CN105236542A - 一种曝气絮凝水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曝气絮凝水处理装置，包括水处理池和曝气装置。水处理池内由垂直于其底面的导流墙分隔为进水区、三个曝气絮凝区和出水区，曝气装置包括鼓风机、空气连接管和曝气管，曝气絮凝区内有曝气管设置在水处理池底部，曝气管由空气连接管与鼓风机连接，曝气管上的曝气头将来自鼓风机的空气传入曝气絮凝区。待处理原水与混凝剂充分混合后，由进水区上部进水管进入水处理池，经进水区依次进入三个曝气絮凝区完成絮凝反应和气浮浮渣收集后，进入出水区。本发明可适应水质水量的变化，有效避免絮粒在絮凝池中沉淀，水头损失小，构造简单，是一种高效可靠、运行维护方便的水处理设施。

Description

一种曝气絮凝水处理装置

技术领域

本发明涉及水处理装置，尤其是涉及絮凝水处理装置。

背景技术

絮凝主要指脱稳的胶体或微小悬浮物在一定的水力条件下相互碰撞、聚集或投加少量助凝剂助凝，以形成大的絮凝体的过程。絮凝前需要混合作用，即使原水中投加的混凝剂迅速均匀扩散于处理水中以创造良好的水解反应条件，使胶体分散系脱稳。混合和絮凝，通常又称为混凝。

目前国内絮凝装置分为水力絮凝和机械絮凝两大类。水力絮凝池有隔板絮凝池、折板絮凝池、网格絮凝池等，除折板絮凝池构造复杂外，其余水力絮凝池虽构造简单，但不能适应流量的变化。机械絮凝池虽然可以进行调节，水头损失小，可适应水质水量的变化，但需要机械设备，且加工较困难、机械维修工作量较大，国内采用较少。现有絮凝池均难以避免絮粒在絮凝池中沉淀的问题，常需设置排泥设施来定期排除池底沉泥。

发明内容

针对现有水处理絮凝技术存在的不足，本发明提供一种利用曝气进行空气搅拌来实现水絮凝处理的曝气絮凝水处理装置。

本发明涉及的曝气絮凝水处理装置包括水处理池和曝气装置，曝气装置的空气连接管和曝气管设置在水处理池中，曝气装置通过曝气管向水处理池通入曝气。

所述水处理池为上部开口的箱体结构，水处理池内由导流墙分隔为进水区、曝气絮凝区和出水区，水处理池的进水区上部设置进水管，水处理池的曝气絮凝区上部设置集渣管，水处理池底部设置排空管。

导流墙为垂直于水处理池底面的隔板，导流墙Ⅰ、导流墙Ⅱ、导流墙Ⅲ和导流墙Ⅳ将水处理池分隔为进水区、曝气絮凝Ⅰ区、曝气絮凝Ⅱ区、曝气絮凝Ⅲ区和出水区。进水区上部设置的进水管与外部连通，导流墙Ⅰ的两侧为进水区和曝气絮凝Ⅰ区，导流墙Ⅱ的两侧为曝气絮凝Ⅰ区和曝气絮凝Ⅱ区，导流墙Ⅲ的两侧为曝气絮凝Ⅱ区和曝气絮凝Ⅲ区，导流墙Ⅳ的两侧为曝气絮凝Ⅲ区和出水区。

排空管设置在水处理池底部，用于水处理池排水。排空管包括排空管Ⅰ和排空管Ⅱ，排空管Ⅰ设置在进水区与曝气絮凝Ⅰ区连接处的底部，排空管Ⅱ设置在曝气絮凝Ⅱ区与曝气絮凝Ⅲ区连接处的底部，排空管Ⅰ和排空管Ⅱ上分别安装有排空阀Ⅰ和排空阀Ⅱ。

集渣管为上部开口的圆管，由集渣管Ⅰ和集渣管Ⅱ组成，水平设置在导流墙Ⅲ的上部左右两侧。

导流墙与水处理池底部相间封闭，与水处理池上端口相间持平。即，导流墙Ⅰ和导流墙Ⅲ的上端与水处理池上端口持平并且其下端与水处理池底部留有间距；导流墙Ⅱ和导流墙Ⅳ与水处理池底部封闭并且其上端低于水处理池上端口。

