臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置。該裝置包括反應(yīng)槽、臭氧發(fā)生器、除渣機(jī)、集渣槽，在反應(yīng)槽上方并排設(shè)置4?6組串聯(lián)的渦流三相混合器。污泥通過加壓進(jìn)水泵送入多級(jí)渦流三相混合器中形成渦流；臭氧通過氣體增壓泵或空壓機(jī)送入第一級(jí)渦流三相混合器內(nèi)；PAM藥劑通過藥劑投加泵送入第二級(jí)或第三級(jí)渦流三相混合器內(nèi)；在多級(jí)渦流三相混合器中，藥劑與污染物顆粒、水、氣三相接觸混合，渦流產(chǎn)生微氣泡形成絮體；絮體中夾帶氣泡上浮到液面上形成浮渣。本實(shí)用新型通過多級(jí)渦流三相混合器以及臭氧的強(qiáng)化氧化作用實(shí)現(xiàn)了污泥調(diào)質(zhì)，同時(shí)能夠獲得含水率90～95％的氣浮浮渣，利于后續(xù)超高壓彈性壓榨機(jī)或板框脫水機(jī)脫水。
【專利說明】
臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，適用于污泥調(diào)質(zhì)、濃縮，經(jīng)過調(diào)質(zhì)濃縮后的浮渣進(jìn)入超高壓彈性壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨脫水。
【背景技術(shù)】
[0002]污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高(可高達(dá)99%以上)，有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細(xì)，比重較小，呈膠狀液態(tài)，它是介于液體和固體之間的濃稠物。近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和污水處理技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)生的污泥量也隨之快速提高，由此帶來的污泥處理處置問題日益引起重視。由于污水處理廠污泥含水率高，產(chǎn)生量大，體積大、易產(chǎn)生惡臭，在污泥處理中最重要的環(huán)節(jié)就是進(jìn)行污泥脫水，將污泥中的固、液相分離，目前污水處理廠的污泥大部分采用機(jī)械脫水，尤其是超高壓彈性壓榨機(jī)或板框脫水機(jī)脫水。一般的活性污泥(指活性污泥法處理工藝二沉池產(chǎn)生的沉淀物)，其含水率高達(dá)99 %左右。當(dāng)污泥含水率由99%降至95%時(shí)，污泥的體積可縮小到原來的1/5。對(duì)污泥有效地、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)一步處理，減少其儲(chǔ)存占地，須先進(jìn)行污泥濃縮。
[0003]為了提高超高壓彈性壓榨機(jī)或板框脫水機(jī)脫水的效率，也要先對(duì)污泥進(jìn)行濃縮。國(guó)內(nèi)最早采用的是重力濃縮(沉淀)方式，該種濃縮方式濃縮后的污泥含水率一般為95?97 %，存在占地面積較大、濃縮效果較差、濃縮后污泥含水率高，易發(fā)酵產(chǎn)生臭氣等缺陷，限制了其發(fā)展。目前污水處理廠常用的污泥濃縮方式是采用機(jī)械濃縮，如螺旋壓榨式、帶式濃縮機(jī)等，該種濃縮方式雖然占地面積小，周圍環(huán)境影響小，但其造價(jià)高，電耗高，尤其是該種濃縮方式的出泥含水率高，PAM投加率高，設(shè)備故障率高，還存在沖洗水量大等問題，也限制了其發(fā)展。
[0004]為了改善污泥的脫水性能，在污泥栗入超高壓彈性壓榨機(jī)或板框脫水機(jī)脫水前，還要進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)處理。常用的調(diào)理方式為鐵鹽+石灰的調(diào)理方式，但這種調(diào)理方式引入了重金屬鐵離子、鈣離子，并增加了污泥干基，不利于后續(xù)的污泥處理和處置。
[0005]隨著我國(guó)城市發(fā)展需要，土地資源緊缺，極其需要一種占地面積小，處理效果顯著，處理后污泥含水率低的新型污泥濃縮裝置及污泥調(diào)質(zhì)濃縮方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的污泥調(diào)質(zhì)方法不合理、污泥濃縮干度不高的問題，實(shí)現(xiàn)污泥調(diào)質(zhì)+高干度濃縮同步進(jìn)行，以利于后續(xù)污泥的超高壓彈性壓榨或板框脫水機(jī)脫水。