專利名稱：難以處理的水的浮選凈化方法及實(shí)施該方法的設(shè)備的制作方法
難以處理的水的浮選^f匕方法及實(shí)施該方法的設(shè)備
脈領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種通鄉(xiāng)選法對(duì)難以處理的7Kit行凈化的方法，尤其用于凈
化嚴(yán)重污染的^7械城市和工業(yè)廢水、雨水以及"^:M難以浮法處理的水，
特別是具有高礦物百分襯的7K，或者用于需要^/v絮凝劑且^進(jìn)^^慮或
諸^^濾的膜工藝的所有類型的水的凈化，該方法包4舌 一皿階段，其間#"~定劑量的凝結(jié)劑注入待處理水中； —絮凝階段，其間在g階^將絮凝劑; i^^中，以4吏懸浮顆粒聚M
絮^^物的形式；
—其后為浮選階段,其間，使絮^7K^氣^^包的乳'絲浮i^^置中^給，
氣體一^空氣，其附著于絮凝物上，從而使其能夠升錄面，絲面將其收 集并排出，同時(shí)凈化后的水經(jīng)由浮ii^E^部排出。
更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于凈化渾濁度高于30 ntu且懸浮物 (mes)濃度高于30毫克/升的水的浮選法。jH^卜，出人意料的是，該方法的應(yīng) 用還可推廣到凈化難以處理的水。
背景技術(shù)：
浮選法是一種作為傾析法#^方法的凈^^支術(shù)(固-液分離)，至少對(duì)于某 些類型的水。
才娥該浮選技術(shù)，首先，經(jīng)過麟和絮凝階段使懸浮顆粒聚絲絮凝物形 式。其后，絮凝7j^—種氣^^泡的"乳狀液體"(即乳液)混合，其中氣體一 歸空氣，氣^fG包的平均直徑為40至50孩沐。這些孩G包附著于絮凝物上， 使其變輕，從而促使其上升到浮i^置(稱為浮選器)的表面上，在此處其積 聚形成^i:并或泥床。這些泥渣于浮錄置的表面處被收集，而此時(shí)凈4^的水 錄級(jí)部排出。
部分凈化后的水在大約4xl05 - 6xl05帕(4至6巴)的壓力下^皮泉逸(其 流量通常為待凈化的水的5-15%)至稱為增m的特定^^中，其中溶解有大量空氣，即iii'J大^下空U水中最大^l的3至5倍。通錄大^下 在浮錄置中的#^文，使空U于過齡狀態(tài)郝^^;包。該#^系^^經(jīng)于 一個(gè)確^^^包與絮^7jc^^的特定區(qū)域中。
才Nt^頃析技術(shù)，絮凝物必須是高密度和/或;^寸的，以便通過向底部的墜 落，實(shí)現(xiàn)與傾析器中的水;^物理分離。
然而，#^浮選技術(shù)，只要絮凝物^^地形成，就能夠通鄉(xiāng)選實(shí)現(xiàn)分離， 其中重要的是皿和絮^it些預(yù)備性階段。
皿階段在于添加一種試劑，即凝結(jié)劑(^fc^三價(jià)陽離子)，特別是4組 或鋁鹽，使水中存在的膠^l立子不穩(wěn)定化，并中和這些粒子的所有負(fù)電荷。在 該階段中，被中和的粒子開始聚集形^^小絮凝物。這些微小絮凝物非常微小 以至無'^5析，甚至過于微小以至無法與孩"包結(jié)合。
無^W可，絮凝階段對(duì)于這些絮凝物的增長都是必要的。機(jī) #或靜態(tài) 絮凝階段均可使絮凝物iiJ，J使微泡附著于其上的臨界尺寸。
絮凝階段時(shí)，注入絮凝劑(聚合物、礦物聚^如活4仁氧化珪、天然聚 合物如淀粉或褐藻酸鹽，或者更常見的合成聚合物)有時(shí)是必要的，然而對(duì)嚴(yán) 重污染的地^7Ki^行凈化而言則是必不可少的。絮凝劑能Wii非常小的絮凝 物發(fā)生聚集，從而使形成的絮凝物具有足以進(jìn)行浮選的尺寸，同時(shí)賦予絮凝物 以凝聚性。^絮凝物進(jìn)行浮選之后，形成的泥渣也^M急定。然而，絮凝劑
