氣浮水處理分離裝置

《氣浮水處理分離裝置》是西安建築科技大學於2004年12月27日申請的專利，該專利的申請號為2004100735004，公布號為CN1644519，授權公布日為2005年7月27日，發明人是王曉昌、金鵬康、袁宏林。

《氣浮水處理分離裝置》公開一種氣浮水處理分離裝置，它包括進水系統、氣浮分離系統、溶氣水系統、處理水收集系統和浮渣排除系統，所述溶氣水系統設定有臭氧溶氣裝置。所述臭氧溶氣裝置中的溶氣水管（6）上設有臭氧溶氣泵（8），臭氧進氣裝置（17）通過臭氧管道（18）與臭氧減壓緩衝器（22）連線，臭氧減壓緩衝器（22）接有壓力感測器（23）和減壓釋放閥（24）以實現自動減壓，從而降低進入溶氣泵（8）的氣體壓力。該發明對污水氣浮分離的同時，除去水中色、嗅、味、細菌等，該發明適用於有機廢水處理和污水深度處理及回用。

2016年12月7日，《氣浮水處理分離裝置》獲得第十八屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《氣浮水處理分離裝置》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：氣浮水處理分離裝置
• 公布號：CN1644519
• 授權日：2005年7月27日
• 申請號：2004100735004
• 申請日：2004年12月27日
• 申請人：西安建築科技大學
• 地址：陝西省西安市雁塔路13號
• 發明人：王曉昌、金鵬康、袁宏林
• Int.Cl.：C02F1/24
• 代理機構：西安西達專利代理有限責任公司
• 代理人：第五思軍
• 類別：發明專利

專利背景

固液分離技術是水處理中必不可少的環節，氣浮則是去除水中輕質污染物的常用固液分離技術。常用的氣浮法是加壓溶氣氣浮法，處理裝置由空氣壓縮機、加壓溶氣罐、減壓釋放設備、氣浮池、機械刮渣、排渣設備構成，結構複雜，處理方式流程長、能耗大、建設費用和處理成本高。此外，氣浮處理單元通常只是完成固液分離，對水中的有機污染物以及色、嗅、味、細菌等的去除必須附加前置預處理設備或後置深度處理設備。申請者於1999年12月3日申請《高效氣浮裝置》的實用新型專利（ZL99253940.4），該專利能完成固液分離，實現全密閉式自動排渣，但是該專利以空氣作為溶氣氣源，不能去除水中有機物以及污水回用中水中色、嗅味和細菌等問題。

發明內容

專利目的

《氣浮水處理分離裝置》的目的是在2004年前技術基礎上，提供一種氣浮水處理分離裝置，對污水氣浮分離的同時，除去水中色、嗅、味、細菌等。

《氣浮水處理分離裝置》的構想是：以臭氧代替空氣作為溶氣氣源，利用溶氣泵吸入臭氧，在分離器內部釋放產生均勻臭氧微氣泡，實現臭氧氣泡與污染物的接觸粘附和對污染物的氧化過程，最終完成氣浮分離。臭氧氧化與氣浮工藝的有機結合，使整個接觸混合與氣浮分離過程在密閉裝置中進行，裝置頂部設定排渣口，通過自動控制系統定時進行排渣操作，利用水位的定時升降實現全自動密閉排渣。

技術方案

《氣浮水處理分離裝置》的技術方案是這樣的：包括進水系統、氣浮分離系統、溶氣水系統、處理水收集系統和浮渣排除系統，所述溶氣水系統設定有臭氧溶氣裝置。

所述臭氧溶氣裝置包括溶氣水管（6）、臭氧溶氣泵（8）、臭氧進氣裝置（17）、臭氧管道（18）、臭氧減壓緩衝器（22）連線、壓力感測器（23）和減壓釋放閥（24），所述溶氣水管（6）上設有臭氧溶氣泵（8），臭氧進氣裝置（17）通過臭氧管道（18）與臭氧減壓緩衝器（22）連線，臭氧減壓緩衝器（22）接有壓力感測器（23）和減壓釋放閥（24）以實現自動減壓，從而降低進入溶氣泵（8）的氣體壓力。

