CN102863058A - 气浮式水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气浮式水处理系统，包括溶气装置，加药装置和气泡发生装置，所述溶气装置和加药装置分别与气泡发生装置相连；所述溶气装置用于生成具有预先设定压力的气液混合流体；所述加药装置用于将药液加入到气泡发生装置；所述气泡发生装置用于生成包含带药气泡的气液混合流体；将所述溶气装置生成的气液混合流体和药液加入到气泡发生装置中，经过气泡发生装置生成包含带药气泡的气液混合流体。本发明结构简单，提高了药液的反应效率，能够有效减少药液使用的剂量，且提高了分离效率。

Description

气浮式水处理系统

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种气浮式水处理系统。

背景技术

目前，各行业生产过程中都产生大量污水，为了使污水的无害化，在处理过程中选择不同的工艺。其中，压力溶气气浮系统在除油和悬浮物方面有相当广泛的应用。

现有的压力溶气气浮系统的工作原理是利用水在不同压力下溶解度不同的特性，在加压状态下使气体强制溶于全部或部分待处理(或处理后)的水中，增加水的气体溶解量，然后通过加入混凝剂的水中，再突然减压，即在常压情况下释放，使溶解的气体从水中释放出来，以气泡形式粘附在杂质絮粒上，造成絮粒整体密度小于水而上升，使固液分离，最终去除杂质。虽然现有的压力溶气气浮系统也能够实现净化水的目的，但是需要使用大量的混凝剂，药液费用占整个运行费用的60％以上。对此，现有技术中尚无更好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气浮式水处理系统，其结构简单，提高了药液的反应效率，能够有效减少药液使用的剂量，且提高了分离效率。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种气浮式水处理系统，包括溶气装置，加药装置和气泡发生装置，所述溶气装置和加药装置分别与气泡发生装置相连；

所述溶气装置用于生成具有预先设定压力的气液混合流体；所述加药装置用于将药液加入到气泡发生装置；所述气泡发生装置用于生成包含带药气泡的气液混合流体；将所述溶气装置生成的气液混合流体和药液加入到气泡发生装置中，经过气泡发生装置生成包含带药气泡的气液混合流体。

上述目的还可以通过下述技术方案进一步完善。

所述气泡发生装置包括微小气泡发生装置；所述微小气泡发生装置包括容器，气液导入管和两个气液喷射孔；所述容器具有中心轴，容器的外壁相对于中心轴对称；所述容器具有中空部，中空部具有旋转对称轴，中空部相对于旋转对称轴旋转对称；所述气液导入管按照与容器的直径相垂直的方式固定设置在容器上，气液导入孔是气液导入管进入到容器的中空部的端口；所述气液喷射孔开设在中空部的旋转对称轴与容器相交处，气液喷射孔所在旋转对称轴与容器的中心轴平行且稍稍偏向气液导入孔一侧的相反侧的位置；所述加药装置包括加药管；所述气浮式水处理系统还包括连接架，所述连接架固定在容器外侧，加药管通过连接架设置在其中一个气液喷射孔外侧；气液混合流体通过微小气泡发生装置的气液导入管进入容器，药液通过加药管进入容器；经过容器生成包含带药气泡的气液混合流体从气液喷射孔的边缘喷出；气液喷射孔的中心部分形成的负压将原水和加药管中的药液或气体吸入。

所述气液导入孔与容器的中心连接的直线，以及气液喷射孔与容器的中心连接的直线之间的夹角在45°＜α＜160°的范围。

所述气液喷射孔的直径沿着喷射方向变大。

所述加药管的一端设有加药口，加药口一端伸入连接架靠近气液喷射孔；所述加药口靠近气液喷射孔的外边缘至连接架与加药口接触处的角度设置在0-45°之间的任意角度。

所述气泡发生装置还包括多个小气泡发生装置；每个所述小气泡发生装置都溶气装置和一个加药装置的加药管连接，使药液与气液混合流体经小气泡发生装置生成带药的小气泡。

所述溶气装置还包括流量传感器，所述流量传感器用于检测气液混合流体的流量；所述加药装置还包括控制器；所述控制器根据流量传感器检测到的气液混合流体的流量控制加药装置加药的剂量。

