CN105110401A - 一种模块化旋流气浮过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种模块化旋流气浮过滤装置，适用于工业污水净化处理领域及特殊情况应急处理，包括筒体，筒体内从上往下依次间隔设置有集渣槽、滤料层，筒体中心设置有旋流器，所述旋流器为圆筒状管体，管体上端管口正对集渣槽下方，下端管口伸出筒体下封头作为排污口，所述集渣槽由截面为倒V型的锥形筒体以及开设于锥形筒体中心的竖直向上的浮渣管组成，集渣槽锥形筒体的筒壁末端与筒体侧壁密封连接，集渣槽锥形筒体的筒壁上表面与筒体筒壁构成集渣区，集渣区的筒体侧壁上开始有排渣口；进水管与旋流器中下部管壁切向连接。采用旋流沉砂、气浮浮油（渣）和过滤分离为一体，且采用新型的彗星滤料，提高了处理负荷，降低了设备面积。

Description

一种模块化旋流气浮过滤装置

技术领域

本发明属于工业污水净化处理领域，尤其涉分离污水中的泥沙、油及悬浮物，且采用旋流分离、气浮分离和过滤分离的自动污水处理设备,具体地说是一种用于含泥含油污水处理的模块化三相分离装置。

背景技术

随着人们对环境保护意识的加强，对工矿企业生产作业过程中所排废水对周边环境的影响也提出了更高的要求，如含有大量悬浮物、油及泥沙的油田污水，传统的处理方法有沉淀、气浮等，但都有其局限性，受到废水中污染物组成、水量波动、操作环境、排放要求、占地面积及现场条件等多方面因素的影响。在实际应用中通常需要一种集成工艺设备，来实现良好的处理效果，使出水水质指标达到排放标准。

与申请专利技术方案最相近现有技术有：公告日期2013-03-13，专利号为CN202778078U,实用新型专利-旋流气浮压力过滤器。该专利所提旋流筒与罐体所形成的空腔类似倒置漏斗，下部宽上部窄，污水从下部宽处进入，此结构无法形成有效的旋流体；锥体与筒体连接处呈尖锐状，极大影响旋流；最终造成旋流分离效果差。溶气水在从进水管口进入旋流筒宽大的底部，压力瞬间降低，释放出的大量微气泡，在下部宽上部窄的空间内，会阻碍旋流体的形成，同时不稳定的旋流结构也极大影响了溶气释放的效果。集油槽的设置方式易造成所排出的污油中有较高的含水率。该专利所提过滤单元采用大阻力配水方式，不利于均匀反洗，易形成偏流；该专利所提滤床上部采用滤网阻拦滤料，对应细小粒径的石英砂及无烟煤等，此方式基本无法实现阻拦作用，其反洗膨胀空间有限，反洗运行时大量跑料的情况不可避免。该专利所配套的管口多、仪表多，操作繁杂，故障率高，实用性不强。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种体积小，功能全、效率高、能耗低且适合野外作业和频繁搬运的模块化旋流气浮过滤装置。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种模块化旋流气浮过滤装置，包括筒体，其特征在于筒体内从上往下依次间隔设置有集渣槽、滤料层，筒体中心设置有旋流器，所述旋流器为圆筒状管体，管体上端管口正对集渣槽下方，下端管口伸出筒体下封头作为排污口，所述集渣槽由截面为倒V型的锥形筒体以及开设于锥形筒体中心的竖直向上的浮渣管组成，集渣槽锥形筒体的筒壁末端与筒体侧壁密封连接，集渣槽锥形筒体的筒壁上表面与筒体筒壁构成集渣区，集渣区的筒体侧壁上开始有排渣口；进水管与旋流器中下部管壁切向连接。

