CN114751560A - 一种气浮水处理装置及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气浮水处理装置及其处理方法，该装置集混凝、絮凝、浮选为一体，包括：混凝反应区、絮凝反应区、絮凝扰流区、导流区、气泡黏附区、固液分离区、污泥排放渠、净水导流渠、出水渠、混凝反应区搅拌器、堰板、絮凝扰流区隔板、微米曝气器、净水导流渠分流紊流板、导流墙、刮泥机、高位出泥堰。采用絮凝扰流区隔板和微米曝气器节省电耗70‑85％，降低运行费用；采用PTFE复合陶瓷颗粒的中空纤维膜曝气，悬浮物去除率90‑99％，出水浊度≤4NTU，气浮除浊处理效果好；PTFE复合陶瓷颗粒的中空纤维膜为高强度柔性膜，可以随着水流冲刷发生扰动，防止微米曝气器污堵；本发明的曝气方式为连续稳压曝气，随时启停，不影响设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种气浮水处理装置及其处理方法。
背景技术
气浮是将大量高度分散的微小气泡通进水体中，使其与水中的轻质胶体相互粘附，形成比重比水小的浮渣上浮于水面，从而进行固液分离的一种净水方法。影响气浮工艺处理效果的关键点是气泡状态和流态设计。
根据气泡的产生原理，可以分为电解法气浮工艺、加压溶气减压释气法气浮工艺、分散空气法气浮工艺等。电解法气浮工艺主要是利用在电极两侧发生电解反应，通过产生的氢纳米气泡对水中的轻型絮体进行接触粘附，使之上浮并去除的方法，但该方法能耗大，需要及时更换电极片，所以一般适用于精密度要求较高的微气泡应用领域；加压溶气减压释气气浮工艺是最常用的，也叫溶气气浮工艺，该工艺是将气体在一定压力条件下溶解在水中，并达到该温度下该气体的饱和状态，然后将这部分高压高饱和的溶气水通过减压释气装置释放出来，压力的降低会促使这部分被高压溶解在水中的气体不断析出，进而形成微纳米气泡，在气浮接触室与絮体相粘附，然后上浮到水面上，利用刮渣机刮去浮渣的工艺，该工艺目前应用较为广泛；分散空气法气浮工艺是将空气通过高速旋转机械剪切混合溶解在水中，并将大气泡***成微小的气泡，然后在稳压罐中稳定后通入气浮池达到去除污染物的效果。行业中目前通常不采用微孔曝气，因为微孔曝气受限于曝气孔径微米以上，产生的气泡一般属于毫米级，浮选效果差。
浮选区是夹气絮体上浮至水面，利用刮泥设备刮除的功能。夹气絮体在水体中受到重力、浮力和阻力的相互作用。夹气絮体的整体密度随絮体中气泡含量的增多而减少，夹气絮体的体积会相对变大，上升速度也会提高，就越容易上浮至水面。浮选区根据结构类型分为平流式气浮池、竖流式气浮池、浅层高效气浮池、共聚气浮池、离子气浮池、圆形气浮池、逆向-同向流气浮池等形式。浮选区的结构设计影响水流流态，进而影响夹气絮体的上浮。若流态紊乱，夹气絮体会随水流进入产水，影响出水水质。
目前，广泛应用的气浮装置存在以下问题：
1.在进行气浮时，微气泡的粒径是影响处理效率的关键性因素，广泛应用的加压溶气减压释气法的溶气压力直接影响着气泡粒径的大小。溶气罐的工作压力在0.3～30MPa之间，溶气释放器的工作压力在0.1～5MPa之间，空气压缩机的工作压力在0.08～33MPa之间，并设置回流水作为溶气水，回流比在5～16％之间。因此，需要设置溶气空压机、回流泵等设备，主要电耗都在此部分。
2.压力释放器因压力变化，属于易损部件。填料式溶气罐内填料的种类和规格不同，进水浊度较高时易造成填料堵塞，使设备溶气效率降低；气浮工艺运行初期，水中杂质较多造成溶气水管路中泥沙沉积较多，会对释放器造成堵塞。
3.气浮池结构设计，池中存在紊流会对气泡的尺寸和气浮处理效果产生影响。
