一种新型水体净化装置的制作方法

本实用新型涉及一种污水处理设备，尤其涉及一种新型水体净化装置。

背景技术：

全国的主要河流普遍存在有机污染，面源污染日益突出。据统计我国的河流、河段有1/4以上因污染而不能满足最基本的灌溉用水(我国Ⅴ类水质标准)要求；单就河段来说，水质污染严重而不能用于灌溉(即劣于Ⅴ类)的河段约占10.6％，水体己丧失使用价值，受到污染(相当于Ⅳ、Ⅴ类)的河段约占46.5％。

河道治理是政府近年来最为关注的，河水处理有一个共同的特点即每天最小的有几万吨处理量，大的有上百万吨。市场上常规溶气气浮机单台能够运输的最大处理量2500立方米/天，如果按照河水20000立方米/天的处理量计算需要8台设备同时作业才能完成。业主需要订购多台气浮台，从而增加了业主的投资成本。而且常规压力溶气气浮回流水量按照30％，扬程按照50米设计，其能耗太高，投资成本太大。

带来以上问题的主要技术原因是常规压力溶气气浮运行效能太低。常规压力溶气气浮水力负荷设计点在7-10立方米/平方米*小时，回流比设计点在30-50％。因此为了提高气浮机的运行效能，需要提高现有气浮机的工作压力。而工作压力提高后，气浮机的原有一些部件不再适应新的净化装置的要求，需要作出相应的改进。

现有的气浮机包括气浮池、混凝反应器、气泡发生器，由运输条件的限制，气浮池形状一般为长方形，现有的气浮池，其接触室一般沿气浮池的宽边均匀布置在气浮池的一端，清水室和污泥槽设置在气浮池的另一端。这种结构的气浮池，污水和溶气水在气浮池内是沿着气浮池的长度方向流动，因此其流动距离长达几十米远的距离，这样就会造成气浮池内溶气水分部不均匀的现象，在靠近接触室的一端溶气水含量非常大，而远离接触室的一端溶气水含量几乎为零，从而使得远离接触室的浮渣容易掉落入水体内，而且由于水体流动距离过 长，操作人员在对水体表面的浮渣进行刮渣作业时，浮渣掉落的几率也较大，因此其对水体的净化效率较低。此外，污水在净化过程中，一些比重较大的污染颗粒会在重力的作用下下沉至池底，在这过程中，污水在流动过程中会产生一定的紊流现象，这样就使得污水中的泡絮体及污染颗粒容易受到紊流的冲击而破碎，从而进一步降低对污水的净化效果。因此，有必要对现有的气浮池进行一定的改进，以缩短水体在气浮池内流动的距离。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的新型水体净化装置。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种污水净化效率高、污水处理成本低的新型水体净化装置。

本实用新型的新型水体净化装置，包括微气泡发生器、混凝器、PAC加药装置、PAM加药装置、污水调节池、布水组件和气浮池，所述微气泡发生器的输出端通过管道与混凝器的溶气水加注口连通，所述PAC加药装置的输出端通过管道与混凝器的PAC药剂输入口连通，所述PAM加药装置的输出端通过管道与混凝器的PAM药剂输入口连通，所述污水调节池的输出端通过管道与混凝器的污水输入口连通，所述布水组件包括进水总管和与进水总管连通的输出管，所述气浮池内腔的左右两侧沿长度方向均匀设置有多个接触室，所述输出管与接触室相通，所述新型水体净化装置还包括与所述接触室对应的多个释放器，所述释放器的输入端与微气泡发生器的输出端连通，释放器的输出端通过管道与接触室连通；

