申请日2018.04.27
公开(公告)日2018.08.24
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，主要包括混凝区、絮凝区、溶气释放区、泥水分离区;所述混凝区包括管道混合器，所述絮凝区分为多个水力混合区，所述溶气释放区包括溶气释放头，所述泥水分离区包括污泥水力切割管道、穿孔板布水系统、排泥系统、出水自动开关阀门。本发明的高效溶气气浮装置，利用自然水力的作用对现有设备的功能进行有效替代，管道混合器代替了传统混凝搅拌器，跌水投加装置和穿孔板絮凝装置替换了絮凝搅拌器，溶气释放区设置多个高效溶气释放头，可产生丰富的微气泡，在分离区进行泥水分离，采用水力作用排泥，替换了分离区刮泥机，无需配置搅拌器和刮泥机等设备，系统简单，维护方便。
权利要求书
1.一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，其特征在于：主要包括混凝区(1)、絮凝区(2)、溶气释放区(3)和泥水分离区(4);
所述混凝区(1)内设有管道混合器(5)，所述管道混合器(5)用于进行混凝剂的投加和水力搅拌;
所述絮凝区(2)内设有穿孔板混合系统(6)，絮凝剂通过跌水投加装置(10)从穿孔板混合系统(6)的上游加入;
所述溶气释放区(3)内设有溶气管道和若干溶气释放头(7)，溶气释放头(7)释放微气泡，絮凝区(2)流出水在微气泡的作用下，在泥水分离区(4)进行泥水分离;
所述泥水分离区(4)顶端设有污泥切割水喷头、底端设有穿孔板布水板(8)、排泥装置(15)、排水装置(14)，水力切割管道(12)通过向池壁喷射高压水，将黏附于池壁的污泥与池壁分离，关闭出水自动开关阀门(13)，停止出水，泥水分离区(4)液位抬升，泥位同时抬升，当达到排泥水位时，开始水力排泥，排泥结束后，出水自动开关阀门(14)打开，气浮装置开始正常排水。
2.根据权利要求1所述的一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，其特征在于：所述管道混合器(5)包括待处理液加入口和混凝剂投入口(9)，所述管道混合器(5)设置在混凝区(1)的中下部，所述管道混合器(5)为静态管道混合器。
3.根据权利要求1所述的一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，其特征在于：所述跌水投加装置(10)包括在液位上面均匀布置的穿孔管以及混凝区(1)与絮凝区(2)的第一个区域存在的一个液位差。
4.根据权利要求1所述的一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，其特征在于：所述穿孔板混合系统(6)包括间隔设置的絮凝板A(61)和絮凝板B(62)，所述絮凝板A(61)包括上端的第一挡水板(611)和下端的第一穿孔板(612)，所述絮凝板B(62)包括底端的第二挡水板(622)和上端的第二穿孔板(621)，所述絮凝板A(61)长度大于絮凝板B(62)长度。
5.根据权利要求1所述的一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，其特征在于：所述溶气释放头(7)包括溶气放大器和溶气管，溶气管设置在溶气放大器下方，溶气管产生丰富的微气泡。
6.根据权利要求1所述的一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，其特征在于：所述污泥水力切割管道(12)设置在泥水分离区的内壁上，所述污泥切割水喷头设置在污泥水力切割管道(12)端部。
7.根据权利要求1所述的一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，其特征在于：所述穿孔板布水板(8)上设有孔洞(81)，孔洞(81)孔径在整个布水面积上离出水端越近，孔径越大。
8.一种基于水力原理的高效溶气气浮污水处理方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)待处理水与混凝剂混合：待处理水与混凝剂在管道混合器(5)上混合，混合后在接近池底位置进入混凝区(1)，混凝后的待处理水自下而上流过混凝区(1);
2)待处理水絮凝：混凝后的待处理水从混凝区(2)流入到絮凝区的第一个区域，混凝区(1)与絮凝区(2)的第一个区域存在一个液位差，待处理水跌落入絮凝区(2)的第一个区域，在絮凝区(2)的第一个区域液位上设置一个均匀布置的穿孔管用于投加絮凝剂，絮凝剂和待处理水在穿孔板混合系统(6)进行混合絮凝;
3)泥水分离：絮凝区(2)出水自下而上流进溶气释放区(3)，溶气释放区(3)设置多个高效溶气释放头(7)，溶气释放头(7)产生丰富的微气泡，絮凝区(2)出水在微气泡的作用下，在分离区(4)进行泥水分离，絮凝物在微气泡的浮升作用下，积聚于分离区(4)水面上端，清水经分离区(4)下部穿孔板布水板(8)，作为产水流出气浮装置;
4)水力排泥：排泥时污泥水力切割管道(12)通过向池壁喷射高压水，将黏附于池壁的污泥与池壁分离，然后关闭气浮出水自动开关阀门(13)，分离区(4)液位抬升，分离区(4)泥位同时抬升，当泥位高于排泥堰一定高度时，实现水力排泥。
说明书
一种基于水力原理的高效溶气气浮装置及其污水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种基于水力原理的高效溶气气浮装置及其污水处理方法。
