本發(fā)明屬于污水深度處理技術領域，特別涉及一種氣浮微氣泡動態(tài)觀測及調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術：

作為一種城市污水深度處理工藝，臭氧氣浮工藝將臭氧氧化技術和氣浮分離技術的有機結合，在一個操作單元內(nèi)同時完成破乳、絮凝、固液分離、除色、嗅、味、消毒等多個過程。氣浮過程中氣泡的尺寸是影響工藝處理效果的重要因素，因此在工藝運行中對氣泡尺寸的有效調(diào)控是提高處理效率的關鍵。目前常用的調(diào)控方法是調(diào)節(jié)溶氣壓力，這樣只能通過氣壓的大小反應氣泡的大小，但無法根據(jù)氣泡的實際尺寸進行精確調(diào)節(jié)。氣泡的多少和尺寸的大小隨溶氣壓力、溫度、水質(zhì)、pH等環(huán)境指標的變化而變化，所以簡單的根據(jù)以往經(jīng)驗數(shù)據(jù)，通過改變氣壓大小調(diào)節(jié)氣泡大小并不能使運行中的工況處于最優(yōu)狀態(tài)。另外，氣泡尺寸的測量方式，需要將含有氣泡的水引入至觀察槽，然后采用攝像法采集影像信息，進行數(shù)據(jù)分析，得到的氣泡尺寸相對準確，但是并無法及時的反應接觸區(qū)氣泡大小，往往局限于實驗室研究，對于大規(guī)模工業(yè)應用中的實時監(jiān)測無能為力。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種氣浮微氣泡動態(tài)觀測及調(diào)控系統(tǒng)，既可以測量氣泡尺寸并實時動態(tài)反饋，又可以根據(jù)反饋及時調(diào)節(jié)運行工況以達到所需氣泡尺寸。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種氣浮微氣泡動態(tài)觀測及調(diào)控系統(tǒng)，包括：

設置在氣浮區(qū)域18內(nèi)的由光束發(fā)射器3、計量槽2和光電二極管接收器1組成的氣泡動態(tài)測試裝置；

設置在氣壓罐19上的泄壓閥氣量計13；

分別裝設在臭氧發(fā)生器9出口分出的兩路上的氣浮氣量計10和氧化氣量計8；

與所述氣泡動態(tài)測試裝置、泄壓閥氣量計13、氣浮氣量計10和氧化氣量計8連接接收檢測數(shù)據(jù)的控制中心16，控制中心16通過運算處理得到氣泡尺寸；

以及，與控制中心16的控制端連接的用于控制氣泡運行工況的流量調(diào)節(jié)閥12和氣壓罐調(diào)節(jié)閥20。

氣壓罐調(diào)節(jié)閥20后分為兩路，分別連接位于氣浮區(qū)域18底部的氣泡調(diào)節(jié)盤4和溶氣頭5，且與氣泡調(diào)節(jié)盤4的連接分路上設置氣泡調(diào)節(jié)盤調(diào)節(jié)閥7，與溶氣頭5的連接分路上設置溶氣頭調(diào)節(jié)閥6。

所述氣泡動態(tài)測試裝置，通過計量單位時間內(nèi)通過單位體積所產(chǎn)生的脈沖信號來表示氣泡數(shù)量，即氣泡密度，再根據(jù)接觸區(qū)(氣泡與絮體相互碰撞接觸的區(qū)域)體積，計算氣泡總數(shù)量；同時，通過泄壓閥氣量計13，氣浮氣量計10和氧化氣量計8的計量，計算出進入接觸區(qū)的總氣體體積；根據(jù)輸入氣體體積等于單個氣泡體積乘以氣泡總數(shù)，再通過氣壓校正，得到氣泡的平均尺寸。

控制中心16得到氣泡尺寸后，通過調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥12、氣壓罐調(diào)節(jié)閥20來控制氣泡的運行工況，并通過氣泡調(diào)節(jié)盤4和溶氣頭5的配合實現(xiàn)氣泡尺寸的二次調(diào)控，調(diào)節(jié)過程中實時反饋氣泡尺寸，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)控。

所述氣泡調(diào)節(jié)盤4由設置若干細小開孔的兩個圓盤垂直結合組成，上圓盤固定，通過下圓盤的旋轉來調(diào)整圓盤孔洞的交錯面積，氣泡通過時會發(fā)生合并，從而提高氣泡尺寸，通過控制交錯面積的大小來調(diào)節(jié)氣泡的尺寸，實現(xiàn)對氣泡尺寸的二次調(diào)控。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、采用離子計數(shù)方法換算氣泡尺寸，可以實現(xiàn)氣泡的動態(tài)精確監(jiān)控。

2、實時計量氣泡尺寸，通過反饋及時調(diào)整運行工況，精確控制氣泡尺寸。

3、氣泡調(diào)節(jié)盤實現(xiàn)氣泡尺寸的二次調(diào)控，增強調(diào)控范圍。

4、測量氣泡尺寸更準確、及時和方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結構示意圖。

圖2是氣泡調(diào)節(jié)盤的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。

如圖1所示，一種氣浮微氣泡動態(tài)觀測及調(diào)控系統(tǒng)，包括：

設置在氣浮區(qū)域18內(nèi)的由光束發(fā)射器3、計量槽2和光電二極管接收器1組成的氣泡動態(tài)測試裝置；計量槽2為體積固定的長方體，通過計量單位時間內(nèi)通過單位體積所產(chǎn)生的脈沖信號來表示氣泡數(shù)量，可得氣泡密度，接觸區(qū)體積已知，便可以計算氣泡總數(shù)量。

