CN107352658A - 河道水体原位气浮处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种河道水体原位气浮处理系统，包括投料系统、推流增氧装置、微气泡发生装置和浮渣导流装置，其中投料系统包括投料管道和用于储存絮凝剂的储料装置，投料管道用于向污染治理区内投加絮凝剂；推流增氧装置用于设在污染治理区内以用于水体增氧、造流及絮凝搅拌；微气泡发生装置用于使污染治理区内的水体产生微纳米气泡；浮渣导流装置用于拦截所述污染治理区内的浮渣。与传统的陆地异位气浮法相比，该河道水体原位气浮处理系统通过对河道内水体污染物进行原位絮凝和气浮处理，整体上可显著节约占地面积，可显著节约运行能耗，同时通过絮凝、强效增氧及微气泡气浮的多效净化手段联用能够显著提高对河道水体中的污染物的去除效果。
Description
技术领域
本发明涉及河道水体治理领域，特别是涉及一种河道水体原位气浮处理系统。
背景技术
气浮是气浮机的一种简称，也可以作为一种专有名词使用，即水处理中的气浮法，也称浮选法。气浮法的原理是在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中含疏水基的固体颗粒或液滴，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除。
目前在河道污水处理及净化过程中，气浮法主要是通过在陆地上安装气浮设备或大型浅层气浮池等，将待处理废水通过泵抽至气浮工艺设备中进行气浮处理。该陆地异位气浮法主要存在如下问题：
(1)额外占地，尤其对于城市内河，用地紧张，很难实施。
(2)需要额外将废水水体提升，增加设备的运行能耗及养护成本。
(3)若采用浅层气浮法，则占地相对较大，如Q＝1万m3/d，需要占地80-150m2；若采用气浮设备，占地相对节约，但效率过低。
(4)目前通用的陆地异位气浮法涉及管道、阀门等较多，同时需要气泵等能耗设备，需要专业维护人员运行维护。
发明内容
基于此，有必要提供一种节约占地面积、降低运行能耗且对污染物去除效果好的河道水体原位气浮处理系统。
一种河道水体原位气浮处理系统，所述河道水体分为上游区、污染治理区和下游区，包括投料系统、推流增氧装置、微气泡发生装置和浮渣导流装置；
所述投料系统包括投料管道和用于储存絮凝剂的储料装置，所述投料管道的进料端与所述储料装置相连通，所述投料管道的出料端用于设在污染治理区内并靠近所述上游区所在端；
所述推流增氧装置用于设在所述污染治理区内以用于对所述污染治理区内的水体增氧、造流及絮凝搅拌；
所述微气泡发生装置用于使所述污染治理区内的水体产生微纳米气泡以对水体中的污染物进行气浮处理；
所述浮渣导流装置用于设在所述污染治理区内并靠近所述下游区所在端，所述浮渣导流装置用于拦截所述污染治理区内的浮渣。
在其中一个实施例中，所述投料管道的出料端设有多个投料口，多个所述投料口用于在沿垂直于河道水体流向的方向上均匀分布。
在其中一个实施例中，所述储料装置为用于储存微生物絮凝剂的生物絮凝储存装置。
在其中一个实施例中，所述推流增氧装置用于漂浮式设在所述污染治理区内并靠近所述上游区所在端。
在其中一个实施例中，所述推流增氧装置有多套，多套所述推流增氧装置用于在沿垂直于河道水体流向的方向上均匀分布。
在其中一个实施例中，所述微气泡发生装置为微气泡发生器和/或微气泡气浮机；
所述微气泡发生器用于设在该河道的河岸边并通过管道使所述污染治理区内的水体产生微纳米气泡；
所述微气泡气浮机用于漂浮式设在所述污染治理区的水面上使所述污染治理区内的水体产生微纳米气泡。
在其中一个实施例中，所述浮渣导流装置为漂浮式浮渣隔浮导流装置，所述漂浮式浮渣隔浮导流装置用于倾斜设置在所述污染治理区内以使所述浮渣向岸边水域集中并形成浮渣集中区。
在其中一个实施例中，所述漂浮式浮渣隔浮导流装置有多个，多个所述漂浮式浮渣隔浮导流装置具有一个相同的端点并依次呈不同角度倾斜设在所述污染治理区内的水面上以使所述浮渣集中在所述浮渣集中区内。
在其中一个实施例中，所述河道水体原位气浮处理系统还包括浮渣收集器和浮渣分离装置；
所述浮渣收集器用于收集所述浮渣；
