專(zhuān)利名稱(chēng)：一種環(huán)流溶氣共聚氣浮系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種生物量氣浮分離采收エ藝，尤其是ー種適用于水處理過(guò)程中溶氣氣浮エ藝環(huán)節(jié)或藻類(lèi)的環(huán)流溶氣共聚氣浮系統(tǒng)及エ藝。
背景技術(shù)：
氣浮技術(shù)是ー種高效、快速的固液分離技術(shù)，在給水(尤其是低濁、高藻原水)、污水處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著藻類(lèi)的、特別是微藻能源的發(fā)展，該エ藝也將在藻類(lèi)生物量的回收エ藝中有較好的應(yīng)用前景。根據(jù)微氣泡制造方法不同，氣浮エ藝可分為電解氣浮、布?xì)鈿飧『腿軞鈿飧〉?，其中溶氣氣浮法?yīng)用最廣。溶氣氣浮(Dissolved Air Flotation, DAF),又稱(chēng)壓カ溶氣氣浮,是指先將空氣通過(guò)高壓溶解到水中，溶氣水再減壓釋放得到微氣泡用于粘附固體，從而達(dá)到固液分離目 的的方法。傳統(tǒng)的氣浮裝置包括溶氣系統(tǒng)、釋氣系統(tǒng)、絮凝系統(tǒng)和分離系統(tǒng)。其中溶氣系統(tǒng)多采用空壓機(jī)-溶氣罐方式，能耗高(約占溶氣氣浮エ藝的50%)，噪音大，且噴淋-填料式溶氣罐液位不易控制，溶氣效果不穩(wěn)定；絮凝系統(tǒng)獨(dú)立操作，絮凝后將絮凝體送入氣浮池接觸區(qū)，與微氣泡粘附后進(jìn)行固液分離，這種方法氣泡和絮凝體通過(guò)表面接觸粘附或相托，效果不穩(wěn)定，效率較差；同時(shí)整體エ藝復(fù)雜、氣浮時(shí)間長(zhǎng)、占地面積大，設(shè)備費(fèi)用高，操作繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備費(fèi)用低、エ藝簡(jiǎn)便、占地面積小、氣浮時(shí)間短、氣浮效率高且穩(wěn)定、易操作的環(huán)流溶氣共聚氣浮系統(tǒng)及エ藝。技術(shù)方案本發(fā)明的環(huán)流溶氣共聚氣浮系統(tǒng)，包括入料泵、射流泵、加藥器、鼓泡式溶氣罐、氣浮柱，所述的射流泵包括下部為擴(kuò)散管的喉管，喉管的上部經(jīng)連接套連接有與喉管內(nèi)孔相通的噴嘴，連接套的側(cè)壁上設(shè)有引射ロ，所述的鼓泡式溶氣罐包括外筒、設(shè)在外筒中的內(nèi)筒，內(nèi)筒的底部設(shè)有與外筒相連的下封頭，下封頭的中部設(shè)有進(jìn)入內(nèi)筒的噴嘴，下封頭的側(cè)部設(shè)有連通外筒的出水ロ，外筒的上部設(shè)有上封頭，上封頭上設(shè)有壓カ表和安全閥；所述的氣浮柱包括外筒、設(shè)在外筒中的內(nèi)筒，內(nèi)筒中設(shè)有第一溶氣水管路，內(nèi)筒的底部設(shè)有內(nèi)筒支撐座，外筒的下部設(shè)有第二溶氣水管路，第二溶氣水管路上設(shè)有多個(gè)釋氣頭，第二溶氣水管路的下部設(shè)有回流水管，外筒的底部設(shè)有排水管，外筒的頂部設(shè)有浮渣收集槽；所述入料泵的出口經(jīng)管路和閥門(mén)與射流泵的入口相連接，射流泵的出口經(jīng)管路和閥門(mén)與氣浮柱的內(nèi)筒入口相連接，氣浮柱的出口經(jīng)管路和閥門(mén)連接氣液混合泵，氣液混合泵連接鼓泡式溶氣罐的入口，鼓泡式溶氣罐的出口經(jīng)管路和閥門(mén)分別與射流泵的引射口和氣浮柱的外筒入口相連，加藥器連接在射流泵的引射ロ處。利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的環(huán)流溶氣共聚氣浮エ藝
