CN104310554B - 微纳米气泡絮凝‑气浮工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微纳米气泡絮凝‑气浮新工艺。本发明微纳米气泡导入系统连接至曝气头，PAC投加系统、PAM投加系统连接源水提升系统，源水提升系统连接至布水头，提升桶及提升叶轮设置在絮凝‑气浮区中部，提升叶轮连接电机；絮凝‑气浮区下部进入布水区，经斜管区上部连接出水槽，下部连接浓缩区。本发明克服了高效沉淀工艺带来的机械絮凝效果较差、PAC药剂投加量多、额外投加PAM促凝剂和环境污染问题。本发明利用微纳米气泡可通过多相流泵的抽吸将空气吸入到泵内，并通过叶轮的高速切削产生，也可采用专门的微纳米气泡发生装置产生。微纳米气泡相对于传统的加压罐释放的气泡，具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点。

Description

微纳米气泡絮凝-气浮工艺

技术领域

本发明涉及一种替代传统机械絮凝技术的净水新工艺，属于城市及工业净水(污水)处理行业，特别涉及微纳米气泡絮凝-气浮新工艺。

背景技术

近年来，随着城市规模的迅猛发展和区域供水的快速推进，供水需求不断攀升，同时随着我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的颁布与实施，水质标准也在提高，采用常规沉淀、过滤和消毒处理工艺已很难同时达到水量和水质要求，在这种形势下，新型高效混凝沉淀技术日益受到重视。

在本发明作出之前，目前国内城市净水行业采用的高效沉淀工艺就属于一种高效混凝沉淀技术，高密度沉淀池占地面积小，净水效率高，出水浊度低，对原水中有机物去除优于一般的平流沉淀池。但是其缺陷是机械絮凝效果较差，在实际运行中其PAC药剂投加量多，需额外投加PAM促凝剂，并且在春夏季藻类大量繁殖时，出水水质会恶化，回流污泥易产生腐败变质，释放恶气等不良物质，带来环境污染问题。而除藻很难采用以前常用的方法(如添加除藻剂、压力除藻技术等)解决，因为藻体被杀死后会积聚在底泥中，发酵变臭，造成回流污泥品质变差，影响出水水质。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制微纳米气泡絮凝-气浮新工艺。

本发明的技术方案是：

微纳米气泡絮凝-气浮系统，其主要技术特征在于微纳米气泡导入系统连接至曝气头，PAC投加系统、PAM投加系统连接源水提升系统，源水提升系统连接至布水头，提升桶及提升叶轮设置在絮凝-气浮区中部，提升叶轮连接电机；絮凝-气浮区下部进入布水区，经斜管区上部连接出水槽，下部连接浓缩区。

所述布水头设置在混凝区底部，曝气头设置在布水头上面。

所述PAC投加系统、PAM投加系统连接至源水提升系统的进水管线，提升桶 及提升叶轮设置在絮凝-气浮区中部，絮凝-气浮区下部经由导流板进入布水区。

所述布水区上面设置斜管区，布水区下面设置凝缩区，底部安装刮泥设备。

本发明另一主要技术方案是：

微纳米气泡絮凝-气浮新工艺，其特征在于步骤如下：

(1)投加过PAC和PAM药剂的源水从底部进入混凝区；

(2)微纳米气泡由微纳米气泡导入系统从混凝区底部导入；

(3)在混凝区中微纳米气泡与源水混合后吸附、架桥作用使得源水中胶体物质变成体积较大的矾花颗粒；

(4)混合后的源水从上部溢流至絮凝-气浮区，经过提升桶、电机带动的提升叶轮，源水反复循环，矾花体积进一步增大；

(5)比重较大的矾花颗粒在自重作用下，逐渐沉到底部，进入到布水区，比重较轻的颗粒则在微纳米气泡的浮力作用下上浮至水面，进入浮渣槽去除；

(6)絮凝后的出水从絮凝-气浮区下部出水经由导流板进入到布水区自然沉降；

(7)体积较大较重的矾花会自然下沉进入浓缩区，体积较小较轻的矾花则由斜管进一步截留；

(8)清水上升至出水槽排出；

(9)斜管区截留的污泥和自然沉降的污泥在池底被浓缩后排出。

本发明的优点和效果：在于利用微纳米气泡可通过多相流泵的抽吸将空气吸入到泵内，并通过叶轮的高速切削产生，也可采用专门的微纳米气泡发生装置产生。微纳米气泡相对于传统的加压罐释放的气泡，具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点。在水中通入微纳米气泡，可有效分离水中固体杂质、快速提高水中溶解氧浓度、杀灭水中有害病菌、降低固液界面摩擦系数。在水处理工艺中，以强化絮凝-气浮为目的的微纳米气泡应用目前还没有报道，微纳米气泡强化絮凝一气浮工艺将絮凝和气浮处理技术合二为一，通过微纳米气泡吸附，增加颗粒碰撞次数与反应池中微涡数量的作用，能形成更为有利絮凝的水力条件，降低药剂投加量，形成大体积矾花颗粒，在微纳米气泡的吸附、上浮作用下，可有效去除水中藻体等难以沉降的物质，同时在微纳米气泡的强氧 化作用下，还可去除水中部分有机物，利用微纳米气泡破裂时产生的超声波可杀灭水中有害病菌。微纳米气泡絮凝-气浮新工艺能有效解决传统高密度沉淀的弊端。

