CN106315730A - 一种新型高速气浮系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型高速气浮系统，应用于气浮净水处理领域。该气浮系统包括微泡发生装置、絮凝‑接触旋流装置、气浮池和排渣装置组成。微泡发生装置采用旋流微孔扩散曝气和加压溶气释气相结合的方法产生大量微气泡。悬浮颗粒与微泡在高速旋流作用下，快速形成多气泡‑絮体聚集体，降低了水力停留时间，提高了水力表面负荷。在气浮池内引入整流装置，增大了分离区内微气泡层的厚度，提高了处理效率。本发明具有高速、紧凑和高效的优点。

Description

一种新型高速气浮系统
技术领域
本发明涉及气浮净水技术领域，具体涉及一种溶气气浮设备。
背景技术
溶气气浮技术(Dissolved air flotation，DAF)是一种固液分离技术，它具有处理效率高，启动时间短和占地面积小的特点，被广泛地应用于水处理领域。完整的溶气气浮技术包括了前处理过程、溶气释气过程和气泡-絮体聚集体形成与分离过程三大基本过程。
前处理过程是指混凝-絮凝过程，即加入混凝剂来改变悬浮颗粒或胶体物质的表面电荷并形成絮体，加入絮凝剂来增大絮体尺寸，以提高气泡与絮体的粘附概率。溶气释气过程主要是向循环水中导入空气并加压形成溶气水，溶气水经过释气装置减压后产生大量的微气泡(10-100μm)。气泡-絮体聚集体形成与分离过程是指在气浮池的接触区内，微气泡与絮体发生碰撞和粘附并形成气泡-絮体聚集体，由于在水的夹带和自身的浮力作用下，上升至分离区表面形成浮渣，最后通过刮渣机清除。
目前溶气气浮技术发展方向是系统占地面积更小且水力负荷更高。然而制约溶气气浮技术高速紧凑化的因素主要有以下三个：1)目前混凝-絮凝装置内的水力停留时间仍需要10-30min(特别是对于废水而言)；2)根据传统哈真(Hazen)分离理论，水力表面负荷不应大于气泡-絮体聚集体的上升速度(典型值小于20m/h)，因此传统溶气气浮池的水力表面负荷一般小于15m/h；3)为了保持气浮处理效率，需要大量微气泡，因此在溶气气浮系统设计时一般要求气水比(数量)不应小于10∶1。虽然降低气泡尺寸可以增大气水比(数量)，同时也可能降低了气泡-絮凝聚集体的上升速度(因为单个气泡上升速度随着气泡尺寸降低而降低)，进而限制水力表面负荷。
因此，如何解决以上三个问题是发展高速紧凑型溶气气浮技术的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高速气浮系统。这种气浮系统通过旋流微孔扩散曝气和加压溶气释气相结合的方法，可在保持微泡尺寸变化不大的情况下，大大提高气浮系统气泡数量。在高速旋流的条件下加入微气泡，使微气泡与颗粒在絮凝-接触旋流装置内共同絮凝，形成多气泡-絮体聚集体，大大降低了混凝-絮凝过程中停留时间，并且提高气泡-絮体聚集体的上升速度。在分离区内引入整流装置，优化了分离区的流型，增大了分离区内微气泡层的厚度，最终提高了处理效率。因此，该系统克服以住传统溶气气浮的局限性，具有高速、紧凑和高效的优点。
本发明提供的一种新型高速气浮系统，包括：
微泡发生装置(1)，由空气压缩机(11)、溶气罐(12)、溶气释放器(13)和微孔扩散器(14)组成。
絮凝-接触旋流装置(2)，由旋流双筒管(21)、静态混合器(22)和计量泵(23)组成。
气浮池(3)，由气浮池主体(31)，出水管(32)和浮渣槽(33)组成。
整流装置(4)，由导流件(41)和布水管(42)组成。
刮渣装置(5)。
上述的空气压缩机(11)通过三通分别与溶气罐(12)的进气管和微孔扩散器(14)相连，气浮池(3)的出水管(32)经过三通与溶气罐(12)的进水管相连，溶气罐(12)的出水管与溶气释放器(13)相连；微孔扩散器(14)可为棒状或环状，安装在旋流双筒管(21)内筒(211)的内壁面上。
上述的静态混合器(22)有一个主进水口(221)、至少两个支管口(222，223)和一个出水口(224)；主进水口与待处理水管道相连，其中一个支管口(222)与溶气释放器(13)相连，其它的支管口(223)与对应的计量泵(23)相连；静态混合器(22)的出水口(224)与旋流双筒管(21)的进水口(213)相连。
上述的旋流双筒管(21)为双筒结构，内筒(211)横截面为圆形，旋流双筒管(21)的进水口(213)与内筒(211)相切连接，内筒(211)顶部密封且底部敞开；外筒(212)横截面为圆形或方形，顶部敞开且底部密封，外筒(212)的上下两端均比内筒(211)的上下两端长，外筒(212)的顶端与气浮池(3)相连。
上述的气浮池(3)可配备多个旋流双筒管(21)，并且旋流双筒管(21)呈对称排列。
上述的导流件(41)可为多组倾斜板或倾斜管，其倾斜角度为30-75°，呈水平排列，安装在布水管(42)的上方，导流件(41)的上端与液面至少有1米的距离；至少设有一根布水管(42)，布水管(42)的一端封闭，壁面上开孔，孔沿布水管(42)轴向方向呈线性排布，总开孔面积为布水管(42)截面积的1/2-4倍，布水管(42)与出水管(32)相连。
上述的气浮池主体(31)成矩形结构，刮渣装置安装在气浮池(3)的上方。
附图说明
图1新型高速气浮装置示意图
图2微孔扩散器示意图
图3静态混合器示意图
图4旋流双筒管示意图
图5旋流双筒管布置示意图
具体实施方法
以下列举1个实施例用于说明本发明的效果，但本发明的要求范围并非仅限于此。
如图1，本发明提供的一种新型高速气浮系统包括：微泡发生装置(1)、絮凝-接触旋流装置(2)、气浮池(3)、整流装置(4)和刮渣装置(5)。微泡发生装置(1)由空气压缩机(11)、溶气罐(12)、溶气释放器(13)和微孔扩散器(14)组成。絮凝-接触旋流装置(2)由旋流双筒管(21)、静态混合器(22)和计量泵(23)组成。气浮池(3)由气浮池主体(31)，出水管(32)和浮渣槽(33)组成。整流装置(4)由导流件(41)和布水管(42)组成。
空气压缩机(11)通过三通分别与溶气罐(12)的进气管和微孔扩散器(14)相连，气浮池(3)的出水管(32)经过三通与溶气罐(12)的进水管相连，溶气罐(12)的出水管与溶气释放器(13)相连。微孔扩散器(13)为环状，安装在旋流双筒管(21)内筒(211)的内壁面上(图2)。
静态混合器(22)有一个主进水口(221)、含有两个支管口(222，223)和一个出水口(224)(如图3所示)，内构件为SK型。主进水口与待处理水管道相连，其中一个支管口(222)与溶气释放器(13)相连，支管口(223)与计量泵(23)相连；静态混合器(22)的出水口与旋流双筒管(21)的进水口(213)相连。
如图4所示，旋流双筒管(21)为双筒结构，内筒(211)横截面为圆形，旋流双筒管(21)的进水口(213)与内筒(211)相切连接，内筒(211)顶部密封且底部敞开。外筒(212)横截面为圆形，顶部敞开且底部密封，外筒(212)的上下两端均比内筒(211)的上下两端长，外筒(212)的顶端与气浮池(3)相连。
气浮池(3)可配备多个旋流双筒管(21)，并且旋流双筒管(21)呈对称排列(见图5)。
导流件(41)可为多组倾斜板或倾斜管，其倾斜角度为60°，呈水平排列，安装在布水管(42)的上方，导流件(41)的上端与液面至少有1米的距离；至少设有一根布水管(42)，布水管(42)的一端封闭，壁面上开孔，孔沿布水管(42)轴向方向呈线性排布，总开孔面积为布水管(42)截面积的2倍，布水管(42)与出水管(32)相连。
气浮池(3)成矩形结构，刮渣装置安装在气浮池(3)的上方。

