微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝。本發(fā)明微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)連接至曝氣頭，PAC投加系統(tǒng)、PAM投加系統(tǒng)連接源水提升系統(tǒng)，源水提升系統(tǒng)連接至布水頭，提升桶及提升葉輪設(shè)置在絮凝-氣浮區(qū)中部，提升葉輪連接電機(jī)；絮凝-氣浮區(qū)下部進(jìn)入布水區(qū)，經(jīng)斜管區(qū)上部連接出水槽，下部連接濃縮區(qū)。本發(fā)明克服了高效沉淀工藝帶來的機(jī)械絮凝效果較差、PAC藥劑投加量多、額外投加PAM促凝劑和環(huán)境污染問題。本發(fā)明利用微納米氣泡可通過多相流泵的抽吸將空氣吸入到泵內(nèi)，并通過葉輪的高速切削產(chǎn)生，也可采用專門的微納米氣泡發(fā)生裝置產(chǎn)生。微納米氣泡相對(duì)于傳統(tǒng)的加壓罐釋放的氣泡，具有氣泡尺寸小、比表面積大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特點(diǎn)。
【專利說明】微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種替代傳統(tǒng)機(jī)械絮凝技術(shù)的凈水新工藝，屬于城市及工業(yè)凈水(污水)處理行業(yè)，特別涉及微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著城市規(guī)模的迅猛發(fā)展和區(qū)域供水的快速推進(jìn)，供水需求不斷攀升，同時(shí)隨著我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)的頒布與實(shí)施，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也在提高，采用常規(guī)沉淀、過濾和消毒處理工藝已很難同時(shí)達(dá)到水量和水質(zhì)要求，在這種形勢(shì)下，新型高效混凝沉淀技術(shù)日益受到重視。
[0003]在本發(fā)明作出之前，目前國內(nèi)城市凈水行業(yè)采用的高效沉淀工藝就屬于一種高效混凝沉淀技術(shù)，高密度沉淀池占地面積小，凈水效率高，出水濁度低，對(duì)原水中有機(jī)物去除優(yōu)于一般的平流沉淀池。但是其缺陷是機(jī)械絮凝效果較差，在實(shí)際運(yùn)行中其PAC藥劑投加量多，需額外投加PAM促凝劑，并且在春夏季藻類大量繁殖時(shí)，出水水質(zhì)會(huì)惡化，回流污泥易產(chǎn)生腐敗變質(zhì)，釋放惡氣等不良物質(zhì)，帶來環(huán)境污染問題。而除藻很難采用以前常用的方法(如添加除藻劑、壓力除藻技術(shù)等)解決，因?yàn)樵弩w被殺死后會(huì)積聚在底泥中，發(fā)酵變臭，造成回流污泥品質(zhì)變差，影響出水水質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，研制微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]微納米氣泡絮凝-氣浮系統(tǒng)，其主要技術(shù)特征在于微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)連接至曝氣頭，PAC投加系統(tǒng)、PAM投加系統(tǒng)連接源水提升系統(tǒng)，源水提升系統(tǒng)連接至布水頭，提升桶及提升葉輪設(shè)置在絮凝-氣浮區(qū)中部，提升葉輪連接電機(jī)；絮凝-氣浮區(qū)下部進(jìn)入布水區(qū)，經(jīng)斜管區(qū)上部連接出水槽，下部連接濃縮區(qū)。
[0007]所述布水頭設(shè)置在混凝區(qū)底部，曝氣頭設(shè)置在布水頭上面。
[0008]所述PAC投加系統(tǒng)、PAM投加系統(tǒng)連接至源水提升系統(tǒng)的進(jìn)水管線，提升桶及提升葉輪設(shè)置在絮凝-氣浮區(qū)中部，絮凝-氣浮區(qū)下部經(jīng)由導(dǎo)流板進(jìn)入布水區(qū)。