背景技术
随着污水处理厂排放标准的提高(例如对SS和TP排放标准的提升)或自来水厂水源地污染的加剧(例如浊度和藻类所引起的污染)或者黑臭水体治理要求(例如对浊度和色度的去除)，对水中颗粒类污染物或胶体类物质的去除提出了更高的需求，传统的沉淀池对该类污染物的去除效果不佳，而滤池对进水SS或浊度的变化适应性较差且运行维护复杂，因此气浮工艺在该类废水或给水的处理上体现出了不可替代优势。
传统溶气气浮工艺负荷低、占地面积大、配套设备多且运行维护复杂，其推广应用受到了一定的限制。特别是在土地资源日益宝贵、自动化水平要求日益提高的今天，开发出一种高负荷、无动力(或少动力)机械设备的溶气气浮工艺，一定能够给用户带来极佳的体验。
目前常见的溶气气浮系统，除了溶气水泵和空压机外，还配有混凝搅拌器、絮凝搅拌器、分离区刮泥机等装置，运行维护比较复杂。我们通过对上述机械设备功能的分析，利用自然水力的作用对上述设备的功能进行有效替代，因此该产品除了溶气水泵和空压机外，无需配置搅拌器和刮泥机等设备，系统简单，维护方便。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述技术问题，而提出一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，利用自然水力的作用对现有设备的功能进行有效替代，跌水投加装置替换了絮凝搅拌器，溶气释放区设置多个高效溶气释放头，可产生丰富的微气泡，絮凝区出水在微气泡的作用下，在分离区进行泥水分离，替换了分离区刮泥机，因此该产品除了溶气水泵和空压机外，无需配置搅拌器和刮泥机等设备，系统简单，维护方便。
本发明提供了一种基于水力原理的高效溶气气浮装置，主要包括混凝区、絮凝区、溶气释放区和泥水分离区;
所述混凝区内设有管道混合器，所述管道混合器用于进行混凝剂的投加和水力搅拌;
所述絮凝区内设有穿孔板混合系统，絮凝剂通过跌水投加装置从穿孔板混合系统的上游加入;
所述溶气释放区内设有溶气管道和若干溶气释放头，溶气释放头释放微气泡，絮凝区流出水在微气泡的作用下，在分离区进行泥水分离;
所述泥水分离区顶端设有污泥切割水喷头、底端设有穿孔板布水板、排泥装置、排水装置，水力切割管道通过向池壁喷射高压水，将黏附于池壁的污泥与池壁分离，关闭出水自动开关阀门，停止出水，泥水分离区液位抬升，泥位同时抬升，当达到排泥水位时，开始水力排泥，排泥结束后，出水自动开关阀门打开，气浮装置开始正常排水。
作为优选手段，所述管道混合器包括待处理液加入口和混凝剂投入口，所述管道混合器设置在混凝区的中下部，所述管道混合器为静态管道混合器。
作为进一步地优选手段，所述跌水投加装置包括在液位上面均匀布置的穿孔管以及混凝区与絮凝区的第一个区域存在的一个液位差。
作为进一步地优选手段，所述穿孔板混合系统包括间隔设置的絮凝板A和絮凝板B，所述絮凝板A包括上端的第一挡水板和下端的第一穿孔板，所述絮凝板B包括底端的第二挡水板和上端的第二穿孔板，所述絮凝板A长度大于絮凝板B长度。
作为进一步地优选手段，所述溶气释放头包括溶气放大器和溶气管，溶气管设置在溶气放大器下方，溶气管产生丰富的微气泡。
作为进一步地优选手段，所述污泥水力切割管道设置在泥水分离区的内壁上，所述污泥切割水喷头设置在污泥水力切割管道端部。
作为进一步地优选手段，所述穿孔板布水板上设有孔洞，孔洞孔径在整个布水面积上离出水端越近，孔径越大。
一种基于水力原理的高效溶气气浮污水处理方法，具体步骤如下：
1)待处理水与混凝剂混合：待处理水与混凝剂在管道混合器上混合，混合后在接近池底位置进入混凝区，混凝后的待处理水自下而上流过混凝区;
2)待处理水絮凝：混凝后的待处理水从混凝区流入到絮凝区的第一个区域，混凝区与絮凝区的第一个区域存在一个液位差，待处理水跌落入絮凝区的第一个区域，在絮凝区的第一个区域液位上设置一个均匀布置的穿孔管用于投加絮凝剂，絮凝剂和待处理水在穿孔板混合系统进行混合絮凝;
3)泥水分离：絮凝区出水自下而上流进溶气释放区，溶气释放区设置多个高效溶气释放头，溶气释放头产生丰富的微气泡，絮凝区出水在微气泡的作用下，在分离区进行泥水分离，絮凝物在微气泡的浮升作用下，积聚于分离区水面上端，清水经分离区下部水力布水板，作为产水流出气浮装置;
4)水力排泥：排泥时污泥水力切割管道通过向池壁喷射高压水，将黏附于池壁的污泥与池壁分离，然后关闭气浮出水自动开关阀门，分离区液位抬升，分离区泥位同时抬升，当泥位高于排泥堰一定高度时，实现水力排泥。
采用本发明有益效果：1、分离区底部采用穿孔布水板，孔径在整个布水面积上离出水端越近，孔径越大，以平衡压力损失，取得整个布水面上水通量相同的效果，解决了传统气浮系统短流和存在死区的问题，故整个气浮装置的水力负荷是传统气浮装置的3-4倍。
2、目前常见的溶气气浮系统，除了溶气水泵和空压机外，还配有混凝搅拌器、絮凝搅拌器、分离区刮泥机等装置，运行维护比较复杂，通过对上述机械设备功能的分析，利用自然水力的作用对上述设备的功能进行有效替代，管道混合器代替了传统混凝搅拌器，跌水投加装置和穿孔板絮凝装置替换了絮凝搅拌器，溶气释放区设置多个高效溶气释放头，可产生丰富的微气泡，絮凝区出水在微气泡的作用下，在分离区进行泥水分离，采用水力作用排泥，替换了分离区刮泥机，因此该产品除了溶气水泵和空压机外，无需配置搅拌器和刮泥机等设备，系统简单，维护方便。