CN113479961B - 一种气浮方法及其蓝藻加压再利用处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气浮方法及其蓝藻加压再利用处理系统，其中气浮方法，包括以下步骤：S1：使气泡和水中凝聚物结合，形成结合气泡；S2：结合气泡在水体中上升过程，对水体进行加压，使气泡保持目标体积；S3：使结合气泡未浮出水面时被导向进入去渣腔,进行去渣，本发明中的气浮方法通过调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，提升气浮净化处理效果，蓝藻加压再利用处理系统运用上述气浮方法对蓝藻富藻水进行净化处理，可保持高质量的气浮净化处理效率。

Description

一种气浮方法及其蓝藻加压再利用处理系统

技术领域

本发明涉及水体净化技术领域，尤其涉及一种气浮方法及其蓝藻加压再利用处理系统。

背景技术

湖泊因富营养化问题导致蓝藻频繁暴发,蓝藻腐败后导致湖水恶臭、有机物及藻毒素浓度急剧升高，水源地水质严重恶化,甚至致使湖区周边城市出现供水危机。藻类及时打捞与收集是迅速减少水体中藻浓度的常用手段，但打捞上来的藻类含水率很高,不利于后续处理和利用。气浮工艺用于处理富藻水已经被应用。气浮工艺是在待处理水中通人或产生大量高度分散的微细气泡，使其与杂质、絮粒相互粘附,形成比重小于水的浮渣,依靠浮力浮上水面,以完成固液分离的一种净水方法。

气泡作为气浮过程中去除藻类的载体,对气浮效果的影响是不言而喻的。一般来说，气泡半径越小,浮速也越小，对水体的扰动也较小；水中的气泡粉碎得越细,它们的比表面积就越大,具有的自由界面能也越多,越显出热力学的不稳定性，气浮工艺中微气泡大小应适当,过大或过小都会影响气浮效果，目前,可以通过投加表面活性剂以及选择合适的溶气释放系统等方法来获得较小的气泡。但是，气泡在水体内部上升过程中，由于水体压强变小，气泡的体积会变大，水体上部气泡对水体中絮粒的粘附性变小，当气泡到达水体上部时，由于气泡体积大，导致气泡携带的絮粒脱离气泡，仍然留在水中，水体净化效果不理想。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术气浮过程中，气泡在水体内部上升体积变大，气泡携带的絮粒能力下降，水体净化效果不理想，而提出的一种气浮方法及其蓝藻加压再利用处理系统，用于提升蓝藻水气浮净化处理效果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种气浮方法，包括以下步骤：

S1：使气泡和水中凝聚物结合，形成结合气泡；

S2：结合气泡在水体中上升过程，对水体进行加压，使气泡保持目标体积，优选的，所述气泡的泡径为10-100μm；

S3：使结合气泡未浮出水面时被导向进入去渣腔,进行去渣。

本气法通过调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，保持小气泡对比表面积和对水体中絮粒的粘附性，提升气浮净化处理效果。

本发明还公开一种基于上述气浮方法的蓝藻加压再利用处理系统，所述的蓝藻加压再利用处理系统包括机架，所述机架上设置气浮箱和加压筒，所述加压筒位于气浮箱上方，所述加压筒与大气连通。

具体的，所述气浮箱与机架固定连接，所述气浮箱的上端设置圆筒状的固定连接部，所述加压筒包括位于上部的锥形腔和位于下部的滑动连接部，所述滑动连接部与固定连接部滑动密封连接，机架与加压筒之间设置用于在竖直方向调节加压筒位置的升降油缸。

进一步的，所述固定连接部的下端固定设置开口向上喇叭状的隔离板，所述隔离板的凹陷中部设置连通气浮箱和加压筒的连通管。当加压筒相对气浮箱滑动，加压筒内部的水位会发生改变，从而改变气浮箱内部的水压。

