一种双向流气浮沉降罐及其制作方法

本发明涉及油田生产过程中的油田污水净化达标处理技术，特别涉及一种双向流气浮沉降罐及其制作方法。

背景技术：

在油田开发过程中，随着开发时间，油井产出液分离水(污水)越来越多，需要对油井产出液分离水进行净化处理达标后注入不同油井的油层，以解决开采过程中油层压力下降导致油田油井生产产量下降的问题。

目前，油田生产中，应用最多的是沉降罐或斜管沉降罐，但至今应用的相关沉降罐的功能单一，均是采取逆向流斜管沉降；逆向流斜管沉降罐的流体介质流动的方向与悬浮物下沉的方向相反，有一个冲击上浮的力，会降低悬浮物的沉降速度，受流速及流速的波动影响较大，流速稍大，则会出现悬浮物不能下沉的现象，导致沉降罐处理能力降低，悬浮物与油不能有效去除，处理后污水出现超标现象。

技术实现要素：

为了克服现有沉降罐的不足，提高沉降罐的处理能力与处理效果，本发明的目的在于提供一种双向流气浮沉降罐及其制作方法，具有提高絮凝体颗粒密度、提高絮凝体颗粒沉降速度、提高污水中油的上浮速度与分离效果的优点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种双向流气浮沉降罐，为立式圆柱形双向流气浮沉降罐1或卧式方形双向流气浮沉降罐2；

所述的立式圆柱形双向流气浮沉降罐1，包括圆柱形的罐体1a，罐体1a内通过第一隔板1b和第二隔板1c被依次分割为顺向流气浮沉降箱1d、逆向流气浮沉降箱1e以及储水箱1f；顺向流气浮沉降箱1d、逆向流气浮沉降箱1e底部连通不被第一隔板1b隔绝；

所述的顺向流气浮沉降箱1d的顶部设置a溢流排污槽1da，a溢流排污槽1da之下设置水分配器1db，水分配器1db与进水法兰1dc连接，进水法兰1dc与罐体外混合器1dd连接，罐体外混合器1dd与混合器1de连接，混合器1de的进口与现场污水来水提升泵连接；水分配器1db之下设置a气浮器1df，a气浮器1df之下设置顺向斜管填料1dh，顺向斜管填料1dh可以设置一层或多层；

所述的逆向流气浮沉降箱1e顶部设置b溢流排污槽1ea，b溢流排污槽1ea之下设置b气浮器1eb，气浮器1eb之下设置逆向斜管填料1ec；

a气浮器1df、b气浮器1eb通过三通1g与罐体外供气装置1h连接；

所述的储水箱1f的底部设置排泥管1fa，储水箱1f侧壁下部位从上到下依次设置有排油法兰1fc和出水法兰1fb，排油法兰1fc上设置挡板1fd，挡板1fd斜向下延伸至出水法兰1fb之下；

罐体1a的底部设置排泥口1k，排泥口1k的附近设置刮泥器1m，刮泥器1m通过密封1n与往复传动装置1q连接，罐体1a中斜管之下设置人孔1r。

所述的卧式方形双向流气浮沉降罐2，包括方型罐体2a，方型罐体2a内通过f1隔板2b与f2隔板2c依次被分割为f顺向流气浮沉降箱2d、f逆向流气浮沉降箱2e和f储水箱2f；f顺向流气浮沉降箱2d、f逆向流气浮沉降箱2e底部连通不被f1隔板2b隔绝；

所述的f顺向流气浮沉降箱2d的顶部设置f1溢流排污槽2da，f1溢流排污槽2da之下设置f水分配器2db，f水分配器2db与f进水法兰2dc连接，f进水法兰2dc与f罐体外混合器2dd连接，f罐体外混合器2dd与f混合器2de连接，f混合器2de与现场污水来水提升泵连接，f水分配器2db之下设置f1气浮器2df，f1气浮器2df之下设置f1斜管填料2dh，f1斜管填料2dh设置为一层或二层；

