一种机械搅拌型共聚气浮耦合双层平流沉淀池净水系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种机械搅拌型共聚气浮耦合双层平流沉淀池净水系统及方法。将溶气气浮和双层平流式沉淀池有机结合，形成新型浮沉池。共聚气浮工艺，有机将机械絮凝与溶气气浮有机结合，形成共聚溶气气浮，强化了泡絮体的稳定性。将气浮与臭氧氧化有机的结合在一起，充分与水中污染物质接触，大大增强了臭氧氧化效果。将机械絮凝、共聚气浮和双层平流沉淀有机的结合在一起，在操作方便、能够有效控制转速、减小水利损失等的情况下形成稳定的泡絮体。本发明专利技术的工艺，运行方式灵活，能够有效降低运行费用，具有应对水质变化适应性强、结构简单、效率高、运行方便等优点具有广泛的应用前景。

Mechanical agitation type copolymerization air flotation coupling double-layer flat flow sedimentation tank water purifying system and method

The invention relates to a mechanical agitation type copolymerization air flotation coupling double layer advection sedimentation tank water purification system and a method thereof. The dissolved air flotation and double horizontal sedimentation tank combine to form a new type of floating pool. In the process of copolymerization, the organic flocculation is combined with mechanical flocculation and dissolved air flotation to form a co dissolved air flotation system, and the stability of the floc is strengthened. Air flotation and ozone oxidation are combined together to fully contact with polluted substances in water, so as to greatly enhance the effect of ozone oxidation. The mechanical flocculation, the copolymerization flotation and the double deck advection sedimentation are combined together to form a stable floc in the condition of easy operation, effective control of the rotational speed and reduction of water loss. The process of the invention has flexible operation mode, can effectively reduce operation cost, has the advantages of strong adaptability to the water quality change, simple structure, high efficiency, convenient operation, etc., and has wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种机械搅拌型共聚气浮耦合双层平流沉淀池净水系统及方法
本专利技术属于气浮水处理
，涉及一种共聚气浮耦合平流沉淀净水工艺及方法，具体涉及一种机械搅拌型共聚气浮耦合双层平流沉淀池净水系统及方法。
技术介绍
