多层多级气浮机及其多层多级气浮工艺

摘要

本发明公开了一种多层多级气浮机及其多层多级气浮工艺，包括气浮机箱，气浮机箱内设有加药池、混合池、气浮池和清水池，相邻两池之间设有布水口，还包括加药装置和射流进水装置，各气浮池内分别安装有升降泥斗，清水池上安装有脉冲排泥装置和出水管，气浮机箱的外壁上还固定安装有溶气装置；污水通过射流进水装置进入至混合池内，与加药装置送入的药液混合，在布水口的配合下行进路线形成多次呈V形或倒置V形上下翻转后的最大行程，有助于水内悬浮物与溶气装置送入的微小气泡产生更多、更均匀、更长时间的接触，最大程度的利用了溶气水中的微小气泡，在水处理过程中无需过多的刮泥系统等动力设备，简化了设备结构，降低了成本和能耗。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理用设备技术领域，尤其涉及一种实现多层多级污水处理的气浮机，还涉及该气浮机的多层多级气浮工艺。

背景技术

溶气气浮机是采用高效的溶气设备即微气泡发生器，代替传统的引气设备向水中溶气，并在气浮池域内安装若干斜管组，包括箱体、刮渣机、螺旋出料机等共同组成一个完整的气浮污水净化装置。传统的溶气气浮机按水流方式可分为平流式溶气气浮机、上流式溶气气浮机和综合式溶气气浮机，但上述不同结构的气浮机具有一个共同的特点，即都需要在气浮池内加装斜管，用于增大气浮面积，以降低雷诺系数，使气浮避免在紊流状态下进行，从而制造良好的层流状态，以达到浅层气浮的效果。

同时上述结构的气浮机还均需设置专门的沉淀区和繁杂的刮泥系统，由于传统的刮泥系统结构复杂，致使气浮机体积大、占地面积大、水处理效率低、且出水水质差。基于上述原因，逐渐开发并投入使用了一种新型的气浮机，但目前使用新型气浮机在污水引入、刮泥等环节均需使用动力部件，因此设备结构复杂，动力部件种类和用量较多，能耗严重，同时受机箱内各区域布置的影响，虽然机箱体积较大，但污水在处理过程中水体的行进路线却很短，最终使水处理效率和效果均受限严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗低、结构简单、水体行进路线长、处理成本低且效果显著提高的多层多级气浮机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：多层多级气浮机，包括气浮机箱，所述气浮机箱内沿污水行走方向依次设有加药池、混合池、至少两个气浮池和一个清水池，所述清水池通过管路连通至与其相邻的所述气浮池，相邻两池之间设有线型的布水口，所述加药池上安装有加药装置，所述混合池上安装有射流进水装置，所述加药装置的出药端连通至所述射流进水装置，各所述气浮池内分别活动安装有升降泥斗，各所述升降泥斗的侧壁上分别固定连接有排泥管，所述气浮池的侧壁上对应各所述排泥管分别设有配合使用的排泥口，所述清水池上安装有脉冲排泥装置，所述清水池内安装有出水管，所述脉冲排泥装置对应所述出水管的进水口设置，所述出水管的出水口设于所述气浮机箱的外部，所述气浮机箱的外壁上还固定安装有溶气装置，所述溶气装置的进水端连通至所述清水池，所述溶气装置的气水输出端设于各所述气浮池内。

作为优选的技术方案，各所述布水口自所述加药池至所述清水池上下交错布置，相邻两池间水行进线路成V形或倒置V形；所述升降泥斗端面为V形结构，且所述升降泥斗两端分别设有安装耳，所述气浮池的内壁上相对固定安装有安装板，贯穿各所述安装板螺纹布置连接有升降调节螺栓，所述升降调节螺栓底端与对应的所述安装耳转动配合。

作为优选的技术方案，所述脉冲排泥装置包括对应所述出水管的进水口设置的水口盖板，所述水口盖板的上方安装有盖板驱动缸，所述水口盖板固定连接至所述盖板驱动缸的伸缩端。

作为优选的技术方案，所述射流进水装置包括射流空化器，所述射流空化器的进水端连接有进水管，所述加药装置的出药端设于所述射流空化器内。

作为优选的技术方案，所述加药装置包括安装于所述加药池顶端的加药泵，所述加药泵的进药端延伸至所述加药池的底部且安装有底阀，所述加药泵与所述加药池之间还设有加药回流管，所述加药泵的出药端通过管路连通至所述射流空化器。