a.將系統(tǒng)中所有閥門(mén)關(guān)閉；b.打開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)和進(jìn)水閥門(mén)，通入空氣和清水，在氣液混合泵的作用下形成氣液混合流 ，從鼓泡式溶氣罐底部的噴嘴進(jìn)入溶氣灌內(nèi)筒中，在溶氣灌內(nèi)筒完成溶氣，未溶解的空氣進(jìn)入液面上方的氣相，高出溶氣灌內(nèi)筒的氣液混合流溢流進(jìn)入溶氣罐外筒,并通過(guò)液位控制器調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥的開(kāi)度來(lái)控制液位穩(wěn)定在設(shè)定值附近，溶氣水經(jīng)由出水管流出；多余的空氣通過(guò)安全閥排出；
c.當(dāng)鼓泡式溶氣罐達(dá)到設(shè)定壓力0.1-0. 5MPa后，打開(kāi)II溶氣水支路閥門(mén)，使溶氣水進(jìn)入氣浮柱中；
d.當(dāng)氣浮柱中的水開(kāi)始溢流進(jìn)入浮渣收集槽時(shí)，依次打開(kāi)原水進(jìn)水閥門(mén)、溶氣水出水閥門(mén)、I溶氣水支路閥門(mén)、混凝劑加藥閥門(mén)，開(kāi)啟入料泵將原水打入射流泵，在負(fù)壓的作用下，鼓泡式溶氣罐中的溶氣水從溶氣水出口經(jīng)管路與混凝劑加藥器中的藥劑一起從射流泵的引射流入ロ)進(jìn)入，經(jīng)噴嘴和進(jìn)入的原水在喉管中在高紊流條件下充分混合，在混凝藥劑作用下，開(kāi)始形成絮粒，并與微氣泡實(shí)現(xiàn)混凝共聚作用；之后從第一溶氣水管路進(jìn)入氣浮柱的內(nèi)筒中；同時(shí)，部分溶氣水經(jīng)由II溶氣水支路閥門(mén)直接進(jìn)入到氣浮柱的第二溶氣水管路中，經(jīng)設(shè)在第二溶氣水管路上的多個(gè)釋放器釋放出微氣泡，在氣浮柱外筒中與未浮出的絮 凝體逆流接觸，強(qiáng)化氣浮分離；
e.打開(kāi)循環(huán)水閥門(mén)，關(guān)閉進(jìn)清水閥門(mén)，氣浮柱外筒底部一部分氣浮分離后的水經(jīng)設(shè)在第二溶氣水管路的下部的回流水管流出作為溶氣循環(huán)用水，根據(jù)エ藝需求調(diào)節(jié)排水閥門(mén)的大小進(jìn)行排水。有益效果本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)混凝共聚氣浮，降低溶氣能耗，提高氣浮效率，簡(jiǎn)化氣浮エ藝流程，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。主要優(yōu)點(diǎn)如下
(1)采用氣液混合泵-鼓泡式溶氣罐溶氣法，エ藝簡(jiǎn)單，無(wú)噪聲污染，能耗低，溶氣水出 水指標(biāo)穩(wěn)定；
(2)采用射流泵實(shí)現(xiàn)氣-固-液三相的混凝共聚，無(wú)需單獨(dú)設(shè)立混凝エ藝單元，簡(jiǎn)化流程，并可產(chǎn)生穩(wěn)定的氣固液三相絮凝體，提高氣浮效率、穩(wěn)定氣浮效果；
(3)采用雙層套筒柱式氣浮柱，占地面積小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)示意 圖2是本發(fā)明的鼓泡式溶氣罐結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明的射流泵結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明的氣浮柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的剖視圖。圖中1-入料泵；2_射流泵；3_加藥器；4_氣液混合泵；5_鼓泡式溶氣罐；6_氣浮柱；A-空氣；B-清水；C-原水；D-排水；E-浮出物；201_入射ロ ；202_引射ロ ；203_噴嘴；204-喉管;205_擴(kuò)散管;501_下封頭；502-噴嘴;503_出水ロ ;504_內(nèi)筒;505_外筒；508-上封頭，509 —安全閥；601_排水管；602-內(nèi)筒支撐座；603_回流水管；604_第II溶氣水管路；605_釋氣頭；606_第I溶氣水管路；607_外筒；608_內(nèi)筒，609-浮渣收集槽。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)ー步的描述
