专利名称：混凝气浮共凝聚固液分离装置及其分离方法
技术领域：
本发明属与污水处理设备，具体地说涉及一种混凝气浮共凝聚固液分离装置及其分离方法。
背景技术：
气浮净水技术是一种高效、快速的固液分离技术,始于选矿，该项技术在水处理领域颇受国内外学者的关注并得以迅速发展，目前已广泛应用于给水，尤其是低温、低浊、富藻类水体的净化处理，以及城市污水和工业废水处理。气浮过程根据气泡的产生方式不同，可分为电解凝聚气浮、布气气浮和溶气气浮，其中的部分回流式压力溶气气浮是水处理中最常用的工艺。气浮是靠溶解于水中的空气突然减压释放，形成大量的微气泡，使混凝后的絮粒上浮除去，达到净水目的。效果的优劣取决于气泡与絮粒的粘附情况。粘附的基本形式主要有三种:气泡与絮粒直接碰撞粘附；气泡从絮粒表面析出；气泡从絮粒间隙中生长或包裹。现有的气浮分离设备主要靠气泡与颗粒的吸附与顶托来实现固液分离，效果不稳定，效率比较差。气浮净水工艺过程充分利用微气泡的接触介质作用，使微气泡、微絮体在合适的反应器中进行接触絮凝，将颗粒物的同相与异相接触絮凝过程融二为一，最终形成适合分离、稳定的气泡一一絮体共凝聚体，从而提高了气浮效率。目前，传统的气浮工艺都是先将混凝剂和助凝剂与待处理水充分混合，然后采用顺流的方式使待处理水与溶气水进行混凝反应，达到水处理的目的。这种传统的水处理工艺时间长，同时需要设置混凝加药单元与混凝反应单元，导致无法形成共凝聚气泡一一絮体共凝聚体，分离效果较差，占地面积大，设备费用也高。
发明内容
本发明旨在避免上述技术中存在的缺点和不足之处，提供一种混凝气浮共凝聚固液分离装置及其分离方法，该混凝气浮共凝聚固液分离装置是通过设置独立的混合反应系统、独立的固液分离系统来实现混凝气浮共凝聚气浮分离过程的优化；同时在排浮渣方式上采用变水位排渣方式，因此，该混凝气浮共凝聚固液分离装置不仅设计合理，结构紧凑，具有独立的混合反应和固液分离系统，而且实现优化混凝气浮共凝聚气浮分离过程，具有简易便捷、整套设备占地小、投资少、效率高等特点。本发明是采用如下的技术方案实现的:所述的混凝气浮共凝聚固液分离装置，其特征在于:所述的分离装置是在污水池处依序装设污水加药混合系统、多相介质泵溶气系统、混合反应共凝聚系统和共凝聚固液分离装置；所述的污水加药混合系统由污水管、污水调节阀、污水真空压力表、压力表、射流调节阀甲、污水泵、PH调节剂药箱、PAC混凝剂药箱、PAM助凝剂药箱、吸药管、吸药调节阀、加药泵和污水溶气水总管组成，所述的污水管的一端插入污水池内，污水管的另一端与污水泵的进口连接，与污水泵连接的污水管上依序装设污水调节阀、污水真空压力表和射流调节阀甲；在其污水真空压力表与射流调节阀甲之间的污水管上通过管路依序连接pH调节剂药箱、PAC混凝剂药箱，所述的pH调节剂药箱与污水管之间的管上依序装设pH调节阀甲、pH流量计和pH调节阀乙；所述的PAC混凝剂药箱与污水管之间的管路上依序装设PAC混凝剂调节阀甲、PAC混凝剂流量计和PAC混凝剂调节阀乙；继PAC混凝剂药箱后设置PAM助凝剂药箱，所述的PAM助凝剂药箱的外侧通过吸药管与加药泵的进口连接；其吸药管上装设吸药调节阀，所述的污水泵的出口通过污水溶气水总管与多相介质泵溶气系统连接；所述的污水溶气水总管上依序装设溶气水压力表、污水溶气水调节阀甲、污水溶气水流量计、污水溶气水调节阀乙和污水溶气水取样阀；与溶气水压力表与溶气水调节阀甲之间的溶气水总管上连接射流管路的一端，所述的射流管路的另一端连接在污水管上；其射流管路上依序装设射流器、射流流量计和射流调节阀乙；所述的多相介质泵溶气系统由溶气水总管、取样阀、溶气水调节阀甲、溶气水流量计、溶气水调节阀乙、溶气水总管调节阀、气液压力表、溶气水支管A、溶气水支管B和气液混合泵组成；所述的溶气水总管上依序装设气液压力表和溶气水总管调节阀；所述的溶气水支管B的一端与污水溶气水总管在A处连接后进入小径混合反应管内，所述的溶气水支管B的另一端通过溶气水总管与气液混合泵的出口端连接，所述的溶气水支管B上依序装设溶气水支管B调节阀甲、溶气水支管B流量计、溶气水支管B调节阀乙和溶气水支管B取样阀；所述的溶气水支管A的一端与中径混合反应管出水端的B点处连接后再与加药点D通过管路连接后进入大径混合反应管内，其溶气水支管A的另一端与气液混合