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]—種臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，它包括一反應(yīng)槽，在反應(yīng)槽上方并排設(shè)置4?6組(4?6級(jí))串聯(lián)的渦流三相混合器，靠出水側(cè)為第一級(jí)，靠進(jìn)水側(cè)為最后一級(jí)，(即從出水側(cè)到進(jìn)水側(cè)依次排列為第一級(jí)、第二級(jí)……第N級(jí))，每級(jí)渦流三相混合器內(nèi)設(shè)有一級(jí)反應(yīng)器；反應(yīng)槽從進(jìn)水側(cè)到出水側(cè)由堰板分隔成三個(gè)室:接觸室、分離室和清水收集室;分離室上方設(shè)置除渣機(jī)，除渣機(jī)另一端下方設(shè)置集渣槽;總進(jìn)水管一端與進(jìn)水栗出口連接，另一端與第一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接;第一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口與第二級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接；……以此類推，前一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口與后一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接;最后一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口直接連接一根釋放管;釋放管出口位于反應(yīng)槽接觸室下部;每一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的進(jìn)水管上設(shè)有旁通注入管;藥劑制備裝置出口與藥劑投加栗入口連接;進(jìn)藥管一端與藥劑投加栗出口連接，進(jìn)藥管另一端分別與第二級(jí)、第三級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的旁通注入管連接;臭氧發(fā)生器出口與氣體增壓栗或空壓機(jī)入口連接;進(jìn)氣管一端與氣體增壓栗或空壓機(jī)出口連接，另一端與第一級(jí)渦流三相混合器的頂部進(jìn)氣口連接;第三級(jí)渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管;排氣管上設(shè)有排氣閥。
[0009]進(jìn)一步地，分離室上方設(shè)置除渣機(jī)，除渣機(jī)另一端水平延伸至集渣槽上方;集渣槽的頂部低于渦流三相混合器的底部;集渣槽下部一大半是傾斜的，傾斜底位于清水收集室上方。
[0010]進(jìn)一步地，每一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的進(jìn)水管與旁通注入管垂直。[0011 ]更進(jìn)一步地，總進(jìn)水管上設(shè)有流量計(jì);每一級(jí)渦流三相混合器頂部均設(shè)有壓力表。進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣閥，進(jìn)氣閥之后還設(shè)有單向閥。進(jìn)藥管上也設(shè)有單向閥。集渣槽上設(shè)有液位計(jì)。
[0012]—種利用上述臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行的污泥調(diào)質(zhì)濃縮方法如下:
[0013]污泥(包括生活污水污泥、工業(yè)廢水污泥、給水污泥)使用加壓進(jìn)水栗，通過進(jìn)水管，輸送入多級(jí)渦流三相混合器中形成渦流，即從第一級(jí)渦流三相混合器依次逐個(gè)進(jìn)入后面幾級(jí)渦流三相混合器中；臭氧由臭氧發(fā)生器制備完成后，通過氣體增壓栗或空壓機(jī)壓縮，提升臭氧氣體的壓力后，通過進(jìn)氣管輸送入第一級(jí)渦流三相混合器內(nèi)；PAM藥劑(聚丙烯酰胺)經(jīng)藥劑制備裝置制備好后，使用加壓藥劑投加栗，通過進(jìn)藥管，投加在第二級(jí)和第三級(jí)渦流三相混合器上，從渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的旁通注入管注入(垂直于水流方向注入或斜向注入)；在反應(yīng)槽的接觸室內(nèi)的多級(jí)渦流三相混合器中，加壓臭氧直接溶解在入流廢水中，緊接著PAM藥劑直接投加至溶氣液中，藥劑與污染物顆粒(固體)、水、氣三相接觸混合，渦流產(chǎn)生微氣泡并植入污染物中，污染物被捕集，形成絮體;在分離室內(nèi)，絮體中夾帶氣泡，上浮到液面上形成浮渣，完成固液分離;利用除渣機(jī)自動(dòng)去除浮渣，浮渣進(jìn)入集渣槽收集或處理;在清水收集室收集清水，由反應(yīng)槽底部排出。
