專利名稱：采用浮選的水處理設(shè)備以及相應(yīng)的水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域?yàn)橛糜谒幚淼膬艋O(shè)備。 更確切地說，本發(fā)明涉及使用浮選法的水凈化設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的采用浮選的水凈化設(shè)備如圖1所示。 這種凈化設(shè)備包括凝聚區(qū)和絮凝區(qū)(未示出)。在待處理水引至絮凝區(qū)之前，在凝 聚區(qū)中，將一種或數(shù)種凝聚劑(例如多氯化鋁(polychlorured' aluminium)、硫酸鋁、氯化 鐵等)注入所述水中。 絮凝是物理_化學(xué)步驟，其目的在于改變水中懸浮的膠體顆粒的狀態(tài)，從而使其 彼此凝聚。 如圖1所示，這種采用浮選的凈化設(shè)備包括混合區(qū)1，在該混合區(qū)的下部引入上行 水流形式的預(yù)先凝聚并絮凝的待處理水(箭頭A)以及加壓然后減壓的水(箭頭B)，以形成 微小空氣泡。如箭頭C所示，這樣形成的空氣泡使得可將懸浮于待處理水中的、聚集到空氣 泡的全部顆粒帶向混合區(qū)的表面。聚集到空氣泡的顆粒的混合物形成在混合區(qū)l和浮選區(qū) 3的表面延伸的氣泡床2。 然后可將聚集到空氣泡的這些顆粒在浮選區(qū)3的上部除去(箭_ 凈化水的接收在浮選區(qū)3的下部通過例如連接至導(dǎo)管5的穿孔的管道系統(tǒng)4或任
何其它裝置進(jìn)行。 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn) 現(xiàn)有技術(shù)中該技術(shù)的缺點(diǎn)與混合區(qū)的設(shè)計(jì)有關(guān)。實(shí)際上，該混合區(qū)無(wú)法使預(yù)先凝 聚和絮凝的待處理水與加壓然后減壓的水在混合區(qū)的整個(gè)水平截面上均勻接觸。無(wú)論待處 理水的流速值、待處理水的質(zhì)量以及加壓然后減壓的水的流速值如何，均觀察到這種均勻 接觸的缺乏。 這種均勻接觸的缺乏通常導(dǎo)致擾亂懸浮于待處理水中的顆粒與微小空氣泡的聚 集現(xiàn)象，這趨于降低水處理效率。 現(xiàn)有技術(shù)中該技術(shù)的另一個(gè)缺點(diǎn)與浮選區(qū)的設(shè)計(jì)有關(guān)。實(shí)際上，聚集到空氣泡的 懸浮物質(zhì)由于再循環(huán)回路現(xiàn)象而被帶到凈化水接收區(qū)。 因此，這種現(xiàn)象可使聚集到微小氣泡的懸浮物質(zhì)離開到凈化水流中。從而，所收集 的凈化水含有雜質(zhì)并因此影響設(shè)備的效率。 而且，在浮選區(qū)的表面上形成的聚集到空氣泡的懸浮物質(zhì)床可達(dá)到與浮選區(qū)的高 度接近的高度，這伴隨再循環(huán)現(xiàn)象，促進(jìn)雜質(zhì)離開到凈化水接收區(qū)中。 該再循環(huán)現(xiàn)象如圖2所示，其中顯示了浮選區(qū)中含有的水流的速度矢量21。在圖 2中可看出凈化水具有向空氣泡床所位于的浮選區(qū)的頂部上升的趨勢(shì)。因而，凈化水在向浮 選區(qū)的底部轉(zhuǎn)向之前與 小空氣泡混合，所述微小空氣泡載有最初在待處理水中懸浮的顆 粒。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的 具體而言，本發(fā)明具有克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)的目的。 更確切地說，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供處理水的技術(shù)，該技術(shù)使得可優(yōu)化采用浮 選的水凈化。 本發(fā)明的另一 目的是提供采用浮選的水凈化技術(shù)，該技術(shù)使得可獲得待處理水與 加壓然后減壓的水的均勻混合物。 本發(fā)明還具有實(shí)施該技術(shù)的目的，所述技術(shù)使得可防止在凈化水接收區(qū)中出現(xiàn)再 循環(huán)現(xiàn)象。 本發(fā)明的另一目的是提供實(shí)施起來(lái)既可靠又簡(jiǎn)單便宜的技術(shù)。
發(fā)明描述 本發(fā)明涉及采用浮選的水處理設(shè)備，其至少包括-待處理水的入口區(qū)，所述待處理水預(yù)先經(jīng)過凝聚和絮凝； _加壓然后減壓的水與所述待處理水的混合區(qū)；-通過壁與所述混合區(qū)隔開的浮選區(qū)；-設(shè)置在所述浮選區(qū)下部的凈化水接收區(qū)。 根據(jù)本發(fā)明，所述混合區(qū)容納至少一個(gè)所述加壓水的噴射噴嘴，所述噴射噴嘴在 一個(gè)面板附近延伸，該面板的至少一部分具有穿孔且該面板將所述入口區(qū)與所述混合區(qū)隔 開。
因而，本發(fā)明在于在待處理水的入口區(qū)與混合區(qū)之間放入具有穿孔的面板。待處
理水穿過具有穿孔的面板使得可均化并碎化待處理水的流動(dòng)。這有助于均化待處理水與微
小空氣泡在混合區(qū)的整個(gè)水平截面上的接觸，使得可改善待處理水中懸浮的顆粒與微小空
氣泡的聚集，所述微小空氣泡通過引入加壓然后減壓的水而形成在混合區(qū)中。 此外，本發(fā)明使得可抑制水短路(courts-circuits hydrauliques)，即由于懸浮
的顆粒與空氣泡之間接觸的缺乏而造成的效率損失。 因此根據(jù)本發(fā)明的這種具有穿孔的面板的實(shí)施使得可優(yōu)化采用浮選的水處理并