4.若气浮设备使用的时间不连续，空闲期较长，若清理不当会造成溶气罐和溶气管道内壁腐蚀；空压机会随稳压罐压力的波动而频繁启闭，设备损耗较大。
5.常规的微孔曝气受限于曝气孔径微米以上，产生的气泡一般属于毫米级，气泡并聚、破裂情况严重，浮选效果差。
发明内容
针对现有技术中气浮装置存在的上述不足，本发明的目的在于：提供一种气浮水处理装置及其处理方法，其具有结构设计合理、能够降低气浮工艺能耗、维护成本低、提升气浮处理效果和整体装置可随起随停等的优点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种气浮水处理装置，该装置集混凝、絮凝、浮选为一体，包括：混凝反应区、絮凝反应区、絮凝扰流区、导流区、气泡黏附区、固液分离区、污泥排放渠、净水导流渠、出水渠、混凝反应区搅拌器、堰板、絮凝扰流区隔板、微米曝气器、净水导流渠分流紊流板、导流墙、刮泥机、高位出泥堰；其中，混凝反应区内设置混凝反应区搅拌器，所述混凝反应区搅拌器与混凝反应区的池顶通过螺栓固定，混凝反应区与絮凝反应区通过高位过水洞相连，絮凝反应区与絮凝扰流区通过低位过水洞相连；絮凝扰流区内设置静态絮凝扰流区隔板，所述静态絮凝扰流区隔板的固定位置在絮凝扰流区的池顶且通过螺栓固定；絮凝扰流区与导流区通过高位过水洞相连，导流区与气泡黏附区通过低位过水洞相连；气泡黏附区内设置微米曝气器，微米曝气器敷设在气泡黏附区中部且通过螺栓与气泡黏附区的池壁固定，气泡黏附区与固液分离区相连，连接处是位于气泡黏附区与固液分离区之间的导流墙，导流墙的高度低于气泡黏附区的最高液位；固液分离区与污泥排放渠通过高位出泥堰相连，固液分离区的池体上部设置刮泥机；固液分离区的底部安装导流渠分流紊流板，所述导流渠分流紊流板与净水导流渠相连，净水导流渠与出水渠通过高位过水洞相连且该高位过水洞口安装有堰板。
作为上述方案的进一步优化，所述混凝反应区内设置有混凝剂加药罐，所述混凝剂加药罐内设置有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁中的一种，在混凝反应区搅拌器的搅拌下与污染物反应形成絮凝体；
所述絮凝反应区内设置有阴离子高分子絮凝剂加药罐，所述阴离子高分子絮凝剂加药罐内设置有聚丙烯酰胺，用于提供吸附架桥作用以提高絮凝效果。
作为上述方案的进一步优化，所述导流墙的轴线与竖直方向的夹角5-15°。
作为上述方案的进一步优化，所述微米曝气器采用PTFE复合陶瓷颗粒的中空纤维膜，中空纤维膜的膜丝表面均匀分布10-40nm的纳米级微孔，通过风机或空压机向膜丝内部供气，空气从膜孔释放，气泡的尺寸稳定在10-40μm之间。
作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制***，所述自动控制***包括可编程PLC控制器，分别与可编程PLC控制器相连接的压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件、浓度传感器组件、显示组件、异常报警组件、就地控制组件、现场控制站和中央监控站；所述压力传感器组件包括：布设于进气管路的压力传感器；所述流量传感器组件包括：布设于进水管路的流量传感器；所述液位传感器组件包括：布设于导流区的液位传感器；所述浓度传感器组件包括：布设于出水渠的浊度传感器；所述可编程PLC控制器通过光纤网络与现场控制站、工控机通信连接，用于将压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件、浓度传感器组件检测的结果发送至现场控制站和工控机；所述显示组件包括OLED显示屏，用于显示实时检测的浓度值；所述异常报警组件包括灯管闪烁器或者警报器；所述就地控制组件包括设备的急停按钮、保护和安全连锁装置，所述急停按钮、保护和安全连锁装置均采用硬线连接至电气控制回路；所述现场控制站包括操作终端控制柜，对设备进行手动控制，或调整为由PLC程序自动控制；所述中央监控站包括工控机及与工控机相连接的显示屏。
