[发明专利]一种封闭式连续高压溶气装置及方法

说明书

本发明涉及一种连续高压溶气气浮装置及方法。本装置由由供气系统(12)、气升式循环反应器(9)、供料系统(10)、出料口(3)和尾气‑浮渣处理系统(11)组成；本发明采用气升式反应器作为溶气气浮装置，高压气体从装置底部以微孔曝气方式进入废水中，通过调节进料阀门、出料阀门和尾气‑浮渣出口阀门的平衡控制装置内压力，气泡带动废水中的乳化油、悬浮物、硅酸盐上浮，在气液分离区的液面形成泡沫浮渣，浮渣和气体同时连续排出装置。供料泵将废水连续打入装置内，装置内的废水在气体带动下形成循环。本发明方法简单，装置结构紧凑占地面积小，操作方便且灵活，无二次污染，成本低。

技术领域

本发明涉及一种封闭式连续高压气浮装置及方法。发明利用对常规的气升式装置进行改进，在高压下实现了连续进料和出料，即实现了封闭式的连续性高压溶气气浮法处理废水。本发明属于水处理技术领域。

背景技术

溶气气浮是一个物理过程，通过加压溶气和释放系统在水中产生大量的微细气泡，使其粘附于废水中的目标去除物及其聚合体结合，形成夹气絮体。夹气絮体在浮力的作用下上浮到液面形成稳定的浮渣层，并最终伴随浮渣的去除从液相主体中分离。

气升式外循环反应器是在鼓泡塔基础上发展起来的一种气-液，气-液-液，气-液-固过程的接触性反应装置。气升式反应器具有结构简单、造价低、能耗低等优点，被广泛应用于生物发酵、废水处理、菌类培养等领域。气升式外循环反应器作为溶气气浮装置可以提供更好的气液分布，传质效率。

采用溶气气浮工艺可有效去除悬浮颗粒、油和油脂，目前该技术在含油废水处理中已经得到广泛应用。传统溶气释气装置存在设备复杂、占地面积大、溶气气泡粒径大、均匀稳定性差、处理废水效率低等问题。专利CN 1631802 A提出了一种高效环流引射溶气气浮方法和装置，该发明采用压水管和吸水管环流管线上的射流器引射空气，通过卷吸与掺混作用将空气吸入切割并溶解于水中，在经过水泵的搅拌混合作用进一步溶解空气，并压送到释气系统进行释放。容器罐体体积远小于传统溶气罐体积，且减少了水泵的使用能耗。专利CN 102267734 A提出了一种密闭循环式气浮方法及装置，该发明可将污水和气体同时进入气浮罐，通过外加的气液旋流分离器实现气体的回收循环利用，利用循环风机实现了气浮罐内的低压，整个过程为封闭式过程，即高效利用了气体，又有效避免了二次污染。但是以上发明使用了较多的动力设备，装置较为复杂，设备成本高，且溶气需要较高的压力使得气体溶解于水中达到饱和状态，压缩机要不断的输送大量的高压气体，产生大量的能耗。

微孔曝气是一种高效的曝气技术，随着20世纪70年代能源危机后，微孔曝气技术由于其通气量大，充氧能力强，节约能耗的特点备受关注。与大孔曝气系统相比，微孔曝气系统可以节约50％的能耗。采用微孔曝气系统可以在水中产生更多微小气泡且气泡尺寸范围窄，分布均匀，提高气液传质效率。

发明内容

本发明的目的在于为了解决传统溶气气浮工艺处理废水过程中存在的装置结构复杂、操作繁琐、溶气气泡粒径大、均匀稳定性差、处理废水效率低、能耗大等问题，提出一种连续高压溶气气浮装置，本发明的另一目的是提供一种利用该装置进行连续高压溶气气浮方法。

本发明的技术方案为：本发明采用气升式外循环装置作为溶气气浮装置，使得传统复杂的溶气与气浮装置合并为一起，降低装置复杂度和装置成本，且气升式外循环反应器能够提供更高的传质效率；采用微孔曝气系统代替传统溶气与气浮步骤，高压气体通过曝气头释放出微小气泡，控制出气、进料、出料阀门平衡维持气升式反应器内的压力恒定，保证气体在水中的溶解度，并依赖于气升式外循环反应器的优点使得气泡在反应器中得以循环，压力恒定后可调节出气阀门的开度来控制高压气源的进气量，这样可有效节约高压气源的用量降低能耗与成本。气泡在反应器中有较高的溶解度，气泡粒径小、分布均匀并可在气升式外循环反应器中随着流体循环，进行着充分的气液接触，增大气液传质效率，可有效去除含油废水中油类污染物，降低废水的COD。适用于工业污水处理尤其是三元复合驱油田采出水。其特征在于该方法利用气升式外循环装置作为溶气气浮装置，微孔曝气取代传统方法中溶气气浮步骤，简化装置，降低成本和能耗。