吹氣集泥式氣浮池的製作方法

2024-01-22 09:27:15 3

本發明涉及汙水處理領域。更具體地說，本發明涉及一種吹氣集泥式氣浮池。

背景技術：

汙水處理技術主要包括以下步驟，預處理，混凝沉澱，上浮和氣浮，過濾，氧化還原，活性炭吸附以及膜分離，其中，上浮主要是採用自然上浮裝置處理，分離比重小於水的物質，比如油分，而比重大於水的物質是通過氣浮裝置來處理，原理是細微氣泡首先與水中的懸浮粒子相粘附，形成整體密度小於水的「氣泡-顆粒」複合體，使懸浮粒子隨氣泡一起浮升到水面，再採用刮渣機颳走浮渣，得到清水，氣浮裝置形成氣泡有多種方式，有通過機械攪拌使空氣混入水中的方式，也有在加壓下溶解空氣，然後減壓，使水產生氣泡的加壓氣浮方式，並且氣浮裝置一般都要添加混凝劑，使微粒形成絮體後再浮到水面，因此它與混凝沉澱一樣，需要選擇最佳加藥條件；

汙水進行氣浮處理時通常是先將原水通入反應池，加入混凝劑進行反應，再流向接觸區，採用氣浮溶氣設備向接觸區供應細微氣泡進行吸附、包裹或託住微粒後浮到水面，氣浮溶氣設備有很多種，比如常規氣浮溶氣設備是由溶氣水的溶氣泵、溶氣水的空壓機、溶氣罐及其相應管路構成，比如在溶氣池發生器內壓力水與有壓空氣形成溶氣水，通過輸送管路，由設於氣浮池內的釋放器分配到氣浮池內，當絮體浮到水面後，利用刮渣機將水面的絮體颳走，刮渣機是位於隔離區上方，在分離區起端刮板放下，插入液面，向前進行刮渣，將渣刮入排渣槽，到終端是刮板抬起，脫離液面，刮渣機返回，開始下一個循環，通過往復運動，將廢渣定期刮進排渣槽排掉，以達到汙水淨化，得到清水。

雖然氣浮溶氣設備和刮渣機發展已經很成熟，但是在整個氣浮步驟中還存在一些細小問題，比如加藥反應時，由於整個過程氣浮步驟中，水流都是呈流動狀態的，因此普遍存在反應不均勻，混凝劑利用率低的現象，比如位於導渣板正下方的浮渣，難以被刮渣機颳走，比如隨水流流入到清水出口附近的浮渣，如果不及時清走，停留時間長，易解體，形成沉泥，影響清水出水的質量，含泥量增加，影響後面的過濾步驟，浮渣多了會穿透濾層，使過濾層失去過濾效果，因此亟需發明一種氣浮池，以解決上述問題。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述問題，並提供至少後面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種吹氣集泥式氣浮池，可加快混凝劑與原水反應，提高混凝劑利用率，及時清除導渣板死角處、分離區下方處的浮渣，以及集中收集已解體變成沉泥的浮渣，大大減小清水的含泥量，保證了清水出水的質量有益效果。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種吹氣集泥式氣浮池，包括：

反應池，其上端設有原水進口，下端設有原水出口，頂部中心處設有進藥管，所述反應池內設有引藥裝置，所述引藥裝置包括豎直設置的主管、由上至下間隔固定在所述主管外側壁上的多組支管、以及驅動所述主管轉動的第一電機，所述主管上端可轉動套設在所述進藥管外側壁上，且與所述進藥管密封連通、下端封閉，所述主管上端設有單向閥和泵，任意一組支管由三根支管組成，三根支管的一端沿所述主管周向等間距固定在所述主管外側壁上，且與所述主管連通，多組支管的長度設置為由上至下依次遞減，多組支管的自由端低於固定端，且自由端封閉，多組支管和所述主管上均間隔設置有多個出藥孔，所述第一電機驅動所述主管先正轉180°，再反轉180°，作周期性往復旋轉運動；