所述的f逆向流气浮沉降箱2e顶部设置f2溢流排污槽2ea，f2溢流排污槽2ea之下设置f2气浮器2eb，f2气浮器2eb之下设置f2斜管填料2ec，斜管填料2ec可以设置为一层或2层；

f顺向流气浮沉降箱2d与f逆向流气浮沉降箱2e中的斜管填料之下均设置f人孔2r；

f1气浮器2df、f2气浮器2eb通过f三通2k与f罐体外供气装置2q连接；

所述的f储水箱2f中设置f3出水管2fa,f3出水管2fa的进口延伸至f2隔板2c附近，f3出水管2fa的进口设置f3挡泥板2fb，f3挡泥板2fb焊接在f2隔板2c上，且斜向延伸至f3出水管2fa管上，在f3挡泥板2fb与f2隔板2c连接之处的下部设置排油管2fc；

卧式方形双向流气浮沉降罐2的底部设置f排泥口2g，f排泥口2g的附近设置f刮泥器2h，f刮泥器2h通过f密封2m与f往复传动装置2n连接。

一种基于上述结构的双向流气浮沉降罐

1、斜管填料的规格与安装

斜管填料的管直径为80mm、50mm或35mm，最佳为35mm；斜管填料的高度与宽度均为1000mm，斜管填料的安装角度为60度。

2、斜管填料的用量

2.1、顺向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积

顺向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积与处理水量的关系根据式(1)进行计算

s顺＝q×2.2(1)

式中s顺顺向流气浮沉降箱斜管填料的平面面积，m²

q污水处理量，m³/h

2.2、逆向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积

逆向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积与处理水量的关系根据式(2)进行计算

s逆＝q×1.2(2)

式中s逆逆向流气浮沉降箱斜管填料的平面面积，m²

q污水处理量，m³/h

3、储水箱体积

储水箱体积根据式(3)进行计算

v储＝q×0.3(3)

式中v储储水箱体积m³

q污水处理量m³/h

4、立式圆柱形双向流气浮沉降罐1的圆柱形罐体1a的设计制作

4.1、圆柱形罐体1a的斜管填料体积与储水箱体积之和根据式(4)进行计算：

v斜储＝s顺×0.9+s逆×0.9+v储(4)

式中v斜储斜管填料体积与储水箱体积之和m³

4.2、圆柱形罐体1a的斜管填料之上空间高度

圆柱形罐体1a的斜管填料之上空间高度根据式(5)进行计算

h上＝0.3+0.1×(n-1)(5)

式中h上圆柱形罐体1a的斜管填料之上空间高度，mn圆柱形罐体1a中斜管填料层数(n≥2)

4.3、圆柱形罐体1a的斜管填料之下空间高度

圆柱形罐体1a的斜管填料之下空间高度设计0.4m(考虑维修人孔要求所需高度)。

4.4、圆柱形罐体1a的直径

圆柱形罐体1a的直径r需要满足道路运输要求，直径r≤2.5米，结合罐体加工的最低成本要求，直径r在2.0米～2.5米之间选择。

4.5、圆柱形罐体1a的高度

圆柱形罐体1a的高度根据式(6)进行计算

h＝h上+0.4+4×v斜储÷(3.14×r×r)(6)

式中：h圆柱形罐体1a的高度，m

5、卧式方形双向流气浮沉降罐2的方形罐体2a的设计制作

按照运输要求，方形罐体2a的高度不大于2.6m，方形罐体2a的宽度不大于2.5m，方形罐体2a的长度满足市场上运输车的要求。5.1、方形罐体2a中f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的宽度根据式(7)进行计算：

k顺＝k方－2.2×δ方(7)

式中：k顺f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的宽度m

k方方形罐体2a的罐体宽度m

δ方方形罐体2a的罐体壁厚m

5.2、方形罐体2a中f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的长度

方形罐体2a中，f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的长度根据式(8)进行计算：

l顺＝s顺/(n×k顺)(8)

式中：l顺f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的长度，m；

n为斜管填料2dh的层数

5.3、方形罐体2a中f逆向流气浮沉降箱2e中f2斜管填料2ec的长度

方形罐体2a中f逆向流气浮沉降箱2e中f2斜管填料2ec的长度根据式(9)进行计算

l顺＝s逆/(n×k顺)(9)

式中l逆f逆向流气浮沉降箱2e中f2斜管填料2ec的长度，m

5.3、方形罐体2a的总高度

方形罐体2a的总高度根据式(10)进行计算：

h＝h上+0.4+0.9×n(10)

