海水除濁方法及裝置的製作方法

2023-07-28 06:17:51 1

專利名稱：海水除濁方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明是涉及對海水進行淨化處理的一種方法及其裝置。
隨著工業生產的發展，開發利用海水具有一定的社會、經濟價值，受到各國普遍的重視。對海水的利用主要有淡化和直接利用兩種形式，除當海底及其沿岸為巖石層之類結構、沉積泥沙很少、原水水質濁度較低、且能滿足使用要求時，不必進行除濁處處理外，否則，直接利用及淡化之前都須進行除濁處理，將濁度降低到一定限度。目前對海水的除濁處理，一般都是有選擇地移用淡水中的淨化方法及相應裝置，如採用平流沉澱池或濾池進行除濁並投加混凝劑，採用以上方法對海水除濁的不中之處在於1、投資及運行費用均較高;2、存在水頭損失，相應能耗高;3、維護工作量大，管理複雜;4、在池內停留的時間較長，一般為78分～1.8小時。
法國Degremont公司為淨化淡水將斜管用之於脈衝澄清池的專利技術，這種池主要由進水室、脈衝發生器、豎井、配水渠、配水支管、人字穩流板、排泥鬥、斜管、集水槽、集水鬥及總集水管等部分構成，該裝置的不中之處在於1、水流由進水室通過脈衝發生器進入豎井，為使在全池布水均勻，現有的脈衝澄清池都將豎井布置在澄清池中央，因而豎井四周圍均需設置井壁，製造費用高;2、配水渠為均勻矩形斷面結構，在配水渠中速度頭容易轉化為位能，影響配水均勻性;3、排泥鬥只在上部裝虹吸式排泥管、沉積汙泥重量大，易板結，為清除鬥底的汙泥，常需人工清洗，增加勞動強度。
本發明的目的在於避免現有技術中的不足中之處，而提供一種對海水除濁更為有效的方法及相應的裝置。
可採取以下措施實現目的。採用淡水處理中的斜管脈衝澄清池淨化海水，並將脈衝澄清池的豎井設置在池子的一側邊，配水渠製成一端大一端小的非均勻斷面結構，還在排泥鬥下部裝強制排泥管。
結合附圖和實施例對本發明的內容作進一步詳述。


