸浮到液面被刮渣機(jī)6刮至排渣槽9內(nèi)分離。凈水經(jīng)排渣槽9底部進(jìn)入出水槽10，最后由出水管11排除系統(tǒng)完成凈化。
[0040]見圖4，是T型混合器2的結(jié)構(gòu)示意圖，T型混合器2工作原理:氣液混合泵20產(chǎn)生的飽和溶氣水通過溶氣水?dāng)U散管201在T型混合器2內(nèi)釋放微氣泡并與污水在T型混合器2前端初步混合，同時(shí)微氣泡開始粘附、捕捉水中的懸浮物和油顆粒；在氣旋導(dǎo)流板202的作用下，水流做螺旋運(yùn)動(dòng)，可在有限的空間內(nèi)增大水流的運(yùn)動(dòng)行程，增強(qiáng)混合效果；微氣泡在T型混合器2內(nèi)不斷與懸浮物和油顆粒碰撞、粘附逐漸形成污染物和氣泡的“氣包水”結(jié)構(gòu)混合體，為后續(xù)混合體在氣浮池的上浮奠定基礎(chǔ)。
[0041]見圖3，是本發(fā)明一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)的工藝過程示意圖。氣液混合泵20經(jīng)進(jìn)水管12吸入氣浮池7處理后的凈水，并通過進(jìn)氣管14吸入空氣，空氣經(jīng)氣體流量計(jì)15調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，管道過濾器13起到攔截水中雜質(zhì)的作用，防止損壞設(shè)備。在運(yùn)行過程中通過真空表16監(jiān)測管道內(nèi)負(fù)壓值，若負(fù)壓值超過-0.04Mpa，系統(tǒng)自動(dòng)停止，以保護(hù)氣液混合泵20。
[0042]在氣液混合泵20定轉(zhuǎn)子的擠壓作用下產(chǎn)生高壓飽和溶氣水，先泵入微氣泡發(fā)生器19的進(jìn)口網(wǎng)板197，再通過微氣泡管196形成5 μ m左右的微氣泡，再經(jīng)出口網(wǎng)板194流出微氣泡發(fā)生器19，壓力變送器193分別用于監(jiān)測微氣泡發(fā)生器19進(jìn)出口 198、195的壓力，當(dāng)進(jìn)出口 198、195壓力超過1.2Mpa，系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行。
[0043]高壓飽和溶氣水由液氣電磁流量計(jì)21計(jì)量，再通過減壓閥22減壓，與從原水池24通過提升泵25泵出的污水在T型混合器2內(nèi)充分混合，由氣浮池進(jìn)水管3流入到溶氣釋放器4并在氣浮池7內(nèi)釋放混合液。由于液水混合物和液體之間密度不平衡，產(chǎn)生了向上的浮力，將固體懸浮物SS帶到水面。在水面上的浮渣被刮渣機(jī)6刮至排渣槽9，經(jīng)排渣管8排放和收集，池底沉渣定期從排泥管5排出處理。處理后的凈水流至出水槽10并從出水管11排出氣浮池7。
【權(quán)利要求】
1.一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，其特征在于，包括氣浮池、安裝在氣浮池中的刮渣機(jī)、排渣裝置和出水裝置，從氣浮池末端引出的氣液混合泵進(jìn)水管，其上設(shè)有進(jìn)氣管，并通過氣液混合管連接氣液混合泵、微氣泡發(fā)生器，從微氣泡發(fā)生器引出的高壓飽和溶氣水管與外接污水進(jìn)水管通過T型混合器連通氣浮池進(jìn)水管末端的溶氣釋放器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，其特征在于，所述氣浮池為斜板沉淀-氣浮池，池底設(shè)有排泥管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，其特征在于，所述刮渣機(jī)為鏈板式刮渣機(jī)，排渣裝置由排渣槽和排渣管組成，出水裝置由出水槽和出水管組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液混合泵為單螺桿泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，其特征在于，所述微氣泡發(fā)生器由殼體、置于殼體內(nèi)的集束式微氣泡管、設(shè)在殼體上的進(jìn)口、出口、排氣閥和壓力變送器組成，所述進(jìn)口、出口內(nèi)設(shè)有網(wǎng)板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液混合泵進(jìn)水管上設(shè)有管道過濾器；進(jìn)氣管前設(shè)氣體流量計(jì)，進(jìn)氣管后的管路上設(shè)真空表；高壓飽和溶氣水管上設(shè)有電磁流量計(jì)和減壓閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶氣氣浮系統(tǒng)，其特征在于，所述微氣泡發(fā)生器旁設(shè)操作控制柜，通過PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各裝置及閥門的連鎖控制。
【文檔編號(hào)】C02F1/24GK103936093SQ201410197099
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】劉海瑞 申請人:遼寧華霆環(huán)保科技有限公司