式中h方形罐体2a的总高度m

n斜管填料层数，1或2

6、a溢流排污槽1da与f1溢流排污槽2da的设计制作

溢流排污槽1da与溢流排污槽2da均设置在罐口100mm以下即可；

顺向流气浮沉降箱2d的每一个角设置排油出口，周边位置每隔1.5m～2m设置排油口；逆向流气浮沉降箱2e与储水箱2f的每一个角设置排油出口，周边位置每隔1.5m～2m设置排油口。

7、水分配器1db的设计制作

水分配器1db设置在罐的顶部，水分配器管的上部不高于罐体的顶部即可，均匀分布3根平行管，水分配器的出水口在水分配器管的底部，随离进水口的距离逐步加大出水口的口径，出水口均匀分布，出水口的总面积不小于污水提升泵进口面积的4倍。

8、f水分配器2db的设计制作

f水分配器2db设置在罐的顶部，水分配器管的上部不高于罐体的顶部即可，均匀分布3根平行管，长度与箱体长度相同，每一根管的内径不小于污水提升泵进口内径，水分配器管的出水口在水分配器管的底部，随离进水口的距离逐步加大出水口的口径，出水口均匀分布，出水口的总面积不小于污水提升泵进口面积的4倍。

9、罐体外混合器1dd与f罐体外混合器2dd的设计制作

混合器1dd与f罐体外混合器2dd均选择组装折叠式u形混合器，流速设计为0.28m/s～0.32m/s之间，流体介质经过时间设计为30s～35s。

10、混合器1de与f混合器2de的设计制作

混合器1de与f混合器2de均选择组装折叠式u形混合器，流速设计为0.48m/s～0.52m/s之间，流体介质经过时间为30s～35s。

无机净化处理剂在混合器1dd与f罐体外混合器2dd进口加入，有机净化处理剂在混合器1de与f混合器2de进口加入。

11、气浮器位置的设计制作

气浮器设置在斜管填料的上部50mm～80mm之间。

12、气浮器选型设计制作

气浮器选择单孔式曝气器、管式微孔曝气器、盘式微孔曝气器、旋混式曝气器、散流式曝气器、刚玉式曝气器、板式曝气器中的一种，最佳的为旋混式曝气器。

13、气浮器的直径与设置个数的设计制作

旋混式曝气器的直径设计为120mm～200mm，最佳为150mm；

旋混式曝气器的个数按照每平方米设置3个～36个，最佳为9个，均匀分布。

14、气浮器供气流量的设计

顺向流气浮沉降箱中的气浮器供气流量设计为0.1m³/个.h～0.65m³/个.h，最佳供气流量为0.5m³/个.h；

逆向流气浮沉降箱中的气浮器供气流量设计为0.1m³/个.h～0.65m³/个.h，最佳供气流量为0.2m³/个.h。

设计的供气装置满足上述供气流量要求即可。

15、刮泥器的设计制作

立式圆柱形双向流气浮沉降罐1中刮泥器的设计制作：刮泥板的曲率与罐体的曲率相同，每一个刮泥板之间的距离相距100mm～300mm，最佳为200mm，在罐底对称分布，排泥口配合设置以罐底中心为基础，相距100mm～400mm，最佳为250mm，通过往复移动将污泥排入排泥口。

卧式方形双向流气浮沉降罐2中刮泥器的设计制作：两排排泥口之间相距100mm～500mm，最佳距离为300mm，设置刮泥板，刮泥板成v字形，四周设置直线形刮泥板，通过往复移动将污泥排入排泥口。

本发明的有益效果：

1、沉降工艺中采取了2种沉降净化方式，加速了絮凝体颗粒的沉降分离与油的上浮分离，净化效果较现有的单一逆向流沉降工艺有了大幅度的提高。

本发明的原理是：污水来水先进入顺向流气浮沉降箱，通过持续气浮处理，絮凝体颗粒中的气泡、水滴、油被冲击脱出，絮凝体颗粒密度增大，提高了絮凝体颗粒的沉降速度，气浮携带油加速上浮，提高了油的分离效果；气浮处理后污水从斜管填料的上部进入，朝下运行，从斜管填料的下部流出，污水流动的方向与絮凝体颗粒下沉的运动方向相同，不会产生反向推力抵消絮凝体颗粒部分或全部的下沉力，而且有一个向下的推力，加速了絮凝体颗粒的沉降。经顺向流气浮沉降箱处理的污水，含有少量轻颗粒与油，再进入逆向流气浮沉降箱，污水从斜管填料的底部进入，朝上运行，从斜管填料的上部流出，流动的方向与轻颗粒上浮的方向、油滴上浮的方向相同，助力加速了轻颗粒与油的上浮速度，在污水进入到斜管填料的上部，气浮协同进一步上浮轻颗粒与油，从而达到高效的沉降与分离作用。

