CN1343628A - 一种船式气浮除藻方法及装置 - Google Patents

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一种船式气浮除藻方法,采用溶气式气浮方法,包括提取原水、混合、絮凝反应、气浮、排放处理水等工序,其特征在于:上述整套流程安装在船只上运行,提取原水工序及排放处理水工序是在同一水域进行,在气浮分离工序后,将部分处理后水回流到气浮分离工序。该方法简便,可以一次去除富营养化物质,达到水体治理的目的。用于上述方法的装置设置于船上,其装置布局及结构紧凑,便于自动控制。

Description

一种船式气浮除藻方法及装置
本发明属于一种改进的水处理方法及为实施该方法所用的处理装置。具体地说，是在治理富营养化污染中所用的去除藻类的方法以及用于该方法的装置。本发明的方法及装置特别适用于对局部水域进行去除藻类的处理。
目前，针对水体富营养化藻类过度繁殖所采用的措施主要有生物和物理化学的几种方法。从生态学角度调控主要是首先控制进入水体的污染物质，减少进入量，而后利用不同生物群落结构，消耗掉水中的营养物质，通过收获水生生物达到去除污染元素的目的。这一种方法的作用期很长，往往需要许多年的时间才能够达到环境的改善。针对局部污染很重的水体不能够达到特殊短期高效的治理。
通过投加入药剂杀死藻类，使其沉淀到水体底部去除的方法。该方法主要存在以下几点不足：I，药剂对水体生物，水体本身以及底泥必将产生影响；II，死去的藻类本身作为有机物对水体及底泥的影响；III，作为有机成分，沉淀的藻类还存在再次污染繁殖的可能；从物理角度而言，清除富含营养物质、有机物质及有毒污染物质的表层沉积物，是减少湖泊内污染负荷量的直接措施。但是机械清淤强烈搅动沉积物，必然引起沉积物中营养盐及其它污染物向湖水中释放、产生严重的水质污染。
美国水处理协会杂志(77：5：42，1985)曾报导的研究结论显示：气浮针对含藻类及有机杂质(如水草、腐叶等)较多的水体处理效果比较高，而且对凝聚的要求可适当降低，节约混凝剂量及减少反应时间；并且气浮处理排泥方便，耗水量小，泥渣含水率低。但是，这种气浮除藻方法所需设备复杂，投资大，目前还仅用于饮用水的净化，而无法对湖泊、水库的水体进行治理。
本发明的目的是提供一种气浮除藻方法，该方法是主要用于治理湖泊、水库等水域去除藻类进行水处理的一种方法，它可根据所处理水域的要求进行综合或局部处理，使湖泊或水库能保持正常的生态环境。具体地说，本发明是提供一种船式(可移动式)气浮除藻方法，该方法可方便地用于湖泊或水库等水域的水质治理。
另外，本发明又为上述方法设计了一套专用装置，该装置布局合理、结构紧凑，能有效地进行除藻处理。本发明的这种专用水处理装置可设置在船舶上(可移动式)，因此，能适用综合或对局部水域进行处理。
为实现上述目的，本发明提供的船式气浮除藻方法，采用溶气式气浮方法，包括①提取原水→②混合→③絮凝反应→④气浮→⑤排放处理水等工序，其特征在于：上述整套流程安装在船只上运行，①提取原水工序及⑤排放处理水工序是在同一水域进行，即将直接由被处理水域中取水进行处理，而后处理水排放入原水体。另外，在④气浮分离工序后，将部分处理后水回流到气浮分离工序。
在上述本发明的方法中，水处理流程不设过滤工序，因此不仅简化处理流程，也提高处理水的效率。
为实施上述本发明的船式气浮除藻方法，本发明又提供一种专用的一种船式气浮除藻装置，包括管式静态混合器、穿孔旋流反应器、压力溶气气浮反应器、离心污泥浓缩装置、均云布水单元和泥渣槽，其特征在于
1.利用管式静态混合反应器对投药水进行混合，混合水经等速旋流絮凝反应器进行絮凝反应，而后流入均匀布水单元，再依次进入气浮池接触室、分离室，最后通过集水管和溢流堰将水排到水体中。
2.该装置中絮凝反应器、泥渣槽、气浮接触室、分离室、溢流堰以及均匀布水单元均由钢板加工而成，并且连接为一整体装置，安置在船只上；在旋流絮凝反应器与气浮池接触室之间有均匀布水单元。
在上述本发明的装置中，四个旋流絮凝反应器中的流速相等，各反应器之间的开孔面积相同。
另外，在本发明的装置中，采用逆向刮渣技术，泥渣槽位于均匀布水单元的上方，而且回流的加压溶气水水源由设置在溢流堰的回流管直接提供，其它处理后的水直接排放到水体，对于泥渣采用顺流螺旋卸料转筒离心机进行分离。
以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明方法的处理流程图
图2为本发明中絮凝、气浮反应器的一体化俯视示意图
图3为本发明中絮凝、气浮反应器的一体化剖面示意图
本发明的方法，如图1所示，其整套集成装置安装在船只上运行，直接由湖泊中取水进行处理，而后处理水排放入原水体，船只在水体中游动。
另外，本发明的方法，如附图1所示，原水由水泵扬升后，通过回流管道和流量计一起控制流经处理装置的流量；絮凝、气浮、渣槽、溢流堰一体化装置，回流水通过溢流堰获得；水处理流程没有过滤阶段，气浮分离室出水直接排放；泥渣经过浓缩后，由辅助船只进行卸载。