[0014]含水率為98.5?99.5%的污泥(生活污水污泥、工業(yè)廢水污泥或給水污泥)，經(jīng)過該臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)、濃縮處理后，獲得較高干度的浮渣，該氣浮浮渣的含水率為90?95 該調(diào)質(zhì)后的浮渣無需添加任何藥劑，可直接輸送至超高壓彈性壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨，壓榨后的泥餅含水率能達(dá)到55?65%。
[0015]進(jìn)水栗設(shè)置在總進(jìn)水管路上，進(jìn)水栗壓力為0.6?0.9Mpa;第一級(jí)渦流三相混合器的壓力最高(0.6?0.9Mpa)，后面幾級(jí)渦流三相混合器內(nèi)的壓力依次逐個(gè)遞減。
[0016]PAM藥劑(聚丙烯酰胺)制備好后，使用加壓藥劑投加栗，投加在第二級(jí)或第三級(jí)渦流三相混合器上;PAM藥劑投加栗的投加壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(即稍大于0.6?0.9MPa)。PAM藥劑的投加量為0.002?0.006gPAM/gDS(干污泥)。
[0017]該氣浮濃縮裝置中設(shè)有臭氧制備投加裝置一臭氧發(fā)生器。臭氧(O3)是氧的同位素，在水中的氧化還原電位為2.07V，氧化能力強(qiáng)。通過向剩余活性污泥中投加臭氧，將部分細(xì)菌氧化為細(xì)胞碎片，細(xì)胞破碎后，蛋白質(zhì)、核酸等被釋放出來，使污泥達(dá)到調(diào)質(zhì)，增強(qiáng)后續(xù)污泥脫水的性能。由于臭氧極不穩(wěn)定，不能象其它氣體那樣裝入瓶中使用，只能隨生產(chǎn)隨使用。故在該氣浮濃縮裝置及工藝中，設(shè)置有臭氧發(fā)生器，臭氧制備完成后，通過氣體增壓栗或空壓機(jī)壓縮，提升臭氧氣體的壓力后，通過輸氣管路輸送入第一級(jí)渦流三相混合器內(nèi)。臭氧氣體的壓力(即氣體增壓栗或空壓機(jī)出口的壓力)稍大于進(jìn)水栗壓力(即稍大于0.6?0.9MPa)。臭氧投加量為0.006?0.010g03/gDS(干污泥)。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果:
[0019]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，用于對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)濃縮。本實(shí)用新型的氣浮濃縮裝置及污泥調(diào)質(zhì)濃縮方法，通過將一種特殊的渦流三相混合器應(yīng)用于污泥的氣浮濃縮工藝，并提出氣浮所用的氣源為臭氧，能夠獲得高干度、被調(diào)質(zhì)的浮渣，該浮渣可直接栗入后續(xù)超高壓彈性壓榨機(jī)或板框壓榨機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫水。
[0020]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置及污泥調(diào)質(zhì)濃縮方法，能夠?qū)崿F(xiàn)污泥調(diào)質(zhì)(將PAM藥劑和廢水、臭氧同時(shí)加入渦流三相混合器，通過多級(jí)渦流三相混合器的物理作用以及臭氧對(duì)污泥的強(qiáng)化氧化作用實(shí)現(xiàn)了污泥調(diào)質(zhì))，可替代鐵鹽+石灰調(diào)質(zhì)方式，改善污泥的脫水性能；同時(shí)能夠獲得較高干度的氣浮浮渣(含水率90?95% )，以利于后續(xù)的超高壓彈性壓榨機(jī)或板框脫水機(jī)脫水。
[0021]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，具有以下幾個(gè)特性:
[0022]A、臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置中的核心部件為一種特殊構(gòu)造的水、氣、固三相渦流混合反應(yīng)器(即渦流三相混合器)，集溶氣、差速攪拌、顆粒附著、絮體加氣、溶氣晶核生成和氣泡釋放功能于一體;通過渦流三相混合器，絮體形成與氣泡晶核在同一時(shí)間形成，導(dǎo)致絮體巨大且多孔，上升迅速;所有入流廢水被100%加氣，無需循環(huán)水栗和清水池;反應(yīng)槽由堰板分隔成三個(gè)室:接觸室、分離室和清水收集室；在接觸室內(nèi)的渦流三相混合器中，藥劑與污染物顆粒(固體)、水、氣三相接觸混合，渦流產(chǎn)生微氣泡并植入污染物中，污染物被捕集，形成絮體;在分離室內(nèi)，絮體中夾帶氣泡，上浮到液面上，完成固液分離，后部?jī)H需刮渣即可;在清水收集室收集清水出水。該裝置PAM藥劑用量少，浮渣的含水率更干；