的加入可能導(dǎo)致絮凝物在絮凝器中;1^傾析，jH^t情;;L^時(shí)甚^^在浮選區(qū)
域中，特別是當(dāng)其中物^f^有大量懸浮物(MES)時(shí)。
由此，浮選的應(yīng)用常常僅限于對(duì)輕微污染(即其渾濁度低于30 NTU且懸 浮物MES濃度低于30毫1V升)的水進(jìn)行凈化，特別是對(duì)湖水、井水、海7風(fēng) 者特J^業(yè)排出流或生物過濾器的洗滌用7Kii行凈化。時(shí)至今日，浮選技術(shù)的
應(yīng)用仍M效推廣到懸浮物舍t(yī)高于30毫克/升、礦物質(zhì)百分"^f:高達(dá)約50% 的嚴(yán)重污染的岫4^^1一更寬廣的領(lǐng)域中，例如河7]0#^4頁域，進(jìn)而也未推廣 到應(yīng)用于廢水、洗滌水、雨水這些領(lǐng)域中。事實(shí)上，^b^甚至不可肯樹高密度 和/或;U^寸顆津iii行浮選。 然而，已進(jìn)4于如下嘗試
—在傳統(tǒng)浮選器的底部敘己刮擦器，以回收傾析產(chǎn)生的;絲。然而，由于 1分在傾析中獲得的泥渣會(huì)再次ii^懸浮液中，導(dǎo)致凈化7j^皮污染，從而利用刮擦H^i一步斷氐已浮i^7JC的質(zhì)量。
—新型浮選器，特別是專利申請(qǐng)F(tuán)R2837197中所述的浮選器，其在絮凝 器中安裝一^傾析器，從而部分解決該問題。i^A浮選器的懸浮物總量減少， U因?yàn)檫@些物質(zhì)中的大部分已在預(yù)傾析器中被清除。
然而，在前述兩種情況下，浮選器中的物質(zhì)^f^證實(shí)在^^l常規(guī)浮選器 時(shí)具有約為30毫克/升的臨^:，對(duì)于安^預(yù)傾析器的浮選器，該臨，為 100毫jL/升，超過該臨雜，孩&包不易附著于絮凝物上。事實(shí)上，含大量礦物
質(zhì)的泥渣具有很高的密度，從而表面積很小以至于無';^f吏孩^包附著其上。這些
已被浮選的泥渣也并不穩(wěn)定，其趨向于自行餘沐，泥餅^f屑^i一步污染凈^匕 水。
在上述M的i^技術(shù)工藝中，凝結(jié)劑被一次性注入在線式混合器(靜態(tài) 混合器等)或者皿混合器('fcfeil^^器等)中，而JL悉是在添加絮凝劑之前 進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的尤其在于提#-種方法，#^居在浮選操怍的上游是否結(jié)^-4^傾析器、對(duì)懸浮物含量高于30毫lV升(約等于30 NTU)或高于IOO毫 jL/升(約等于100 NTU)的水^T通過浮選法對(duì)其進(jìn)行爭f匕，JX論浮選器是 常規(guī)型的還是安裝了預(yù)傾析器的，都完全能夠使已浮選的水##最佳質(zhì)量。
本發(fā)明提出在兩個(gè)位點(diǎn)添加凝聚劑
—第一劑量的凝結(jié)劑注A^U且的頂部，其位于絮凝劑^A^、的上游；
—第二劑量凝結(jié)劑的加A^附加的，與賄技術(shù)的規(guī)定相反，其^。入絮 凝劑后進(jìn)行。
本發(fā)明方法的特4i^于，絮凝階段包括 一個(gè)絮凝劑〉V給區(qū)域；
—其后為第二次注入麟劑的》V給區(qū)域，^f立于絮凝劑: iA^、下游，錄 浮選區(qū)咸上游；
—其后為形成獨(dú)特的結(jié)構(gòu)型絮凝物的區(qū)域，該區(qū)域同時(shí)適于進(jìn)行單步浮選。