还包括气浮池，所述气浮池一侧设有原水入口；所述微小气泡发生装置和多个小气泡发生装置位于气浮池底部，按照产生的带药的气泡直径从小到大排列从气浮池设有原水入口的一侧向另一侧排列。

所述中空部是球状或两个球部连接而成的形状或半球状或炮弹状或圆锥状或圆锥状的底面相连接而成的形状或两个圆锥状体在中央的圆筒体部连通的形状或从中间部朝向两端部集中的蛋状或从后部侧朝向前端部集中的基本为圆锥台状。

还包括刮渣机和集水管；所述刮渣机定期将上浮的浮渣排出，集水管将清洁的水收集。

本发明的气浮式水处理系统，其结构简单，提高了药液的反应效率，能够有效减少药液使用的剂量，且提高了分离效率。

附图说明

图1是本发明的气浮式水处理系统的结构示意图；

图2是本发明的气浮式水处理系统的一个实施例的局部架构示意图；

图3是本发明的气浮式水处理系统的另一个实施例的局部架构示意图；

图4是本发明的气浮式水处理系统的微小气泡发生装置的立体示意图；

图5是图4所示微小气泡发生装置的主视图；

图6是图4所示微小气泡发生装置的侧视图；

图7是图4所示微小气泡发生装置内部的流体的状态的主要部分的剖面状态图。

其中：

1气泡发生装置：

11微小气泡发生装置：

11a容器：11a′中空部；11b气液导入管，11c气液导入孔，11d气液喷射孔：11d′弯曲面；11e间隙；

2溶气装置；

3加药装置：31加药管：310加药口；

4连接架；5气浮池；6刮渣机；7集水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的气浮式水处理系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的气浮式水处理系统，如图1所示，包括气泡发生装置1，溶气装置2和加药装置3，所述溶气装置2和加药装置3分别与气泡发生装置1相连；

所述溶气装置2用于生成具有预先设定压力的气液混合流体；所述加药装置3用于将药液加入到气泡发生装置1；所述气泡发生装置1用于生成包含带药气泡的气液混合流体；

将所述溶气装置2生成的气液混合流体和药液加入到气泡发生装置1中，经过气泡发生装置1生成包含带药气泡的气液混合流体。

优选的，如图2所示，所述气泡发生装置1所述气泡发生装置包括微小气泡发生装置11；所述微小气泡发生装置包括容器11a，气液导入管11b和两个气液喷射孔11d(微小气泡发生装置的具体结构和工作过程在下文有具体描述)；

所述容器11a具有中心轴，容器11a的外壁相对于中心轴对称；所述容器11具有中空部11a′，中空部11a′具有旋转对称轴，中空部相对于旋转对称轴旋转对称；所述气液导入管11b按照与容器11a的直径相垂直的方式(即沿容器的切线方向)固定设置在容器上，气液导入孔11c是气液导入管11b进入到容器的中空部11a′的端口；所述气液喷射孔11d开设在中空部11a′的旋转对称轴与容器相交处，气液喷射孔11d所在旋转对称轴与容器的中心轴平行且稍稍偏向气液导入孔11c一侧的相反侧的位置；

所述加药装置3包括加药管31；所述气浮式水处理系统还包括连接架4，所述连接架4固定在容器11a外侧，加药管31通过连接架4设置在其中一个气液喷射孔11d外侧；

气液混合流体通过微小气泡发生装置11的气液导入管11b进入容器11a，药液通过加药管31进入容器11a；

经过容器11a生成包含带药气泡的气液混合流体从气液喷射孔11d的边缘喷出；气液喷射孔11d的中心部分形成的负压将原水和加药管31中的药液或气体吸入。在加药管中有药液时，吸入药液；在加药管中没有药液时，吸入气体。