泵的溶气水总管连接，所述的溶气水支管A上依序装设溶气水支管A调节阀甲、溶气水支管A流量计、溶气水支管A调节阀乙；所述的气液混合泵的进口端与共凝聚固液分离装置中的分离外壳内通过管路连接；该进口管上依序装设气体流量计甲和气体调节阀甲，于其气液混合泵的进口与出口的管路上装设气体射流器、气体流量计乙和气体调节阀乙；所述的混合共凝聚反应系统由小径混合反应管组件、中径混合反应管、连接管、管路和大径混合反应管组件组成，所述的小径混合反应管组件由小径混合反应管、小径排气阀、小径加药支管、小径加药调节阀甲、小径加药流量计和小径加药调节阀乙组成；所述的小径混合反应管通过管路装设小径排气阀，其小径混合反应管一端的C点处连接小径加药支管的一端，所述的小径加药支管的另一端连接在加药总管上，与其小径加药支管上依序装设小径加药调节阀甲、小径加药流量计和小径加药调节阀乙；所述的小径混合反应管一端的加药点C处通过连接管与中径混合反应管的一端连接；所述的中径混合反应管的另一端通过管路连接在大径混合反应管组件中的大径加药支管的加药点D上；所述的大径混合反应管组件由大径混合反应管、大径加药支管、大径加药调节阀甲、大径加药流量计和大径加药调节阀乙、出水管和出水调节阀组成，所述的大径混合反应 管通过管路装设大径排气阀，其大径混合反应管连接大径加药支管的一端，所述的大径加药支管的另一端连接加药总管上；于其大径加药支管上依序装设大径加药调节阀甲、大径加药流量计和大径加药调节阀乙；所述的大径混合反应管的出水管穿过共凝聚固液分离装置中的分离外壳、挡圈连接在分离管底端上，其出水管上装设出水调节阀；所述的共凝聚固液分离装置由分离外壳、挡圈、穿孔集水管、分离管、分布管、锥形分离器、浮渣层区、排渣管、分离出水管、高位排水管、集水箱连接管、集水箱、低位排水管、水阀、排水管口、排气阀、排空管和支腿组成，所述的分离外壳通过支腿支撑，其壳内下部中央设有分离管，所述的分离管底端与出水管连接，沿其分离管底部周围设有挡圈，所述的穿孔集水管是围绕挡圈的圆圈，其穿孔集水管的一端穿过分离外壳通过分离出水管与集水箱底部连接；所述的集水箱内的集水箱连接管底面连接高位排水管的顶端，所述的高位排水管的底端连接在低位排水管的下段上，与高位排水管以上的低位排水管上装设水阀；所述的低位排水管的顶端与集水箱底部连接，其低位排水管的底端为排水管口 ；所述的分离外壳底外居中处连接排空管，所述的排空管装设排气阀；沿挡圈上方的分离管外周面上分布多个锥形分离器，所述的每个锥形分离器内装设分布管，所述的分离外壳顶部居中处形成浮渣收集区，所述的浮渣层区外侧设有排渣管。所述的混凝气浮共凝聚固液分离装置的分离方法，其特征在于:所述的分离方法包括下述步骤:步骤一:所述的加药混合系统中的混凝剂、pH调节剂通过污水泵自吸作用吸入，加药量由PAC混凝剂流量计与pH流量计控制，经过水泵的叶轮的高速旋转切割，使药液与污水混合，其PAM助凝剂是通过加药泵与小径加药流量计、大径加药流量计控制加入到混合反应共凝聚系统的加药点C与D ;污水泵与其平行位置上设有射流器，通过射流吸入定量空气，其加入量为污水量的1%，空气被污水泵反复切割后，使气体分散溶入污水中，压力维持在0.2-0.3Mpa范围内；步骤二:加药混合后的混药污水通过污水泵进入所述的混合反应共凝聚系统中的小径混合反应管组件的小径混合反应管内，其气液混合泵产生的溶气水通过溶气水加入点A与溶气水流量计控制加入量，其加入量的比例占总加入量的35%，其溶气水加入点B与支管A流量计乙控制加入量，其加入量的比例占总加入量的65%;其加药混合后的混药污水和溶气水在共凝聚反应系统中发生碰撞结合生成大量带气絮体，然后和通过加药点D加入的助凝剂混合反应形成较大粒径的气泡与絮粒的共聚复合体，进入固液分离系统内进行分离；步骤三:当多相介质泵溶气系统完成混药污水与溶气水混合反应并形成较大粒径的气泡与絮粒的共聚复合体的混合体进入所述的共凝聚固液分离装置中的分离管内，通过分离管上的多个锥形分离器的分布管，把需要分离的气固液混合体通过独立的多个分布区进行分离，由于气泡与絮粒的共聚复合体的密度与水的密度差较大，粒径比混药污水中的颗粒大，该共聚复合体自动上 升到分离管顶部形成浮渣层区，通过排渣管排出；净化后的水通过分离管的下部的穿孔集水管收集，再通过高、低位排水管排出；开启低位排水管上的水阀，此时仅排水不排浮渣，关闭低位排水管上的水阀，其高位排水管开始排水，调节高位排水管的连接管使集水箱内的水位高度适合排浮渣，便于实现排浮渣，完成排渣后，开启低位排水管上的水阀，进行低位排水管的排水；如此类推，循环操作，控制水阀开启的时间，实现浮渣浓缩脱水。