一種新型水處理氣浮池的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型水處理氣浮池包括池體，池體內順次設置第一分隔板、第二分隔板和第三分隔板，第一分隔板、第二分隔板和第三分隔板順次將池子分割為碰撞接觸室、粘附接觸室、氣浮分離室以及導流出水室，碰撞接觸室和粘附接觸室由第一通道在池底連通，氣浮分離室和導流出水室由第二通道在池底連通，碰撞接觸室底部和粘附接觸室底部均布置溶氣釋放器，碰撞接觸室上部布置原水入水管管口，碰撞接觸室上方設置水力排渣系統，氣浮分離室上方設置機械排渣系統。它顯著提高微氣泡-懸浮物的相互作用，實現微氣泡與懸浮物有效粘附，提高了抵抗水質變化風險能力和凈水效果。
【專利說明】一種新型水處理氣浮池
[0001]【技術領域】
[0002]本實用新型涉及一種新型水處理氣浮池。
[0003]【背景技術】
[0004]目前加壓溶氣氣浮工藝分為順流式氣浮工藝和逆流式氣浮工藝。順流式氣浮工藝是氣浮接觸室中采用順流的方式使原水與溶氣水進行同向流動，微氣泡與懸浮物在接觸室同向運動并完成碰撞與粘附過程，由于微氣泡與懸浮物向上同向流動，微氣泡與懸浮物的接觸時間短，造成微氣泡的附著效果差，尤其是在原水中油或懸浮顆粒比較多以及絮體松散的情況下，順流式氣浮工藝難以有效去除水中油和懸浮顆粒，凈水效果不理想。
[0005]逆流式氣浮工藝是氣浮接觸室中采用逆流的方式使原水與溶氣水進行逆向接觸，微氣泡與原水逆向流動，氣浮接觸室底部出水，下降的懸浮物與上升的微氣泡逆向接觸，使微氣泡與懸浮物碰撞。在逆流過程中，微氣泡與懸浮物實現有效碰撞，粘附過程不需要太大的水流動力，但是由于原水向下流動，呈紊流狀態，水流動力大，碰撞后的微氣泡與懸浮物不能很好的粘附形成穩定的泡絮體或者粘附之后在原水逆流作用下發生脫附現象，導致泡絮體不能很好的完成上浮分離過程，出現“跑礬花’現象。逆流式氣浮工藝對原水水質變化以及表面負荷的適應性不強，隨著運行的進行，凈水效果變差，往往通過增大回流比、增大微氣泡濃度或者增加氣浮池深度來獲得較好水質，但是這種做法極為耗能而且經濟效益不聞。
[0006]實用新型內容
[0007]本實用新型要解決的技術問題是提供一種新型水處理氣浮池，它顯著提高微氣泡-懸浮物的相互作用，實現微氣泡與懸浮物有效粘附，提高了抵抗水質變化風險能力和凈水效果。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為:
[0009]一種新型水處理氣浮池，包括池體，池體內順次設置第一分隔板、第二分隔板和第三分隔板，第一分隔板、第二分隔板和第三分隔板順次將池子分割為碰撞接觸室、粘附接觸室、氣浮分離室以及導流出水室，碰撞接觸室和粘附接觸室由第一通道在池底連通，氣浮分離室和導流出水室由第二通道在池底連通，碰撞接觸室底部和粘附接觸室底部均布置溶氣釋放器，碰撞接觸室上部布置原水入水管管口，碰撞接觸室上方設置水力排渣系統，氣浮分離室上方設置機械排渣系統。
[0010]上述新型水處理氣浮池，碰撞接觸室的水流速為15?25mm/s，粘附接觸室的水流速度為5?15mm/s,第一通道的水流流速為10_20mm/s。
[0011]上述新型水處理氣浮池,氣浮分離室向下水流速為f 3mm/s，其中包括溶氣水回流量。
[0012]上述新型水處理氣浮池，碰撞接觸室和粘附接觸室內的溶氣釋放器均位于第一通道上方15-25cm處。
[0013]上述新型水處理氣浮池，碰撞接觸室和粘附接觸室內的溶氣釋放器分別與溶氣水支管連接，兩溶氣水支管和溶氣水總管連接，兩溶氣水支管上均設置控制閥和流量計量裝置。
[0014]上述新型水處理氣浮池，原水入水管管口與碰撞接觸室底部設置的溶氣釋放器的垂直距離不小于lm，原水入水管管口距碰撞接觸室液位垂直距離不小于30cm。
[0015]上述新型水處理氣浮池，碰撞接觸室和粘附接觸室對應的池底設置清除池底沉淀物的排渣放空管。
[0016]上述新型水處理氣浮池，導流出水室的處理后水由溢流管排出，溢流管上設有控制閥。
[0017]上述新型水處理氣浮池，原水入水管上設有流量計和控制閥。
[0018]上述新型水處理氣浮池，水處理氣浮池長寬比為1: 1~1: 4，碰撞接觸室和粘附接觸室一起稱為接觸室，接觸室長寬比為1:廣1: 1.5，水處理氣浮池有效水深為1.5^2.0m,水處理氣浮池水力停留時間為l(Tl5min。
