伸缩式气浮池的制作方法

本发明涉及污水处理领域。更具体地说，本发明涉及一种伸缩式气浮池。

背景技术：

污水处理技术主要包括以下步骤，预处理，混凝沉淀，上浮和气浮，过滤，氧化还原，活性炭吸附以及膜分离，其中，上浮主要是采用自然上浮装置处理，分离比重小于水的物质，比如油分，而比重大于水的物质是通过气浮装置来处理，原理是细微气泡首先与水中的悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡-颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，再采用刮渣机刮走浮渣，得到清水，气浮装置形成气泡有多种方式，有通过机械搅拌使空气混入水中的方式，也有在加压下溶解空气，然后减压，使水产生气泡的加压气浮方式，并且气浮装置一般都要添加混凝剂，使微粒形成絮体后再浮到水面，因此它与混凝沉淀一样，需要选择最佳加药条件。

污水进行气浮处理时通常是先将原水通入反应池，加入混凝剂进行反应，再流向接触区，采用气浮溶气设备向接触区供应细微气泡进行吸附、包裹或托住微粒后浮到水面，气浮溶气设备有很多种，比如常规气浮溶气设备是由溶气水的溶气泵、溶气水的空压机、溶气罐及其相应管路构成，比如在溶气池发生器内压力水与有压空气形成溶气水，通过输送管路，由设于气浮池内的释放器分配到气浮池内，当絮体浮到水面后，利用刮渣机将水面的絮体刮走，刮渣机是位于隔离区上方，在分离区起端刮板放下，插入液面，向前进行刮渣，将渣刮入排渣槽，到终端是刮板抬起，脱离液面，刮渣机返回，开始下一个循环，通过往复运动，将废渣定期刮进排渣槽排掉，以达到污水净化，得到清水。

虽然气浮溶气设备和刮渣机发展已经很成熟，但是在整个气浮步骤中还存在一些细小问题，比如加药反应时，由于整个过程气浮步骤中，水流都是呈流动状态的，因此普遍存在搅拌不充分，反应不均匀，混凝剂利用率低的现象，比如刮渣机刮走的浮渣，因为过分浓缩而不能管道输送，比如刮渣机未能完全刮走的浮渣还混在清水中，浮渣清除不完全，影响后面的过滤步骤，浮渣多了会穿透滤层，使过滤层失去过滤效果，因此亟需发明一种气浮池，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种伸缩式气浮池，可以加快混凝剂与原水反应，提高混凝剂利用率，及时清除导渣板死角处、分离区下方处的浮渣，以及集中收集已解体变成沉泥的浮渣，大大减小清水的含泥量，保证了清水出水的质量，并且避免浮渣因过分浓缩而不能管道输送的效果。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种伸缩式气浮池，包括：

反应池，其上端设有原水进口，下端设有原水出口，顶部中心处设有进药管，所述反应池内设有引药装置，所述引药装置包括竖直设置的主管、由上至下间隔固定在所述主管外侧壁上的多组支管、以及驱动所述主管转动的第一电机，所述主管上端可转动套设在所述进药管外侧壁上，且与所述进药管密封连通，所述主管上端设有单向阀，每组支管均环设在所述主管外侧壁上，且与所述主管连通，多组支管的长度设置为由上至下依次递减，多组支管和所述主管上均间隔设有多个出药孔，多组支管自由端封闭，所述第一电机驱动所述主管先正转一圈，再反转一圈，作周期性往复旋转运动；

接触分离池，其位于所述反应池下游，所述接触分离池下端与所述反应池的原水出口连通，所述接触分离池内竖直设有第一隔板，所述第一隔板将所述接触分离池分隔成上游的接触区和下游的分离区，所述接触区承接所述原水出口的原水，所述接触区与所述分离区下端封闭、上端连通，所述接触区底部与一气浮溶气设备连接，所述气浮溶气设备向所述接触区提供溶气水，所述分离区包括：

除渣组件：其包括横向设置在所述接触分离池上方的刮渣机、一端内接在所述分离区上端的导渣板、外接在所述分离区上端以承接浮渣的集渣槽、从所述导渣板固定端朝向自由端出风的多根鼓风管、以及向所述鼓风管提供气源的鼓风机，所述导渣板的自由端低于其固定端、高于所述第一隔板的上端，所述集渣槽内竖直设有搅拌装置、和驱动所述搅拌装置搅拌的第二电机；

