專利名稱：一種氣浮法凈水裝置的制作方法
專利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種氣浮法凈水器，尤其是加壓溶氣水氣浮法凈水裝置。
二背景技術(shù)：
在工業(yè)廢水或生活廢水中(污水)，常含有大量的膠體、有機(jī)物或微細(xì)固體顆粒，它們比重接近于1.0，又帶有電荷。它們吸引水中異性帶電離子，在其周?chē)纬伞半p電層”。由于靜電斥力，它們不會(huì)自行聚凝，在水中形成了穩(wěn)定的體系，不會(huì)上浮，也不會(huì)沉降，被稱為懸浮物(SS)，它們是污水濁度的來(lái)源，也是COD、BOD的主要攜帶者。這樣的污水若直接排入大自然，會(huì)造成自然水體嚴(yán)重污染。即使對(duì)污水進(jìn)行生化處理，由于細(xì)菌無(wú)法消化、吸收諸如紙槳纖維等固體物質(zhì)或形成膠體的有機(jī)大分子，也需要事先將懸浮物除去。懸浮物除去還能減輕生化負(fù)荷，調(diào)高BC比，改善污水的可生化性。生化后，細(xì)菌的代謝產(chǎn)物和死亡的菌體又會(huì)形成新的懸浮物，也需要除去。
氣浮法裝置引入微氣泡的方法可分為，射流氣浮、曝氣頭式氣浮和加壓溶氣氣浮三種，前兩種因氣泡數(shù)量少，氣泡直徑大，凈化率低，已經(jīng)被淘汰。
要將污水中的懸浮物除去，有三種方法1.加藥絮凝沉淀法。污水需在沉淀池中停留很長(zhǎng)時(shí)間，需要占用大量土地和投入很大的土建投資，水量大時(shí)問(wèn)題更為突擊，不適合中國(guó)國(guó)情，更不適合老廠的治污。
2.加藥絮凝過(guò)濾法。因?yàn)闃O易堵塞，需頻繁反沖洗，一般只用于低濃度，小水量的部份回用水處理。
3.加藥絮凝氣浮法。由于具有占地面積較小，投資小，處理量大，凈化率較高等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到了極為普遍的應(yīng)用。在某些情況下，氣浮法不加藥也能去除部份懸浮物，但比例較低。
氣浮法在去除SS的同時(shí)，帶走大量的疏水性COD、BOD，實(shí)踐證明還能去除一定比例的“溶解性”COD、BOD。其曝氣作用還能使經(jīng)處理后的水高度富氧化。
氣浮法的原理是在污水中引入大量的微小氣泡，微氣泡通過(guò)表面張力粘附在絮凝體顆粒上，形成“浮選體”，造成整體比重小于1.0的狀況，在浮力作用下浮至水面，實(shí)現(xiàn)與水的分離。
加壓溶氣氣浮是將經(jīng)處理后的清水分出一部分(稱回流水，分出的比例稱回流比，其值根據(jù)SS濃度確定)，在溶氣裝置中，一定壓力下，迫使空氣強(qiáng)制溶入，制成過(guò)飽和的溶氣水。溶氣水經(jīng)釋放器陡然減壓，過(guò)飽和的空氣快速釋放出來(lái)，形成微氣泡。
加壓溶氣氣浮不但溶氣量高，而且氣泡微小，氣泡密度和氣泡總表面積呈數(shù)量級(jí)地提高，因而凈化率高許多。
加壓溶氣裝置和釋放器可作為單獨(dú)的產(chǎn)品，凡是加壓溶氣氣浮均可使用，以下不再作敘述。氣浮裝置按結(jié)構(gòu)及工作原理又可分為傳統(tǒng)氣浮和淺層氣浮兩種，尤其是后者比較先進(jìn)傳統(tǒng)氣浮的結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖1。
其工作原理如下自溶氣系統(tǒng)來(lái)的溶氣水，經(jīng)釋放器1(一般為多個(gè))釋放出微氣泡，在室A中與污水混合并同時(shí)上行。在這過(guò)程中氣泡捕捉絮凝體，形成浮選體浮上水面，清水則在浮泥層的下部溢過(guò)堰板向左流動(dòng)，再溢過(guò)凈化池左側(cè)堰板進(jìn)入清水室D，最后自清水管排出。浮泥同時(shí)被水流帶著向左移動(dòng)并逐漸富集，再用鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)2刮入污泥斗3中，通過(guò)污泥排口4用管道排出。
傳統(tǒng)氣浮具有三大嚴(yán)重缺陷第一，氣泡與污水混合后需要有足夠的時(shí)間，才能充分捕捉絮凝體。在這種結(jié)構(gòu)中，要延長(zhǎng)二者的接觸時(shí)間，只有兩個(gè)辦法增大A室的水平截面積，減小污水的上行速度；加大凈化池的高度H，延長(zhǎng)水流上行路程。無(wú)論哪種方法，都會(huì)增大設(shè)備的體積。工程上，H一般均大于2米，盡管如此，氣泡與污水的接觸時(shí)間仍然不夠，氣泡捕捉絮凝體的幾率小，因而凈化率低。
