专利名称：用于通过在浮选池中注入氧从水流中除去污染物的方法
用于通过在浮选池中注入氧从水流中除去污染物的方法本公开针对:在从水流除去污染物和悬浮的有机物的过程中溶解在水中的氧向浮选池的注入，所述水流由倾倒在其中的未处理的污水或由雨水携带和/或存在于水处理设施中和/或下水道处理设施中的废弃物污染，取决于需要所述氧的注入通过给出50%至95%的范围内的高水平氧浓度的浮选设施的方式进行。众所周知的是，在大城市中心的水流具有高变质率，它影响环绕这样的大城市中心的周围环境，并且延续至位于大城市中心下游的长范围的水流。该现象源于产生并恶化卫生问题的形成、发展和人口统计学增长，这些问题在小城市中心通过使用单独的系统或甚至小型集中处理系统能够简单得多地解决。然而，在巨大人口密度的中心，不能采用为单独的系统所给出的解决方案，因为城市营业用地面积的可得性和卫生存放能力相对于由液体和固体废弃物产生的负担而言是不足的。直接排入水流中的这种废弃物和废水的过量卫生积累不允许通常所说的自净化现象的出现，从而将大城市中心内的河流、湖泊和水库变成巨大的下水道。为了改善受这些问题影响的居民的卫生经济和社会状况的目的，本申请开发了一种系统，通过除去水流自身中存在的污染物，已经使以下成为可能:消除涉及美感的令人不快的方面以及坏气味；开发用于未来再利用的水源；实施和发展工业；使用大城市水流作为休闲和运动区域；以及保护自然水源不被严重污染并将其保持为完全可用的状态。所开发的系统不能满足污水收集、移除和处理的需要，但是使得将排入水流中的废弃物保持并移动至处理站成为可能，从而防止了其在缺少有效的废物收集网络的区域中的变质。本申请所开发和使用的系统包括日期为07/11/1997的专利PI9702430-9的用于除去水流对象中存在的污染物和/或导致污染的物质的过程，所述过程包括:对所要处理的水流段施用絮凝或凝结物质；在所述水流段的下游沿所述水流建立絮凝池以使得悬浮粒子可以聚集，从而产生更大的薄片。氧的注入包括:使位于所述水流段下游的具有更高尺寸和密度的所述聚集的粒子经受至少一个溶解和注入氧的步骤，所述氧来自浓缩设施，之后通过加压混合器将所述氧引导至溶解设施，从而形成注入至所述水流段的水/氧混合物，导致所述聚集的粒子漂浮；在所述注入的下游沿所述水流段建立浮选池，使得漂浮的物质可以团聚，将在所述水流下游的表面和岸边上存在的所述漂浮和团聚的物质通过撇除所述水流的表面而除去。尽管可以令人满意地实施作为水流浮选方法已知的该方法，但是，需要使巨大体积的处理后的水回流至在水流上限定浮选池并通过溶解进行空气注入的地点上游。所述处理后的水的回流需要以高比例进行，因此增加了运行成本，以及用于进行回流的设备和安装的成本。已知，当仅使用具有约78%氮和21%氧的浓度的环境空气时，注入的效率取决于氧部分的溶液化，而其在水中比氮更多地溶解，是其2.5倍。因此，本发明的一个目的是，提供一种在除去水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施中存在的污染物以及悬浮的有机物的过程中，溶于回流的水中的浓缩的或与大气的空气混合的纯氧向浮选池的注入，其中，作为水中更高的氧的溶解的作用，促使水回流水流出量降低了 70% _80%，并通过混合器促使更有效的水/氧混合，从而降低了用于完成和运行它的过程和设备成本，从而在整个过程中降低了约70 %的电能消耗。本发明的另一个目的是提供一种在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物质的过程中溶解在水中的氧向浮选池的注入，所述氧的注入不需要用于为向其中注入水/氧混合物的浮选池建立用于处理后的水的回流部分的复杂回路的任何工作。本发明的另一个目的是以低实施成本提供一种在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中氧向浮选池中的注入，以使得可以使它适合任何类型的水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施。