本技术可广泛应用于城市及工业净水(污水)处理行业。

附图说明

图1——本发明流程示意图。

图中各标号表示对应的部件名称如下：

微纳米气泡导入系统1、源水提升系统2、PAC投加系统3、PAM投加系统4、混凝区5、提升桶6、电机7、斜管区8、絮凝-气浮区9、布水区10、浓缩区11、刮泥设备12、浮渣槽13、出水槽14、提升叶轮15、曝气头16、布水头17、导流板18。

具体实施方式

下面结合实例的具体实施方式对本发明作进一步的解释。

本发明的技术思路是：

利用微纳米气泡的扩散、碰撞等作用，强化水中悬浮颗粒与药剂的结合，在絮凝-气浮区产生较大体积矾花，同时利用微纳米气泡的吸附、上浮作用，去除水中难以沉淀的藻体等物质。

下面具体说明本发明。

本发明主要由两部分组成：

图1中左侧由微纳米混凝区5和絮凝-气浮区9组成：

微纳米气泡导入系统1连接至曝气头16，源水提升系统2连接至布水头17，曝气头16和布水头17设置在混凝区5底部，PAC投加系统3及PAM投加系统4连接至源水提升系统2的进水管线上，提升桶6及提升叶轮15设置在絮凝-气浮区9的中部，提升叶轮15连接上部的电机7，絮凝-气浮区9中产生的浮渣溢流至浮渣槽13。

图1中右侧由斜管区8、布水区10和浓缩区11组成：

絮凝-气浮区9的下部出水经由导流板18导入至布水区10，经过斜管区8的絮体截留作用，上部的清水溢流至出水槽14排出，布水区10上面设置斜管区8，布水区10下面设置凝缩区11，底部安装刮泥设备12，下部的污泥经浓缩区 11的浓缩作用后，由底部的刮泥机械12排出。

本发明应用过程说明：

1、通过PAC投加系统3及PAM投加系统4的作用，投加过PAC和PAM药剂的源水从底部进入混凝区5，同时微纳米气泡由微纳米气泡导入系统1从混凝区5底部导入，在混凝区5中与源水混合并通过吸附、架桥等作用使得源水中胶体物质变成体积较大的矾花颗粒；混合后的源水从上部溢流至絮凝-气浮区9，经过提升桶6和电机7带动的提升叶轮15的作用，源水反复循环，矾花体积进一步增大，比重较大的颗粒在自重作用下，逐渐沉到底部，进入到布水区10，比重较轻的颗粒(如藻体)则在微纳米气泡的浮力作用下上浮至水面，进入浮渣槽13去除。

2、右侧由经过强化的斜管(沉淀)区8、布水区10和浓缩区11组成，絮凝后的出水从絮凝-气浮区9的下部出水经由导流板18慢速地进入到布水区10，首先进行自然沉降，大部分体积较大较重的矾花会自然下沉进入(污泥)浓缩区11，而体积较小较轻的矾花则由斜管(斜管也称六角形蜂窝斜管、斜管填料、蜂窝填料、聚丙烯斜管，斜管填料是在浅池理论上发展出来的沉淀装置，广泛应用于水处理沉淀池及沉淀设备中，是目前在给水排水工程中采用最广泛而且成熟的一项水处理设备装置。)进一步截留，保证出水水质，清水上升至出水槽14排出。斜管区8截留的污泥和自然沉降的污泥在池底被浓缩后经刮泥机械12排出。

利用微纳米气泡的特性，增加颗粒碰撞次数与反应池中微涡数量的作用，形成更为有利絮凝的水力条件；同时利用微纳米气泡的浮力作用去除水中藻体等微生物；利用微纳米气泡破裂时产生的超声波可杀灭水中有害病菌；利用微纳米气泡的强氧化性可去除水中部分有机物质。利用微纳米气泡作为混凝的主要手段，达到较传统工艺中更好的混凝效果，同时在微纳米气泡破裂时产生的超声波，还可以起到很强的杀菌作用。在源水中同时加入PAC絮凝剂与PAM助凝剂，强化水中悬浮物质吸附微纳米气泡的作用。将絮凝和气浮处理技术合二为一，通过改型后的池型结构，利用微纳米气泡的吸附、上浮等作用，在絮凝的同时，去除水体中藻体等有害物质。

Claims (1)

1.微纳米气泡絮凝-气浮工艺，其特征在于步骤如下：

(1)投加过PAC和PAM药剂的原水从底部进入混凝区；

(2)微纳米气泡由微纳米气泡导入系统从混凝区底部导入；

(3)在混凝区中微纳米气泡与原水混合后经吸附、架桥作用后，使得原水中胶体物质变成体积较大的矾花颗粒；

(4)混合后的原水从上部溢流至絮凝——气浮区，经过提升桶，电机带动的提升叶轮，源水反复循环，矾花体积进一步增大；

(5)比重较大的矾花颗粒在自重作用下，逐渐沉到底部，进入到布水区，比重较轻的颗粒则在微纳米气泡的浮力作用下上浮至水面，进入浮渣槽去除；

(6)絮凝后的出水从絮凝——气浮区下部经由导流板进入布水区自然沉降；

(7)体积较大较重的矾花会自然下沉进入浓缩区，体积较小较轻的矾花则由斜管进一步截留；

(8)清水上升至出水槽排出；

(9)斜管区截留的污泥和自然沉降的污泥在池底被浓缩后排出。