所述曝气装置包括鼓风机、空气连接管和曝气管。鼓风机设置在水处理池外部，曝气管设置在水处理池内的底部，鼓风机通过空气连接管与曝气管连通。

曝气管有三组，曝气管Ⅰ组设置在曝气絮凝Ⅰ区，曝气管Ⅱ组设置在曝气絮凝Ⅱ区，曝气管Ⅲ组设置在曝气絮凝Ⅲ区。每个曝气管组至少有三根曝气管，每组的曝气管均匀布置在相应曝气絮凝区底部。

每组曝气管组由一根空气连接管与鼓风机连接，曝气管Ⅰ组由空气连接管Ⅰ与鼓风机连接，曝气管Ⅱ组由空气连接管Ⅱ与鼓风机连接，曝气管Ⅲ组由空气连接管Ⅲ与鼓风机连接。

每根曝气管上设置一排曝气头，曝气头上有气孔。曝气头的气孔将进入曝气管的空气传入曝气絮凝区。

本发明涉及的曝气絮凝水处理装置应用时，待处理原水与混凝剂充分混合后，由进水管进入水处理池，经进水区依次进入曝气絮凝Ⅰ区、曝气絮凝Ⅱ区、曝气絮凝Ⅲ区。鼓风机使空气经空气连接管Ⅰ、空气连接管Ⅱ、空气连接管Ⅲ以及曝气管Ⅰ组、曝气管Ⅱ组、曝气管Ⅲ组分别进入曝气絮凝Ⅰ区、曝气絮凝Ⅱ区、曝气絮凝Ⅲ区。利用曝气进行空气搅拌，已投加混凝剂的原水在絮凝区发生絮凝反应，出水经出水区进入沉淀池沉淀处理，气浮产生的浮渣由集渣管Ⅰ和集渣管Ⅱ收集处理，从而完成曝气絮凝水处理过程。

在上述水处理过程中，通过调节单位时间内鼓风机输入曝气絮凝Ⅰ区、曝气絮凝Ⅱ区、曝气絮凝Ⅲ区中的曝气量，使曝气絮凝Ⅰ区的曝气强度最强，以便已投加混凝剂的原水在絮凝区可以和混凝剂进一步混合，促进药剂水解、缩聚反应，使胶体分散系脱稳和凝聚，从而利于细小絮粒形成，并逐渐形成较大絮粒；曝气絮凝Ⅱ区、曝气絮凝Ⅲ区的曝气强度逐渐减弱，曝气絮凝Ⅲ区的曝气强度最弱，这样利于较大絮体的形成，可有效防止较大絮体因水力作用被破坏，其絮凝反应时间T在10～30min之间，絮凝池的平均速度梯度G在20～70s^-1之间，GT值在10⁴～10⁵之间，且速度梯度G在曝气絮凝Ⅰ区、曝气絮凝Ⅱ区、曝气絮凝Ⅲ区逐渐由大到小，从而较好的实现原水絮凝处理过程。

因采用曝气进行空气搅拌，加之空气的浮力作用，可有效避免絮粒在絮凝池中沉淀；同时，天然水源中的泥砂亲水性比较强，一般难于吸附在气泡上，且水中的泥砂和气泡一般都带负电，由于同性电荷的相斥作用二者难以相互粘附。对原水进行混凝，可降低两者表面的负电性，使气泡和泥砂相互易于粘附，本装置具有的气浮效果更有利于絮凝水处理。

本发明的水处理絮凝过程可适应水质水量的变化，有效避免絮粒在絮凝池中沉淀，水头损失小，构造简单，有一定气浮处理效果，可节省混凝剂，是一种高效可靠、运行维护方便的给水处理设施。

附图说明

图1是本发明所述的曝气絮凝水处理装置的平面图；

图2是图1的A—A剖面图。

图中标记说明：

1、进水管2、导流墙Ⅰ

3、曝气絮凝Ⅰ区4、空气连接管Ⅰ

5、曝气絮凝Ⅱ区6、空气连接管Ⅱ

7、集渣管Ⅰ8、导流墙Ⅲ

9、集渣管Ⅱ10、空气连接管Ⅲ

11、曝气絮凝Ⅲ区12、水处理池

13、进水区14、出水区

15、排空管Ⅰ16、排空阀Ⅰ

17、曝气管Ⅰ组18、导流墙Ⅱ

19、曝气管Ⅱ组20、排空管Ⅱ

21、排空阀Ⅱ22、曝气管Ⅲ组

23、导流墙Ⅳ

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，结合附图对本发明的技术方案做进一步说明：

本发明涉及的曝气絮凝水处理装置包括水处理池12和曝气装置，曝气装置的空气连接管和曝气管设置在水处理池12中。

所述水处理池12为上部开口的箱体结构，水处理池12内由导流墙分隔为进水区13、曝气絮凝区和出水区14，水处理池12上部设置进水管1，水处理池12的曝气絮凝区上部设置集渣管，水处理池12底部设置排空管。