Claims (7)

1.一种新型高速气浮系统，包括：
微泡发生装置(1)，由空气压缩机(11)、溶气罐(12)、溶气释放器(13)和微孔扩散器(14)组成；
絮凝-接触旋流装置(2)，由旋流双筒管(21)、静态混合器(22)和计量泵(23)组成；
气浮池(3)，由气浮池主体(31)，出水管(32)和浮渣槽(33)组成；
整流装置(4)，由导流件(41)和布水管(42)组成；
刮渣装置(5)。
2.根据权利要求1所述的新型高速气浮系统，其特征在于空气压缩机(11)通过三通分别与溶气罐(12)的进气管和微孔扩散器(14)相连，气浮池(3)的出水管(32)经过三通与溶气罐(12)的进水管相连，溶气罐(12)的出水管与溶气释放器(13)相连；微孔扩散器(14)可为棒状或环状，安装在旋流双筒管(21)内筒(211)的内壁面上。
3.根据权利要求1所述的新型高速气浮系统，其特征在于静态混合器(22)有一个主进水口(221)、至少两个支管口(222，223)和一个出水口(224)；主进水口与待处理水管道相连，其中一个支管口(222)与溶气释放器(13)相连，其它的支管口(223)与对应的计量泵(23)相连；静态混合器(22)的出水口(224)与旋流双筒管(21)的进水口(213)相连。
4.根据权利要求1所述的新型高速气浮系统，其特征在于旋流双筒管(21)为双筒结构，内筒(211)横截面为圆形，旋流双筒管(21)的进水口(213)与内筒(211)相切连接，内筒(211)顶部密封且底部敞开；外筒(212)横截面为圆形或方形，顶部敞开且底部密封，外筒(212)的上下两端均比内筒(211)的上下两端长，外筒(212)的顶端与气浮池(3)相连。
5.根据权利要求1所述的新型高速气浮系统，其特征在于气浮池(3)可配备多个旋流双筒管(21)，并且旋流双筒管(21)呈对称排列。
6.根据权利要求1所述的新型高速气浮系统，其特征在于导流件(41)可为多组倾斜板或倾斜管，其倾斜角度为30-75°，呈水平排列，安装在布水管(42)的上方，导流件(41)的上端与液面至少有1米的距离；至少设有一根布水管(42)，布水管(42)的一端封闭，壁面上开孔，孔沿布水管(42)轴向呈线性排布，总开孔面积为布水管(42)截面积的1/2-4倍，布水管(42)与出水管(32)相连。
7.根据权利要求1所述的新型高速气浮系统，其特征在于气浮池主体(31)成矩形结构，刮渣装置安装在气浮池(3)的上方。
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