所述臭氧溶氣泵（8）的一端通過穩壓罐（7）與溶氣水管（6）相連。

臭氧溶氣泵（8）與出水管（20）通過回流管（21）相連，將出水管（20）的部分處理水抽吸。

所述臭氧進氣裝置（17）為臭氧發生器。

所述進水系統進水管（5）前設有水力混合器（4）。

所述氣浮分離系統氣浮分離器（15）的底部設有穿孔集水管（13）。

所述氣浮分離系統氣浮分離器（15）的底部設有傘狀混合器（11）。

所述處理水收集系統和浮渣排除系統設有電磁閥（9），電磁閥（9）通過時間繼電器（10）實現開閉的自動控制。

有益效果

1.設計合理，結構緊湊，裝置體積小。將臭氧氧化與氣浮過程有機結合，在一個操作單元內實現了破乳或絮凝、固液分離、除色、嗅、味、消毒等多個過程。

2.接觸混合與氣浮分離在密閉裝置中進行，裝置頂部設定了浮渣積聚與排除裝置，通過自動控制系統定時進行排渣操作，利用水位的定時升降實現了全自動密閉排渣，有效地解決了開啟式溶氣氣浮法由於浮渣質輕、量大，刮渣過程中受大氣風力影響所造成的泡沫飛揚，周圍環境二次污染污染問題，達到了高效、節能、環境友好的目的。

3.通過溶氣泵系統產生均勻臭氧微氣泡，大幅度提高了氣浮的固液分離效率，同時有效去除水中的溶解性有機污染物和色、嗅、味物質，並具有消毒滅菌功效。

附圖說明

圖1為《氣浮水處理分離裝置》結構圖。

圖1

技術領域

《氣浮水處理分離裝置》涉及一種水處理裝置，特別涉及一種氣浮水處理分離裝置。

權利要求

1、一種氣浮水處理分離裝置，包括進水系統、氣浮分離系統、溶氣水系統、處理水收集系統和浮渣排除系統，其特徵是：所述溶氣水系統設定有臭氧溶氣裝置。

2、根據權利要求1所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：所述臭氧溶氣裝置包括溶氣水管（6）、臭氧溶氣泵（8）、臭氧進氣裝置（17）、臭氧管道（18）、臭氧減壓緩衝器（22）連線、壓力感測器（23）和減壓釋放閥（24），所述溶氣水管（6）上設有臭氧溶氣泵（8），臭氧進氣裝置（17）通過臭氧管道（18）與臭氧減壓緩衝器（22）連線，臭氧減壓緩衝器（22）接有壓力感測器（23）和減壓釋放閥（24）以實現自動減壓，從而降低進入溶氣泵（8）的氣體壓力。

3、根據權利要求2所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：所述臭氧溶氣泵（8）的一端通過穩壓罐（7）與溶氣水管（6）相連。

4、根據權利要求2所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：臭氧溶氣泵（8）與出水管（20）通過回流管（21）相連，將出水管（20）的部分處理水抽吸。

5、根據權利要求2所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：所述臭氧進氣裝置（17）為臭氧發生器。

6、根據權利要求1、2、3、4或5所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：所述進水系統進水管（5）前設有水力混合器（4）。

7、根據權利要求1、2、3、4或5所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：所述氣浮分離系統氣浮分離器（15）的底部設有穿孔集水管（13）。

8、根據權利要求1、2、3、4或5所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：所述氣浮分離系統氣浮分離器（15）的底部設有傘狀混合器（11）。

9、根據權利要求1、2、3、4或5所述的氣浮水處理分離裝置，其特徵是：所述處理水收集系統和浮渣排除系統設有電磁閥（9），電磁閥（9）通過時間繼電器（10）實現開閉的自動控制。

實施方式

如圖1所示，《氣浮水處理分離裝置》主要由進水系統、氣浮分離系統、溶氣水系統、處理水收集系統和浮渣排除系統組成。其中：

1、進水系統：由原水箱1、進水泵2、泵前吸水管3、進水管5組成，《氣浮水處理分離裝置》在進水管5前增設水力混合器4。

2、氣浮分離系統（主體裝置）：由外形為圓柱體15，裝置內部由接觸區12、分離區14組成，《氣浮水處理分離裝置》在裝置底部設有穿孔集水管13和底部傘狀混合器11。

3、溶氣水系統：該系統為《氣浮水處理分離裝置》改進之處，它由臭氧發生器17、臭氧吸入管18、臭氧減壓緩衝器22、壓力感測器23、減壓釋放閥24、回流管21、臭氧溶氣泵8、穩壓罐7和溶氣水管6組成。

