專利名稱：一種密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣浮方法及裝置，特別是適用于有異味工業(yè)污水的氣浮分離，可廣泛用于石油化工等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油田污水主要因?yàn)槲覈吞镩_采進(jìn)高含水期，含浮油和分散油的污水量非常大， 處理任務(wù)非常繁重；煉油污水主要來自常減壓、催化、氣分、重整、焦化、制蠟、加氫裂化、酮苯糠醛、成品、輸轉(zhuǎn)等裝置，污水中主要含有原油、成品油、潤滑油、以及少量的有機(jī)溶劑、催化劑、懸浮物等。煉油廠廢水中的主要污染物分為烴類和可溶性的有機(jī)和無機(jī)組分。主要含油、酚、硫、COD等。氣浮工藝是石油石化廢水處理工藝中常見的一種處理工藝裝置，常被用來清除廢水中的懸浮顆粒、油和油脂。它是依靠水中形成微小氣泡，攜帶絮粒上浮至液面使水凈化的一種方法，條件是附在顆粒上的氣泡可形成氣粒粘附攜帶，由于氣泡的出現(xiàn)使水和氣顆粒之間密度差加大，且氣顆粒直徑大，所以用氣顆粒密度代替原顆粒密度可使上升速度明顯提高，即當(dāng)1個(gè)氣泡(或多個(gè)氣泡)附在1個(gè)顆粒上可增加垂直上升速度，從而可脫除極微小粒徑以及與水密度差相差不大的顆粒。為促進(jìn)氣粒粘附，常使用絮凝劑。傳統(tǒng)氣浮裝置都是開式露天設(shè)置，存在惡臭及有毒氣體易造成二次污染，處理效果受環(huán)境和氣候的影響較大，采用非空氣氣源時(shí)氣體耗量大處理運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)，因此，解決氣浮工藝裝置中存在的上述問題成為目前氣浮研究的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置。本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的氣浮工藝裝置惡臭及有毒氣體易造成二次污染，處理效果受環(huán)境和氣候的影響較大，采用非空氣氣源時(shí)氣體耗量大處理運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)提供一種氣浮分離的新技術(shù)。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種上述處理方法中專用裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)施，投資小，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，適合長周期，甚至可以可移動(dòng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是工業(yè)污水加藥后進(jìn)入氣浮罐，同時(shí)將氣體溶入工業(yè)污水(或者單獨(dú)進(jìn)入氣浮罐形成氣泡)；在氣浮罐內(nèi)氣泡攜帶污染雜質(zhì)經(jīng)環(huán)流筒內(nèi)通道上浮，在環(huán)流筒頂端實(shí)現(xiàn)部分氣泡與污染雜質(zhì)的分離，一部分氣泡沿環(huán)流筒外側(cè)形成回流回到底部再次攜帶污染雜質(zhì)上?。涣硪徊糠謿怏w繼續(xù)上浮至液面形成雜質(zhì)層，氣體攜帶少量污染雜質(zhì)釋放進(jìn)入氣浮罐頂端空間后進(jìn)入氣液旋流分離器進(jìn)行氣體與雜質(zhì)的分離，分離后的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)循環(huán)使用，分離后的污染雜質(zhì)則注回氣浮罐繼續(xù)分離。經(jīng)氣浮分離后的污染雜質(zhì)經(jīng)設(shè)置在氣浮罐上端的污水出口排走，分離后的水經(jīng)下端的水出口排走，實(shí)現(xiàn)了氣浮分離的密閉循環(huán)式操作。本發(fā)明的處理裝置，包括氣浮罐，用于提供氣浮分離發(fā)生的場所；聚結(jié)區(qū)，污水單獨(dú)進(jìn)料時(shí)置于污水入口區(qū)，用于污染雜質(zhì)的聚結(jié)上浮；
