多输入输出的溶气气浮机的制作方法

本发明涉及一种用于对存在于液体(通常为水)中的悬浮物质进行分离的设备，其实施溶气气浮技术。在日常实践中，该类型的设备被称为“溶气气浮机”。该设备可以用于净化饮用水或废水。

背景技术：

通过溶气气浮进行净化的技术使用空气(或其他气体)的微气泡，这些微气泡附着到存在于水中的固体颗粒(悬浮物质)以使悬浮物质上升至表面。如此，污染固体物质与水分离，从而使水得到净化。每个溶气气浮机包括两个主要元件。

·第一元件包括微气泡产生系统，该系统是每个溶气气浮净化设备的核心。更普遍地，通过使一部分净化水通过增压泵和加压空气溶解装置循环来获得微气泡。该富含溶气的加压水恢复到大气压导致溶气以微气泡的形式析出。

·第二元件包括槽，在该槽中以物理方式进行污染物质与水的分离。

存在实施不同液力概念的许多结构。最常见的是使用在中间具有待处理水的输入口以及将净化水回收至外围的圆形槽，又或者在一侧具有待处理水的输入口以及在相反侧具有净化水的输出口的矩形槽。

在不讨论现有的每个液力概念的细节的情况下，可以认为研究的目的始终是一样的，即确保输入口和输出口之间的水的流动具有尽可能少的紊流，以使得污染物质与水分离的过程能够在最接近层流状态的条件下进行，这对于净化过程的开展显然是最有益的，但这也是最脆弱和精细的。

图1中示意性地示出了与本发明的设备最接近的已知概念，图1示出了净化槽的纵向竖直截面图。

预先与具有微气泡的加压水混合后的待处理水经由输入口(20)进入槽。在一些情况下，加压水可以经由装置(21)单独注入到接触区域(22)中。待处理水/加压水混合物随后在净化腔室(27)中流过，在该净化腔室中进行污染物质的分离。得益于空气气泡，所述污染物质上升至表面以通过适配的装置(该适配的装置是公知的，例如为电动表面划擦器(28))被排出或者通过简单溢出被排出。净化水沿多个收集器(23)的方向下降，所述多个收集器位置朝向槽的底部并且在整个气浮表面以下以相对均匀的方式接收净化水，并且通过收集器(29)将净化水排出至溢流口(25)，该溢流口的目的是调节槽中的液位。在所述溢流口之后，净化水经由输出口(24)离开该设备，并且浮渣经由输出口(26)被排出。

这样实施的概念因此包括多个净化水收回收集器(23)，这些净化水收回收集器确保在净化水的输出口侧相对均匀的收集。这使得能够使由优先液流引起的紊流最小化，所述紊流不可避免地在仅在输入口对面布置有单个输出点的净化器中生成。然而，始终存在以下两个液力问题：

-位于槽的一侧的输入液流造成的紊流使水在箭头v的方向上移动，由此影响气浮腔室的上部中的净化；

-在尺寸(长度)相对大的设备中，微气泡相对于气浮表面的分配是不均匀的，这是因为所述微气泡在气浮腔室中趋于从水的输入口开始上升，由此使得在槽的相反侧的方向上越来越少。

技术实现要素：

根据本发明的设备将多个净化水收集点与多个待处理水输入点相结合。该设备由此允许：

-使气浮区域的整个表面上的净化条件完全一致，并由此大幅减小由输入水平液流引起的紊流(并因此在气浮区域中在更高的液力负荷下工作)；

-通过摆脱由在长度上微气泡的不均匀分配造成的问题，增大气浮槽的尺寸(并因此增加设备的处理容量)。

附图说明

根据以下以说明性的而非限定性的方式给出的实施例并参照附图，本发明的实现方式以及自此获得的优点将变得更加明显。

图1示出了现有技术中配备有多个净化水收集器的溶气气浮机的纵向竖直截面图。

图2a和2b示意性地示出了根据本发明的、具有粗水/加压水混合物注入的设备的第一实施例沿彼此垂直的两个竖直平面的两个竖直截面图；图2c示出了一个变型实施例的、与图2b相同的视图。