從而改善處理結(jié)束時(shí)收集的凈化水的質(zhì)量。 根據(jù)一種有利的特征，所述面板基本水平地延伸。 在該情形中，待處理水流在面板的下游基本上行。如果凝聚/絮凝過程中形成的 絮凝物是堅(jiān)固的(r6sistant)，則加壓水優(yōu)選相對(duì)于待處理水逆流噴射。進(jìn)而噴射噴嘴以加 壓水按照初始下行水流進(jìn)行噴射的方式基本豎直地延伸。 如果形成的絮凝物是易碎的，則噴嘴以加壓水相對(duì)于待處理水并流噴射的方式放
置，即以加壓水按照初始上行水流的方式的放置。 根據(jù)另 一有利的特征，所述面板基本豎直地延伸。 在該情形中，噴射噴嘴以加壓水按照初始水平水流噴射的方式基本水平地延伸。 根據(jù)絮凝物是易碎的還是堅(jiān)固的，僅噴射方向不同(并流或逆流)。
在其它有利的變化方案中，可將面板設(shè)置為傾斜的。 根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明的水處理設(shè)備包括基本平行于所述面板的形成防濺板的板，該形成防濺板的板在所述面板與所述噴嘴之間延伸且其至少一部分具有第一 孔。 這種形成防濺板的板的實(shí)施使得可改善待處理水流的碎化并從而均化微小空氣 泡與待處理水在混合區(qū)中的接觸。 優(yōu)選地，所述板的所述第一孔在所述面板的實(shí)心部分的延長(zhǎng)部分(prolongement) 內(nèi)延伸。 這使得可以產(chǎn)生待處理水在其到達(dá)混合區(qū)之前必須越過的折流板。這些折流板的 存在還使得可改善待處理水流的碎化。 有利地，所述板具有在所述面板的所述穿孔上方延伸的第二孔。 這些第二孔，又稱為細(xì)化孔(trous ou percages d' aff inage)，其使得可優(yōu)化待
處理水流的均化。 根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選方面，每一個(gè)所述噴射噴嘴都基本放置于所述面 板的一個(gè)所述穿孔的軸向上。 這使得可獲得待處理水流與加壓水流之間的優(yōu)化混合。然而，根據(jù)其中面板的穿 孔具有相對(duì)小尺寸的變化方案，為了獲得令人滿意的混合，并不要求各噴射噴嘴與面板的 穿孔對(duì)應(yīng)。 有利的是，本發(fā)明的水處理設(shè)備包括分別按照兩個(gè)不同的分配流速值的所述加壓 水的第一和第二分配網(wǎng)絡(luò)。 該途徑使得可根據(jù)第一網(wǎng)絡(luò)輸送的流速Q(mào)l、根據(jù)第二網(wǎng)絡(luò)輸送的流速Q(mào)2、以及根 據(jù)同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)等于流速Q(mào)l和Q2之和的流速Q(mào)3噴射加壓水。流速可例如根據(jù)待 處理水的流速和/或根據(jù)其質(zhì)量進(jìn)行選擇。根據(jù)一種有利的特征，所述噴嘴連接至所述第 一和第二分配網(wǎng)絡(luò)。 這種噴嘴又稱為雙噴嘴，由于它們直接與兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)相連，因此還可在實(shí)施或未實(shí) 施形成防濺板的板時(shí)使用。然而，推薦在未實(shí)施形成防濺板的板并且各噴嘴在面板穿孔的 軸向延伸時(shí)使用它們。 根據(jù)一種變化方案，所述噴嘴有利地屬于兩類噴嘴，第一類噴嘴與所述第一網(wǎng)絡(luò) 相連且第二類噴嘴與所述第二網(wǎng)絡(luò)相連。 在實(shí)施形成防濺板的板時(shí)或者在面板的穿孔具有小尺寸的直徑(有利地在2厘米 至30厘米之間)時(shí)，可優(yōu)選使用這種噴射噴嘴。 根據(jù)一種有利的特征，所述噴嘴包括兩個(gè)彼此相對(duì)布置的具有穿孔的板。
因此這些噴嘴包括兩個(gè)具有穿孔的壁，又稱為降壓壁，所述壁使得可分別使加壓 水進(jìn)行第一強(qiáng)降壓，然后進(jìn)行第二弱降壓，使得可噴射伴有微小空氣泡的水。而且，該噴射 使得可防止噴射階段的強(qiáng)速率梯度。 根據(jù)一種優(yōu)選的特征，所述噴嘴具有下部發(fā)散輪廓。 下部發(fā)散輪廓的實(shí)施特別使得可賦予噴射現(xiàn)象以可靠性。 有利地，所述發(fā)散輪廓為平的且與豎向形成O。至20°之間的角度Y。 優(yōu)選地，所述發(fā)散輪廓是彎曲的。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，將所述混合區(qū)與所述浮選區(qū)隔開的所述壁的上部具 有在所述浮選區(qū)的方向上按照角度a傾斜的部分。
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在這種情形中，所述角度a的值有利地在120。至175°之間。 根據(jù)另一有利的方面，將所述混合區(qū)與所述浮選區(qū)隔開的所述壁具有在所述浮選
區(qū)的方向上彎曲的上部。 在這種情形中，所述彎曲的部分優(yōu)選具有0. 1米至1米的半徑。 這種傾斜的或彎曲的部分的實(shí)施可特別使得有助于水從混合區(qū)通向浮選區(qū)。 有利地，所述浮選區(qū)容納在所述接收區(qū)上方基本豎直地延伸的多個(gè)隔板。 這種隔板的實(shí)施使得可碎化流向浮選區(qū)底部的凈化水，并從而防止再循環(huán)回路現(xiàn)
象的出現(xiàn)。這參與防止凈化水與空氣泡床混合，在所述空氣泡床上聚集有待處理水中最初
含有的顆粒。 優(yōu)選地，至少一個(gè)所述隔板具有至少一個(gè)按照角度13傾斜的上部或彎曲的上部。
優(yōu)選地，角度13具有120°至240°之間的值。 這些傾斜或彎曲的部分可使得改善凈化水接收區(qū)中再循環(huán)的斷開。 有利地，所述隔板具有30厘米至300厘米的高度。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選的方面，
