感应气浮方法及装置 【技术领域】
本发明涉及一种气浮方法及装置，具体地说涉及一种感应气浮方法及实现该方法的装置。
背景技术
气浮法是固-液或液-液分离的一种技术。它是通过某种方式产生大量的微气泡，使其与水中密度接近于水的固体或液体杂质微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣而进行固-液或液-液分离。
气浮技术在去除给水和废水颗粒物方面得到了越来越广泛的应用，并赢得了可控与高效的声誉。它作为一种独特的水处理技术，对分离比重近似于水的油脂类、纤维、悬浮固体、藻类、活性污泥或生物膜等非常有效。气浮法所去除的颗粒物主要分为两种类型：一类是低浊度水在低温混凝过程中所形成的极细絮体，构成这种絮体的主要颗粒物粘土，虽然具有较大的密度，但絮体本身的下沉速度却极其缓慢。另一类是油脂类、藻类、纤维、活性污泥和生物膜等密度接近于水的颗粒物所构成地絮体，这种絮体虽大，但下沉速度仍然很缓慢。去除这两类颗粒物靠重力沉淀法难以奏效，不但要求停留时间长，导致设备庞大，而且出水水质也往往很差。而采用气浮法则可在很短的停留时间内，取得良好的出水水质。另外，由于气浮所形成的浮渣含水率低，又为其干化处理或从中回收有用物质创造了有利条件。
气浮法按产生微气泡方式的不同，目前主要有电解气浮法、溶气气浮法、射流气浮法和叶轮散气气浮法等。
根据Edwald等提出的气浮碰撞接触概念模型理论得知，当气泡与颗粒物的粒径大小为等当量时，两者之间的碰撞接触效率最高。而在前述的几种气浮方法中，电解气浮的气泡粒径一般在10-50μm，压力溶气气浮的气泡粒径范围是40-100μm，射流气浮法的气泡粒径范围是200-400μm，而散气气浮法的气泡粒径范围一般是300-600μm。而从Stocks公式可以知道，气泡粒径过小，它们在气浮池中的上升速度就会很慢，从而造成气浮池有效负荷降低，池体容积过大。电解气浮法和压力溶气气浮法产生的气泡粒径较小，而射流气浮法和叶轮散气气浮法产生的气泡粒径较大。在如前所述的几种气浮法中，100-200μm之间存在一个空缺，而这个范围对于去除水中较大的颗粒物恰恰又十分重要，如我国目前非常严重的富营养化问题，其中的藻类粒径较大，采用一般的气浮方法去除其效果并不理想；另外又如污泥浓缩，高浓度颗粒物的去除等方面，都需要一种新型气浮法产生的气泡粒径范围100-200μm内。
【发明内容】
本发明的目的在于提出一种新型气浮方法，该方法通过感应气浮法吸入足够的空气量，并由于喷嘴的释放与切割作用产生理想大小的气泡，增大气泡与颗粒物的碰撞粘附效率以及气浮池体的有效负荷，从而提高整套气浮装置的效率。所谓感应气浮是指将压力溶气气浮和射流气浮结合起来的一种高级气浮技术。
本发明的另一个目的在于提供一种实施感应气浮方法的装置。该装置产生的气泡粒径适当，单位体积释气水产生的气泡浓密。该装置结构简单、节省动力消耗、溶解效率高，系统启动快捷、运行稳定，非常便于操作与控制。
本发明利用感应气浮方法包括下列步骤：
(1)一部分气浮池出水作为回流水，在运动到水泵吸水管(或者泵体)上的开孔处时，由于负压作用引射吸入外界空气，通过卷吸与掺混作用将空气切割并溶解于水中；
(2)另一部分没有溶解的空气以小气泡的形式存在，在运动到水泵处时经过水泵的搅拌混合作用进一步溶解空气以形成压力溶气水；
(3)压力溶气水被送到喷嘴处在0.4-0.8MPa的压力下进行释放，该喷嘴又类似于常规的射流器，高速水流通过卷吸与掺混作用将外界空气吸入并切割粉碎成小气泡。
可见喷嘴具有双重功能，既对压力溶气水中的气体进行释放又对引射吸入的气体进行切割粉碎。
用于实现本发明方法的装置包括：
一个吸水管(或者泵体)上的小孔，用于引射空气并将其部分掺混、切割及溶解；
一个加压泵，用于产生高压水并搅拌、混合及溶解空气；
一个喷嘴，具有双重功能，既对压力溶气水中的气体进行释放以产生微小气泡，又引射空气并对吸入的气体进行切割、粉碎以形成小气泡。
附图发明
图1是本发明所述装置的剖面图。
图中：1-气浮池，2-净化后出水，3-回流水，4-小孔，5-空气，6-加压泵，7-压力溶气水，8-射流器，9-空气，10-混合管段，11-原水，12-布水器，13-排渣口。
【具体实施方式】
如图所示，经过气浮池1处理后的水一部分从气浮池净化后出水2进行排放，另一部分成为回流水3，这部分水体经过吸水管上的小孔4处时将空气5吸入，由于水流的掺混与切割作用将吸入的空气粉碎或者溶解，然后水体与气泡的混合液在流经加压泵6时，泵体对混合液中的气泡进行进一步的切割、粉碎及溶解后成为压力溶气水7，它们流到射流器8处的喷嘴后形成高速水流，由于压力骤然降低，水中的气泡释放出来形成粒径是100μm左右的微气泡，同时高速水流又使得射流器内形成负压将空气9引射进入，并对其掺混、切割并粉碎成粒径为100-200μm的微小气泡，这两部分气泡混合在一起共同形成水气混合液，水气混合液在混合管段10处与待处理原水11进行混合，并经布水器12进入气浮池1，期间气泡与颗粒物进行碰撞、接触和粘附，在气浮池1中又进行接触、粘附最后上升到表面，浮渣经排渣口13排除。
以下列举的实施例用来说明本发明的效果，但本发明的权利要求范围并非仅限于此。
实施例1：压力溶气水为0.5MPa，经喷嘴释放后，含气量为8％，气泡平均粒径为120微米，在回流比为30％时处理含藻水，藻总量为5.0×109个/L，藻类去除率达到85％以上。
实施例2：压力溶气水为0.5MPa，经喷嘴释放后，含气量为8％，气泡平均粒径为120微米，在回流比为30％时处理高岭土配水，进水浊度是20NTU，出水浊度是3NTU。
实施例3：加压溶气水0.6MPa，溶气水含气量为10％，经过喷嘴释放后，气泡平均粒径为100微米。在回流水为30％时处理污水处理厂二沉池出水，出水指标为：
水样 浊度 色度 CODCr BOD5 NH3-N T-P SS
进水 10.2 16 72.1 12.3 4.8 1.27 4.0
出水 3.5 6 34.5 5.2 4.2 0.25 1.8