一种气浮系统的制作方法

1.本技术涉及污水处理领域，尤其涉及一种气浮系统。


背景技术：

2.现在水处理领域的气浮产品有三大特征：1.有明确的接触区和分离区，分离区空间要大；2.接触区要求水流紊乱，分离区要求水体层流或接近于静止；3.一方面要求气泡足够小，才能有足够的密度及适宜的尺寸与絮粒结合，另一方面要求气泡足够大，才能提供足够的浮力，缩短反应时间。特征1导致气浮产品体积很难缩少，而特征2、3显然对水流和气泡有着自相矛盾的要求，这都是制约现今气浮产品性能的重要原因。
3.近年来，部分学者提出逆流式气浮，通常是塔式，原水从上往下流，溶气水释放的气泡自下往上运动，清水在底部排出。这种模式多个优势：1.占地面积小，空间利用率高，整个塔身既是接触区又是分离区。2.原水布水器和溶气水布水器之间会由原水中的絮粒和气泡形成悬浮层，有气泡过滤效果，气泡利用率高，悬浮层有利于絮粒和气泡紧密结合。3.絮粒下沉时，会源源不断地遇到气泡，而且越靠近底部，气泡密度越大，所以絮粒难以随水流排出，出水水质可以达到很高。然而这个模式有其缺陷：1.原水往下流会阻碍带气絮粒的上升，原水流速越大，带气絮粒上升越困难，甚至被水流冲散。2.现有气浮产品的接触区，小气泡和小絮粒在絮凝剂的作用下共聚长大，形成颗粒较大的带气絮粒，而逆流式气浮由于原水和溶气水进入点距离较远，共聚效果不佳。


技术实现要素：

4.本技术的目的是，至少部分克服现有技术的不足，提供一种可控性更强的、固液分离效果更好的气浮系统，以及该气浮系统的使用方法。
5.为达到以上技术目的，本技术采用的技术方案如下：
6.一种气浮系统，其包括气浮塔、溶气装置以及连通所述气浮塔和溶气装置的输送管路，所述气浮塔从上至下设置至少两层与所述输送管路连接的布水器，其中顶层的布水器还与输入原水的原水管连接；所述气浮塔的底部设有清水集水器。
7.优选地，所述气浮塔内部竖直设置供所述布水器和清水集水器附着的导轨，所述布水器和清水集水器分别通过带锁定结构的滑块布设在所述导轨上。
8.进一步地，所述输送管路包括与所述布水器和清水集水器分别对应的分管路，所述分管路分别固定连接在所述气浮塔侧壁上，所述布水器和清水集水器分别通过软管与对应所述分管路连接。
9.具体地，所述输送管路包括与清水集水器连接的集水管路，所述集水管路包括连通所述清水集水器和溶气装置的回流水管，以及通过分流装置与所述回流水管的中段连接的出水管。
10.进一步地，所述气浮塔顶层设置有第一混合液布水器，所述输送管路包括与所述第一混合液布水器连接的混合管路，所述混合管路包括连通所述第一混合液布水器和溶气
装置的第三溶气水管路，以及汇入所述第三溶气水管路的原水管；所述第一混合液布水器设置在液面以下并且距离液面0.2m以上。
11.更进一步地，在所述第一混合液布水器下方设置第一溶气水布水器，所述输送管路包括与所述第一溶气水布水器连接的第一溶气水管路，所述第一溶气水管路与所述溶气装置连接；或者，
12.在所述第一混合液布水器与第一溶气水布水器之间设置第二溶气水布水器，所述输送管路包括与所述第二溶气水布水器连接的第二溶气水管路，所述第二溶气水管路与所述溶气装置连接；
13.其中，所述第一混合液布水器与第二溶气水布水器之间的距离大于0.1m；所述第一混合液布水器与第一溶气水布水器之间的距离在0～5m的范围内；所述清水集水器与第一溶气水布水器之间的距离大于0.1m。
14.优选地，所述第一溶气水管路、第二溶气水管路和第三溶气水管路设置一个设有分流装置的汇集节点。