所述隔板在隔開所述混合區(qū)與所述浮選區(qū)的所述壁附近彼此更靠近。 這可特別有助于防止在兩個(gè)板之間形成流動(dòng)引起的漩渦。 優(yōu)選地，所述隔板隔開20厘米至300厘米的距離。 優(yōu)選地，所述接收區(qū)容納接收凈化水的裝置，該接收凈化水的裝置連接至收集凈 化水的裝置。 根據(jù)一個(gè)有利的方面，本發(fā)明的水處理設(shè)備包括所述加壓水的產(chǎn)生裝置。 有利地，所述產(chǎn)生裝置連接至所述接收凈化水的裝置以及空氣產(chǎn)生源。
因而可使用在根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的設(shè)備出口處得到的凈化水形成加壓水。在一
種變化方案中，加壓水還可使用待處理水形成，所述待處理水優(yōu)選為非凝聚的和非絮凝的。 有利地，本發(fā)明的水處理設(shè)備包括能與所述浮選區(qū)的上部相對(duì)位移的刮擦裝置。 這些刮擦裝置使得可簡(jiǎn)單有效地除去空氣泡床。 本發(fā)明還涉及采用浮選的水處理方法，該方法在于將水輸送至根據(jù)本申請(qǐng)所示 技術(shù)的設(shè)備中；并且使所述待處理水的上行水流經(jīng)由所述具有穿孔的面板以及使所述加壓 水的水流通過所述噴射噴嘴進(jìn)入所述混合區(qū)，以形成空氣泡，所述空氣泡能將所述待處理 水中懸浮的顆粒帶向所述混合區(qū)的表面。 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的方面，所述加壓水的所述水流最初是上行的。 根據(jù)另一優(yōu)選的方面，所述加壓水的所述水流最初是下行的。 根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的又一優(yōu)選方面，所述加壓水的所述水流最初是水平的。 實(shí)際上，根據(jù)待處理水的質(zhì)量，在凝聚-絮凝過程中可形成或多或少具有堅(jiān)固性
的絮凝物。設(shè)置噴嘴的方式取決于絮凝物的堅(jiān)固性。如果絮凝物是易碎的，則并流是有利
的以產(chǎn)生足夠的所需要的速率梯度。在凝聚_絮凝形成高堅(jiān)固性絮凝物的情形中，逆流是
有利的。 因而，根據(jù)面板是基本水平地還是基本豎直地延伸，以及絮凝物是易碎的還是堅(jiān)
固的，噴嘴可以以使加壓水相對(duì)于待處理水并流或逆流噴射的方式定位。 在另一變化方案中，當(dāng)面板基本水平地延伸時(shí)，噴嘴也可基本水平地安裝。 有利地，本發(fā)明的采用浮選的水處理方法包括如下步驟根據(jù)所述待處理水的流速和/或所述待處理水的質(zhì)量選擇所述加壓水的所述分配流速的一個(gè)所述值。
由于本發(fā)明方法可適應(yīng)許多情形，因此該方法是可調(diào)整的。 根據(jù)另一有利的方面，本發(fā)明的采用浮選的水處理方法包括運(yùn)行所述刮擦裝置以 將聚集到所述空氣泡的所述顆粒移除到所述浮選區(qū)外。


通過閱讀以下優(yōu)選實(shí)施方案的描述以及附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更清楚 地顯現(xiàn)，所述優(yōu)選實(shí)施方案僅為了示例的目的且以非限制性方式提供，在所述附圖中
-圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的采用浮選的水處理設(shè)備；
-圖2顯示圖1所示的設(shè)備內(nèi)部的液體流的速度矢量；-圖3顯示根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的水處理設(shè)備的第一實(shí)施方案，其中具有穿孔的 面板將待處理水的入口區(qū)與混合區(qū)隔開；-圖4顯示圖3中設(shè)備的變化方案的局部視圖，其中實(shí)施數(shù)個(gè)噴射噴嘴，而未與具 有穿孔的面板的穿孔對(duì)應(yīng)；-圖5是能與兩個(gè)不同速度的加壓水噴射網(wǎng)絡(luò)相連的噴射噴嘴的示意圖；-圖5-2顯示圖5所示噴嘴可具有的下部輪廓的變化方案；-圖6和圖6-2顯示實(shí)施如圖5所示噴嘴的加壓水分配網(wǎng)絡(luò)的兩種結(jié)構(gòu)；-圖7顯示本發(fā)明水處理設(shè)備的第二實(shí)施方案，該水處理設(shè)備包括具有孔的板，該
具有孔的板介于噴射噴嘴與具有穿孔的面板之間； _圖8是圖7中設(shè)備的變化方案的局部視圖，其中實(shí)施數(shù)排噴嘴；
-圖8-2顯示形成防濺板的板的另一變化方案；-圖9顯示加壓水分配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的實(shí)例，其中第一類噴嘴與按照第一流速的加 壓水的噴射網(wǎng)絡(luò)相連，且第二類噴嘴與按照加壓水的第二流速的噴射網(wǎng)絡(luò)相連；
-圖10顯示根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的設(shè)備內(nèi)部的液體流的速度矢量。
具體實(shí)施例方式