顺向流气浮沉降箱与逆向流气浮沉降箱的斜管填料表面积的优化，节约了成本，满足了最佳效果的要求。

2、刮泥器的设计，提高了沉降罐的利用空间；满足了及时排污而避免污泥对水质的二次污染，避免了人工排污生产停产的影响、节约了人工排污费用的支出，避免了人工排污存在的安全隐患。

3、气浮器的选择，气浮器气体流量的优化，使气浮能够最有效的去除絮凝体颗粒中的气泡、水滴、油，增加絮凝体颗粒密度的同时，不破碎絮凝体颗粒。

附图说明

图1是立式圆柱形双向流气浮沉降罐1的圆柱形罐体1a中顺向流气浮沉降箱1d，逆向流气浮沉降箱1e，储水箱1f的分布示意图。

图2是卧式方形双向流气浮沉降罐2的方形罐体2a中f顺向流气浮沉降箱2d，f逆向流气浮沉降箱2e，f储水箱2f的分布示意图。

图3是立式圆柱形双向流气浮沉降罐1的结构示意图。

图4是卧式方形双向流气浮沉降罐2的结构示意图。

图5是立式圆柱形双向流气浮沉降罐1底部排泥孔1k、刮泥器1m、密封1n与往复传动装置1q的结构示意图。

图6是卧式方形双向流气浮沉降罐2底部f排泥孔2g、f刮泥器2h、f密封2m与f往复传动装置2q的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细叙述。

参照图1、一种双向流气浮沉降罐，为立式圆柱形双向流气浮沉降罐1或卧式方形双向流气浮沉降罐2；

参照图3，所述的立式圆柱形双向流气浮沉降罐1包括圆柱形的罐体1a，罐体1a内通过第一隔板1b和第二隔板1c被依次分割为顺向流气浮沉降箱1d、逆向流气浮沉降箱1e以及储水箱1f；顺向流气浮沉降箱1d、逆向流气浮沉降箱1e底部连通不被第一隔板1b隔绝；

所述的顺向流气浮沉降箱1d的顶部设置a溢流排污槽1da，a溢流排污槽1da之下设置水分配器1db，水分配器1db与进水法兰1dc连接，进水法兰1dc与罐体外混合器1dd连接，罐体外混合器1dd与混合器1de连接，混合器1de的进口与现场污水来水提升泵连接；水分配器1db之下设置a气浮器1df，a气浮器1df之下设置顺向斜管填料1dh，顺向斜管填料1dh可以设置一层或多层；

所述的逆向流气浮沉降箱1e顶部设置b溢流排污槽1ea，b溢流排污槽1ea之下设置b气浮器1eb，气浮器1eb之下设置逆向斜管填料1ec；

a气浮器1df、b气浮器1eb通过三通1g与罐体外供气装置1h连接；

所述的储水箱1f的底部设置排泥管1fa，储水箱1f侧壁下部位从上到下依次设置有排油法兰1fc和出水法兰1fb，排油法兰1fc上设置挡板1fd，挡板1fd斜向下延伸至出水法兰1fb之下；

参照图5，罐体1a的底部设置排泥口1k，排泥口1k的附近设置刮泥器1m，刮泥器1m通过密封1n与往复传动装置1q连接，罐体1a中斜管之下设置人孔1r。

参照图2，所述的卧式方形双向流气浮沉降罐2包括方型罐体2a，方型罐体2a内通过f1隔板2b与f2隔板2c依次被分割为f顺向流气浮沉降箱2d、f逆向流气浮沉降箱2e和f储水箱2f；f顺向流气浮沉降箱2d、f逆向流气浮沉降箱2e底部连通不被f1隔板2b隔绝；

参照图4，所述的f顺向流气浮沉降箱2d的顶部设置f1溢流排污槽2da，f1溢流排污槽2da之下设置f水分配器2db，f水分配器2db与f进水法兰2dc连接，f进水法兰2dc与f罐体外混合器2dd连接，f罐体外混合器2dd与f混合器2de连接，f混合器2de与现场污水来水提升泵连接，f水分配器2db之下设置f1气浮器2df，f1气浮器2df之下设置f1斜管填料2dh，f1斜管填料2dh设置为一层或二层；

