【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，具体为一种一体化沉淀气浮耦合给水处理装置及处理方法。
技术介绍
1、随着水体富营养化程度逐年加剧，藻类增殖速率日益加快；其中水库水源藻类污染问题最为突出，水质易呈现高藻低浊的特性。尤其是在温度变化较大的春秋两季，藻类污染爆发现象时有发生，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，对供水安全造成威胁。
2、给水处理中的沉淀工艺能够很好地去除水中密度较大的絮凝体和杂质颗粒，而气浮工艺对去除水中密度较小、沉淀性能较差的疏松絮凝体、悬浮杂质、藻类、油污等具有良好效果。气浮工艺的优势高度与沉淀工艺的劣势高度耦合，采用气浮工艺是解决沉淀工艺局限的有效途径，包括气浮与沉淀联用工艺和浮沉(池)工艺，前者将平流沉淀池(或高效沉淀池)与气浮池串联，对原水进行先沉淀后气浮处理，存在占地面积大、投资高、运行费用高等缺点，因此有人开展了浮沉(池)工艺研究。
3、气浮工艺作为一种高效、快速的固液分离技术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)传统气浮技术是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比重较小的悬浮颗粒上使其上浮，但是对于水中比重较大的絮体颗粒，虽然与气泡结合，但是并不能
4、申请公布号为cn1 01037277的中国专利技术专利公开一种浮沉池，其采用上下两层，下层沉淀方式为平流沉淀，上层为气浮。但是该方案平流沉淀池占地面积大，沉淀与气浮只是简单的堆叠，没有形成耦合效果，工艺出水独立于气浮工艺之外，增加水头损失，造成能源和资源的浪费。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是基于以上所述现有技术存在的不足，针对目前水库水呈现高藻低浊的水体特征，提供一种占地面积小、处理效率高、有效节约能源的具有沉淀气浮耦合双层结构的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置。
2、本专利技术第二目的是提供一种一体化沉淀气浮耦合给水处理方法。
3、本专利技术解决其技术问题所采用技术方案为：一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，包括水处理池和集水管，所述水处理池内由上至下形成有上层气浮区和下层沉淀区，所述下层沉淀区内安装有溶气释放器、波形板和若干侧向流斜板，所述下层沉淀区的前端设置有进水口，所述下层沉淀区的末端与所述上层气浮区的后端连通，所述集水管的末端伸入所述上层气浮区内的下部，所述集水管的前端伸出所述上层气浮区的前端以外。
4、进一步的，所述下层沉淀区的下方还设有积泥区，所述积泥区内安装有若干阻流板和刮泥机，每台刮泥机对应连接有集泥斗和排泥管。
5、进一步的，所述上层气浮区和下层沉淀区之间设置有一道隔板，所述隔板采用可拆卸的钢板，方便施工和后期检修。作为本方案的另一种构思，所述隔板上还可以设置有若干检修人孔，以方便检修。
6、进一步的，所述下层沉淀区内还安装有若干曝气冲洗管，所述曝气冲洗管置于所述侧向流斜板的下方20～30mm处。
7、进一步的，相邻的两块所述侧向流斜板的间距为50～100mm，所述侧向流斜板的高度为1m～3m，所述侧向流斜板的安装角度为与水平面呈45～60°夹角。
8、进一步的，所述下层沉淀区由前至后依次形成有连通的前缓冲区、斜板区、后缓冲区和气浮接触区，所述气浮接触区与所述上层气浮区的后端连通，所述侧向流斜板安装于所述斜板区内，所述溶气释放器安装于所述气浮接触区的底部，所述波形板置于所述溶气释放器的上部。
9、进一步的，所述前缓冲区和后缓冲区的长度均为0.5～2m，所述斜板区的长度为8～16m，所述气浮接触区的长度为0.6～1.2m，利用狭小的空间使气泡可以与絮体颗粒充分接触。其中，为了实现更好的空间利用率并提升处理效率，所述气浮接触区置于所述后缓冲区的上方，所述气浮接触区与所述后缓冲区之间设置有气浮接触区挡板，所述气浮接触区挡板插入沉淀区末端，所述气浮接触区挡板决定所述气浮接触区的深度。其中，所述气浮接触区的深度优选为2～4m，为保证气泡与絮体的充分接触，在所述气浮接触区内还设置有若干波形板，所述波形板置于所述溶气释放器的上方，以压缩局部水流，增强气泡与絮体的碰撞几率，提升气浮效率。
10、进一步的，所述上层气浮区的深度设置为1.5～2m，比较常规工艺可以极大的减小深度。
11、进一步的，所述上层气浮区的顶部设置有电动刮渣装置和排渣槽。
12、本专利技术还公开一种一体化沉淀气浮耦合给水处理方法，基于上述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，水流由絮凝池絮凝后，经由所述进水口进入所述水处理池，水流依次经过前缓冲区、斜板区、后缓冲区、气浮接触区和上层气浮区，水流在所述斜板区的水平流速控制在4～7mm/s，最后经由所述集水管排出至滤池，完成处理流程。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、1.本专利技术的给水处理装置采用上下两层的沉淀、气浮耦合工艺，沉淀采用沉淀效率高的侧向流斜板沉淀池，比平流沉淀池节省用地80％以上；本专利技术利用沉淀区已有的高度，增加气浮接触区的深度，延长接触时间，并在气浮接触区沿水流方向布置波形板，提高气体与絮体的碰撞效率，提升气浮工艺处理效能；
15、2.本专利技术为了防止侧向流斜板的堵塞，在侧向流斜板下方30mm处设置若干曝气冲洗管，定时根据斜板堵塞情况适时开启曝气，利用气体上升的动力将侧向流斜板间堵塞的污泥冲散，以实现清洗斜板间污泥，保证侧向流斜板的处理效果；
16、3.本专利技术采用先沉淀，后气浮的工艺流程，可以使比重较大，不容易被微气泡带动上浮的絮体在气浮工艺前先一步实现固液分离；以减少气浮工艺的气体浪费，以实现节能减排的目的。实际运行可根据沉后水情况调整溶气水释放量。当季节性水质变化藻类减少或浊度较高(＞50ntu)时，絮凝过程往往容易形成沉降性能较好的絮体，单独侧向流斜板即可起到很好的处理效果，可关闭气浮，以节省能源；