本申請(qǐng)所示技術(shù)的原理的簡(jiǎn)短回顧 本發(fā)明的主要原理在于采用浮選的水凈化設(shè)備的實(shí)施，該設(shè)備包括將待處理水的 入口區(qū)與待處理水和加壓然后減壓的水的混合區(qū)隔開的具有穿孔的面板，所述待處理水預(yù) 先進(jìn)行凝聚和絮凝，所述混合區(qū)含有一個(gè)或數(shù)個(gè)加壓水的噴射噴嘴。 具有穿孔的面板的存在使得可均化并碎化混合區(qū)中的待處理水的流動(dòng)。該碎化使 得可均化待處理水與混合區(qū)中形成的微小空氣泡在混合區(qū)的整個(gè)水平截面上的接觸。因此 這種具有穿孔的面板的實(shí)施使得可優(yōu)化采用浮選的水凈化。 此外，本發(fā)明的設(shè)備還包括容納有隔板的浮選區(qū)，所述隔板彼此間隔，并基本豎直 且彼此平行地延伸。 浮選區(qū)內(nèi)部這種隔板的實(shí)施使得可破壞浮選區(qū)內(nèi)流動(dòng)的液體流的路線。這使得可 防止再循環(huán)現(xiàn)象，特別是浮選區(qū)下部的再循環(huán)現(xiàn)象，即防止凈化水返回與浮選區(qū)表面的氣 泡床接觸。因此可防止或至少限制將聚集到空氣泡的懸浮顆粒攜帶到凈化水接收區(qū)中。
這種隔板的實(shí)施因而有助于防止空氣泡與收集的凈化水一起除去，并從而有助于改善收集的凈化水的質(zhì)量。 根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的水處理設(shè)備的第一實(shí)施方案的實(shí)例 參考圖3，描述本發(fā)明的采用浮選的水處理設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的實(shí)施方案。 這種設(shè)備包括待處理水的入口區(qū)31。待處理水預(yù)先凝聚并絮凝。為此，將凝聚區(qū)
和絮凝區(qū)串聯(lián)(未示出)布置在入口區(qū)31的上游。 混合區(qū)32在水入口區(qū)31的上方延伸。水入口區(qū)31和混合區(qū)32通過面板33彼此隔開，所述面板33的至少一部分具有穿孔331。優(yōu)選地，穿孔331在具有穿孔的面板33的整個(gè)表面上延伸。布置在面板33中的穿孔331可例如具有直徑大約為15厘米的圓形輪廓。在其它實(shí)施方案中，穿孔331的直徑可不同。直徑可有利地在2厘米至50厘米之間。
壁34將水入口區(qū)31和混合區(qū)32與浮選區(qū)35隔開。該壁34在其下部是基本豎直的，并在其上部具有在浮選區(qū)35的方向上按照角度a傾斜的部分341。該角度a的值有利地在120°至175°之間。該傾斜部分341的實(shí)施使得可特別有助于水從混合區(qū)通向浮選區(qū)。 在本申請(qǐng)所示技術(shù)的一個(gè)變化方案中，傾斜部分341可由彎曲部分342所替代(如圖3中的虛線所示)，該彎曲部分342的半徑可在0. 1米至1米之間。
根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的這種水處理設(shè)備還包括凈化水接收裝置。這些水接收裝置包括室36，室36的上面361在其表面的至少一部分上以使得凈化水能透入其中的方式穿孔。此外，室36連接至導(dǎo)管37或使得可收集浮選處理后獲得的凈化水的任何其它裝置，所述導(dǎo)管37在浮選區(qū)35的外部、溢流口 (未示出)的方向上延伸。 在本申請(qǐng)所示技術(shù)的一個(gè)變化方案中，具有穿孔的室36可由容納在浮選區(qū)35下部的具有穿孔的管道系統(tǒng)所替代。 豎直隔板39在浮選區(qū)35中橫向且基本豎直地延伸。這些隔板39的高度可在30厘米至300厘米之間。這些隔板39是實(shí)心的且可以以規(guī)則的間隔或不規(guī)則的間隔布置。它們可例如間隔30厘米至300厘米的距離。 優(yōu)選地，隔板39越靠近壁34，間隔距離就越小。這使得可防止出現(xiàn)如圖10所示的流體在兩個(gè)板39之間引起的漩渦102。 在其它實(shí)施方案中，隔板39可以是穿孔的。這特別具有改善凈化水在凈化水接收區(qū)的整個(gè)水平表面上的分布的優(yōu)點(diǎn)。此外，隔板39可設(shè)置成能拆卸的，以便于維護(hù)根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的設(shè)備。此外，這些隔板39優(yōu)選由不銹鋼型的鋼制成。在變化方案中，它們可由塑料型的材料制成。這在處理海水時(shí)是特別有利的。 在本申請(qǐng)所示技術(shù)的變化方案中，隔板39還可以具有相對(duì)于豎向傾斜角度13的部分391，該角度P的值可在12(T至240°之間，如圖3中的虛線所示。它們還可以在它們的整個(gè)長(zhǎng)度上傾斜。在另一變化方案中，隔板39可在壁34的方向上具有彎曲的部分392(如虛線所示)或不具有這種彎曲的部分。這種傾斜的部分391或彎曲的部分392的實(shí)施使得可改善凈化水接收區(qū)中的再循環(huán)的斷開。 此外，混合區(qū)32容納加壓水的至少一個(gè)噴射噴嘴40，該噴射噴嘴40置于具有穿孔的面板33附近。 在該實(shí)施方案中，噴嘴40置于面板33的各穿孔331的軸向，如圖3所示。穿孔331的直徑優(yōu)選在5厘米至50厘米的范圍。這使得可提供待處理水流與加壓水流之間的優(yōu)
9化混合物。 然而，在其中布置在具有穿孔的面板33中的穿孔331具有小直徑(有利地在2厘 米至30厘米之間)的該實(shí)施方案的一種變化方案中，并不要求各噴嘴與穿孔331對(duì)應(yīng)，如 圖4所示。 如以下將更詳細(xì)解釋的，這些噴射噴嘴40使得可在混合室32中產(chǎn)生初始下行的 加壓然后減壓的水的水流。在該情形中，加壓水在混合室32中相對(duì)于待處理水逆流噴射。
在該實(shí)施方案的一種變化方案中，噴射噴嘴40可以以在混合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生初始上行 的加壓水水流的方式布置。在該情形中，加壓水在混合室中相對(duì)于待處理水并流噴射。