如圖I所示，本發(fā)明的環(huán)流溶氣共聚氣浮系統(tǒng)主要由包括入料泵I、射流泵2、加藥器3、氣液混合泵4、鼓泡式溶氣罐5、氣浮柱6構(gòu)成，入料泵I的出口經(jīng)管路和原水進(jìn)水閥門(mén)F5與射流泵2的入口相連接，射流泵2的出ロ經(jīng)管路和II溶氣水支路閥門(mén)F4與氣浮柱6相連接，氣浮柱6的出ロ經(jīng)管路和循環(huán)水閥門(mén)F8連接氣液混合泵4，氣浮柱6的底部設(shè)在控制排水D的排水閥門(mén)F9，氣液混合泵4的入口管路上設(shè)有分別進(jìn)入空氣A的進(jìn)氣閥門(mén)F6和進(jìn)入清水B的進(jìn)水閥門(mén)F7，氣液混合泵4連接鼓泡式溶氣罐5的入口，鼓泡式溶氣罐5的出口經(jīng)管路和溶氣水出水閥門(mén)Fl、I溶氣水支路閥門(mén)F2、II溶氣水支路閥門(mén)F4分別與射流泵2的引射ロ 202和氣浮柱6的外筒607入口相連，加藥器3經(jīng)管路和混凝劑加藥閥門(mén)F3連接在射流泵2的引射ロ 202處。如圖2所示，所述的鼓泡式溶氣罐5包括外筒505、設(shè)在外筒505中的內(nèi)筒504，內(nèi)筒504的底部設(shè)有與外筒505相連的下封頭501，下封頭501的中部設(shè)有進(jìn)入內(nèi)筒504的噴嘴502，下封頭501的側(cè)部設(shè)有連通外筒505的出水ロ 503，外筒505的中部設(shè)有液位控制 器506，外筒505的上部設(shè)有上封頭508，上封頭508上設(shè)有壓力表和安全閥509。如圖3所示，述的射流泵2包括入射ロ 201、下部為擴(kuò)散管205的喉管204，喉管204的上部經(jīng)連接套連接有與喉管204內(nèi)孔相通的噴嘴203，連接套的側(cè)壁上設(shè)有引射ロ 202。如圖4所示，所述的氣浮柱6包括外筒607、設(shè)在外筒607中的內(nèi)筒608，內(nèi)筒608中設(shè)有第一溶氣水管路606，第一溶氣水管路606與射流泵2相連，內(nèi)筒608的底部設(shè)有內(nèi)筒支撐座602，外筒607的下部設(shè)有與出水ロ 503相連的第二溶氣水管路604，第二溶氣水管路604上設(shè)有多個(gè)釋氣頭605，第二溶氣水管路604的下部設(shè)有與氣液混合泵4相連的回流水管603，外筒607的底部設(shè)有排水管601，外筒607的頂部設(shè)有浮渣收集槽609。利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的環(huán)流溶氣共聚氣浮エ藝
a.將系統(tǒng)中所有閥門(mén)關(guān)閉；
b.打開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)F6和進(jìn)水閥門(mén)F7，通入空氣A和清水B，在氣液混合泵4的作用下形成氣液混合流，從鼓泡式溶氣罐5底部的噴嘴501進(jìn)入溶氣灌內(nèi)筒504中，在溶氣灌內(nèi)筒504中通過(guò)壓カ將空氣溶解在水中，完成溶氣，未溶解的空氣進(jìn)入液面上方的氣相，高出溶氣灌內(nèi)筒504的氣液混合流溢流進(jìn)入溶氣罐外筒505，并通過(guò)液位控制器506調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥F6的開(kāi)度來(lái)控制液位穩(wěn)定在設(shè)定值附近，溶氣水經(jīng)由出水管503流出；多余的空氣通過(guò)安全閥509排出；
c.當(dāng)鼓泡式溶氣罐達(dá)到設(shè)定壓力0.1-0. 5MPa后，打開(kāi)II溶氣水支路閥門(mén)F4，使溶氣水進(jìn)入氣浮柱6中；
