CN106629954B - 一种气浮微气泡动态观测及调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明通过一种气浮微气泡动态观测及调控系统，利用光障碍式粒子计数原理实现了气泡尺寸的实时监控，克服了传统测量气泡尺寸时间滞后的问题；以及通过气泡调节盘实现了对气泡尺寸的二次调控，解决了调控范围过小的局限性；本发明通过一种气浮微气泡动态观测及调控系统，实现了气泡实时和准确测量，并扩大了气泡尺寸调节范围，提高了气浮处理的灵活性。
Description
技术领域
本发明属于污水深度处理技术领域，特别涉及一种气浮微气泡动态观测及调控系统。
背景技术
作为一种城市污水深度处理工艺，臭氧气浮工艺将臭氧氧化技术和气浮分离技术的有机结合，在一个操作单元内同时完成破乳、絮凝、固液分离、除色、嗅、味、消毒等多个过程。气浮过程中气泡的尺寸是影响工艺处理效果的重要因素，因此在工艺运行中对气泡尺寸的有效调控是提高处理效率的关键。目前常用的调控方法是调节溶气压力，这样只能通过气压的大小反应气泡的大小，但无法根据气泡的实际尺寸进行精确调节。气泡的多少和尺寸的大小随溶气压力、温度、水质、pH等环境指标的变化而变化，所以简单的根据以往经验数据，通过改变气压大小调节气泡大小并不能使运行中的工况处于最优状态。另外，气泡尺寸的测量方式，需要将含有气泡的水引入至观察槽，然后采用摄像法采集影像信息，进行数据分析，得到的气泡尺寸相对准确，但是并无法及时的反应接触区气泡大小，往往局限于实验室研究，对于大规模工业应用中的实时监测无能为力。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种气浮微气泡动态观测及调控系统，既可以测量气泡尺寸并实时动态反馈，又可以根据反馈及时调节运行工况以达到所需气泡尺寸。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种气浮微气泡动态观测及调控系统，包括：
设置在气浮区域18内的由光束发射器3、计量槽2和光电二极管接收器1组成的气泡动态测试装置；
设置在气压罐19上的泄压阀气量计13；
分别装设在臭氧发生器9出口分出的两路上的气浮气量计10和氧化气量计8；
与所述气泡动态测试装置、泄压阀气量计13、气浮气量计10和氧化气量计8连接接收检测数据的控制中心16，控制中心16通过运算处理得到气泡尺寸；
以及，与控制中心16的控制端连接的用于控制气泡运行工况的流量调节阀12和气压罐调节阀20。
气压罐调节阀20后分为两路，分别连接位于气浮区域18底部的气泡调节盘4和溶气头5，且与气泡调节盘4的连接分路上设置气泡调节盘调节阀7，与溶气头5的连接分路上设置溶气头调节阀6。
所述气泡动态测试装置，通过计量单位时间内通过单位体积所产生的脉冲信号来表示气泡数量，即气泡密度，再根据接触区(气泡与絮体相互碰撞接触的区域)体积，计算气泡总数量；同时，通过泄压阀气量计13，气浮气量计10和氧化气量计8的计量，计算出进入接触区的总气体体积；根据输入气体体积等于单个气泡体积乘以气泡总数，再通过气压校正，得到气泡的平均尺寸。
控制中心16得到气泡尺寸后，通过调整流量调节阀12、气压罐调节阀20来控制气泡的运行工况，并通过气泡调节盘4和溶气头5的配合实现气泡尺寸的二次调控，调节过程中实时反馈气泡尺寸，实现动态调控。
所述气泡调节盘4由设置若干细小开孔的两个圆盘垂直结合组成，上圆盘固定，通过下圆盘的旋转来调整圆盘孔洞的交错面积，气泡通过时会发生合并，从而提高气泡尺寸，通过控制交错面积的大小来调节气泡的尺寸，实现对气泡尺寸的二次调控。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用离子计数方法换算气泡尺寸，可以实现气泡的动态精确监控。
2、实时计量气泡尺寸，通过反馈及时调整运行工况，精确控制气泡尺寸。
3、气泡调节盘实现气泡尺寸的二次调控，增强调控范围。
4、测量气泡尺寸更准确、及时和方便。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是气泡调节盘的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种气浮微气泡动态观测及调控系统，包括：
设置在气浮区域18内的由光束发射器3、计量槽2和光电二极管接收器1组成的气泡动态测试装置；计量槽2为体积固定的长方体，通过计量单位时间内通过单位体积所产生的脉冲信号来表示气泡数量，可得气泡密度，接触区体积已知，便可以计算气泡总数量。
设置在气压罐19上的泄压阀气量计13；
分别装设在臭氧发生器9出口分出的两路上的气浮气量计10和氧化气量计8；两路分别连接单独计量，准确测量产生并参与反应的臭氧气体体积。
与所述气泡动态测试装置、泄压阀气量计13、气浮气量计10和氧化气量计8连接接收检测数据的控制中心16，控制中心16通过运算处理得到气泡尺寸；通过泄压阀气量计13，气浮气量计10和氧化气量计8的精确计量，可以计算出进入接触区的总气体体积。由于输入气体体积等于单个气泡体积乘以气泡总数，再通过气压校正，可以得到气泡尺寸，实现气泡尺寸的动态与自动监测