本发明的另一个目的还在于提供一种在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中氧向浮选池中的注入，所述氧的注入使得可以获得水中溶解的污染物的移除上的明显增加，所述污染物在大量氧的存在下被氧化并且变成氧化物形式的颗粒物并且通过浮选被除去。本发明的另一个目的是提供一种在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中氧向浮选池中的注入，所述氧的注入的实施简单快捷，仅需要对沿水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施的安装位置进行很小的改装。本发明的另一个目的是进行一种在除去水流中的污染物和悬浮的有机物质的过程中臭氧向浮选池的注入，所述臭氧的注入使得可以通过将在过程中生成的氧转化为臭氧及其随后在水中的溶解将处理过的污水消毒。本发明的另一个目的是提供一种在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中氧和基本上纯净的臭氧向浮选池的注入，其促使在大量的氧并且特别是基本上纯净的臭氧的存在下氨型氮的移除通过其氧化而明显增加。本发明的另一个目的是提供一种在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中浮选池中的氧的注入，所述氧的注入促使在表现处理后的污水的水质和排出和/或排放标准的所有其它污染物的移除上的明显增加。本发明的另一个目的是提供一种在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中浮选池中的氧的注入，所述氧的注入使得可以向所述浮选设施的上游和/或下游的任何水流段中注入氧，以便通过颗粒氧化物的形成将污染物氧化并随后将其最终移除，从而也使得可以沿水流保持适当的氧溶解水平。本发明的这些和其它目的和益处是通过以下方式实现的:在除去水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中氧向浮选池中的注入，所述过程是包括以下步骤的类型:通过彼此快速混合将絮凝剂或凝结剂(I)施用至所要处理的水流段；在所述水流段的下游沿所述水流建立絮凝池以使得悬浮的粒子可以聚集，从而产生更大的薄片。该氧的注入包括:使位于所述水流段下游的具有更高尺寸和密度的所述聚集的粒子经受至少一个溶解和注入氧的步骤，所述氧来自浓缩设施，之后通过加压混合器将所述氧引导至溶解设施，从而形成注入至所述水流的段的水/氧混合物，导致所述聚集的粒子漂浮 ；在所述注入的下游沿所述水流段建立浮选池，使得漂浮的物质可以团聚，将在所述水流下游的表面和岸边上存在的所述漂浮和团聚的物质通过撇除所述水流的表面而除去。
已知在污水的处理中氧的重要性与有机物和其它物质的氧化有关，因此将其用于污水的处理是非常有益的，提供了重要的水质参数如DB0、氮和磷等的额外降低。然而，纯氧或高度浓缩的氧的制备曾意味着高成本，最近，与之相反，目前出现了可以极大地降低成本的用于浓缩氧的新方法。应当强调，这种新方法基于氧是大气空气中主要存在的气体之一这一知识。为了完成这种在除去水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中溶解在水中的氧向浮选池的注入，需要一种氧源，其可以被定义为储氧器，也称为氧气瓶，或者定义为配备有使用压力变化或真空的浓缩设施的方法。通过使用利用压力变化的浓缩设施的方法的氧的制备通过制氧设施实现，所述制氧设施使得能够通过使用分子筛从环境空气以约95%的浓度分离氧。制备氧的另一种方法是对分子筛施加真空的方法。从而，通过简单地将环境空气注入至浓缩机中，随着激活真空泵以提供分子筛的再生和所吸附的组分的吹扫，可以获得纯氧或高纯氧。尽管比使用压力变化的方法更加昂贵，该解决方案可以用于更大的设备中。因此，通过向包括除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物质的过程的浮选阶段注入浓缩的或是与大气空气混合的纯氧，提供了一种明显高效的回收废水的方法，因为将用于产生浓缩氧的设备设置于沿水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施的浮选池附近，从而使得可以使用在浓缩氧的过程中制备的全部氧。下面将为了示例的目的不带有任何限制地参考附图描述本发明，其中:
图1示意性地表示在不带有氧注入设施的情况下对水流段进行的除去污染物的过程；并且图2示意性地表示结合有与至少一个空气/氧溶解设施连接的至少一个氧浓缩设施的对水流段进行的除去污染 物的过程。根据图2，本发明的对象，即在除去水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中氧向浮选池中的注入，是通过包括以下步骤的方法进行的:对所要处理的水流段施用絮凝剂或凝结剂I ;在所述水流段下游沿所述水流建立絮凝池，以使得悬浮的粒子可以聚集，从而产生更大的薄片；对所述更大的凝结粒子部分地阻塞的所述水流段的下游进行至少一个注入氧的步骤，所述氧来自位于所述浮选池附近的氧产生设施5，通过使用全部体积的所产生的浓缩氧促成所述团聚的粒子的浮选；漂浮在表面的物质在所述池的下游发生团聚，所述团聚进一步进行并且集中在水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施的岸边上的限定区域上，在此处将其移除并且引导至漂浮物入口和压制设备。为了完成本方法的第一步，施用絮凝物质I。通过加入可以有助于凝聚水的凝聚化学品1，首先进行悬浮的有机物的移除。在一定时间之后，这种产物提供了悬浮粒子的聚集，从而形成更大更密的薄片，这限定了所述水流段下游的絮凝池。在絮凝步骤之后，通过安装用于浓缩纯氧、浓缩氧或与大气空气混合的氧的设备5，使所述氧溶解在处理过的水中并且排入至水流中，从而使得可以在移除水流中存在的污染物和悬浮的有机物的方法中向浮选池注入氧，其中，高效聚集的粒子漂浮并被输送至表面。本文提出的方法基本上包括:用于泵送和循环处理过的水的单元2 ;水/氧混合器3 ;空气压缩机4 ;氧浓缩设施5，依赖于用于产生氧所使用的系统，所述氧浓缩设施5包括分子筛、压力变化器或真空泵。要注入氧的水的流出量是其中需要环境空气的溶解用于在来自水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施的处理过的水中的氧化和氧的饱和的原始再循环流出量的20% -30%。因此，应当调整设备的大小以便满足本方法施加的要求，从而提供在再循环流出量上的重要减少，并且因此减少投资和运行成本。为了对系统供给所需的水，应当以足以获得最佳剂量的氧混合物的流出量使用设置有抽水和复位泵的设备，以使得与到目前为止用于浮选中微泡的注入所使用的包括环境空气混合的解决方案比较，该解决方案是充分地更加廉价和便宜的。将氧-水混合物3弓丨导至设置有扩散器的管中，所述管横向安装在整个水道底部，从而使得溶解的氧排出并均匀地散布在水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施上。这种混合物含有附着至聚集的粒子上的氧微泡，从而增加它的推力，使得可以进行浮选过程，以使得氧向所处理的水的传输最大化。应当强调，可以通过将由在氧制备设备5中的过程产生的氧转化制备臭氧，将所述臭氧单独地或与氧一起在移除水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中注入至浮选池，以便也消毒处理过的污水并且通过氧化提供氨型氮的移除上明显的增加。在此阶段之后，通过安装在距离该过程开始处预定距离的漂浮栅栏进行漂浮在水道上的物质的截留，从而允许全部漂浮的泥浆在到达所述栅栏时移动至表面，从而使得可以捕获所有的漂浮物。用这种通过用氧浮选的方式 除去水流中的污染物的方法，在水流的初始处理上，以及在这种水流，主要是接收残渣和隐秘的下水管线的那些水流的保持上，获得了出色的结果；并且，作为通过本文公开的方法处理的水中溶解的氧水平的明显增加的作用，也提供了已经经过初始污染物移除处理的水流的周期性和预防性处理上极其有益的效果，使已经由城市中心恶劣影响的水流获得新生。