污水泵，用于將所來污水注入氣浮罐進(jìn)行氣浮分離；壓力溶氣罐，用于將氣體溶入污水形成溶氣污水，根據(jù)實(shí)行方案可以沒有；釋放頭，用于氣泡的生成和均布；環(huán)流筒，用于氣泡在氣浮罐內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)；氣液旋流分離器，用于完成氣浮分離后氣浮罐內(nèi)釋放出的含液氣體的氣液分離， 回收氣體和液體，氣體循環(huán)使用，液體回罐底繼續(xù)分離；循環(huán)風(fēng)機(jī)，用于氣體的循環(huán)輸送，形成氣浮罐頂?shù)牡蛪海谖馀莸纳珊途?。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.密閉循環(huán)操作，無二次污染，無氣味，對環(huán)境和氣候適應(yīng)性強(qiáng)。2.尤其適于高溫，為提高分離效果可對污水實(shí)行加熱操作。3.氣體損耗少，接近零耗損。4.氣浮罐內(nèi)內(nèi)置環(huán)流筒，氣液兩相混合更均勻，氣泡得以風(fēng)充分利用，分離效果更加。5.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和裝置集成，適合在石油化工等行業(yè)推廣應(yīng)用。


圖1為外置氣液旋流分離器型的密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置示意圖，其中1—污水泵；2——壓力溶氣罐；3——循環(huán)風(fēng)機(jī)；4——?dú)庖盒鞣蛛x器；5—— 釋放頭；6——環(huán)流筒；7——?dú)飧」蕖D2為液氣同時(shí)進(jìn)料帶壓力溶氣罐且氣液旋流分離器內(nèi)置的密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置示意圖。圖3為液氣同時(shí)進(jìn)料無壓力溶氣罐且氣液旋流分離器外置的密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置示意圖。圖4為液氣同時(shí)進(jìn)料無壓力溶氣罐且氣液旋流分離器內(nèi)置的密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置示意圖。圖5為液氣分別進(jìn)料且氣液旋流分離器外置的密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置示意圖，其中8——聚結(jié)區(qū)。圖6為液氣分別進(jìn)料且氣液旋流分離器內(nèi)置的密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置示意圖。圖7為釋放頭圓形布置示意圖。圖8為釋放頭折線形布置示意圖。圖9為光筒式環(huán)流筒示意圖。圖10為開環(huán)向槽的環(huán)流筒示意圖。圖11為圖10的右視圖。圖12為開小孔的環(huán)流筒示意圖。圖13為A-A剖面圖。圖14 圖17為環(huán)流筒方位布置形式分別為十字形布置、放射形布置、三角形布置和行列形布置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施實(shí)例1如圖1所示，工業(yè)水經(jīng)污水泵(1)后加藥進(jìn)入壓力溶氣罐( ，同時(shí)氣體增壓后也進(jìn)入壓力溶氣罐( 形成高壓溶氣工業(yè)污水，通過管線經(jīng)釋放頭( 形成工業(yè)污水-氣泡均勻混合物進(jìn)入氣浮罐(7)。氣泡攜帶污染雜質(zhì)經(jīng)環(huán)流筒(6)內(nèi)通道上浮，在環(huán)流筒(6)頂端實(shí)現(xiàn)部分氣泡和污染雜質(zhì)的分離，一部分氣泡沿環(huán)流筒(6)外側(cè)形成回流回到底部再次攜帶污染雜質(zhì)上浮；另一部分氣液繼續(xù)上浮至液面形成污染雜質(zhì)層，氣體攜帶少量污染雜質(zhì)釋放進(jìn)入氣浮罐頂端空間后進(jìn)入氣液旋流分離器(4)進(jìn)行氣體與污染雜質(zhì)的分離，分離后的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)C3)再次進(jìn)入壓力溶氣罐( 循環(huán)使用，分離后的污染雜質(zhì)則注回氣浮罐(7)繼續(xù)分離。經(jīng)氣浮分離后的污染雜質(zhì)經(jīng)設(shè)置在氣浮罐上端的污水出口排走，分離后的達(dá)標(biāo)水經(jīng)下端的清水出口排走，實(shí)現(xiàn)了壓力溶氣式氣浮分離的密閉循環(huán)式操作。