這些噴射噴嘴40通過中間管道41連接至產(chǎn)生加壓水的裝置42。產(chǎn)生加壓水的裝 置42連接至設(shè)有一個(gè)或數(shù)個(gè)空氣噴射器(a6ro6jecteur)的加壓囊(未示出)，所述空氣噴 射器提供空氣_水混合物。這些產(chǎn)生加壓水的裝置一方面連接至導(dǎo)管37，另一面方面連接 至空氣產(chǎn)生源44。在所述導(dǎo)管37中，凈化水通過管43流動(dòng)。加壓水的壓力有利地在3巴 至8巴之間，因而使用部分所收集的凈化水和空氣產(chǎn)生。 如以下將更詳細(xì)解釋的，數(shù)個(gè)產(chǎn)生加壓水的裝置可以并聯(lián)放置，以便于可以按照 不同速率噴射加壓水。 結(jié)合圖5描述噴射噴嘴40的實(shí)例。注意由雙壓降構(gòu)成的這些噴射噴嘴40的運(yùn)行 原理與WRC型的噴射器的原理相似。然而，如下面將更清楚地顯現(xiàn)的，數(shù)個(gè)特征使得噴射噴 嘴40不同于WRC型的噴射器。噴射噴嘴40連接至以不同流速Q(mào)l和Q2流動(dòng)的兩個(gè)加壓水 入口 。因而它們使得可按照三種流速Q(mào)1、 Q2、 Ql+Q2噴射加壓水。 如所示的，這種噴射噴嘴40具有中空主體51，該中空主體51的一端設(shè)有具有穿孔 的第一降壓壁52和具有穿孔的第二降壓壁53，所述壁52和壁53彼此相對(duì)且相對(duì)于彼此平 行地放置，從而產(chǎn)生中間室。布置在第一降壓壁52和第二降壓壁53中的穿孔在它們的表 面上基本均勻地分布。第一降壓壁52的穿孔密度比第二降壓壁53的穿孔密度小。此外， 第一降壓壁52中布置的穿孔的面積大于第二降壓壁53中布置的穿孔的面積。這些穿孔的 直徑的值在1毫米至15毫米之間。 此外，主體51的下端相對(duì)于豎向形成角度Y 。該角度Y的值在0°至20°之間。 如圖5-2所示，根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的一個(gè)變化方案，主體51的下部是彎曲的。主體51具 有發(fā)散形式的事實(shí)使得可有助于噴射。 主體51容納第二中空體54。該第二中空體54中能穿過流速Q(mào)1的第一加壓水流， 而中空主體51中能穿過流速Q(mào)2的第二加壓水流，Q2優(yōu)選為較大的值。在一個(gè)變化方案中， 該流速Q(mào)2也可為較小的值。 因此在該實(shí)施方案中，各噴射噴嘴40與兩個(gè)加壓水的分配網(wǎng)絡(luò)相連，所述兩個(gè)分 配網(wǎng)絡(luò)能分別以流速Q(mào)1和流速Q(mào)2輸送加壓水。因而產(chǎn)生加壓水的裝置42分裂為兩個(gè)(未 示出)，以使得可提供三種流速Q(mào)l、 Q2和Ql+Q2的加壓水。 具體如圖3、圖4、圖6和圖6-2所示，可并聯(lián)布置具有多個(gè)噴射噴嘴40的多個(gè)排 45。 圖6是顯示實(shí)施兩排45噴射噴嘴40的加壓水的分配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。
這種網(wǎng)絡(luò)包括流速Q(mào)1的加壓水的兩個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)和流速Q(mào)2的加壓水的兩個(gè)分配網(wǎng) 絡(luò)，以實(shí)施兩排噴射噴嘴。
10
如所示的，各排45的各噴射噴嘴40通過管道41與流速Q(mào)l的加壓水的第一分配 網(wǎng)絡(luò)相連并通過管道41'與流速Q(mào)2的加壓水的第二分配網(wǎng)絡(luò)相連。 如圖6-2所示的一個(gè)變化方案在于實(shí)施兩排噴射噴嘴40而不分開分配網(wǎng)絡(luò)Ql和 Q2。 根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的水處理設(shè)備還包括刮擦器(未示出)。如以下將更詳細(xì)解 釋的，這種刮擦器使得可除去空氣泡以及漂浮在混合區(qū)32和浮選區(qū)35上部的淤渣，將其引 入浮選區(qū)外部結(jié)構(gòu)(箭頭I)的回收裝置46中，所述淤渣由未處理的水中最初存在的藻類、 懸浮物、有機(jī)物組成。 根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的水處理設(shè)備的第二實(shí)施方案的實(shí)例 參考圖7至圖9描述根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的水處理設(shè)備的第二實(shí)施方案。 在該第二實(shí)施方案中，水處理設(shè)備具有許多與上述第一實(shí)施方案的設(shè)備共同的特
征。下面將僅描述第一實(shí)施方案與第二實(shí)施方案的不同之處。 如圖7所示，在該第二實(shí)施方案中實(shí)施容納在混合區(qū)32內(nèi)部、位于具有穿孔的面 板33下游的具有穿孔的板71。該具有穿孔的板71布置成使得布置在其中的空隙711與具 有穿孔的面板33的實(shí)心部分相對(duì)。換言之，空隙711與穿孔331不對(duì)準(zhǔn)，從而形成折流板， 如圖7和8清楚示出的。 穿過具有穿孔的板71的空隙可具有2厘米至50厘米的直徑。此外，具有穿孔的 面板33和具有穿孔的板71有利地隔開一段距離，所述距離在空隙711的直徑的1/3至空 隙711的直徑的三倍之間。 在該第二實(shí)施方案中，可實(shí)施一個(gè)或數(shù)個(gè)噴射噴嘴40。各噴射噴嘴40并不必定必 須地放置在空隙711的軸向。 與上述實(shí)施方案相同的是，該第二實(shí)施方案的一個(gè)變化方案可在于實(shí)施數(shù)排45 噴射噴嘴40，如圖8所示。 在該第二實(shí)施方案中實(shí)施的噴射噴嘴可與以上結(jié)合圖5和6描述的噴射噴嘴40 相似。 如圖9所示，在該第二實(shí)施方案的一種變化方案中，噴射噴嘴與上述噴射噴嘴40