圖1、斜管脈衝澄清池縱向剖面結構示意圖。
圖2、斜管脈衝澄清池橫向剖面結構示意圖。
圖中(1)進水管，(2)進水室，(3)脈衝發生器，(4)豎井，(5)配水渠，(6)配水支管，(7)人字穩流板，(8)集泥鬥，(9)排泥管，(10)斜管，(11)集水槽，(12)集水鬥，(13)出水管，(14)強制排泥管。
由於海水水質的主要特點是含鹽量高，致使水中高濃度的電介質壓縮雙電層，對水中所含懸浮粒子表面電性造成很大影響，一般情況下φ電位值很小，趨近於0;另外，投加絮凝劑處理海水時，淡水混凝處理中通常認為對膠體脫穩起重要作用的「壓縮雙電層」和「電性中和」作用，都對海水不能起到主要控制作用，所測得的φ電位往往是海水中的有機物吸附到微粒上形成一層「有機膜」而使各種微粒帶有負電荷，有的試驗還證實主要是由有機物的羧基和酚羥基解離行為控制懸浮微粒的表面電荷。因而膠體脫穩中「沉析物網捕」和「粘結架橋」作用必將突出出來，以懸浮泥渣類澄清池對海水進行除濁處理，懸浮泥渣層對於沉析物的網捕及粘連架橋作用與沉澱池相比，必將起到更為有效的作用。
海水水質的另一個重要特點是鹽度、溫度及濁度隨季節和晝夜波動，並呈緩慢變化曲線，特別是隨潮汐變化十分明顯，這種性質有利於採用有懸浮層的澄清池，可以利用高濃度懸浮層對源水變化起到緩衝作用，不致立即產生有害影響。
出於以上的分析考慮，還為了使絮粒繼續碰撞和進一步接觸絮凝，同時也為了使懸浮層分布更趨於均勻，採用「脈衝」作用的澄清池淨化海水。為了提高處理效率，在清水層還安裝斜管。
本方法應用於天津塘沽海水實驗廠對海水除濁，處理時投加FeCl3作為混凝劑，氯氣作為助凝劑，氯耗2-6mg/L;斜管脈衝池每組9.28×5.76m，H＝4.95m，斜管孔徑35mm、斜長1m，傾角60°;採用虹吸鐘罩式脈衝發生器，構造簡單又無活動部件;周期45秒，充放比3∶1。由於脈衝澄清池運行過程全部為水力自動，無任何機械部件，對鐘罩進行防腐處理後，設有任何暴露鋼鐵件，其它多為聚氯乙烯或酚醛樹脂、玻璃鋼等非金屬製件，大大有利於設備的防腐。
在斜管脈衝澄清池中，投加混凝、助凝及消毒劑後的海水，在池內經配水渠及配水支管，人字穩流板由下向上充分混合和初步反應後形成絮粒，然後緩慢、均勻的並呈脈動狀態通過高濃度懸浮狀態活性泥渣層，所生成的絮粒與懸浮層顆粒發生碰撞，凝聚達到泥水分離;在海水由下向上運動作用下，泥渣層達到動態平衡;脈衝發生器對水流產生脈動作用，從而保證在全池內泥渣處於均勻狀態，並防止顆粒沉降，使上升流速發生周期性變化，懸浮泥渣層不斷收縮和膨脹。海水的流程如下投加混凝劑、助凝劑後的原水→進水管(1)→進水室(2)→虹吸鐘罩式脈衝發生器(3)→豎井(4)→配水渠(5)→配水支管(6)→人字穩流板(7)→懸浮泥渣層(圖中未畫出)→斜管(10)→清水層→集水槽(11)→集水鬥(12)→出水管(13)。
集泥鬥(8)中的沉積物經虹吸排泥管(9)和排泥鬥底部的強制排泥管(14)可將全部沉積汙泥排淨。
將斜管脈衝澄清池的豎井(4)設置在池的一側邊，如縱向剖面圖所示，這時豎井的一面井壁可與脈衝澄清池池壁合建，節約投資。帶來的問題是布水均勻性會受到影響，為此將配水渠製成一端大一端小的矩形非均勻斷面結構，即進水端的斷面大於出水端，以調整配水渠沿程速度頭恢復值，使配水均勻性m值接近於1，避免速度頭轉化為位能，按天津塘沽海水實驗廠工程計算，可提高配水均勻率2個百分點。對配水渠斷面採用予制鋼絲網混凝土模板或其它予制構件予先製作非均勻斷面模板(外殼)後，再澆注排泥鬥下填充混凝土時，模板作為混凝土的一部分，不予拆除，即可按設計斷面，準確保證配水渠一端大一端小的尺寸要求。這種變斷面配水渠可以推廣到濾池等多叉管配水系統中使用。
另外，在每個排泥鬥下部加裝強制排泥管(14)，以保證將排泥鬥中的積泥全部排除。
採用本方法及裝置在天津塘沽海水實驗廠運行兩年，對海水除濁具有如下優點1、處理水質99.8%以上可以控制混濁度≤5度;
2、懸浮層絮凝效果好，排泥通暢，池低及斜管上端均無積泥;
3、可以保證清水區上升流速1.5mm/S，此時水在池中僅停留45分鐘，每平方面積澄清池每小時可處理海水5.4立米。實際檢測清水區上升流速為1.55-2.3mm/s。
4、一種裝置、一個工藝即可有效除濁，配水均勻性提高2個百分點，大大節約基建投資(節約一半)和運行費用，佔地面積小，設備效能高。
列表與平流沉澱池工藝對比如下
權利要求
1.一種海水除濁方法，其特徵在於它採用淡水處理中的斜管脈衝澄清法淨化海水。
2.一種用於權利要求1所述的海水防濁方法的裝置，其特徵在於它為淡水處理中的斜管脈衝澄清池，而且澄清池的豎井設置在池的一側邊，配水渠為一端大一端小的非均勻斷面結構，並在排泥鬥下部裝有強制排泥管。
3.如權利要求1所述的海水除濁方法，其特徵在於它採用FeCl3作為混凝劑，氯氣作為助凝劑。
全文摘要
本發明是涉及對海水進行淨化處理的一種方法及裝置。它採用淡水處理中的斜管脈衝澄清池淨化海水，並將脈衝澄清池的豎井設置在池子的一側邊，配水渠製成非均勻斷面結構，還在排泥鬥下部加裝強制排泥管。它處理水質99.8％以上，混濁度≤5；可將積泥全部排淨；海水在池中僅停留45分鐘，每平米澄清池每小時可處理海水5.4立米；一種裝置、一個工藝，大大節約投資及運行費用。
文檔編號C02F1/48GK1061765SQ9010946
公開日1992年6月10日 申請日期1990年11月28日 優先權日1990年11月28日
發明者張永復 申請人:天津市自來水公司塘沽分公司