本发明的的原理和特点分述如下:本发明是在污水池处依序装设由污水加药混合系统、多相介质泵溶气系统、混合反应共凝聚系统和共凝聚固液分离装置组成的分离装置；其污水加药混合系统由污水管、污水调节阀、污水真空压力表、射流调节阀甲、污水泵、PH调节剂药箱、PAC混凝剂药箱、PAM助凝剂药箱、吸药管、吸药调节阀、加药泵和污水溶气水总管组成；其多相介质泵溶气系统由溶气水分管、支管取样阀、溶气水调节阀甲、溶气水流量计、溶气水调节阀乙、溶气水调节阀丙、气液压力表、溶气水支管A、溶气水支管B和气液混合泵组成；其混合共凝聚反应系统由小径混合反应管组件、中径混合反应管、连接管、管路和大径混合反应管组件组成；当多相介质泵把共凝聚分离装置内的清水吸入泵体并在吸入管路上与多相介质泵平行位置设置射流器，通过射流吸入空气，泵前的吸气嘴吸入空气，空气经多相介质泵被反复切割后，压力维持在0.3-0.5Mpa范围内，根据共凝聚的特性以及微气泡释放过程特征，采用特制释放器，使分散溶入水中的空气快速放出，其释放出的微小气泡直径在1-10微米，通过溶气水加入点A流量计、溶气水加入点B流量计控制加入量，分别与混合反应共凝聚系统的溶气水加入点连接；其小径混合反应管一端通过溶气水加入点A与气液混合泵相连，同端还和污水泵连接，另一端和中径混合反应管连接，还和加药泵加入点C连接；其中径混合反应管另一端和大径混合反应管连接，两者连接处有溶气水加入点B，还和加药泵加入点D连接；其大径混合反应管另一端直接通过出水管上的出水调节阀进入到共凝聚固液分离装置，共凝聚固液分离装置由分离外壳、挡圈、穿孔集水管、分离管、分布管、锥形分离器、浮渣层区、排渣管、分离出水管、高位排水管、集水箱连接管、集水箱、低位排水管、水阀、排水管口、排气阀、排空管和支腿组成；共凝聚固液分离装置的分离外壳采用圆筒体，在所述的共凝聚固液分离装置内部设有分离管，分离管上设有多个分布管、多个倒锥形分布器，在分离管的上部是分离区，设有锥形三相分离器，分离器的上部外侧安装有排浮油泥管，下部内侧安装有穿孔集水管和挡圈，穿孔集水管与出水管的下端相连，进入共凝聚分离装置上部外侧的出水收集箱内，向内设有两根高低位排水管，高位排水管上部设有可调节的连接管，低位排水管上设有水阀，分离外壳底外安装有排空管与排气阀，装置底部外侧安装有支腿。本发明的特点是:1、本发明充分运用了混凝气浮共凝聚的基本原理，通过溶气释气系统释放出密集的超微气泡，与絮体发生架桥、包卷、网捕作用，这三种结合方式形成的共聚复合体在上浮过程中，不会受到剪切力影响而使气泡脱落，浮渣十分稳定，并且含水率大大降低，由于形成的共聚复合体直径比传统的气浮大很多，与水的密度差也增大许多，根据斯托克斯定律，上浮速度与粒径的平方成正比，与颗粒与水的密度差成正比，所以，上浮速度比传统的气浮快，缩短反应分离时间，这样大大提高了气浮设备的分离效率与稳定性。2、污水泵吸入管路上与其平行位置上设置射流器，通过射流吸入定量空气，根据共凝聚的特性以及微气泡释放过程特征，实现微气泡直接参与混凝反应，有利于气泡与颗粒的共凝聚。 3、助凝剂通过两点加入到混合反应共凝聚系统内，提高吸附架桥功能；溶气水的加入方式采用两点加入，既能保证污水在加药的情况下可以部分与气泡结合，又可以使大部分气泡不会在混合反应共凝聚系统中过早地破裂；改变的混合反应共凝聚系统的加药与加溶气水的方式能使药剂、污水、溶气水三者更充分有效混合，为共聚复合体的生成提供了有利的物化空间，提高上浮渣的稳定性与上浮能力。4、已经形成气泡与絮体共凝聚体的混合液在共凝聚固液分离装置中的分离管平行的方向进入，在分离管上通过相互独立的多个分离区完成各自区域的固液分离，增加了气浮的抗干扰性，减少对上浮絮渣干扰，大大提高分离效率。5、通过间歇变水位调节阀控制排浮渣，实现上浮渣在共凝聚固液分离装置内的浓缩脱水，能够进一步降低絮渣的含水率，简易方便。6、本发明可以用来处理生产生活过程中产生污水与废水中的胶体和悬浮物，完成固液分离。综合以上所采取的技术方案，实现本发明的目的。