的不同之處在于它們均不與流速Q(mào)1的加壓水的第一噴射網(wǎng)絡(luò)和流速Q(mào)2的加壓水的第二噴
射網(wǎng)絡(luò)同時(shí)相連。相反，在第二實(shí)施方案的該變化方案中實(shí)施的噴射噴嘴分為兩類-第一類噴射噴嘴91各自與流速91的加壓水的噴射網(wǎng)絡(luò)相連； _第二類噴射噴嘴92各自與流速92的加壓水的噴射網(wǎng)絡(luò)相連。 這些噴射噴嘴91和92可例如為WRC型或依照起泡原理的任何其它類型。 在另一變化方案中，噴嘴40全部相同并且以單一流速噴射。 在如圖8-2中所示的該實(shí)施方案的一種變化方案中，具有穿孔的板可具有兩種空 隙基礎(chǔ)空隙和細(xì)化空隙712。 基礎(chǔ)空隙由布置成使得具有穿孔的板71構(gòu)成防濺板的空隙711構(gòu)成。細(xì)化空隙 712布置在與具有穿孔的板71的基礎(chǔ)空隙711鄰近的實(shí)心部分中。這種細(xì)化空隙712的實(shí) 施使得可優(yōu)化進(jìn)入混合區(qū)32的待處理水流的均化。 基礎(chǔ)空隙711和細(xì)化空隙712的直徑選擇成使得穿過基礎(chǔ)空隙711的流速與穿過 細(xì)化空隙712的流速相等。
根據(jù)本發(fā)明所示技術(shù)的采用浮選的水處理方法
下面將描述根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的浮選水處理方法。 這種方法在于將待處理水輸送至根據(jù)上述一個(gè)或其它實(shí)施方案的水處理設(shè)備 中。 將預(yù)先凝聚并絮凝的待處理水引至水入口區(qū)31。然后使待處理水穿過具有穿孔的 面板33的穿孔331按照上行水流注入混合區(qū)32。 同時(shí)，將加壓然后減壓的水通過噴射噴嘴40相對(duì)于待處理水的上行水流逆流注 入混合區(qū)32。如上所示，可設(shè)置為加壓水并流注入混合區(qū)。 在啟動(dòng)產(chǎn)生加壓水的裝置42之后，使用從浮選區(qū)35移除的部分凈化水以及來(lái)自 空氣源44的空氣獲得加壓水。 加壓水在導(dǎo)管41中流向噴射噴嘴40。它首先穿過第一降壓壁52。然后加壓水經(jīng) 歷強(qiáng)烈的壓力損失并減壓。接著加壓然后減壓的水穿過第二降壓壁53并經(jīng)歷輕微的壓力 損失，使得其噴射。該噴射現(xiàn)象參與防止噴射階段的強(qiáng)速率梯度。 向混合區(qū)32中噴射加壓然后減壓的水伴隨著微小空氣泡的形成，所述微小空氣 泡均勻分布在混合區(qū)32的整個(gè)水平截面上。 使待處理水穿過具有穿孔的面板33注入混合區(qū)32，使得可通過防止形成短路、再 循環(huán)和死區(qū)來(lái)均化并碎化其流動(dòng)。換言之，具有穿孔的面板33的實(shí)施使得可提供待處理水 與微小空氣泡在混合區(qū)32的整個(gè)水平截面上的均勻接觸。 當(dāng)具有孔的板71介于具有穿孔的面板33與噴射噴嘴之間時(shí)，可進(jìn)一步改善待處 理水與微小空氣泡的接觸的均化。 因而，待處理水流通過具有穿孔的面板的存在而進(jìn)行的均化與噴射噴嘴和具有穿 孔的面板的各穿孔相對(duì)的布置和/或與形成防濺板的具有穿孔的板的實(shí)施的組合使得可 提供待處理水與加壓水之間優(yōu)化的混合。 微小空氣泡具有將待處理水中懸浮的所有顆粒帶向混合區(qū)32和浮選區(qū)35的表面 的功能。因此，待處理水與微小空氣泡之間的接觸均勻使得可優(yōu)化待處理水的凈化并顯著 改善采用浮選的水處理的效率。 然后，由其上聚集了顆粒的微小空氣泡構(gòu)成的混合物向浮選區(qū)35的上部移動(dòng)，例 如如箭頭J所示，所述顆粒最初懸浮于待處理水中。然后該混合物可通過刮擦器(未示出) 移除到浮選區(qū)35的外部，所述刮擦器使得可刮擦浮選區(qū)35的表面以將產(chǎn)生的淤渣和空氣 泡引至回收裝置46的方向，例如如箭頭I所示。 因而凈化水在浮選區(qū)35的下部方向上流動(dòng)并遇到隔板39，所述浮選區(qū)35容納室 36。凈化水的流動(dòng)通過這些隔板39碎化。 由于隔板39可使得凈化水的流動(dòng)在浮選區(qū)35內(nèi)部碎化，因此這些隔板39的實(shí)施 使得可防止在凈化水接收區(qū)附近出現(xiàn)再循環(huán)回路。 這在圖10中清楚顯現(xiàn)，圖10顯示了浮選區(qū)35內(nèi)部液體流的速度矢量101。
比較分別顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備和根據(jù)本申請(qǐng)所示技術(shù)的設(shè)備的浮選區(qū)內(nèi)部 液體的速度矢量的圖2和圖IO，使得可更好地領(lǐng)會(huì)由浮選區(qū)35中隔板39的實(shí)施而引起的 液體流的改變。 在圖2中清楚顯示在浮選區(qū)的中心，速度矢量21集中為渦流。該渦流產(chǎn)生再循環(huán)
12回路現(xiàn)象并將凈化水引至浮選區(qū)上部的方向，在浮選區(qū)上部?jī)艋c微小氣泡床混合。
相反，在圖10中清楚顯現(xiàn)液體的速度矢量在隔板39處斷開，并且位于這些隔板39 之間的速度矢量沒有被干擾，即它們未向著浮選區(qū)上部的方向上升。 因而這種隔板39的實(shí)施使得可防止用于接收凈化水的室36所位于的浮選區(qū)下部