作为优选的技术方案，所述加药泵的出药端与相邻的所述升降泥斗之间还连接有药剂二次利用管，所述药剂二次利用管上安装有单向阀。

作为优选的技术方案，所述加药池的顶端还固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的动力输出端传动连接有搅拌器，所述搅拌器延伸至所述加药池的底部。

作为优选的技术方案，所述溶气装置包括溶气罐，所述溶气罐的进气端连通有空压机，所述溶气罐的进水端连通有多级离心水泵，所述多级离心水泵的进水端设于所述清水池内，所述溶气罐气水输出端并联有若干释放器，所述释放器分别布置于各所述气浮池内，且所述释放器沿污水行走方向上下交错设置。

作为优选的技术方案，所述气浮机箱外壁上还固定安装有配电箱，所述加药装置、所述脉冲排泥装置和所述溶气装置分别电连接至所述配电箱；

所述气浮机箱的侧壁上对应所述加药池、所述混合池、所述气浮池和所述清水池分别设有排空口。

本发明还公开了上述多层多级气浮机的污水处理工艺，包括以下步骤，

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污水与药水混合液混合后，在各所述布水口的配合下，从所述混合池至所述气浮池的转移过程中、所述气浮池之间的转移过程中或从所述气浮池至所述清水池的转移过程中分别形成V形或倒置V形行进线路；

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由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：污水通过射流进水装置自动进入至混合池内，与加药装置送入的药液混合，污水行进过程中通过布水口的配合，在气浮机箱内的行进路线形成多次呈V形或倒置V形上下翻转后的最大行程，有助于污水中的悬浮物与溶气装置送入的微小气泡产生更多、更均匀、更长时间的接触，最大程度的利用了溶气水中的微小气泡，使悬浮物气浮效率更高，有助于提高出水水质，且在水处理过程中无需过多的刮泥系统等动力设备，既简化了设备结构，又降低了设备成本，同时还能降低设备运行能耗。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的立体结构示意图；

图2是本发明实施例内部结构布置示意图；

图3是本发明实施例的俯视图；

图4是本发明实施例升降泥斗的结构示意图；

图5是本发明实施例容气装置的结构示意图；

图中：1-气浮机箱；2-布水口；3-射流空化器；4-加药泵；5-加药回流管；6-药剂二次利用管；7-单向阀；8-搅拌电机；9-搅拌器；10-升降泥斗；11-排泥管；12-排泥口；13-安装耳；14-升降调节螺栓；15-出水管；16-水口盖板；17-盖板驱动缸；18-溶气罐；19-空压机；20-多级离心水泵；21-释放器；22-排空口；23-配电箱；A-加药池；B-混合池；C-气浮池；D-清水池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1、图2和图3所示，多层多级气浮机，包括气浮机箱1，所述气浮机箱1为通过碳钢瓦楞板焊接形成的长方体形箱体结构，体积大小可以根据实际污水处理量多少进行定制，且方便运输，可根据实际需要切割合适尺寸的板材，将定制好的板材运输至污水处理地进行就地焊接安装，比起运输所述气浮机箱1成品，运输成本要低的多。所述气浮机箱1内沿污水行走方向依次设有加药池A、混合池B、至少两个气浮池C和一个清水池D。所述加药池A用于预处理污水处理药剂，即将污水处理药剂进行溶解等，污水进入所述气浮机箱1内，先在所述混合池B内与从所述加药池A送入的药液进行混合，然后输送至各所述气浮池C内依次进行气浮处理，根据所述气浮池C的设置个数，可实现不同级数的多级气浮，最终形成清水并利用所述清水池D排出所述气浮机箱1，完成污水的处理。

所述清水池D通过管路连通至与其相邻的所述气浮池C，用于向外排放处理后形成的清水，相邻两池之间设有线型的布水口2，各所述布水口2自所述加药池A至所述清水池D上下交错布置，相邻两池间水行进线路成V形或倒置V形。所述加药池A上安装有加药装置，所述混合池B上安装有射流进水装置，所述加药装置的出药端连通至所述射流进水装置。本实施例中，所述混合池B与相邻的所述气浮池C之间的所述布水口2设于两者隔板的上部，污水通过所述射流进水装置与药剂一同喷射至所述混合池B的底部，当污水向所述气浮池C内流动时，需先从所述混合池B的底部向上流动，通过所述布水口2流入至所述气浮池C内，形成一级V形路线行进，进入至首级的所述气浮池C后，需从首级所述气浮池C底部的所述布水口2进入至二级所述气浮池C内，在此过程中形成二级V形路线行进，然后再从二级所述气浮池C顶端的所述布水口2进入至三级所述气浮池C内，此过程中形成三级V形路线行进，并依次通过V形路线行进至末端的所述清水池D内，最终本实施例形成污水V流行进、多层多级气浮，且无需专门设置沉淀区，大大地减小了气浮机的体积。