第二，在B處附近，水流速度相當(dāng)高，浮選體極易被吸下。為減小B處的水流速度，在不過(guò)分增大H的情況下，只能增大池寬b，因而傳統(tǒng)氣浮的池寬均較大。盡管如此，B處附近的水流速度仍過(guò)高，浮選體被部分吸下仍不可避免。初看起來(lái)，水流進(jìn)入C室后流速將降得極低，浮選體仍有上浮分離的機(jī)會(huì)，但事實(shí)上，因水流有選擇總阻力最小的路徑即走短路的特性，其流線將如圖中所示，流速仍然較高，仍會(huì)對(duì)浮選體產(chǎn)生一定的向下吸力，即在浮選體的上浮速度上疊加一個(gè)向下的分速度。實(shí)驗(yàn)證明，浮選體的上浮速度是不一致的，這是因?yàn)閼腋∥锏谋戎赜写笮^(qū)別，如造紙廢水中，填料的比重就往往較紙漿纖維的比重大。而釋放器釋放出的微氣泡直徑也不可能完全一致。比重較大的懸浮物若與小直徑的氣泡吸附，則有效浮力很小，上浮速度極慢，更有少數(shù)“礬花”未能與氣泡結(jié)合，它們將極緩慢沉降，實(shí)際上是停留于清水中。浮選體的上浮理論速度實(shí)際上在0-6mm/s的一個(gè)范圍內(nèi)，平均為3mm/s于是部分浮選體的合成速度將為負(fù)值。經(jīng)上述分析，傳統(tǒng)氣浮凈化率低就不難理解了。理論分析和實(shí)踐證明，當(dāng)水流速度大于0.3m/s，就會(huì)基本失去分離效果。
正是由于向下的分速度存在，其合成速度大于零的這部分浮選體的上浮速度也遠(yuǎn)小于理論升速，為使它們有足夠的時(shí)間浮至水面，C室的長(zhǎng)度就必須很大。
第三，鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)對(duì)水體的擾動(dòng)較大，會(huì)使部分絮凝體粘附的氣泡破裂，絮凝體失去托力重新下沉。而在污泥斗3附近，水中已無(wú)自由氣泡存在，被稱為氣浮“死區(qū)”，沉下的絮凝體不會(huì)再重新形成浮選體浮起，進(jìn)一步降低了凈化率。
綜上所述，傳統(tǒng)氣浮體積極為龐大，污水在凈化池中的滯留時(shí)間一般需20-30分鐘，占地面積大，凈化率低，遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代環(huán)保的需要，國(guó)內(nèi)也基本被淘汰。
淺層氣浮的出現(xiàn)，是氣浮法凈水技術(shù)的一次重大突破。淺層氣浮的結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖2。
污水在混合管中事先與已釋放的微氣泡混合，自中心經(jīng)旋轉(zhuǎn)彎頭4進(jìn)入布水管13，通過(guò)數(shù)個(gè)分配管垂直下落入布水斗內(nèi)。分配管下部有節(jié)流閥板，用絲桿調(diào)節(jié)其開(kāi)度可調(diào)節(jié)各管流量，應(yīng)使外側(cè)分配管流量較大，自外向里逐漸減小。旋轉(zhuǎn)桶6用四個(gè)螺栓懸吊在旋轉(zhuǎn)架2上，下部有密封橡皮。布水斗也懸吊在旋轉(zhuǎn)架上。清水抽提管16裝在旋轉(zhuǎn)桶上，其下部開(kāi)有吸水槽口，至池底有一定距離。污泥斗固定在池中央，其上部的法蘭起旋轉(zhuǎn)定心作用。水位調(diào)節(jié)器7為兩個(gè)套合的圓桶，外桶固定，內(nèi)桶可用絲桿上下調(diào)節(jié)高度，從而調(diào)節(jié)水位。
除1、3、7外，其余各部件均隨旋轉(zhuǎn)架2作反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靠無(wú)級(jí)變速機(jī)14，通過(guò)鏈傳動(dòng)，由驅(qū)動(dòng)輪與池體外圈跑道間的摩擦力實(shí)現(xiàn)。
從圖中可看出自分配管落下的水從布水斗經(jīng)均流柵順時(shí)針流出為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)架帶著布水斗的反時(shí)針運(yùn)動(dòng)為牽連運(yùn)動(dòng)，只要調(diào)整得當(dāng)，可使水流速度值與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速度值大致相等，因二者方向相反，故水的水平絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度接近于零，池中水基本處于靜止?fàn)顟B(tài)。這就基本消除了水流速度對(duì)浮選體上浮速度的影響，即基本消除了向下的分速度，浮選體得以用接近理論最大速度上浮。這就是所謂的“零速度原理”。