以及，与控制中心16的控制端连接的用于控制气泡运行工况的流量调节阀12和气压罐调节阀20。动态中心16得到气泡尺寸后，通过调整流量调节阀12、气压罐调节阀20来控制气泡的运行工况。并通过气泡调节盘4和溶气头5的配合进一步调节气泡尺寸，调节过程中实时反馈气泡尺寸，直到大小合适。
气压罐调节阀20后分为两路，分别连接位于气浮区域18底部的气泡调节盘4和溶气头5，且与气泡调节盘4的连接分路上设置气泡调节盘调节阀7，与溶气头5的连接分路上设置溶气头调节阀6。
溶气头5释放端为喇叭口形式，利于气泡的扩散。如图2，所述气泡调节盘4由设置很多细小开孔的两个圆盘垂直结合组成。上圆盘固定，通过下圆盘的旋转来调整圆盘孔洞的交错面积，气泡通过时会发生合并，从而提高气泡尺寸，用过控制交错面积的大小来调节气泡的尺寸，实现对气泡尺寸的二次调控。系统采用部分回流气浮工艺，回流泵11从清水池17吸水作为溶气水。
利用上述装置进行气泡尺寸测量的流程如下：
1.接触区气泡进入计量槽2，同时打开光束发射器3和光电二极管接收器1。这是可以得到单位时间内通过单位体积所产生的脉冲信号，以此来表示气泡数量，乘以接触区体积可得气泡密度。同时收集泄压阀气量计13，气浮气量计10和氧化气量计8的气体数据，得到接触区的总气体体积。根据输入气体体积等于单个气泡体积乘以气泡总数，再通过气压校正，计算得到单个气泡的评价尺寸。数据实时收集，并通过控制中心16运算处理。
2.控制中心16得到气泡尺寸后，通过调整流量调节阀12、气压罐调节阀20来控制气泡的运行工况。通过流量调节阀12控制气泡的密度，通过气压罐调节阀20控制气泡尺寸。
3.控制中心16同时根据气泡尺寸，和流量调节阀12、气压罐调节阀20的调节极限来通过溶气头5和气泡调节盘4对气泡进行进一步的调节。通过气泡调节盘4的下圆盘旋转来调整圆盘孔洞的交错面积，气泡通过时会发生合并，从而提高气泡尺寸，用过控制交错面积的大小来调节气泡的尺寸，实现对气泡尺寸的二次调控。在控制过程中根据实时反馈气泡尺寸进行调整，直到符合工艺要求。
综上，本发明通过一种气浮微气泡动态观测及调控系统，利用光障碍式粒子计数原理实现了气泡尺寸的实时监控，克服了传统测量气泡尺寸时间滞后的问题。以及通过气泡调节盘实现了对气泡尺寸的二次调控，解决了调控范围过小的局限性。本发明通过一种气浮微气泡动态观测及调控系统，实现了气泡实时和准确测量，并扩大了气泡尺寸调节范围，提高了气浮处理的灵活性。
Claims (2)
1.一种气浮微气泡动态观测及调控系统，其特征在于，包括：
设置在气浮区域（18）内的由光束发射器（3）、计量槽（2）和光电二极管接收器（1）组成的气泡动态测试装置；
设置在气压罐（19）上的泄压阀气量计（13）；
分别装设在臭氧发生器（9）出口分出的两路上的气浮气量计（10）和氧化气量计（8）；
与所述气泡动态测试装置、泄压阀气量计（13）、气浮气量计（10）和氧化气量计（8）连接接收检测数据的控制中心（16），控制中心（16）通过运算处理得到气泡尺寸；
以及，与控制中心（16）的控制端连接的用于控制气泡运行工况的流量调节阀（12）和气压罐调节阀（20）；
其中，气压罐（19）的出口在气压罐调节阀（20）后分为两路，分别连接位于气浮区域（18）底部的气泡调节盘（4）和溶气头（5），且与气泡调节盘（4）的连接分路上设置气泡调节盘调节阀（7），与溶气头（5）的连接分路上设置溶气头调节阀（6）；
臭氧发生器（9）出口分出的两路中，带有气浮气量计（10）的一路接回流泵（11）的入口一，带有氧化气量计（8）的一路接入气浮区域（18）；
回流泵（11）的入口二接清水池（17），流量调节阀（12）设置在回流泵（11）的出口与气压罐（19）入口的连接管路上；
所述气泡调节盘（4）由设置若干细小开孔的两个圆盘垂直结合组成，上圆盘固定，通过下圆盘的旋转来调整圆盘孔洞的交错面积，气泡通过时会发生合并，从而提高气泡尺寸，通过控制交错面积的大小来调节气泡的尺寸，实现对气泡尺寸的二次调控；
所述气泡动态测试装置，通过计量单位时间内通过单位体积所产生的脉冲信号来表示气泡数量，即气泡密度，再根据接触区体积，计算气泡总数量；同时，通过泄压阀气量计（13），气浮气量计（10）和氧化气量计（8）的计量，计算出进入接触区的总气体体积；根据进入接触区的总气体体积等于单个气泡体积乘以气泡总数量，再通过气压校正，得到气泡的平均尺寸。
2.根据权利要求1所述气浮微气泡动态观测及调控系统，其特征在于，控制中心（16）得到气泡尺寸后，通过调整流量调节阀（12）、气压罐调节阀（20）来控制气泡的运行工况，并通过气泡调节盘（4）和溶气头（5）的配合实现气泡尺寸的二次调控，调节过程中实时反馈气泡尺寸，实现动态调控。
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