實(shí)施實(shí)例2如圖2所示，整個(gè)流程同實(shí)施例1，但將氣液旋流分離器置于氣浮罐內(nèi)部，使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)更緊湊，占地更少。實(shí)施實(shí)例3如圖3所示，氣體直接注入加藥后的工業(yè)污水管線，在循環(huán)風(fēng)機(jī)(3)的大力抽吸作用下氣浮罐(7)內(nèi)形成負(fù)壓，經(jīng)釋放頭( 流出的氣液混合液形成工業(yè)污水-氣泡均勻混合物，氣泡攜帶污染雜質(zhì)經(jīng)環(huán)流筒(6)內(nèi)通道上浮，在環(huán)流筒(6)頂端實(shí)現(xiàn)部分氣泡和污染雜質(zhì)的分離，一部分氣泡沿環(huán)流筒(6)外側(cè)形成回流回到底部再次攜帶污染雜質(zhì)上??； 另一部分氣液繼續(xù)上浮至液面形成污染雜質(zhì)層，氣體攜帶少量污染雜質(zhì)釋放進(jìn)入氣浮罐頂端空間后進(jìn)入氣液旋流分離器(4)進(jìn)行氣體與污染雜質(zhì)的分離，分離后的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī) (3)再次進(jìn)入壓力溶氣罐( 循環(huán)使用，分離后的污染雜質(zhì)則注回氣浮罐(7)繼續(xù)分離。經(jīng)氣浮分離后的污染雜質(zhì)經(jīng)設(shè)置在氣浮罐上端的污水出口排走，分離后的達(dá)標(biāo)水經(jīng)下端的清水出口排走，實(shí)現(xiàn)了真空式氣浮分離的密閉循環(huán)式操作。實(shí)施實(shí)例4如圖4所示，整個(gè)流程同實(shí)施例3，但將氣液旋流分離器置于氣浮罐內(nèi)部，使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)更緊湊，占地更少。實(shí)施實(shí)例5如圖5所示，工業(yè)污水經(jīng)污水泵(1)后加藥直接進(jìn)入氣浮罐( 聚結(jié)區(qū)(8)，同時(shí)氣體也直接進(jìn)入氣浮罐(7)，在循環(huán)風(fēng)機(jī)(3)的大力抽吸作用下氣浮罐(7)內(nèi)形成負(fù)壓，氣體經(jīng)釋放頭( 釋放形成均勻微氣泡。氣泡攜帶污染雜質(zhì)經(jīng)環(huán)流筒(6)內(nèi)通道上浮，在環(huán)流筒(6)頂端實(shí)現(xiàn)部分氣泡和污染雜質(zhì)的分離，一部分氣泡沿環(huán)流筒(6)外側(cè)形成回流回到底部再次攜帶污染雜質(zhì)上??；另一部分氣液繼續(xù)上浮至液面形成污染雜質(zhì)層，氣體攜帶少量污染雜質(zhì)釋放進(jìn)入氣浮罐頂端空間后進(jìn)入氣液旋流分離器(4)進(jìn)行氣體與污染雜質(zhì)的分離，分離后的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)(3)再次進(jìn)入壓力溶氣罐(2)循環(huán)使用，分離后的污染雜質(zhì)則注回氣浮罐(7)繼續(xù)分離。經(jīng)氣浮分離后的污染雜質(zhì)經(jīng)設(shè)置在氣浮罐上端的污水出口排走，分離后的達(dá)標(biāo)水經(jīng)下端的清水出口排走，實(shí)現(xiàn)了微孔擴(kuò)散式氣浮分離的密閉循環(huán)式操作。實(shí)施實(shí)例6如圖6所示，整個(gè)流程同實(shí)施例5，但將氣液旋流分離器置于氣浮罐內(nèi)部，使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)更緊湊，占地更少。實(shí)施實(shí)例7整個(gè)流程同如圖1-6所示，與實(shí)施例1-6不同，將整個(gè)裝置流程置于一可移動(dòng)基底，可用于突發(fā)性、臨時(shí)性污水處理場合。
權(quán)利要求