目前水库水源污染问题日益突出，其中又以藻类污染最为严重。目前水库水易呈现夏季高藻高有机物，冬季低温低浊的特性。随着水体富营养化程度逐年加剧，藻类增殖速率日益加快，尤其是在温度变化较大的春秋两季，藻类爆发现象时有发生，这对于水厂的运行和供水安全造成了很大的威胁。藻类的密度较小，传统的混凝、沉淀、过滤工艺不但很难将其有效去除，反而带来了滤池堵塞、反冲洗周期变短、处理成本增加、出水水质变差等一系列问题，某些藻类在一定的环境下还会产生藻毒素，对供水安全造成威胁。与此同时，藻类的爆发也势必会引起原水中溶解氧含量的降低，水生生物的死亡将会导致水体中有机物含量的升高。原水中高有机物含量现象的增加，会带来处理难度高、运行处理费用升高等一些列问题，这使得水体中有机物的去除也成为一个重要问题。传统气浮工艺作为一种高效、快速的固液分离技术在水处理领域得到推广，目前已较广泛地应用于低温、低浊及富藻水体的净化处理。但传统气浮技术还存在一些弊端：1）传统气浮技术采用溶气水一次回流的方式，微气泡并不参与颗粒混凝过程，微气泡与脱稳颗粒碰撞粘附，微气泡与颗粒碰撞接触滞后、接触时间短，，且净水过程中不能充分发挥微气泡与絮体的共聚作用，微气泡与絮体的粘附效率不高，微气泡有效利用率低；2）传统的气浮技术只能粘附在悬浮颗粒上，形成比重小于水的絮状物而使其上浮，但是对于水中的部分有机物特别是溶解性的有机物，并没有起到有效的去除作用。在传统溶气气浮工艺中，微气泡与絮体颗粒在水中主要是按照碰撞粘附机理进行粘附的，气泡与絮体颗粒之间的碰撞粘附过程有三个子过程：（1）碰撞过程，两者间距逐步缩小至相遇的过程；（2）粘附过程，两者之间液膜厚度变薄至破裂，最终形成稳定的三相接触角的过程；（3）脱附过程，泡絮结合体的再分离，如果剪切动能（或其他形式的扰动能量）超过粘附能，气泡、颗粒便会再次分离。传统溶气气浮工艺中加压溶气水的实际消耗量远远高于根据水中固体颗粒浓度确定的加压溶气水的理论消耗量。因此，传统溶气气浮工艺在接触室构造、水流特征、泡絮粘附方式等方面还有很大的优化空间，可以进一步提高泡絮粘附效率。同时，传统的溶气气浮工艺，只是单一地通入了空气，产生普通的空气微气泡，虽然在处理低温、低浊、高藻水体中取得了一些不错的成绩，但是相对于高有机物水体来说，处理效果不是很明显，特别是在处理可溶性有机物浓度高的水体方面，收效甚微。目前，由于人类活动等的影响，水体中的有机物含量也在日益增多，能否改良传统气浮工艺，以一种有效的手段使其在去除高藻的同时也能去除水体中的有机物，对于现阶段水厂运行将有重要意义。
技术实现思路
本专利技术针对目前水库水呈现夏季高藻高有机物、冬季低温低浊的水体特征，自主研发新型气浮沉淀池工艺，同时改良传统的溶气气浮工艺，在将机械搅拌混凝、双层平流沉淀和气浮工艺相结合的同时于传统气浮装置中加入了臭氧，形成臭氧化溶气气浮，能够使得本专利技术方法在去除高藻的同时，利用臭氧的强氧化性以及其助凝效果，有效的去除水体中的嗅味等物质，也能强化工艺对溶解性有机物的去除。本专利技术将强化混凝、共聚气浮、双层平流沉淀、臭氧氧化等工序有机结合在一起，并一体化，在应对高藻、高有机物、低浊等水库水质方面具有突出优势。本专利技术技术方案如下：一种机械搅拌型共聚气浮耦合双层平流沉淀池净水系统，包括三级机械搅拌共聚絮凝池、气浮接触池、双层平流式沉淀池、臭氧化溶气气浮装置及释放装置；（1）所述三级机械搅拌共聚絮凝池，包括三个混凝室，依次为混凝1室、混凝2室和混凝3室，每个混凝室内设有1～2个机械转轴，所述混凝1室连接有进水管；（2）所述气浮接触池，包括气浮接触区、刮渣设备和依池壁而设的用于收集浮渣的浮渣去除槽；所述刮渣设备，包括铺设于气浮接触区池体上部的滑道以及沿滑道在水面上做往复运动的刮板；（3）所述双层平流式沉淀池，包括有进水穿孔花墙、排泥管、污泥斗、下层沉淀区、挡板、上层沉淀区、浮渣去除槽、流出渠、刮渣设备、刮泥行车，沿上层沉淀区池体绕墙铺设有出水管；所述上层沉淀区和下层沉淀区之间设置中间层隔墙，所述挡板位于上层沉淀区内，且设置在分隔上层沉淀区和下层沉淀区的中间层隔墙末端；所述浮渣去除槽与流出渠相邻建设；所述刮泥行车依上层沉淀区墙体设置滑道，刮泥行车的刮板下端设置在中间层隔墙处并可沿滑道进行往复运动；所述刮渣设备，包括滑道和刮板，滑道铺设于上层沉淀区的池体上方，刮板可在水面上沿滑道做往复运动；所述进水穿孔花墙设置在下层沉淀区的前段，与气浮接触池相连接；所述污泥斗设置在下层沉淀区的底部，并连接有排泥管；（4）所述臭氧化溶气气浮装置，包括有回流水泵，所述回流水泵入口端与双层平流式沉淀池的出水管相连接，出口端连接有压力容器罐；所述压力容器罐通过设有阀门的管道分别连接有空压机和臭氧发生器；（5）所述释放装置，包括回流管和溶气释放器，所述溶气释放器分别设置在混凝2室、气浮接触池和下层沉淀区的底部，回流管与溶气释放器通过三通管件连接；所述回流管初始端连接在压力容器罐上，并设有控制阀门。