导流墙为垂直于水处理池底面的隔板，导流墙Ⅰ2、导流墙Ⅱ18、导流墙Ⅲ8和导流墙Ⅳ23将水处理池12分隔为进水区13、曝气絮凝Ⅰ区3、曝气絮凝Ⅱ区5、曝气絮凝Ⅲ区11和出水区14。进水区13上部设置进水管1，导流墙Ⅰ2的两侧为进水区13和曝气絮凝Ⅰ区3，导流墙Ⅱ18的两侧为曝气絮凝Ⅰ区3和曝气絮凝Ⅱ区5，导流墙Ⅲ8的两侧为曝气絮凝Ⅱ区5和曝气絮凝Ⅲ区11，导流墙Ⅳ23的两侧为曝气絮凝Ⅲ区11和出水区14。

排空管设置在水处理池12底部，包括排空管Ⅰ15和排空管Ⅱ20。排空管Ⅰ15设置在进水区13与曝气絮凝Ⅰ区3连接处的底部，排空管Ⅱ20设置在曝气絮凝Ⅱ区5与曝气絮凝Ⅲ区11连接处的底部，排空管Ⅰ15和排空管Ⅱ20上分别安装有排空阀Ⅰ16和排空阀Ⅱ21。

集渣管由集渣管Ⅰ7和集渣管Ⅱ9组成。集渣管上部开口，水平设置在导流墙Ⅲ8上部左右两侧。

导流墙与水处理池12底部相间封闭，与水处理池12上端口相间持平。即，导流墙Ⅰ2和导流墙Ⅲ8的上端与水处理池12上端口持平并且其下端与水处理池12底部留有间距；导流墙Ⅱ18和导流墙Ⅳ23与水处理池12底部封闭并且其上端低于水处理池12上端口。

所述曝气装置包括鼓风机、空气连接管和曝气管。鼓风机设置水处理池12外部，曝气管设置水处理池12内底部，鼓风机通过空气连接管与曝气管连通。

曝气管有三组，曝气管Ⅰ组17设置在曝气絮凝Ⅰ区3，曝气管Ⅱ组19设置在曝气絮凝Ⅱ区5，曝气管Ⅲ组22设置在曝气絮凝Ⅲ区11。每组曝气管至少有三根曝气管，每组的曝气管均匀布置在相应曝气絮凝区底部。

每组曝气管由一根空气连接管与鼓风机连接，曝气管Ⅰ组17由空气连接管Ⅰ4与鼓风机连接，曝气管Ⅱ组19由空气连接管Ⅱ6与鼓风机连接，曝气管Ⅲ组22由空气连接管Ⅲ10与鼓风机连接。

每根曝气管上设置一排曝气头，曝气头上有气孔。曝气头的气孔将进入曝气管的空气传入曝气絮凝区。

本发明涉及的曝气絮凝水处理装置应用时，待处理原水与混凝剂充分混合后，由进水管1进入水处理池12，经进水区13依次进入曝气絮凝Ⅰ区3、曝气絮凝Ⅱ区5、曝气絮凝Ⅲ区11。鼓风机使空气经空气连接管Ⅰ4、空气连接管Ⅱ6、空气连接管Ⅲ10以及曝气管Ⅰ组17、曝气管Ⅱ组19、曝气管Ⅲ组22分别进入曝气絮凝Ⅰ区3、曝气絮凝Ⅱ区5、曝气絮凝Ⅲ区11。利用曝气进行空气搅拌，已投加混凝剂的原水在絮凝区发生絮凝反应，出水经出水区14进入沉淀池沉淀处理，气浮产生的浮渣由集渣管Ⅰ7和集渣管Ⅱ9收集处理，从而完成曝气絮凝水处理装置过程。