[0023]B、臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的氣源為稍大于0.6?0.9MPa壓力的臭氧，利用臭氧的強(qiáng)氧化性使氣浮浮渣得到調(diào)質(zhì)；
[0024]C、污泥的高干度濃縮和污泥加藥調(diào)質(zhì)同時(shí)進(jìn)行，氣浮浮渣后續(xù)無需再加藥調(diào)質(zhì)，直接進(jìn)入超高壓彈性壓榨機(jī)或板框脫水機(jī)脫水。
[0025]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的技術(shù)特性在于，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備一體化、污泥調(diào)質(zhì)、污泥上浮的革新，省略了溶氣水制備、循環(huán)水系統(tǒng)和緩慢低效的氣泡附著過程，實(shí)現(xiàn)了前所未有的浮渣去除效率(浮渣去除率達(dá)99%以上)，節(jié)省了90%以上的占地面積和大量基建投資費(fèi)用。由于去除效率高，可以大大降低后級(jí)處理工藝的負(fù)荷并增加其穩(wěn)定性。由于所產(chǎn)生的浮渣含水少且密實(shí)，可以大大地降低浮渣收容池的體積。使得整個(gè)工藝更為可靠、占地面積和運(yùn)行成本都大大降低。
[0026]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的原理與重力濃縮相反，氣泡粘附在懸浮物上作為載體，形成密度比水輕的氣固混合物，上浮到水面，從而使懸浮物雜質(zhì)與水分離，然后用刮板將濃縮污泥刮入排泥槽，污泥水則從池底排出。本實(shí)用新型的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，相比重力濃縮，具有濃縮速度快，停留時(shí)間短、浮渣含水率低、出水水質(zhì)高、占地面積小等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型一種臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的工作流程示意圖；
[0029]圖3是本實(shí)用新型中的六級(jí)串聯(lián)的渦流三相混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:1.進(jìn)水栗2.流量計(jì)3.空壓機(jī)4.進(jìn)氣閥5.反應(yīng)槽A、接觸室B、分離室C、清水收集室6.集渣槽7.液位計(jì)8.除渣機(jī)9.排氣閥10.壓力表11.渦流三相混合器12.進(jìn)藥管13.總進(jìn)水管14.渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的進(jìn)水管15.旁通注入管16、臭氧發(fā)生器17、藥劑投加栗18、藥劑制備裝置
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖1、圖3所示，本實(shí)用新型一種臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，它包括一反應(yīng)槽5，在反應(yīng)槽上方并排設(shè)置六組(六級(jí))串聯(lián)的渦流三相混合器11(從出水側(cè)到進(jìn)水側(cè)依次排列為第一級(jí)、第二級(jí)……第六級(jí))，每級(jí)渦流三相混合器內(nèi)設(shè)有一級(jí)反應(yīng)器;反應(yīng)槽從進(jìn)水側(cè)到出水側(cè)由堰板分隔成三個(gè)室，即:接觸室A、分離室B和清水收集室C;分離室B上方設(shè)置除渣機(jī)8，除渣機(jī)8另一端水平延伸至集渣槽6上方;集渣槽6的頂部低于渦流三相混合器11的底部;集渣槽6下部一大半是傾斜的，傾斜底位于清水收集室C上方;總進(jìn)水管13—端與進(jìn)水栗I出口連接;總進(jìn)水管13另一端與第一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接;總進(jìn)水管13上設(shè)有流量計(jì)2;第一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口與第二級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接；……以此類推，前一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口與后一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接;最后一級(jí)(第六級(jí))渦流三相混合器的底部出水口直接連接一根釋放管；釋放管出口位于反應(yīng)槽接觸室A下部;每一