因此，与现有技术相比，本发明不仅设计合理，结构紧凑，具有独立的混合反应和固液分离系统，而且实现优化混凝气浮共凝聚气浮分离过程，具有简易便捷、整套设备占地小、投资少、效率高等特点。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。本发明有一幅附图。其中:附图1是本发明的具体实施例的主视结构示意图。图中，1、污水池，2、污水管，3、污水调节阀，4、污水真空压力表，5、混凝剂药箱，6、pH调节阀乙，7、pH流量计,8、pH调节阀甲，9、pH调节剂药箱，10、PAC混凝剂调节阀乙，11、PAC混凝剂流量计，12、PAC混凝剂调节阀甲，13、PAM助凝剂药箱，14、射流调节阀甲，15、射流器，16、射流流量计，17、射流管路，18、射流调节阀乙，19、污水泵，20、污水溶气水压力表，21、污水溶气水总管，22、污水溶气水调节阀甲，23、污水溶气水流量计，24、污水溶气水调节阀乙，25、污水溶气水取样阀，26、吸药调节阀27、吸药管，28、加药泵，29、加药总管，30、小径加药调节阀甲，31、大径加药支管，32 、小径加药流量计，33、大径加药调节阀甲，34、小径加药调节阀乙，35、大径加药流量计，36、小径加药支管，37、大径加药调节阀乙，38、管路，39、支架，40、大径混合反应管，41、中径混合反应管，42、连接管，43、小径混合反应管，44、大径排气阀，45、小径排气阀，46、出水调节阀，47、出水管，48、气液混合泵，49、气液压力表，50、溶气水调节阀丙，51、溶气水支管A调节阀甲，52、溶气水支管A流量计，53、溶气水支管A调节阀乙，54、溶气水支管A，55、溶气水总管，56、溶气水支管B调节阀甲，57、溶气水支管B流量计，58、溶气水支管B调节阀乙，59、溶气水支管B，60、溶气水支管B取样阀，61、气体调节阀甲，62、气体射流器，63、气体调节阀乙，64、气体流量计乙，65、气体流量计甲，66、分离外壳，67、挡圈，68、穿孔集水管，69、分离管，70、分布管，71、锥形分离器，72、浮渣收集区，73、排渣管，74、分离出水管，75、高位排水管，76、集水箱连接管，77、集水箱，78、低位排水管，79、水阀，80、排水管口，81、排气阀，82、排空管，83、支腿。
具体实施例方式图1所示是本发明的具体实施例，它是在某工厂处理生产污水用的混凝气浮共凝聚固液分离装置及其分离方法；所述的混凝气浮共凝聚固液分离装置，其特征在于:所述的分离装置是在污水池处依序装设由污水加药混合系统、多相介质泵溶气系统、混合反应共凝聚系统和共凝聚固液分离装置；所述的污水加药混合系统由污水管2、污水调节阀3、污水真空压力表4、射流调节阀甲14、污水泵19、pH调节剂药箱9、PAC混凝剂药箱5、PAM助凝剂药箱13、吸药管27、吸药调节阀26、吸药管、加药泵28和污水溶气水总管21组成，所述的污水管2的底端插入污水池I内，其污水管2的另一端与污水泵19的进口连接，与污水泵19连接的污水管2上依序装设污水调节阀3、污水真空压力表4和射流调节阀甲14 ;在其污水真空压力表4与射流调节阀甲14之间的污水管2上通过管路依序连接pH调节剂药箱9、PAC混凝剂药箱5，所述的pH调节剂药箱9与污水管2之间的管上依序装设pH调节阀甲8、pH流量计7和pH调节阀乙6 ;所述的PAC混凝剂药箱与污水管2之间的管路上依序装设PAC混凝剂调节阀甲12、PAC混凝剂流量计11和PAC混凝剂调节阀乙10 ;继PAC混凝剂箱13后设置PAM助凝剂药箱13，所述的PAM助凝剂药箱13的外侧通过吸药管27与加药泵28的进口连接；其吸药管27上装设吸药调节阀26，所述的污水泵19的出口通过污水溶气水总管21与多相介质泵溶气系统溶气水支管B59连接；所述的污水溶气水总管21上依序装设污水溶气水压力表20、污水溶气水调节阀甲22、污水溶气水流量计23、污水溶气水调节阀乙24和污水溶气水取样阀25 ;与污水溶气水压表20与污水溶气水调节阀甲22之间的污水溶气水总管21上连接射流管路17的一端，所述的射流管路17的另一端连接在污水管2上；于其射流管路17上依序装设射流器15、射流流量计16和射流调节阀乙17 ;所述的多相介质泵溶气系统由气液混合泵48、溶气水总管55、溶气水支管A54、溶气水支管B59、溶气水支管B取样阀60、溶气水支管B调节阀甲56、溶气水流量计57、溶气水调节阀乙58、溶气水总管调节阀50和气液压力表49组成，所述的溶气水总管55上依序装设气液压力表49和溶气水总管调节阀50 ;所述的溶气水支管B59的一端与污水溶气水总管21在A处连接后进入小径混合反应管43内，所述的溶气水支管B59的另一端通过溶气水总管55与气液混合泵48的出口端连接，所述的溶气水支管B59上依序装设溶气水支管B调节阀甲56、溶气水支管B流量计57、溶气水支管B调节阀乙58和溶气水支管B取样阀60 ;所述的溶气水支管A54的一端与中径混合反应管出水端的B点处连接后再与加药点D通过管路38连接后进入大径混合反应管40内，其溶气水支管A54的另一端与气液混合泵48的溶气水总管55连接，所述的溶气水支管A54上依序装设溶气水支管A调节阀甲51、溶气水支管A流量计52、溶气水支管A调节阀乙53 ;所述的气液混合泵48的进口端与共凝聚固液分离装置中的分离外壳66内通过管路连接；该进口管上依序装设气体流量计甲65和气体调节阀甲61，于其气液混合泵48的进口与出口的管路上装设气体射流器62、气体流量计乙64和气体调节阀乙63 ;所述的混合共凝聚反应系统由小径混合反应管组件、中径混合反应管41、连接管42、管路38和大径混合反应管组件组成，所述的小径混合反应管组件由小径混合反应管43、小径排气阀45、小径加药支管36、小径加药调节阀甲30、小径加药流量计32和小径加药调节阀乙34组成；所述的小径混合反应管43通过管路装设小径排气阀45，其小径混合反应管43 —端的C点处连接小径加药支管36的一端,所述的小径加药支管36的另一端连接在加药总管29上，小径加药支管36上依序装设小径加药调节阀甲30、小径加药流量计32和小径加药调节阀乙34 ;所述的小径混合反应管43 —端的加药点C处通过连接管42与中径混合反应管41的一端连接；所述的中径混合反应管41的另一端通过管路38连接在大径混合反应管组件中的大径加药支管31的加药点D上；所述的大径混合反应管组件由大径混合反应管40、大径加药支管31、大径加药调节阀甲33、大径加药流量计35和大径加药调节阀乙37、出水管47、出水调节阀46和溶气水支管A54组成，所述的大径混合反应管通过管路装设大径排气阀44，其大径混合反应管40连接大径加药支管31的一端，所述的大径加药支管31的另一端连接加药总管29上；于其大径加药支管上29依序装设大径加药调节阀甲33、大径加药流量计35和大径加药调节阀乙37 ;所述的大径混合反应管40的出水管47穿过共凝聚固液分离装置中的分离外壳66、挡圈67连接在分离管69底端上，其出水管47上装设出水调节阀46 ;所述的共凝聚固液分离装置由分离外壳66、挡圈67、穿孔集水管68、分离管69、分布管70、锥形分离器71、浮渣层区72、排渣管73、分离出水管74、高位排水管75、集水箱连接管76、集水箱7 7、低位排水管78、水阀79、排水管口 80、排气阀81、排空管82和支腿83组成，所述的分离外壳66通过支腿83支撑，其壳内下部中央设有分离管69，所述的分离管69底端与出水管47共凝聚连接，沿其分离管69底部周围设有挡圈67，所述的穿孔集水管68是围绕挡圈67外的圆圈，一端穿过分离外壳66通过分离出水管74与集水箱77底部连接；所述的集水箱77内的集水箱连接管76底面连接高位排水管75的顶端，所述的高位排水管75的底端连接在低位排水管78的下段上，与高位排水管75以上的低位排水管78上装设水阀79 ;所述的低位排水管78的顶端与集水箱77底部连接，其低位排水管78的底端为排水管口 80 ;所述的分离外壳66底外居中处连接排空管82，所述的排空管82装设排气阀81 ;沿挡圈67上方的分离管69外周面上分布多个锥形分离器71，所述的每个锥形分离器71内装设分布管70，所述的分离外壳66顶部居中处形成浮渣收集区72，所述的浮渣层区72外侧设有排渣管73。所述的小径混合反应管43、中径混合反应管41和大径混合反应管40从高往下分层装设在支架39上。所述的射流器15装设于与污水泵19平行的位置处。所述的分离外壳66采用圆筒体。