[发明专利]一种优化布水多相流泵回流气浮装置

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种优化布水多相流泵回流气浮装置，具体地说是利用多相流泵溶气回流优化布水的方法以去除污染物质的污水处理装置。

背景技术

随着国民经济高速发展和人们消费水平的提高，城市污水和工业废水的排放量逐年增加，尤其是近年来工业废水中主要污染物排放量的增长速度已经超过了国民生产总值的增长速度，破坏了国民经济增长和生态环境保护之间的平衡，使工业文明发展受到了制约。石油、电力、钢铁、印染、化工、造纸、制药等高污染、高排放量行业，每年向自然水体排放废水200亿吨，主要污染物COD含量700万吨，如果排放量持续增长而得不到有效治理，会使自然环境受到严重污染。因此，治理废水使其达标排放和提高水的重复利用率，成为社会协调发展的一个重要环节。

对污水和工业废水的处理，国际和国内通常采用的方法主要有物化法、接触氧化法、活性污泥法、催化氧化法、生物反应器以及膜分离等方法。物化法是物理设备配合化学药剂共同作用，对污水进行处理的一种最常使用方法。通常是向被处理水中加入絮凝和助凝化学药剂，如聚氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等。药剂的静电中和、架桥凝聚以及卷扫作用，使水中的悬浮物生成多核配合物，诱发悬浮和溶解在水中的污染物质脱稳形成絮状体，并在物理设备中沉降或上浮。物化处理方法中的物理设备，按脱出方式分有沉淀和浮上两种形式。实现沉淀的设施或设备主要为各种结构的沉淀池；而实现上浮的主要设备为气浮池或气浮装置。

气浮技术是近年逐渐被广泛应用的污水处理技术之一。其原理是，通过适当方法，在被处理的水中产生大量直径在10-200微米的微小气泡，气泡在水中扩散并上浮过程中，粘附水中在药剂作用下絮凝的杂质颗粒，形成比重小于水的絮体上浮到水面后加以去除，达到脱除水中杂质的目的。近年来应用气浮技术制成的气浮装置主要有加压溶气气浮、涡凹气浮、浅层气浮等多种形式。加压溶气气浮系统中主要包括有空压机、溶气罐、循环泵、释放器等几个部分，其工作原理是，通过循环泵将一部分处理过的清水(称为回流水)引入到溶气罐，用空压机向溶气罐内通入压缩空气增压至0.3-0.4Mpa，在压力的作用下空气在回流水中的溶解度增加而成为溶气水，再通过释放器将溶气水减压释放，与需要处理的污水混和。由于溶气水压力的降低，溶解在水中的空气析出，形成微小气泡上升。溶气气浮的特点是加压使水中空气的溶解度高，产生的气泡均匀、细密、粒径小(10-50μm)，悬浮物脱除率高。但由于需要使用空压机增压，能效比低，而且溶气罐中的压力也使回流泵功率消耗增加。现行技术加压溶气气浮系统中的释放器有很多种形式，但都必须具有减压装置，长期运行很容易造成进水口堵塞。加压溶气气浮同时还存在着设备多、操作复杂和维护量大的缺点；涡凹气浮也称引气气浮，与加压溶气气浮相比，省去了空压机和溶气罐而使占地和能耗降低。如中国专利99247467.1、03114675.9中分别提出的气浮机，是由电机通过做为引气管的空心轴，带动一个侧面均匀分布许多小孔的散气圆盘，圆盘下端同轴固定一个涡轮，利用涡轮旋转时中心部位产生的负压引入空气，以及涡轮对水的剪切和搅拌作用产生的气泡，通过散气圆盘边沿的小孔使气泡与水混和。涡凹气浮机结构简单、消耗功率小，因此设备投资和运行成本相对较少。但是由于这种方法不对空气增压，空气在水中的溶解效率低，而且涡轮旋转形成的涡流影响引气管处的负压，涡轮对水的剪切和搅拌作用产生的气泡粒径大、不稳定，处理污水的效果不够理想；中国专利95208688.3中公开的一种浅层气浮装置，为一种圆形水槽结构。它的进水口、出水口和除渣机构全部设置在一个围绕圆形气浮槽旋转的悬臂上，通过空压机增压的加药溶气水经过进水口的布水器进入气浮槽。调整悬臂的转速，可以使进水的相对流速为很低，使污水中混凝的絮体在无扰动的环境下快速上浮成渣。浅层气浮由于利用了进水零流速原理，絮体上浮只需要5-10分钟的水力停留时间，气浮槽可以做得很浅，因此具有占地面积少、脱除效率高、出水好的特点，但也存在着结构复杂、设备投资大、消耗电能多和运行成本高的不足。

发明内容

本发明基于现有气浮技术中存在的不足，提供一种优化布水多相流泵回流气浮装置。尤其是采用了多相流泵回流溶气和旋流布水头，使产生的气泡充足细密、混和均匀，而且具有结构简单、造价低、耗电少、不堵塞免维护的特点。