接觸分離池，其位於所述反應池下遊，所述接觸分離池下側與所述反應池的原水出口連通，所述接觸分離池內豎直設有隔板，所述隔板將所述接觸分離池分隔成上遊的接觸區和下遊的分離區，所述接觸區承接所述原水出口的原水，所述接觸區與所述分離區下側封閉、上側連通，所述接觸區底部與一氣浮溶氣設備連接，所述氣浮溶氣設備向所述接觸區提供溶氣水，所述分離區包括：

除渣組件：其包括橫向設置在所述接觸分離池上方的刮渣機、一端內接在所述分離區上側的導渣板、以及外接在所述分離區上側以承接浮渣的集渣槽，所述導渣板的自由端低於其固定端、高於所述隔板的上端；

擺動組件：其設置在所述分離區內側壁上位於所述導渣板正下方，所述擺動組件包括水平設置的旋轉杆、擺動板、以及驅動所述旋轉杆旋轉的第二電機，所述擺動板下端固定在所述旋轉杆上，所述擺動板處於初始位置時，其上端平行於所述導渣板，所述第二電機驅動所述旋轉杆在初始位置的順時針45°至逆時針45°的範圍內旋轉，；

吹氣集泥組件：其包括集泥罐、多個吹氣管、多個斜管、多個類扇形的篩網、環形導氣管、以及與所述導氣管連通的鼓風機，所述集泥罐呈上端敞開的上大下小的圓臺結構，所述集泥罐設置在所述分離區底部，所述導氣管套設在所述集泥罐上端外周，一個吹氣管與一個斜管連通形成一個導氣通路，多個導氣通路均勻分布在所述集泥罐外周上方，所述斜管的另一端與所述導氣管連通、所述吹氣管的另一端封閉，所述吹氣管豎直設置，且固定在所述分離區側壁上，所述吹氣管上端低於所述隔板上端，所述斜管朝所述集泥罐外部向上傾斜，所述吹氣管上一字排列設有朝向所述集泥罐內部吹氣的多個第一出氣孔，所述斜管上一字排列設有垂直於其軸線方向朝上吹氣的多個第二出氣孔，一個篩網可拆卸連接在兩個斜管、所述導氣管、以及所述分離區圍成的扇形內；

出水組件：其位於所述斜管下方，所述出水組件包括設置在所述分離區下端的清水出口和設置在所述分離區內與所述清水出口連通的穿孔集水管。

優選的是，所述支管朝下傾斜與水平面的夾角在15～45°範圍內。

優選的是，所述導渣板的自由端向下傾斜與水平面的夾角為30～45°。

優選的是，所述擺動板偏離初臺位置時，其豎直向下的投影位於所述導渣板豎直向下的投影範圍內，所述擺動板位於初始位置時，其上端與所述導渣板的間距小於0.5m。

優選的是，所述第一出氣孔和所述第二出氣孔的孔徑均小於100nm。

優選的是，所述集泥罐的上端邊緣與所述分離區側壁的水平距離大於0.5m、小於1m，上端與所述導渣板的下端的豎直距離大於3m。

優選的是，所述接觸分離池為長方形，其長度與寬度比為1～1.5:1，長度小於15m，寬度小於10m。

優選的是，所述反應池的容積按原水停留時間為10min計算，且原水從所述反應池流入所述接觸區的流速小於0.1m/s；

所述接觸區的水流上升流速為10～20mm/s，且在接觸區內停留時間大於60s；

所述分離區水流向下的流速為1.5～2.5mm/s。

優選的是，所述穿孔集水管水流的流速小於0.5m/s。

優選的是，所述篩網的孔徑小於100nm。

本發明至少包括以下有益效果：

第一、可以加快混凝劑與原水反應，提高混凝劑利用率，及時清除導渣板死角處、分離區下方處的浮渣，以及集中收集已解體變成沉泥的浮渣，大大減小清水的含泥量，保證了清水出水的質量的效果；