所述浮渣分离装置用于设在该河道的河岸边并靠近所述浮渣集中区，所述浮渣分离装置用于对从浮渣收集器收集的浮渣废水过滤，收集废渣，并将过滤后的滤液回流至该河道内。
在其中一个实施例中，所述河道水体原位气浮处理系统还包括计时器和自吸泵，所述计时器和所述自吸泵电连接。
上述河道水体原位气浮处理系统包括投料系统、推流增氧装置、微气泡发生装置和浮渣导流装置，其中投料系统包括投料管道和用于储存絮凝剂的储料装置，投料管道的出料端用于设在污染治理区内并靠近上游区所在端以用于向污染治理区内投加絮凝剂，促进河道水体微生物降解和污染物絮凝并形成絮凝颗粒以便于通过气浮形成浮渣；推流增氧装置用于设在污染治理区内以用于对污染治理区内的水体增氧、造流及絮凝搅拌，提高絮凝除杂效果；微气泡发生装置用于使污染治理区内的水体产生微纳米气泡以用于通过气浮去除污染治理区内的悬浮杂质、油膜，促进氧化代谢以降低有机污染物浓度；浮渣导流装置用于设在污染治理区内并靠近所述下游区所在端以用于拦截所述污染治理区内的浮渣。与传统的陆地异位气浮法相比，上述河道水体原位气浮处理系统通过对河道内水体污染物进行原位絮凝和气浮处理，无需将河道内的大量污水通过泵抽入位于陆地上的气浮设备内处理，整体上可显著节约占地面积，可显著节约运行能耗，同时通过絮凝、强效增氧及微气泡气浮等多效净化手段联用能够显著提高对河道水体中的污染物的去除效果，且效率高。该河道水体原位气浮处理系统的运行、管理及养护过程简单，能够有效削减河道水体污染物的同时提高河道水体溶解氧含量。
附图说明
图1为一实施方式的河道水体原位气浮处理系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请结合图1，河道水体分为上游区1、污染治理区2和下游区3。一实施方式的河道水体原位气浮处理系统10，包括投料系统、推流增氧装置220、微气泡发生装置230、浮渣导流装置240、浮渣收集器250和浮渣分离装置260。
在本实施方式中，投料系统包括用于储存絮凝剂的储料装置210和投料管道211。投料管道211的进料端与储料装置210相连通，投料管道211的出料端用于设在污染治理区2内并靠近上游区1所在端以使絮凝剂能够流动到整个污染治理区2内，提高絮凝效果。
优选地，储料装置210为用于储存微生物制剂或微生物絮凝剂的生物絮凝储存装置。储料装置210占地10-20m2。通过储料装置210向污染治理区2投放微生物制剂或微生物絮凝剂，可促进河道水体微生物降解污染物和污染物的絮凝。
可以理解，在其他实施方式中，储料装置210也可以同时设置存放化学絮凝剂的隔室，以便于根据需要向污染治理区2投放化学絮凝剂，只要保证对污染物的絮凝效果，并便于通过气浮形成浮渣即可。另外，也可以根据需要储料装置210设置多个，分别用于存储微生物制剂、微生物絮凝剂或化学絮凝剂。
进一步地，投料管道211的出料端设有多个投料口，多个投料口用于在沿垂直于河道水体流向的方向上均匀分布，以便于絮凝剂能够在河道污染治理区2内迅速均匀分散，提高对污染物的絮凝效果。
在本实施方式中，推流增氧装置220用于设在污染治理区2内以用于对污染治理区2内的水体增氧、造流及絮凝搅拌等作用。优选地，推流增氧装置220用于漂浮式设在污染治理区2内并靠近上游区1所在端，并可随水位波动和上下浮动。推流增氧装置220有两套，以提高增氧、造流及絮凝搅拌等作用效果。推流增氧装置220优选为0.75kw-1.5kw的低功率推流增氧装置即可。
在其他实施方式中，推流增氧装置220可以根据河道内污染治理区2内的水域宽度设有多套或仅设一套，多套推流增氧装置220可在沿垂直于河道水体流向的方向上均匀分布，只要能够保证增氧、造流及絮凝搅拌等作用效果即可。
在本实施方式中，微气泡发生装置230为微气泡气浮机。微气泡气浮机可漂浮式设在污染治理区2的水面上使污染治理区2内的水体产生微纳米气泡。微气泡气浮机设有两套，间隔并列设在在污染治理区2内，以提高气浮除杂效果。微气泡气浮机的功率范围优选为1.5kw-25kw。在其他实施方式中，微气泡气浮机可以根据河道内污染治理区2内的水域宽度设有多套或仅设一套，多套微气泡气浮机可在污染治理区2内均匀分布，只要能够保证均匀良好的气浮处理及增氧效果即可。