本实施例的所述射流进水装置包括射流空化器3，所述射流空化器3的进水端连接有进水管，所述加药装置的出药端设于所述射流空化器3内，污水进入所述气浮机箱1内时，由所述射流空化器3送入，无需额外设置动力即可形成喷射效果，在喷射的同时与所述加药装置送入的药水混合，有助于提高污水与药水混合的均匀性，从而提高气浮效果。所述加药装置包括安装于所述加药池A顶端的加药泵4，且所述加药泵4设置为自吸泵，所述加药泵4的进药端延伸至所述加药池A的底部且安装有底阀，所述加药泵4与所述加药池A之间还设有加药回流管5，所述加药泵4的出药端通过管路连通至所述射流空化器3。另外，所述加药泵4的出药端与相邻的所述升降泥斗10之间还连接有药剂二次利用管6，所述药剂二次利用管6上安装有单向阀7。借助所述加药泵4的泵送作用，在送入药剂的同时对位于首级的所述升降泥斗10内的气浮物形成吸力，使部分气浮物回流至所述射流空化器3内，最终被喷射至所述混合池B内，首级所述气浮池C内的气浮物含药量相对较高，所述药剂二次利用管6的设置实现了部分药剂的回收重复利用，有助于提高药剂的利用率，降低药剂用量，且药剂回流二次利用无需额外设置动力设备，有助于简化设备同时降低能耗。所述单向阀7可以确保药液只能从所述药剂二次利用管6流入至所述射流空化器3内，而不能倒流，防止所述加药装置送入的药水直接进入至与所述混合池A相邻的所述气浮池C内。本实施例在所述加药池A的顶端还固定安装有搅拌电机8，所述搅拌电机8的动力输出端传动连接有搅拌器9，所述搅拌器9延伸至所述加药池A的底部，用于将药剂充分溶解于水中。

如图1、图2和图4所示，各所述气浮池C内分别活动安装有升降泥斗10，各所述升降泥斗10的侧壁上分别固定连接有排泥管11，所述气浮池C的侧壁上对应各所述排泥管11分别设有配合使用的排泥口12。具体地，所述排泥管11设置为钢丝软管，形变性能好，便于在所述气浮池C内安装布置，所述升降泥斗10端面为V形结构，且所述升降泥斗10两端分别设有安装耳13，所述气浮池C的内壁上相对固定安装有安装板，贯穿各所述安装板螺纹布置连接有升降调节螺栓14，所述升降调节螺栓14底端与对应的所述安装耳13转动配合。根据污水处理过程中形成的气浮物量的多少，可以旋转所述升降调节螺栓14，以调整所述升降泥斗10在所述气浮池C内的安装高度，即当气浮物较少时，可以将所述升降泥斗10的安装高度调高，当气浮物较多时，可以将所述升降泥斗10的安装高度调低，达到有效且快速收集气浮物的目的，同时最大程度地减小其对污水在所述气浮机箱1内行进速度的影响。

另外，通过安装利用所述升降泥斗10，可以将原始的利用链条式刮泥板的刮泥方式升级为管式排泥方式，且管体设于所述气浮池C内，使机体外部结构规则，简化了设备，同时使设备制造体积不再受链条式刮泥板的限制，使气浮机尺寸可根据实际使用情况灵活调整。

所述清水池D上安装有脉冲排泥装置，所述清水池D内安装有出水管15，所述脉冲排泥装置对应所述出水管15的进水口设置，所述出水管15的出水口设于所述气浮机箱1的外部。具体地，所述脉冲排泥装置包括对应所述出水管15的进水口设置的水口盖板16，所述水口盖板16的上方安装有盖板驱动缸17，所述盖板驱动缸17通过气缸支架固定安装于所述气浮机箱1上，所述水口盖板16固定连接至所述盖板驱动缸17的伸缩端，所述盖板驱动缸17可以带动所述水口盖板16呈上下方向的线性位移。气浮机工作一端时间后，可以人工观察或通过安装检测部件自动检测所述清水池D的水质，当发现水质下降时，人工启动或自动启动所述脉冲排泥装置，利用所述水口盖板16对所述出水管15的进水口形成脉冲式间歇封堵，使所述清水池D内水位上升，使上层液回流至其前侧的所述气浮池C内进行重新气浮处理，以提高排水水质。

