一種共聚浮沉池及凈水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種共聚浮沉池及凈水方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前水庫(kù)水源污染問(wèn)題日益突出，其中藻污染尤為嚴(yán)重。目前水庫(kù)水易呈現(xiàn)夏季多藻，冬季低溫低濁的特性，夏季雨季呈現(xiàn)高濁特性。隨著水源富營(yíng)養(yǎng)化程度逐年加劇，藻類繁殖日益嚴(yán)峻，尤其在溫度變化較大的春秋兩季，藻類爆發(fā)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對(duì)水廠的運(yùn)行和供水安全造成一定威脅。藻類的密度小，傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過(guò)濾工藝很難將其有效去除，帶來(lái)濾池堵塞、反沖洗周期變短、處理成本增加、出水水質(zhì)變差等一系列問(wèn)題，某些藻類在一定的環(huán)境下還會(huì)產(chǎn)生藻毒素，對(duì)供水安全造成威脅。
[0003]傳統(tǒng)氣浮工藝作為一種高效、快速的固液分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到推廣，目前已較廣泛地應(yīng)用于低溫、低濁及富藻水體的凈化處理。但傳統(tǒng)氣浮技術(shù)采用溶氣水一次回流的方式，即原水經(jīng)過(guò)充分混凝后回流溶氣水，回流溶氣水產(chǎn)生的微氣泡并不參與顆?；炷^(guò)程，微氣泡與脫穩(wěn)顆粒碰撞粘附，微氣泡與顆粒碰撞接觸滯后、接觸時(shí)間短，相當(dāng)于微氣泡與絮體的二次絮凝，絮凝過(guò)程較長(zhǎng)，且凈水過(guò)程中不能充分發(fā)揮微氣泡與絮體的共聚作用，微氣泡與絮體的粘附效率不高，微氣泡有效利用率低。
[0004]溶氣氣浮工藝中，微氣泡與絮體顆粒在水中粘附過(guò)程及粘附結(jié)合機(jī)理主要遵循碰撞粘附機(jī)理，微氣泡與絮體顆粒之間的碰撞粘附過(guò)程分解為三個(gè)子過(guò)程:(I)碰撞過(guò)程，即兩者間距逐步縮小至相遇的過(guò)程；(2)粘附，即兩者之間液膜厚度變薄至破裂，最終形成穩(wěn)定的三相接觸角的過(guò)程;(3)脫附，即泡絮結(jié)合體的再分離，如果剪切動(dòng)能(或其他形式的擾動(dòng)能量)超過(guò)粘附能，微氣泡、顆粒便會(huì)再次分離。傳統(tǒng)溶氣氣浮工藝中加壓溶氣水的實(shí)際消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于根據(jù)水中固體顆粒濃度確定的加壓溶氣水的理論消耗量。因此，傳統(tǒng)溶氣氣浮工藝在接觸室構(gòu)造、水流特征、泡絮粘附方式等方面還有很大的優(yōu)化空間，可以進(jìn)一步提尚泡絮粘附效率。
[0005]傳統(tǒng)溶氣氣浮工藝單設(shè)一級(jí)接觸室，微氣泡與顆粒在接觸室中同向流動(dòng)完成碰撞與粘附過(guò)程，微氣泡與懸浮物的接觸時(shí)間短，造成接觸區(qū)泡絮體粘附效率低、捕集效果差、泡絮體粘附不穩(wěn)定等問(wèn)題，凈水效果不理想。傳統(tǒng)的微氣泡-顆粒粘附行為發(fā)生在膠體顆粒脫穩(wěn)凝聚后，此過(guò)程往往在絮體顆?；炷^(guò)程完成后，此時(shí)膠體顆粒已經(jīng)脫穩(wěn)凝聚，形成相對(duì)較大的絮體，絮體再次與通入的微氣泡發(fā)生二次粘附行為。傳統(tǒng)碰撞粘附后的泡絮體往往絮體更加松散，在上浮過(guò)程中，容易受到水流阻力的干擾，使得微氣泡-顆粒發(fā)生脫附。