池中的下層清水，靠水位差由清水抽提管16下部槽口吸入，流入旋轉(zhuǎn)桶6和水位調(diào)節(jié)器7之間的環(huán)形間隙，首先保證回流需要，多余的清水溢過(guò)水位調(diào)節(jié)器流入水位調(diào)節(jié)器與污泥斗之間的環(huán)形間隙，由清水管排出。
表層的浮渣(污泥)則通過(guò)螺旋狀的撇泥勺9撇起，靠重力流入污泥斗3中，由污泥管排出。撇泥勺由無(wú)級(jí)變速機(jī)8通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
淺層氣浮由于采用了“零速度原理”，克服了傳統(tǒng)氣浮的缺陷，污水在凈化池中的滯留時(shí)間減至僅需3-5分鐘，大大提高了處理效率，設(shè)備體積隨之大幅度縮小，池深僅需650-800mm，凈化率也有了很大提高，SS去除率可達(dá)95％左右。可架空、疊裝，大大減小了占地面積。但淺層氣浮仍有缺點(diǎn)或不足。
最為重要的不足是它仍未能解決有效浮力很小，上浮速度接近于零的這一部分浮選體的分離問(wèn)題。這不但使其凈化率不能令人完全滿意，一些場(chǎng)合下則成為其致命傷，使之不能推廣應(yīng)用用氣浮裝置對(duì)造紙白水回收的目的主要是將去除懸浮物后的白水用于沖洗造紙毛毯，循環(huán)利用，節(jié)約水資源。工藝要求沖毯水的SS含量必須小于30ppm，且不得含有較大的顆粒，否則將堵塞水針。造紙白水濃度一般較高，一些造紙?zhí)盍先缁?、鈦白粉等極易形成不沉不浮的浮選體，且聚凝后的顆粒較大。實(shí)踐證明，使用淺層氣浮處理后的造紙白水，往往不能滿足上述工藝要求，處理后的水無(wú)法回用，失去了處理的意義。
我國(guó)目前有八千多家造紙廠，每個(gè)廠都有抄紙車(chē)間，都有白水回收利用的問(wèn)題。解決這一問(wèn)題意義極為重大。
淺層氣浮還具有下列缺點(diǎn)1.部件多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造難度較大，切削加工件多，因而造價(jià)高。
2.須要有良好的剛性，因而消耗鋼材多，進(jìn)一步提高了造價(jià)。
3.基礎(chǔ)的任何不均勻下沉或支撐架的變形都有可能造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，因而對(duì)基礎(chǔ)和梁架的要求高，土建投資較大。
4.運(yùn)轉(zhuǎn)部件多，因而故障率較高，易損件較多，因而維護(hù)工作量較大，維護(hù)成本較高。
5.因從底部進(jìn)水、排水、排泥，由于結(jié)構(gòu)上的原理因及清水池、污泥池的標(biāo)高限制，安裝高度需較高，污水提升泵功率較大，電耗較大。
6.運(yùn)輸困難，運(yùn)費(fèi)高。雖然，在大直徑時(shí)，池體分多片制作，但因結(jié)構(gòu)上的原因，中間一片仍然超寬、超重。
7.因多片制作的池體需在安裝現(xiàn)場(chǎng)找平、校形、焊接、打磨、油漆，故安裝施工周期長(zhǎng)。
8.因?yàn)槠材嗌灼财鸬奈勰嗫恐亓α魅胛勰喽沸枰獣r(shí)間，故撇泥勺轉(zhuǎn)速不能過(guò)快，為將污泥及時(shí)撇出，不得不增加撇泥深度，故處理出的污泥含固率低。
無(wú)論傳統(tǒng)氣浮或淺層氣浮要取得較好的氣浮效果，除加入混凝劑外，還必須加絮凝劑PAM，這正是因?yàn)椴糠莞∵x體上浮速度過(guò)小之故。線狀大分子的PAM能通過(guò)其上的多個(gè)帶電基團(tuán)起到架橋作用，將這些細(xì)小的“礬花”聯(lián)接為絮狀體，大量的微氣泡鉆入絮狀體的間隙中，大大增大了浮力，使它們能快速上浮。但PAM價(jià)格高，將明顯增加噸水處理費(fèi)用，還會(huì)增加水的粘度，造成二次污染。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是對(duì)淺層氣浮裝置在原理上作進(jìn)一步改進(jìn)利用水流推動(dòng)浮選體加速上浮，即在其理論最大上浮速度的基礎(chǔ)上，再疊加一個(gè)向上的速度，使之能以較理論最大值大幾倍的速度上?。焕眯卑逶?，大大減少浮選體的上浮分離路程?？蛇M(jìn)一步大大提高處理效率。本實(shí)用新型目的還在于進(jìn)一步減小設(shè)備體積和占地面積，解決有效浮力很小，理論上浮速度極小甚至為零的這一部分浮選體的分離難題。