作为优选，集渣槽锥形筒体的筒壁与水平方向的夹角为30度。

作为优选，旋流器管体内设置有旋流导流板，旋流导流按以10~15°的角度向上螺旋倾斜。

作为优选，旋流器管体上端管口设置为向外呈上升抛物线的喇叭口。有利于浮油和浮渣的有效凝聚。

作为优选，滤料层上方设置有滤料拦截网。

作为优选，滤料层包括彗星滤料、彗星滤料下方的多孔板以及多孔板上的长柄滤头。

作为优选，彗星滤料的彗核直径×丝束直径×彗尾长度为2.2mm×0.4mm×(35mm~40mm)。所述的彗星滤料过滤，密度较大的“彗核”起到了对纤维丝束的压密作用，同时，又由于“彗核”的尺寸较小，对过滤断面空隙率分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。气水同时反冲洗时，由于彗星纤维滤料处于自由状态，在反冲洗时，由于“彗核”和“彗尾”纤维丝束的密度差，处于降落伞的状态，“彗核”在下，“彗尾”在上，“彗尾”纤维丝束随反冲洗水流散开并摆动，过滤材料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力，过滤材料的不规则形状使过滤材料在反冲洗水流作用下产生旋转，强化了纤维在水中所受到的机械作用力，上述几种力的共同作用结果使随着在纤维表面的固体杂质颗粒很容易脱落，从而提高了过滤材料的洗净度。

作为优选，筒体顶端设置有排气口、放空口、充气口，底端设置有气洗口、出水口/反洗口、正洗放空口。

作为优选，筒体侧壁上设置有压力变送器口、液位计口、气水平衡视镜、液位计口。

作为优选，旋流器管体上端管口连接有溶气水取样管。

本发明有益效果：1.采用旋流、气浮和彗星纤维滤料组成的组合式模块化结构组成，形成各种规格尺寸的封闭式结构设备，污水从侧边进入，污泥从底部排水，清水从底部排出，浮油（渣）从侧边排出，进水流态为逆流式和紊流式，充分利用旋流的作用，进行泥沙的沉降和浮油（渣）的上浮，紊流话有利于污水水体中含油含渣与混凝剂及微小气泡的有效碰撞与结合。

2．采用的旋流器由于采用压力进水方式，以切线方向进入旋流器后发生高速旋转，在离心力作用下，相对密度2.65，粒径0.2mm以上的固体颗粒被抛向器壁，并沿旋流器内壁滑动下沉，最后通过排泥阀排出，澄清后的污水通过螺旋上升的水流，由上端进入分离区。

3．采用的彗星滤料形成的滤床孔隙分布接近理想的滤层结构，过滤时沿水流方向自上而下滤床孔隙度由大逐渐变小，自动形成上疏下密的滤床结构，即上下梯度分布，滤床同一横截面空隙率分布均匀，过滤时大颗粒被滤床上部捕获截留，小颗粒在滤床下部被截留，整个滤床的过滤能力被充分发挥，不会形成的滤饼现象。

4．采用旋流气浮及彗星纤维过滤，气浮分离区与过滤上层污水区共用空间，使设备体积少了1/4-1/5，另外彗星纤维滤料过滤精度大于5微米，滤速达17-23m/h，剩余积泥率小于1-2%，滤床纳污量达到15-35公斤/m³，与传统砂滤器相比，处理负荷提高了，体积减1/2-1/3，反冲洗耗水量减水2/3-1/2。

5．模块化结构组合，易于拆装，便于运输、安装、使用和检修，具有寿命长，成本低、性价比高的优点，特别方便用于应急处理，事故处理等特殊场合。处理效率比相比其他处理设备能提高20%以上。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例1:一种模块化旋流气浮过滤装置，包括筒体1，筒体1内从上往下依次间隔设置有集渣槽2、滤料层3，筒体1中心设置有旋流器4，所述旋流器4为圆筒状管体，管体上端管口4.1正对集渣槽2下方，下端管口伸出筒体1下封头作为排污口4.2，所述集渣槽2由截面为倒V型的锥形筒体2.1以及开设于锥形筒体2.1中心的竖直向上的浮渣管2.2组成，集渣槽2锥形筒体2.1的筒壁末端与筒体1侧壁密封连接，集渣槽2锥形筒体2.1的筒壁上表面与筒体1筒壁构成集渣区5，集渣区5的筒体1侧壁上开始有排渣口6；进水管7与旋流器4中下部管壁切向连接。集渣槽2锥形筒体2.1的筒壁与水平方向的夹角为30度。滤料层3包括彗星滤料3.1、彗星滤料3.1下方的多孔板3.2以及多孔板3.2上的长柄滤头3.3。彗星滤料3.1的彗核直径×丝束直径×彗尾长度为2.2mm×0.4mm×(35mm~40mm)。筒体1顶端设置有排气口8、放空口9、充气口10，底端设置有气洗口11、出水口/反洗口12、正洗放空口13。筒体1侧壁上设置有压力变送器口14、液位计口15、气水平衡视镜16、液位计口17。旋流器4管体上端管口4.1连接有溶气水取样管18。