设备的操作级别分为三级，即就地操作、现场控制站操作和在中央监控站操作，优先等级依次递减。就地操作是通过设备的就地按钮进行设备控制；现场控制站操作是通过操作员通过终端控制柜对设备进行手动控制，或调整由PLC程序自动控制。中央监控站操作是指通过工控机配套鼠标或键盘对现场设备进行操作。
受控设备上设有“自动/手动/停止”方式选择开关，开关在“自动”位置时，设备由PLC的输出控制(即现场控制站操作方式)。开关在“手动”位置时，设备由就地按钮控制(即就地操作方式)，设备的急停按钮、保护和安全连锁装置采用硬线连接至电气控制回路，不受方式选择开关的限制。开关在“停止”位置时，设备为离线方式，不能对设备进行任何控制。
现场控制站具有“人工/自动”方式选择功能，在“人工”方式下，由操作员终端上的功能键或在触摸屏上对设备进行人工控制，在“自动”方式下，由PLC按预编程序控制。
所有的控制利用控制命令的反馈来实现，当控制命令与反馈信息不一致时，进行报警，并执行故障处理程序。
本发明上述气浮池处理装置的处理方法包括如下步骤：
1)混凝阶段：污水首先进入混凝反应区，混凝反应区的设计停留时间1-6min，通过投加混凝剂，在混凝反应区搅拌器的搅拌下与污染物反应形成絮凝体，混凝反应区搅拌器搅拌速度梯度250-350s-1；
2)絮凝阶段：污水经过混凝反应区后进入絮凝反应区，絮凝反应区的停留时间5-20min，投加阴离子高分子絮凝剂，提供吸附架桥作用以提高絮凝效果，夹杂初代絮凝体的污水通过跌水堰板进入絮凝扰流区，絮凝扰流区中设置静态絮凝扰流区隔板，而非常规的絮凝区搅拌器，絮凝扰流区隔板宽度100mm；经过絮凝扰流区隔板的混合，在此区域内絮凝剂与水中胶体颗粒、悬浮物等进行混合絮凝，水中的胶体颗粒表面吸附了带不同电荷的高分子聚合物，从而发生电性中和作用，降低了污染物表面的ζ电位，使胶体颗粒、悬浮物脱稳聚集；
3)浮选阶段：絮凝完成后的污水进入导流区，从底部进入气泡黏附区，气泡黏附区内设置微米曝气器，微米曝气器提供微米级曝气气泡，微米曝气器敷设在气泡黏附区中部，距离液面1.8-2m，竖向均匀布置，横向错落布置，投影间隔2-5cm，曝气压力0.2MPa，曝气量为进水总悬浮物的4％-5％，以使气泡均匀分散，与污水快速充分接触，当微气泡与絮体颗粒相遇后，脱稳颗粒能够为微气泡提供成“核”位，而且气泡与絮体颗粒都为疏水性物质，存在疏水引力，都具有减少自身界面自由能相互吸附的趋势，在特定的流态下，微气泡和絮粒动能充裕，能够相互推挤，两者表层附着力较差的水膜被推开，当两者彼此靠近时，絮粒的剩余疏水基团，会和微泡内有序排列的水膜碰撞，此时会受到范德华作用力的相互作用，两者互相粘附，完成微气泡与絮凝体的结合；混合微气泡、絮凝体的污水跨过导流墙进入固液分离区，导流墙减弱堰后水跃对微气泡污泥层的扰动和破坏，固液分离区表面负荷20-40m/h，设计水深5-6m，夹气絮体的上升速度高于分离区的表面负荷，因此夹气絮体不会被下降的水流带走而上浮与水相分离；净水通过导流渠分流紊流板进入净水导流渠，净水导流渠分流紊流板过流孔径设计15-50mm，再通过堰板跌入出水渠并外排，堰板设计为调节型，上下可调节高度范围100-200mm，出水渠宽度600-800mm，便于施工及检修；固液分离区上部设置刮泥机，刮泥机运行周期4h-8h，排泥时间4-10min，将夹气絮体通过高位出泥堰刮入污泥排放渠，污泥排放渠设计宽度600-800mm，污泥再通过管道排出***。