第二、待處理水即原水經原水進口以一定流速進入反應池內，混凝劑經進藥管以一定流速進入主管，從主管上的出藥孔進入反應池與原水反應，或者經主管進入支管再從支管的出藥孔進入反應池與原水反應，如此可以使混凝劑同時分散進入到反應池的各個部位，加快混凝劑與原水的混合，進而加快反應速度，啟動第一電機驅動主管旋轉，可以改變主管上出藥孔的出藥方向、以及改變支管上出藥孔的出藥方向和出藥位置，進一步分散混凝劑在原水中的分布，達到加快反應的效果，並且使主管正轉與反轉結合，可以避免原水只是朝一個方向旋轉形成穩定旋渦，如果形成穩定旋渦後會造成原水內部是相對靜止的，不利於混凝劑與原水的混合，即不利於其反應形成絮體；其中，由於反應池中的水流方向是朝下的，那麼越往下參加過反應的原水佔比越多，沒參加過反應的礦泉水佔比越少，所需混凝劑的量越少，將支管的長度從上至下依次減小，可以減少混凝劑的隨水流流出的量，提高混凝劑的利用率；

第三、由於接觸分離池中的水都是處於流動狀態的，加上刮渣機的推動作用，有部分浮渣會位於導渣板的下方，難以清除，此時，啟動第二電機，使擺動板在90°範圍內擺動，可以將導渣板下方的浮渣向兩邊趕走，脫離導渣板的壓製作用，向上移動與其它浮渣聚集，以被刮渣機颳走清除；

第四、由於分離區內的水是從往下，經清水出口流出，浮渣由於水流的作用，會有部分流落到分離區中下部，如果只是靠自身的浮力作用再次上浮，速度過慢，而且也會受到從接觸區新流入的浮渣的衝擊作用，以致浮渣在分離區停留時間過長而解體，最後導致清水的含泥量增加，啟動鼓風機，向斜管和吹氣管提供風能，從第二出氣孔出的風將浮渣向上吹，以加快浮渣向上浮，減小其在水中的停留時間，減少浮渣解體量，上浮與上方浮渣聚集，及時清除，從第一出氣孔出的風將浮渣往集泥罐內部吹，使浮渣位於集泥罐正上方，如果浮渣解體，其沉泥可以落在集泥罐內，防止其隨清水流出，減少清水出水含泥量。

本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為吹氣集泥組件的細節圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

在本發明的描述中，術語「橫向」、「上」、「下」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，並不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

如圖1～2所示，本發明提供一種吹氣集泥式氣浮池，包括：

反應池1，其上端設有原水進口11，下端設有原水出口，頂部中心處設有進藥管13，所述反應池1內設有引藥裝置，所述引藥裝置包括豎直設置的主管14、由上至下間隔固定在所述主管14外側壁上的多組支管15、以及驅動所述主管14轉動的第一電機16，所述主管14上端可轉動套設在所述進藥管13外側壁上，且與所述進藥管13密封連通、下端封閉，所述主管14上端設有單向閥和泵，任意一組支管15由三根支管15組成，三根支管15的一端沿所述主管14周向等間距固定在所述主管14外側壁上，且與所述主管14連通，多組支管15的長度設置為由上至下依次遞減，多組支管15的自由端低於固定端，且自由端封閉，多組支管15和所述主管14上均間隔設置有多個出藥孔，所述第一電機16驅動所述主管14先正轉180°，再反轉180°，作周期性往復旋轉運動；待處理水即原水經原水進口11以一定流速進入反應池1內，混凝劑經進藥管13以一定流速進入主管14，從主管14上的出藥孔進入反應池1與原水反應，或者經主管14進入支管15再從支管15的出藥孔進入反應池1與原水反應，如此可以使混凝劑同時分散進入到反應池1的各個部位，加快混凝劑與原水的混合，進而加快反應速度，啟動第一電機16驅動主管14旋轉，可以改變主管14上出藥孔的出藥方向、以及改變支管15上出藥孔的出藥方向和出藥位置，進一步分散混凝劑在原水中的分布，達到加快反應的效果，並且使主管14正轉與反轉結合，可以避免原水只是朝一個方向旋轉形成穩定旋渦，如果形成穩定旋渦後會造成原水內部是相對靜止的，不利於混凝劑與原水的混合，即不利於其反應形成絮體；其中，由於反應池1中的水流方向是朝下的，那麼越往下參加過反應的原水佔比越多，所需混凝劑越少，將支管15的長度從上至下依次減小，可以減少混凝劑的隨水流流出的量，提高混凝劑的利用率；混凝劑與原水反應形成絮體比重大於水，可隨水流流動；