实施例2:参照实施例1，旋流器4管体内设置有旋流导流板4.3，旋流导流板4.3按以10~15°的角度向上螺旋倾斜。旋流器4管体上端管口4.1设置为向外呈上升抛物线的喇叭口。

实施例3:参照实施例1或2，滤料层3上方设置有滤料拦截网19。

压力污水通过泵提升经过装置外的静态混合器混合混凝剂和絮凝剂，然后汇进溶气水，通过进水管7进入以切线方向旋流器，进入旋流器4后通过旋流导流板4.3螺旋向上分离运动，在螺旋分离过程中，泥沙沿旋流器内壁下滑，进入排污口，然后通过PLC程序根据进水污泥量计算自动控制排泥阀进行定期排泥。

上升的溶气污水在旋流器4上部扩散口通过压缩胶体双垫层和吸附架桥作用进行浮渣(油)的凝聚和混凝。旋流器4上部设有溶气水取样管18，可对溶气效果进行监测和观察，及时调整进入溶气量和溶气压力。旋流器4内的溶气水经过减压，溶气释放成微小气泡，经过紊流作用，悬浮物之间和悬浮物气泡之间相互碰撞、结合生成大颗粒的浮油或浮渣。产生的浮油或浮渣聚集在一块进入集渣槽2。

溶气污水离开旋流器4后进入装置筒体的分离区，分离区上部安装有集渣槽2，集渣槽2安装在装置筒体4的上部，集渣槽2筒壁呈30°倾角，一方面有利于浮油（渣）在集渣槽2下面向浮渣管2.2汇集，然后溢流出至集渣槽2，另外一方面有利于浮油（渣）在集渣槽2内自流流向排渣口6排出。集渣槽2上方设有液位计口15，装有浮球液位计，当液位达到一定高度（不超过浮渣口高度），开启排渣口出口的阀门，排尽集渣槽2内浮油或浮渣。

Claims (10)

1.一种模块化旋流气浮过滤装置，包括筒体，其特征在于筒体内从上往下依次间隔设置有集渣槽、滤料层，筒体中心设置有旋流器，所述旋流器为圆筒状管体，管体上端管口正对集渣槽下方，下端管口伸出筒体下封头作为排污口，所述集渣槽由截面为倒V型的锥形筒体以及开设于锥形筒体中心的竖直向上的浮渣管组成，集渣槽锥形筒体的筒壁末端与筒体侧壁密封连接，集渣槽锥形筒体的筒壁上表面与筒体筒壁构成集渣区，集渣区的筒体侧壁上开始有排渣口；进水管与旋流器中下部管壁切向连接。

2.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于集渣槽锥形筒体的筒壁与水平方向的夹角为30度。

3.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于旋流器管体内设置有旋流导流板，旋流导流按以10~15°的角度向上螺旋倾斜。

4.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于旋流器管体上端管口设置为向外呈上升抛物线的喇叭口。

5.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于滤料层上方设置有滤料拦截网。

6.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于滤料层包括彗星滤料、彗星滤料下方的多孔板以及多孔板上的长柄滤头。

7.根据权利要求6所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于彗星滤料的彗核直径×丝束直径×彗尾长度为2.2mm×0.4mm×(35mm~40mm)。

8.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于筒体顶端设置有排气口、放空口、充气口，底端设置有气洗口、出水口/反洗口、正洗放空口。

9.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于筒体侧壁上设置有压力变送器口、液位计口、气水平衡视镜、液位计口。

10.根据权利要求1所述的一种模块化旋流气浮过滤装置，其特征在于旋流器管体上端管口连接有溶气水取样管。