CN112811498A - 水处理用竖流气浮装置及其处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水处理用竖流气浮装置，包括气浮水箱和溶气水箱，气浮水箱设有圆筒形的水处理区和正方体形的浮渣区，气浮水箱和溶气水箱分别连接至溶气装置，气浮水箱还通过管路连通至上下滑动安装的出水堰，出水堰连接有升降驱动装置，浮渣区内设有液位检测装置和刮渣装置，液位检测装置信号连接至气浮处理控制装置，刮渣装置的出渣端承接有设于气浮水箱外部的浮渣外排装置，还公开了该装置的处理工艺；气浮水箱端面的渐变设置使刮渣装置呈水平直线运动，设于外侧的浮渣外排装置消除了对浮渣上浮的干扰；出水堰的上下升降式安装方式，可以根据气浮水箱不同的工作阶段，调整气浮水箱的液位，以控制浮渣浓度，尽量减少浮渣排放量。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水处理用竖流气浮装置，还涉及该气浮装置的处理工艺。
背景技术
在水处理领域，固液分离技术是常用的处理手段之一，气浮装置则是固液分离技术中常用的处理设备。气浮装置在进行水处理时，是通过向水中强制释放气泡，气泡与待处理水中的固体颗粒物吸附结合并聚集形成固体物块，使固体物块的密度远小于水的密度，可以快速地浮向水面，进而实现固液分离。在水处理中，气浮处理工艺比常规的沉淀处理工艺使固液分离的速度要快的多，且气浮装置的池容和占地面积也远小于沉淀工艺中使用的相关设施，因此气浮处理工艺在去除水中固体颗粒物的过程中具有特殊的优势。
气浮设备从水力学流向上可分为平流气浮、竖流气浮、浅层气浮等几类，且气浮设备都有一个共同特点，即都设有浮渣刮除装置。其中平流气浮方式采用简单的水平直线运动方式就可实现刮渣操作，这种方式对气浮的运行状态影响不大；浅层气浮采用旋转零速布水原理，在布水的同时垂直轴向旋转捞渣，对气浮水力学条件影响也不大，但其结构复杂，容易出现机械故障；竖流气浮则多采用圆形结构如图3和图4所示，刮渣方式采用刮板22的方式，且刮板22为垂直的轴向旋转式安装，这样就必须在气浮池23内设置径向的排渣斗24，也就影响了浮渣向上的通路，使排渣斗区域的固体颗粒物和气泡因碰撞而分离，造成失去气泡的固体颗粒物会向下沉淀，于是就影响了出水的水质效果，同时上述各气浮方式的排浮渣的含水量也偏高，不利后期浮渣的脱水处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种方便刮渣，浮渣处理过程中对浮渣的上浮无干扰，且不会影响出水水质的水处理用竖流气浮装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：水处理用竖流气浮装置，包括气浮水箱，所述气浮水箱内套装有溶气水箱，所述气浮水箱设有圆筒形的水处理区和正方体形的浮渣区，所述浮渣区设于所述水处理区的上部，所述水处理区的侧壁与所述浮渣区的侧壁为平滑过渡连接，且所述溶气水箱设于所述水处理区内，所述气浮水箱和所述溶气水箱分别通过管路连接至溶气装置，所述气浮水箱还通过管路连通至上下滑动安装的出水堰，所述出水堰连接有升降驱动装置，所述浮渣区内设有液位检测装置，所述液位检测装置信号连接至气浮处理控制装置，所述气浮水箱的顶端设有刮渣装置，所述刮渣装置安装于所述气浮水箱的顶端，所述刮渣装置的出渣端承接有浮渣外排装置，且所述浮渣外排装置设于所述气浮水箱的外部，所述溶气装置、所述升降驱动装置和所述刮渣装置分别连接于所述气浮处理控制装置的控制端。
作为优选的技术方案，所述溶气水箱设有圆筒形的捕捉区和正方体形的分离区，所述分离区设于所述捕捉区的上部，且所述捕捉区的侧壁与所述分离区的侧壁为平滑过渡连接。
作为优选的技术方案，所述升降驱动装置包括布置安装于所述气浮水箱外壁上的螺纹套，贯穿所述螺纹套对应设有配合使用的驱动螺杆，所述驱动螺杆传动连接有驱动电机，所述气浮水箱外壁上还设有导向杆，所述出水堰外壁上固定安装有导向套，所述导向杆贯穿所述导向套设置。
作为优选的技术方案，所述液位检测装置设置为液位计，所述气浮处理控制装置包括微处理器、硬盘、内存和系统总线，所述液位计连接至所述微处理器。