接觸分離池，其位於所述反應池1下遊，所述接觸分離池下側與所述反應池1的原水出口連通，所述接觸分離池內豎直設有隔板21，所述隔板21將所述接觸分離池分隔成上遊的接觸區2和下遊的分離區3，所述接觸區2承接所述原水出口的原水，所述接觸區2與所述分離區3下側封閉、上側連通，所述接觸區2底部與一氣浮溶氣設備22連接，所述氣浮溶氣設備22向所述接觸區2提供溶氣水，形成絮體後的原水經原水出口流向接觸分離池，先流入接觸區2，溶氣水中含有微小氣泡，其可與絮體結合形成「氣泡-顆粒」複合體，比重比水小，可以向上浮形成浮渣，聚集在接觸分離池的上方；

所述分離區3包括：

除渣組件：其包括橫向設置在所述接觸分離池上方的刮渣機31、一端內接在所述分離區3上側的導渣板32、以及外接在所述分離區3上側以承接浮渣的集渣槽33，所述導渣板32的自由端低於其固定端、高於所述隔板21的上端；當浮渣積累到一定量時，啟動刮渣機31將浮渣朝導渣板32方向推動，浮渣沿導渣板32進入到集渣槽33內，以清除浮渣，

擺動組件：其設置在所述分離區3內側壁上位於所述導渣板32正下方，所述擺動組件包括水平設置的旋轉杆41、擺動板42、以及驅動所述旋轉杆41旋轉的第二電機43，所述擺動板42下端固定在所述旋轉杆41上，所述擺動板42處於初始位置時，其上端平行於所述導渣板32，所述第二電機43驅動所述旋轉杆41在初始位置的順時針45°至逆時針45°的範圍內旋轉；由於接觸分離池中的水都是處於流動狀態的，加上刮渣機31的推動作用，有部分浮渣會位於導渣板32的下方，難以清除，此時，啟動第二電機43，使擺動板42在90°範圍內擺動，可以將導渣板32下方的浮渣向兩邊趕走，脫離導渣板32的壓製作用，向外移動與其它浮渣聚集，以被刮渣機31颳走清除；

吹氣集泥組件：其包括集泥罐51、多個吹氣管52、多個斜管53、多個類扇形的篩網57、環形導氣管56、以及與所述導氣管56連通的鼓風機，所述集泥罐51呈上端敞開的上大下小的圓臺結構，所述集泥罐51設置在所述分離區3底部，所述導氣管56套設在所述集泥罐51外部上端，一個吹氣管52與一個斜管53連通形成一個導氣通路，多個導氣通路均勻分布在所述集泥罐51外周上方，所述斜管53的另一端與所述導氣管56連通、所述吹氣管52的另一端封閉，所述吹氣管52豎直設置，且固定在所述分離區3側壁上，所述吹氣管52上端低於所述隔板21上端，所述斜管53沿所述集泥罐51朝外向上傾斜，所述吹氣管52上一字排列設有朝向所述集泥罐51內部吹氣的多個第一出氣孔54，所述斜管53上一字排列設有垂直於其軸線方向朝上吹氣的多個第二出氣孔55，一個篩網57可拆卸連接在兩個斜管53、所述導氣管56、以及所述分離區3圍成的扇形內；由於分離區3內的水是從往下，經清水出口61流出，浮渣由於水流的作用，會有部分流落到分離區3中下部，如果只是靠自身的浮力作用再次上浮，速度過慢，而且也會受到從接觸區2新流入的浮渣的衝擊作用，以致浮渣在分離區3停留時間過長而解體，最後導致清水的含泥量增加，啟動鼓風機，向斜管53和吹氣管52提供風能，從第二出氣孔55出的風將浮渣向上吹，以加快浮渣向上浮，減小其在水中的停留時間，減少浮渣解體量，上浮與上方浮渣聚集，及時清除，從第一出氣孔54出的風將浮渣往集泥罐51內部吹，使浮渣位於集泥罐51正上方，如果浮渣解體，其沉泥可以落在集泥罐51內，有很少量的浮渣未進入到集泥罐51所在的區域內，也可以落在篩網57上，篩網57可以攔截浮渣，防止其隨清水流出，減少清水出水含泥量，篩網57可以順利讓清水通過，並不影響清水出水速度，且可拆卸下定期清洗，以去除個別粒徑特別細小的浮渣，保證清水出水速度；