15.可选择地，所述布水器选自tv型布水器、tj型布水器、穿孔管布水器和微孔曝气盘中的任意一种或多种组合；所述溶气装置选自空压机溶气装置、多相流泵、电解溶气装置和射流溶气装置中的任意一种。
16.与现有技术相比较，本技术具有如下优势：
17.(1)本技术以逆流式气浮塔为基础，把一路溶气水分为多路，并且通过调控布水器之间的间距解决了气泡大小难以控制、气泡释放位置不佳等问题，从而显著提高气浮效果。
18.(2)本技术将布水器和清水集水器附着在导轨上，并且通过软管连接气浮塔外的分管路，简化了各个布水器和清水集水器之间间距的调整方式。
19.(3)本技术的气浮系统，因为调整节点丰富，可以适应多种污水的处理要求，有广泛的适用性。
附图说明
20.图1为本技术的气浮系统的结构示意图。
21.图中标号：1.气浮塔，11.导轨，12.滑块，13.第一混合液布水器，14.第二溶气水布水器，15.第一溶气水布水器，16.清水集水器，2.溶气装置，3.输送管路，31.混合管路，311.第三溶气水管路，312.原水管，32.第一溶气水管路，33.第二溶气水管路，34.溶气水主路管，341.汇集节点，35.集水分管路，351.回流水管，352.出水管，353.分流装置，4.刮渣机。
具体实施方式
22.以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细描述。
23.参考图1，本技术的气浮系统包括包括气浮塔1、溶气装置2以及连通所述气浮塔1和溶气装置2的输送管路3，所述气浮塔1从上至下设置至少两层与所述输送管路3连接的布水器，其中顶层的布水器还与输入原水的原水管312连接；所述气浮塔1的底部设有清水集水器16，所述气浮塔1顶部设有刮渣机4。进一步地，所述输送管路3包括与所述布水器和清水集水器16分别对应的分管路，所述分管路分别固定连接在所述气浮塔1侧壁上，所述布水器和清水集水器分别通过软管与对应所述分管路连接。通过软管连接布水器/清水集水器
与对应的分管路，可以方便布水器/清水集水器在限定的范围内调整位置，而不需要对输送管路3的布设进行复杂的调整。
24.所述输送管路3包括与清水集水器16连接的集水管路35，所述集水管路35包括连通所述清水集水器16和溶气装置2的回流水管351，以及通过分流装置353与所述回流水管351的中段连接的出水管352。所述清水集水器16应当与气浮塔1的底部保持一定的间距，例如0.3m，以避免原水中残留的悬浮物堵塞水流的出口。
25.优选地，所述气浮塔1顶层设置有第一混合液布水器13，对应地，所述输送管路3包括与所述第一混合液布水器13连接的混合管路31，所述混合管路31包括连通所述第一混合液布水器13和溶气装置2的第三溶气水管路311，以及汇入所述第三溶气水管路311的原水管312；优选地，所述第一混合液布水器13设置在液面以下并且距离液面0.2m以上。原水与溶气水从气浮塔1的顶部输入，原水中的絮粒与溶气水释放的气泡共聚生长，形成尺寸更大的带气絮粒，有利于气浮效果。
26.进一步地，在所述第一混合液布水器13下方设置第一溶气水布水器15，对应地，所述输送管路3包括与所述第一溶气水布水器15连接的第一溶气水管路32，所述第一溶气水管路32与所述第三溶气水管路311汇集，以与所述溶气装置2连接；以溶气水的流动方向来看，是在溶气装置2的输出管路中设置溶气水主管路34，在所述溶气水主管路34的末端设置分流装置，将一路溶气水分为两路溶气水，分别通入所述第一溶气水管路32和第三溶气水管路311，优选地，在所述第一溶气水管路32和第三溶气水管路311的汇集节点341设置分流装置，用于控制各路的分流流量或分流比例。优选地，所述第一混合液布水器13和第一溶气水布水器15的间距优选在0