采用本发明一种气浮水处理装置及其处理方法具有如下有益效果：
结构设计更加合理，采用絮凝扰流区隔板和微米曝气器节省电耗70-85％，降低运行费用；采用PTFE复合陶瓷颗粒的中空纤维膜曝气，膜丝表面均匀分布10-40nm的微孔，空气从膜孔释放，气泡的尺寸稳定在10-40μm之间，悬浮物去除率90-99％，出水浊度≤4NTU，气浮除浊处理效果好；PTFE复合陶瓷颗粒的中空纤维膜为高强度柔性膜，可以随着水流冲刷发生扰动，扰动的过程可以为附着在膜丝表面的污染物的脱附提供动力，防止微米曝气器污堵；本发明的曝气方式为连续稳压曝气，随时启停，不影响设备使用寿命。此外，整体装置在实际运行过程中，能够降低气浮工艺能耗、维护成本低、提升气浮处理效果和整体装置可随起随停等的优点。
附图说明
附图1为本发明一种气浮水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明一种气浮水处理装置及其处理方法作以详细说明。
一种气浮水处理装置，该装置集混凝、絮凝、浮选为一体，包括：混凝反应区1、絮凝反应区2、絮凝扰流区3、导流区4、气泡黏附区5、固液分离区6、污泥排放渠7、净水导流渠8、出水渠9、混凝反应区搅拌器10、堰板11、絮凝扰流区隔板12、微米曝气器13、净水导流渠分流紊流板14、导流墙15、刮泥机16、高位出泥堰17；其中，混凝反应区1内设置混凝反应区搅拌器10，所述混凝反应区搅拌器10与混凝反应区的池顶通过螺栓固定，混凝反应区1与絮凝反应区2通过高位过水洞相连，絮凝反应区2与絮凝扰流区3通过低位过水洞相连，；絮凝扰流区3内设置静态絮凝扰流区隔板12，所述静态絮凝扰流区隔板12的固定位置在絮凝扰流区的池顶且通过螺栓固定；絮凝扰流区3与导流区4通过高位过水洞相连，导流区4与气泡黏附区5通过低位过水洞相连；气泡黏附区5内设置微米曝气器13，微米曝气器13敷设在气泡黏附区5中部且通过螺栓与气泡黏附区5的池壁固定，气泡黏附区5与固液分离区6相连，连接处是位于气泡黏附区与固液分离区之间的导流墙15，导流墙15的高度低于气泡黏附区的最高液位；固液分离区6与污泥排放渠7通过高位出泥堰17相连，固液分离区6的池体上部设置刮泥机16；固液分离区6的底部安装导流渠分流紊流板14，所述导流渠分流紊流板14与净水导流渠8相连，净水导流渠8与出水渠9通过高位过水洞相连且该高位过水洞口安装有堰板11。所述混凝反应区内设置有混凝剂加药罐，所述混凝剂加药罐内设置有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁中的一种，在混凝反应区搅拌器10的搅拌下与污染物反应形成絮凝体；
所述絮凝反应区内设置有阴离子高分子絮凝剂加药罐，所述阴离子高分子絮凝剂加药罐内设置有聚丙烯酰胺，用于提供吸附架桥作用以提高絮凝效果。所述导流墙的轴线与竖直方向的夹角5-15°，优选为8°。所述微米曝气器采用PTFE复合陶瓷颗粒的中空纤维膜，中空纤维膜的膜丝表面均匀分布10-40nm的纳米级微孔，通过风机或空压机向膜丝内部供气，空气从膜孔释放，气泡的尺寸稳定在10-40μm之间。
