专利名称：表面活性剂类泡沫分离和破除技术及生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及废水表面泡沫的破除及分离技术及生产线，特别适用于表面活性剂类泡沫的分离和破除。
背景技术：
泡沫分离技术是一种特殊的化工单元过程，以物质气一液表面吸附的物化原理为其分离前提，在环保、生化物质提纯和回收等领域中应用日益广泛，但由于没能很好地解决泡沫分离器中气液反混这一严重影响泡沫分离效率的难题以及在实践应用中没有行之有效的设计和放大方法，同时对泡沫分离形成的大量泡沫也没能很好地解决。因此，此项技术在推广应用上受到很大限制。
泡沫分离形成的大量高浓度泡沫能否迅速顺利破除是实际工程成败的关键技术难题之一。已知的破除表面活性剂类泡沫技术有消泡剂破泡、加热破泡和离心破泡等。消泡剂破泡是将消泡剂喷洒在泡沫上，利用其在溶液铺张时，带走邻近表面层的溶液，使液膜局部变薄、液膜破裂，泡沫破除，这种技术的缺陷是单位处理成本高，只能破除少量局部的泡沫，产生的泡沫液成分复杂，难以进一步处理。加热破泡是利用加热的方式，破坏泡沫双分子膜的力学平衡，以达到破除泡沫的目的，其具体工艺是采用装有蒸汽盘管或蒸汽片的密闭容器，将泡沫器分离出来的高浓度泡沫输入该容器，使泡沫与蒸汽盘管或蒸汽片充分接触受热升温，泡沫内气体膨胀，泡沫双分子膜的力学平衡破坏，使泡沫破除。这种技术的缺陷是蒸汽盘管或蒸汽片极易结垢，不易清理，破泡后的气体不易外排，易于形成二次起泡，破泡不彻底，由于使用大量蒸汽，形成热辐射较强，不利于操作。离心破泡(一般是旋转园盘破泡)是利用高速旋转的园盘，在切割和离心力作用下，使泡沫破除。这种技术的缺陷是由于泡沫是通过压缩空气形成的，泡沫破除后，泡沫内的气体无法外排，易于形成二次起泡，使破泡很不彻底。
据统计，在国内设施的废水处理工程中，由于没能很好地解决泡沫破除技术，使整套实施无法正常运转或运转后出水中含有大量泡沫水质不达标，造成工程投资的极大浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种表面活性剂类泡沫分离、破除技术及生产线。
本发明的目的是这样实现的将表面活性剂污水以实际设计流量泵入泡沫分离塔中，同时将压缩空气通过分离器底部的微孔喷头按一定的气液比送入分离塔中，废水在分离塔中经过一定时间的泡沫分离后，分离出的水经分离器底部出水口排放；浮上分离塔顶部的大量泡沫送入气液分离器中除去泡沫中夹带的水份，再将泡沫送入呈负压状态和装有棕片过滤层的破泡器中，由于气泡内的大气压高于气泡外的大气压以及通过棕片过滤层的切割，使泡沫得以破碎，并由引风机将破泡后的气体引出排放。
所述进入泡沫分离塔的空气和废水的气液体积比为4-6∶1；泡沫分离时间为25-30秒；进入泡沫分离塔的空气为0.2-0.3Mpa压缩空气。
实现上述技术的生产线是由泡沫分离塔、气液分离器、破泡器、风机依次用管道连接形成。泡沫分离塔包括壳体，在塔壳体内自上而下依次装设有若干块挡板、进水喷头、布满若干微孔管的微孔喷头、封头板，在塔板上方的塔壳体上装有出水口，在塔板与封头板之间的壳体上装有进气管，在封头板的底部装置有通出壳体的放净管，在塔的顶部有泡沫出口。
分离塔内的挡板为直径与塔内径相同的半圆形板，呈内高外低倾斜交错装置在壳体内。微孔喷头为直径与塔内径相同的圆板形，在其上布满管径为4μm的微孔管。
气液分离器包括壳体，在壳体的顶部有与泡沫分离塔相连接的泡沫进口，下端有出水口，在壳体内的上部位置装置有塔式螺旋板，在螺旋板的下方有通出壳体外的泡沫出口。
破泡器包括壳体，在壳体的一侧有与气液分离器相连接的泡沫进口、壳体的顶部及下部分别设有空气出口，泡沫液出口，在壳体内还装置有水平设置破泡棕片层及反冲洗管。