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的進(jìn)水管14上設(shè)有垂直的旁通注入管15;藥劑制備裝置18出口與藥劑投加栗17入口連接;進(jìn)藥管12—端與藥劑投加栗17出口連接，進(jìn)藥管12另一端分別與第二級(jí)、第三級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的旁通注入管15連接;臭氧發(fā)生器16出口與空壓機(jī)3入口連接;進(jìn)氣管一端與空壓機(jī)3出口連接，另一端與第一級(jí)渦流三相混合器的頂部進(jìn)氣口連接;第三級(jí)渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管;排氣管上設(shè)有排氣閥9。每一級(jí)渦流三相混合器頂部均設(shè)有壓力表10。進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣閥4，進(jìn)氣閥4之后還設(shè)有單向閥。進(jìn)藥管12上也設(shè)有單向閥。集渣槽6上設(shè)有液位計(jì)7，用于控制后續(xù)排渣栗的啟停。
[0034]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置是壓力溶氣氣浮的一種，這種由微氣泡與微絮體同時(shí)形成并結(jié)合在一起，進(jìn)而共同成長(zhǎng)為帶氣絮體的過程稱為“共聚”。氣泡越小，越容易進(jìn)入絮體，或者被絮體捕捉，從而形成穩(wěn)定的共聚絮體。它在延時(shí)釋放出高度密集的微氣泡，在與投藥混合后的反應(yīng)水充分混合時(shí)，兩者同時(shí)成長(zhǎng)，這樣形成的帶氣絮體在上浮過程中，具有上浮快，浮渣穩(wěn)定，耗用的氣量少等優(yōu)點(diǎn)。
[0035]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的設(shè)計(jì)原理是:利用渦流三相混合器，在廢水中直接加入氣與藥劑，同時(shí)完成溶氣與攪拌，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除渣。渦流三相混合器集溶氣、差速攪拌、絮體加氣、顆粒附著、溶氣晶核生成和氣泡釋放功能于一體。其工作流程包括:①高壓溶氣②伸展藥劑③充分?jǐn)嚢琚芫Ш诵纬散輾馀菽邰扌躞w合并⑦浮渣調(diào)質(zhì)⑧循環(huán)絮凝。渦流三相混合器與傳統(tǒng)溶氣氣浮的區(qū)別:最大限度地利用化學(xué)藥劑;形成超輕中空絮體，使絮體含水率和比重降低，絮體結(jié)實(shí)且具有很強(qiáng)的自行上浮能力，有利于自動(dòng)除渣。
[0036]如圖2所示，本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的工作過程為:(I)進(jìn)水:使用加壓進(jìn)水栗將廢水從調(diào)節(jié)池輸入多級(jí)渦流三相混合器中形成渦流；(2)加氣/加藥混合攪拌:在多級(jí)渦流三相混合器中，將加壓臭氧直接溶解在入流廢水中，緊接著化學(xué)藥劑直接投加至溶氣液中，完成藥劑與污染物顆粒(固體)、水、氣三相混合;藥劑分子初始為盤繞狀，渦流將藥劑分子拉伸提效，充分?jǐn)嚢瑁?3)渦流產(chǎn)生微氣泡并植入懸浮物中:藥劑與污染物顆粒、水、氣混合物釋放到反應(yīng)槽的接觸室A內(nèi)后，再堰流進(jìn)入分離室B，渦流產(chǎn)生微氣泡并植入污染物中，污染物被捕集，絮體形成并上?。?4)釋放懸浮物；(5)利用除渣機(jī)自動(dòng)去除浮渣;浮渣(污泥)進(jìn)入集渣槽6收集或處理;在清水收集室C收集清水，由反應(yīng)槽底部排出。
[0037]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，通過渦流三相混合器產(chǎn)生微氣泡，粘附在懸浮物上作為載體，形成密度比水輕的氣固混合物，上浮到水面，從而使懸浮物雜質(zhì)與水分離;能有效去除復(fù)雜污水中的固體懸浮顆粒物、油類、濁度和有機(jī)物等;有效促進(jìn)污染物的高效處理，達(dá)到優(yōu)秀的節(jié)能減排效果。