d.當(dāng)氣浮柱中的水開(kāi)始溢流進(jìn)入浮渣收集槽609時(shí)，依次打開(kāi)原水進(jìn)水閥門(mén)F5、溶氣水出水閥門(mén)F1、I溶氣水支路閥門(mén)F2、混凝劑加藥閥門(mén)F3，開(kāi)啟入料泵I將原水C打入射流泵2，在負(fù)壓的作用下，鼓泡式溶氣罐5中的溶氣水從溶氣水出ロ 503經(jīng)管路與混凝劑加藥器3中的藥劑一起從射流泵2的引射流入ロ 202進(jìn)入，經(jīng)噴嘴203和進(jìn)入的原水C在喉管204中在高紊流條件下充分混合，在混凝藥劑作用下，開(kāi)始形成絮粒，并與微氣泡實(shí)現(xiàn)混凝共聚作用；之后從第一溶氣水管路606進(jìn)入氣浮柱6的內(nèi)筒608中；同時(shí)，部分溶氣水經(jīng)由II溶氣水支路閥門(mén)F4直接進(jìn)入到氣浮柱6的第二溶氣水管路604中，經(jīng)設(shè)在第二溶氣水管路604上的多個(gè)釋放器605釋放出微氣泡，在氣浮柱外筒607中與未浮出的絮凝體逆流接觸，強(qiáng)化氣浮分離；
e.打開(kāi)循環(huán)水閥門(mén)F8，關(guān)閉進(jìn)清水閥門(mén)F7，氣浮柱外筒607底部一部分氣浮分離后的水經(jīng)設(shè)在第二溶氣水管路604的下部的回流水管603流出作為溶氣循環(huán)用水，根據(jù)エ藝需 求調(diào)節(jié)排水閥門(mén)F9的大小進(jìn)行排水。
權(quán)利要求
1.ー種環(huán)流溶氣共聚氣浮系統(tǒng)，包括入料泵(I)、射流泵(2)、加藥器(3)、氣液混合泵(4)、鼓泡式溶氣罐(5)、氣浮柱(6)，所述的射流泵(2)包括下部為擴(kuò)散管(205)的喉管(204)，喉管(204)的上部經(jīng)連接套連接有與喉管(204)內(nèi)孔相通的噴嘴(203)，連接套的側(cè)壁上設(shè)有引射ロ(202)，其特征在于所述的鼓泡式溶氣罐(5)包括外筒(505)、設(shè)在外筒(505)中的內(nèi)筒(504)，內(nèi)筒(504)的底部設(shè)有與外筒(505)相連的下封頭(501)，下封頭(501)的中部設(shè)有進(jìn)入內(nèi)筒(504)的噴嘴(502)，下封頭(501)的側(cè)部設(shè)有連通外筒(505)的出水ロ(503)，外筒(505)中部設(shè)有液位控制器(506)、液位監(jiān)視管(507)，外筒(505)的上部設(shè)有上封頭(508)，上封頭(508)上設(shè)有壓力表和安全閥(509);所述的氣浮柱(6)包括外筒(607)、設(shè)在外筒(607)中的內(nèi)筒(608)，內(nèi)筒(608)中設(shè)有第一溶氣水管路(606)，內(nèi)筒(608)的底部設(shè)有內(nèi)筒支撐座(602)，外筒(607)的下部設(shè)有第二溶氣水管路(604)，第ニ溶氣水管路(604)上設(shè)有多個(gè)釋氣頭(605)，第二溶氣水管路(604)的下部設(shè)有回流水管(603 )，外筒(607 )的底部設(shè)有排水管(601)，外筒(607 )的頂部設(shè)有浮渣收集槽(609 );所述入料泵(I)的出口經(jīng)管路和閥門(mén)與射流泵(2 )的入口相連接，射流泵(2 )的出口經(jīng)管路和閥門(mén)與氣浮柱(6 )的內(nèi)筒(608 )入口相連接，氣浮柱(6 )的出口經(jīng)管路和閥門(mén)連接氣液混合泵(4),氣液混合泵(4 )連接鼓泡式溶氣罐(5 )的入口，鼓泡式溶氣罐(5 )的出口經(jīng)管路和閥門(mén) 分別與射流泵(2)的引射ロ(202)和氣浮柱(6)的外筒(607)入口相連，加藥器(3)連接在射流泵(2)的引射ロ(202)處。