优选地，所述混凝1室为保证混凝效果，设有两个机械转轴。所述机械转轴的安装应遵循下述要求：最上层叶轮浆板顶端应设于池子水面下0.5m处，最下层叶轮浆板底端，设于距池底0.5～1.0m处，浆板外缘与池壁间距不大于0.25m。进一步地，为保证更好的出水效果，双层平流沉淀池，长宽比为4:1，长度与水深比为10:1。优选地，为保证泡絮体上浮和底泥排泥，所述中间层隔墙采用向上5‰的坡度设计。优选地，所述压力容器罐用于制备溶气水，溶气压力为0.30～0.45Mpa。优选地，回流水泵与压力容器罐之间的连接管路上设有阀门，压力容器罐与空压机、臭氧发生器之间的连接管路上设有阀门。所述溶气释放器在混凝2室、气浮接触池和下层沉淀区，释放溶气水的比例为1：2：4。所述三极机械搅拌共聚絮凝池、气浮接触池、双层平流式沉淀池依次连接；所述臭氧化溶气气浮装置设于池体外，通过回流管输送高压溶气水到释放装置，实现溶气释放。所述三极机械搅拌共聚絮凝池与气浮接触池之间通过两池间的墙体控制水流流向；双层平流式沉淀池，通过沉淀池下层设置的进水穿孔花墙布水。所述进水管连接有加药管，并于三级机械搅拌共聚絮凝池的前端下部接入。一种共聚气浮耦合平流沉淀净水方法，采用上述净水系统，步骤包括：1）原水由进水管从混凝1室池体下端进入三级机械搅拌共聚絮凝池，同时经由加药管随原水投加絮凝剂，水流依次经过共聚机械絮凝池的三个混凝室，在机械转轴的作用下充分混凝，并通过每个混凝室之间设置的挡板，防止进水发生短流，保证充分混凝，同时，由溶气释放装置向混凝2室中释放溶气水，同时释放臭氧对水流进行臭氧化，起到助凝作用；2）步骤1）处理后的原水，其中一部分水流通过回流水泵进入压力容器罐，同时在空压机、臭氧发生器的作用下将空气和臭氧压入压力容器罐中，形成高压臭氧化溶气水，经回流管和溶气释放器分别回流至混凝2室、气浮接触池以及下层沉淀区右端，在混凝2室以及气浮接触池中，池中原水流含有的絮体与回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械搅拌型共聚气浮耦合双层平流沉淀池净水系统，其特征在于：包括三级机械搅拌共聚絮凝池、气浮接触池、双层平流式沉淀池、臭氧化溶气气浮装置及释放装置；（1）所述三级机械搅拌共聚絮凝池，包括三个混凝室，依次为混凝1室（4）、混凝2室（5）和混凝3室（6），每个混凝室内设有1～2个机械转轴（3），所述混凝1室（4）连接有进水管（1）；（2）所述气浮接触池，包括气浮接触区（7）、刮渣设备（16）和依池壁而设的用于收集浮渣的浮渣去除槽（14）；所述刮渣设备，包括铺设于气浮接触区（7）池体上部的滑道以及沿滑道在水面上做往复运动的刮板；（3）所述双层平流式沉淀池，包括有进水穿孔花墙（8）、排泥管（9）、污泥斗（10）、下层沉淀区（11）、挡板（12）、上层沉淀区（13）、浮渣去除槽（14）、流出渠（15）、刮渣设备（16）、刮泥行车（17），沿上层沉淀区（13）池体绕墙铺设有出水管（24）；所述上层沉淀区（13）和下层沉淀区（11）之间设置中间层隔墙，所述挡板（12）位于上层沉淀区（13）内，且设置在分隔上层沉淀区（13）和下层沉淀区（11）的中间层隔墙末端；所述浮渣去除槽（14）与流出渠（15）相邻建设；所述刮泥行车（17）依上层沉淀区（13）墙体设置滑道，刮泥行车（17）的刮板下端设置在中间层隔墙处并可沿滑道进行往复运动；所述刮渣设备（16），包括滑道和刮板，滑道铺设于上层沉淀区（13）的池体上方，刮板可在水面上沿滑道做往复运动；所述进水穿孔花墙（8）设置在下层沉淀区（11）的前段，与气浮接触池相连接；所述污泥斗（10）设置在下层沉淀区（11）的底部，并连接有排泥管（9）；（4）所述臭氧化溶气气浮装置，包括有回流水泵（18），所述回流水泵入口端与双层平流式沉淀池的出水管（24）相连接，出口端连接有压力容器罐（21）；所述压力容器罐（21）通过设有阀门的管道分别连接有空压机（19）和臭氧发生器（20）；（5）所述释放装置，包括回流管（23）和溶气释放器（22），所述溶气释放器分别设置在混凝2室（5）、气浮接触池（7）和下层沉淀区（11）的底部，回流管（23）与溶气释放器（22）通过三通管件连接；所述回流管（23）初始端连接在压力容器罐（21）上，并设有控制阀门。...