[0019]本實用新型的氣浮接觸室分為兩級，分別為碰撞接觸室和粘附接觸室，碰撞接觸室和粘附接觸室由第一通道在池底連通，碰撞接觸室底部和粘附接觸室底部均布置溶氣釋放器。在碰撞接觸室，微氣泡與原水逆向流動，完成了微氣泡與懸浮物的充分碰撞，然后碰撞接觸室的出水進入粘附接觸室，在粘附接觸室，微氣泡與原水同向流動接觸，碰撞接觸室的部分微氣泡進入粘附接觸室增大了粘附接觸室微氣泡濃度，便于在粘附接觸室完成微氣泡與懸浮物的粘附過程，形成穩定的泡絮體上浮至氣浮分離室。原水順次流經碰撞接觸室和粘附接觸室，微氣泡與懸浮物的接觸時間長，提高了微氣泡的附著效果，能夠較好降低泡絮體脫附現象的發生，強化出水水質。本實用新型顯著提高微氣泡-懸浮物的相互作用，實現微氣泡與懸浮物充分碰撞和有效粘附，降低泡絮體脫附現象的發生概率，大大提高了氣浮工藝抵抗水質變化風險能力和凈水效果。
[0020]【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖對本實用新型進一步詳細的說明:
[0022]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0023]圖中:I第一分隔板，2第二分隔板，3第三分隔板，4碰撞接觸室，5粘附接觸室，6氣浮分離室，7導流出水室，8溶氣釋放器，9原水入水管管口，10流量計。
【具體實施方式】
[0024]通過研究發現，氣浮工藝中微氣泡與懸浮物粘附結合機理主要遵循碰撞粘附機理，可將微氣泡與懸浮物之間的相互作用過程分解為三個子過程:(I)碰撞過程，即兩者間距逐步縮小至相遇的過程；(2)粘附，即兩者之間液膜厚度變薄至破裂，最終形成穩定的三相接觸角的過程；(3)脫附，即泡絮結合體的再分離，如果剪切動能(或其他形式的擾動能量)超過粘附能，氣泡、顆粒便會再次分離。
[0025]三個過程發生的氣泡表面區域不同，所需的作用力也不同。碰撞過程主要發生在微氣泡的液相主流區和剪切區，主要作用力為水流動力、擴散與電場力的作用。粘附過程主要發生在微氣泡粘附區，主要作用力為表面力。粘附過程不需要太大的水流動力，防止泡絮體脫附現象的發生。
[0026]基于上述研究結果，如圖1所示，水處理氣浮池包括池體，池體內順次設置第一分隔板1、第二分隔板2和第三分隔板3,第一分隔板、第二分隔板和第三分隔板順次將池子分割為碰撞接觸室4、粘附接觸室5、氣浮分離室6以及導流出水室7。碰撞接觸室和粘附接觸室由第一通道在池底連通，氣浮分離室和導流出水室由第二通道在池底連通。碰撞接觸室底部和粘附接觸室底部均布置溶氣釋放器8，碰撞接觸室上部布置原水入水管管口 9，為了收集碰撞接觸室上浮產生的浮渣在接觸室上方設置水力集渣槽，通過控制氣浮池液位，實現碰撞接觸室水力溢渣。氣浮分離室上方設置機械排渣系統，經過有效粘附的泡絮體流動至氣浮分離室完成固液分離，上浮至液面的浮渣被刮渣機收集，自機械排渣槽排出。
[0027]碰撞接觸室和粘附接觸室內的溶氣釋放器均位于第一通道上方15_25cm處。
[0028]為了防止原水進水水流力沖碎已上浮至液面的浮渣，原水入水管管口位于碰撞接觸室液面30 cm以下。
[0029]碰撞接觸室和粘附接觸室內的溶氣釋放器分別與溶氣水支管連接，兩溶氣水支管和溶氣水總管連接，兩溶氣水支管上均設置閥門和流量計10。兩溶氣水支管上均設置閥門可以實現順流式氣浮工藝、逆流式氣浮工藝和逆流-順流(混合流式)氣浮工藝的靈活切換以及控制溶氣水回流比的大小，增強了氣浮池對水質變化的適應能力。
[0030]碰撞接觸室和粘附接觸室對應的池底設置清除池底沉淀物的排渣放空管。
[0031]導流出水室的處理后水由溢流管排出，溢流管上設有控制閥，通過控制閥調節氣浮池中水位高度,實現碰撞接觸室的水力排渣。
[0032]原水入水管上設有流量計和控制閥,控制原水入水。
[0033]碰撞接觸室的水流流速為15-25mm/s，粘附接觸室的水流流速為5-15mm/s，第一通道的水流流速為10-20mm/s。碰撞接觸室紊流狀態向粘附接觸區趨于層流狀態的轉變，與碰撞接觸室相比，粘附接觸室水流速度較慢，即粘附接觸室的有效流通面積大于碰撞接觸室的有效流通面積，這樣利于氣泡粘附顆粒，同時減少脫附的發生。
[0034]本實用新型的水處理工藝如下:原水經過絮凝過程后，首先進入碰撞接觸室，在碰撞接觸室，微氣泡與原水逆向流動，完成了微氣泡與懸浮物的充分碰撞，并初步粘附形成密度小于水的泡絮體上浮至液面成為浮渣，由水力排渣系統排出，水質得到初步凈化。未能穩定上浮的絮體和懸浮物在水流沖擊的作用下，進入粘附接觸室，在粘附接觸室，微氣泡與原水同向流動接觸，完成有效粘附過程，形成密度小于水的泡絮體上浮進入氣浮分離室，浮渣由機械排渣系統收集，凈水進入導流出水室，然后溢流進入下一級反應器，完成溶氣氣浮工藝。在接觸室(碰撞接觸室和粘附接觸室)，微氣泡-懸浮物粘附接觸是碰撞接觸后的進一步強化處理，在提高接觸效果的同時，有效完成顆粒的粘附過程，因而達到了強化氣浮出水的目的。