理想的碰撞粘附過(guò)程發(fā)生在膠體顆粒剛剛脫穩(wěn)尚未凝聚過(guò)程時(shí)，通入微氣泡，微氣泡與剛脫穩(wěn)顆粒相互粘附，此時(shí)形成的泡絮體，微氣泡往往在泡絮體內(nèi)部，然后氣微泡-顆粒共聚并大形成更大的泡絮體，此時(shí)形成的泡絮體含氣量大，形成的泡絮體更加結(jié)實(shí)，微氣泡脫附更加穩(wěn)定，這種作用稱為共聚作用，微氣泡直接參與凝聚過(guò)程并與絮粒共聚并大，稱之為“共聚氣浮”。共聚過(guò)程中微氣泡參與絮體的凝聚反應(yīng)過(guò)程，絮體在微氣泡的生成過(guò)程中充當(dāng)了“核”的作用，形成絮體-微氣泡-顆粒復(fù)合的共聚體，顯著提高了微氣泡與絮體的碰撞粘附效率，增強(qiáng)了泡絮體的穩(wěn)定性，共聚形成的浮渣在上浮過(guò)程中不易受到水流阻力的影響而發(fā)生脫附。因此，共聚氣浮與常規(guī)氣浮工藝具有顯著區(qū)別，常規(guī)氣浮是僅把反應(yīng)完善、絮粒已結(jié)大、微氣泡主要粘附在絮粒周圍。因此共聚氣浮具有夾氣絮粒的穩(wěn)定性好、受水力負(fù)荷影響小、絮凝混合反應(yīng)時(shí)間短、混凝劑投藥量少等優(yōu)點(diǎn)。在氣浮運(yùn)行過(guò)程中，在混凝-氣浮過(guò)程中創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)共聚氣浮良好條件，強(qiáng)化微氣泡與絮粒共聚作用，將有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種共聚浮沉池及凈水方法，該共聚浮沉池將回流高壓溶氣水分三次投加，與絮凝工藝有機(jī)組合在一起，創(chuàng)造微氣泡與絮體共聚環(huán)境，微氣泡粘附在絮粒中間，微氣泡參與凝聚過(guò)程發(fā)揮共同凝聚作用，同時(shí)微氣泡嵌在絮粒中間不易脫附，形成的泡絮體穩(wěn)定不易分離，解決了傳統(tǒng)溶氣氣浮工藝對(duì)顆粒粘附效率低、捕集效果不理想、泡絮體粘附不穩(wěn)定等問(wèn)題，使得混凝、氣浮、沉淀工藝有機(jī)結(jié)合并一體化，應(yīng)對(duì)高藻、低濁以及突發(fā)高濁等水庫(kù)水質(zhì)具有突出優(yōu)勢(shì)。
[0007 ]本發(fā)明克服其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種共聚浮沉池，包括:
用于實(shí)現(xiàn)絮體和微氣泡混凝和共聚的多通道折板共聚絮凝池；
連接于多通道折板共聚絮凝池后端的浮沉池，以實(shí)現(xiàn)泡絮體與水流的分離、將不能氣浮的沉降性絮凝體沉淀；以及，
與浮沉池的出水端相連接的溶氣系統(tǒng)，所述溶氣系統(tǒng)與多通道折板共聚絮凝池和浮沉池相連接為多通道折板共聚絮凝池和浮沉池提供回流高壓溶氣水。
[0008]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述多通道折板共聚絮凝池包括沿水流方向依次連接的異波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池，異波折板共聚絮凝池的前端上方設(shè)置有進(jìn)水管以及設(shè)置于進(jìn)水管和異波折板共聚絮凝池之間盛放混凝劑的加藥管，平板折板共聚絮凝池的底部設(shè)置有排泥管，所述異波折板共聚絮凝池與同波折板共聚絮凝池之間、同波折板共聚絮凝池與平板折板共聚絮凝池之間均通過(guò)隔板I隔開，異波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池內(nèi)也分別通過(guò)隔板I隔成若干個(gè)隔斷，多通道折板共聚絮凝