图3a和3b示意性地示出了本发明的、具有粗水和加压水分别注入的设备的第二实施例仍沿彼此垂直的两个竖直平面的两个竖直截面图；图3c示出了一个变型实施例。

具体实施方式

根据特别参照图2a、2b和2c描述的本发明的第一实施方式，所述设备包括溶气气浮机，该溶气气浮机包括矩形槽(1)。该设备包括：

-至少一个浮箱(2)，该浮箱在槽(1)中浸没在水面以下，所述浮箱(2)的下部封闭且上部打开并且大体上在槽(1)的整个宽度上延伸(参见图2a)，也就是说大体上完全沿槽的除高度之外的其他尺寸中的一个尺寸延伸，所述浮箱被定向为在竖直方向上；

-待处理水和加压水混合物的供给装置(14)和分配装置(4)，配备有使得水能够在浮箱(2)的整个长度上均匀分配的孔(40)，分配装置(4)在浮箱(2)的内部大体上靠近所述浮箱(2)的底部延伸；

-至少一个净化水收集器(5)，其大体上位于槽(1)的底部并且大体上在浮箱(2)的下方，所述收集器(5)大体上伏设在气浮区域的整个表面上并且设置有孔(50)，所述孔能够在所述收集器(5)的整个长度上以相对均匀的方式收集水；

-净化水的排出装置(7)、槽(1)中液面维持和调节装置(8)以及净化水输出口(9)；

-用于收集气浮气泡(13)的收集装置(10)和用于排出(12)所述气浮气泡的排出装置(11)。

根据未示出的变型，浮箱(2)不沿槽的整个宽度延伸，而是沿更短的距离延伸。

该形式的根据本发明的装置的工作方式如下：

待处理水在管路(14)中与加压水混合并且通过管路(4)穿过孔(40)被引入至少一个浮箱(2)中。待处理水和加压水混合物通过所述浮箱的上方打开部分离开浮箱(2)并且流向水面下方的一定深度处。到达水面时，气浮区域中的水的竖直输入液流分为两个水平部分，并且当存在浮箱时，这两个部分中的每一个碰到邻近的浮箱的液流的(相对)水平部分。水引入点在整个气浮表面上的分割以及彼此相对的表面小液流的形成使得首先能够更容易减弱这些小液流，其次还能够使得所引起的紊流与单一强输入液流引起的紊流(如图1中的公知装置的情况)相比达到最小。加压水在整个气浮表面上的分配也是均匀的。

水从气浮腔室的上部在浮箱(2)之间沿箭头v1的方向向收集器(5)再下降。该下降大体上是竖直的并且沿大体上均匀的液力负荷，因此是最佳的。由此，净化水穿过孔(50)被收集器(5)收集并且通过管路(7)排出至溢流口(8)和输出口(9)。

气浮气泡(13)通过划擦器(10)被划擦向腔室(11)，之后经由输出口(12)排出。

根据本发明的该第一实施方式还可以在圆形槽中实现，该圆形槽具有径向定向的一个或更多个分配浮箱(2)和径向定向的一个或更多个净化水收集器(5)，因此水的供给和收集是从中心向外围进行的，甚至是从外围向中心进行的，又或者供给是从中心开始而净化水的收集是从外围开始，又或者与之相反。

所述设备还可以配备有采用简单溢出来收集气浮气泡(13)的装置。

待处理水的分配孔(40)可以定向为朝向上、朝向下或者朝向侧面。设置在净化水收集器(5)上的孔(50)亦是如此。

根据本发明的装置还可以配备有槽(1)的底部划擦器以用于收集可能存在的滗析气泡，又或者配备有以本领域中已知的方式完成相同作用的、采用倒置金字塔形式的简单容置部。

一个或更多个分配浮箱(2)和一个或更多个净化水收集器(5)被定向在相同的方向上或者沿两个不同方向被定向，例如在彼此垂直的方向上被定向。

净化水的排出装置(7)如图2b中所示位于一个或更多个收集器(5)的两侧，或者在单侧。

最后，如有必要，一个或更多个净化水收集器(5)可以被简单的孔(55)代替，所述孔被置于槽(1)的壁上来代替所述收集器(5)且在低于一个或更多个浮箱(2)的高度处。(参见图2c)

