CN110194510A - 一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，包括静电强化相分散微气泡发生罐，静电强化相分散微气泡发生罐内的上部和底部分别设有平板极板和毛细管电极,平板极板接地，毛细管电极连接负高压静电发生器的负极，且毛细管电极还连接氧气罐；静电强化相分散微气泡发生罐连接气浮器，气浮器连接回收储液罐和废水池，氧气从毛细管电极进入静电强化相分散微气泡发生罐形成大量均匀微气泡，并在电极产生的电场内形成饱和溶气水，可以对污水进行有效处理。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置。
背景技术
含油污水是油气田开发、石油化工等行业生产过程中的重要污染源之一，量大面广，处理不当会造成环境和水体污染，危害人体健康。随着国家对环境保护工作的日益重视，水中含油量控制标准持续提高。
污水中的油分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四类，其中分散油和乳化油的油滴粒径较小，传统重力沉降除油效率低。此外，污水中通常含有悬浮物颗粒，分离过程中投加絮凝剂后会形成油滴与悬浮物的絮体，密度与水接近，易呈悬浮状态而无法利用密度差进行重力沉降分离。气浮技术可有效解决以上油水分离中的问题。与重力沉降不同，气浮通过向污水中通入气泡，气泡粘附油滴形成密度远小于水的絮体，从而提高油滴的上浮速度，达到强化分离的目的。传统气浮方法主要包括电解气浮、散气气浮和溶气气浮，但电解气浮能耗大、运行费用高，散气气浮形成的气泡尺寸大、分离效果差，溶气气浮气泡产生过程不稳定、尺寸不均匀。如何得到均匀且尺寸较小的气泡是气浮方法处理污水的关键。
电场强化相间分散具有效率高、能耗低的优点而受到广泛关注，利用电场强化多相系统中离散相的分散和混合是减小离散相尺寸，增加相界面面积的有效方法。直流电场作用下的气泡尺寸更为均匀，电场驱动使液气界面附近产生自由电荷，由于自由电荷间的库仑斥力削弱了液气相界面的表面张力，在较高电场强度下，气泡分裂形成大量微米级甚至纳米级尺寸气泡，极大的强化了液气间的相互作用与传质过程。因此，有必要设计一种基于电场强化产生微小且均匀气泡的新型高效气浮实验装置。
发明内容
本发明根据现有技术中存在的问题，提出了一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，能够基于电场强化产生微小且均匀气泡，且对污水进行有效地处理。
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，包括静电强化相分散微气泡发生罐，所述静电强化相分散微气泡发生罐内的上部和底部分别设有平板极板和毛细管电极,所述平板极板接地，所述毛细管电极连接负高压静电发生器的负极，且毛细管电极还连接氧气罐；所述静电强化相分散微气泡发生罐连接气浮器，所述气浮器连接回收储液罐和废水池；
进一步，所述气浮器内设有隔板，将气浮器内部空间划分为接触区和分离区；所述接触区用于微气泡与油滴等杂质的接触、粘附，所述分离区用于处理水与杂质絮体的分离；
进一步，所述平板极板和毛细管电极材质为黄铜，大气泡在毛细管电极两侧发生稳定破碎，生成微米级甚至纳米级尺寸微气泡；
进一步，所述毛细管电极采用多孔道均匀分布，在电场强化相分散作用下生成大量微气泡；
进一步，所述静电强化相分散微气泡发生罐内的液体为去离子水；
进一步，所述气浮器采用平流式气浮器，所述平流式气浮器结构较为简单、易安装、造价低、运行维修方便，排渣方式为无能耗的溢渣方式。
本发明的有益效果：
通过调节电场强度和供氧流量，毛细管电极能够产生尺寸均匀的微气泡，并能使气泡充分的分散在去离子水中；气体放电过程选取的为氧气，能有效分解、去除废水中难降解的有机化合物，减少污染；电场强化产生微气泡过程能耗低，效率高，能形成大量均匀微气泡；阀门、离心泵等均为成熟的产品，整个装置够简单，安装方便，运行及维护费用较低。
附图说明
图1为基于多孔道静电强化相分散的新型气浮实验装置结构示意图。
图2为图1的A-A剖视示意图。
图3为电场作用下毛细管电极产生大量均匀微气泡图片实施例。
图中，1、静电强化相分散微气泡发生罐，101、平板极板，102、毛细管电极，2、离心泵，3、氧气罐，4、负高压静电发生器，5、回收储液罐，6、废水池，7、气浮器，701、接触区，702、分离区，703、隔板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明所设计的一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，包括静电强化相分散微气泡发生罐1、离心泵2、氧气罐3、负高压静电发生器4、回收储液罐5、废水池6和气浮器7；具体连接关系为：在静电强化相分散微气泡发生罐1的顶部设置平板极板101，在本实施例中，平板极板101也可以换成环状电极，且平板极板101接地。