【技术特征摘要】
1.一种机械搅拌型共聚气浮耦合双层平流沉淀池净水系统，其特征在于：包括三级机械搅拌共聚絮凝池、气浮接触池、双层平流式沉淀池、臭氧化溶气气浮装置及释放装置；（1）所述三级机械搅拌共聚絮凝池，包括三个混凝室，依次为混凝1室（4）、混凝2室（5）和混凝3室（6），每个混凝室内设有1～2个机械转轴（3），所述混凝1室（4）连接有进水管（1）；（2）所述气浮接触池，包括气浮接触区（7）、刮渣设备（16）和依池壁而设的用于收集浮渣的浮渣去除槽（14）；所述刮渣设备，包括铺设于气浮接触区（7）池体上部的滑道以及沿滑道在水面上做往复运动的刮板；（3）所述双层平流式沉淀池，包括有进水穿孔花墙（8）、排泥管（9）、污泥斗（10）、下层沉淀区（11）、挡板（12）、上层沉淀区（13）、浮渣去除槽（14）、流出渠（15）、刮渣设备（16）、刮泥行车（17），沿上层沉淀区（13）池体绕墙铺设有出水管（24）；所述上层沉淀区（13）和下层沉淀区（11）之间设置中间层隔墙，所述挡板（12）位于上层沉淀区（13）内，且设置在分隔上层沉淀区（13）和下层沉淀区（11）的中间层隔墙末端；所述浮渣去除槽（14）与流出渠（15）相邻建设；所述刮泥行车（17）依上层沉淀区（13）墙体设置滑道，刮泥行车（17）的刮板下端设置在中间层隔墙处并可沿滑道进行往复运动；所述刮渣设备（16），包括滑道和刮板，滑道铺设于上层沉淀区（13）的池体上方，刮板可在水面上沿滑道做往复运动；所述进水穿孔花墙（8）设置在下层沉淀区（11）的前段，与气浮接触池相连接；所述污泥斗（10）设置在下层沉淀区（11）的底部，并连接有排泥管（9）；（4）所述臭氧化溶气气浮装置，包括有回流水泵（18），所述回流水泵入口端与双层平流式沉淀池的出水管（24）相连接，出口端连接有压力容器罐（21）；所述压力容器罐（21）通过设有阀门的管道分别连接有空压机（19）和臭氧发生器（20）；（5）所述释放装置，包括回流管（23）和溶气释放器（22），所述溶气释放器分别设置在混凝2室（5）、气浮接触池（7）和下层沉淀区（11）的底部，回流管（23）与溶气释放器（22）通过三通管件连接；所述回流管（23）初始端连接在压力容器罐（21）上，并设有控制阀门。2.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于：所述混凝1室（4）为保证混凝效果，设有两个机械转轴（3）；所述机械转轴（3）的安装应遵循下述要求：最上层叶轮浆板顶端应设于池子水面下0.5m处，最下层叶轮浆板底端，设于距池底0.5～1.0m处，浆板外缘与池壁间距不大于0.25m。3.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于：所述双层平流沉淀池，长宽比为4:1，长度与水深比为10:1；所述中间层隔墙采用向上5‰的坡度设计。4.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于：所述压力容器罐（21）用于制备溶气水，溶气压力为0.30～0.45Mpa；所述回流水泵（18）与压力容器罐（21）之间的连接管路上设有阀门，压力容器罐（21）与空压机（19）、臭氧发生器（20）之间的连接管路上设有阀门。5.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于：所述溶气释放器（22）在混...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永磊，王文浩，王宁，王珊，张克峰，贾瑞宝，宋武昌，刘宝震，徐学信，薛舜，许斐，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37