[0038]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置引用國(guó)外渦流三相混合技術(shù)，在渦流三相混合器中水流產(chǎn)生激烈的渦流，從而達(dá)到藥劑、水、氣的差速攪拌及混合。采用旁通注入管將絮凝劑注入原水管(即進(jìn)水管)接近反應(yīng)區(qū)的進(jìn)口處(即渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處)，旁通注入管的管徑比原水管的管徑小許多，旁通注入管的小孔以很大的速度垂直于原水管水流的方向射出，絮凝劑射入在原水水流紊動(dòng)強(qiáng)度最大的時(shí)候(在缺口和節(jié)點(diǎn)附近位置)，此時(shí)最易與原水快速混合。絮凝劑混合可分為三段，第一段為勢(shì)流段，在此段中射流的流速不變，射流開始與周圍原水混合;第二段為偏折段，在原水管中水流的作用下射流向水流方向偏折，并進(jìn)一步與原水混合;第三段為漩渦段，射流的水流截面上面發(fā)生若干股漩渦，使射流迅速擴(kuò)散，與原水完全混合?？傊?，經(jīng)過缺口和節(jié)點(diǎn)時(shí)，發(fā)生劇烈的匯聚、分散、轉(zhuǎn)向、撕裂，故形成無數(shù)小漩渦，使介質(zhì)紊動(dòng)和表面更新速度大大加快，液膜阻力大為降低，所以傳質(zhì)速率很高。
[0039]本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置的特點(diǎn)如下:
[0040]1、高壓溶氣:將加壓臭氧100%溶解于入流污水中，依照傳統(tǒng)氣浮的氣泡附著理論，該步驟實(shí)現(xiàn)污染物分子與氣泡的最小極限接觸氣體在溶解狀態(tài)下的附著；
[0041]2、伸展藥劑:通常高分子物投加時(shí)處于分子鏈絞纏成團(tuán)狀態(tài)，本產(chǎn)品特有的高效混合器能將絞纏成團(tuán)分子鏈拉伸變?yōu)殚L(zhǎng)條分子鏈，使藥劑分子鏈所帶電荷能被充分暴露利用，減少浪費(fèi)；
[0042]3、充分?jǐn)嚢?多級(jí)高效混合器通過各種有效速率實(shí)現(xiàn)藥劑與污染物的充分接觸與混合。使污染物能夠被藥劑分子鏈所攜帶并暴露的電荷牢固地吸附；
[0043]4、浮渣形成:隨著壓力的降低，溶解態(tài)的氣體借助污染物絮體逐漸形成無數(shù)的極細(xì)氣泡，直接生長(zhǎng)在污泥絮體之中；
[0044]5、氣泡凝聚:氣泡不斷合并膨脹，產(chǎn)生海綿狀絮體的顆粒；
[0045]6、絮體合并:在絮體上浮過程中，細(xì)小絮體迅速合并長(zhǎng)大，同時(shí)氣泡也急劇膨脹，擠占絮體內(nèi)間隙水的空間，使絮體含水率和比重進(jìn)一步降低，絮體結(jié)實(shí)且具有很強(qiáng)的自行上浮能力；
[0046]7、調(diào)質(zhì)浮渣:浮渣上浮至池面上，相互堆積，粘結(jié)成浮渣毯，形成整體上浮，含水率進(jìn)一步降低；
[0047]8、出水收集:氣浮濃縮的出水由反應(yīng)槽底部排出，進(jìn)入集水管收集到清水區(qū)；
[0048]9、浮渣層控制:通過調(diào)節(jié)堰板控制出水液面高度，從而控制浮渣層的厚度。
[0049]實(shí)施例2-5
[0050]本實(shí)用新型一種利用實(shí)施例1所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)濃縮的方法如下:(實(shí)施例2-5均按該方法處理)
[0051]污泥(生活污水污泥、工業(yè)廢水污泥、給水污泥)使用加壓進(jìn)水栗，通過進(jìn)水管，輸送入多級(jí)渦流三相混合器中形成渦流，即從第一級(jí)渦流三相混合器依次逐個(gè)進(jìn)入后面幾級(jí)渦流三相混合器中；臭氧由臭氧發(fā)生器制備完成后，通過氣體增壓栗或空壓機(jī)壓縮，提升臭氧氣體的壓力后，通過進(jìn)氣管輸送入第一級(jí)渦流三相混合器內(nèi)；PAM藥劑經(jīng)藥劑制備裝置制備好后，使用加壓藥劑投加栗，通過進(jìn)藥管，投加在第二級(jí)和第三級(jí)渦流三相混合器上，從渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的旁通注入管注入(垂直于水流方向注入)；在反應(yīng)槽的接觸室內(nèi)的多級(jí)渦流三相混合器中，加壓臭氧直接溶解在入流廢水中，緊接著PAM藥劑直接投加至溶氣液中，藥劑與污染物顆粒(固體)、水、氣三相接觸混合，渦流產(chǎn)生微氣泡并植入污染物中，污染物被捕集，形成絮體;在分離室內(nèi)，絮體中夾帶氣泡，上浮到液面上形成浮渣，完成固液分離;利用除渣機(jī)自動(dòng)去除浮渣，浮渣進(jìn)入集渣槽收集或處理;在清水收集室收集清水，由反應(yīng)槽底部排出。
[0052]含水率為98.5?99.5 %的污泥，經(jīng)過該臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)、濃縮處理后，獲得較高干度的浮渣，該氣浮浮渣的含水率為90?95%;該調(diào)質(zhì)后的浮渣無需添加任何藥劑，可直接輸送至超高壓彈性壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨，壓榨后的泥餅含水率能達(dá)到55?65%。
[0053]PAM藥劑投加量為0.002?0.006gPAM/gDS (干污泥)，臭氧投加量為0.006?