本发明的装置主体示意图如图2、3所示，经过快速混合反应器(8)的水进入旋流絮凝反应器(10)；絮凝反应器为等速反应器，各个穿孔(16)面积相等，絮凝时间短；絮凝出水(图中未示出)通过均匀布水单元(12)进入气浮接触室(13)；在气浮接触室，由排气管(9)排出气体，利用气泡对絮凝体颗粒粘附，上浮并通过平流分离室(14)使絮凝体混和物浮于分离室上方；采用逆向刮渣方式刮除泥渣，泥渣槽(11)位于絮凝反应器(10)和气浮反应器(13，14)之间，均匀布水单元(12)上方；采用穿孔管(4)集水，处理水通过溢流堰(15)中的出水管(5)排放入水体，；回流水管(6)直接安装与溢流堰(15)内，利用处理水作为回流水，回流至溶气设备；考虑到絮凝体的沉积以及气浮池中大颗粒的沉淀，在絮凝反应池中设置排空管(1)、均匀布水单元中设置排空管(2)、分离室中设置排空管(3)；泥渣通过排放管(7)排放到浓缩设备，处理后卸载。
实施本发明，可以实现湖泊、水库富营养化藻类的去除。随着藻类的去除，一次去除了富营养化物质，不会造成营养物质的沉积，进而避免再悬浮污染。本发明的方法，相对于生物方法见效快，而且能够对一定的区域进行集中治理。相对于抽取底泥，本方法方便、产生废物少，同样能够切除营养来源。本发明的装置布局紧凑，适合在船只上安装运行。
实施例1：
采用静态管式混合器：2级混合，内径20mm，长度800mm(两根串联)；穿孔旋流反应器：4级反应，单级工艺尺寸：350×350×930mm，通过调节过水断面面积调节速度梯度。平流式气浮池尺寸：100×300×1900mm；溶气罐压力为3.30Kgf/cm2，回流比10％，投加聚合氯化铝絮凝剂，投药量以Al2O3计为1.836mg/L。
设计流量为1m3/h时，用该装置处理密云水库原水，效果如下(表1)：
                    表1
  水质指标   浊度(NTU)  需氧量(mg/L)   硅藻104/L   绿藻104/L   蓝藻104/L   金藻104/L  角藻104/L   黄藻104/L
  进水   1.64   1.80   14.11   2.94   2.35   10.58  1.18   1.76
  出水   0.72   1.45   0.59   0.59   0.00   0.00  0.00   0.00
  去除率   56.10％   19.44％   95.82％   79.93％   100.00％   100.00％  100.00％   100.00％
实施例2：
装置同实施例1，设计流量范围为1.0-4.0m3/h，通过旁路分流调节进入反应器的水量，相应调节停留时间。平均速度梯度为80S-1，采用三级递减反应(表2)。
                      表2
单级反应时间(S)   总GT(104)   平均浊度(NTU)   出水浊度(NTU)  去除率(％)
    300     7.2     2.639     0.488     81.51
    250     6     2.583     0.482     81.33
    200     4.8     2.561     0.515     79.89
    150     3.6     2.705     0.584     78.41
    100     2.4     2.691     0.659     75.51
由实验数据可以看出，当平均速度梯度为80左右、絮凝池停留时间为5-10分钟，对浊度的去除率变化不是很大，而且趋于稳定。
实施例3：
装置同实施例1，设计流量范围为1.0-4.0m3/h，通过旁路分流调节反应器的停留时间反应级数，通过调节过水断面面积而调节速度梯度(表3)。
                                  表3
反应级数 反应方式  平均速度梯度(S-1) 单级反应时间(S)   平均浊度(NTU)   出水浊度(NTU) 去除率(％)
    三级     等速     55     150    1.993   0.508     74.71
    递减     55     150    2.983   0.786     73.65
    等速     77     150    2.254   0.495     78.34
    递减     77     150    2.705   0.584     77.01
    两级     等速     55     150    1.947   0.521     73.24
    递减     55     150    2.983   0.786     73.05
    等速     77     300    2.503   0.5     80.02
    递减     77     300    2.473   0.524     78.81
由实验数据可以看出，本发明利用溶气气浮技术，针对水库水，等速反应对浊度的去除率要比递减反应去除效果好一些，相应的反应级数多，处理效果好。
另外，利用本发明，可以有针对性地对富营养化水体治理。与其它方法相组合，则可以达到近期与远期、局部与整体处理的结合，最快实现生态环境的恢复。