作为优选的技术方案，所述溶气装置包括与气源连接的溶气罐，所述溶气罐与所述水处理区之间连通有溶气进水管，所述溶气罐与所述溶气水箱之间连通有溶气出水管，位于所述溶气水箱内的所述溶气水箱端部固定连接有溶气喷头。
作为优选的技术方案，所述浮渣外排装置包括设于所述气浮水箱外部的浮渣槽，所述浮渣槽的底端连通有排渣管。
本发明还涉及该水处理用竖流气浮装置的专用处理工艺，包括以下步骤，
步骤一、在所述气浮处理控制装置内预设所述气浮水箱的低液位监测值和高液位监测值；
在所述气浮处理控制装置内根据所述气浮水箱的水处理量预设所述溶气装置的工作方式及工作时间；
在所述气浮处理控制装置内预设浮渣浓缩时间；
步骤二、通过所述气浮处理控制装置控制所述溶气装置启动，所述水处理区内的部分水被输送至所述溶气装置内，与所述溶气装置中的高压气体溶合，形成溶气流体，并将溶气流体喷射至所述溶气水箱内；
步骤三、所述溶气装置工作时间到后，进入浮渣浓缩阶段；
所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置启动，通过所述升降驱动装置驱动所述出水堰下降，根据压力平衡原理，所述气浮水箱内的水在压力作用下自动进入至所述出水堰内，所述气浮水箱的水位下降，当所述液位检测装置的检测值到达所述气浮处理控制装置内预设的所述低液位监测值时，所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置停止，所述气浮水箱内的水体静置，使浮渣浓缩；
步骤四、浮渣浓缩时间到后，进入浮渣排放时段；
所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置启动，通过所述升降驱动装置驱动所述出水堰上升，根据压力平衡原理，所述出水堰内的水在压力作用下自动进入至所述气浮水箱内，所述气浮水箱的水位和浮渣上升，当所述液位检测装置的检测值到达所述气浮处理控制装置内预设的所述高液位监测值时，所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置停止；
步骤五、所述气浮处理控制装置控制所述刮渣装置启动，将所述浮渣区内的浮渣刮至所述浮渣外排装置内，实现所述气浮水箱的浮渣排放。
作为优选的技术方案，所述溶气装置的工作方式为持续工作方式或间歇式工作方式，对应所述持续工作方式设有对应的持续工作时间值；对应所述间歇式工作方式设有工作时间值和间隔时间值。
作为对上述技术方案的改进，所述出水堰的出水端安装有出水电磁阀，所述出水电磁阀连接至所述气浮处理控制装置的控制端。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：气浮水箱端面由底部的圆形向顶部的方形平滑过渡，使刮渣装置的刮渣方式由传统的垂直中心旋转运动改为水平直线运动，且将浮渣外排装置安装到浮渣区的外边，使设备内部轮廓规则，消除了传统设备由于内部轮廓不规则对浮渣上浮造成的干扰，有助于改善出水水质；另外出水堰的上下升降式安装方式，可以根据气浮水箱不同的工作阶段，调整气浮水箱的液位，从而可以控制浮渣浓度，尽量减少浮渣排放量，有助于简化浮渣后续脱水等工艺设备的安装，以及减轻相关工艺的工作强度。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的俯视图；
图3是现有技术的结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图中：1-气浮水箱；2-溶气水箱；3-水处理区；4-浮渣区；5-捕捉区；6-分离区；7-溶气罐；8-溶气进水管；9-溶气出水管；10-溶气喷头；11-出水堰；12-浮渣；13-螺纹套；14-驱动螺杆；15-驱动电机；16-导向杆；17-导向套；18-刮渣装置；19-浮渣槽；20-排渣管；21-气浮处理控制装置；22-刮板；23-气浮池；24-排渣斗。