所述气浮池内还设有清水室和三角形大阻力清水收集组件，所述清水室位于气浮池内腔的中部，清水室通过管道与所述微气泡发生器的输入端连通，所述三角形大阻力清水收集组件包括限流板和挡板，所述挡板的数目为两块，两块挡板的顶端连接在一起，所述限流板的一侧设置在其中一块挡板的底端，限流板的另一侧设置在另一块挡板的底端，并且限流板、两块挡板包围形成清水收集腔，所述清水收集腔与所述清水室连通，所述限流板上开设有多个输水孔，并且输水孔的孔径沿远离清水室的方向逐渐变大，所述挡板与接触室之间设有 折板型斜板组件，所述折板型斜板组件包括多个平行设置的折板型斜板，所述折板型斜板倾斜地设置在气浮池内。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述微气泡发生器包括溶气罐体和射流器组件，所述射流器组件包括设置在溶气罐体上的引流管、设置在引流管尾端的混合管和设置在混合管尾端的传输管，所述混合管、传输管分别设置在溶气罐体的内腔中，所述引流管上设有与引流管内腔相通的高压进气管，引流管内腔中设有使流体能够呈螺旋状通过的螺旋混合器，所述螺旋混合器包括至少一片螺旋叶片，所述混合管的内侧面上设有多个阻隔物，述阻隔物为圆柱体。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述混凝器包括输入管，所述污水输入口、PAC药剂输入口和PAM药剂输入口设置在输入管上，还包括第一溶气水混入管，所述输入管的输出端垂直地连接在第一溶气水混入管的外侧面上，并且输入管的内腔与第一溶气水混入管的内腔相通，所述第一溶气水混入管的一端设有溶气水加注口。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述第一溶气水混入管的另一端垂直地设有与所述第一溶气水混入管内腔相通的第二溶气水混入管，所述第二溶气水混入管靠近第一溶气水混入管末端的端部设有溶气水加注口。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述第二溶气水混入管的另一端垂直地设置有与所述第二溶气水混入管连通的第三溶气水混入管，所述第三溶气水混入管靠近第二溶气水混入管末端的端部设有溶气水加注口。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述布水组件还包括分水三通管，所述进水总管的输出端与分水三通管的输入端连通，所述分水三通管的两侧分别对称地设置有分支组件，所述分支组件包括支管，所述支管的输入端与三通管的输出端连通，支管的输出端设置在连接管的中部并与连接管连通，所述输出管的输入端设置在连接管的外侧面上并与连接管连通。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述折板型斜板包括多个依次呈一定角度连接的条状连接板，两块条状连接板的连接处形成向下凹陷的波谷或向上凸起的波峰，所述折板型斜板组件的下方设有污泥斗。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述释放器包括弯管，所述弯管的内腔中设有底板，所述底板设置在弯管的内侧面上，底板的中部开设有沿底板厚度方向延伸并穿透底板的第一通水孔，底板的左侧面上设有第一安装座，第一安装座的中部开设有沿第一安装座厚度方向延伸并穿透第一安装座的第二通水孔，并且第二通水孔与第一通水孔相通，所述第一安装座的左侧设有弹簧，所述弹簧的一端设置在第一安装座上，弹簧的另一端与第二安装座连接，所述第二通水孔的左端位于弹簧的中轴孔内，所述释放器还包括压杆，所述压杆的右端穿过弯管的侧壁并与所述第二安装座连接，压杆的输入端与驱动装置的输出端连接。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述弯管的外侧面上设有护管，所述护管的一端固定设置在弯管上，并且护管套在所述压杆上，所述护管的外侧面上设有滑动套管，所述滑动套管的内侧面与护管的外侧面滑动配合，并且所述滑动套管与所述压杆固定连接，滑动套管还与驱动装置连接。