该装置还包括自动控制***，所述自动控制***包括可编程PLC控制器，分别与可编程PLC控制器相连接的压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件、浓度传感器组件、显示组件、异常报警组件、就地控制组件、现场控制站和中央监控站；所述压力传感器组件包括：布设于进气管路的压力传感器；所述流量传感器组件包括：布设于进水管路的流量传感器；所述液位传感器组件包括：布设于导流区的液位传感器；所述浓度传感器组件包括：布设于出水渠的浊度传感器；所述可编程PLC控制器通过光纤网络与现场控制站、工控机通信连接，用于将压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件、浓度传感器组件检测的结果发送至现场控制站和工控机；所述显示组件包括OLED显示屏，用于显示实时检测的浓度值；所述异常报警组件包括灯管闪烁器或者警报器；所述就地控制组件包括设备的急停按钮、保护和安全连锁装置，所述急停按钮、保护和安全连锁装置均采用硬线连接至电气控制回路；所述现场控制站包括操作终端控制柜，对设备进行手动控制，或调整为由PLC程序自动控制；所述中央监控站包括工控机及与工控机相连接的显示屏。
设备的操作级别分为三级，即就地操作、现场控制站操作和在中央监控站操作，优先等级依次递减。就地操作是通过设备的就地按钮进行设备控制；现场控制站操作是通过操作员通过终端控制柜对设备进行手动控制，或调整由PLC程序自动控制。中央监控站操作是指通过工控机配套鼠标或键盘对现场设备进行操作。
受控设备上设有“自动/手动/停止”方式选择开关，开关在“自动”位置时，设备由PLC的输出控制(即现场控制站操作方式)。开关在“手动”位置时，设备由就地按钮控制(即就地操作方式)，设备的急停按钮、保护和安全连锁装置采用硬线连接至电气控制回路，不受方式选择开关的限制。开关在“停止”位置时，设备为离线方式，不能对设备进行任何控制。
现场控制站具有“人工/自动”方式选择功能，在“人工”方式下，由操作员终端上的功能键或在触摸屏上对设备进行人工控制，在“自动”方式下，由PLC按预编程序控制。
所有的控制利用控制命令的反馈来实现，当控制命令与反馈信息不一致时，进行报警，并执行故障处理程序。
本发明上述气浮池处理装置的处理方法包括如下步骤：
1)混凝阶段：污水首先进入混凝反应区1，混凝反应区1的设计停留时间1-6min，通过投加混凝剂，在混凝反应区搅拌器10的搅拌下与污染物反应形成絮凝体，混凝反应区搅拌器10搅拌速度梯度250-350s-1；
2)絮凝阶段：污水经过混凝反应区后进入絮凝反应区2，絮凝反应区2的停留时间5-20min，投加阴离子高分子絮凝剂，提供吸附架桥作用以提高絮凝效果，夹杂初代絮凝体的污水通过跌水堰板11进入絮凝扰流区3，絮凝扰流区3中设置静态絮凝扰流区隔板12，而非常规的絮凝区搅拌器，絮凝扰流区隔板12宽度100mm；经过絮凝扰流区隔板12的混合，在此区域内絮凝剂与水中胶体颗粒、悬浮物等进行混合絮凝，水中的胶体颗粒表面吸附了带不同电荷的高分子聚合物，从而发生电性中和作用，降低了污染物表面的ζ电位，使胶体颗粒、悬浮物脱稳聚集；
3)浮选阶段：絮凝完成后的污水进入导流区4，从底部进入气泡黏附区5，气泡黏附区5内设置微米曝气器13，微米曝气器13提供微米级曝气气泡，微米曝气器13敷设在气泡黏附区5中部，距离液面1.8-2m，竖向均匀布置，横向错落布置，投影间隔2-5cm，曝气压力0.2MPa，曝气量为进水总悬浮物的4％-5％，以使气泡均匀分散，与污水快速充分接触，当微气泡与絮体颗粒相遇后，脱稳颗粒能够为微气泡提供成“核”位，而且气泡与絮体颗粒都为疏水性物质，存在疏水引力，都具有减少自身界面自由能相互吸附的趋势，在特定的流态下，微气泡和絮粒动能充裕，能够相互推挤，两者表层附着力较差的水膜被推开，当两者彼此靠近时，絮粒的剩余疏水基团，会和微泡内有序排列的水膜碰撞，此时会受到范德华作用力的相互作用，两者互相粘附，完成微气泡与絮凝体的结合；混合微气泡、絮凝体的污水跨过导流墙15进入固液分离区6，导流墙15减弱堰后水跃对微气泡污泥层的扰动