优选的，如图3所示，加药管31的一端设有加药口310，加药口310一端伸入连接架4靠近气液喷射孔11d；药液或气体通过加药口310和气液喷射孔11d被吸入到容器11a内。所述加药口靠近气液喷射孔的外边缘至连接架与加药口接触处的角度设置在0-45°之间的任意角度。根据所选择的需要进入气液喷射孔的药液或气体，调整加药口310和气液喷射孔11d之间的距离和开口的直径。

优选的，所述气液导入孔11c与容器11a的中心连接的直线，以及气液喷射孔11d与容器11a的中心连接的直线之间的夹角在45°＜α＜160°的范围。

优选的，所述气液喷射孔11d的直径沿着喷射方向变大。

优选的，所述溶气装置还包括流量传感器，所述流量传感器用于检测气液混合流体的流量；所述加药装置还包括控制器；所述控制器根据流量传感器检测到的气液混合流体的流量控制加药装置加药的剂量。

优选的，所述中空部11a′是球状或两个球部连接而成的形状或半球状或炮弹状或圆锥状或圆锥状的底面相连接而成的形状或两个圆锥状体在中央的圆筒体部连通的形状或从中间部朝向两端部集中的蛋状或从后部侧朝向前端部集中的基本为圆锥台状。

优选的，所述气泡发生装置还包括多个小气泡发生装置；每个所述小气泡发生装置都溶气装置和一个加药装置的加药管连接，使药液与气液混合流体经小气泡发生装置生成带药的小气泡。

优选的，如图1所示，气浮式水处理系统还包括气浮池5，所述气浮池5一侧设有原水入口；所述微小气泡发生装置和多个小气泡发生装置位于气浮池底部，按照产生的带药的气泡直径从小到大排列从气浮池5设有原水入口的一侧向另一侧排列。

优选的，如图1所示，气浮式水处理系统还包括刮渣机6和集水管7；所述刮渣机6定期将上浮的浮渣排出，集水管7将清洁的水收集。

微小气泡发生装置如图4，图5和图6所示，标号11表示微小气泡发生装置；标记11a表示具有球状的中空部的容器，容器11a具有中心轴，容器11a的外壁相对于中心轴对称分布；中空部11a′具有旋转对称轴，中空部按照保持旋转对称的方式形成；标号11b表示气液导入管，气液导入管11b位于中心轴的一侧且按照与容器11a的直径相垂直的方式(即沿容器1a切线方向)固定设置在容器11a上；标号11c表示气液导入孔，气液导入孔11c是气液导入管11b进入到容器11a的中空部的端口；

标号11d表示气液喷射孔，气液喷射孔11d开设在容器11a上，沿着中空部的旋转对称轴的方向开设在从容器11a的中心轴，稍稍偏向气液导入孔11c一侧的相反侧的位置(即气液喷射孔11d开设在中空部的旋转对称轴与容器11a相交处，所述旋转对称轴位于从容器11a的中心轴，稍稍偏向气液导入孔11c一侧的相反侧的位置)。

上述气液喷射孔11d开设在容器11a上，沿着中空部的旋转对称轴的方向开设在从容器11a的中心轴，稍稍偏向气液导入孔11c一侧的相反侧的位置。这样做的目的在于通过流入容器11a内部的气液混合流体的回旋流，形成于两个气液喷射孔11d之间的负压轴推挤从气液导入孔11c流入的气液混合流体，稍稍偏向气液导入孔11c一侧的相反侧。通过按照与形成有负压轴的位置对齐的方式，开设气液喷射孔11d，可最大限度地产生微小气泡。