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图2所示，水处理用竖流气浮装置，包括气浮水箱1，所述气浮水箱1内套装有溶气水箱2，所述气浮水箱1设有圆筒形的水处理区3和正方体形的浮渣区4，所述浮渣区4设于所述水处理区3的上部，所述水处理区3的侧壁与所述浮渣区4的侧壁为平滑过渡连接，且所述溶气水箱2设于所述水处理区3内。所述气浮水箱1整体呈下圆上方的圆方体结构。所述溶气水箱2与所述溶气水箱2的设置方式相似，即所述溶气水箱2设有圆筒形的捕捉区5和正方体形的分离区6，所述分离区6设于所述捕捉区5的上部，且所述捕捉区5的侧壁与所述分离区6的侧壁为平滑过渡连接。上述设置方式便于后续刮渣设备的安装，改变了传统刮板的垂直轴向旋转式安装，使刮渣方式由转动式改为线性平移式。
所述气浮水箱1和所述溶气水箱2分别通过管路连接至溶气装置。具体地，所述溶气装置包括与气源连接的溶气罐7，所述溶气罐7与所述水处理区3之间连通有溶气进水管8，所述溶气罐7与所述溶气水箱2之间连通有溶气出水管9，位于所述溶气水箱2内的所述溶气水箱2端部固定连接有溶气喷头10。所述溶气罐7的结构与具体工作方式为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。所述溶气喷头10将所述溶气罐7制备的溶气水混合流体送入至所述溶气水箱2内，所述气浮水箱1和所述溶气水箱2内的废水与溶气系统送入的溶气水混合流体混合。在所述捕捉区5内，水中的悬浮物与溶气水混合流体内的微气泡结合并被捕捉，密度变的比水小，结合了微气泡的悬浮物同水一起向所述捕捉区5顶部的所述分离区6运动，到达所述分离区6后，水转而向下运动进入所述水处理区3内，结合了微气泡的悬浮物密度变的比水小，继续向上漂浮集聚形成浮渣12，到达顶部所述浮渣区4后停止运动，进行静置浓缩。
本实施例的所述气浮水箱1还通过管路连通至上下滑动安装的出水堰11，所述出水堰11连接有升降驱动装置，所述浮渣区4内设有液位检测装置，所述液位检测装置信号连接至气浮处理控制装置21，所述溶气装置、所述升降驱动装置和所述刮渣装置18分别连接于所述气浮处理控制装置21的控制端，通过所述气浮处理控制装置21控制整个装置的自动化运行，无需人为干预。所述液位检测装置设置为液位计，所述气浮处理控制装置21包括微处理器、硬盘、内存和系统总线，所述液位计连接至所述微处理器。
具体地，所述升降驱动装置包括布置安装于所述气浮水箱1外壁上的螺纹套13，贯穿所述螺纹套13对应设有配合使用的驱动螺杆14，所述驱动螺杆14传动连接有驱动电机15，所述气浮水箱1外壁上还设有导向杆16，所述出水堰11外壁上固定安装有导向套17，所述导向杆16贯穿所述导向套17设置。通过控制所述驱动电机15的运行，可以带动所述驱动螺杆14转动，从而实现所述出水堰11的上下调整，达到间接调整所述气浮水箱1水位的目的。所述导向杆16与所述导向套17配合，实现所述出水堰11的安全升降。
所述气浮水箱1的顶端设有刮渣装置18，所述刮渣装置18安装于所述气浮水箱1的顶端，所述刮渣装置18的出渣端承接有浮渣外排装置，且所述浮渣外排装置设于所述气浮水箱1的外部，所述溶气装置、所述升降驱动装置和所述刮渣装置18分别连接于所述气浮处理控制装置21的控制端。其中，所述刮渣装置18设置为链式循环刮泥设备或设置为输送带、刮板、驱动电机15等刮渣设备，为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。所述浮渣外排装置包括设于所述气浮水箱1外部的浮渣槽19，所述浮渣槽19的底端连通有排渣管20，实现集中处理浮渣。处理后的清水从所述气浮水箱1的底部的用管道引至所述出水堰11，由所述出水堰11排出系统。
本实施例通过改变所述气浮水箱1的整体结构形式，即将其设计为下圆上方的结构，改变了传统刮板的垂直轴向旋转安装方式，同时将所述浮渣槽19设于所述气浮水箱1的外部，改变了将浮渣斗设于水箱内的传统结构，消除了因为在水箱内部设置浮渣斗而影响浮渣向上漂浮的顺利性，避免了浮渣与所述浮渣槽19外壁碰撞而使固体颗粒物和气泡因碰撞产生分离，防止失去气泡的固体颗粒物再次向所述水处理区3沉淀，即避免了增加水处理压力，也保证了出水的水质。
本实施例的该水处理用竖流气浮装置的专用处理工艺，包括以下步骤，
