本发明专利技术涉及一种用浮选来净化具有悬浮物载荷的水的方法，其特征在于净化处理发生在同一装备所实施的两个连续步骤中。该方法包括一个具有向下水流的静态絮凝步骤，其包括一个最重颗粒的初步分离步骤，完成最重颗粒初步分离的区域位于完成静态絮凝步骤的区域之下，还包括清除最重颗粒和一个浮选步骤，该步骤确保清除了沉淀速率低于浮选器的失效阈值的轻颗粒。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通过浮选来净化含有悬浮物的水的方法、特别是物理化学净化方法的改进。
技术介绍
至少对于某些类型的水，浮选是一种可以产生沉淀的净化技术(固液分离)。根据该现有技术(具体可参考“Memento Technique de l’Eau”1989，第1卷，171页以及下列等等)，在絮凝步骤之后，水中混合有通常为空气的微气泡的“乳”(即乳状液)，该微气泡的平均直径在40微米到80微米之间。这些微气泡附着在絮体上，使其变轻从而上升到浮选单元室的表面，在那里其聚积形成一个泥渣层或泥渣床。该泥渣在浮选单元室的表面被收集起来，同时净化水从设备的底部排出。这些水的一部分以4×105帕到6×105帕的压力被抽吸(通常输送5％到15％的水流量进行净化处理)进一个特定的水箱中，其被称作增压水箱，在其中大量空气被溶解，更确切地说达到了5倍于大气压溶解度。在到大气压的突然膨胀过程中，空气处于一种过饱和状态并产生微气泡。该膨胀系统被放置于一个特定区域，在其中微气泡可以与絮凝水混合。为了可以从水中物理分离出沉淀物，絮体必须稠密且颗粒大。相反，为了可以浮选分离，必须适当地形成所述絮体其应该较轻且颗粒小。因而可以简化絮凝，事实上在相对纯净的水的絮凝处理中通常不使用聚合物，且使用相比位于扩散絮凝的下游(与泥渣床或“砂砾”沉淀物成对比)的沉淀设备来说较小的反应器。浮选的缺点是微气泡很难附着在矿物颗粒上且不能保证使水中的最重的颗粒升到表面。因此，浮选的应用通常限制于净化污染相对较少的水，尤其是湖水、井水、海水和特殊工业污水或者来自生物滤池的清洗水。浮选的其他特点和优势具体包括在下述内容中加压系统非常简单且可以快速启动进行运转。浮选设备几乎可以瞬时启动其易于操作，即便是在间歇操作过程中。当泥渣被刮下时，排出的泥渣密度很高，可达到10g/l至40g/l；微气泡具有6m/h至12m/h的上升速度，这使得常规净化速率被限制在4m/h至10m/h。尽管具有这些优点，浮选设备仍很难与具有泥渣床或砂砾床的新一代高速层片状沉淀器相竞争，具体由于以下原因絮凝区域通常过大的体积；相对较低的分离速率；增压能量的成本，和相对受限的应用领域。然而，近年来出现了高速浮选设备，这要归功于逆流多层模块或者特殊再生系统的应用(EP0659690)。根据这些新技术，20m/h到40m/h的净化速率可以实现了。此外，关于浮选的研究还表明静态絮凝器或液压絮凝器(配备了一系列的导流板及隔板)通过实现一种封剂絮凝(Plug-flocculation)可以比采用搅拌器的絮凝节省一半的时间，例如在某些情况下，时间可以从10分钟缩短到5分钟。这里的附图1表示了一个使用这种技术的浮选实施例。在该图中，附图标记10表示凝结器，数字11表示具有一系列导流板及隔板的絮凝器，数字12表示浮选单元室。增压水箱由数字13表示。聚积在浮选单元室表面的悬浮物通过一个表面刮渣装置14和泥渣排出口15来清除，净化水从24处排出。在这种现有的设备中，浮选装置12提供了较短的絮凝时间和较快的速度，浮选相对于沉淀器极具竞争力现在本领域技术人员的目标是设计一种絮凝时间大约为5分钟、分离速率为30m3/m2·h至40m3/m2·h的浮选设备。因此，对于低污染水的净化浮选技术形成了很强势的复辟，主要由于该技术相比于沉淀器提供了具有竞争力的成本，还由于其操作的简单性。相比之下，浮选的主要缺陷是这种技术不能将其应用领域扩展到更大的河水、废水(主要是雨水等)、清洗水等领域，这是由于“漂浮物”的密度和/或大尺寸颗粒的困难性甚至不可能性。虽然如此还是努力尝试去设计一些浮选设备来处理这些难度较大的水。然而，无论是在操作成本方面还是处理质量方面结果都很一般。这使得必须使用搅拌系统例如螺旋桨以防止在絮凝器中产生沉淀并在浮选单元室中设置一个底部刮渣系统。图2中所示16为位于絮凝器11底部的螺旋桨，17为浮选单元室12底部的刮渣器。这类利用机械搅拌的浮选设备的主要缺陷是其使用了庞大的絮凝器且“膨胀”了该设备要处理的污水的滞留时间。此外，在浮选单元室12的底部(所处理污水位于的出口)的大絮体的沉淀及其在刮渣器17通道中回复成悬浮物产生了一般质量的净化水。