将气液导入孔11c与容器11a的中心部连接的直线，以及将气液喷射孔11d与容器11a的中心部连接的直线之间的夹角(α)在10°＜α＜170°的范围内，最好在45°＜α＜160°的范围内，尤其是最好在60°＜α＜120°的范围内，由于伴随α＞120°的情况，从气液导入孔11c，流向气液喷射孔11d的流体呈现短路(short pass)的倾向，伴随α＜60°的情况，呈现作用于流体上的剪弹力增强，但是气泡的直径不稳定的倾向，伴随α＞160°，或α＜45°的情况，上述的这些倾向增强，虽然这还要依赖于液体的种类，如果α＞170°，或α＜10°，则具有更大的倾向，故最好不采用这些范围。特别是最好上述角度可设定为90°。

下面结合图7，对微小气泡发生装置的动作进行描述。

气液喷射孔11d的边缘部，形成有朝向外侧扩大的弯曲面11d′。标号11e表示由来自外部的负压液与在容器11a的内部回旋的气液混合流体形成的气液喷射孔11d之间的间隙，符号X表示由在容器1a的内部回旋的气液混合流体形成的负压轴。

如果从气液导入孔11c(从切线方向)，使气液混合流体流入到容器11a的内部，则该气液混合流体通过回旋而剧烈地实现气液混合，同时朝向喷射孔11d侧移动。此时，因液体与气体之间的比重的差，对液体作用离心力，对气体作用向心力，在中心轴侧，形成负压轴X。另外，因负压轴X的作用，在气液喷射孔11d附近的液相的液体上，作用外部的液体打算进入气液喷射孔11d的内部的力。另一方面，容器11a的内部的气液混合流体处于状态，即，其在回旋的同时，靠近气液喷射孔11d，伴随该情况，其回旋速度加快，在气液喷射孔11d附近，回旋速度达到最大，该气液混合流体与负压液相互推挤。于是，集中于负压轴X上的气体以缩气体的方式通过由回旋的气液混合流体与负压液(即原水)形成的间隙11e，沿微小气泡发生装置11的弯曲面11d′，形成包含大量的微小气泡的流体(即包含带药气泡的气液混合流体)，从气液喷射孔11d，朝向液相喷射。

此时，在气液喷射孔11d的边缘部(侧面)，形成有弯曲面11d′，在该弯曲面11d’处，还对气体作用压力，对气体剪切，更微小的大量的气泡形成流体而喷射。

采用上述微小气泡发生装置，则获得以下这样的作用。

(1)由于在微小气泡发生装置11中的容器11a处，以气液导入孔11c为中心，在两侧的对称位置的中心线，开设有气液喷射孔11d，故可从微小气泡发生装置11的两侧，朝向较宽的范围，喷射微小气泡。

(2)由于微小气泡发生装置11呈球状，故借助负压液的压力，从气液喷射孔11d到容器1a的周围，在更宽的范围，喷射微小气泡。

(3)在喷射集中于负压轴X处的气体时，由于该气体在通过负压液压缩的同时，受到剪切，故可以喷射更微小的大量的气泡。

(4)在将微小气泡发生装置11用于气液反应装置，污水处理装置等的场合，即使在泵的动作/不动作等时，因装置内的剩余压力(负压)的作用，液体反向流动的情况下，由于在微小气泡发生装置11中没有用于获取气体的细孔等，故仍不会因反应物、污物的作用而产生孔的堵塞。

(5)由于在微小气泡发生装置11中没有用于获取气体的细孔等，故即使在容器11a的内部处于高压的情况下，仍不产生反向流动，由此，可供给大量的气液混合流体，由此，可喷射微小的大量的气泡。

(6)由于大量地产生微小的气泡，故可增加气体与液体的接触面积，可促进气液反应装置中的反应，河川、水库、污水处理场等的净化。另外，可增加养殖池、养殖场，或鲜鱼运送车的水(海水)中的溶解氧量。