和破坏，固液分离区6表面负荷20-40m/h，设计水深5-6m，夹气絮体的上升速度高于分离区的表面负荷，因此夹气絮体不会被下降的水流带走而上浮与水相分离；净水通过导流渠分流紊流板14进入净水导流渠8，净水导流渠分流紊流板14过流孔径设计15-50mm，再通过堰板11跌入出水渠9并外排，堰板设计为调节型，上下可调节高度范围100-200mm，出水渠9宽度600-800mm，便于施工及检修；固液分离区6上部设置刮泥机16，刮泥机16运行周期4h-8h，排泥时间4-10min，将夹气絮体通过高位出泥堰17刮入污泥排放渠7，污泥排放渠7设计宽度600-800mm，污泥再通过管道排出***。
下面以某工业园区污水处理***为例，其进气浮***的水量是1340m3/h，水温10-25℃，pH为6-8，悬浮物浓度33mg/L。污水首先进入混凝反应区1，在混凝反应区1入口投加混凝剂PAC，投加浓度50mg/L，在混凝反应区搅拌器10的搅拌下与污染物反应形成絮凝体，混凝反应区搅拌器10搅拌速度梯度280s-1，混凝反应区1的设计停留时间2min；再进入絮凝反应区2，在絮凝反应区2的入口投加阴离子高分子絮凝剂，提供吸附架桥作用以提高絮凝效果，絮凝反应区2的停留时间12min，夹杂初代絮凝体的污水通过跌水堰板11进入絮凝扰流区3，絮凝扰流区3中设备静态絮凝扰流区隔板12，絮凝扰流区隔板12宽度100mm，此处若设置搅拌器，搅拌器的功率是4kw，本***采用的是静态絮凝扰流区隔板，节省此部分能耗；经过絮凝扰流区隔板12的混合，在此区域内絮凝剂与水中胶体颗粒、悬浮物等进行混合絮凝，水中的胶体颗粒表面吸附了带不同电荷的高分子聚合物，从而发生电性中和作用，降低了污染物表面的ζ电位，使胶体颗粒、悬浮物脱稳聚集。絮凝完成后的污水进入导流区4，从底部进入气泡黏附区5，气泡黏附区5内设置微米曝气器13，微米曝气器顶部距离液面2m，曝气压力0.2MPa若采用溶气气浮，溶气气浮压力需求是1.0MPa，且需要回流泵提供溶气水，本***曝气压力较低且直接曝气，无需回流泵设置，节省此部分能耗，曝气量为进水总悬浮物的4％，膜丝错落布置，密度为投影间隔3cm，以使气泡均匀分散，与污水快速充分接触，快速完成微气泡与絮凝体的结合；混合微气泡、絮凝体的污水跨过导流墙15进入固液分离区6，导流墙15的作用是减弱堰后水跃紊流对微气泡污泥层的扰动和破坏，导流墙15的设计角度为8°。固液分离区6表面负荷28m/h，设计水深5.7m。净水通过导流渠分流紊流板14进入净水导流渠8，导流渠分流紊流板14的过流孔径设计25mm，并通过堰板11跌入出水渠9并外排，出水渠9宽度600mm。固液分离区6上部设置刮泥机16，刮泥机16运行周期6h，排泥时间4min，将夹气絮体刮入污泥排放渠7，污泥排放渠7设计宽度600mm，污泥再通过管道排出***。
本***出水浊度范围2-3NTU。对比本项目与同等规模的溶气气浮工艺设备用电功率如下：
上表中，混凝反应区搅拌器根据池容和搅拌速度梯度280s-1，停留时间2min,选型搅拌器功率均为4kw可以达到混凝的效果；絮凝反应区搅拌器常规溶气气浮需要设置，本项目采用絮凝扰流区隔板无需搅拌器即可实现均匀絮凝，无需设置用电搅拌器；空压机的设置为***提供空气，对于本项目微米曝气器利用空压机的供气提供微纳米气泡，常规溶气气浮利用空压机提供空气溶于水中，在将这部分高压高饱和的溶气水通过减压释气装置释放出来形成微纳米气泡。回流循环泵的工作是为常规溶气气浮提供溶气水，本项目***采用直接曝气，无需溶气水，省去了回流循环泵；刮泥机的设置是为了将夹气絮体刮入污泥排放渠。提高排泥浓度，降低水的损耗，常规溶气气浮与本项目气浮***均需设置。