所述的混凝气浮共凝聚固液分离装置的分离方法，其特征在于:该分离方法包括下述步骤:步骤一:所述的加药混合系统中的混凝剂、pH调节剂通过污水泵19自吸作用吸入，加药量由由PAC混凝剂流量计11与pH流量计7控制，经过水泵的叶轮的高速旋转切割，使药液与污水混合，其PAM助凝剂是通过加药泵28与小径加药流量计32、大径加药流量计35控制加入到混合反应共凝聚系统的加药点C与D ;污水泵19与其平行位置上设有射流器15，通过射流吸入定量空气，其加入量为污水量的1%，空气被污水泵19反复切割后，使气体分散溶入污水中，压力维持在0.2-0.3Mpa范围内；步骤二:加药混 合后的混药污水通过污水泵进入所述的混合反应共凝聚系统中的小径混合反应管组件的小径混合反应管43内，其气液混合泵48产生的溶气水通过溶气水加入点A与溶气水流量计23控制加入量，其加入量的比例占总加入量的35%，其溶气水加入点B与支管A流量计乙52控制加入量，其加入量的比例占总加入量的65% ;其加药混合后的混药污水和溶气水在共凝聚反应系统中发生碰撞结合生成大量带气絮体，然后和通过加药点D加入的助凝剂混合反应形成较大粒径的气泡与絮粒的共聚复合体，进入固液分离系统内进行分离；步骤三:当多相介质泵溶气系统完成混药污水与溶气水混合反应并形成较大粒径的气泡与絮粒的共聚复合体的混合体进入所述的共凝聚固液分离装置中的分离管69内，通过分离管69上的多个锥形分离器71的分布管70，把需要分离的气固液混合体通过独立的多个分布区进行分离，由于气泡与絮粒的共聚复合体的密度与水的密度差较大，粒径比混药污水中的颗粒大，该共聚复合体自动上升到分离管69顶部形成浮渣层区72，通过排渣管排出；净化后的水通过分离管69的下部的穿孔集水管68收集，再通过高、低位排水管75,78排出；开启低位排水管78上的水阀79，此时仅排水不排浮渣，关闭低位排水管78上的水阀79其高位排水管开始排水，调节高位排水管75上的连接管使集水箱77内的水位高度适合排浮渣，便于实现排浮渣，完成排渣后，开启低位排水管78上的水阀79，进行低位排水管78的排水；如此类推，循环操作，控制水阀79开启的时间，实现浮渣浓缩脱水。以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。·
权利要求
1.一种混凝气浮共凝聚固液分离装置，其特征在于:所述的分离装置是在污水池处依序装设污水加药混合系统、多相介质泵溶气系统、混合反应共凝聚系统和共凝聚固液分离装置；所述的污水加药混合系统由污水管(2)、污水调节阀(3)、污水真空压力表(4)、射流调节阀甲(14)、污水泵(19)、？!1调节剂药箱(9)、 4(:混凝剂药箱(5)、 41助凝剂药箱(13)、吸药管(29)、吸药调节阀(26)、吸药管(27)、加药泵(28)和污水溶气水总管(21)组成，所述的污水管(2)的一端插入污水池(I)内，其污水管(2)的另一端与污水泵(19)的进口连接，与污水泵(19)连接的污水管(2)上依序装设污水调节阀(3)、污水真空压力表(4)和射流调节阀甲(14);在其污水真空压力表(4)与射流调节阀甲(14)之间的污水管(2)上通过管路依序连接PH调节剂药箱(9)、PAC混凝剂药箱(5)，所述的pH调节剂药箱(9)与污水管(2 )之间的管路上依序装设pH调节阀甲(8 )、pH流量计(7 )和pH调节阀乙(6 );所述的PAC混凝剂药箱(5)与污水管(2)之间的管路上依序装设PAC混凝剂调节阀甲(12)、0PAC混凝剂流量计(11)和PAC混凝剂调节阀乙(10 );继PAC混凝剂药箱(5 )后设置PAM助凝剂药箱(13)，所述的PAM助凝剂药箱(13)的外侧通过吸药管(27)与加药泵(28)的进口连接；其吸药管(27)上装设吸药调节阀(26)，所述的污水泵(19)的出口通过污水溶气水总管(21)与多相介质泵溶气系统连接；所述的污水溶气水总管(21)上依序装设污水溶气水压表(20)、污水溶气水调节阀甲(22)、污水溶气水流量计(23)、污水溶气水调节阀乙(24)和污水溶气水取样阀(25);其污水溶气水压表(20)与污水溶气水调节阀甲(22)之间的污水溶气水总管(21)上连接射流管路(17)的一端，所述的射流管路(17)的另一端连接在污水管(2)上；其射流管路(17)上依序装设射流器(15)、射流流量计(16)和射流调节阀乙(18);所述的多相介质泵溶气系统由气液混合泵(48)、溶气水总管(55)、溶气水支管A (54)、溶气水支管B(59)、溶气水支管B取样阀(60)、溶气水支管B调节阀甲(56)、溶气水流量计(57)、溶气水调节阀乙(58)、溶气水总管调节阀(50)和气液压力表(49)组成，所述的溶气水总管(55)上依序装设气液压力表(49)和溶气水总管调节阀(50);所述的溶气水支管B (59)的一端与污水溶气水总管(21)在A处连接后进入小径混合反应管(43)内，所述的溶气水支管B (59)的另一端通过溶气水总管(55)与气液混合泵(48)的出口端连接，所述的溶气水支管B (59)上依序装设溶气水支管B调节阀甲(56)、溶气水支管B流量计(57)、溶气水支管B调节阀乙(58)和溶气水支管B 取样阀(60);所述的溶气水支管A (54)的一端与中径混合反应管出水端的B点处连接后再与加药点D通过管路(38)连接后进入大径混合反应管(40)内，其溶气水支管A (54)的另一端与气液混合泵(48)的溶气水总管(55)连接,所述的溶气水支管A(54)上依序装设溶气水支管A调节阀甲(51)、溶气水支管A流量计(52)、溶气水支管A调节阀乙(53);所述的气液混合泵(48)的进口端与共凝聚固液分离装置中的分离外壳(66)内通过管路连接；该进口管上依序装设气体流量计甲(65)和气体调节阀甲(61)，于其气液混合泵(48)的进口与出口的管路上装设气体射流器(62)、气体流量计乙(64)和气体调节阀乙(63);所述的混合共凝聚反应系统由小径混合反应管组件、中径混合反应管(41)、连接管(42)、管路(38)和大径混合反应管组件组成，所述的小径混合反应管组件由小径混合反应管(43)、小径排气阀(45)、小径加药支管(36)、小径加药调节阀甲(30)、小径加药流量计(32)和小径加药调节阀乙(34)组成；所述的小径混合反应管(43)通过管路装设小径排气阀(45)，小径混合反应管(43)—端的C点处连接小径加药支管(36)的一端，所述的小径加药支管(36)的另一端连接在加药总管(29)上，小径加药支管(36)上依序装设小径加药调节阀甲(30)、小径加药流量计(32)和小径加药调节阀乙(34);所述的小径混合反应管(43)一端的加药点C处通过连接管(42)与中径混合反应管(41)的一端连接；所述的中径混合反应管(41)的另一端通过管路(38)连接在大径混合反应管组件中的大径加药支管(31)的加药点D上；所述的大径混合反应管组件由大径混合反应管(40)、大径加药支管(31)、大径加药调节阀甲(33)、大径加药流量计(35)和大径加药调节阀乙(37)、出水管(47)和出水调节阀(46 )组成，所述的大径混合反应管(40 )通过管路装设大径排气阀(44 )，其大径混合反应管(40)的一端连接在大径加药支管(31)上，所述的大径加药支管的另一端连接在加药总管(29)上；所述的大径加药支管(31)上依序装设大径加药调节阀甲(33)、大径加药流量计(35)和大径加药调节阀乙(37);所述的大径混合反应管(40)的出水管(47)穿过共凝聚固液分离装置中的分离外壳(66)、挡圈(67)连接在分离管(69)底端上，其出水管(47)上装设出水调节阀(46);所述的共凝聚固液分离装置由分离外壳(66)、挡圈(67)、穿孔集水管(68)、分离管(69)、分布管(70)、锥形分离器(71)、浮渣收集区(72)、排渣管(73)、分离出水管(74)、高位排水管(75)、集水箱连接管(76)、集水箱(77)、低位排水管(78)、水阀(79)、排水管口(80)、排气阀(81)、排空管(82)、支腿(83)组成，所述的分离外壳(66)通过支腿(83)支撑，其壳内下部中央设有分离管(69)，所述的分离管(69)底端与出水管(47)连接，沿其分离管(69)底部周围设有挡圈(67)，所述的穿孔集水管(68)是围绕挡圈(67)的圆圈，其穿孔集水管(68)的一端穿过分离外壳(66)通过分离出水管(74)与集水箱(77)底部连接；所述的集水箱(77)内的集水箱连接管(76)底面连接高位排水管(75)的顶端，所述的高位排水管(75)的底端连接在低位排水管(78)的下段上，于高位排水管(75)以上的低位排水管(78)上装设水阀(79);所述的低位排水管(78)的顶端与集水箱(77)底部连接，低位排水管(78)的底端为排水管口(80);所述的分离外壳(66)底外居中处连接排空管(82)，所述的排空管(82)装设排气阀(82);沿挡圈(67)上方的分离管(69)外周面上分布多个锥形分离器(71)，所述的每个锥形分 离器(71)内装设分布管(70)，所述的分离外壳(66)顶部居中处形成浮渣层区(72)，所述的浮渣层区(72)外侧设有排渣管(73)。