本发明的气浮式水处理系统，其结构简单，提高了药液的反应效率，能够有效减少药液使用的剂量，且提高了分离效率。

最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种气浮式水处理系统，其特征在于：

包括气泡发生装置(1)，溶气装置(2)和加药装置(3)，所述溶气装置(2)和加药装置(3)分别与气泡发生装置(1)相连；

所述溶气装置(2)用于生成具有预先设定压力的气液混合流体；所述加药装置(3)用于将药液加入到气泡发生装置(1)；所述气泡发生装置(1)用于生成包含带药气泡的气液混合流体；

将所述溶气装置(2)生成的气液混合流体和药液加入到气泡发生装置(1)中，经过气泡发生装置(1)生成包含带药气泡的气液混合流体。

2.根据权利要求1所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

所述气泡发生装置(1)包括微小气泡发生装置(11)；所述微小气泡发生装置包括容器(11a)，气液导入管(11b)和两个气液喷射孔(11d)；

所述容器(11a)具有中心轴，容器(11a)的外壁相对于中心轴对称；所述容器(11a)具有中空部(11a′)，中空部(11a′)具有旋转对称轴，中空部相对于旋转对称轴旋转对称；所述气液导入管(11b)按照与容器的直径相垂直的方式固定设置在容器(11a)上，气液导入孔(11c)是气液导入管(11b)进入到容器的中空部的端口；所述气液喷射孔(11d)开设在中空部的旋转对称轴与容器相交处，气液喷射孔(11d)所在旋转对称轴与容器的中心轴平行且稍稍偏向气液导入孔(11c)一侧的相反侧的位置；

所述加药装置(3)包括加药管(31)；

所述气浮式水处理系统还包括连接架(4)，所述连接架(4)固定在容器外侧，加药管(31)通过连接架设置在其中一个气液喷射孔外侧；

气液混合流体通过微小气泡发生装置的气液导入管(11b)进入容器，药液通过加药管(31)进入容器；

经过容器(11a)生成包含带药气泡的气液混合流体从气液喷射孔(11d)的边缘喷出；气液喷射孔(11d)的中心部分形成的负压将原水和加药管中的药液或气体吸入。

3.根据权利要求2所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

所述气液导入孔(11c)与容器的中心连接的直线，以及气液喷射孔(11d)与容器的中心连接的直线之间的夹角在45°＜α＜160°的范围。

4.根据权利要求2所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

所述气液喷射孔(11d)的直径沿着喷射方向变大。

5.根据权利要求2所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

所述加药管(31)的一端设有加药口(310)，加药口(310)一端伸入连接架靠近气液喷射孔；所述加药口(310)靠近气液喷射孔(11d)的外边缘至连接架与加药口(310)接触处的角度设置在0-45°之间的任意角度。

6.根据权利要求2所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

所述气泡发生装置(1)还包括多个小气泡发生装置；每个所述小气泡发生装置与溶气装置(2)和加药装置(3)的加药管(31)连接，药液与气液混合流体经小气泡发生装置生成带药的小气泡。

7.根据权利要求2所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

所述溶气装置(2)还包括流量传感器，所述流量传感器用于检测气液混合流体的流量；所述加药装置(3)还包括控制器；所述控制器根据流量传感器检测到的气液混合流体的流量控制加药装置(3)加药的剂量。

8.根据权利要求2所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

还包括气浮池(5)，所述气浮池(5)一侧设有原水入口；所述微小气泡发生装置(11)和多个小气泡发生装置位于气浮池(5)底部，按照产生的带药的气泡直径从小到大排列从气浮池设有原水入口的一侧向另一侧排列。

9.根据权利要求2所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

所述中空部(11a′)是球状或两个球部连接而成的形状或半球状或炮弹状或圆锥状或圆锥状的底面相连接而成的形状或两个圆锥状体在中央的圆筒体部连通的形状或从中间部朝向两端部集中的蛋状或从后部侧朝向前端部集中的基本为圆锥台状。

10.根据权利要求1所述的气浮式水处理系统，其特征在于：

还包括刮渣机(6)和集水管(7)；所述刮渣机(6)定期将上浮的浮渣排出，集水管(7)将清洁的水收集。

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