步骤一、在所述气浮处理控制装置21内预设所述气浮水箱1的低液位监测值和高液位监测值，用于在浮渣处理过程中，对所述气浮水箱1的液位进行控制，从而间接调整和保证浮渣浓缩效果。在所述气浮处理控制装置21内根据所述气浮水箱1的水处理量预设所述溶气装置的工作方式及工作时间，在所述气浮处理控制装置21内预设浮渣浓缩时间，实现水处理的自动化进行。
步骤二、通过所述气浮处理控制装置21控制所述溶气装置启动，所述水处理区3内的部分水被输送至所述溶气装置内，与所述溶气装置中的高压气体溶合，形成溶气流体，并将溶气流体喷射至所述溶气水箱2内。所述溶气装置的工作方式为持续工作方式或间歇式工作方式，对应所述持续工作方式设有对应的持续工作时间值；对应所述间歇式工作方式设有工作时间值和间隔时间值。所述溶气装置的工作方式灵活，可以根据具体出水的水质要求进行选择和调整。
步骤三、所述溶气装置工作时间到后，进入浮渣浓缩阶段。在进入浮渣浓缩阶段后，首先所述气浮处理控制装置21控制所述升降驱动装置启动，通过所述升降驱动装置驱动所述出水堰11下降，根据压力平衡原理，所述气浮水箱1内的水在压力作用下自动进入至所述出水堰11内，所述气浮水箱1的水位下降，当所述液位检测装置的检测值到达所述气浮处理控制装置21内预设的所述低液位监测值时，所述气浮处理控制装置21控制所述升降驱动装置停止，所述气浮水箱1内的水体静置，使浮渣浓缩。通过调节所述出水堰11的高度可以控制浮渣排放的浓度，加强浮渣浓缩，以提高浮渣浓度达到尽量减少污泥处理量的目的。
步骤四、浮渣浓缩时间到后，进入浮渣排放时段。在该阶段，所述气浮处理控制装置21控制所述升降驱动装置启动，通过所述升降驱动装置驱动所述出水堰11上升，根据压力平衡原理，所述出水堰11内的水在压力作用下自动进入至所述气浮水箱1内，所述气浮水箱1的水位和浮渣上升，当所述液位检测装置的检测值到达所述气浮处理控制装置21内预设的所述高液位监测值时，所述气浮处理控制装置21控制所述升降驱动装置停止。此步骤目的在于抬高浮渣层在所述气浮水箱1内的高度，以便于所述刮渣装置18进行浮渣清理。
步骤五、所述气浮处理控制装置21控制所述刮渣装置18启动，将所述浮渣区4内的浮渣刮至所述浮渣外排装置内，实现所述气浮水箱1的浮渣排放。
可以在所述出水堰11的出水端安装有出水电磁阀，并将所述出水电磁阀连接至所述气浮处理控制装置21的控制端。通过所述气浮处理控制装置21自动控制所述出水电磁阀的开启与关闭，以实现正常排水控制，以及配合所述气浮水箱1内水位的调整。
本发明的气浮水箱1端面由底部的圆形向顶部的方形平滑过渡，使刮渣装置18的刮渣方式由传统的垂直中心旋转运动改为水平直线运动，且将浮渣外排装置安装到浮渣区4的外边，使设备内部轮廓规则，消除了传统设备由于内部轮廓不规则对浮渣上浮造成的干扰，有助于改善出水水质；另外出水堰11的上下升降式安装方式，可以根据气浮水箱1不同的工作阶段，调整气浮水箱1的液位，从而可以控制浮渣浓度，尽量减少浮渣排放量，有助于简化浮渣后续脱水等工艺设备的安装，以及减轻相关工艺的工作强度。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (9)
1.水处理用竖流气浮装置，包括气浮水箱，所述气浮水箱内套装有溶气水箱，其特征在于：所述气浮水箱设有圆筒形的水处理区和正方体形的浮渣区，所述浮渣区设于所述水处理区的上部，所述水处理区的侧壁与所述浮渣区的侧壁为平滑过渡连接，且所述溶气水箱设于所述水处理区内，所述气浮水箱和所述溶气水箱分别通过管路连接至溶气装置，所述气浮水箱还通过管路连通至上下滑动安装的出水堰，所述出水堰连接有升降驱动装置，所述浮渣区内设有液位检测装置，所述液位检测装置信号连接至气浮处理控制装置，所述气浮水箱的顶端设有刮渣装置，所述刮渣装置安装于所述气浮水箱的顶端，所述刮渣装置的出渣端承接有浮渣外排装置，且所述浮渣外排装置设于所述气浮水箱的外部，所述溶气装置、所述升降驱动装置和所述刮渣装置分别连接于所述气浮处理控制装置的控制端。
2.如权利要求1所述的水处理用竖流气浮装置，其特征在于：所述溶气水箱设有圆筒形的捕捉区和正方体形的分离区，所述分离区设于所述捕捉区的上部，且所述捕捉区的侧壁与所述分离区的侧壁为平滑过渡连接。