0.010g03/gDS(干污泥)。進(jìn)水栗壓力為0.6?0.9Mpa；臭氧氣體的壓力(即氣體增壓栗或空壓機(jī)出口的壓力)稍大于進(jìn)水栗壓力(即稍大于0.6?0.9MPa);PAM藥劑投加栗的投加壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(即稍大于0.6?0.9MPa)。第一級(jí)渦流三相混合器的壓力最高(0.6?
0.9Mpa)，后面幾級(jí)渦流三相混合器內(nèi)的壓力依次逐個(gè)遞減。
[0054]實(shí)施例2:處理對(duì)象為某個(gè)生活污水水源為主的污水處理廠的二沉池排出的剩余污泥(含水率99%)，采用實(shí)施例1的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)、濃縮處理:PAM投加量為0.003gPAM/gDS(干污泥)，臭氧投加量為0.00625g03/gDS(干污泥)；進(jìn)水栗壓力為
0.SMpa左右;臭氧氣體的壓力(即氣體增壓栗或空壓機(jī)出口的壓力)稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.8MPa);PAM藥劑投加栗的投加壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.8 MPa)。第一級(jí)渦流三相混合器的壓力最高(約0.SMpa)，后續(xù)渦流三相混合器內(nèi)的壓力逐個(gè)遞減(如0.7Mpa、
0.6Mpa、0.5Mpa、0.4Mpa、0.3Mpa或0.2Mpa不等，實(shí)測(cè)值可能與上述數(shù)據(jù)有偏差)。
[0055]經(jīng)過本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置調(diào)質(zhì)、濃縮處理后，獲得的氣浮浮渣含水率為93 %。該調(diào)質(zhì)后的浮渣不再添加任何藥劑，直接輸送至超高壓彈性壓榨機(jī)壓榨，壓榨后的泥餅含水率達(dá)到59%。
[0056]實(shí)施例3:處理對(duì)象為某個(gè)食品業(yè)廢水為主的工業(yè)廢水處理廠的二沉池排出的剩余污泥(含水率98.7%)，采用實(shí)施例1的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)、濃縮處理:PAM投加量為0.0035gPAM/gDS，臭氧投加量為0.008g03/gDS(干污泥)；進(jìn)水栗壓力為0.6Mpa左右;臭氧氣體的壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.6MPa); PAM藥劑投加栗的投加壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.6 MPa)。第一級(jí)渦流三相混合器的壓力最高(約0.6Mpa)，后續(xù)渦流三相混合器內(nèi)的壓力逐個(gè)遞減。
[0057]經(jīng)過本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置調(diào)質(zhì)、濃縮處理后，獲得的氣浮浮渣含水率為94%。該調(diào)質(zhì)后的浮渣不再添加任何藥劑，直接輸送至超高壓彈性壓榨機(jī)壓榨，壓榨后的泥餅含水率達(dá)到62%。
[0058]實(shí)施例4:處理對(duì)象為某個(gè)生活污水水源為主的污水處理廠的二沉池排出的剩余污泥(含水率98.5%)，采用實(shí)施例1的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)、濃縮處理:PAM投加量為0.006gPAM/gDS，臭氧投加量為0.010g03/gDS(干污泥)；進(jìn)水栗壓力為0.7Mpa左右；臭氧氣體的壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.7MPa);PAM藥劑投加栗的投加壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.7 MPa)。第一級(jí)渦流三相混合器的壓力最高(約0.7Mpa)，后續(xù)渦流三相混合器內(nèi)的壓力逐個(gè)遞減。
[0059]經(jīng)過本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置調(diào)質(zhì)濃縮處理后，獲得的氣浮浮渣含水率為90 %。該調(diào)質(zhì)后的浮渣不再添加任何藥劑，直接輸送至超高壓彈性壓榨機(jī)壓榨，壓榨后的泥餅含水率達(dá)到55 %。
[0060]實(shí)施例5:處理對(duì)象為某個(gè)食品業(yè)廢水為主的工業(yè)廢水處理廠的二沉池排出的剩余污泥(含水率99.5%)，采用實(shí)施例1的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)、濃縮處理:PAM投加量為0.002gPAM/gDS，臭氧投加量為0.006g03/gDS(干污泥);進(jìn)水栗壓力為0.9Mpa左右;臭氧氣體的壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.9MPa); PAM藥劑投加栗的投加壓力稍大于進(jìn)水栗壓力(稍大于0.9 MPa)。第一級(jí)渦流三相混合器的壓力最高(約0.9Mpa)，后續(xù)渦流三相混合器內(nèi)的壓力逐個(gè)遞減。