所述的f逆向流气浮沉降箱2e顶部设置f2溢流排污槽2ea，f2溢流排污槽2ea之下设置f2气浮器2eb，f2气浮器2eb之下设置f2斜管填料2ec，斜管填料2ec可以设置为一层或2层；

f顺向流气浮沉降箱2d与f逆向流气浮沉降箱2e中的斜管填料之下均设置f人孔2r；

f1气浮器2df、f2气浮器2eb通过f三通2k与f罐体外供气装置2q连接；

所述的f储水箱2f中设置f3出水管2fa,f3出水管2fa的进口延伸至f2隔板2c附近，f3出水管2fa的进口设置f3挡泥板2fb，f3挡泥板2fb焊接在f2隔板2c上，且斜向延伸至f3出水管2fa管上，在f3挡泥板2fb与f2隔板2c连接之处的下部设置排油管2fc；

参照图6，卧式方形双向流气浮沉降罐2的底部设置f排泥口2g，f排泥口2g的附近设置f刮泥器2h，f刮泥器2h通过f密封2m与f往复传动装置2n连接。

一种基于上述结构的双向流气浮沉降罐

1、斜管填料的规格与安装

斜管填料的管直径为80mm、50mm或35mm，最佳为35mm；斜管填料的高度与宽度均为1000mm，斜管填料的安装角度为60度。

2、斜管填料的用量

2.1、顺向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积

顺向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积与处理水量的关系根据式(1)进行计算：

s顺＝q×2.2(1)

式中s顺顺向流气浮沉降箱斜管填料的平面面积，m²

q污水处理量，m³/h

2.2、逆向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积

逆向流气浮沉降箱中斜管填料平面面积与处理水量的关系根据式(2)进行计算：

s逆＝q×1.2(2)

式中s逆逆向流气浮沉降箱斜管填料的平面面积，m²

q污水处理量，m³/h

3、储水箱体积

储水箱体积根据式(3)进行计算：

v储＝q×0.3(3)

式中v储储水箱体积m³

q污水处理量m³/h

4、立式圆柱形双向流气浮沉降罐1的圆柱形罐体1a的设计制作

4.1、圆柱形罐体1a的斜管填料体积与储水箱体积之和根据式(4)进行计算：

v斜储＝s顺×0.9+s逆×0.9+v储(4)

式中v斜储斜管填料体积与储水箱体积之和m³

4.2、圆柱形罐体1a的斜管填料之上空间高度

圆柱形罐体1a的斜管填料之上空间高度根据式(5)进行计算：

h上＝0.3+0.1×(n-1)(5)

式中h上圆柱形罐体1a的斜管填料之上空间高度，m

n圆柱形罐体1a中斜管填料层数(n≥2)

4.3、圆柱形罐体1a的斜管填料之下空间高度

圆柱形罐体1a的斜管填料之下空间高度设计0.4m(考虑维修人孔要求所需高度)。

4.4、圆柱形罐体1a的直径

圆柱形罐体1a的直径r需要满足道路运输要求，直径r≤2.5米，结合罐体加工的最低成本要求，直径r在2.0米～2.5米之间选择。

4.5、圆柱形罐体1a的高度

圆柱形罐体1a的高度根据式(6)进行计算

h＝h上+0.4+4×v斜储÷(3.14×r×r)(6)

式中h圆柱形罐体1a的高度，m

5、卧式方形双向流气浮沉降罐2的方形罐体2a的设计制作

按照运输要求，方形罐体2a的高度不大于2.6m，方形罐体2a的宽度不大于2.5m，方形罐体2a的长度满足市场上运输车的要求。

5.1、方形罐体2a中f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的宽度根据式(7)进行计算：

k顺＝k方－2.2×δ方(7)

式中k顺f顺向流气浮沉降箱2d中

斜管填料2dh的宽度m

k方方形罐体2a的罐体宽度m

δ方方形罐体2a的罐体壁厚m

5.2、方形罐体2a中f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的长度

方形罐体2a中f顺向流气浮沉降箱2d中斜管填料2dh的长度根据式(8)进行计算：

l顺＝s顺/(n×k顺)(8)