技术实现思路
在上文所述的现有技术的基础上，本专利技术试图解决所存在的技术问题，包括用浮选来处理不仅含有可漂浮颗粒还含有重的不可漂浮颗粒的水，同时维持净化水的最佳质量，保留液压或静态絮凝区的紧凑结构，并确保浮选设备清除底部泥渣。这些技术问题通过一种用浮选来净化含有悬浮物的水的方法来解决的，其特征在于净化处理发生在同一装备所实施的两个连续步骤中—一个下降流的静态絮凝步骤，其包括一个最重颗粒的初步分离步骤，完成最重颗粒初步分离的区域位于完成静态絮凝步骤的区域之下，还包括一个最重颗粒的清除步骤，在该静态絮凝/初步分离步骤中滞留下来的最重颗粒的沉淀速率低于或者等于可漂浮颗粒的沉淀速率，和—一个浮选步骤，该步骤清除了沉淀速率低于浮选失效阈值的轻颗粒。本专利技术还涉及一种实施上述方法的装置，该装置的特征在于其在同一个封闭空间中包括一个装有导流板和隔板的静态絮凝器，一个位于静态絮凝器直接下方的层片状沉淀器，初步沉淀下来的最重颗粒在絮凝器/沉淀器的底部排出，和一个浮选器，其自带一个增压-膨胀系统来产生浮选较轻颗粒所必需的微气泡。正如可以理解的，本专利技术的基本思想是在一个下降流动的静态絮凝区域完成最终絮凝步骤，在这下方进行一个初步分离以清除掉最重颗粒，所有这些都位于实际浮选区域的上游在这些条件下，浮选单元室只处理易于清除的轻颗粒。附图说明本专利技术的其他特征和优点将在下文参照附图的描述中体现出来，附图表示出了非限制性的实施例。其中-图3至5表示了应用本专利技术方法的净化设备实施例的垂直剖面图。具体实施例方式图1表示了絮凝器11和带有表面刮渣器14的浮选器12。根据本专利技术，一个静态絮凝器带有导流板18位于浮选器12的上游，在该絮凝器下方放置有一个层片状沉淀器模块19。絮凝器18与层片状沉淀器模块19的结合构成了下降流的絮凝区域-主要分离最重的颗粒，所述颗粒从该区域底部的20处排出。由于这种布置，本专利技术可以用于处理大部分类型的水，包括那些含有太轻而无法沉淀或者太重而无法漂浮的颗粒的水。该多层沉淀模块19位于静态絮凝器18的隔板或导流板之下，除了沉淀最重的颗粒外，其还能实现两个附加功能-通过增加沉积面的数目，其可以滞留沉淀速率低于穿过浮选单元室的速率的5至20倍的颗粒。所滞留的最小颗粒的沉淀速率限定了所谓的沉淀器的失效阈值(pouvoir de coupure)。-通过在多层模块内产生一个基本层流，其为最轻且最碎的颗粒提供了一个很低能量的最终絮凝步骤，使它们可以最终“成熟”并构造成形。最重的颗粒沉淀在层片状沉淀器模块19的管内或者板内。这些模块与水平方向成一夹角，该角大于颗粒静止时的角度，即颗粒沉淀在这些模块时的角度，所述颗粒可以逐渐下滑。在此运动期间，这些颗粒或者絮体会滚动并与其它颗粒聚集。在层片状沉淀器模块19的底部，它们变得更大更密，且其自身的沉淀速率也显著升高。在这些条件下，层片状沉淀器模块的出口处，它们可以轻松地穿过水流并到达絮凝器/沉淀器的底部，在那里它们在被从20处清除之前进行聚积。在图3所示的实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
通过浮选来净化含有悬浮物的水的方法，其特征在于，该净化处理通过在唯一装备中所实施的两个连续的步骤来进行：－一个下降流的静态絮凝步骤，其结合有一最重颗粒的初步分离步骤，完成最重颗粒初步分离的区域位于完成静态絮凝步骤的区域之下，并且包括 对最重颗粒的清除，在该静态絮凝／初步分离步骤中滞留下来的最重颗粒的沉淀速率低于或者等于可漂浮颗粒的沉淀速率，和－一个浮选步骤，该步骤确保清除沉淀速率低于浮选器的失效阈值的轻颗粒。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克维翁，
申请(专利权)人：底格里蒙公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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