沉泥组件：其低于所述导渣板设置在所述分离区内，所述沉泥组件包括与所述第一隔板平行设置的第二隔板、和多个沉泥沟槽，所述第二隔板上端低于所述第一隔板上端，所述第二隔板将所述分离区分隔成沉泥室和集水室，所述沉泥室和所述集水室下端封闭、上端连通，所述沉泥沟槽的一端固定在所述第二隔板的上端，另一端固定在所述分离区的侧壁上且高于所述第二隔板上端，相邻两个沉泥沟槽之间设有间隙；

伸缩组件：其位于所述沉泥沟槽下方，所述伸缩组件包括密封固接于所述集水室内侧壁周向的环形弹性环、固接于所述弹性环内圆周向的筛网、一端固接在所述筛网下表面中心处的伸缩杆、以及驱动所述伸缩杆往返运动的油缸，所述控制器控制所述油缸以第一速度、第二速度和第三速度循环择一驱动所述伸缩杆往返运动，且所述第一速度小于所述第二速度小于所述第三速度，以第一速度、第二速度、以及第三速度的往返运动的单程距离分别为l1、l2和l3，且l1＞l2＞l3；

其中，所述第二隔板上位于所述沉泥沟槽与所述弹性环之间设有长条形孔，所述沉泥沟槽高于所述筛网的行程终点；

出水组件：其包括设置在所述集水室下端的清水出口和设置在所述集水室外部的导水管道，所述导水管道一端与所述集水室下端连通、另一端与所述集渣槽连通，且所述导水管道上设有单向阀和水泵。

优选的是，所述支管自由端低于其固定端，所述支管向下倾斜与水平面的夹角在15～45°范围内。

优选的是，所述导渣板的自由端向下倾斜与水平面的夹角为30～45°。

优选的是，所述筛网由不锈钢材质制成，所述筛网的孔径为100nm。

优选的是，所述第一速度、所述第二速度、以及所述第三速度分别为0.8m/s、1.6m/s、以及2.4m/s，l1＝0.5m，l2＝0.3m，l3＝0.1m。

优选的是，所述接触分离池为长方形，其长度与宽度比为1～1.5:1，长度小于15m，宽度小于10m。

优选的是，所述反应池的容积按原水停留时间为10min计算，且原水从所述反应池流入所述接触区的流速小于0.1m/s；

所述接触区的水流上升流速为10～20mm/s，且在接触区内停留时间大于60s；

所述分离区水流向下的流速为1.5～2.5mm/s。

优选的是，所述集水室底部设有多个与所述清水出口连通的穿孔集水管，所述穿孔集水管水流的流速小于0.5m/s。

优选的是，所述弹性环由橡胶材质制成，所述弹性环的宽度为1～1.5m。

优选的是，所述控制器控制所述鼓风机循环启动与停止，其中启动运行10s后、停止60s。

本发明至少包括以下有益效果：第一、可以加快混凝剂与原水反应，提高混凝剂利用率，及时清除导渣板死角处、分离区下方处的浮渣，以及集中收集已解体变成沉泥的浮渣，大大减小清水的含泥量，保证了清水出水的质量，并且避免浮渣因过分浓缩而不能管道输送的效果；

第二、引药装置可以使混凝剂同时在反应池的不同位置、朝不同方向释放到原水中，同时增进原水内部水流的相对运动，从而促进混凝剂与原水快速反应，加快原水处理速度；

第三、除渣组件可以及时将浮渣清除，并且可以克服浮渣过分干缩难于以管道运输的缺陷，利用风力将浮渣由导渣板固定端吹向其自由端，当浮渣运动到导渣板投影面积以外时即可轻松的向上浮起，与其它浮渣汇合，继而被刮渣机刮走，以克服位于导渣板正下方的浮渣难以运动到导渣板上方清除的缺陷；