折算吨水电耗：本项目气浮***吨水电耗为7.5×10-3kw·h/吨水，常规溶气气浮吨水电耗为44.1×10-3kw·h/吨水。年节省电耗429240kw·h，电价按照0.6元/kw·h计算，年节省费用25.75万元，节省82.91％的电能消耗。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
Claims (6)
1.一种气浮水处理装置，其特征在于：该装置集混凝、絮凝、浮选为一体，包括：混凝反应区(1)、絮凝反应区(2)、絮凝扰流区(3)、导流区(4)、气泡黏附区(5)、固液分离区(6)、污泥排放渠(7)、净水导流渠(8)、出水渠(9)、混凝反应区搅拌器(10)、堰板(11)、絮凝扰流区隔板(12)、微米曝气器(13)、净水导流渠分流紊流板(14)、导流墙(15)、刮泥机(16)、高位出泥堰(17)；其中，混凝反应区(1)内设置混凝反应区搅拌器(10)，所述混凝反应区搅拌器(10)与混凝反应区的池顶通过螺栓固定，混凝反应区(1)与絮凝反应区(2)通过高位过水洞相连，絮凝反应区(2)与絮凝扰流区(3)通过低位过水洞相连，；絮凝扰流区(3)内设置静态絮凝扰流区隔板(12)，所述静态絮凝扰流区隔板(12)的固定位置在絮凝扰流区的池顶且通过螺栓固定；絮凝扰流区(3)与导流区(4)通过高位过水洞相连，导流区(4)与气泡黏附区(5)通过低位过水洞相连；气泡黏附区(5)内设置微米曝气器(13)，微米曝气器(13)敷设在气泡黏附区(5)中部且通过螺栓与气泡黏附区(5)的池壁固定，气泡黏附区(5)与固液分离区(6)相连，连接处是位于气泡黏附区与固液分离区之间的导流墙(15)，导流墙(15)的高度低于气泡黏附区的最高液位；固液分离区(6)与污泥排放渠(7)通过高位出泥堰(17)相连，固液分离区(6)的池体上部设置刮泥机(16)；固液分离区(6)的底部安装导流渠分流紊流板(14)，所述导流渠分流紊流板(14)与净水导流渠(8)相连，净水导流渠(8)与出水渠(9)通过高位过水洞相连且该高位过水洞口安装有堰板(11)。
2.根据权利要求1所述的一种气浮水处理装置，其特征在于：所述混凝反应区内设置有混凝剂加药罐，所述混凝剂加药罐内设置有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁中的一种，在混凝反应区搅拌器(10)的搅拌下与污染物反应形成絮凝体；
所述絮凝反应区内设置有阴离子高分子絮凝剂加药罐，所述阴离子高分子絮凝剂加药罐内设置有聚丙烯酰胺，用于提供吸附架桥作用以提高絮凝效果。
3.根据权利要求1所述的一种气浮水处理装置，其特征在于：所述导流墙的轴线与竖直方向的夹角5-15°。
4.根据权利要求1所述的一种气浮水处理装置，其特征在于：所述微米曝气器采用PTFE复合陶瓷颗粒的中空纤维膜，中空纤维膜的膜丝表面均匀分布10-40nm的纳米级微孔，通过风机或空压机向膜丝内部供气，空气从膜孔释放，气泡的尺寸稳定在10-40μm之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种气浮水处理装置，其特征在于：该装置还包括自动控制***，所述自动控制***包括可编程PLC控制器，分别与可编程PLC控制器相连接的压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件、浓度传感器组件、显示组件、异常报警组件、就地控制组件、现场控制站和中央监控站；所述压力传感器组件包括：布设于进气管路的压力传感器；所述流量传感器组件包括：布设于进水管路的流量传感器；所述液位传感器组件包括：布设于导流区(