进一步的，本实用新型的新型水体净化装置，所述PAC加药装置包括PAC加药池，所述PAM加药装置包括PAM加药池，所述污水调节池内设有潜污泵，所述潜污泵的输出端通过管道与输入管的输入端连通，所述PAC加药池的内腔通过计量泵与PAC药剂输入口连通，所述PAM加药池的内腔通过螺杆泵与PAM药剂输入口连通，连接潜污泵与输入管的管道上设有流量计，所述PAC加药池和PAM加药齿内设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机和桨叶，所述桨叶与电机的输出轴连接。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：本实用新型的新型水体净化装置，通过将接触室布置在气浮池的长边上，污水与溶气水是沿着气浮池宽度方向流动，而且清水室是设置在气浮池的中部，因此其流动距离叫原有气浮池大大缩短，从而降低了刮渣过程中浮渣掉落的几率。通过将各接触室与释放器的输出端连接，使得溶气水能够经释放器输出至各个接触室内，并与污水混合反应，由于流动地距离大大地缩短，因此溶气水能够均匀地分部在整个气浮池内，此外，布水组件的设置，使得污水能够通过布水组件均匀地输出至各个接触室内并与溶气水进行混合反应，从而提高了对污水的净化效率。折板型斜 板组件的设置，可以实现污染颗粒的次表面捕集和污水的层流，采用不锈钢或者玻璃钢材料构成的折板型斜板组件可以聚集悬浮物，折板型斜板倾斜地设置具有一定的滑泥功效。折板型斜板之间的距离根据流体力学原理设计，可以轻松实现水流在其中流动时的层流作用。比重较大的河水污染物可以被折板型斜板的表面捕集，完成去除功能。折板型斜板组件利于“夹气泡絮体”的二次凝聚及上浮分离。经过特别设计的折板型斜板表面可以捕集絮体，使那些缓慢升起的浮力略大于重力的微小微粒和微小气泡被截取并移动至次表面并逐步凝结成较大的絮凝物，这些絮凝物的浮力逐渐增大后，在不受任何扰动和水流阻碍的情况下上浮至液面完成固液分离。部分比重大的悬浮物沉淀在底部污泥斗收集排放。三角形大阻力清水收集组件的设置，使得清水室内的液面与气浮池内的液面之间具有一定的高度差，从而使得气浮池内的污水与清水室内的清水具有一定的压差，该压差能够驱动接触室内的污水及溶气水不断地向清水室方向流动，从而完成对污水的净化过程。综上所述，本实用新型的水体净化装置污水净化效率高、污水处理成本低。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型新型水体净化装置的工艺流程图；

图2是气浮池的结构示意图；

图3是气浮池的侧视图；

图4是混凝器、污水调节池、PAC加药装置及PAM加药装置的连接示意图；

图5是混凝器的结构示意图；

图6是微气泡发生器的结构示意图；

图7是混合管的结构示意图；

图8是絮泡体的结构示意图；

图9是布水组件的结构示意图；

图10是布水组件的俯视图；

图11是布水组件的侧视图；

图12是布水组件设置在气浮池内的平面布置图；

图13是三角形大阻力清水收集组件的结构示意图；

图14是折板型斜板组件的局部示意图；

图15是限流板的结构示意图；

图16是释放器的结构示意图；

图17是图16中B部的局部放大图；

图18是污水及溶气水在气浮池内的流动示意图。

图中，1：微气泡发生器；2：混凝器；3：PAC加药装置；4：PAM加药装置；5：污水调节池；6：气浮池；7：溶气水加注口；8：PAC药剂输入口；9：PAM药剂输入口；10：污水输入口；11：进水总管；12：输出管；13：接触室；14：释放器；15：清水室；16：限流板；17：挡板；18：清水收集腔；19：输水孔；20：折板型斜板；21：溶气罐体；22：引流管；23：混合管；24：传输管；25：高压进气管；26：螺旋混合器；27：螺旋叶片；28：阻隔物；29：输入管；30：第一溶气水混入管；31：第二溶气水混入管；32：第三溶气水混入管；33：分水三通管；34：支管；35：连接管；36：条状连接板；37：污泥斗；38：弯管；39：底板；40：第一通水孔；41：第一安装座；42：第二通水孔；43：弹簧；44：压杆；45：第二安装座；46：护管；47：滑动套管；48：PAC加药池；49：PAM加药池；50：潜污泵；51：计量泵；52：螺杆泵；53：电机；54：桨叶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图18，本实用新型一较佳实施例的一种新型水体净化装置，包括微气泡发生器1、混凝器2、PAC加药装置3、PAM加药装置4、污水调节池5、布水组件和气浮池6，微气泡发生器的输出端通过管道与混凝器的溶气水加注口7连通，PAC加药装置的输出端通过管道与混凝器的PAC药剂输入口8连通，PAM加药装置的输出端通过管道与混凝器的PAM药剂输入口9连通，污 水调节池的输出端通过管道与混凝器的污水输入口10连通，布水组件包括进水总管11和与进水总管连通的输出管12，气浮池内腔的左右两侧沿长度方向均匀设置有多个接触室13，输出管与接触室相通，新型水体净化装置还包括与接触室对应的多个释放器14，释放器的输入端与微气泡发生器的输出端连通，释放器的输出端通过管道与接触室连通；