第四、浮渣是絮体与微小气泡结合形成“气泡-颗粒”复合体，如果微小气泡破灭浮渣比重增大，容易随原水往分离区下方移动而增加清水含泥量，沉泥组件可以解决此难题，如果浮渣向下移动或可直接落到沉泥室中，或落到沉泥沟槽上，再由沉泥沟槽导入沉泥室中，或穿过沉泥沟槽的间隙落到下方的伸缩组件中，防止其继续向下移动进入至集水室下方以降低清水的含泥量，为后序过滤步骤打好基础；

第五、原水去除浮渣后即为清水，清水可以穿过筛网从清水出口流出，而浮渣被筛网拦截在集水室上方，由于要拦截浮渣，因此筛网的孔径较小，易堵塞，为了克服这一缺陷，油缸驱动伸缩杆往返运动，带动筛网上下往返运动，使浮渣无法沉积在筛网的筛孔上，只能朝筛网外周或上方移动，往上方移动，可以落到沉泥沟槽中，而导入沉泥室，往四周移动可以落到弹性环上，从长条形孔导入沉泥室中，筛网上下往返的运动速度和距离均周期性变化，可以更有效的防止浮渣堵塞筛网，最终达到清水顺利流出，浮渣被清除的效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明接触分离池的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～2所示，本发明提供一种伸缩式气浮池，包括：

反应池1，其上端设有原水进口11，下端设有原水出口，顶部中心处设有进药管13，所述反应池1内设有引药装置，所述引药装置包括竖直设置的主管14、由上至下间隔固定在所述主管14外侧壁上的多组支管15、以及驱动所述主管14转动的第一电机16，所述主管14上端可转动套设在所述进药管13外侧壁上，且与所述进药管13密封连通，所述主管14上端设有单向阀，每组支管15均环设在所述主管14外侧壁上，且与所述主管14连通，多组支管15的长度设置为由上至下依次递减，多组支管15和所述主管14上均间隔设有多个出药孔，多组支管15自由端封闭，所述第一电机16驱动所述主管14先正转一圈，再反转一圈，作周期性往复旋转运动；待处理水即原水从原水进口11进入到反应池1中，混凝剂通过进药管13经引药装置进入到反应池1中，第一电机16驱动主管14转动，可以改变混凝剂从主管14上的出药孔出来的方向，主管14转动带动支管15转动，从而可以改变混凝剂从支管15上的出药孔出来的方向和位置，使混凝剂快速的分散在原水中，与原水中的杂质形成沉淀，第一电机16驱动主管14先正转一圈，再反转一圈，作周期性往复旋转运动，可以使支管15对原水具有一定的搅拌作用，更重要的是利用正转和反转可以避免原水只是朝一个方向旋转形成稳定旋涡，如果形成稳定旋涡后会造成原水内部是相对静止的，不利于混凝剂与原水的混合，即不利于其反应形成絮体；其中，由于越往下离原水出口越近，混凝剂在原水池中停留的时间就越短，而且位于原水池下方的原水大多也已经跟混凝剂反应过，因此将支管15的长度从上至下依次减小，可以减少混凝剂的随水流流出的量，提高混凝剂的利用率；

接触分离池，其位于所述反应池1下游，所述接触分离池下端与所述反应池1的原水出口连通，所述接触分离池内竖直设有第一隔板21，所述第一隔板21将所述接触分离池分隔成上游的接触区2和下游的分离区，所述接触区2承接所述原水出口的原水，所述接触区2与所述分离区下端封闭、上端连通，所述接触区2底部与一气浮溶气设备22连接，所述气浮溶气设备22向所述接触区2提供溶气水，絮体随原水流动进入到接触分离池中，先流入接触区2，气浮溶气设备22向其提供溶气水，使絮体与微小气泡结合形成“气泡-颗粒”复合体，比重比水小，往上浮形成浮渣，聚集在接触分离池的上方；