‑
5m之间，同时，所述第一溶气水布水器15与清水集水器16之间的距离大于0.1m，从第一溶气水布水器15流出的溶气水释放的气泡，会向气浮塔1顶部方向流动，此时会与从第一混合液布水器13流出的原水发生逆流式的交互，由此产生逆流式气浮系统的处理效果。
27.更进一步地，在所述第一混合液布水器13与第一溶气水布水器15之间设置第二溶气水布水器14，对应地，所述输送管路3包括与所述第二溶气水布水器14连接的第二溶气水管路33，所述第二溶气水管路33与所述第三溶气水管路311在所述汇集节点341汇集，以与所述溶气装置2连接。此时，溶气装置2的溶气水主管路34在所述汇集节点341将一路溶气水分为三路溶气水，分别输入所述第一溶气水管路32、第二溶气水管路33和第三溶气水管路311，所述分流装置可用于控制各路的分流流量或分流比例。另一种可能的实现方式中，三个溶气水管路可以独立或共同减压从而释放气泡，减压的实现可以通过设置在布水器上的释放头(或管道上的阀门)进行减压。
28.优选地，所述第一混合液布水器15与第二溶气水布水器14之间的距离大于0.1m；所述第一混合液布水器13与第一溶气水布水器14之间的距离在0～5m的范围内。所述第二溶气水布水器14的设置能够增加一批性状可调节的气泡，提前把部分絮粒拦截在第二溶气水布水器14之上，使得第二溶气水布水器和第一溶气水布水器之间的悬浮物浓度降低，有利于提高气浮塔出水水质。
29.所述第一混合液布水器13、第一溶气水布水器15、第二溶气水布水器14和清水集水器16相对于气浮塔1顶部或底部的距离是可以根据实际原水的理化性质和处理目标进行调整的，本实施例采用如下方式实现：所述气浮塔1内部竖直设置供所述布水器和清水集水
器16附着的导轨11，所述布水器和清水集水器16分别通过带锁定结构的滑块12布设在所述导轨11上。参考图1，在所述布水器和清水集水器16的两个末端分别设置所述带锁定结构的滑块12，所述滑块12反扣在配套的导轨11上，使得滑块12只能在导轨11的限制下进行平移，即所述布水器和清水集水器16只能沿着气浮塔1的高度方向上下平移，以实现各自间距的调整。
30.所述布水器选自tv型布水器、tj型布水器、穿孔管布水器和微孔曝气盘中的任意一种或多种组合；所述溶气装置2选自空压机溶气装置、多相流泵、电解溶气装置和射流溶气装置中的任意一种或多种。三个溶气水管路也可以由一个或多个溶气装置提供溶气水。由此可以进一步产生多种溶气水的调节方式，丰富本技术的气浮系统的调节节点。
31.根据以上关于所述气浮系统的设置，所述气浮系统的使用方法如下：
32.在所述气浮系统的气浮塔内从上至下设置至少两层布水器，所述布水器连接同一个溶气装置；优选地，所述气浮塔内设置三层布水器，从上至下分别为第一混合液布水器、第二溶气水布水器和第一溶气水布水器；所述气浮塔底部设置清水集水器；所述第一混合液布水器与第二溶气水布水器之间的距离大于0.1m；所述第一混合液布水器与第一溶气水布水器之间的距离在0～5m的范围内；所述清水集水器与第一溶气水布水器之间的距离大于0.1m；
33.通过顶层的第一混合液布水器同时输入原水和溶气水；
34.通过底部的清水集水器分离气浮处理后的水，其中部分处理后的水回流至气浮塔内。
35.进一步地，针对不同的应用场景，需要进行以下至少一项的调整：
36.调整各个所述布水器相对于气浮塔底部或液面的距离，以控制原水与溶气水交互的时间；