3.如权利要求1所述的水处理用竖流气浮装置，其特征在于：所述升降驱动装置包括布置安装于所述气浮水箱外壁上的螺纹套，贯穿所述螺纹套对应设有配合使用的驱动螺杆，所述驱动螺杆传动连接有驱动电机，所述气浮水箱外壁上还设有导向杆，所述出水堰外壁上固定安装有导向套，所述导向杆贯穿所述导向套设置。
4.如权利要求1所述的水处理用竖流气浮装置，其特征在于：所述液位检测装置设置为液位计，所述气浮处理控制装置包括微处理器、硬盘、内存和系统总线，所述液位计连接至所述微处理器。
5.如权利要求1所述的水处理用竖流气浮装置，其特征在于：所述溶气装置包括与气源连接的溶气罐，所述溶气罐与所述水处理区之间连通有溶气进水管，所述溶气罐与所述溶气水箱之间连通有溶气出水管，位于所述溶气水箱内的所述溶气水箱端部固定连接有溶气喷头。
6.如权利要求1至5任一权利要求所述的水处理用竖流气浮装置，其特征在于：所述浮渣外排装置包括设于所述气浮水箱外部的浮渣槽，所述浮渣槽的底端连通有排渣管。
7.如权利要求1所述的水处理用竖流气浮装置的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、在所述气浮处理控制装置内预设所述气浮水箱的低液位监测值和高液位监测值；
在所述气浮处理控制装置内根据所述气浮水箱的水处理量预设所述溶气装置的工作方式及工作时间；
在所述气浮处理控制装置内预设浮渣浓缩时间；
步骤二、通过所述气浮处理控制装置控制所述溶气装置启动，所述水处理区内的部分水被输送至所述溶气装置内，与所述溶气装置中的高压气体溶合，形成溶气流体，并将溶气流体喷射至所述溶气水箱内；
步骤三、所述溶气装置工作时间到后，进入浮渣浓缩阶段；
所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置启动，通过所述升降驱动装置驱动所述出水堰下降，根据压力平衡原理，所述气浮水箱内的水在压力作用下自动进入至所述出水堰内，所述气浮水箱的水位下降，当所述液位检测装置的检测值到达所述气浮处理控制装置内预设的所述低液位监测值时，所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置停止，所述气浮水箱内的水体静置，使浮渣浓缩；
步骤四、浮渣浓缩时间到后，进入浮渣排放时段；
所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置启动，通过所述升降驱动装置驱动所述出水堰上升，根据压力平衡原理，所述出水堰内的水在压力作用下自动进入至所述气浮水箱内，所述气浮水箱的水位和浮渣上升，当所述液位检测装置的检测值到达所述气浮处理控制装置内预设的所述高液位监测值时，所述气浮处理控制装置控制所述升降驱动装置停止；
步骤五、所述气浮处理控制装置控制所述刮渣装置启动，将所述浮渣区内的浮渣刮至所述浮渣外排装置内，实现所述气浮水箱的浮渣排放。
8.如权利要求7所述的水处理用竖流气浮装置的处理工艺，其特征在于：所述溶气装置的工作方式为持续工作方式或间歇式工作方式，对应所述持续工作方式设有对应的持续工作时间值；对应所述间歇式工作方式设有工作时间值和间隔时间值。
9.如权利要求8所述的水处理用竖流气浮装置的处理工艺，其特征在于：所述出水堰的出水端安装有出水电磁阀，所述出水电磁阀连接至所述气浮处理控制装置的控制端。
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|---|---|---|---|---|
| CN114620849A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-14 | 广东省广业装备制造集团有限公司 | 一种垃圾渗滤液分离检测系统 |
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2021
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