所述分离区包括：

除渣组件：其包括横向设置在所述接触分离池上方的刮渣机31、一端内接在所述分离区上端的导渣板32、外接在所述分离区上端以承接浮渣的集渣槽34、从所述导渣板32固定端朝向自由端出风的多根鼓风管33、以及向所述鼓风管33提供气源的鼓风机，所述导渣板32的自由端低于其固定端、高于所述第一隔板21的上端，所述集渣槽34内竖直设有搅拌装置、和驱动所述搅拌装置搅拌的第二电机36；当浮渣积累到一定量时，启动位于接触分离池上方的刮渣机31，将浮渣朝导渣板32方向推动，并沿导渣板32进入到集渣槽34内，集渣槽34内的浮渣通过管道运输出去，以清除浮渣，如果浮渣浓缩过于会不利于管道运输，可以启动搅拌装置搅拌，同时打开导水管道61上的单向阀和水泵，通过导水管道61导入适当清水至集渣槽34内，以缓解浮渣的浓缩程度，便于管道运输出去；位于导渣板32正下方的浮渣难以运动到导渣板32上方而清除，可以启动鼓风机，利用风力将浮渣由导渣板32固定端吹向其自由端，当浮漂运动到导渣板32投影面积以外时即可轻松的向上浮起，与其它浮渣汇合，继而被刮渣机31刮走，被清除；

沉泥组件：其低于所述导渣板32设置在所述分离区内，所述沉泥组件包括与所述第一隔板21平行设置的第二隔板41、和多个沉泥沟槽42，所述第二隔板41上端低于所述第一隔板21上端，所述第二隔板41将所述分离区分隔成沉泥室4和集水室5，所述沉泥室4和所述集水室5下端封闭、上端连通，所述沉泥沟槽42的一端固定在所述第二隔板41的上端，另一端固定在所述分离区的侧壁上且高于所述第二隔板41上端，相邻两个沉泥沟槽42之间设有间隙；浮渣是絮体与微小气泡结合形成“气泡-颗粒”复合体，如果解体，会形成沉泥，比重比水大，容易随原水往分离区下方移动，此处设有沉泥室4，可以集中收集沉泥，以减少清水中的含泥量，沉泥向下移动时，或直接落到沉泥室4中，或落到沉泥沟槽42上，再由沉泥沟槽42导入沉泥室4中，或穿过沉泥沟槽42的间隙落到下方的伸缩组件中；

伸缩组件：其位于所述沉泥沟槽42下方，所述伸缩组件包括密封固接于所述集水室5内侧壁周向的环形弹性环51、固接于所述弹性环51内圆周向的筛网52、一端固接在所述筛网52下表面中心处的伸缩杆53、以及驱动所述伸缩杆53往返运动的油缸54，所述控制器控制所述油缸54以第一速度、第二速度和第三速度循环择一驱动所述伸缩杆53往返运动，且所述第一速度小于所述第二速度小于所述第三速度，以第一速度、第二速度、以及第三速度的往返运动的单程距离分别为l1、l2和l3，且l1＞l2＞l3；

其中，所述第二隔板41上位于所述沉泥沟槽42与所述弹性环51之间设有长条形孔，所述沉泥沟槽42高于所述筛网52的行程终点；沉泥落在伸缩组件上后，或落在弹性环51上，可以通过长条形孔最终导入沉泥室4中，如果落在筛网52上，则通过启动油缸54驱动筛网52上下运动，以防止沉泥堵塞筛孔，同时，也可以防止沉泥穿过筛网52进入到集水室5，减少清水含泥量；

由于分离区内的水是从往下，经清水出口62流出，浮渣由于水流的作用，会有部分流落到分离区中下部，如果只是靠自身的浮力作用再次上浮，速度过慢，而且也会受到从接触区2新流入的浮渣的冲击作用，以致浮渣在分离区停留时间过长而解体，最后导致清水的含泥量增加，原水去除浮渣后即为清水，清水可以穿过筛网52从清水出口62流出，而浮渣被筛网52拦截在集水室5上方，由于要拦截浮渣，因此筛网52的孔径较小，易堵塞，为了克服这一缺陷，油缸54驱动伸缩杆53往返运动，带动筛网52上下往返运动，使浮渣无法沉积在筛网52的筛孔上，只能朝筛网52外周或上方移动，往上方移动，与其它浮渣聚集，以被刮渣机31清除，筛网52上下往返的运动速度和距离均周期性变化，可以更有效的防止浮渣堵塞筛网52；

出水组件：其包括设置在所述集水室5下端的清水出口62和设置在所述集水室5外部的导水管道61，所述导水管道61一端与所述集水室5下端连通、另一端与所述集渣槽34连通，且所述导水管道61上设有单向阀和水泵。集渣槽34内的浮渣通过管道运输出去，如果浮渣过于浓缩会不利于管道运输，因此可以启动第二电机36，驱动搅拌装置搅拌，同时打开单向阀和水泵，通过导水管道61导入适当清水至集渣槽34内，可以缓解浮渣的浓缩程度，便于管道运输出去；