37.调整各个所述布水器的流量，以控制所述布水器的释气量；针对单个布水器，其流量或释气量的控制范围最小可以为0，最大可以是溶气水和原水汇入的总量。
38.调整各个所述布水器的出水方式，以控制所述布水器所产生的气泡的状态；使用不同类型的布水器，所述布水器选自tv型布水器、tj型布水器、穿孔管布水器和微孔曝气盘中的任意一种或多种组合；
39.使用出水孔径不同的布水器；
40.使用出水孔密度不同的布水器；
41.使用出水孔布设方向不同的布水器。
42.调整原水气浮处理后的返回到所述溶气装置的回流比例，以控制溶气水状态和系统能耗。
43.本技术的气浮系统的正常运行方式如下：原水管和第三溶气水管路合并形成混合管路，混合管路通过气浮塔的第一混合液布水器释放第一混合液，此时第一混合液中部分絮粒和部分气泡共聚生长。由于是在气浮塔顶部释放第一混合液，而在气浮塔底部排出处理后的水，所以第一混合液自上往下流动，期间部分絮粒被气泡携裹着上浮到液面，部分絮粒继续向下流。第一混合液继续下沉时，遇到第二溶气水布水器释放的第二溶气水管路的溶气水，第一混合液与第二溶气水管路的溶气水融合成为第二混合液，期间第二混合液部分絮粒被气泡携裹上浮到液面，部分絮粒仍然跟着第二混合液继续往下流动。第二混合液
继续下沉时遇到第一溶气水布水器释放出第一溶气水管路的溶气水，第二混合液与第一溶气水管路的溶气水融合为第三混合液，第三混合液的部分絮粒被气泡携裹上浮到液面，部分絮粒继续下沉。絮粒和气泡互相作用会形成悬浮层，悬浮层通常在第一混合液布水器和第一溶气水布水器之间。悬浮层作用是不停地拦截从上往下的絮粒和从下往上的气泡，不停地有絮粒和上浮气泡在悬浮层结合然后上浮到液面，运行平稳时总体呈动态平衡。第三混合液最终进入了最底部的清水集水器。清水集水器收集清水后，部分排出整个气浮系统，部分回流到溶气装置。在整个反应过程期间，刮渣机不断把液面的浮渣清除掉。
44.本技术的气浮系统可以调整三股溶气水水量的分配比例、溶气水的压强、三个布水器和清水集水器的位置，从而适应不同水质的原水和不同标准的出水指标。根据分配比例不同，特殊运行模式下，三重释气可以演变为二重释气、一重释气。本气浮系统可供选择的模式如下：1.第一溶气水布水器、第二溶气水布水器、第一混合液布水器三者共同释放溶气水；2.第一溶气水布水器和第二溶气水布水器两者共同释放溶气水；3.第一溶气水布水器和第一混合液布水器两者共同释放溶气水；4.第二溶气水布水器和第一混合液布水器两者共同释放溶气水；5.第一溶气水布水器单独释放全部溶气水；6.第二溶气水布水器单独释放全部溶气水；7.第一混合液布水器单独释放全部溶气水。同样，通过增加布水器，可以实现四重释气及更多重释气，但就实际应用场景而言，三重释气基本能满足需要。
45.三重释气及布水器能上下滑动的设计，可以在气浮塔内不同部位形成不同尺寸的气泡。根据气浮理论，气泡越小，越容易和絮粒形成带气絮粒，而浮力越小。气泡越大，浮力越大，但越难和絮粒结合。本发明是在这基础上，通过三重释气、适当调整三个布水器和清水集水器的位置，形成三批有尺寸梯度的气泡，利用小气泡紧密结合絮粒，利用大气泡提供浮力，而中型气泡既能结合絮粒又提供一定浮力，从而获得较好的气浮效果。
46.以下结合实例进一步阐述本技术的气浮系统的使用方法和处理效果。
47.实施例1