式中l顺f顺向流气浮沉降箱2d中

斜管填料2dh的长度m

n为斜管填料2dh的层数

5.3、方形罐体2a中f逆向流气浮沉降箱2e中f2斜管填料2ec的长度

方形罐体2a中f逆向流气浮沉降箱2e中f2斜管填料2ec的长度根据式(9)进行计算：

l顺＝s逆/(n×k顺)(9)

式中l逆f逆向流气浮沉降箱2e中

f2斜管填料2ec的长度，m

5.4、方形罐体2a的总高度

方形罐体2a的总高度根据式(10)进行计算

h＝h上+0.4+0.9×n(10)

式中h方形罐体2a的总高度m

n斜管填料层数(1或2)

6、a溢流排污槽1da与f1溢流排污槽2da的设计制作

溢流排污槽1da与溢流排污槽2da均设置在罐口100mm以下即可；

顺向流气浮沉降箱2d的每一个角设置排油出口，周边位置每隔1.5m～2m设置排油口；逆向流气浮沉降箱2e与储水箱2f的每一个角设置排油出口，周边位置每隔1.5m～2m设置排油口。

7、水分配器1db的设计制作

水分配器1db设置在罐的顶部，水分配器管的上部不高于罐体的顶部即可，均匀分布3根平行管，水分配器的出水口在水分配器管的底部，随离进水口的距离逐步加大出水口的口径，出水口均匀分布，出水口的总面积不小于污水提升泵进口面积的4倍。

8、f水分配器2db的设计制作

f水分配器2db设置在罐的顶部，水分配器管的上部不高于罐体的顶部即可，均匀分布3根平行管，长度与箱体长度相同，每一根管的内径不小于污水提升泵进口内径，水分配器管的出水口在水分配器管的底部，随离进水口的距离逐步加大出水口的口径，出水口均匀分布，出水口的总面积不小于污水提升泵进口面积的4倍。

9、罐体外混合器1dd与f罐体外混合器2dd的设计制作

混合器1dd与f罐体外混合器2dd均选择组装折叠式u形混合器，流速设计为0.28m/s～0.32m/s之间，流体介质经过时间为30s～35s。

10、混合器1de与f混合器2de的设计制作

混合器1de与f混合器2de均选择组装折叠式u形混合器，流速设计为0.48m/s～0.52m/s之间，流体介质经过时间为30s～35s。

无机净化处理剂在混合器1dd与f罐体外混合器2dd进口加入，有机净化处理剂在混合器1de与f混合器2de进口加入。

11、气浮器位置的设计制作

气浮器设置在斜管填料的上部50mm～80mm之间。

12、气浮器选型设计制作

气浮器选择单孔式曝气器、管式微孔曝气器、盘式微孔曝气器、旋混式曝气器、散流式曝气器、刚玉式曝气器、板式曝气器中的一种，最佳的为旋混式曝气器。

13、气浮器的直径与设置个数的设计制作

旋混式曝气器的直径设计为120mm～200mm，最佳为150mm；

旋混式曝气器的个数按照每平方米设置3个～36个，最佳为9个，均匀分布。

14、气浮器供气流量的设计

顺向流气浮沉降箱中的气浮器供气流量设计为0.1m³/个.h～0.65m³/个.h，最佳供气流量为0.5m³/个.h；

逆向流气浮沉降箱中的气浮器供气流量设计为0.1m³/个.h～0.65m³/个.h，最佳供气流量为0.2m³/个.h。

设计的供气装置满足上述供气流量要求即可。

15、刮泥器的设计制作

立式圆柱形双向流气浮沉降罐1中刮泥器的设计制作：刮泥板的曲率与罐体的曲率相同，每一个刮泥板之间的距离相距100mm～300mm，最佳为200mm，在罐底对称分布，排泥口配合设置以罐底中心为基础，相距100mm～400mm，最佳为250mm，通过往复移动将污泥排入排泥口。

卧式方形双向流气浮沉降罐2中刮泥器的设计制作：两排排泥口之间相距100mm～500mm，最佳距离为300mm，设置刮泥板，刮泥板成v字形，四周设置直线形刮泥板，通过往复移动将污泥排入排泥口。

刮泥器有3个方面的优点：一是解决了随着设备运行时间的延长，污泥堆积导致设备污水处理效果降低，二是增加了沉降罐的有效容积，降低了沉降罐的制作成本，三是避免了停产清理污水对生产的影响与清泥成本的增加。