Claims (4)

1.一种船式气浮除藻方法，采用溶气式气浮方法，包括①提取原水→②混合→③絮凝反应→④气浮→⑤排放处理水等工序，其特征在于：上述整套流程安装在船只上运行，①提取原水工序及⑤排放处理水工序是在同一水域进行，在④气浮分离工序后，将部分处理后水回流到气浮分离工序。
2.一种船式气浮除藻装置，包括管式静态混合器、穿孔旋流反应器、压力溶气气浮反应器、离心污泥浓缩装置、均云布水单元和泥渣槽，其特征在于：
1)利用管式静态混合反应器(8)对投药水进行混合，混合水经等速旋流絮凝反应器(10)进行絮凝反应，而后流入均匀布水单元(12)，再依次进入气浮池接触室(13)、分离室(14)，最后通过集水管和溢流堰(15)将水排到水体中；
2)该装置中絮凝反应器(10)、泥渣槽(11)、气浮接触室(13)、分离室(14)、溢流堰(15)以及均匀布水单元(12)均由钢板加工而成，并且连接为一整体装置，安置在船只上；在旋流絮凝反应器(10)与气浮池接触室(13)之间有均匀布水单元(12)。
3.根据权利要求2所述的船式气浮除藻装置，其特征在于：四个旋流絮凝反应器(10)中的流速相等，各反应器之间的开孔(16)面积相同。
4.根据权利要求2所述的船式气浮除藻装置，其特征在于：采用逆向刮渣技术，泥渣槽(11)位于均匀布水单元(12)的上方，而且回流的加压溶气水水源由设置在溢流堰(15)的回流管直接提供，其它处理后的水直接排放到水体，对于泥渣采用顺流螺旋卸料转筒离心机进行分离。
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