在上述水处理过程中，通过调节单位时间内鼓风机输入曝气絮凝Ⅰ区3、曝气絮凝Ⅱ区5、曝气絮凝Ⅲ区11中的曝气量，使曝气絮凝Ⅰ3区的曝气强度最强，以便已投加混凝剂的原水在絮凝区可以和混凝剂进一步混合，促进药剂水解、缩聚反应，使胶体分散系脱稳和凝聚，从而利于细小絮粒形成，并逐渐形成较大絮粒；曝气絮凝Ⅱ区5、曝气絮凝Ⅲ区11的曝气强度逐渐减弱，曝气絮凝Ⅲ区11的曝气强度最弱，这样利于较大絮体的形成，可有效防止较大絮体因水力作用被破坏，其絮凝反应时间T在10～30min之间，絮凝池的平均速度梯度G在20～70s^-1之间，GT值在10⁴～10⁵之间，且速度梯度G在曝气絮凝Ⅰ区3、曝气絮凝Ⅱ区5、曝气絮凝Ⅲ区11逐渐由大到小，从而较好的实现原水絮凝处理过程。

Claims (6)

1.一种曝气絮凝水处理装置，其特征在于：包括水处理池和曝气装置，曝气装置的空气连接管和曝气管设置在水处理池中，曝气装置通过曝气管向水处理池内通入曝气；

所述水处理池为上部开口的箱体结构，水处理池内由导流墙分隔为进水区、曝气絮凝区和出水区，水处理池的进水区上部设置进水管，水处理池的曝气絮凝区上部设置集渣管，水处理池底部设置排空管；

所述导流墙为垂直于水处理池底面的隔板，导流墙Ⅰ、导流墙Ⅱ、导流墙Ⅲ和导流墙Ⅳ将水处理池分隔为进水区、曝气絮凝Ⅰ区、曝气絮凝Ⅱ区、曝气絮凝Ⅲ区和出水区；

所述曝气装置包括鼓风机、空气连接管和曝气管，鼓风机设置在水处理池外部，曝气管设置在水处理池内的底部，鼓风机通过空气连接管与曝气管连通。

2.根据权利要求1所述的曝气絮凝水处理装置，其特征在于：所述进水区的上部设置的进水管与外部连通，所述导流墙Ⅰ的两侧为进水区和曝气絮凝Ⅰ区，所述导流墙Ⅱ的两侧为曝气絮凝Ⅰ区和曝气絮凝Ⅱ区，所述导流墙Ⅲ的两侧为曝气絮凝Ⅱ区和曝气絮凝Ⅲ区，所述导流墙Ⅳ的两侧为曝气絮凝Ⅲ区和出水区；

所述导流墙与水处理池底部相间封闭，与水处理池上端口相间持平；导流墙Ⅰ和导流墙Ⅲ的上端与水处理池上端口持平并且其下端与水处理池底部留有间距；导流墙Ⅱ和导流墙Ⅳ与水处理池底部封闭并且其上端低于水处理池上端口。

3.根据权利要求1所述的曝气絮凝水处理装置，其特征在于：所述曝气管有三组，曝气管Ⅰ组设置在曝气絮凝Ⅰ区，曝气管Ⅱ组设置在曝气絮凝Ⅱ区，曝气管Ⅲ组设置在曝气絮凝Ⅲ区；每个曝气管组至少有三根曝气管，每组的曝气管均匀布置在相应曝气絮凝区底部；每组曝气管组由一根空气连接管与鼓风机连接，曝气管Ⅰ组由空气连接管Ⅰ与鼓风机连接，曝气管Ⅱ组由空气连接管Ⅱ与鼓风机连接，曝气管Ⅲ组由空气连接管Ⅲ与鼓风机连接。

4.根据权利要求3所述的曝气絮凝水处理装置，其特征在于：所述曝气管的每根曝气管上设置一排曝气头，曝气头上有气孔，曝气头的气孔将进入曝气管的空气传入曝气絮凝区。

5.根据权利要求1所述的曝气絮凝水处理装置，其特征在于：所述集渣管为上部开口的圆管，由集渣管Ⅰ和集渣管Ⅱ组成，水平设置在导流墙Ⅲ的上部左右两侧。

6.根据权利要求1所述的曝气絮凝水处理装置，其特征在于：所述排空管设置在水处理池底部，包括排空管Ⅰ和排空管Ⅱ，排空管Ⅰ设置在进水区与曝气絮凝Ⅰ区连接处的底部，排空管Ⅱ设置在曝气絮凝Ⅱ区与曝气絮凝Ⅲ区连接处的底部，排空管Ⅰ和排空管Ⅱ上分别安装有排空阀Ⅰ和排空阀Ⅱ。