气浮净水方法及装置 【技术领域】
本发明属于水处理技术领域，涉及一种通过絮凝、气浮和固液分离技术集成对受污染水体进行净化处理的可移动式气浮净水方法及装置。
背景技术
气浮工艺作为一种高效、快速的固液分离技术，目前已广泛地应用于给水、城市污水和焦电、炼油、印染、造纸等工业废水的处理。一般应用形式为在处理厂中修建固定的气浮池、加药间，配以投药设备、气浮设备和机械刮渣设备，因此该种系统体积大，需要独立安装，不但使用空间、领域受到很大的限制，需要牢固的基础，且对水质、水量的变化范围要求较高，尚无法在河流、湖泊、水库等大水体中应用。我国专利CN 1332124A(申请号为：01126449.7，名称为：集絮凝、气浮和膜分离于一体的高浊度水处理装置)对此提出了一个技术方案，其结构特点为由泵抽取提升水加药絮凝，经混合器后进入处理水箱，水箱底部有曝气装置，其上有亲水型中空纤维微孔膜组件；曝气气浮后，一部分污染物质形成浮渣，由水箱顶部的刮渣机清除，另一部分沉入水箱底部，由排泥管排出；水通过微孔膜过滤，由自吸泵将净化水排出。该设备与水处理厂的固定设备相比，对曝气、气浮、过滤等技术进行了有效的组合，使占地面积减小，操作起来相对灵活，但仍存在下列不足：(1)作为一种水处理设备，不能做到“哪里水被污染，就到哪里去处理”的要求，面对河流、湖泊等大水体，仍然是将设备放在岸边，一端进水一端出水的旧有模式，可移动性不强；(2)采用微孔膜过滤，膜需要经常反冲洗或更换，处理成本相对较高。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种气浮净水方法及装置，可在水中移动或静止作业，其操作性强、体积小、造价相对较低、适用于河流、湖泊和水库等水体的水质净化，且适用范围较广。
本发明的目的是这样实现的，一种气浮净水方法，主要是通过絮凝、气浮和固液分离技术集成对受污染水体进行净化处理，在水中用隔体围出水流通道，使水从通道一端流入，在通道进口端加入絮凝药剂，并使絮凝药剂与水充分混合反应以产生絮凝物，在通道内利用微气泡发生器所产生的微气泡，使水中地絮凝物由微气泡携带浮出水面形成浮渣，最后去除浮渣。
所述水流通道内沿水流方向依序形成混凝反应区、气浮发生区。
所述水流通道可静止或移动设置在水中；且该通道在水中的设置深度可以调节。
所述水流通道由隔体围出。
进入该通道的水可由水中浮水型或潜水型水流推进器推动，以具有一定流速和流量并与絮凝药剂均匀混合。
所述絮凝药剂可根据原水水质不同和处理水量的变化、确定最佳投量，由计量加药设备在混凝反应区投放。
所述气浮发生区内设有至少一个浮于水中的微气泡发生器，产生微小气泡。
在水流通道的出口端内形成固液分离区，使浮渣浮于该区域以便去除。
在水流通道的出口端外用隔体围成固液分离区，使浮渣浮于该区域以便去除。
所述的固液分离区内设置有浮于水中的收渣设备，利用该设备将浮渣收集。
所述的固液分离区还设有与收渣设备管路连通的浮渣脱水设备，利用该设备对浮渣进行脱水处理。
一种气浮净水装置，包括至少一个设于水中的水流通道，通道内沿水流方向依序设有混凝反应区、气浮发生区。
所述的水流通道可静止或移动的设置于水中，且该通道在水中的设置深度可以调节。
所述水流通道可为两个或两个以上。
所述两个或两个以上的水流通道可水平并列设置。
所述的水流通道由复数具有浮力的隔体围成，隔体间设有连接构件。
所述通道的入口处水中设有浮水型或潜水型水流推进器，当装置与水流相对流动时，也可不设水流推进器。
所述混凝反应区设有计量加药设备。