本发明的工作原理是：未处理的污水先通过双向流气浮沉降罐的顺向流气浮斜管沉降箱，再经过双向流气浮沉降罐的逆向流气浮斜管沉降箱，然后进入储水箱，经过提升泵进入过滤系统，过滤后进入注水罐。

下面对各个部件在工作中起到的作用做详细叙述。

1、顺向流气浮沉降箱的中气浮器的作用

污水加药后，净化处理剂在污水中水解，吸附污水中的悬浮物并聚集，产生一定体积的絮凝体颗粒，部分的絮凝体颗粒漂浮在污水中，处于不浮不沉的状态，这些絮凝体颗粒进入到过滤罐前的提升泵，被提升泵的泵叶剪切后产生更多更小的微颗粒，一方面加重了过滤罐的过滤负担，降低过滤罐过滤效率，另一方面产生的更多微小颗粒过滤罐无法截留而进入到滤后水质，导致水质悬浮物与油含量均超标。通过实验与现场试验反映：加药后净化处理剂在污水中水解，吸附污水中的悬浮物并聚集，在这个过程中，产生的絮凝体颗粒吸附与包裹了一定量的微小气泡，包裹了水滴，导致絮凝体颗粒的密度降低，形成了大量与污水密度相同的颗粒，最大颗粒体积能够达到2mm以上，出现不浮不沉现象。

顺向流气浮沉降箱上部设计气浮器，一是通过气浮的冲刷与吸附释放了污水中絮凝体吸附与包裹的微小气泡、微小水滴、微量油，新的絮凝体密度增大，絮凝体沉降速度加快。二是气浮能够携带微小的油颗粒加速上浮，提高了油的去除率。

2、顺向流气浮沉降箱的沉降作用

顺向流气浮沉降箱中污水的流向是往下的，而悬浮物的沉降也是往下的，其悬浮物沉降的方向与流体介质的流动方向相同，不但消除了逆流对颗粒产生的上冲击力，而且顺向流将颗粒有下压至斜管底表面的作用，悬浮物的沉降速度大幅度加快，对颗粒特别是微颗粒的沉降去除起到了更加有效的作用。

3、逆向流气浮沉降箱的沉降作用

一是进一步沉降悬浮物，二是利用逆向流分离剩余的油与上浮的轻颗粒，因为逆向流流体介质的流向与油滴的上浮、轻颗粒的上浮方向相同。

4、逆向流气浮沉降箱的中气浮器的作用

利用气浮将分离的油滴吸附于微小气泡上，轻颗粒吸附于微小气泡上，加速油滴于轻颗粒的上浮速度，更有效的将油滴于轻颗粒漂浮至污水表面。

5、顺向流气浮沉降箱的斜管填料表面积：逆向流气浮沉降箱的斜管填料表面积＝2.2：1.2，充分的利用了顺向流气浮沉降箱沉降分离悬浮颗粒，部分剩余颗粒由逆向流气浮沉降箱承当并利用逆向流沉降箱的特点分离油滴于轻颗粒，其各自的斜管表面积为能够有效沉降悬浮物与分离油的最佳值，达到了因设计尺寸过大造成的不必要浪费，设计尺寸过小达不到要求的效果。

6、刮泥器的设计：目前在污水沉降罐中，针对污泥的排出采用的方法均是依靠污泥的自重通过管孔流出，但污泥在形成的过程会发生板结，半年到一年后罐底会出现大量的污泥堆积，需要定期停产人工清除污泥(污泥沉积的过多，会影响水质)，清理污泥出现过人员中毒伤亡现象，而刮泥器的设计，通过定期操作刮泥器可以适时将所有污泥排出，节约了人工清除污泥的费用，同时适时的防止了污泥堆积对水质的影响，安全、环保、节约、方便。

7、气浮器采用旋混式曝气器，其产生的气泡较膜片式微孔曝气器、管式微孔曝气器等的气泡更小，对絮凝体颗粒吸附与包裹的气泡与水滴、油去除效果更佳，对油的浮选效果更好。气浮器的气体流量的优化，使其在有效去除絮凝体颗粒中气泡、油、水滴的情况下，增大絮凝体颗粒密度而不破碎絮凝体颗粒。