在静电强化相分散微气泡发生罐1底部设置如图2所示的毛细管电极102，是在绝缘的底板上以阵列的排布的形式设置多个孔道，在孔道内壁贴装有环状的毛细管电极102，且每个毛细管电极102通过导线连接负高压静电发生器4的负极，同时毛细管电极102内圈还连接氧气罐3，内径为1-1.2mm，用于向静电强化相分散微气泡发生罐1输入大量的气泡；在工作过程中，由于毛细管电极102与负高压静电发生器4的负极端相连，上端平板电极101做接地处理，在电极之间的区域会形成点-板非均匀电场。在本实施例中，平板极板101和毛细管电极102材质为黄铜。
静电强化相分散微气泡发生罐1的侧壁通过离心泵2和管路连接气浮器7，如图1所示，在气浮器7的内部设置3个隔板703，自左向右，隔板703依次安装在静电强化相分散微气泡发生罐1的上壁面、下壁面和上壁面，将气浮器7内部空间划分为接触区701和分离区702；静电强化相分散微气泡发生罐1中输出的饱和溶气水进入接触区701，在接触区701内微气泡与油滴等杂质的接触、粘附，随后进入分离区702，将处理水与杂质絮体进行分离，最终输入回收储液罐5；在气浮器7的侧壁还通过管路分别连接回收储液罐5和废水池6，分别用于存储气浮器7排出的处理后污水和向气浮器7内输入待处理的污水。在本实施例中，气浮器7采用平流式气浮器，所述平流式气浮器结构较为简单、易安装、造价低、运行维修方便，排渣方式为无能耗的溢渣方式
为了更清楚的解释本发明所保护的技术方案，以下结合本发明的工作过程作进一步解释：
使用前，所有阀门保持关闭状态。向静电强化相分散微气泡发生罐1中注入去离子水，在废水池6中注入待处理污水。打开所有阀门，调节氧气罐3供氧流量。启动负高压静电发生器4，调节电场强度等参数，通过控制阀门开度调节氧气罐3的供氧流量，在毛细管电极102出口处实现气体破碎从而产生大量尺寸均匀的微气泡。待静电强化相分散微气泡发生罐1中形成饱和溶气水时，启动离心泵2及废水池6处的离心泵，同时将溶气水和废水泵送至气浮器7。微气泡与污水中的油滴等杂质在接触区701发生接触、粘附等过程，形成的絮体在水的携带作用下进入分离区702完成分离过程。气泡粘附油滴形成密度远小于水的絮体，提高油滴的上浮速度，达到强化分离的目的。另外，氧气在去离子水中进行直接高压电晕放电过程中会产生臭氧，由于臭氧存在而产生的过氧化氢和氢氧自由基，可有效去除废水中难降解的有机化合物。臭氧能有效去除污水中的有机杂质，减小污染。待气浮器7中液面较高时，通过溢渣的方式进行排渣，并启动回收储液罐5处的离心泵，将收集的净水泵送至回收储液罐5中。结束后，断开负高压静电发生器4的电源，最后关闭所有阀门。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，其特征在于，包括静电强化相分散微气泡发生罐(1)，所述静电强化相分散微气泡发生罐(1)内的上部和底部分别设有平板极板(101)和毛细管电极(102),所述平板极板(101)接地，所述毛细管电极(102)连接负高压静电发生器(4)的负极，且毛细管电极(102)还连接氧气罐(3)；所述静电强化相分散微气泡发生罐(1)连接气浮器(7)，所述气浮器(7)连接回收储液罐(5)和废水池(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，其特征在于，所述气浮器(7)内设有隔板，将气浮器(7)内部空间划分为接触区(701)和分离区(702)。
3.根据权利要求1所述的一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，其特征在于，所述平板极板(101)和毛细管电极(102)材质为黄铜。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，其特征在于，所述毛细管电极(102)采用多孔道均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，其特征在于，所述静电强化相分散微气泡发生罐(1)内的液体为去离子水。
6.根据权利要求1所述的一种基于多孔道静电强化相分散的新型气浮装置，其特征在于，所述气浮器(7)采用平流式气浮器。
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