1.一種密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置，適用于工業(yè)污水處理，其特征在于，加藥后污水和氣體同時(shí)或分別進(jìn)入氣浮罐實(shí)現(xiàn)氣浮法污水處理過程的密閉循環(huán)式操作，通過外加或內(nèi)置氣液旋流分離器實(shí)現(xiàn)了氣體的回收循環(huán)使用，同時(shí)利用循環(huán)風(fēng)機(jī)形成了氣浮罐內(nèi)的低壓利于氣體氣泡的生成和釋放，利用釋放頭的合理布置和內(nèi)置環(huán)流筒實(shí)現(xiàn)了氣泡的均勻分布和循環(huán)攜帶，提高了污水處理的效果；即確保了高效的氣浮污水處理效果，又實(shí)現(xiàn)了整個(gè)處理過程氣體零損耗安全無二次污染的密閉循環(huán)式操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，根據(jù)污水流量和處理壓降要求選擇污水泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，根據(jù)污水處理量和操作壓力要求選擇污水和氣體同時(shí)或者分別進(jìn)入氣浮罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，污水和氣體同時(shí)進(jìn)入氣浮罐時(shí)根據(jù)氣浮罐內(nèi)操作壓力選擇用或不用壓力容器罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，氣浮罐底端氣相連接一氣液旋流分離器，實(shí)現(xiàn)了氣體的回收和循環(huán)使用，確保了氣體的零耗損，根據(jù)氣浮罐大小和現(xiàn)場空間要求選擇旋流分離器外置或內(nèi)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，所述氣液旋流分離器是切向入口旋流分離器、雙蝸殼入口旋流分離器或軸流導(dǎo)葉式旋流分離器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，在氣液旋流分離器排氣口與氣浮罐進(jìn)氣口之間加有一循環(huán)風(fēng)機(jī)，循環(huán)風(fēng)機(jī)根據(jù)循環(huán)氣量選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，根據(jù)污水和氣體的進(jìn)罐形式布置有氣液兩相或氣相釋放頭，其布置形式是圓形或折線形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，氣浮罐中設(shè)置有1個(gè)以上的環(huán)流筒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，環(huán)流筒高度為氣浮罐高度的1/5 1/2，結(jié)構(gòu)形式是光筒(3)、開縫0、5)或開孔(6、7)，布置形式是十字形、放射形、三角形或行列形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮方法及裝置，其特征在于，污水進(jìn)氣浮罐前加藥劑包括破乳劑和浮選劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種密閉循環(huán)式氣浮方法及裝置，污水和氣體可以同時(shí)或分別進(jìn)入氣浮罐；在氣浮罐內(nèi)氣泡攜帶污染雜質(zhì)上浮，液面實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)與氣體分離，氣體攜帶少量液體進(jìn)入氣浮罐頂端空間后進(jìn)入氣液旋流分離器進(jìn)行氣液分離，分離后的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)增壓后循環(huán)使用，分離后的液體回注氣浮罐內(nèi)。既確保了污水高效的氣浮分離，又實(shí)現(xiàn)了工藝過程的循環(huán)密閉式操作，具有結(jié)構(gòu)緊湊、污水處理效果好、無二次污染，無氣味，氣體零損耗、對環(huán)境和氣候適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，也可適用于高溫高壓下場合。本方法及裝置可以替代傳統(tǒng)的各種類型的氣浮(如加壓溶氣氣浮、真空氣浮以及微孔擴(kuò)散氣浮等)以及重力沉降等污水處理技術(shù)。
文檔編號C02F1/24GK102267734SQ20101019162
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者任相軍, 劉仁桓, 王建軍, 王振波, 金有海 申請人:中國石油大學(xué)(華東)