其积极效果是处理工艺简单，投资省，一般约为生化处理工艺的1/4～1/6。
占地面积小，一般约为生化处理工艺的1/5～1/8。
处理效果好，表面活性剂去除率达95％以上，出水优国家排放标准。
操作管理方便，泡沫分离及破泡不受环境、气候的限制，运行稳定可靠。
运行费用低，吨水处理费用为0.35元，一般约为生化处理工艺的1/2～1/3。
本技术是洗涤剂、纺织、印染、皮革、石油化工和选矿等行业进行废水处理，治理环境污染的一种新技术。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明装置的设备流程图；图2是泡沫分离塔结构示意图；图3是气液分离器结构示意图；图4是破泡器结构示意图。
图中，1.泡沫分离塔，2.气液分离器，3.破泡器，4.风机，5.塔壳体，6.挡板，7.进水喷头，8.液位计，9.出水口，10.微孔喷头，11.进气管，12.放净管，13.泡沫出口，14.封头板，15.分离器塔壳体，16.泡沫进口，17.螺旋板，18.泡沫出口，19.水出口，20.壳体，21.反冲洗管，22.棕片过滤层，23.泡沫进口，24.泡沫液出口，25.空气出口。
具体实施例方式
参照图1，本发明的生产线设备按工艺流程由泡沫分离塔(1)、气液分离器(2)、破泡器(3)、风机(4)用管道依次连接组成。泡沫分离塔(1)在塔壳体(5)内自上而下依次装有若干个半圆形挡板(6)、半圆形挡板自内向外倾斜，并呈交错布置，以挡住水液的上溢。半圆形挡板的下方是进水喷头(7)，在塔内下部有微孔喷头(10)，微孔喷头(10)为一大小与塔内径相同的圆板上布满孔径4μm的微孔管，以释放微小气泡。在微孔喷头的下方用封头板(14)将塔下端封死并留有放净管(12)，在封头板上方的壳体上有进气管(11)用于输进压缩空气。在微孔喷头上方的壳体上有出水口(9)。
气液分离器包括壳体(15)，在壳体(15)的顶部有与泡沫分离塔相连接的泡沫进口(16)，下端有出水口(19)，在壳体(15)内的上部位置装置有塔式螺旋板(17)，在螺旋板的下方有通出壳体(15)外的泡沫出口(18)，塔式螺旋板(17)为已有技术，故不详述。
破泡器包括壳体(20)，在壳体(20)的一侧有与气液分离器相连接的泡沫进口(23)、壳体的顶部及下部分别设有空气出口(25)，泡沫液出口(24)，在壳体内还装置有水平设置的破泡棕片层(22)及反冲洗管(21)。棕片过滤器(22)内为一与塔内截面相同圆棕片，用以破泡；反冲洗管用于当棕片不洁时冲洗棕片用。泡沫分离塔(1)的泡沫出口(13)连接气液分离器(2)的上入口即泡沫进口(16)，气液分离器的泡沫出口(18)连接破泡器(3)的泡沫进口(23)，破泡器的上端空气出口(25)与引风机(4)连接抽排空气。
其工作原理及过程是表面活性剂废水泵入分离塔进口以喷头(7)喷淋均匀布入塔中，同时把0.2～0.3Mpa压缩空气通过塔底部进气管(11)和微孔喷头(10)以4-6∶1的气液体积比均匀进入塔内，由于表面活性剂具有发泡、吸附的特性，当大量无数的气泡与废水相接触时，即形成了较稳定的泡沫，形成的泡沫由于溶液的浮力而上升，随着泡沫的不断产生、上浮，吸附于气泡上的表面活性剂就从水中分离出来，废水得以净化，经过25～30秒的泡沫分离，经泡沫分离塔分离出的水经出水口(9)达标排放或回用，浮上塔顶的高浓度泡沫经泡沫出口(16)进入气液分离器(2)。为限定塔顶泡沫出料，即限定泡沫含水率，阻止废水随泡沫带出，提高泡沫中表面活性剂浓度，塔顶装有挡板(6)。