这些孔(55)能够将净化水排出至所述净化水的排出装置(7)。该技术方案构成了折衷的技术，这是因为与实施一个或更多个收集器(5)相比，净化水的收集欠均匀，然而，该收集可以与浮箱(2)结合实现。

根据特别参照图3a、3b和3c描述的本发明的第二实施方式，所述设备包括具有矩形槽(1)的溶气气浮机。该设备包括：

-至少一个浮箱(2)，该浮箱浸没在水面以下，所述浮箱(2)的下部封闭且上部打开；浮箱被竖直定向并且大体上在槽(1)的整个宽度上延伸(参见图3b)；

-待处理水的供给装置(14)和待处理水的分配装置(4)，其配备有孔(60)，该孔使得水能够在浮箱(2)的整个长度上均匀分配，所述装置(4)在浮箱(2)内延伸；

-加压水的分配装置(15)和(3)，其不同于待处理水的供给装置，并且设置有孔(30)，该孔使得加压水能够在浮箱(2)的整个长度上均匀分配，所述分配装置(3)在浮箱(2)内延伸；

-至少一个净化水收集器(5)，所述收集器大体上位于槽(1)的底部附近并且大体上在浮箱(2)的下方，所述收集器(5)大体上伏设在气浮区域的整个表面上；该收集器设有孔(50)，该孔使得能够在所述收集器(5)的整个长度上相对均匀地收集水；

-净化水的排出装置(7)、槽(1)中的液面维持和调节装置(8)以及净化水输出口(9)；

-用于收集气浮气泡(13)的收集装置(10)和用于排出(12)所述气浮气泡的排出装置(11)。

根据本发明的设备的该第二实施方式的操作与第一实施方式相同，但是粗水/加压水的混合在浮箱(2)中直接完成，而不再在浮箱(2)的上游进行。

在所述示例中，在浮箱(2)中，加压水的分配装置(3)位于待处理水的分配装置(4)的下方。然而，可以设想相反的方式，即在浮箱(2)中，加压水的分配装置(3)位于待处理水的分配装置(4)的上方。

根据本发明的该第二实施方式的设备还可以在圆柱槽中实现，所述圆柱槽具有径向定向的分配浮箱(2)和净化水收集器(5)，待处理水和加压水的供给装置也是这样的。水的供给和收集从中心向外围进行，又或者从外围向中心进行。供给还可以从中心进行，且净化水的收集从外围进行；又或者与之相反。

所述设备还可以配备有采用简单划擦的气浮气泡收集装置(13)。

待处理水的分配孔(60)可以定向为朝向上、朝向下或者朝向侧面。设置在净化水收集器(5)上的孔(50)亦是如此。

根据本发明的装置还可以配备有底部划擦器以用于收集可能存在的滗析气泡，又或者配备有完成相同作用的、简单的倒置金字塔。

一个或更多个分配浮箱(2)和一个或更多个净化水收集器(5)可以被定向在相同的方向上，或者被定向在两个不同的方向上，例如彼此垂直的方向上。

净化水的排出装置(7)如图3b中所示可以位于收集器(5)的两侧，或位于单侧。

最后，如有必要，一个或更多个净化水收集器(5)可以被位于槽(1)的壁上的简单的孔(55)代替，该孔位于所述收集器(5)的位置处(参见图3c)。

这些孔能够将净化水排出至所述净化水的排出装置(7)。该技术方案构成了折衷的技术，这是因为与存在所述收集器(5)相比，净化水的收集欠均匀，但是该技术方案可以与分配浮箱(2)结合实现。