[0009]所述布水區(qū)上面設(shè)置斜管區(qū)，布水區(qū)下面設(shè)置凝縮區(qū)，底部安裝刮泥設(shè)備。
[0010]本發(fā)明另一主要技術(shù)方案是:
[0011]微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝，其特征在于步驟如下:
[0012](I)投加過PAC和PAM藥劑的源水從底部進(jìn)入混凝區(qū)；
[0013](2)微納米氣泡由微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)從混凝區(qū)底部導(dǎo)入；
[0014](3)在混凝區(qū)中微納米氣泡與源水混合后吸附、架橋作用使得源水中膠體物質(zhì)變成體積較大的帆花顆粒；
[0015](4)混合后的源水從上部溢流至絮凝-氣浮區(qū)，經(jīng)過提升桶、電機(jī)帶動(dòng)的提升葉輪，源水反復(fù)循環(huán)，礬花體積進(jìn)一步增大；
[0016](5)比重較大的礬花顆粒在自重作用下，逐漸沉到底部，進(jìn)入到布水區(qū)，比重較輕的顆粒則在微納米氣泡的浮力作用下上浮至水面，進(jìn)入浮渣槽去除；
[0017](6)絮凝后的出水從絮凝-氣浮區(qū)下部出水經(jīng)由導(dǎo)流板進(jìn)入到布水區(qū)自然沉降；
[0018](7)體積較大較重的礬花會(huì)自然下沉進(jìn)入濃縮區(qū)，體積較小較輕的礬花則由斜管進(jìn)一步截留；
[0019](8)清水上升至出水槽排出；
[0020](9)斜管區(qū)截留的污泥和自然沉降的污泥在池底被濃縮后排出。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果:在于利用微納米氣泡可通過多相流泵的抽吸將空氣吸入到泵內(nèi)，并通過葉輪的高速切削產(chǎn)生，也可采用專門的微納米氣泡發(fā)生裝置產(chǎn)生。微納米氣泡相對(duì)于傳統(tǒng)的加壓罐釋放的氣泡，具有氣泡尺寸小、比表面積大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特點(diǎn)。在水中通入微納米氣泡，可有效分離水中固體雜質(zhì)、快速提高水中溶解氧濃度、殺滅水中有害病菌、降低固液界面摩擦系數(shù)。在水處理工藝中，以強(qiáng)化絮凝-氣浮為目的的微納米氣泡應(yīng)用目前還沒有報(bào)道，微納米氣泡強(qiáng)化絮凝一氣浮工藝將絮凝和氣浮處理技術(shù)合二為一，通過微納米氣泡吸附，增加顆粒碰撞次數(shù)與反應(yīng)池中微渦數(shù)量的作用，能形成更為有利絮凝的水力條件，降低藥劑投加量，形成大體積礬花顆粒，在微納米氣泡的吸附、上浮作用下，可有效去除水中藻體等難以沉降的物質(zhì)，同時(shí)在微納米氣泡的強(qiáng)氧化作用下，還可去除水中部分有機(jī)物，利用微納米氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的超聲波可殺滅水中有害病菌。微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝能有效解決傳統(tǒng)高密度沉淀的弊端。
[0022]本技術(shù)可廣泛應(yīng)用于城市及工業(yè)凈水(污水)處理行業(yè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1——本發(fā)明流程示意圖。
[0024]圖中各標(biāo)號(hào)表示對(duì)應(yīng)的部件名稱如下:
[0025]微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)1、源水提升系統(tǒng)2、PAC投加系統(tǒng)3、PAM投加系統(tǒng)4、混凝區(qū)5、提升桶6、電機(jī)7、斜管區(qū)8、絮凝-氣浮區(qū)9、布水區(qū)10、濃縮區(qū)11、刮泥設(shè)備12、浮渣槽13、出水槽14、提升葉輪15、曝氣頭16、布水頭17、導(dǎo)流板18。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)例的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。
[0027]本發(fā)明的技術(shù)思路是:
[0028]利用微納米氣泡的擴(kuò)散、碰撞等作用，強(qiáng)化水中懸浮顆粒與藥劑的結(jié)合，在絮凝-氣浮區(qū)產(chǎn)生較大體積礬花，同時(shí)利用微納米氣泡的吸附、上浮作用，去除水中難以沉淀的藻體等物質(zhì)。
[0029]下面具體說明本發(fā)明。
[0030]本發(fā)明主要由兩部分組成:
[0031 ] 圖1中左側(cè)由微納米混凝區(qū)5和絮凝-氣浮區(qū)9組成:
[0032]微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)I連接至曝氣頭16，源水提升系統(tǒng)2連接至布水頭17，曝氣頭16和布水頭17設(shè)置在混凝區(qū)5底部，PAC投加系統(tǒng)3及PAM投加系統(tǒng)4連接至源水提升系統(tǒng)2的進(jìn)水管線上，提升桶6及提升葉輪15設(shè)置在絮凝-氣浮區(qū)9的中部，提升葉輪15連接上部的電機(jī)7，絮凝-氣浮區(qū)9中產(chǎn)生的浮渣溢流至浮渣槽13。
[0033]圖1中右側(cè)由斜管區(qū)8、布水區(qū)10和濃縮區(qū)11組成:
[0034]絮凝-氣浮區(qū)9的下部出水經(jīng)由導(dǎo)流板18導(dǎo)入至布水區(qū)10，經(jīng)過斜管區(qū)8的絮體截留作用，上部的清水溢流至出水槽14排出，布水區(qū)10上面設(shè)置斜管區(qū)8，布水區(qū)10下面設(shè)置凝縮區(qū)11，底部安裝刮泥設(shè)備12，下部的污泥經(jīng)濃縮區(qū)11的濃縮作用后，由底部的刮泥機(jī)械12排出。
[0035]本發(fā)明應(yīng)用過程說明:
[0036]1、通過PAC投加系統(tǒng)3及PAM投加系統(tǒng)4的作用，投加過PAC和PAM藥劑的源水從底部進(jìn)入混凝區(qū)5，同時(shí)微納米氣泡由微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)I從混凝區(qū)5底部導(dǎo)入，在混凝區(qū)5中與源水混合并通過吸附、架橋等作用使得源水中膠體物質(zhì)變成體積較大的礬花顆粒；混合后的源水從上部溢流至絮凝-氣浮區(qū)9，經(jīng)過提升桶6和電機(jī)7帶動(dòng)的提升葉輪15的作用，源水反復(fù)循環(huán)，礬花體積進(jìn)一步增大，比重較大的顆粒在自重作用下，逐漸沉到底部，進(jìn)入到布水區(qū)10，比重較輕的顆粒(如藻體)則在微納米氣泡的浮力作用下上浮至水面，進(jìn)入浮渣槽13去除。
[0037]2、右側(cè)由經(jīng)過強(qiáng)化的斜管(沉淀)區(qū)8、布水區(qū)10和濃縮區(qū)11組成，絮凝后的出水從絮凝-氣浮區(qū)9的下部出水經(jīng)由導(dǎo)流板18慢速地進(jìn)入到布水區(qū)10，首先進(jìn)行自然沉降，大部分體積較大較重的礬花會(huì)自然下沉進(jìn)入(污泥)濃縮區(qū)11，而體積較小較輕的礬花則由斜管(斜管也稱六角形蜂窩斜管、斜管填料、蜂窩填料、聚丙烯斜管，斜管填料是在淺池理論上發(fā)展出來的沉淀裝置，廣泛應(yīng)用于水處理沉淀池及沉淀設(shè)備中，是目前在給水排水工程中采用最廣泛而且成熟的一項(xiàng)水處理設(shè)備裝置。)進(jìn)一步截留，保證出水水質(zhì)，清水上升至出水槽14排出。斜管區(qū)8截留的污泥和自然沉降的污泥在池底被濃縮后經(jīng)刮泥機(jī)械12排出。