池內(nèi)所有隔板I自前往后依次交替設(shè)置于多通道折板共聚絮凝池的頂部和底部，設(shè)置于頂部的隔板I與多通道折板共聚絮凝池的底部之間留有空隙、設(shè)置于底部的隔板I與多通道折板共聚絮凝池的頂部之間留有空隙以使得所有隔斷之間水流上下交替往后流動(dòng)；異波折板共聚絮凝池的每個(gè)隔斷內(nèi)分別裝填有若干個(gè)異波折板，同波折板共聚絮凝池的每個(gè)隔斷內(nèi)分別裝填有若干個(gè)同波折板，平板折板共聚絮凝池的每個(gè)隔斷內(nèi)分別裝填有若干個(gè)平板折板。
[0009]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述異波折板、同波折板和平板折板均為豎直排列，異波折板和同波折板的折板夾角均為120°、折板波高均為0.3m。
[0010]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述浮沉池包括沿水流方向依次連接的回流型氣浮池和斜板沉淀池，回流型氣浮池與斜板沉淀池之間通過(guò)隔板Π隔開且隔板Π與浮沉池的頂部和底部之間均留有空隙；所述回流型氣浮池包括同向接觸區(qū)、氣浮分離區(qū)、設(shè)置于氣浮分離區(qū)上方水面上的刮渣機(jī)以及位于刮渣機(jī)后方的浮渣槽，隔板Π的頂端低于浮渣槽的槽口且隔板Π的頂端與浮渣槽的槽口之間設(shè)置一斜板，同向接觸區(qū)與氣浮分離區(qū)之間通過(guò)設(shè)置于回流型氣浮池底部的隔墻隔開，隔墻的上端與回流型氣浮池的頂部之間留有空隙使得水流通過(guò)，氣浮分離區(qū)內(nèi)設(shè)置有一端固定于隔板π上的傾斜回流導(dǎo)流板，隔墻的下方且與回流導(dǎo)流板的延長(zhǎng)線交界處設(shè)置有回流孔。
[0011]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述溶氣系統(tǒng)包括回流管以及從右向左依次設(shè)置于回流管上的回流水栗、溶氣罐和若干個(gè)溶氣釋放器，溶氣罐通過(guò)空壓機(jī)提供壓縮空氣。
[0012]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述溶氣釋放器為3個(gè)，分別為設(shè)置于同波折板共聚絮凝池底部的溶氣釋放器1、設(shè)置于平板折板共聚絮凝池底部的溶氣釋放器Π和設(shè)置于同向接觸區(qū)底部的溶氣釋放器m，所述溶氣釋放器I和溶氣釋放器π分別設(shè)置于同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池中水流自上而下的隔斷底部，溶氣釋放器m的釋放口位于回流孔的中上部。
[0013]—種利用上述共聚浮沉池的凈水方法，包括步驟如下:
51、經(jīng)過(guò)投加混凝劑后的原水由進(jìn)水管進(jìn)入多通道折板共聚絮凝池，水流依次流經(jīng)異波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池；
52、當(dāng)原水為高藻水質(zhì)或低濁水質(zhì)時(shí)，執(zhí)行步驟S3，所述高藻水質(zhì)時(shí)，含藻量為16個(gè)/L-1O8個(gè)/L、濁度為5-20NTU，所述低濁水質(zhì)時(shí)，含藻量為14個(gè)/L-1O6個(gè)/L、濁度為2-5NTU;當(dāng)原水為高濁水質(zhì)時(shí)，直接執(zhí)行步驟S4，所述高濁水質(zhì)時(shí)，含藻量為16個(gè)/L-1O7個(gè)/L、濁度為80-100NTU；
53、開啟溶氣系統(tǒng)為同波折板共聚絮凝池、平板折板共聚絮凝池和回流型氣浮池提供回流高壓溶氣水，所述同波折板共聚絮凝池