2.ー種利用權(quán)利要求I所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的環(huán)流溶氣共聚氣浮エ藝，其特征在于 a.將系統(tǒng)中所有閥門(mén)關(guān)閉； b.打開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)(F6)和進(jìn)水閥門(mén)(F7)，通入空氣(A)和清水(B)，在氣液混合泵(4)的作用下形成氣液混合流，從鼓泡式溶氣罐(5)底部的噴嘴(501)進(jìn)入溶氣灌內(nèi)筒(504)中，在溶氣灌內(nèi)筒以氣泡流形式(504)完成溶氣，未溶解的空氣進(jìn)入液面上方空氣相，高出溶氣灌內(nèi)筒(504)的溶氣水溢流進(jìn)入溶氣罐外筒(505)，并通過(guò)液位控制器(506)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥(F6)的開(kāi)度來(lái)控制液位穩(wěn)定在設(shè)定值附近，溶氣水經(jīng)由出水管(503)流出，多余的空氣通過(guò)安全閥(509)排出； c.當(dāng)鼓泡式溶氣罐(5)達(dá)到設(shè)定壓カ0.1-0. 5MPa后，打開(kāi)II溶氣水支路閥門(mén)(F4)，使溶氣水進(jìn)入氣浮柱(6)中； d.當(dāng)氣浮柱中的水開(kāi)始溢流進(jìn)入浮渣收集槽(609)時(shí)，依次打開(kāi)原水進(jìn)水閥門(mén)(F5)、溶氣水出水閥門(mén)(Fl)、I溶氣水支路閥門(mén)(F2)、混凝劑加藥閥門(mén)(F3)，開(kāi)啟入料泵(I)將原水(C)打入射流泵(2 )，在負(fù)壓的作用下，鼓泡式溶氣罐(5 )中的溶氣水從溶氣水出口( 503 )經(jīng)管路與混凝劑加藥器(3)中的藥劑一起從射流泵(2)的引射流入ロ(202)進(jìn)入，經(jīng)噴嘴(203)和進(jìn)入的原水(C)在喉管(204)中在高紊流條件下充分混合，在混凝藥劑作用下，開(kāi)始形成絮粒，并與微氣泡實(shí)現(xiàn)混凝共聚作用；之后從第一溶氣水管路(606)進(jìn)入氣浮柱(6)的內(nèi)筒(608)中；同時(shí)，部分溶氣水經(jīng)II溶氣水支路閥門(mén)(F4)直接進(jìn)入到氣浮柱(6)的第ニ溶氣水管路(604)中，經(jīng)設(shè)在第二溶氣水管路(604)上的多個(gè)釋放器(605)釋放出微氣泡，在氣浮柱外筒(607)中與未浮出的絮凝體逆流接觸，強(qiáng)化氣浮分離； e.打開(kāi)循環(huán)水閥門(mén)(F8)，關(guān)閉進(jìn)清水閥門(mén)(F7)，氣浮柱外筒(607)底部一部分氣浮分離后的水經(jīng)設(shè)在第二溶氣水管路(604)的下部的回流水管(603)流出作為溶氣循環(huán)用水，根據(jù)エ藝需求調(diào)節(jié)排水閥門(mén)(F9)的大小進(jìn)行排水。
全文摘要
一種環(huán)流溶氣共聚氣浮系統(tǒng)及工藝，系統(tǒng)主要由包括入料泵、射流泵、加藥器、氣液混合泵、鼓泡式溶氣罐、氣浮柱構(gòu)成，采用氣液混合泵-鼓泡式溶氣罐溶氣工藝，溶氣水出水指標(biāo)穩(wěn)定；利用射流泵實(shí)現(xiàn)混藥、氣-固-液三相混凝共聚的同步一體化，無(wú)需單獨(dú)設(shè)立混凝工藝單元，簡(jiǎn)化流程，并可產(chǎn)生穩(wěn)定的氣固液三相絮凝體，提高氣浮效率、穩(wěn)定氣浮效果；采用雙層套筒柱式氣浮池，占地面積小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制可實(shí)現(xiàn)混凝共聚氣浮，降低溶氣能耗，提高氣浮效率，簡(jiǎn)化氣浮工藝流程，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。其工藝簡(jiǎn)單，無(wú)噪聲污染，能耗低，氣浮效果好。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102730781SQ20121022713
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者匡亞莉, 張海陽(yáng), 林喆 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)