本實(shí)用新型的目的還在于設(shè)法進(jìn)一步較大地提高處理出的污泥的含固率，便于脫水干化外運(yùn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下述主要是將斜板引入氣浮裝置中，包括溶氣水與污水混合管、氣浮池等構(gòu)成，混合管經(jīng)旋轉(zhuǎn)彎頭連接氣浮池底面的側(cè)部，刮泥機(jī)設(shè)在氣浮池的上部，污泥池設(shè)在氣浮池的一端，而清水出口及回流水出口設(shè)在氣浮池的另一端，其特征是從氣浮池底部向斜上方設(shè)有多組斜板。氣浮池的上部設(shè)有污泥盤(pán)，使浮泥與清水徹底隔離。在斜板上設(shè)有污泥通道(其下部為喇叭形)，能將與清水分離后的浮選體導(dǎo)入污泥盤(pán)中。同一斜板上相鄰污泥通道之間及污泥通道與池體側(cè)壁之間側(cè)壁之間為清水通道。已形成浮選體的污水在斜板間向上流動(dòng)，并在斜板間實(shí)現(xiàn)浮選體與與水的分離。
斜板組或斜板對(duì)的上部向污水進(jìn)入池體的一端傾斜，這樣可以使污水自下部進(jìn)入斜板組間隔時(shí)成銳角拐彎，如圖所示。各斜板間清水流進(jìn)入清水通道時(shí)(圖4、7)，也成銳角拐彎，阻力稍大，更有利于水流在各斜板組間隔中均布。如斜板組向反方向傾斜也沒(méi)有超出本實(shí)用新型的范圍，只要控制水流速度，也能有相當(dāng)效果。
斜板的角度與鉛垂面成35-45度角，角度大，浮選體在斜板間隔中的上浮距離小，污泥濃縮時(shí)間長(zhǎng)，斜板組的高度可較小，整個(gè)設(shè)備的總高度也較小，但凈化池的表面利用率低，設(shè)備的表面負(fù)荷能力降低；角度小，上述情況正好相反。因此，斜板的角度超過(guò)35-45度也沒(méi)有超過(guò)本實(shí)用新型的范圍。斜板的分割間隔是均勻的，一般斜板對(duì)之間間隔的街垂直距離為10-30cm，當(dāng)然更大的或更小的間隔也沒(méi)有超出本實(shí)用新型的范圍。污泥通道的高度b(指傾斜部分或喇叭口部分，見(jiàn)圖3、7)，與斜板分割間隔h之比一般為0.5-0.25。
為了便于刮泥機(jī)的工作，本實(shí)用新型還可以在氣浮池的頂部設(shè)有罩蓋，并在罩蓋上斜板分割間隔處設(shè)有污泥井。罩蓋構(gòu)成了污泥槽。污泥井內(nèi)壁與斜板的內(nèi)角平面連接。刮泥機(jī)的刮板底部一般不低于污泥井的上部水平面。污泥井的寬度與斜板的分割間隔之比一般為1∶2.5-4。
本實(shí)用新型的原理是已事先在管道中與氣泡混合并形成了浮選體的污水(參見(jiàn)圖5、6)以速度V進(jìn)入斜板組2的間隔中，因V′很小，一般僅約0.01m/s(下面將論述)，故浮選體立即開(kāi)始上浮，上浮至斜板2斜面后繼續(xù)延著該斜面向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入污泥通道，最終上浮至污泥盤(pán)中。因斜板面上吸附有水膜，故浮選體沿斜板2的一側(cè)向上流動(dòng)(參見(jiàn)圖5、7)時(shí)的阻力與在水中上浮無(wú)明顯差別。清水側(cè)在靠斜板1的一側(cè)向上流動(dòng)，在斜板上部和污泥之間的空間轉(zhuǎn)彎，以V的速度通過(guò)斜板2上位于各垂直污泥通道與池體側(cè)壁之間的清水通道S，S1向右排出。
可見(jiàn)，在斜板組2之間同時(shí)存在兩個(gè)并行且相互之間有明顯分界的流體，故本實(shí)用新型氣浮裝置亦可稱為“斜板雙流氣浮凈水器”。
水流速度V′可分解為垂直向上的分速度Vy′和水平向左的分速度Vx′。顯然，Vy′將疊加在浮選體的理論上浮速度上，使其實(shí)際上浮速度加快；而Vx′則促使浮選體沿斜板2斜面作傾斜運(yùn)，不會(huì)對(duì)其上浮及分離產(chǎn)生影響。
設(shè)V1＝0.01m/s，α＝40°，則V1y＝0.00766m/s＝7.66mm/s，是浮選體平均理論上浮速度的二倍多。這就是說(shuō)，浮選體的上浮速度將是淺層氣浮的三倍多，處理效率也隨之提高了二倍以上。部分有效浮力很小、理論上浮速度極慢的浮選體由于獲得了Vy′的幫助，而且分離所需行程很小(設(shè)h＝150mm，α＝40°，則H＝233.4mm)，得以短時(shí)間內(nèi)分離，于是凈化率較淺層氣浮明顯提高，而處理能力則較淺層氣浮大幅提高。
清水流不會(huì)將浮選體吸下帶出的。在淺層氣浮裝置中，自均流柵流出的水流在布水斗每一個(gè)環(huán)形隔斷范圍內(nèi)基本上是各點(diǎn)相同的，而布水斗旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)各點(diǎn)的切線速度均不同，因此，并不能實(shí)現(xiàn)真正的“零速度”。設(shè)淺層氣浮裝置中環(huán)形隔斷的間距為600mm(實(shí)際上往往大于此值)，再設(shè)每5分鐘轉(zhuǎn)一圈，則每一個(gè)隔斷范圍內(nèi)，線速度的最大差值為ΔVt＝12.566mm/s若每3分鐘轉(zhuǎn)一圈，則ΔVt＝20.94mm/s。