48.利用本技术的气浮系统装置处理某市政污水厂二沉池出水，出水ss(悬浮固形物浓度)为40mg/l。二沉池出水先进入混凝池，投加pac(聚合氯化铝)、pam(聚丙烯酰胺)药液，使其pac浓度为5mg/l，pam浓度为0.2mg/l，混凝10min后再进入气浮塔。制作的不锈钢气浮塔截面是正方形，尺寸为1m*1m,高3m，处理量为8m3/h，回流比设为50％。第一混合液布水器、第一溶气水布水器、第二溶气水布水器、清水集水管都是用丰字型穿孔pvc管制作而成。每个布水器有16个出水孔。第一混合液布水器出水孔朝下，出水孔孔径为15mm，第一溶气水布水器和第二溶气水布水器出水孔朝上，直径为10mm。气浮塔1从上到下分别安放了链式刮渣机、第一混合液布水器、第二溶气水布水器、第一溶气水布水器、清水集水器。使用德国埃杜尔多相流泵作为溶气装置对流量为4m3/h的回流水进行溶气，形成流量为4m3/h的溶气水主路。溶气水主路三分为流量为2m3/h的第一溶气水管路、流量为1m3/h的第二溶气水管路、流量为1m3/h的第三溶气水管路。具体运行方法如下：原水管和第三溶气水管路合并为混合管路，最终通过第一混合液布水器释放进入气浮塔，同时第二溶气水布水器释放第二溶气水管路的溶气水，第一溶气水布水器释放第一溶气水管路的溶气水，而清水集水器把清水收集后通过清水管排走，清水管分为出水管和回流水管。第一混合液布水器、第二溶气水布水器、第一溶气水布水器、清水集水器通过导轨上下移动调试效果。最终确定最佳工况，以气浮塔的底部为参照，第一混合液布水器高2.6m，第二溶气水布水器高2.4m，第一溶气水布
水器高0.6m，清水集水器高0.3m。按以上方式运行后，最终出水ss稳定在5mg/l以下。
49.实施例2
50.利用本技术的气浮系统处理某纸厂废水，废水ss在350
‑
450mg/l之间波动。气浮塔截面是圆形，直径为4m,高3m，处理量为70m3/h，回流比60％。气浮塔从上到下分别安放了行星式刮渣机、第一混合液布水器、第二溶气水布水器、第一溶气水布水器、清水集水器。第一混合液布水器为八爪式不锈钢布水器，第一溶气水布水器和第二溶气水布水器为tv型布水器。设回流比为60％，回流水管流量为42m3/h，使用三台空压机和三个溶气罐作为溶气装置分别对回流水进行溶气，第一台空压机和第一个溶气罐的溶气水输出到第一溶气水管路，流量为16.8m3/h，占溶气水总量的40％；第二台空压机和第二个溶气罐的溶气水输出到第二溶气水管路，流量为21m3/h，占溶气水总量的50％，第三台空压机和第三个溶气罐的溶气水输出到第三溶气水管路，流量为4.2m3/h，占溶气水总量的10％。具体运行方法如下：原水管和第三溶气水管路合并为混合管路，在混合管路中加药，使第一混合液的pac浓度为50mg/l，pam浓度为1mg/l。混合管路的第一混合液通过第一混合液布水器释放进入气浮塔，同时第二溶气水布水器释放第二溶气水管路的溶气水，第一溶气水布水器释放第一溶气水管路的溶气水，而清水集水器把清水收集后通过清水管排走，清水管分为出水管和回流水。通过调试确定最佳布水器和清水集水器安放位置，以气浮塔的底部为参照，第一混合液布水器高3.5m，第二溶气水布水器高3.4m，第一溶气水布水器高0.5m，清水集水器高0.3m。按以上方式运行后，最终出水ss稳定在10mg/l以下。
51.从实施例1和实施例2可知，本技术的气浮系统的适用性较广，不仅可以处理生活污水，工业污水的处理效果也是相当理想，具备广泛的应用前景。
52.综上所述，本技术本气浮系统利用溶气装置产生三股溶气水，分别由三个布水器释放入气浮塔，而且三个布水器和清水集水器可以通过导轨在气浮塔上下移动。该系统有出水水质好、处理效果稳定、占地少、调整自由度高等特点。
53.上述实施例为本技术较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本技术的保护范围之内。