4、處理水系統：由穿孔集水管13、出水管20組成，《氣浮水處理分離裝置》設有電磁閥9和時間繼電器10。

5、浮渣系統：倒錐形浮渣區19、排渣管16組成，《氣浮水處理分離裝置》設有電磁閥9和時間繼電器10。

原水通過進水泵2從原水箱1中抽取，在泵前吸水管3中投加破乳劑或混凝劑，並在水力混合器4中充分混合後進入進水管5；處理水通過氣浮分離器15底部的穿孔集水管13收集至出水管20，經由電磁閥9外排；電磁閥9通過時間繼電器10實現開閉的自動控制；臭氧發生器17產生的臭氧通過臭氧管道18進入臭氧減壓緩衝器22中減壓，然後與一部分處理水（回流水）共同被臭氧溶氣泵8抽吸混合併通過穩壓罐7進入溶氣水管6中；破乳或混凝後的原水通過進水管5，溶氣水通過溶氣水管6進入氣浮分離器15，在底部的傘狀混合器11處充分混合後進入接觸反應區12，溶氣水釋放出臭氧微氣泡與破乳或混凝後的污染物接觸反應後進入分離區14。污染物附著於臭氧微氣泡進入浮渣區19，處理水則通過底部穿孔集水管13外排；浮渣區14中的浮渣層隨時間逐漸加厚，當達到一定厚度時，時間繼電器10按預設的時間動作，電磁閥9關閉，氣浮分離器15中水位上升，浮渣被擠入頂部的倒錐形浮渣區19內，最後經由浮渣排除管16外排；排放結束時，時間繼電器10按預設的時間動作，電磁閥9重新開啟，進入下一個工作周期。

為了防止水流外排而引起氣浮分離器15內部壓力波動，穿孔集水管13根據水流方向非均勻布置。

《氣浮水處理分離裝置》的臭氧氧化與溶氣氣浮的適配過程是這樣實現的：

《氣浮水處理分離裝置》的溶氣量可以通過調節臭氧發生器17的發生量來控制進氣臭氧濃度。為了避免溶氣泵8通過泵內負壓直接從有壓臭氧管道18中吸入氣體而形成氣囊或造成後續氣浮分離器中壓力波動等，《氣浮水處理分離裝置》在臭氧管道18後設定了臭氧減壓緩衝器22，在壓力感測器23的作用下通過減壓釋放閥24實現自動減壓，從而降低進入溶氣泵8的氣體壓力。溶氣水通過穩壓罐7調整進入氣浮分離器的溶氣水壓力，以避免氣浮分離器15中的壓力波動。溶氣水通過溶氣水管6，破乳或混凝後的原水通過進水管5對向進入氣浮分離器15底部的傘狀混合器11實現充分混合，溶氣水中釋放出的臭氧微氣泡在粘附污染物的同時進行污染物的接觸氧化，從而實現臭氧氧化與溶氣氣浮的最佳適配。

《氣浮水處理分離裝置》的工作過程如下：

1.進水在水泵1前投加混凝劑或破乳劑，通過水力混合器4完成污染物的混凝或破乳過程；

2.處理水部分回流並被溶氣泵8抽吸，臭氧發生器17產生的臭氧氣體經過臭氧減壓緩衝器22的作用降至常壓，通過溶氣泵8產生的負壓作用吸入泵？內，與回流水進行氣水混合成為加壓溶氣水，然後通過穩壓罐7進行壓力調節後進入氣浮分離器15；

3.混凝或破乳後的原水與臭氧溶氣水在氣浮分離器15底部充分混合後進入接觸區12，溶氣水中釋放出的臭氧微氣泡與水中污染物在進行接觸潤濕與粘附等物化過程的同時進行臭氧接觸與氧化反應；

4.從氣浮接觸區12上升的水流進入氣浮分離區14完成固液分離，污染物受微氣泡攜帶進入浮渣區19頂部，處理水從底部穿孔集水管13中收集外排；

5.當浮渣在浮渣層中聚集達到一定厚度後，在時間繼電器10的作用下，電磁閥9關閉，停止處理水外排，裝置內水位不斷上升，將浮渣擠入上部倒錐形浮渣區14並通過浮渣排除管外排；

6.浮渣完全排除後，在時間繼電器10的作用下，電磁閥9重新開啟，開始處理水外排，分離器15水面逐漸下降至正常水位。

榮譽表彰

2016年12月7日，《氣浮水處理分離裝置》獲得第十八屆中國專利優秀獎。