在上述技术方案中，引药装置可以使混凝剂同时在反应池1的不同位置、朝不同方向释放到原水中，同时增进原水内部水流的相对运动，从而促进混凝剂与原水快速反应，加快原水处理速度，提高混凝剂利用率，除渣组件可以及时将浮渣清除，并且可以克服浮渣过分干缩难于以管道运输的缺陷，沉泥组件可以将微小气泡破灭而下沉的浮渣收集，并定期清除，降低清水的含泥量，为后序过滤步骤打好基础。

在另一种技术方案中，所述支管15自由端低于其固定端，所述支管15向下倾斜与水平面的夹角在15～45°范围内。有利于混凝剂流出，减小动力消耗。

在另一种技术方案中，所述导渣板32的自由端向下倾斜与水平面的夹角为30～45°。这里选取的是最佳导入角度，此角度更方便浮渣进入集渣槽34，又可合理的减少其阻挡住位于导渣板32下方的浮渣向上浮起作用。

在另一种技术方案中，所述筛网52由不锈钢材质制成，所述筛网52的孔径为100nm。浮渣的粒径多在100～1000nm之间，取筛网52的孔径小于100nm，这样可以更好的阻挡浮渣穿过筛孔。

在另一种技术方案中，所述第一速度、所述第二速度、以及所述第三速度分别为0.8m/s、1.6m/s、以及2.4m/s，l1＝0.5m，l2＝0.3m，l3＝0.1m。以此运动速度及距离循环进行，可以达到防止浮渣堵塞筛网52的作用，同时也可以避免引起分集水室5内的水过分相对运动，而影响沉泥室4的沉泥作用。

在另一种技术方案中，所述接触分离池为长方形，其长度与宽度比为1～1.5:1，长度小于15m，宽度小于10m。接触分离池设置为这组优选值形状，可以较好的与刮渣机31配合，使浮渣的分离与清水流出较平衡。

在另一种技术方案中，所述反应池1的容积按原水停留时间为10min计算，且原水从所述反应池1流入所述接触区2的流速小于0.1m/s；

所述接触区2的水流上升流速为10～20mm/s，且在接触区2内停留时间大于60s；

所述分离区水流向下的流速为1.5～2.5mm/s。

在上述技术方案中，原水在反应池1中停留的优选的时间为10min，既可以使混凝剂充分与原水反应形成絮体，又可以最快速度处理原水，并使水流流入接触区2的流速优选值小于0.1m/s，以减少混凝剂未反应就流入接触池中，同时也有利于絮体的稳定；

在接触区2内水流上升流速优选值为10～20mm/s，且在接触区2内停留时间大于60s，以使得絮体与微小气泡充分接触形成浮渣，并使得清水与浮渣流向分离区，以方便刮渣机31作业；

分离区水流向下的流速优选值为1.5～2.5mm/s，如此既保证了清水出水速度又不至于使浮渣过多被水流带到分离区下端。

在另一种技术方案中，所述集水室5底部设有多个与所述清水出口62连通的穿孔集水管63，所述穿孔集水管63水流的流速小于0.5m/s。在集水室5底部设置这样的穿孔集水管63，并以优选值小于0.5m/s的流速流出，一方面可以保证出水量，一方面可以使得少量未能完全清除掉的沉泥沉于分离区底部，以便清除，再次减少清水出口62流出的清水的含泥量。

在另一种技术方案中，所述弹性环51由橡胶材质制成，所述弹性环51的宽度为1～1.5m。设置在集水室5内的弹性环51的优选宽度为1～1.5m，可以保证筛网52的上下运动距离，同时也使筛网52的面积尽量大，以保证清水顺利通过筛网52进入集水室5下端。

在另一种技术方案中，所述控制器控制所述鼓风机循环启动与停止，其中启动运行10s后、停止60s。位于导渣板32正下方的浮渣的量不多，因此可以不用一直用风力吹动，这样即可以达到吹走浮渣的目的，又节约能耗。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。