[0061]經(jīng)過本實(shí)用新型的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置調(diào)質(zhì)濃縮處理后，獲得的氣浮浮渣含水率為95 %。該調(diào)質(zhì)后的浮渣不再添加任何藥劑，直接輸送至超高壓彈性壓榨機(jī)壓榨，壓榨后的泥餅含水率達(dá)到65%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，它包括一反應(yīng)槽，在反應(yīng)槽上方并排設(shè)置4?6級(jí)串聯(lián)的渦流三相混合器，靠出水側(cè)為第一級(jí)，靠進(jìn)水側(cè)為最后一級(jí);反應(yīng)槽從進(jìn)水側(cè)到出水側(cè)由堰板分隔成三個(gè)室:接觸室、分離室和清水收集室;分離室上方設(shè)置除渣機(jī)，除渣機(jī)另一端下方設(shè)置集渣槽;總進(jìn)水管一端與進(jìn)水栗出口連接，另一端與第一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接;第一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口與第二級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接；以此類推，前一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口與后一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口連接;最后一級(jí)渦流三相混合器的底部出水口直接連接一根釋放管；釋放管出口位于反應(yīng)槽接觸室下部;每一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的進(jìn)水管上設(shè)有旁通注入管;藥劑制備裝置出口與藥劑投加栗入口連接;進(jìn)藥管一端與藥劑投加栗出口連接，進(jìn)藥管另一端分別與第二級(jí)、第三級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的旁通注入管連接;臭氧發(fā)生器出口與氣體增壓栗或空壓機(jī)入口連接;進(jìn)氣管一端與氣體增壓栗或空壓機(jī)出口連接，另一端與第一級(jí)渦流三相混合器的頂部進(jìn)氣口連接;第三級(jí)渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管;排氣管上設(shè)有排氣閥。2.如權(quán)利要求1所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，除渣機(jī)另一端水平延伸至集渣槽上方;集渣槽的頂部低于渦流三相混合器的底部;集渣槽下部一大半是傾斜的，傾斜底位于清水收集室上方。3.如權(quán)利要求1或2所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，每一級(jí)渦流三相混合器的側(cè)面進(jìn)水口處的進(jìn)水管與旁通注入管垂直。4.如權(quán)利要求1或2所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，總進(jìn)水管上設(shè)有流量計(jì)。5.如權(quán)利要求1或2所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，每一級(jí)渦流三相混合器頂部均設(shè)有壓力表。6.如權(quán)利要求1或2所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣閥，進(jìn)氣閥之后設(shè)有單向閥。7.如權(quán)利要求1或2所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，進(jìn)藥管上設(shè)有單向閥。8.如權(quán)利要求1或2所述的臭氧微氣泡氣浮濃縮裝置，其特征在于，集渣槽上設(shè)有液位i+o
【文檔編號(hào)】C02F11/14GK205676349SQ201620580538
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日 公開號(hào)201620580538.9, CN 201620580538, CN 205676349 U, CN 205676349U, CN-U-205676349, CN201620580538, CN201620580538.9, CN205676349 U, CN205676349U
【發(fā)明人】胡君榮, 楊輝, 劉道廣
【申請(qǐng)人】上海同臣環(huán)保有限公司