专利名称：从液体中分离悬浮物质的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过浮选法(去压)从充气反应器的液体中分离悬浮物质的方法。
此外本发明涉及一种实施上述方法的装置。
已知可通过沉积法分离出从活化阶段排出的废水中的固体物质。然而在许多情况下，沉积操作易受干扰，特别是当沉积过程由于在活化污物和水之间过小的浓度差会进行得太慢时。在许多活化设备中小气泡会对沉积过程产生干扰，该小气泡是和污物一水混合物一起从活化阶段载送到二次澄清中的，或者通过由于气体过饱和而放气或通过二次澄清池中的生化反应生成。
相对于沉积方法的另一方法，从污物—水混合物中浮选固体法是为人所知的。区分为两种浮选方法，即充气浮选和去压浮选。
在充气浮选中，气体以气泡的形式充入到浮选设备的接触区和混合区的污物—水混合物中，通常气泡直径是200—1000μm。气泡沉积在污物屑上并把污物屑吸到表面上。借助拉削装置，除去污物。充气浮选在活化污物过程中出现了问题，因为充气时得到的气泡尺寸相对于污物屑太大。这些相当大的气泡只能部分地吸附到污物屑上。这可通过加入有机絮凝剂而消除，却大大提高了工艺成本。
通过去压浮选可得到一很好的气泡分布(小气泡)。本方法中，气泡可通过把在高压下(4—6bar)用空气饱和的液体减压产生并且这样气泡会均匀地分散在污物—水混合物中。在去压浮选中，通常称为减去压力浮选，同样划分为两种方法，即用全流充气的去压浮选法和用部分流充气的去压浮选法。
在用全流充气的去压浮选法中，从活化槽中吸取的污物—水混合物在压强0.5—6bar下用空气饱和并接着在浮选池前面去压。本方法的缺点除了用于空气饱和的操作费用高外，一方面是活化污物易对设备造成堵塞，另一方面是活化污物屑易散开。
在用部分流充气的去压浮选法中，新鲜水或部分流动的净化水在压强4—6bar下用空气进行饱和，和污物—水混合物混合并在浮选设备的接触区或混合区去压。用这种加以变化的方法产生加压水的成本也很高。对1m3污物—水混合物来说，在这种设备中需要达到1m3的加压水。
因此本发明的任务是找出一种方法，能利用去压浮选法的优点，但大大减小了浮选所需的能量。
用开始所述的方法可解决本任务，其中吸取的用于浮选的悬浮液以流速＜0.3m.s-1逆着气泡自然上升的方向引入，这时再对悬浮液充气，吸取充气设备的底部的气体处理过的悬浮液并进行浮选。
通过引入空气，加压水或微气泡和水的混合物能对悬浮液充气。气体处理过的悬浮液在引入到浮选中以前进一步充气。
在实施本方法的设备中，高与直径的细长比(H/D)＞1，优选3＜H/D＜30的溢流反应器可装在液体深度为5—30m的充气反应器中。
溢流反应器显然可同样地装在充气反应器和浮选装置之间以及浮选装置自身内。
本发明方法的优点主要是用最小的能耗可大大增加气体在污物—水混合物中，即在悬浮液中的含量。此外本方法能够通过改变添加的气体的量影响悬浮液中的二氧化碳的浓度。
本发明在下面参照实施例进行详细描述。在所有实施例中，固体在净化水中的含量的结果定为≤30mg/l和污物升高速度≥15m/h。实施例1在间断浮选实验中，从活化空间高度为3.8m的污物—水净化设备中吸取8l的pH为6.8，温度为20℃和生物体浓度是4g/l的污物—水混合物并用已知的方法与加压水(5bar过压)混合。在加入3.5l加压水(44.0％重量)时得到要求的污物升高速度≥15m/h和在净化水中的固体浓度≤30mg/l。实施例2在间断浮选实验中，从活化空间高度为10m的污水净化设备的底部吸取8l的pH为6.8，温度为20℃和生物体浓度是4g/l的污物—水混合物。对该固体的浮选来说，按照已知方法要求2.7l在5bar时的加压水(35％重量)以得到在污物升度速度≥15m/h时所要求的固体在清流中的浓度≤30mg/l。