可見(jiàn)，在淺層氣浮凈化池中，仍然存在速度為12.566-20.94mm/s的水流。由于調(diào)整不可能完全正確，實(shí)際存在的水流速度還要大。
在本實(shí)用新型的斜板對(duì)B點(diǎn)附近，水流速度會(huì)有所增大，但因一般取b/h＝0.3，故B點(diǎn)附近的水流速度V2也僅約為13mm/s，而且作用時(shí)間短暫。事實(shí)上，浮選體沿著斜板2斜面上行的速度比V″還要大些，因而不存在浮選體被清水流吸下帶出的問(wèn)題。
已事先與微氣泡混合并已形成浮選體的污水自O(shè)孔進(jìn)入(參見(jiàn)圖6)，經(jīng)橫向水平長(zhǎng)窄縫節(jié)流，初步實(shí)現(xiàn)流量在長(zhǎng)方形池體的水平橫向上均布，再分別經(jīng)室A、B及均流柵的多次作用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)均布。
設(shè)計(jì)時(shí)使水流水平流經(jīng)各斜板對(duì)入口處時(shí)的流速相等，即V1＝V2＝V3＝......＝V10＝V，則污水轉(zhuǎn)彎進(jìn)入每斜板對(duì)時(shí)的阻力相等。
再使清水在通過(guò)每組斜板上的清水通道S、S1(參見(jiàn)圖7)時(shí)的流速相等，即V1＝V2＝V3＝......＝V10＝V，則通過(guò)清水通道時(shí)的阻力相等。
這樣一來(lái)，通過(guò)每一斜板對(duì)間隔的水流走過(guò)的路程相等，所遇到的總阻力相等。
再使V＝V，則水流通過(guò)每一斜板對(duì)間隔的條件完全相同，機(jī)會(huì)均等，消除了短路的可能，水流在各斜板對(duì)間隔中得以均布，于是q1＝q2＝q3＝......＝q10＝qV1′＝V2′＝V3′＝......V10′＝V′。浮選體沿斜板2斜面向上運(yùn)動(dòng)與在水中上浮阻力無(wú)明顯差別。
由于消除了短路現(xiàn)象，充分利用了池體的水平截面積，故V′可以很小，當(dāng)取表面負(fù)荷為淺層氣浮的3倍時(shí)，計(jì)算表明，V′僅約0.01m/s設(shè)計(jì)時(shí)V值不能過(guò)小，要有適當(dāng)值，V值過(guò)小，浮選體在水流尚未進(jìn)入斜板對(duì)間隔前便開(kāi)始上浮，將導(dǎo)至左邊數(shù)個(gè)斜板對(duì)間隔進(jìn)入污泥過(guò)多的嚴(yán)重后果。適當(dāng)大的V值既有利于水流的均布，又能起到清掃作用，將少量沉淀物往右推送到沉淀斗中，定期打開(kāi)排空管閥門(mén)排出。
在本實(shí)用新型中，污泥上浮至斜板斜面后便開(kāi)始濃縮，進(jìn)入污泥通道后繼續(xù)濃縮，濃縮時(shí)間長(zhǎng)，而且刮泥機(jī)推入污泥斗的僅為表層濃度最大的污泥，處理出的污泥含固率較淺層氣浮更高得多。此外，污泥盤(pán)完全隔絕了刮泥機(jī)的擾動(dòng)影響，也有助于凈化率的提高。
本實(shí)用新型氣浮凈水器與淺層氣浮凈水器比較具有下列明顯優(yōu)點(diǎn)1.由于能使理論上浮速度接近于零的這部分浮選體有效分離，又徹底隔離了刮泥機(jī)的干擾，故凈化率較淺層氣浮裝置更高，SS去除率可達(dá)99.8％，處理后的出水SS可穩(wěn)定在20ppm以下，運(yùn)行過(guò)程中，即使水質(zhì)發(fā)生變化，也不會(huì)對(duì)處理結(jié)果發(fā)生明顯影響，而且出水中不會(huì)出現(xiàn)較大顆粒的懸浮物，用于造紙白水回收時(shí)完全能滿足沖毯的要求。
2.污水在凈化池中的滯留時(shí)間由淺層氣浮的3-5分鐘進(jìn)一步減少至僅需1-2分鐘，因此相同體積時(shí)處理水的能力大大提高。所以，設(shè)備體積減小至僅為淺層氣浮的約1/3，表面負(fù)荷是淺層氣浮的近3倍。占地面積僅約淺層氣浮的約1/3，且因其為矩形，土地有效利用率高。
3.噸水設(shè)備投資僅約為淺層氣浮的1/3-1/5。
4.對(duì)基礎(chǔ)和梁架的要求較淺層氣浮低，且尺寸小，故土建投資小。
5.當(dāng)清水池、污泥池等的標(biāo)高一定時(shí)，安裝高度比淺層氣浮低，污水提升泵的揚(yáng)程較小，且無(wú)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，故噸水電耗較淺層氣浮小，運(yùn)行費(fèi)用較低。