17、4.本专利技术对气浮工艺进行了改进，相比传统的气浮工艺，本专利技术在溶气释放器上方，沿水流方向设置波形板，使絮体可以充分与微气泡接触，充分碰撞，絮体与微气泡的粘附效率大大提升；水流在接触区需要向上进入上层气浮区，与气泡絮体共聚物运动方向一致，加速了污染物的上浮速度，提升气浮工艺处理效果；
18、5.本专利技术在一个构筑物中整合了高效的侧向流斜板工艺和改进的气浮工艺，相比传统工艺实现更好的空间利用率并提升处理效率；在两层工艺之间使用可拆卸钢板减小了施工和安装难度，并在隔板钢板对应的沉淀区前、后缓冲区位置设置检修人孔，可以有效解决堆叠工艺的检修难的缺点。
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1.一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，包括水处理池(A)和集水管(7)，所述水处理池内由上至下形成有上层气浮区(B)和下层沉淀区，所述下层沉淀区内安装有溶气释放器(3)、波形板(4)和若干侧向流斜板(2)，所述下层沉淀区的前端设置有进水口(11)，所述下层沉淀区的末端与所述上层气浮区(B)的后端连通，所述集水管(7)的末端伸入所述上层气浮区(B)内的下部，所述集水管(7)的前端伸出所述上层气浮区(B)的前端以外。
2.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述下层沉淀区内还安装有若干曝气冲洗管(10)，所述曝气冲洗管(10)置于所述侧向流斜板(2)的下方。
3.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述下层沉淀区的下方设有积泥区(C)，所述积泥区(C)内安装有若干阻流板(12)和刮泥机(5)，每台刮泥机(5)对应连接有集泥斗和排泥管。
4.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，相邻的两块所述侧向流斜板(2)的间距为50～100mm，所述侧向流斜板(2)的高度
5.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述上层气浮区(B)和下层沉淀区之间设置有一道隔板(1)，所述隔板(1)采用可拆卸的钢板或者所述隔板上设置有检修孔。
6.根据权利要求1-5任一所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述下层沉淀区由前至后依次形成有连通的前缓冲区(D)、斜板区(E)、后缓冲区(F)和气浮接触区(G)，所述气浮接触区(G)与所述上层气浮区(B)的后端连通，所述侧向流斜板(2)安装于所述斜板区(E)内，所述溶气释放器(3)安装于所述气浮接触区(G)的底部，所述波形板(4)安装在溶气释放器(3)的上部。
7.根据权利要求6所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述前缓冲区(D)和后缓冲区(F)的长度均为0.5～1m，所述斜板区(E)的长度为8～16m，所述气浮接触区(G)的长度为0.6～1.2m。
8.根据权利要求6所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述气浮接触区(G)置于所述后缓冲区(F)的上方，所述气浮接触区(G)与所述后缓冲区(F)之间设置有气浮接触区挡板(6)。
9.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述上层气浮区(B)的顶部设置有刮渣装置(9)和排渣槽(8)。
10.一体化沉淀气浮耦合给水处理方法，其特征在于，应用权利要求1-9任一所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，水流由絮凝池絮凝后，经由所述进水口(11)进入所述水处理池(A)，水流依次经过前缓冲区(D)、斜板区(E)、后缓冲区(F)、气浮接触区(G)和上层气浮区(B)，水流在所述斜板区(E)的水平流速控制在4～7mm/s，最后经由所述集水管(7)排出至滤池，完成处理流程。
...【技术特征摘要】
1.一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，包括水处理池(a)和集水管(7)，所述水处理池内由上至下形成有上层气浮区(b)和下层沉淀区，所述下层沉淀区内安装有溶气释放器(3)、波形板(4)和若干侧向流斜板(2)，所述下层沉淀区的前端设置有进水口(11)，所述下层沉淀区的末端与所述上层气浮区(b)的后端连通，所述集水管(7)的末端伸入所述上层气浮区(b)内的下部，所述集水管(7)的前端伸出所述上层气浮区(b)的前端以外。
2.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述下层沉淀区内还安装有若干曝气冲洗管(10)，所述曝气冲洗管(10)置于所述侧向流斜板(2)的下方。
3.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述下层沉淀区的下方设有积泥区(c)，所述积泥区(c)内安装有若干阻流板(12)和刮泥机(5)，每台刮泥机(5)对应连接有集泥斗和排泥管。
4.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，相邻的两块所述侧向流斜板(2)的间距为50～100mm，所述侧向流斜板(2)的高度为1m～3m，所述侧向流斜板(2)的安装角度为与水平面呈45～60°夹角。
5.根据权利要求1所述的一体化沉淀气浮耦合给水处理装置，其特征在于，所述上层气浮区(b)和下层沉淀区之间设置有一道隔板(1)，所述隔板(1)采用可拆卸的钢板或者所述隔板上设置有检修孔。
6.根据权利要求1-5任一所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周建华，任鹏飞，孙志民，
申请(专利权)人：广州市市政工程设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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