如果活化污物/水混合物根据本发明方法逆着气泡上升方向被引入通过细长比H/D＝5的设备(溢流塔)，充入空气0.6l，对该固体的间断浮选仅要求1.7l在5bar的加压水(22％重量)。这意谓着对同样的结果仅需要上述加压水的60％。实施例3在连续操作生物污水净化设备中，有一个10m高的活性槽和一个表面积为10m2的浮选池，固体含量是4kg干物质/m3的40m3/h污物—水混合物从活化槽中引入并送到浮选池。
为了对生物体(≤30mg/l净化水)和水进行充分分离，每小时把14m3在5bar的加压水根据已知方法引到污物—水混合物中。净化水中的固体浓度是24mg/l并且这样低于所定标准。
如果把从活化槽吸取的污物—水混合物根据本发明方法逆着气泡上升的方向引入通过高为9m和直径为0.4m，即细长比H/D＝22.5的设备并且每小时充入1m3(S.T.P)空气，则为达到在净化水中16mg/l的固体含量仅需要8m3/h的加压水。实施例4从一个具有综合溢流塔的20m高的充气反应器中在支流连续吸取10m3/h污物—水混合物并引入到净化面积为2m2的浮选池。生物体浓度是3g/l。为了把活化污物分离到净化水中的固体浓度＜30mg/l的标准以内，把1.5m3/h 5bar的加压水送到浮选池，得到浓度＜20mg/l。
图形示意表示了在例实施中的本发明装置。在充气反应器(活化槽)1中，有污水输送管道2和气体输送管道3，并装有一个溢流反应器4。箭头5表示污物—水混合物的方向，箭头6表示为了对污物—水混合物附加充气而输送的空气。浮选池7(未标去压装置)装在充气反应器1后面。在该实施例中，用于制备加压水和把加压水加到污物—水混合物中的装置8装在活化槽1和浮选池7之间的连接管道9上。10表示清水流。
根据本发明方法，污物—水混合物经过溢流反应器4输送到浮选池7，气体被同时通过空气输送6充入。污物—水混合物进入溢流反应器4中的流动是逆着气泡自然上升的方向，流速是在范围0.01—0.3m/s，优选0.05—0.2m/s。
权利要求
1.通过浮选法(去压)从充气反应器中的液体中分离悬浮物质的方法，包括把用于浮选而吸取的悬浮液以流速≤0.3m/s逆着气泡自然上升的方向导入，这时再对悬浮液充气，吸取充气装置底部的气体处理过的悬浮液并进行浮选。
2.根据权利要求1的方法，其中通过导入空气，加压水或微气泡和水形成的混合物使悬浮液充气。
3.根据权利要求1或2的方法，其中空气处理过的悬浮液在进行浮选以前进一步充气。
4.实施根据权利要求1的方法的装置，其中高度与直径的细长比(H/D)＞1，优选3＜H/D≤30的溢流反应器被装在液体深度为5—30m的充气反应器中。
全文摘要
本发明涉及一种通过浮选法(去压)从充气反应器(1)中的液体中分离悬浮物质的方法。以流速≤0.3m/s把用于浮选所吸取的悬浮液逆着气泡自然上升的方向引入，这样再对悬浮液充气。在充气装置(1)的底部吸取气体处理过的悬浮液并转入浮选阶段(7)。
文档编号B03D1/26GK1126958SQ95190287
公开日1996年7月17日 申请日期1995年3月28日 优先权日1994年4月11日
发明者H·贝努特, G·马勒, F·佐恩 申请人:赫彻斯特股份公司