6.可以少用或不用絮凝劑PAM，可較淺層氣浮明顯降低運(yùn)行費(fèi)用。
7.處理出的污泥含固率高，可達(dá)4-5％，而淺層氣浮僅為2-2.5％?？芍苯舆M(jìn)壓濾機(jī)壓濾，不需要污泥濃縮池，進(jìn)一步節(jié)約土地，減少土建投資。
8.除刮泥機(jī)外無(wú)任何其它運(yùn)動(dòng)部件，易損件極少，故障率低、維護(hù)工作量及維修費(fèi)用減至最小，操作、管理更為簡(jiǎn)便。
9.較淺層所浮更易于疊裝。疊裝時(shí)層間距小，梁架尺寸小。
10.一般不超寬，便于運(yùn)輸，運(yùn)輸成本低。便于設(shè)備進(jìn)入車(chē)間。
11.現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量小，施工周期短。
12.解決了有效浮力很小、理論上浮速度極小甚至為零的這一部分浮選體的分離難題。
本實(shí)用新型氣浮凈水器可廣泛適用于造紙、印染、化工、煉油、釀造、食品、制革、制藥等行業(yè)的工業(yè)污水處理。也能應(yīng)用于城市綜合污水的處理及自來(lái)水的預(yù)處理。
由于其解決了造紙白水回收后不能用于沖毯循環(huán)使用的難題，推廣運(yùn)用后將節(jié)約大量的水資源。
由于其占地面積僅為超效澆層氣浮的約1/3，推廣運(yùn)用后將節(jié)約大量的耕地。
由于其噸水設(shè)備投資僅約需淺層氣浮的1/3-1/5，且土建投資較小?？梢怨?jié)省大量的污水治理投入。
四

圖1為傳統(tǒng)氣浮原理圖，釋放器21，鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)22，污泥斗23，污泥排口24。氣浮在A處，BC處進(jìn)行分離，D處為清水。
圖2為淺層氣浮裝置示意圖，池體1，旋轉(zhuǎn)架2，污泥斗3，旋轉(zhuǎn)彎頭4，后托輪5，旋轉(zhuǎn)桶6，水位調(diào)節(jié)器7，撇泥勺驅(qū)動(dòng)變速機(jī)8，撇泥勺9，撇泥勺托輪10，撇泥勺軸承11，布水斗12，布水管13，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)變速機(jī)14，定心輪15，清水抽提管16。均流柵17，污泥管18，回流管19，清水管20。
圖3為本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)圖，斜板組之間形成氣浮通道。斜板4下表面富集污泥，污泥通道31，污泥盤(pán)5和污泥斗28。
圖4為本實(shí)用新型氣浮凈水器的原理結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實(shí)用新型氣浮凈水器的結(jié)構(gòu)示意圖，主剖視圖，池體1，密封橡膠2，斜板組固定螺絲3，斜板組4，污泥盤(pán)5，污泥盤(pán)固定螺絲6，鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)7，密封橡皮8，壓板9，壓緊螺絲10，污泥放空閘11，槽板12和固定螺絲13在堰板12-1上，密封橡皮14，壓板15，壓緊螺絲16，均流柵17，水位調(diào)節(jié)閥18，污泥斗28，沉淀斗29，污泥閥30，清水池31，回流水閥32，清水閥33。
圖6為本實(shí)用新型氣浮凈水器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，混合管19，延時(shí)管20，彎頭21，33溶氣水進(jìn)入管。
圖7為圖5中N-N橫截面剖視圖，控流板22，側(cè)板23，連接筋24、26，筋板25，方凸緣27。
圖8為均流柵結(jié)構(gòu)圖。上圖為俯視圖，下圖為截面圖。
圖中溶氣水流34，污水35，清水36，回流水37，污泥38。