进一步的，所述隔离板的外缘外部设置环状的旋转盖板，所述气浮箱的外部设置分渣箱，所述分渣箱顶盖为隔离板的外缘部分和旋转盖板，所述气浮箱于隔离板的下方设置连通气浮箱和分渣箱的环形出液口，由于隔离板中间低、边缘高，气浮箱内部的气泡在上升过程中会直接往隔离板的边缘富集，并沿着隔离板的边缘进入分渣箱中。

进一步的，所述旋转盖板的下表面设置若干凸出且环布于旋转盖板的驱流板，所述分渣箱的外部设置收集箱，所述收集箱与分渣箱通过驱流板之间的空间连通。所述旋转盖板的上部固定设置旋转环。

作为一种优选的旋转环驱动方式，所述旋转环的内部设置内齿圈和驱动齿轮，所述内齿圈与驱动齿轮啮合，机架设置驱动驱动齿轮旋转的驱动电机。当驱动电机带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮可带动旋转环和旋转盖板旋转，旋转盖板底面的驱流板对分渣箱上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱。

作为另一种优选的旋转环驱动方式，所述旋转环的外壁设置相互啮合外齿圈和被动轮，所述回流管上设置驱动盘，所述驱动盘内部设置与被动轮共轴设置的主动叶轮，所述回流管的进流管和出流管偏置于主动叶轮一侧，所述进流管和出流管的位置对应，回流管内部的液体从进流管进入驱动盘内部，然后从出流管出来，液体可推动主动叶轮旋转，主动叶轮带动被动轮旋转，被动轮带动旋转环和旋转盖板旋转，旋转盖板底面的驱流板对分渣箱上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱。本处的旋转环和旋转盖板的旋转力来自液体动能，实现能量的共用。

所述连通管的下端设置与连通管连通的米字型沉浸管盘，所述沉浸管盘位于气浮箱的中部，所述沉浸管盘的上表面设置多个出水孔，所述气浮箱的底部设置进液管和气泡管。气泡管通过溶气释放系统可在水底释放小气泡，小气泡可与水中的絮粒粘附，带动絮粒上浮，在沉浸管盘下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合，当小气泡上升至沉浸管盘的上方，连通管内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮箱，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率。

由于加压筒和气浮箱内部液体存在压强差，加压筒中水会通过连通管进入气浮箱，气浮箱内部的液体会通过环形出液口进入分渣箱，为了维持本系统的正常运行，所述分渣箱底部通过回流管与气浮箱的底部连通，所述连通管和回流管设置定流量阀，所述连通管的流量与回流管的流量相同，保持气浮箱从连通管的进液和从分渣箱中回流管的出液保持平衡。

为保持加压筒内部水量充足，所述加压筒的上部通过加水管连通水箱，水箱中储存大量干净的水，所述加水管上设置水泵，用于加压筒内部的加水。

本蓝藻加压再利用处理系统用于蓝藻富藻水的气浮净化处理，具体包括以下过程：

步骤一：富藻水从进液管进入气浮箱，并在加压筒中加入适量的干净水；

步骤二：气泡管从气浮箱底部鼓出小气泡，小气泡可与水中的蓝藻絮粒粘附，带动蓝藻絮粒上浮，在沉浸管盘下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合；

步骤三：当小气泡上升至沉浸管盘的上方，连通管内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮箱，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率；同时，在气泡上升过程中，对应调整升降油缸的位置，使加压筒往下移动，加压筒中的水进入锥形腔，水位升高，使气浮箱中气泡在上升过程中始终拥有足够压强；

步骤四：由于隔离板中间低、边缘高，气浮箱内部的气泡在上升过程中穿过环形出液口直接往隔离板的边缘富集，并沿着隔离板的边缘进入分渣箱中；

步骤五：气泡进入分渣箱后会破裂，旋转盖板底面的驱流板对分渣箱上表面的气泡和蓝藻絮粒进行导流，使蓝藻絮粒快速进入收集箱被收集，分渣箱底部的水经过回流管重新进入气浮箱进行净化。

本发明的有益效果是：

1、本发明中气浮方法的通过调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，保持小气泡对比表面积和对水体中絮粒的粘附性，提升气浮净化处理效果；