可以理解，在其他实施方式中，微气泡发生装置230还可以为微气泡发生器，微气泡发生装置230用于使污染治理区2内的水体产生粒径范围为0.2-40μm的微纳米气泡。微气泡发生器用于设在该河道的河岸边并通过管道使污染治理区2内的水体产生微纳米气泡。优选地，管道上设有多个出气口，多个出气口用于在污染治理区2内的水中均匀分布，提高气浮处理和增氧效果。
在本实施方式中，浮渣导流装置240用于设在污染治理区2内并靠近下游区1所在端，浮渣导流装置240用于拦截污染治理区2内的浮渣。
优选地，浮渣导流装置240为漂浮式浮渣隔浮导流装置，漂浮式浮渣隔浮导流装置用于倾斜设置在污染治理区2内以使污染治理区2内的浮渣向岸边水域集中形成浮渣集中区。
进一步地，漂浮式浮渣隔浮导流装置设有两道屏障，该两道屏障具有一个相同的端点并呈不同角度倾斜设在污染治理区2内的水面上以使浮渣集中在浮渣集中区内。漂浮式浮渣隔浮导流装置可随水位波动而上下自由浮动。漂浮式浮渣隔浮导流装置由漂浮材质组成，包括但不限于PVC管、浮体管、浮体、浮子套管等，不影响水流，仅便于隔离并导流浮渣至岸边，便于统一间歇性进对浮渣进行人工收集或机械式计时收集。
可以理解，在其他实施方式中，浮渣导流装置240的顶端距离水面5-10cm为宜，设置多道屏障，多道屏障一端共点并经弹性固定，多道屏障的水平夹角根据河道污染治理区2的水域宽度来设定，以30-45°为宜。对应地，漂浮式浮渣隔浮导流装置也可仅设有一道隔离屏障，也可以依次设置多道隔离屏障，每道隔离屏障的倾斜角度也可以根据需要进行调整，只要便于实现把浮渣导流至岸边，利于人工收集转移或机械收集分离即可。
在本实施方式中，浮渣收集器250用于设在浮渣导流装置240的下方，并对应设有两个。两个浮渣收集器250分别设于两道屏障分别对应的浮渣集中区。浮渣收集器250的收集区域为0.1-0.25m2的平面结构或直径30-50cm的开口，浮渣收集器250的底部可通过直径30-60cm管道与自吸泵261相连通将浮渣废水转移至浮渣分离装置260。
浮渣分离装置260用于设在该河道的河岸边并靠近浮渣集中区。浮渣分离装置260用于对从浮渣收集器250收集的浮渣废水过滤，收集废渣，并将过滤后的滤液回流至该河道内。自吸泵261将浮渣集中区的浮渣集中抽入浮渣分离装置260内进行过滤。浮渣分离装置260可以仅为容器及设置在容器内的过滤网，过滤网收集浮渣后集中处置，滤液可通过设于容器下部的排液口流回河道内。浮渣分离装置260包括但不限于具有泥水分离功能的过滤网、滤料过滤层等结构。
优选地，计时器和自吸泵261电连接以控制自吸泵261的运行周期。在其他实施方式中，浮渣收集器250的设置个数及入口数量也可以根据需要进行调整。
可以理解，采用浮渣收集器250、计时器、浮渣分离装置260和自吸泵261相配合的机械式过滤分离装置，能够进一步降低人工成本。在其他实施方式中，也可以根据浮渣的种类及产生量采用人工定时收集处理。
本实施方式的河道水体原位气浮处理系统10对河道内污染物的处理过程如下：
可选择通过计时器设定、自动化控制或人工控制一体化投料系统向河道内投加微生物制剂或药剂，促进河道污染物降解和水体絮凝。通过推流增氧装置220实现污染治理区2内的水体增氧、造流(使得河道水体往下游流动)及絮凝搅拌，增加原位絮凝效果。借助人工强化的曝气式气浮，即微气泡气浮机增氧、气浮，原位实现河道内包括有机污染物、磷、油膜及固体悬浮物(SS)等污染物转成浮渣形式漂浮于水面上。
浮渣随着水流流向下游区3流动，在浮渣导流装置240的导流作用下使浮渣不断向岸边汇集并产生浮渣层。当浮渣集中区的浮渣层厚为2-10cm时，可通过人工不定时打捞或经过浮渣收集器250和自吸泵261周期性将浮渣转移到岸上浮渣分离器260内实现浮渣与水分离，滤液再汇入河道内，浮渣集中转移至浮渣桶，再集中处理处置。
本实施方式的河道水体原位气浮处理系统10能够在河道水体内实现包括河道水体絮凝、河道微气泡增氧、河道微气泡气浮等复合处理过程，能够对河道水体造流，搅动静止水面，降低水体表面张力，促使河道内油膜、胶体及细小颗粒物絮凝，促使河道污染物降解，促进河道污染物的絮凝及净化过程，能够实现快速提高水体溶解氧(DO)含量，降低河道水体的化学需氧量(COD)、总磷(TP)、油膜及固体悬浮物(SS)等的量。
