一种共聚浮沉池及净水方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种共聚浮沉池及净水方法，属于水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]目前水库水源污染问题日益突出，其中藻污染尤为严重。目前水库水易呈现夏季多藻，冬季低温低浊的特性，夏季雨季呈现高浊特性。随着水源富营养化程度逐年加剧，藻类繁殖日益严峻，尤其在温度变化较大的春秋两季，藻类爆发现象时有发生，对水厂的运行和供水安全造成一定威胁。藻类的密度小，传统的混凝、沉淀、过滤工艺很难将其有效去除，带来滤池堵塞、反冲洗周期变短、处理成本增加、出水水质变差等一系列问题，某些藻类在一定的环境下还会产生藻毒素，对供水安全造成威胁。
[0003]传统气浮工艺作为一种高效、快速的固液分离技术在水处理领域得到推广，目前已较广泛地应用于低温、低浊及富藻水体的净化处理。但传统气浮技术采用溶气水一次回流的方式，即原水经过充分混凝后回流溶气水，回流溶气水产生的微气泡并不参与颗粒混凝过程，微气泡与脱稳颗粒碰撞粘附，微气泡与颗粒碰撞接触滞后、接触时间短，相当于微气泡与絮体的二次絮凝，絮凝过程较长，且净水过程中不能充分发挥微气泡与絮体的共聚作用，微气泡与絮体的粘附效率不高，微气泡有效利用率低。
[0004]溶气气浮工艺中，微气泡与絮体颗粒在水中粘附过程及粘附结合机理主要遵循碰撞粘附机理，微气泡与絮体颗粒之间的碰撞粘附过程分解为三个子过程:(I)碰撞过程，即两者间距逐步缩小至相遇的过程；(2)粘附，即两者之间液膜厚度变薄至破裂，最终形成稳定的三相接触角的过程;(3)脱附，即泡絮结合体的再分离，如果剪切动能(或其他形式的扰动能量)超过粘附能，微气泡、颗粒便会再次分离。传统溶气气浮工艺中加压溶气水的实际消耗量远远高于根据水中固体颗粒浓度确定的加压溶气水的理论消耗量。因此，传统溶气气浮工艺在接触室构造、水流特征、泡絮粘附方式等方面还有很大的优化空间，可以进一步提尚泡絮粘附效率。
[0005]传统溶气气浮工艺单设一级接触室，微气泡与颗粒在接触室中同向流动完成碰撞与粘附过程，微气泡与悬浮物的接触时间短，造成接触区泡絮体粘附效率低、捕集效果差、泡絮体粘附不稳定等问题，净水效果不理想。传统的微气泡-颗粒粘附行为发生在胶体颗粒脱稳凝聚后，此过程往往在絮体颗粒混凝过程完成后，此时胶体颗粒已经脱稳凝聚，形成相对较大的絮体，絮体再次与通入的微气泡发生二次粘附行为。传统碰撞粘附后的泡絮体往往絮体更加松散，在上浮过程中，容易受到水流阻力的干扰，使得微气泡-颗粒发生脱附。理想的碰撞粘附过程发生在胶体颗粒刚刚脱稳尚未凝聚过程时，通入微气泡，微气泡与刚脱稳颗粒相互粘附，此时形成的泡絮体，微气泡往往在泡絮体内部，然后气微泡-颗粒共聚并大形成更大的泡絮体，此时形成的泡絮体含气量大，形成的泡絮体更加结实，微气泡脱附更加稳定，这种作用称为共聚作用，微气泡直接参与凝聚过程并与絮粒共聚并大，称之为“共聚气浮”。共聚过程中微气泡参与絮体的凝聚反应过程，絮体在微气泡的生成过程中充当了“核”的作用，形成絮体-微气泡-颗粒复合的共聚体，显著提高了微气泡与絮体的碰撞粘附效率，增强了泡絮体的稳定性，共聚形成的浮渣在上浮过程中不易受到水流阻力的影响而发生脱附。因此，共聚气浮与常规气浮工艺具有显著区别，常规气浮是仅把反应完善、絮粒已结大、微气泡主要粘附在絮粒周围。因此共聚气浮具有夹气絮粒的稳定性好、受水力负荷影响小、絮凝混合反应时间短、混凝剂投药量少等优点。在气浮运行过程中，在混凝-气浮过程中创造实现共聚气浮良好条件，强化微气泡与絮粒共聚作用，将有重要的意义。
【发明内容】
[0006]本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种共聚浮沉池及净水方法，该共聚浮沉池将回流高压溶气水分三次投加，与絮凝工艺有机组合在一起，创造微气泡与絮体共聚环境，微气泡粘附在絮粒中间，微气泡参与凝聚过程发挥共同凝聚作用，同时微气泡嵌在絮粒中间不易脱附，形成的泡絮体稳定不易分离，解决了传统溶气气浮工艺对颗粒粘附效率低、捕集效果不理想、泡絮体粘附不稳定等问题，使得混凝、气浮、沉淀工艺有机结合并一体化，应对高藻、低浊以及突发高浊等水库水质具有突出优势。