2、本发明中的蓝藻加压再利用处理系统运用上述气浮方法对蓝藻富藻水进行净化处理，对气浮箱中液体进行加压，不仅可通过小气泡保压保持高质量的气浮净化处理效果，同时可提升气浮净化处理速度，且蓝藻絮粒可自动富集，收集方便。

附图说明

图1为本气浮方法的步骤图；

图2为本蓝藻加压再利用处理系统实施例2的结构示意图；

图3为本蓝藻加压再利用处理系统加压筒处的结构示意图；

图4为本蓝藻加压再利用处理系统隔离板底部的结构示意图；

图5为本蓝藻加压再利用处理系统沉浸管盘处的结构示意图；

图6为本蓝藻加压再利用处理系统实施例3的结构示意图；

图7为本蓝藻加压再利用处理系统驱动盘处的结构示意图。

图中：1、机架；2、气浮箱；3、加压筒；4、隔离板；5、连通管；6、旋转盖板；7、驱流板；8、收集箱；9、旋转环；10、驱动齿轮；11、驱动电机；12、升降油缸；13、回流管；14、沉浸管盘；15、加水管；16、水泵；17、出液口；18、分渣箱；19、固定连接部；20、进液管；21、气泡管；22、被动轮；23、驱动盘；24、主动叶轮；25、进流管；26、出流管；31、锥形腔；32、滑动连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参考图1，一种气浮方法，包括以下步骤：

S1：使气泡和水中凝聚物结合，形成结合气泡；

S2：结合气泡在水体中上升过程，对水体进行加压，使气泡保持目标体积，优选的，所述气泡的泡径为10-100μm；

S3：使结合气泡未浮出水面时被导向进入去渣腔,进行去渣。

本气浮方法通过调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，保持小气泡对比表面积和对水体中絮粒的粘附性，提升气浮净化处理效果。

本实施例中的气浮方法可用于水体的净化，包括富藻水的净化。

实施例2

本实施例中公开一种基于实施例1中气浮方法的蓝藻加压再利用处理系统，参考图2和图3，本实施例中的蓝藻加压再利用处理系统机架1，所述机架1上设置气浮箱2和加压筒3，所述加压筒3位于气浮箱2上方，所述加压筒3与大气连通。

具体的，所述气浮箱2与机架1固定连接，所述气浮箱2的上端设置圆筒状的固定连接部19，所述加压筒3包括位于上部的锥形腔31和位于下部的滑动连接部32，所述滑动连接部32与固定连接部19滑动密封连接，机架1与加压筒3之间设置用于在竖直方向调节加压筒3位置的升降油缸12。

进一步的，所述固定连接部19的下端固定设置开口向上喇叭状的隔离板4，所述隔离板4的凹陷中部设置连通气浮箱2和加压筒3的连通管5。当加压筒3相对气浮箱2滑动，加压筒3内部的水位会发生改变，从而改变气浮箱2内部的水压。

进一步的，所述隔离板4的外缘外部设置环状的旋转盖板6，所述气浮箱2的外部设置分渣箱18，所述分渣箱18顶盖为隔离板4的外缘部分和旋转盖板6，所述气浮箱2于隔离板4的下方设置连通气浮箱2和分渣箱18的环形出液口17，由于隔离板4中间低、边缘高，气浮箱2内部的气泡在上升过程中会直接往隔离板4的边缘富集，并沿着隔离板4的边缘进入分渣箱18中。

进一步的，参考图4，所述旋转盖板6的下表面设置若干凸出且环布于旋转盖板6的驱流板7，所述分渣箱18的外部设置收集箱8，所述收集箱8与分渣箱18通过驱流板7之间的空间连通。所述旋转盖板6的上部固定设置旋转环9，所述旋转环9的内部设置内齿圈和驱动齿轮10，所述内齿圈与驱动齿轮10啮合，机架1设置驱动驱动齿轮10旋转的驱动电机11。当驱动电机11带动驱动齿轮10旋转，驱动齿轮10可带动旋转环9和旋转盖板6旋转，旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱8。