才Mt本發(fā)明在兩個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行注入,獲得的結(jié)果出人意料。懸浮物在原水中的去除率^增加。# ^在浮選的上游是否結(jié)—頓傾析器，待處理的原7K可具有高于30毫 力升(約等于30NTU)或高于100毫克/升(約等于100 NTU )的懸浮物M。本發(fā)明方法可應(yīng)用于難以處SJL必須注入絮凝劑的待處3S^、水，在本方法 的處理工藝<^將進(jìn)^1±>慮或諸^^^的膜工藝。^te^， Si/v凝結(jié)劑的總劑量按以下方式^S己一在凝結(jié)階段時(shí)JL^絮凝的上游進(jìn)行第一次注入占凝結(jié)劑總劑量的重量 的10至70%?！诙蝆X，在絮凝劑^^的下游JL^浮選IMt的上游進(jìn)行占皿劑 總劑量的重量的30至90%。對(duì)于每次;認(rèn)，可分別以約占皿劑總量的50%的方式來分酉￡^劑。浮選階段時(shí)，微泡的乳液可通過如下步驟實(shí)現(xiàn)，泵送部分;ff匕后的水，使 ^t一個(gè)，中增M而溶解大量氣體，尤其是空氣，然后將增壓液##^于 浮#置中；才娥本發(fā)明，球罐中的增壓壓力可以斷氐大約1巴(通常為從5巴 降至4巴)。更"fi4^，球罐中的增壓壓力應(yīng)足夠小，以使孩i^X寸(或平均 直徑)至少等于60微米(已知該尺寸不利于浮選)。本發(fā)明還涉及用于實(shí)施前述方法的設(shè)備，其特*于，在絮凝劑注入的下 游JL^浮選的上游具有^7v第二劑量的凝結(jié)劑的裝置。該設(shè)備可具有一個(gè)增壓球罐，從而通#浮#置中釋放增壓液體來產(chǎn)生 微泡；球罐中的增壓壓力應(yīng)足夠小，以使孩^包尺寸至少等于60賴末。該J,中 的增壓壓力可以減少到4巴。


除以上列出的配置外，本發(fā)明還包括若干其他設(shè)備，下文將參照附圖對(duì)實(shí) 施例進(jìn)et苗述以給出更清楚地解答，^ait些實(shí)施例絕非限定性的。參照如下附圖圖i是4財(cái)居^技術(shù)的對(duì)嚴(yán)重污染或未嚴(yán)重污染的地4^^行凈化處理的錄圖。圖2是才財(cái)居本發(fā)明的對(duì)嚴(yán)重污染或非嚴(yán)重污染的岫^7K的進(jìn)行凈化處理的 紘圖。圖3是說明本發(fā)明處理現(xiàn)象的示意圖。 M實(shí)施方式參見圖1，可見用于凈^^7K的傳統(tǒng)處理線。該處理流程以常旨法進(jìn)行，其由如下階^i且成—:^階拔A,其間將凝結(jié)劑1添加到待處理的原水EB中，—絮凝階段B，，絲收麟階段排出的水，且包括絮凝劑2的;給區(qū)域B，l 以絲i^MWf或靜態(tài)系統(tǒng)^ii絮凝物3增長的區(qū)域B，2 (未示出)，一以;sj^，與氣^^包^^絲選分離的階段C。 ^^在液面被回收， 處#的水ET在浮選器底部回收。圖2示意地示出實(shí)^^發(fā)明方法的一個(gè)處理;^呈，其由如下階^iJ^:—皿階段A1，其間將凝結(jié)劑1添加到待處理原水EB中，—絮凝階段B,其包括絮凝劑2的混合區(qū)域B1，其后為皿劑la的第二次^^的〉V^區(qū)域A2，其后為通過才;1^ #或靜態(tài)系統(tǒng)^ii絮凝物3增長的區(qū)域B2 ，—以;5^后，浮選分離階段c。對(duì)于輕微污染的地表水，即渾濁度低于30 NTU且MES濃度低于30毫克 /升的情形，利用圖1所示的僅一次^X麟劑的處理線所得結(jié)果令人滿意。然 而該處理銜沖于渾濁度高于30 NTU且MES濃度高于30毫克/升的嚴(yán)重污染的 ^7JC，所得結(jié)果令A(yù)iL法接受。