中的再循環(huán)回路現(xiàn)象，并因此防止或至少限制微小空氣泡與凈化水一起離開。 隔板39的實(shí)施使得可防止氣泡和淤渣離開到凈化水的接收中并因此防止載有顆
粒的微小空氣泡污染收集的凈化水。 因此本發(fā)明的技術(shù)使得可優(yōu)化采用浮選的水凈化并改善在浮選處理結(jié)束時(shí)收集 的凈化水的質(zhì)量。 此外，本發(fā)明的方法還可包括選擇注入到混合區(qū)的加壓水的流速值的步驟。加壓 水的流速值的選擇可與待處理水的流速和/或待處理水的質(zhì)量有關(guān)。實(shí)際上，如果待處理 水的流速在1至4之間按比例變化，和/或如果待處理水的質(zhì)量改變，有利的是——特別是 從經(jīng)濟(jì)角度而言——能按相同的比例改變加壓水的流速。 因此，當(dāng)待處理水的流速相當(dāng)?shù)秃?或待處理水的質(zhì)量相對(duì)好時(shí)，將啟動(dòng)流速Q(mào)l 的加壓水產(chǎn)生裝置。 當(dāng)待處理水的流速增大時(shí)和/或當(dāng)待處理水的質(zhì)量變差時(shí)，將啟動(dòng)流速Q(mào)2的加壓 水產(chǎn)生裝置，或者可運(yùn)行全部產(chǎn)生裝置以提供等于Ql和Q2之和的流速。
權(quán)利要求
采用浮選的水處理設(shè)備，其至少包括-待處理水的入口區(qū)(31)，所述待處理水預(yù)先經(jīng)過凝聚和絮凝；-加壓然后減壓的水與所述待處理水的混合區(qū)(32)；-通過壁(34)與所述混合區(qū)(32)隔開的浮選區(qū)(35)；-設(shè)置在所述浮選區(qū)(35)下部的凈化水接收區(qū)(36)；其特征在于所述混合區(qū)(32)容納至少一個(gè)所述加壓水的噴射噴嘴(40、91、92)，所述噴射噴嘴(40、91、92)在面板(33)附近延伸，該面板(33)的至少一部分具有穿孔(331)且該面板(33)將所述入口區(qū)(31)與所述混合區(qū)(32)隔開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的水處理設(shè)備，其特征在于所述面板(33)基本水平地延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的水處理設(shè)備，其特征在于所述面板(33)基本豎直地延伸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于形成防濺板的板(71)基本 平行于所述面板(33)，且該板(71)的至少一部分具有第一孔(711)，該板(71)在所述面板 (33)與所述噴嘴(40、91、92)之間延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的處理設(shè)備，其特征在于所述板(71)的所述第一孔(711)在所述面 板(33)的實(shí)心部分的延長(zhǎng)部分內(nèi)延伸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的水處理設(shè)備，其特征在于形成防濺板的所述板(71)具有第二孔 (712)，該第二孔(712)在所述面板(33)的所述穿孔(331)的延長(zhǎng)部分內(nèi)延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于各所述噴射噴嘴基本上置 于所述面板(33)的所述穿孔(331)中一個(gè)的軸向上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括分別按照兩個(gè) 不同的分配流速值的所述加壓水的第一 (41)和第二 (41')分配網(wǎng)絡(luò)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的水處理設(shè)備，其特征在于所述噴嘴(40、91、92)連接至所述第一 (41)和第二 (41，)分配網(wǎng)絡(luò)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的水處理設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括至少兩個(gè)所述噴嘴(91、 92)，并且所述噴嘴(91、92)屬于兩類噴嘴，第一類噴嘴連接至所述第一網(wǎng)絡(luò)(41)且第二類 噴嘴連接至所述第二網(wǎng)絡(luò)(41')。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述噴嘴(40、91、92)包 括兩個(gè)彼此相對(duì)布置的具有穿孔的板。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述噴嘴(40、91、92)具 有下部發(fā)散輪廓。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的水處理設(shè)備，其特征在于所述發(fā)散輪廓是平的且與豎向形成 0°至20°之間的角度Y。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的水處理設(shè)備，其特征在于所述發(fā)散輪廓是彎曲的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于將所述混合區(qū)(32)與 所述浮選區(qū)(35)隔開的所述壁(34)的上部具有在所述浮選區(qū)(35)的方向上按照角度a 傾斜的部分(341)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的水處理設(shè)備，其特征在于所述角度a的值在12(T至175°之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于將所述混合區(qū)(32)與所述浮選區(qū)(35)隔開的所述壁(34)具有在所述浮選區(qū)(35)的方向上彎曲的上部(342)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的水處理設(shè)備，其特征在于所述彎曲的部分(342)具有在0. 