所述连通管5的下端设置与连通管5连通的米字型沉浸管盘14，所述沉浸管盘14位于气浮箱2的中部，参考图5，所述沉浸管盘14的上表面设置多个出水孔，所述气浮箱2的底部设置进液管20和气泡管21。气泡管21通过溶气释放系统可在水底释放小气泡，小气泡可与水中的絮粒粘附，带动絮粒上浮，在沉浸管盘14下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合，当小气泡上升至沉浸管盘14的上方，连通管5内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮箱2，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率。

由于加压筒3和气浮箱2内部液体存在压强差，加压筒3中水会通过连通管5进入气浮箱2，气浮箱2内部的液体会通过环形出液口17进入分渣箱18，为了维持本系统的正常运行，所述分渣箱18底部通过回流管13与气浮箱2的底部连通，所述连通管5和回流管13设置定流量阀，所述连通管5的流量与回流管13的流量相同，保持气浮箱2从连通管5的进液和从分渣箱18中回流管13的出液保持平衡。本实施例中，回流管13的流量可保持分渣箱18中的气泡和絮粒具有进入收集箱8的势能。

为保持加压筒3内部水量充足，所述加压筒3的上部通过加水管15连通水箱，水箱中储存大量干净的水，所述加水管15上设置水泵16，用于加压筒3内部的加水。

本实施例中的蓝藻加压再利用处理系统用于蓝藻富藻水的气浮净化处理，具体包括以下过程：

步骤一：富藻水从进液管20进入气浮箱2，并在加压筒3中加入适量的干净水；

步骤二：气泡管21从气浮箱2底部鼓出小气泡，小气泡可与水中的蓝藻絮粒粘附，带动蓝藻絮粒上浮，在沉浸管盘14下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合；

步骤三：当小气泡上升至沉浸管盘14的上方，连通管5内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮箱2，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率；同时，在气泡上升过程中，对应调整升降油缸12的位置，使加压筒3往下移动，加压筒3中的水进入锥形腔31，水位升高，使气浮箱2中气泡在上升过程中始终拥有足够压强；

步骤四：由于隔离板4中间低、边缘高，气浮箱2内部的气泡在上升过程中穿过环形出液口17直接往隔离板4的边缘富集，并沿着隔离板4的边缘进入分渣箱18中；

步骤五：气泡进入分渣箱18后会破裂，驱动齿轮10带动旋转环9和旋转盖板6旋转，旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和蓝藻絮粒进行导流，使蓝藻絮粒快速进入收集箱8被收集，分渣箱18底部的水经过回流管13重新进入气浮箱2进行净化。

本实施例中的蓝藻加压再利用处理系统通过调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，保持小气泡对比表面积和对水体中絮粒的粘附性，得到高质量的气浮净化处理效果，同时可提升气浮净化处理速度，且蓝藻絮粒可自动富集，收集方便，应用价值高。

实施例3

本实施例中，参考图6和图7，与实施例2不同的是，所述旋转环9的外壁设置相互啮合外齿圈和被动轮22，所述回流管13上设置驱动盘23，所述驱动盘23内部设置与被动轮22共轴设置的主动叶轮24，所述回流管13的进流管25和出流管26偏置于主动叶轮24一侧，所述进流管25和出流管26的位置对应，回流管13内部的液体从进流管25进入驱动盘23内部，然后从出流管26出来，液体可推动主动叶轮24旋转，主动叶轮24带动被动轮22旋转，被动轮22带动旋转环9和旋转盖板6旋转，旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱8。

本实施例中的蓝藻加压再利用处理系统中的旋转环9和旋转盖板6的旋转力来自液体动能，实现能量的共用。

本实施例中的蓝藻加压再利用处理系统用于蓝藻富藻水的气浮净化处理，具体包括以下过程：

步骤一：富藻水从进液管20进入气浮箱2，并在加压筒3中加入适量的干净水；

步骤二：气泡管21从气浮箱2底部鼓出小气泡，小气泡可与水中的蓝藻絮粒粘附，带动蓝藻絮粒上浮，在沉浸管盘14下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合；