[0007 ]本发明克服其技术问题所采用的技术方案是:
一种共聚浮沉池，包括:
用于实现絮体和微气泡混凝和共聚的多通道折板共聚絮凝池；
连接于多通道折板共聚絮凝池后端的浮沉池，以实现泡絮体与水流的分离、将不能气浮的沉降性絮凝体沉淀；以及，
与浮沉池的出水端相连接的溶气系统，所述溶气系统与多通道折板共聚絮凝池和浮沉池相连接为多通道折板共聚絮凝池和浮沉池提供回流高压溶气水。
[0008]根据本发明优选的，所述多通道折板共聚絮凝池包括沿水流方向依次连接的异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池，异波折板共聚絮凝池的前端上方设置有进水管以及设置于进水管和异波折板共聚絮凝池之间盛放混凝剂的加药管，平板折板共聚絮凝池的底部设置有排泥管，所述异波折板共聚絮凝池与同波折板共聚絮凝池之间、同波折板共聚絮凝池与平板折板共聚絮凝池之间均通过隔板I隔开，异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池内也分别通过隔板I隔成若干个隔断，多通道折板共聚絮凝池内所有隔板I自前往后依次交替设置于多通道折板共聚絮凝池的顶部和底部，设置于顶部的隔板I与多通道折板共聚絮凝池的底部之间留有空隙、设置于底部的隔板I与多通道折板共聚絮凝池的顶部之间留有空隙以使得所有隔断之间水流上下交替往后流动；异波折板共聚絮凝池的每个隔断内分别装填有若干个异波折板，同波折板共聚絮凝池的每个隔断内分别装填有若干个同波折板，平板折板共聚絮凝池的每个隔断内分别装填有若干个平板折板。
[0009]根据本发明优选的，所述异波折板、同波折板和平板折板均为竖直排列，异波折板和同波折板的折板夹角均为120°、折板波高均为0.3m。
[0010]根据本发明优选的，所述浮沉池包括沿水流方向依次连接的回流型气浮池和斜板沉淀池，回流型气浮池与斜板沉淀池之间通过隔板Π隔开且隔板Π与浮沉池的顶部和底部之间均留有空隙；所述回流型气浮池包括同向接触区、气浮分离区、设置于气浮分离区上方水面上的刮渣机以及位于刮渣机后方的浮渣槽，隔板Π的顶端低于浮渣槽的槽口且隔板Π的顶端与浮渣槽的槽口之间设置一斜板，同向接触区与气浮分离区之间通过设置于回流型气浮池底部的隔墙隔开，隔墙的上端与回流型气浮池的顶部之间留有空隙使得水流通过，气浮分离区内设置有一端固定于隔板π上的倾斜回流导流板，隔墙的下方且与回流导流板的延长线交界处设置有回流孔。
[0011]根据本发明优选的，所述溶气系统包括回流管以及从右向左依次设置于回流管上的回流水栗、溶气罐和若干个溶气释放器，溶气罐通过空压机提供压缩空气。
[0012]根据本发明优选的，所述溶气释放器为3个，分别为设置于同波折板共聚絮凝池底部的溶气释放器1、设置于平板折板共聚絮凝池底部的溶气释放器Π和设置于同向接触区底部的溶气释放器m，所述溶气释放器I和溶气释放器π分别设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断底部，溶气释放器m的释放口位于回流孔的中上部。
[0013]—种利用上述共聚浮沉池的净水方法，包括步骤如下:
51、经过投加混凝剂后的原水由进水管进入多通道折板共聚絮凝池，水流依次流经异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池；
52、当原水为高藻水质或低浊水质时，执行步骤S3，所述高藻水质时，含藻量为16个/L-1O8个/L、浊度为5-20NTU，所述低浊水质时，含藻量为14个/L-1O6个/L、浊度为2-5NTU;当原水为高浊水质时，直接执行步骤S4，所述高浊水质时，含藻量为16个/L-1O7个/L、浊度为80-100NTU；
53、开启溶气系统为同波折板共聚絮凝池、平板折板共聚絮凝池和回流型气浮池提供回流高压溶气水，所述同波折板共聚絮凝池