4)的液位传感器；所述浓度传感器组件包括：布设于出水渠(9)的浊度传感器；所述可编程PLC控制器通过光纤网络与现场控制站、工控机通信连接，用于将压力传感器组件、流量传感器组件、液位传感器组件、浓度传感器组件检测的结果发送至现场控制站和工控机；所述显示组件包括OLED显示屏，用于显示实时检测的浓度值；所述异常报警组件包括灯管闪烁器或者警报器；所述就地控制组件包括设备的急停按钮、保护和安全连锁装置，所述急停按钮、保护和安全连锁装置均采用硬线连接至电气控制回路；所述现场控制站包括操作终端控制柜，对设备进行手动控制，或调整为由PLC程序自动控制；所述中央监控站包括工控机及与工控机相连接的显示屏。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的气浮池处理装置的处理方法，其特征在于：该处理方法包括如下步骤：
1)混凝阶段：污水首先进入混凝反应区(1)，混凝反应区(1)的设计停留时间1-6min，通过投加混凝剂，在混凝反应区搅拌器(10)的搅拌下与污染物反应形成絮凝体，混凝反应区搅拌器(10)搅拌速度梯度250-350s-1；
2)絮凝阶段：污水经过混凝反应区后进入絮凝反应区(2)，絮凝反应区(2)的停留时间5-20min，投加阴离子高分子
凝剂，提供吸附架桥作用以提高絮凝效果，夹杂初代絮凝体的污水通过跌水堰板(11)进入絮凝扰流区(3)，絮凝扰流区(3)中设置静态絮凝扰流区隔板(12)，而非常规的絮凝区搅拌器，絮凝扰流区隔板(12)宽度100mm；经过絮凝扰流区隔板(12)的混合，在此区域内絮凝剂与水中胶体颗粒、悬浮物等进行混合絮凝，水中的胶体颗粒表面吸附了带不同电荷的高分子聚合物，从而发生电性中和作用，降低了污染物表面的ζ电位，使胶体颗粒、悬浮物脱稳聚集；
3)浮选阶段：絮凝完成后的污水进入导流区(4)，从底部进入气泡黏附区(5)，气泡黏附区(5)内设置微米曝气器(13)，微米曝气器(13)提供微米级曝气气泡，微米曝气器(13)敷设在气泡黏附区(5)中部，距离液面1.8-2m，竖向均匀布置，横向错落布置，投影间隔2-5cm，曝气压力0.2MPa，曝气量为进水总悬浮物的4％-5％，以使气泡均匀分散，与污水快速充分接触，当微气泡与絮体颗粒相遇后，脱稳颗粒能够为微气泡提供成“核”位，而且气泡与絮体颗粒都为疏水性物质，存在疏水引力，都具有减少自身界面自由能相互吸附的趋势，在特定的流态下，微气泡和絮粒动能充裕，能够相互推挤，两者表层附着力较差的水膜被推开，当两者彼此靠近时，絮粒的剩余疏水基团，会和微泡内有序排列的水膜碰撞，此时会受到范德华作用力的相互作用，两者互相粘附，完成微气泡与絮凝体的结合；混合微气泡、絮凝体的污水跨过导流墙(15)进入固液分离区(6)，导流墙(15)减弱堰后水跃对微气泡污泥层的扰动和破坏，固液分离区(6)表面负荷20-40m/h，设计水深5-6m，夹气絮体的上升速度高于分离区的表面负荷，因此夹气絮体不会被下降的水流带走而上浮与水相分离；净水通过导流渠分流紊流板(14)进入净水导流渠(8)，净水导流渠分流紊流板(14)过流孔径设计15-50mm，再通过堰板(11)跌入出水渠(9)并外排，堰板设计为调节型，上下可调节高度范围100-200mm，出水渠(9)宽度600-800mm，便于施工及检修；固液分离区(6)上部设置刮泥机(16)，刮泥机(16)运行周期4h-8h，排泥时间4-10min，将夹气絮体通过高位出泥堰(17)刮入污泥排放渠(7)，污泥排放渠(7)设计宽度600-800mm，污泥再通过管道排出***。
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