設置在氣壓罐19上的泄壓閥氣量計13；

分別裝設在臭氧發(fā)生器9出口分出的兩路上的氣浮氣量計10和氧化氣量計8；兩路分別連接單獨計量，準確測量產(chǎn)生并參與反應的臭氧氣體體積。

與所述氣泡動態(tài)測試裝置、泄壓閥氣量計13、氣浮氣量計10和氧化氣量計8連接接收檢測數(shù)據(jù)的控制中心16，控制中心16通過運算處理得到氣泡尺寸；通過泄壓閥氣量計13，氣浮氣量計10和氧化氣量計8的精確計量，可以計算出進入接觸區(qū)的總氣體體積。由于輸入氣體體積等于單個氣泡體積乘以氣泡總數(shù)，再通過氣壓校正，可以得到氣泡尺寸，實現(xiàn)氣泡尺寸的動態(tài)與自動監(jiān)測

以及，與控制中心16的控制端連接的用于控制氣泡運行工況的流量調(diào)節(jié)閥12和氣壓罐調(diào)節(jié)閥20。動態(tài)中心16得到氣泡尺寸后，通過調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥12、氣壓罐調(diào)節(jié)閥20來控制氣泡的運行工況。并通過氣泡調(diào)節(jié)盤4和溶氣頭5的配合進一步調(diào)節(jié)氣泡尺寸，調(diào)節(jié)過程中實時反饋氣泡尺寸，直到大小合適。

氣壓罐調(diào)節(jié)閥20后分為兩路，分別連接位于氣浮區(qū)域18底部的氣泡調(diào)節(jié)盤4和溶氣頭5，且與氣泡調(diào)節(jié)盤4的連接分路上設置氣泡調(diào)節(jié)盤調(diào)節(jié)閥7，與溶氣頭5的連接分路上設置溶氣頭調(diào)節(jié)閥6。

溶氣頭5釋放端為喇叭口形式，利于氣泡的擴散。如圖2，所述氣泡調(diào)節(jié)盤4由設置很多細小開孔的兩個圓盤垂直結合組成。上圓盤固定，通過下圓盤的旋轉來調(diào)整圓盤孔洞的交錯面積，氣泡通過時會發(fā)生合并，從而提高氣泡尺寸，用過控制交錯面積的大小來調(diào)節(jié)氣泡的尺寸，實現(xiàn)對氣泡尺寸的二次調(diào)控。系統(tǒng)采用部分回流氣浮工藝，回流泵11從清水池17吸水作為溶氣水。

利用上述裝置進行氣泡尺寸測量的流程如下：

1.接觸區(qū)氣泡進入計量槽2，同時打開光束發(fā)射器3和光電二極管接收器1。這是可以得到單位時間內(nèi)通過單位體積所產(chǎn)生的脈沖信號，以此來表示氣泡數(shù)量，乘以接觸區(qū)體積可得氣泡密度。同時收集泄壓閥氣量計13，氣浮氣量計10和氧化氣量計8的氣體數(shù)據(jù)，得到接觸區(qū)的總氣體體積。根據(jù)輸入氣體體積等于單個氣泡體積乘以氣泡總數(shù)，再通過氣壓校正，計算得到單個氣泡的評價尺寸。數(shù)據(jù)實時收集，并通過控制中心16運算處理。

2.控制中心16得到氣泡尺寸后，通過調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥12、氣壓罐調(diào)節(jié)閥20來控制氣泡的運行工況。通過流量調(diào)節(jié)閥12控制氣泡的密度，通過氣壓罐調(diào)節(jié)閥20控制氣泡尺寸。

3.控制中心16同時根據(jù)氣泡尺寸，和流量調(diào)節(jié)閥12、氣壓罐調(diào)節(jié)閥20的調(diào)節(jié)極限來通過溶氣頭5和氣泡調(diào)節(jié)盤4對氣泡進行進一步的調(diào)節(jié)。通過氣泡調(diào)節(jié)盤4的下圓盤旋轉來調(diào)整圓盤孔洞的交錯面積，氣泡通過時會發(fā)生合并，從而提高氣泡尺寸，用過控制交錯面積的大小來調(diào)節(jié)氣泡的尺寸，實現(xiàn)對氣泡尺寸的二次調(diào)控。在控制過程中根據(jù)實時反饋氣泡尺寸進行調(diào)整，直到符合工藝要求。

綜上，本發(fā)明通過一種氣浮微氣泡動態(tài)觀測及調(diào)控系統(tǒng)，利用光障礙式粒子計數(shù)原理實現(xiàn)了氣泡尺寸的實時監(jiān)控，克服了傳統(tǒng)測量氣泡尺寸時間滯后的問題。以及通過氣泡調(diào)節(jié)盤實現(xiàn)了對氣泡尺寸的二次調(diào)控，解決了調(diào)控范圍過小的局限性。本發(fā)明通過一種氣浮微氣泡動態(tài)觀測及調(diào)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了氣泡實時和準確測量，并擴大了氣泡尺寸調(diào)節(jié)范圍，提高了氣浮處理的靈活性。