权利要求
1.在从水流和/或水处理设施和/或下水道处理设施除去污染物的过程中氧向浮选池中的注入，所述过程是包括以下步骤的类型:通过快速混合将絮凝剂或凝结剂(I)施用至所要处理的水流段；在所述水流段的下游沿所述水流建立絮凝池以使得悬浮的粒子可以聚集，从而产生更大的薄片；其特征在于:所述氧的注入包括:使位于所述水流段下游的具有更大尺寸和密度的所述聚集的粒子经受至少一个溶解和注入氧的步骤，所述氧来自浓缩设施(5)，之后通过加压混合器(3)将所述氧引导至溶解设施，从而形成注入至所述水流的段(6)的水/氧混合物，导致所述聚集的粒子漂浮；在所述注入的下游沿所述水流段建立浮选池，使得漂浮的物质可以团聚，将在所述水流下游的表面和岸边上存在的所述漂浮和团聚的物质通过撇除所述水流的表面而除去。
2.根据权利要 求1所述的在从水流除去污染物的过程中氧向浮选池中的注入，其特征在于，所述氧的注入包括至少一个注入来自位于所述浮选池附近的氧生成设施(5)的氧，通过使用全部体积的所生成的氧促成所述聚集的粒子的浮选的步骤。
3.根据权利要求1所述的在从水流除去污染物的过程中氧向浮选池中的注入，其特征在于，所述氧的注入包括至少一个设施(5)，所述设施(5)用于将纯氧、浓缩氧或与大气空气混合的氧浓缩，之后对其进行在回收水中的溶解并且之后排入至水流中，从而使得可以在除去水流中的污染物的过程中将氧注入浮选池，其中，高效聚集的粒子漂浮并被输送至表面。
4.根据权利要求1所述的在从水流除去污染物的过程中氧向浮选池中的注入，其特征在于，所述氧的注入的过程基本上包括:用于泵送和循环处理过的水的单元(2);水/氧混合器(3);空气压缩机(4);氧浓缩设施(5)，取决于用于生成氧的系统，所述氧浓缩设施(5)包括分子筛、压力变换器或真空泵。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的在从水流除去污染物的过程中氧向浮选池中的注入，其特征在于，需要注入氧的水的流出量是其中需要环境空气的溶解用于水流中的氧化和饱和的原始再循环流出量的20% -30%。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的在从水流除去污染物的过程中氧向浮选池中的注入，其特征在于，在通过特定过程浓缩氧(5)之后，通过转化由所述过程生成的氧制备臭氧，将生成的所述臭氧单独地或与氧组合地在除去水流中存在的污染物和悬浮的有机物的过程中注入至浮选池。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的在从水流除去污染物的过程中氧向浮选池中的注入，其特征在于将水/氧混合物(3)导入至设置有扩散器的管中，所述管横向安装在整个水道底部，从而使得溶解的氧排出并均匀地散布；所述混合物含有附着于聚集的粒子上的氧微泡。
全文摘要
根据用于从水流中除去污染物质的方法的氧向浮选池中的注入，所述方法包括以下步骤通过快速混合过程向所处理的水流段提供絮凝或凝结材料(1)；使得在所述段下游的水流中出现絮凝池，在所述絮凝池中，悬浮的粒子聚集并形成更大的薄片。氧注入存在于对这些具有更大尺寸和密度的聚集的下游颗粒进行至少一个氧溶解和注入步骤中。通过浓缩单元(5)提供氧，并且通过加压混和器(3)将氧进料至溶解单元，形成用于注入至水流的段(6)中的水/氧混合物，导致所述聚集的粒子漂浮。在注入地点的下游，允许在水流中形成浮选池，并且可以将在下游在水流的表面和边缘上发现的团聚并漂浮的物质通过从水流表面撇去而除去。
文档编号C02F1/78GK103118986SQ201180029161
公开日2013年5月22日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年4月15日
发明者若昂·卡洛斯·戈梅斯·德·奥利弗拉, 普罗科皮奥·戈梅斯·德·奥利弗拉·内托, 费莉佩·戈梅斯·德·奥利弗拉 申请人:若昂·卡洛斯·戈梅斯·德·奥利弗拉, 普罗科皮奥·戈梅斯·德·奥利弗拉·内托, 费莉佩·戈梅斯·德·奥利弗拉