[0038]利用微納米氣泡的特性，增加顆粒碰撞次數(shù)與反應(yīng)池中微渦數(shù)量的作用，形成更為有利絮凝的水力條件；同時(shí)利用微納米氣泡的浮力作用去除水中藻體等微生物；利用微納米氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的超聲波可殺滅水中有害病菌；利用微納米氣泡的強(qiáng)氧化性可去除水中部分有機(jī)物質(zhì)。利用微納米氣泡作為混凝的主要手段，達(dá)到較傳統(tǒng)工藝中更好的混凝效果，同時(shí)在微納米氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的超聲波，還可以起到很強(qiáng)的殺菌作用。在源水中同時(shí)加入PAC絮凝劑與PAM助凝劑，強(qiáng)化水中懸浮物質(zhì)吸附微納米氣泡的作用。將絮凝和氣浮處理技術(shù)合二為一，通過改型后的池型結(jié)構(gòu)，利用微納米氣泡的吸附、上浮等作用，在絮凝的同時(shí),去除水體中藻體等有害物質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.微納米氣泡絮凝-氣浮系統(tǒng)，其特征在于微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)連接至曝氣頭，PAC投加系統(tǒng)、PAM投加系統(tǒng)連接源水提升系統(tǒng)，源水提升系統(tǒng)連接至布水頭，提升桶及提升葉輪設(shè)置在絮凝-氣浮區(qū)中部，提升葉輪連接電機(jī)；絮凝-氣浮區(qū)下部進(jìn)入布水區(qū)，經(jīng)斜管區(qū)上部連接出水槽，下部連接濃縮區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣泡絮凝-氣浮系統(tǒng)，其特征在于布水頭設(shè)置在混凝區(qū)底部，曝氣頭設(shè)置在布水頭上面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣泡絮凝-氣浮系統(tǒng)，其特征在于PAC投加系統(tǒng)、PAM投加系統(tǒng)連接至源水提升系統(tǒng)的進(jìn)水管線，提升桶及提升葉輪設(shè)置在絮凝-氣浮區(qū)中部，絮凝-氣浮區(qū)下部經(jīng)由導(dǎo)流板進(jìn)入布水區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣泡絮凝-氣浮系統(tǒng)，其特征在于布水區(qū)上面設(shè)置斜管區(qū)，布水區(qū)下面設(shè)置凝縮區(qū)，底部安裝刮泥設(shè)備。
5.微納米氣泡絮凝-氣浮新工藝，其特征在于步驟如下: (1)投加過PAC和PAM藥劑的源水從底部進(jìn)入混凝區(qū)； (2)微納米氣泡由微納米氣泡導(dǎo)入系統(tǒng)從混凝區(qū)底部導(dǎo)入； (3)在混凝區(qū)中微納米氣泡與源水混合后吸附、架橋作用使得源水中膠體物質(zhì)變成體積較大的礬花顆粒； (4)混合后的源水從上部溢流至絮凝-氣浮區(qū)，經(jīng)過提升桶、電機(jī)帶動(dòng)的提升葉輪，源水反復(fù)循環(huán)，礬花體積進(jìn)一步增大； (5)比重較大的礬花顆粒在自重作用下，逐漸沉到底部，進(jìn)入到布水區(qū)，比重較輕的顆粒則在微納米氣泡的浮力作用下上浮至水面，進(jìn)入浮渣槽去除； (6)絮凝后的出水從絮凝-氣浮區(qū)下部出水經(jīng)由導(dǎo)流板進(jìn)入到布水區(qū)自然沉降； (7)體積較大較重的礬花會(huì)自然下沉進(jìn)入濃縮區(qū)，體積較小較輕的礬花則由斜管進(jìn)一步截留； (8)清水上升至出水槽排出； (9)斜管區(qū)截留的污泥和自然沉降的污泥在池底被濃縮后排出。
【文檔編號(hào)】C02F1/56GK104310554SQ201410623880
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】葉飛, 全銀銀, 譚晶, 鄢碧鵬, 邵怡斌 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)