所述混凝反应区还设有与计量加药设备管路连通的药剂溶解装置。
所述气浮发生区内设有至少一个微气泡发生器。
所述的微气泡发生器为JQFW型微气泡发生器。
该通道出口端内设有固液分离区，或者在通道出口端外还设有固液分离区。
所述固液分离区设有浮于水中的收渣设备。
所述固液分离区还设有与收渣设备管路连通的浮渣脱水设备。
本发明净水方法及装置的优点在于：(1)将絮凝、气浮和分离技术集成一体，该装置可全部置于水中，并可静止或移动设置在水中任何位置，加药、气浮、收渣、脱水等设备置于同一操作平台上(内)运行，因此，整个装置在水中可移动作业，操作性强，其可对河流、湖泊和水库等富营养化水体进行除藻，对微污染水体和中度污染水体水质进行改善与治理；(2)整个装置无土建构筑物，节省了土建费用，且设备占地面积大大减小；(3)本装置与其它用于大水体的水处理技术相比，水中污染物去除效率高，可去浊、脱色、除油、降低有机污染物和氮、磷等营养盐浓度；(4)本装置构造简单、结构紧凑、体积小、操作管理方便、造价低、使用效果好。
【附图说明】
图1为本发明的装置集成示意图。
图2为本发明的一具体装置结构平面图。
图3为本发明的复数水流通道水平并列设置立体结构示意图。
【具体实施方式】
实施例1
如图1所示，一种气浮净水方法，主要是通过絮凝、气浮和固液分离技术对受污染水体进行净化处理，在水中用隔体围出水流通道1，使水从通道1一端流入(图中箭头方向)，在通道1进口端加入絮凝药剂，并使絮凝药剂与水充分混合反应以产生絮凝物，在通道1内利用微气泡发生器2产生微气泡，使水中的絮凝物由微气泡携带浮出水面形成浮渣，最后去除浮渣。
本发明中该通道1可静止或移动设置在水中任何位置；且水流通道1在水中的设置深度可以调节。
如图1所示，实现该净水方法的装置包括至少一个设于水中的水流通道1，所述的水流通道1可静止或移动的设置于水中。通道1内沿水流方向依序设有混凝反应区A、气浮发生区B。
在本实施例中于气浮发生区之后的通道1出口端内设有固液分离区，以便去除浮渣。作为本发明的另一种实施方式，也可以在该通道1出口端外围设有固液分离区C。
本发明净水方法及装置的显著效果在于：(1)将絮凝、气浮和固液分离技术集成一体，该装置可全部置于水中，并可静止或移动设置在水中任何位置，加药、气浮、收渣、脱水等设备置于同一操作平台上(内)运行，因此，整个装置在水中可移动作业，操作性强，其可对河流、湖泊和水库等富营养化水体进行除藻，对微污染水体和中度污染水体水质进行改善与治理；(2)整个装置无土建构筑物，节省了土建费用，且设备占地面积大大减小；(3)本装置与其它用于大水体的水处理技术相比，水中污染物去除效率高，可去浊、脱色、除油、降低有机污染物和氮、磷等营养盐浓度；(4)本装置构造简单、结构紧凑、体积小、操作管理方便、造价低、使用效果好。
进一步在本实施例中，所述混凝反应区A设有水流推进器5、计量加药设备3；该计量加药设备3与药剂溶解装置4管路连通，以便根据原水水质不同和处理水量的变化，确定最佳投药量，进行投加药剂。
所述通道1的入口处设有水流推进器5，以使进入通道1的受污染水具有一定流速和流量并可与絮凝药剂混合均匀。还可以作为本装置进行移动作业时的动力。
如图1所示，本实施例中，所述气浮发生区B内设有至少一个微气泡发生器2，以产生大量微小气泡，使水中的絮凝物附着在微气泡上并由微气泡携带着絮凝物浮出水面形成浮渣；本实施例中所述的微气泡发生器2为JQFW型微气泡发生器。
所述固液分离区C设有收渣设备6，利用收渣设备6将浮于水面的浮渣去除；本实施例中的收渣设备6用常见的潜水泵倒置改装而成。