五具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖3-8。池體為長(zhǎng)方形，最左端設(shè)有污泥斗。污泥排管在污泥斗中部。為便于排泥，污泥斗底面為自橫向兩端向中間傾斜的形式。池體最下部為托盤(pán)，其高度根據(jù)池體大小而定，保證有良好剛性。托盤(pán)可用鋼板或槽鋼焊接制作，圖中未詳細(xì)表示。托盤(pán)的最右端為沉淀斗，排空管在其中部，安裝時(shí)焊接。排空管上裝有閥門(mén)(圖中未示出)，兼作定期排放沉淀物及排空用。為便于沉淀物排放，其底部結(jié)構(gòu)與污泥斗同。池體上部周邊有法蘭邊，一是增加池體剛性，二是作安裝污泥盤(pán)、刮泥機(jī)鏈條導(dǎo)向支承條、軸承座等用。池體右端為清水池。在池體右端中部適當(dāng)高度上設(shè)有清水排管A，在管道的適當(dāng)位置裝設(shè)水位調(diào)節(jié)閥門(mén)18。在較清水排管適當(dāng)?shù)偷奈恢蒙显O(shè)置回流水管B，保證優(yōu)先滿足回流水。B在前后各設(shè)一只，根據(jù)安裝布局選用其中一只，另一只用悶板封住。池體長(zhǎng)方形的面積；優(yōu)選長(zhǎng)度2-20m，寬度0.8-4m。
托盤(pán)、池體四壁、上部法蘭邊均有必要的加強(qiáng)筋，圖中均未示出。
各斜板由側(cè)板23，連接筋板24、26，方凸緣27(見(jiàn)圖7)連接為斜板組，增加斜板的剛性并便于安裝。側(cè)板23能防止凸緣27處的浮泥自斜板間隔中進(jìn)入清水流。與側(cè)壁相鄰的斜板上方的兩側(cè)水流缺口處焊有控流板22。否則，因兩側(cè)清水通過(guò)時(shí)的阻力較小，將會(huì)導(dǎo)致流量較大。控流板22能保證通過(guò)清水通道S1的清水流量大致等于通過(guò)S通道的清水流量的一半，防止因偏流導(dǎo)致斜板間隔中水流速度V′增大及浮泥分布不均勻。
污泥通道的下部為扁喇叭口，保證浮泥全部進(jìn)入通道。相鄰污泥通道和污泥通道與池壁之間為清水通道。
斜板組利用方凸緣27固定于池體的方法蘭上(見(jiàn)圖5)，二者之間有橡皮密封，防止斜板組側(cè)板23與池壁間隙中的污水及浮泥進(jìn)入清水流。
為防止污水自池壁與斜板組側(cè)板23之間的間隙繞過(guò)斜板組，在右端第一個(gè)斜板間隔處短路，必須使圖4中室AB部分插入斜板組的兩個(gè)側(cè)板23之間，圖中未表示。這樣，若污水要進(jìn)入上述間隙，須作180度轉(zhuǎn)彎阻尼很大，能有效防止上述短路。裝配時(shí)，斜板組兩側(cè)板23與池底面不應(yīng)有間隙。
污泥盤(pán)固定在池體上方的法蘭邊上。為防止清水通過(guò)堰板處污泥盤(pán)與池體的結(jié)合縫隙流入污泥斗，降低污泥濃度，在該處設(shè)有密封橡皮14。
在斜板上的污泥通道穿過(guò)污泥盤(pán)底面的長(zhǎng)方孔處，有長(zhǎng)方孔形式的密封橡皮，可靠將污泥與清水隔離。
污泥盤(pán)左端堰板上有污泥放空閘，停機(jī)時(shí)可提起該閘將污泥盤(pán)內(nèi)的污泥放空。
污泥通道的高度即扁平喇叭形高度與斜板分割間隔h之比一般為0.5-0.25。
斜板組設(shè)有側(cè)板及方凸緣，方凸緣與池體上的方法蘭密封連接或焊接。
各斜板底邊至池底的距離自污水進(jìn)入的一端起依次減少，各斜板上清水流道S及S1的總截面積，自污水進(jìn)入的一端起依次增大。
污泥盤(pán)的下部，在清水通道S的中間位置處焊有縱向筋板，增加污泥盤(pán)剛性。
均流柵17的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8。上圖為俯視圖，下圖為截面圖，可以使污水流速進(jìn)一步均布。當(dāng)然，均流柵也可以是其它柵格狀，或者是曲面波浪板，以便于進(jìn)水均勻。
刮泥機(jī)用無(wú)級(jí)變速機(jī)驅(qū)動(dòng)，變速機(jī)裝在污泥斗一端，使鏈條緊邊在下。為使各刮板刮入浮泥的深度一致，池體兩側(cè)法蘭邊上裝有支承減摩塑料條或托板托住鏈條。為防止上部鏈條松邊過(guò)度下垂，設(shè)有托輪或托板。還設(shè)有張緊裝置。以上結(jié)構(gòu)及變速機(jī)、軸承座、鏈輪、軸等圖中均未示出。
污泥盤(pán)與池體右端之間留有空隙，便于觀察處理狀況及取水樣。
釋放器裝在混合管19中，也可以裝在溶氣水的進(jìn)口法蘭處，污水與微氣泡在延時(shí)管20中混和，并起延長(zhǎng)二者接觸時(shí)間的作用，提高微氣泡捕捉懸浮物的幾率。已基本形成浮選體的污水經(jīng)彎頭21，自O(shè)孔進(jìn)入池體中的橫向水平方管內(nèi)，經(jīng)二次節(jié)流、擴(kuò)壓及改變流向后通過(guò)均流柵17進(jìn)入池底部1實(shí)現(xiàn)流量在橫向上的均布。混合管19可以裝在氣浮池的前側(cè)或后側(cè)，以適應(yīng)不同的安裝布局，亦可以裝在氣浮池的兩側(cè)，可以將單池制成處理量更大的裝置。
各管流速、節(jié)流速度及流速的變化均必須控制在適當(dāng)值，即要保證浮選體不浮起分離，又要保證氣泡不因過(guò)度沖擊而破裂。