本实施方式的河道水体原位气浮处理系统10适用于静止河道、微流河道(非行洪期，日常流速≤0.3m/s)、道点源污染口、河道上游来水口等的水体水质净化，提升河道透明度，改善河道感官效果。
另外，通常陆地异位气浮法需要气泵及抽水泵运行实现河道内污水转移和气浮处理，运行能耗及养护成本高。而本实施方式的河道水体原位气浮处理系统10由于能够采用0.75kw-1.5kw的低功率推流增氧装置及1.5kw-25kw的低功率微气泡发生装置，整体的系统运行能耗仅在2.0kw-25kw，运行成本低。同时，整个河道水体原位气浮处理系统10设备简单，均属于“傻瓜式”设备，养护简便，对运行维护人员专业要求不高，能够减少养护成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种河道水体原位气浮处理系统，所述河道水体分为上游区、污染治理区和下游区，其特征在于，所述河道水体原位气浮处理系统包括投料系统、推流增氧装置、微气泡发生装置和浮渣导流装置；
所述投料系统包括投料管道和用于储存絮凝剂的储料装置，所述投料管道的进料端与所述储料装置相连通，所述投料管道的出料端用于设在污染治理区内并靠近所述上游区所在端；
所述推流增氧装置用于设在所述污染治理区内以用于对所述污染治理区内的水体增氧、造流及絮凝搅拌；
所述微气泡发生装置用于使所述污染治理区内的水体产生微纳米气泡以对水体中的污染物进行气浮处理；
所述浮渣导流装置用于设在所述污染治理区内并靠近所述下游区所在端，所述浮渣导流装置用于拦截所述污染治理区内的浮渣。
2.根据权利要求1所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，所述投料管道的出料端设有多个投料口，多个所述投料口用于在沿垂直于河道水体流向的方向上均匀分布。
3.根据权利要求1所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，所述储料装置为用于储存微生物絮凝剂的生物絮凝储存装置。
4.根据权利要求1所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，所述推流增氧装置用于漂浮式设在所述污染治理区内并靠近所述上游区所在端。
5.根据权利要求4所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，所述推流增氧装置有多套，多套所述推流增氧装置用于在沿垂直于河道水体流向的方向上均匀分布。
6.根据权利要求1所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，所述微气泡发生装置为微气泡发生器和/或微气泡气浮机；
所述微气泡发生器用于设在该河道的河岸边并通过管道使所述污染治理区内的水体产生微纳米气泡；
所述微气泡气浮机用于漂浮式设在所述污染治理区的水面上使所述污染治理区内的水体产生微纳米气泡。
7.根据权利要求1所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，所述浮渣导流装置为漂浮式浮渣隔浮导流装置，所述漂浮式浮渣隔浮导流装置用于倾斜设置在所述污染治理区内以使所述浮渣向岸边水域集中并形成浮渣集中区。
8.根据权利要求7所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，所述漂浮式浮渣隔浮导流装置有多个，多个所述漂浮式浮渣隔浮导流装置具有一个相同的端点并依次呈不同角度倾斜设在所述污染治理区内的水面上以使所述浮渣集中在所述浮渣集中区内。
9.根据权利要求1至8任一项所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，还包括浮渣收集器和浮渣分离装置；
所述浮渣收集器用于收集所述浮渣；
所述浮渣分离装置用于设在该河道的河岸边并靠近所述浮渣集中区，所述浮渣分离装置用于对从浮渣收集器收集的浮渣废水过滤，收集废渣，并将过滤后的滤液回流至该河道内。
10.根据权利要求9所述的河道水体原位气浮处理系统，其特征在于，还包括计时器和自吸泵，所述计时器和所述自吸泵电连接。
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