1米至l米之間的半徑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述浮選區(qū)(35)容納在所述接收區(qū)(36)上方基本豎直延伸的多個(gè)隔板(39)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的水處理設(shè)備，其特征在于至少一個(gè)所述隔板(39)具有至少一個(gè)按照角度P傾斜的上部(931)或彎曲的上部(392)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的水處理設(shè)備，其特征在于所述角度13具有在12(T至240°之間的值。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述隔板(39)具有在30厘米至300厘米之間的高度。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19至22中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述隔板(39)在將所述混合區(qū)(32)與所述浮選區(qū)(35)隔開的所述壁(34)的附近彼此更靠近。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述隔板(39)隔開20厘米至300厘米的距離。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述接收區(qū)容納接收凈化水的裝置(36)，該接收凈化水的裝置(36)連接至收集凈化水的裝置。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括所述加壓水的產(chǎn)生裝置(42)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的水處理設(shè)備，其特征在于所述產(chǎn)生裝置(42)連接至所述接收凈化水的裝置(36)以及空氣產(chǎn)生源(44)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1至27中任一項(xiàng)的水處理設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括能與所述浮選區(qū)(35)的上部相對(duì)位移的刮擦裝置。
29. 采用浮選的水處理方法，其特征在于該方法在于將水輸送至權(quán)利要求1至28中任一項(xiàng)的設(shè)備中；并且使所述待處理水的上行水流經(jīng)由所述具有穿孔的面板(33)，以及使所述加壓水的水流通過所述噴射噴嘴(40、91、92)進(jìn)入所述混合區(qū)(32)，以形成空氣泡，所述空氣泡能將所述待處理水中懸浮的顆粒帶向所述混合區(qū)(32)的表面。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29的采用浮選的水處理方法，其特征在于所述加壓水的所述水流最初是上行的。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29的采用浮選的水處理方法，其特征在于所述加壓水的所述水流最初是下行的。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29的采用浮選的水處理方法，其特征在于所述加壓水的所述水流最初是水平的。
33. 根據(jù)權(quán)利要求29至32中任一項(xiàng)的采用浮選的水處理方法，其特征在于該方法包括如下步驟根據(jù)所述待處理水的流速和/或所述待處理水的質(zhì)量選擇所述加壓水的所述分配流速的一個(gè)所述值。
34. 根據(jù)權(quán)利要求29至33中任一項(xiàng)的采用浮選的水處理方法，其特征在于所述方法包括運(yùn)行所述刮擦裝置以將聚集到所述空氣泡的所述顆粒移除到所述浮選區(qū)(35)夕卜。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用浮選的水處理設(shè)備，其至少包括待處理水的入口區(qū)(31)，所述待處理水預(yù)先進(jìn)行凝聚和絮凝；加壓然后減壓的水與所述待處理水的混合區(qū)(32)；通過壁與所述混合區(qū)隔開的浮選區(qū)(35)；設(shè)置在所述浮選區(qū)(35)下部的凈化水接收區(qū)(36)。根據(jù)本申請(qǐng)所示的技術(shù)，所述混合區(qū)(32)容納至少一個(gè)所述加壓水的噴射噴嘴(40、91、92)，所述噴射噴嘴(40、91、92)在面板(33)附近延伸，該面板(33)的至少一部分具有穿孔(331)，所述面板(33)將所述入口區(qū)(31)與所述混合區(qū)(32)隔開。
文檔編號(hào)B01D1/26GK101711178SQ200880020297
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者D·帕斯特勒里, L·杜莫林, M·巴達(dá)德 申請(qǐng)人:Otv股份有限公司