出水組件：其位於所述斜管53下方，所述出水組件包括設置在所述分離區3下端的清水出口61和設置在所述分離區3內與所述清水出口61連通的穿孔集水管62。去除浮渣後的清水從清水出口61流出。

在上述技術方案中，可以加快混凝劑與原水在反應池1中反應完全，提高混凝劑利用率，在接觸區2形成「氣泡-顆粒」複合體後，可以快速得到清除，且可以將導渣板32死角處、分離區3下方處的浮渣及時清除，以及集中收集已解體變成沉泥的浮渣，大大減小清水的含泥量，保證了清水出水的質量，為後序水處理的過濾步驟打好基礎，達到節約過濾層體積的目的，並可延長過濾層使用壽命。

在另一種技術方案中，所述支管15朝下傾斜與水平面的夾角在15～45°範圍內。這裡選取的是最佳引入角度，此角度更方便混凝劑進入反應池1中，可利用混凝劑本身的重力作用協助混凝劑從出藥孔中流出。

在另一種技術方案中，所述導渣板32的自由端向下傾斜與水平面的夾角為30～45°。這裡選取的是最佳導入角度，此角度更方便浮渣進入集渣槽33，又可減少阻擋住位於導渣板32下方的浮渣向上浮起作用。

在另一種技術方案中，所述擺動板42偏離初始位置時，其豎直向下的投影位於所述導渣板32豎直向下的投影範圍內，所述擺動板42位於初始位置時，其上端與所述導渣板32的間距小於0.5m。如此可以保證擺動板42擺動時，有效將位於導渣板32正下方的浮渣向其兩側驅趕出導渣板32投影範圍外，便於浮渣上浮與其它浮渣聚集以被清除。

在另一種技術方案中，所述第一出氣孔54和所述第二出氣孔55的孔徑均小於100nm。浮渣的粒徑多在100～1000nm之間，這樣可以防止浮渣堵塞第一出風孔和第二出風孔。

在另一種技術方案中，所述集泥罐51的上端邊緣與所述分離區3側壁的水平距離大於0.5m、小於1m，上端與所述導渣板32的下端的豎直距離大於3m。使集泥罐51可最大限度的收集因浮渣解體形成的沉泥和未與混凝劑反應的沉泥，減小清水的含泥量，同時不影響清水的出水量和出水速度。

在另一種技術方案中，所述接觸分離池為長方形，其長度與寬度比為1～1.5:1，長度小於15m，寬度小於10m。

在另一種技術方案中，所述反應池1的容積按原水停留時間為10min計算，且原水從所述反應池1流入所述接觸區2的流速小於0.1m/s；所述接觸區2的水流上升流速為10～20mm/s，且在接觸區2內停留時間大於60s；所述分離區3水流向下的流速為1.5～2.5mm/s。

在上述技術方案中，原水在反應池1中停留的優選的時間為10min，既可以使混凝劑充分與原水反應形成絮體，又可以最快速度處理原水，並使水流流入接觸區2的流速優選值小於0.1m/s，以減少混凝劑未反應就流入接觸區2中，同時也有利於絮體的穩定；

在接觸區2內水流上升流速優選值為10～20mm/s，且在接觸區2內停留時間大於60s，以使得絮體與微小氣泡充分接觸形成浮渣，並使得清水與浮渣流向分離區3，以方便刮渣機31作業；分離區3水流向下的流速優選值為1.5～2.5mm/s，如此既保證了清水出水速度又不至於使浮渣過多被水流帶到分離區3下端。

在另一種技術方案中，所述穿孔集水管62水流的流速小於0.5m/s。在分離區3底部設置這樣的穿孔集水管62，並以優選值小於0.5m/s的流速流出，一方面可以保證出水量，一方面可以使得未能完全清除掉的沉泥沉於分離區3底部，以便清除，進一步減少清水出口61流出的清水的含泥量。

在另一種技術方案中，所述篩網57的孔徑小於100nm。浮渣的粒徑多在100～1000nm之間，篩網57可以有效攔截浮渣，且又不影響清水出水速度。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。