才,本發(fā)明的如圖2的處理線能夠有m^il些渾濁度高于30 NTU且 MES濃度高于30毫lV升的嚴(yán)重污染的地^7jC, itiL是由于其中補(bǔ)充^^了凝 結(jié)劑A2。下面參照?qǐng)D3解釋獲得該意料^卜的結(jié)果的可負(fù)t^因嚴(yán)重污染的水^^1^體4以及多種礦物質(zhì)5 (百分含量高于50% )。添加凝 結(jié)劑1時(shí)，膠體4的負(fù)電^f皮皿劑1的三價(jià)陽離子中和。 ，中'^^體連 同礦物質(zhì)-~^附著到氬氧化物沉淀中，從而由于礦物質(zhì)5的存在而形成密M 高的孩t小絮^^物6。絮凝期間，通過添加絮凝劑2,絮凝物M聚集并長大，從而最終形成密8;1^高且^。致密的絮凝物7。m劑la的第1^A導(dǎo)致氬氧^^W定的形成，其進(jìn)而聚集在絮凝物的 周圍，從而使絮凝物在絮凝階^#束時(shí)具有 、更大的空間結(jié)構(gòu)8。如此形成 的絮凝物結(jié)構(gòu)從而使數(shù)量更多的孩G包9附著其上，浮選變得妙容易，并確保 了其后浮起的^J查10的穩(wěn)、定'l"生。所獲得結(jié)果的重要hiia過如下實(shí)例^^出。 實(shí)例如下^i^在嚴(yán)重污染或含雜質(zhì)的SM (Seine)河水(渾濁度約為50至300 NTU)上進(jìn)行》 原7^Mt征如下—原水EB的渾濁度=50至300 NTU; ——原水EB的MES = 70至300毫克/升； ——溫度=10至18°〇。這些^i^在流量為12立方^/小時(shí)的浮選中M置中進(jìn)行，包括與皿劑"^的皿階段； —將絮鋒i^'J微槽中；—將凝結(jié)劑注入到由供給靜態(tài)絮凝器的溢流形成的攪動(dòng)區(qū)域中； —靜態(tài)絮凝階段；一 一個(gè)截面為0.4平方米的浮皿，相應(yīng)的流速為30 ^小時(shí)。增壓/釋改系統(tǒng)(見圖2)由一個(gè)增;S^P構(gòu)成，其利用泵Q在浮選器中;^^L部分凈〗匕后的7JC，對(duì)其i^f亍增壓，然后在大氣壓下將其棒改，使M次被 ;iA浮選器。,P于4巴壓力下工作并與釋改系統(tǒng)連接，從而確保形^A寸 約為40-50微米的微泡。在此情況下，再循環(huán)率約為10%。 所得結(jié)果如下—對(duì)原水EB的渾濁度=350 NTU 〃MES EB = 330毫克/升的十姊 1)極居賄技術(shù)經(jīng)處理后的水ET的渾濁度=140 NTU 經(jīng)處理后的水ET的MES = 78毫克/升。2)條本發(fā)明凝結(jié)劑劑量=20ppm (第一次注入)+20ppm (第二次;認(rèn)) 聚*劑量=0.4ppm 經(jīng)處理后的水ET的渾濁度=4.9 NTU 經(jīng)處3^的水ET的MES = 9.7毫^7升。—對(duì)原水EB的渾濁度=100NTU 〃 MES EB = 100毫克/升的',3)條賄技術(shù) 皿劑劑量=40ppm (—次Si70 聚賴劑量=0.4ppm 經(jīng)處理后的水ET的渾濁度=4.5 NTU 經(jīng)處理后的水ET的MES-9.2毫lV升。4)條本發(fā)明凝結(jié)劑劑量=20 ppm (第一次注入)+20 ppm (第二次注入)聚^#劑量=0.4 ppm經(jīng)處理后的水ET的渾濁度=13 NTU經(jīng)處g的水ET的MES = 44毫iV升。該^l^果顯示，凝結(jié)劑分兩次注入有利于氣泡 - 絮凝物的結(jié)合、提高絮 凝物的上升速率以及使已浮起的泥渣更穩(wěn)定。