2.按权利要求1所述的混凝气浮共凝聚固液的分离装置，其特征在于:所述的小径混合反应管(43)、中径混合反应管(41)和大径混合反应管(40)从高往下分层装设在支架(39)上。
3.按权利要求1所述的混凝气浮共凝聚固液的分离装置，其特征在于:所述的射流器(15)装设于与污水泵(19)平行的位置处。
4.按权利要求1所述的混凝气浮共凝聚固液的分离装置，其特征在于:所述的分离外壳66采用圆筒体。
5.按权利要求1所述的一种混凝气浮共凝聚固液分离装置的分离方法，其特征在于:该分离方法包括下述步骤: 步骤一:所述的加药混合系统中的混凝剂、pH调节剂通过污水泵(19)自吸作用吸入，加药量由PAC混凝剂流量计(11)与pH流量计(7)控制，经过水泵的叶轮的高速旋转切割，使药液与污水混合，其PAM助凝剂是通过加药泵(28)与小径加药流量计(32)、大径加药流量计(35)控制加入到混合反应共凝聚系统的加药点C与D ;污水泵(19)与其平行位置上设有射流器(15)，通过射流吸入定量空气，其加入量为污水量的1%，空气被污水泵(19)反复切割后，使气体分散溶入污水中，压力维持在0.2-0.3Mpa范围内；步骤二:加药混合后的混药污水通过污水泵进入所述的混合反应共凝聚系统中的小径混合反应管组件的小径混合反应管(43)内，其气液混合泵(48)产生的溶气水通过溶气水加入点A与溶气水流量计(23)控制加入量，其加入量的比例占总加入量的35%，其溶气水加入点B与支管A流量计乙(52)控制加入量，其加入量的比例占总加入量的65% ;其加药混合后的混药污水和溶气水在共凝聚反应系统中发生碰撞结合生成大量带气絮体，然后和通过加药点D加入的助凝剂混合反应形成较大粒径的气泡与絮粒的共聚复合体，进入固液分离系统内进行分离； 步骤三:当多相介质泵溶气系统完成混药污水与溶气水混合反应并形成较大粒径的气泡与絮粒的共聚复合体的混合体进入所述的共凝聚固液分离装置中的分离管(69)内，通过分离管(69)上的多个锥形分离器(71)的分布管(70)，把需要分离的气固液混合体通过独立的多个分布区进行分离，由于气泡与絮粒的共聚复合体的密度与水的密度差较大，粒径比混药污水中的颗粒大，该共聚复合体自动上升到分离管(69)顶部形成浮渣层区(72)，通过排渣管排出；净化后的水通过分离管(69)的下部的穿孔集水管(68)收集，再通过高、低位排水管(75、78 )排出；开启低位排水管(78 )上的水阀(79 )，此时仅排水不排浮渣，关闭低位排水管(78)上的水阀(79)，其高位排水管开始排水，调节高位排水管(75)上的连接管使集水箱(77)内的水位高度适合排浮渣，便于实现排浮渣，完成排渣后，开启低位排水管(78 )上的水阀(79 )，进行低位排水管(78 )的排水；如此类推，循环操作，控制水阀(79 )开启的时间，实现浮渣浓缩脱水 。
全文摘要
本发明属于污水处理设备，特别涉及一种混凝气浮共凝聚固液分离装置及其分离方法；其特征在于所述的分离装置是在污水池处依序装设污水加药混合系统、多相介质泵溶气系统、混合反应共凝聚系统和共凝聚固液分离装置；本发明不仅设计合理，结构紧凑，具有独立的混合共凝聚反应和共凝聚固液分离系统，而且实现优化混凝气浮共凝聚气浮分离过程，还在排浮渣方式上采用变水位排渣方式，具有简易便捷、整套设备占地小、投资少、效率高等特点。特别适用于处理生产和生活过程中产生污水与废水中的胶体和悬浮物，实现固液分离。
文档编号C02F1/24GK103112971SQ20131007180
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者费庆志, 马飞, 许芝, 吴丹 申请人:大连交通大学