為在停機(jī)時(shí)能將管內(nèi)存水放光，方管開(kāi)有節(jié)流長(zhǎng)槽的壁上兩頭與池底板之間各有一小段縫隙。
若采用不銹鋼制造，則不存在池體內(nèi)部銹蝕后的補(bǔ)漆問(wèn)題，終身不需拆開(kāi)，于是斜板組上的方凸緣27可直接與池體內(nèi)壁上的方法蘭焊接，取消密封橡皮2和固定螺絲3；污泥盤(pán)可直接焊在池體上部的法蘭邊上，取消固定螺絲6；污泥盤(pán)介入污泥斗處的縫隙亦采用焊接，取消14、15、16三件；斜板組各污盤(pán)通道穿過(guò)污泥盤(pán)處的縫隙采用焊接，取消8、9、10三件。這樣一來(lái)，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，制造更為容易。
清水排管上裝有水位調(diào)節(jié)閥門(mén)，調(diào)節(jié)其開(kāi)度可以調(diào)節(jié)池中水位的高低。將水位調(diào)至稍稍低于堰板，由于浮泥的整體比重較水小，將高出堰板，利用鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)不斷往左推送，浮泥即不斷溢過(guò)堰板落入污泥斗中，由污泥管排出。
鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)由無(wú)級(jí)變速機(jī)驅(qū)動(dòng)，可根據(jù)浮泥量選擇最合適的推送速度。
權(quán)利要求1.一種氣浮法凈水器，包括氣溶水與污水混合管、氣浮池等構(gòu)成，混合管經(jīng)旋轉(zhuǎn)彎頭連接氣浮池底部的側(cè)面，刮泥機(jī)設(shè)在氣浮池的上部，污泥池設(shè)在氣浮池的一端，而清水出口及回流水出口設(shè)在氣浮池的另一端，其特征是從氣浮池底部向斜上方設(shè)有多組斜板，斜板組間構(gòu)成斜板氣浮通道，斜板的上部設(shè)有水流缺口。
2.由權(quán)利要求1所述的氣浮法凈水器，其特征是斜板組的上部向污水進(jìn)入池體的一端傾斜，斜板的角度與鉛垂面成35-45度角，斜板的分割間隔是均勻的。
3.由權(quán)利要求1或2所述的氣浮法凈水器，其特征是斜板之間的間隔距離為10-30cm。
4.由權(quán)利要求1或2所述的氣浮法凈水器，其特征是氣浮池的頂部設(shè)有污泥盤(pán)，斜板上設(shè)有污泥通道。
5.由權(quán)利要求1或2所述的氣浮法凈水器，其特征是污泥通道的上部為垂直矩形下部為扁平喇叭形并與斜板平行。
6.由權(quán)利要求5所述的氣浮法凈水器，其特征是污泥通道的高度即扁平喇叭形高度與斜板分割間隔h之比一般為0.5-0.25。
7.由權(quán)利要求1或2所述的氣浮法凈水器，其特征是池體長(zhǎng)方形的面積優(yōu)選長(zhǎng)度2-20m，寬度0.8-4m。
8.由權(quán)利要求1或2所述的氣浮法凈水器，其特征是斜板組設(shè)有側(cè)板及方凸緣，方凸緣與池體上的方法蘭密封連接或焊接。
9.由權(quán)利要求1或2所述的氣浮法凈水器，其特征是各斜板底邊至池底的距離自污水進(jìn)入的一端起依次減少，各斜板上清水流道S及S1的總截面積，自污水進(jìn)入的一端起依次增大。
10.由權(quán)利要求1或2所述的氣浮法凈水器，其特征是與側(cè)壁相鄰的斜板上方的兩側(cè)水流缺口處焊有控流板。
專利摘要一種氣浮法凈水器,包括氣溶水與污水混合管、氣浮池等構(gòu)成,混合管經(jīng)旋轉(zhuǎn)彎頭連接氣浮池底部的側(cè)面,刮泥機(jī)設(shè)在氣浮池的上部,污泥池設(shè)在氣浮池的一端,而清水出口及回流水出口設(shè)在氣浮池的另一端,從氣浮池底部向斜上方設(shè)有多組斜板,斜板組間構(gòu)成斜板氣浮通道,斜板的上部設(shè)有水流缺口。本實(shí)用新型使理論上浮速度接近于零的這部分浮選體有效分離,SS去除率可達(dá)99.8%,即使水質(zhì)發(fā)生變化,也不會(huì)對(duì)處理結(jié)果發(fā)生明顯影響,用于造紙白水回收時(shí)完全能滿足沖毯的要求。污水在凈化池中的滯留時(shí)間由淺層氣浮的3—5分鐘進(jìn)一步減少至僅需1—2分鐘,噸水設(shè)備投資僅約為淺層氣浮的1/3—1/5。對(duì)基礎(chǔ)和梁架的要求較淺層氣浮低。
文檔編號(hào)C02F1/24GK2504255SQ0126325
公開(kāi)日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者鄭嘉祥 申請(qǐng)人:鄭嘉祥