同時(shí)，原水中懸浮物的去除率超 過95%，出人意料的結(jié)^優(yōu)點(diǎn)如下1 )提高了經(jīng)浮選的水的質(zhì)量，因?yàn)榭梢?W曾壓iWP中的壓力來形縱 i^fe中的氣泡。與tt技術(shù)規(guī)定的在凈化嚴(yán)重污染的地^7JC時(shí)要提高壓力和增 壓量相反，可發(fā)現(xiàn)斷W^中的壓力能夠提高經(jīng)浮選的水的質(zhì)量，該壓力可被 降至4巴。經(jīng)浮選的水的質(zhì)量大約提高了20%,同時(shí)浮il^得的泥渣表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。該壓力的斷^致氣^J^寸更大(更高的上升速率)，其只可以附 著在體積更大和結(jié)構(gòu)性更高的絮凝物上。因而，該減壓技絲用于本發(fā)明，亦適用于所有大^ 、空間結(jié)構(gòu)的絮凝物，如—與過量凝結(jié)劑形成的絮凝物和未^a絮凝劑而形成的絮凝物； —天然生物絮凝物等。2) 延長了浮選器^沙濾的A慮周觀麟劑第二次^a使絮凝物結(jié)構(gòu)化 (大^^、絮凝物的空間結(jié)構(gòu))，而且中和了具有高堵塞能力的殘留聚合物，其本 身在凝結(jié)劑第二次^^的上游被^a。 ^±>慮周期(兩次洗滌之間)從而增加。 作為實(shí)例，沙濾的過濾周期由原本的18小時(shí)^te長至30小時(shí)。3) 某些膜技術(shù)(超濾)禁止將聚，用于其預(yù)處理中，il^由于會(huì)導(dǎo)致堵 塞。從而需要注入絮凝劑的浮選操怍無法用于某些疑難情況下的預(yù)處理中，例 如對(duì)嚴(yán)重污染的7jCii行處理時(shí)。而本發(fā)明則允許扭濾預(yù)處理中4捐浮選辦， 即佳jUU于處理嚴(yán)重污染的水。本發(fā)明可在浮選的上;^^Hi"f可類型的絮凝器。然而，在靜態(tài)絮凝器或低 動(dòng)力,絮凝器中M傾析的風(fēng)險(xiǎn)很高。需要配置或者在高速螺旋槳作用下能 夠?qū)崿F(xiàn)再次懸浮的系統(tǒng)，或者能夠回收泥渣的系統(tǒng)、々w]擦器或帶有提取泵的 傾析區(qū)域。ii
權(quán)利要求
1、通過浮選法對(duì)難以處理的水進(jìn)行凈化的方法，尤其用于凈化嚴(yán)重污染的地表水或城市、工業(yè)廢水、雨水以及一般各類難以浮法處理的水，特別是具有高礦物百分含量的水，或者用于需要注入絮凝劑且之后進(jìn)行過濾或諸如超濾的膜工藝的所有類型的水的凈化，該方法包括-凝結(jié)階段(A1)，其間將一定劑量凝聚劑(1)注入到待處理水中；-絮凝階段(B)，其間在凝結(jié)階段后將絮凝劑(2)注入到水中(B1)，從而將懸浮顆粒聚集成絮凝物；-其后為浮選階段(C)，其間，使絮凝水與氣體微泡的乳液在浮選裝置中混合，其中氣體一般為空氣，其附著于絮凝物，使它們上升至表面，在表面被收集并將其排出，同時(shí)凈化后的水經(jīng)由浮選裝置底部排出，其特征在于，絮凝階段(B)包括-絮凝劑(2)的混合區(qū)域(B1)；-其后為凝結(jié)劑(1a)的第二次注入的混合區(qū)域(A2)，第二次注入位于絮凝劑注入的下游且在浮選(C)的上游；-其后為形成獨(dú)特結(jié)構(gòu)型絮凝物(3)的區(qū)域(B2)，該區(qū)域適于進(jìn)行單步浮選。
2、 才,權(quán)利要求1所述的方法，^f^i^于，待處S^7KJr有高于30 NTU 的渾濁度和高于30毫jL/升的懸浮物(MES)濃度。
3、 才 權(quán)利要求2所述的方法，^#攤于，用于前有預(yù)傾析器的浮選器 的待處^f、7K^有高于100NTU的渾濁;l和高于100毫jL/升的懸浮物(MES) 就。