本发明将所述脉冲排泥装置首次使用于污水处理领域的溶气式气浮机上，即首次使用于所述清水池D的浮渣排除工艺中，该种排渣方式中所述盖板驱动缸17的启动频率可由时间继电器控制。在时间继电器的控制下可以使所述盖板驱动缸17按照预设的时间自行开启和闭合，从而自动完成排泥即所述清水池D内的浮渣清除。

如图1、图3和图5所示，所述气浮机箱1的外壁上还固定安装有溶气装置，所述溶气装置的进水端连通至所述清水池D，所述溶气装置的气水输出端设于各所述气浮池C内。具体地，所述溶气装置包括溶气罐18，所述溶气罐18的进气端连通有空压机19，所述溶气罐18的进水端连通有多级离心水泵20，所述多级离心水泵20的进水端设于所述清水池D内，所述溶气罐18气水输出端并联有若干释放器21，所述释放器21分别布置于各所述气浮池C内，且所述释放器21沿污水行走方向上下交错设置，所述溶气罐18上安装有压力表、液位浮球、所述释放器21的管路上安装有球阀等辅助部件，均为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。本实施例中，除末级的所述气浮池C，其它所述气浮池C内均设有至少两层所述释放器21，以加强气浮作用，提高气浮效果。末端所述气浮池C内，因水质已经十分接近所述清水池D内的水质，因此可以仅设置一层所述释放器21，以减少气水混合物的消耗，有助于实现节能运行。也可以将所述盖板驱动缸17的动力源设置为来自所述空压机19的高压气源，高压气源的通断可以通过时间继电器与电磁阀的配合进行控制，有助于使所述空压机19中的高压气源得到充分利用，无需额外布置动力源，降低了设备生产成本及生产难度。

所述气浮机箱1外壁上还固定安装有配电箱23，所述加药装置、所述脉冲排泥装置和所述溶气装置分别电连接至所述配电箱23，所述配电箱23内设有PLC控制器等常用电力控制部件，通过所述配电箱23实现各用电部件的用电控制以及所述脉冲排泥装置的脉冲式启动控制。所述气浮机箱1的侧壁上对应所述加药池A、所述混合池B、所述气浮池C和所述清水池D分别设有排空口22，用于对各池进行排空，以便于维护或检修使用。

本实施例还公开了上述多层多级气浮机的污水处理工艺，包括以下步骤：

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当污水与药水混合液混合后，在各所述布水口2的配合下，从所述混合池B至所述气浮池C的转移过程中、所述气浮池C之间的转移过程中或从所述气浮池C至所述清水池D的转移过程中分别形成V形或倒置V形行进线路，最大程度地延长了污水在所述气浮机箱1内的行进路线，使其处理充分，与同级气浮机相比，出水水质大幅度提升。

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本实施例通过上述结构的设置，主要具有以下优点：

1、本机所述清水池采用了脉冲排泥方式。在脉冲排泥装置启动后，可瞬时提高清水池内的水位，排出浮渣。在使用过程中可根据浮渣量，灵活设定排渣维持时间和排渣间隔时间，设置调整方便，且脉冲排泥装置没有任何转动件，故障率低，安全可靠，几乎不会产生维护费用。

2、各级所述气浮池内均设置独立的可调节式升降泥斗，各级所述升降泥斗高度可根据本池内产生的浮渣量灵活调整。

3、本机在进水过程中采用射流空化器实现同步药水混合，水药混合迅速、均匀，可以用最少的药剂达到最佳的气浮效果，大幅度减少了药剂的用量。

4、本机在各池间釆用线型压力自动进水，污水混合液从线型的布水口喷向下一池区，在此过程中可使污水中的悬浮物与微小气泡产生更多、更均匀、更长时间的接触，最大程度地利用溶气水中的微小气泡，气浮效率更高。

5、本机采用多层、多级释放器，使污水中的悬浮物在经过一层释放器释放的微小气泡浮选后，漏余的悬浮物可以再经另外一层释放器释放的微小气泡再次捕捉，并送上水面形成浮渣排出。根据工艺的实际需要，可设置更多级的气浮池和释放器，进行更多层、更多级的气浮净化，基于上述过程经过本机处理的水，无需沉淀，出水就获得很好的水质。

6、在配电箱的控制下，可实现上水流量调节、加药量调节、自动排泥时间和排泥间隔的调节、容器水压和水量的调节，且在配电箱内设置控制部件如控制器PLC后，可实现设备的自动化运行，无需人为监控和参与。

本发明打破了传统设计理念，采用多级V流、多层多级气浮，且不设沉淀区，大大压缩了气浮时间，简化了设备结构，与同处理量的传统气浮系统相比，体积可减小70％，能耗可降低一半以上。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。