步骤三：当小气泡上升至沉浸管盘14的上方，连通管5内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮箱2，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率；同时，在气泡上升过程中，对应调整升降油缸12的位置，使加压筒3往下移动，加压筒3中的水进入锥形腔31，水位升高，使气浮箱2中气泡在上升过程中始终拥有足够压强；

步骤四：由于隔离板4中间低、边缘高，气浮箱2内部的气泡在上升过程中穿过环形出液口17直接往隔离板4的边缘富集，并沿着隔离板4的边缘进入分渣箱18中；

步骤五：气泡进入分渣箱18后会破裂，被动轮22带动旋转环9和旋转盖板6旋转，旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和蓝藻絮粒进行导流，使蓝藻絮粒快速进入收集箱8被收集，分渣箱18底部的水经过回流管13重新进入气浮箱2进行净化。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气浮方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使气泡和水中凝聚物结合，形成结合气泡；

S2：结合气泡在水体中上升过程，对水体进行加压，使气泡保持目标体积；

S3：使结合气泡未浮出水面时被导向进入去渣腔，进行去渣；

所述气浮方法通过蓝藻加压再利用处理系统实现，蓝藻加压再利用处理系统包括气浮箱（2）和位于气浮箱（2）上方的加压筒（3），所述加压筒（3）与大气连通，所述加压筒（3）的上部通过加水管（15）连通水箱，所述加水管（15）上设置水泵（16）；

所述气浮箱（2）的上端设置圆筒状的固定连接部（19），所述固定连接部（19）的下端固定设置开口向上喇叭状的隔离板（4），所述隔离板（4）的凹陷中部设置连通气浮箱（2）和加压筒（3）的连通管（5），所述隔离板（4）的外缘外部设置环状的旋转盖板（6），所述气浮箱（2）的外部设置分渣箱（18），所述分渣箱（18）顶盖为隔离板（4）的外缘部分和旋转盖板（6），所述气浮箱（2）于隔离板（4）的下方设置连通气浮箱（2）和分渣箱（18）的环形出液口（17），所述旋转盖板（6）的下表面设置若干凸出且环布于旋转盖板（6）的驱流板（7），所述分渣箱（18）底部通过回流管（13）与气浮箱（2）的底部连通，所述分渣箱（18）的外部设置收集箱（8），所述收集箱（8）与分渣箱（18）通过驱流板（7）之间的空间连通；

所述加压筒（3）包括位于上部的锥形腔（31）和位于下部的滑动连接部（32），所述滑动连接部（32）与固定连接部（19）滑动密封连接；机架（1）与加压筒（3）之间设置升降油缸（12）。

2.根据权利要求1所述的气浮方法，其特征在于，所述气泡的泡径为10-100μm。

3.根据权利要求2所述的气浮方法，其特征在于，所述连通管（5）的下端设置与连通管（5）连通的米字型沉浸管盘（14），所述沉浸管盘（14）位于气浮箱（2）的中部，所述沉浸管盘（14）的上表面设置多个出水孔，所述气浮箱（2）的底部设置进液管（20）和气泡管（21）。

4.根据权利要求3所述的气浮方法，其特征在于，所述连通管（5）和回流管（13）设置定流量阀，所述连通管（5）的流量与回流管（13）的流量相同。

5.根据权利要求4所述的气浮方法，其特征在于，所述旋转盖板（6）的上部固定设置旋转环（9），所述旋转环（9）的内部设置相互啮合内齿圈和驱动齿轮（10），机架（1）设置驱动驱动齿轮（10）旋转的驱动电机（11）。

6.根据权利要求4所述的气浮方法，其特征在于，所述旋转盖板（6）的上部固定设置旋转环（9），所述旋转环（9）的外壁设置相互啮合外齿圈和被动轮（22），所述回流管（13）上设置驱动盘（23），所述驱动盘（23）内部设置与被动轮（22）共轴设置的主动叶轮（24），所述回流管（13）的进流管（25）和出流管（26）偏置于主动叶轮（24）一侧，所述进流管（25）和出流管（26）的位置对应。

Images