4、 才 權(quán)利要求1所述的方法，^#棘于，該待處^f、水是難以處理的， 需要^/^絮^^劑，并且其后將進(jìn)行i^慮或諸^^濾的膜工藝。
5、 才 前述^"~權(quán)利要求所述的方法，^#征在于，注入凝結(jié)劑的總劑量 按以下方式分配—在凝結(jié)階段(Al) JLjfc絮凝的上游進(jìn)行第一次注入占總劑量重量的 10至70%,—第二次;iX(A2)，在絮凝劑^X的下游JL(t浮選的上游進(jìn)行占總劑量重量的30至90%。
6、 才財(cái)居前述^""權(quán)利要求所述的方法，^#棘于，對(duì)于每次;認(rèn)，分別 以約占凝結(jié)劑總量50%的方式來射5^結(jié)劑。
7、 才鵬前述^"-;K^要求所述的方法，在浮選階段中，孩G包的乳液可通過 如下步驟實(shí)現(xiàn)，系ilH分^f匕后的水，使4一個(gè),(P)中增M而溶解 大量氣體，尤其是空氣，然后將增壓液^#^于浮#置中以產(chǎn)生微泡， 征在于， (P)中的增壓壓力減少至4巴。
8、 才娥前述^""權(quán)利要求所述的方法，在浮選階段中，孩"包的乳液可通過 如下步驟實(shí)現(xiàn)，^ilH分^f^的水，使M—個(gè)棘(P)中增M而溶解 大量氣體，尤其是空氣，然后將增壓液^#^于浮#置中以產(chǎn)生微泡，其特 征在于，球罐(P)中的增壓應(yīng)足夠小，從而使孩"狄寸至少等于60微米。
9、 用于實(shí)施前述^-;M'J要求所述方法的設(shè)備，其特征在于，絮凝階段(B) 包括一絮凝劑(2)的^給區(qū)域(Bl);—其后為凝結(jié)劑(la)第二次注入的混合區(qū)域(A2),第二次;i^位于絮 ^^劑注入的下游JL^浮選(C)的上游；—其后為絮凝物(3 )的增長區(qū)域(B2 )，利用才;i^微或通過靜態(tài)系統(tǒng)促 進(jìn)增長。
10、 才 權(quán)利要求9所述的設(shè)備，它具有增壓球罐(P)，用于溶解大量氣 體，特別是空氣，絲過將增壓液>^#^^浮錄置中從而產(chǎn)生孩^包，^#征 在于，球罐(P)中的增壓壓力應(yīng)足夠小，以使微泡的尺寸至少等于60微米。
11、 4 權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，它具有增壓，(P)，用于溶解大 量氣體，特別是空氣，并通過將增壓液^W^浮i^置中從而產(chǎn)生孩"包，其 特征在于， (P)中的增壓壓力被降至4巴。
全文摘要
通過浮選法對(duì)難以處理的水進(jìn)行凈化的方法，尤其用于凈化嚴(yán)重污染的地表水或城市、工業(yè)廢水、雨水以及各類難以浮法處理的水，特別是具有高礦物百分含量的水或者需要注入絮凝劑且之后進(jìn)行過濾或諸如超濾的膜工藝的水，其包括凝結(jié)階段(A1)，其中將一定劑量的凝結(jié)劑(1)注入待處理水中；絮凝階段(B)，其中在凝結(jié)階段后將絮凝劑(2)注入(B1)水中，以使懸浮顆粒聚集成絮凝物的形式；其后為浮選階段(C)，其中，使絮凝水與空氣微泡的乳液在浮選裝置中混合。在凝結(jié)劑(B1)注入的下游且在浮選(C)的上游進(jìn)行絮凝劑的第二次注入(A2)。
文檔編號(hào)C02F9/02GK101668709SQ200780045936
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
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