所述固液分离区C设有与收渣设备管路连通的浮渣脱水设备16。本实施例中的浮渣脱水设备16为离心、转筒脱水设备或滤袋。
如图1、3所示，所述的水流通道1是用隔体7围设而成的，所述隔体7可为独立的隔板，其可具有一定浮力。
作为本发明的又一种实施方式，所述水流通道1也可设置在岸边，以岸边作为通道的一侧隔体而围成水流通道1，其可设在水域边缘定点进行工作。
实施例2
本实施例与实施例1的基本原理和结构相同，其区别在于如图3所示，所述水流通道1可以为两个或两个以上；该两个或两个以上的水流通道可水平并列设置(如图3)。当需要净水的水域较宽时，可以采取上述方式进行净水处理，其可以提高净水效率。
同时，也可以根据不同深度的水质污染情况，采取将水流通道1上下浮动的方式，对一定深度的水体进行净水处理。
进一步，所述由两个以上水流通道构成的净水装置，可以在每个通道的入口端设置一个水流推进器5，也可以在几个通道前设置一个共用的水流推进器5。
所述固液分离区C可在每个通道内设置一个，也可在几个通道的出口端外共围设一个固液分离区C。
本实施例的效果与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3
本实施例与实施例1的基本原理和结构相同，其区别在于如图2所示，该净水装置是以浮船10的形式进行了具体实施，浮船10的结构如图2所示。浮船10由两个前浮体11、两个后浮体12、一个中间浮体13、两道外隔墙14和一道中间隔墙15组成，浮体间和隔墙间设有连接构件使其成为一个整体，并可加强其结构强度。浮船10无底，与周围水体相互连通，吃水深度为0.8-1.2米，除收渣设备外，全部设备及操作都在浮船10上(内)完成。浮船10前部形成两个水流通道，从中间浮体13之后合并为一个水流通道；两个水流通道内分别安装水流推进器5，两个前浮体11上分别设置计量加药设备3、药剂溶解装置4，中间浮体13两侧分别安装微气泡发生器2。从计量加药处至微气泡发生器2的区域为混凝反应区A，从微气泡发生器2至浮船10尾端为气浮发生区B，浮船10中部表面和中间浮体13上铺设木板(图中未画)，上面放置发电机并为操作人员提供了操作平台。浮船10尾部两侧用浮体隔墙70围出一块水域为固液分离区C用来收渣，收渣设备6置于固液分离区C内。
如图2所示，净水装置工作时，在水流推进器5叶轮的转动作用下，待处理水被推动进入A区前端的水流通道内，开启计量加药设备3，根据水质和水量的变化，确定絮凝药剂和助凝剂的最佳投药位置和最佳投加量，经叶轮的剧烈扰动，药剂与水混合均匀，并随着水流通道的渐宽，流速降低，污染物质与药剂反应形成絮体并逐渐增大；携污絮体进入B区后，与微气泡发生器2放出的大量微细气泡充分接触，粘附在微气泡表面，在浮力作用下，由水下逐渐上升至水面，在浮船10尾部水域表面形成浮渣。浮渣在C区内越积越多，达到一定厚度时，由收渣设备6收集，通过管路输送到浮船10尾部的浮渣脱水设备16进行脱水。
该净水装置每小时处理水量为5-1000立方米。
为检验该净水装置的运行效果，选定在西土城沟，围隔出一块500立方米、水深1.15米的封闭水体作为试验水体。运行1个小时后，水体透明度由34cm提高到115cm以上，处理后的水体清澈见底。经水样分析：SS、BOD5、CODcr、TP、DP、色度、叶绿素a的去除率均达到70％以上，对N项指标也有不同程度的削减。脱水后的浮渣，测定其主要成分为全氮1.47％、全磷0.316％、全钾0.59％、有机物质29.3％，水85.5％。可见，浮渣中氮、磷含量较高，可制作有机肥料。