由泡沫分离塔分离的高浓度泡沫自气液分离器泡沫进口(16)以切线进入分离器内，泡沫经过分离器内塔式螺旋板(17)时，在一定的速度和冲力下，泡沫旋转，其夹带的水分摔飞到分离器内壁上，自重力落下、聚集一定量后，分离水自出口(19)排出进入集水井重新处理，分离后的泡沫上浮自泡沫出口(18)进入破泡器(3)破泡，经过分离可除去泡沫中夹带50-60％的水份，为稳定破泡提供了条件。经气液分离器分离的泡沫自泡沫塔进口(2)以90度弯管进入塔内，同时与塔空气出口(6)相连的风机使塔内压力保持在-2～-5Kpa范围，由于气泡内的大气高于气泡外的大气压，其气泡双分子的力学平衡被打破再通过塔内以棕片为过滤层的切割，泡沫破碎，破泡后的泡沫积聚一定量后自重力经泡沫液出口(24)流入带有搅拌装置的絮凝罐进行处理，破泡后的气体由与塔空气出口(25)相连的风机(4)引出排走。为保持破泡器高效稳定运行，塔内布置了气水反冲管(21)，以便定期清理过滤层的污垢。
权利要求
1.一种表面活性剂类泡沫分离及破除技术，其特征是先将表面活性剂类污水泵入泡沫分离塔中，同时将压缩空气通过分离塔底部的微孔喷头按一定的气液比送入分离塔中，经过一定时间的泡沫分离后，分离出的水从分离塔下部排放，浮上分离器顶部的大量泡沫再送入气液分离器中，除去泡沫中夹带的水份，然后将泡沫再送入室内呈负压状态的破泡器中破泡，最后将破泡后的气体引出排放。
2.根据权利要求1所述的表面活性剂类泡沫分离及破除技术，其特征是进入泡沫分离塔的气液体积比为4-6∶1。
3.根据权利要求1所述的表面活性剂类泡沫分离及破除技术，其特征是泡沫分离时间为25-30秒。
4.一种用于权利要求1所述技术的生产线，其特征是由泡沫分离塔(1)、气液分离器(2)、破泡器(3)、风机(4)依次用管道连接形成。
5.根据权利要求4所述的生产线，其特征是泡沫分离塔包括壳体(5)，在塔壳体内自上而下依次装设有若干块挡板(6)、进水喷头(7)、布满若干微孔管的微孔喷头(10)、封头板(14)，在塔板上方的塔壳体上装有出水口(9)，在塔板与封头板(14)之间的壳体上装有进气管(11)，在封头板(14)的底部装置有通出壳体的放净管(12)，在塔的顶部有泡沫出口(13)。
6.根据权利要求4或5所述的生产线，其特征是分离塔(1)内的挡板(6)为直径与塔内径相同的半圆形板，呈内高外低倾斜交错装置在壳体内。
7.根据权利要求4或5所述的生产线，其特征是微孔喷头(10)为直径与塔内径相同的圆板形，在圆板上布满微孔管，布满在微孔喷头(10)上的微孔管直径为4μm。
8.根据权利要求4所述的生产线，其特征是气液分离器包括壳体(15)，在壳体(15)的顶部有与泡沫分离塔相连接的泡沫进口(16)，下端有出水口(19)，在壳体(15)内的上部位置装置有塔式螺旋板(17)，在螺旋板的下方有通出壳体(15)外的泡沫出口(18)。
9.根据权利要求4所述的生产线，其特征是破泡器包括壳体(20)，在壳体(20)的一侧有与气液分离器相连接的泡沫进口(23)、壳体的顶部及下部分别设有空气出口(25)，泡沫液出口(24)，在壳体内还装置有水平设置破泡棕片层(22)及反冲洗管(21)。
全文摘要
本发明公开了一种用于废水处理中表面活性剂泡沫分离和破除技术及生产线，它是利用泡沫分离塔进行泡沫分离，利用气液分离器除去泡沫中夹带的水分，用带有负压破泡器破泡，由引风机排放破泡后的气体，实现表面活性剂泡沫分离和破除。该方法是洗涤剂、印染、皮革行业进行废水处理，治理环境污染的一种新方法和生产装置。
文档编号B01D19/02GK1544118SQ20031010632
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月13日 优先权日2003年11月13日
发明者韦帮森 申请人:徐州市市政设计院