[0035]實施例1
[0036]下面以某地區引黃水為例，原水濁度為7.52NTU, CODsfa, UV254, TOC分別為4.59mg/L、0.053,5.668mg/L，葉綠素 a 為 18.13mg/L，藻計數為 pH值 7.93?8.44，水溫 10.8?11.6°C。
[0037]絮凝階段使用絮凝劑為PAFC (聚合氯化鋁鐵)，一級絮凝階段G值65S-1，二級絮凝階段G值40S-1，攪拌IOmin得到待凈化水。
[0038](I)原水經過絮凝過程后進入碰撞接觸室，進水流速為15mm/s，由碰撞接觸室底部設置的溶氣釋放器釋放的微氣泡與待凈化水逆向流動，溶氣壓力為0.35Mpa，碰撞接觸室與粘附接觸室溶氣水分配比例為1:2.5，完成微氣泡與待凈化水中懸浮物的充分碰撞，初步粘附形成密度小于水的泡絮體上浮至液面成為浮渣，由水力排渣系統排出，水質得到初步凈化；
[0039](2)待凈化水中未能穩定上浮的絮體或懸浮物在水流沖擊的作用下，通過碰撞接觸室與粘附接觸室底部連通的部分進入粘附接觸室，在粘附接觸室，由粘附接觸室底部設置的溶氣釋放器釋放的微氣泡與待凈化水同向流動接觸，溶氣壓力、溶氣與水的體積配比同碰撞接觸室中一致，完成有效粘附過程，形成密度小于水的泡絮體上浮進入氣浮分離室，浮渣由機械排渣系統收集，凈水進入導流出水室，完成凈化過程，此過程總溶氣水回流比為
8% ο
[0040]采用上述凈水方法，PAFC投加量與污染物濁度去除率的關系如圖2所示，數據見表1。
[0041]表1 PAFC投加量與各種污染物去除率關系表
[0042]
【權利要求】
1.一種新型水處理氣浮池，其特征在于:包括池體，池體內順次設置第一分隔板、第二分隔板和第三分隔板，第一分隔板、第二分隔板和第三分隔板順次將池子分割為碰撞接觸室、粘附接觸室、氣浮分離室以及導流出水室，碰撞接觸室和粘附接觸室由第一通道在池底連通，氣浮分離室和導流出水室由第二通道在池底連通，碰撞接觸室底部和粘附接觸室底部均布置溶氣釋放器，碰撞接觸室上部布置原水入水管管口，碰撞接觸室上方設置水力排渣系統，氣浮分離室上方設置機械排渣系統。
2.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:碰撞接觸室的水流速為15?25mm/s，粘附接觸室的水流速度為5?15mm/s，第一通道的水流流速為10-20mm/s。
3.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:氣浮分離室向下水流速為f3mm/s，其中包括溶氣水回流量。
4.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:碰撞接觸室和粘附接觸室內的溶氣釋放器均位于第一通道上方15-25cm處。
5.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:碰撞接觸室和粘附接觸室內的溶氣釋放器分別與溶氣水支管連接，兩溶氣水支管和溶氣水總管連接，兩溶氣水支管上均設置控制閥和流量計量裝置。
6.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:原水入水管管口與碰撞接觸室底部設置的溶氣釋放器的垂直距離不小于lm，原水入水管管口距碰撞接觸室液位垂直距離不小于30cm。
7.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:碰撞接觸室和粘附接觸室對應的池底設置清除池底沉淀物的排渣放空管。
8.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:導流出水室的處理后水由溢流管排出，溢流管上設有控制閥。
9.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:原水入水管上設有流量計和控制閥。
10.根據權利要求1所述的新型水處理氣浮池，其特征在于:水處理氣浮池長寬比為1:1-1: 4，碰撞接觸室和粘附接觸室一起稱為接觸室，接觸室長寬比為1:1-1:1.5，水處理氣浮池有效水深為1.5-2.0m，水處理氣浮池水力停留時間為10-15min。
【文檔編號】C02F1/24GK203741078SQ201420129854
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】賈偉建, 李梅, 王永磊, 張克峰, 賈瑞寶, 宋武昌, 王琳, 王安爽, 王鵬, 邵明輝, 尹明山 申請人:山東建筑大學