气浮池内还设有清水室15和三角形大阻力清水收集组件，清水室位于气浮池内腔的中部，清水室通过管道与微气泡发生器的输入端连通，三角形大阻力清水收集组件包括限流板16和挡板17，挡板的数目为两块，两块挡板的顶端连接在一起，限流板的一侧设置在其中一块挡板的底端，限流板的另一侧设置在另一块挡板的底端，并且限流板、两块挡板包围形成清水收集腔18，清水收集腔与清水室连通，限流板上开设有多个输水孔19，并且输水孔的孔径沿远离清水室的方向逐渐变大，挡板与接触室之间设有折板型斜板组件，折板型斜板组件包括多个平行设置的折板型斜板20，折板型斜板倾斜地设置在气浮池内。

具体工作时，微气泡发生器输出端的溶气水经管道输入至混凝器内，并与输入到混凝器内的污水及PAM药剂(絮凝剂)、PAC药剂(混凝剂)混合反应，使得溶气水中的气泡能够结合进絮体的内部并形成絮泡体，同时，微气泡发生器的输出端输出的溶气水通过管道及释放器输出至气浮池内的接触室中，接着污水通过混凝器输出至接触室并与接触室中的溶气水进一步混合，生成更大的絮泡体，絮泡体在浮力的作用下上浮并在液面形成浮渣，浮渣在刮渣机的作用下输出至浮渣槽，从而实现对污水的净化。输入至接触室内的污水及溶气水向上流动后在压差的作用下沿着斜板组件向下流动，其中比重较大的污染颗粒沿着折板型斜板下沉至气浮池底，污水及溶气水在到达气浮池底后经限流板上的输水孔输出至清水收集腔，输水孔孔径的设置，使得清水室与气浮池的液面之间始终保持一定的高度差，从而形成一定的压差，进入到清水收集腔内的清水便在压差的作用下输出至清水室，从而完成对污水地进化作用，清水室中部分清水回流至微气泡发生器，以产生溶气水。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，微气泡发生器包括溶气罐体21和射流器组件，射流器组件包括设置在溶气罐体上的引流管22、设置在引流 管尾端的混合管23和设置在混合管尾端的传输管24，混合管、传输管分别设置在溶气罐体的内腔中，引流管上设有与引流管内腔相通的高压进气管25，引流管内腔中设有使流体能够呈螺旋状通过的螺旋混合器26，螺旋混合器包括至少一片螺旋叶片27，混合管的内侧面上设有多个阻隔物28，述阻隔物为圆柱体。

气泡发生器是一种用来生产微气泡的装置，其作为溶气水的输出设备，现有的气泡发生器包括文丘里射流溶气系统，其工作压力在0.3～0.45兆帕之间，属于低压溶气系统，现有的文丘里射流溶气系统，在低压状态下溶气效率已经高达99％。为了进一步提高单位水体中溶解空气的量，就需要提高溶气水的压力，这样可以增多溶解的气量，而现有的文丘里射流溶气系统在将回流水的工作压力提高至0.5～0.8兆帕之间后，不能高效地将气液雾化，从而使得溶气的效率大为下降。

高压微气泡发生器将高压进气管与引流管连接，使得具有0.5～0.8的高压气体能够直接进入引流管与水进行混合，螺旋混合器的设置，使得混有气体的溶气水能够呈螺旋状通过螺旋混合器，从而使得原来沿直线运动的高压回流水流，变为高速螺旋运动，极大增大了气体和水流之间的接触液面。气体和水之间的接触液面越大，气体融入水中的效率也就越高，即气体融入水体时间越短，气体融入水体的数量也越大。此外，混合管内设置的阻隔物，使得高压空气和压力水在混合管内雾化功能得到强化。这种特殊流体结构中发生的气液雾化现象，能够瞬间将超饱和空气融入水体中，从而进一步提高了高压微气泡发生器的容器效率。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，混凝器包括输入管29，污水输入口、PAC药剂输入口和PAM药剂输入口设置在输入管上，还包括第一溶气水混入管30，输入管的输出端垂直地连接在第一溶气水混入管的外侧面上，并且输入管的内腔与第一溶气水混入管的内腔相通，第一溶气水混入管的一端设有溶气水加注口。

混凝反应器是一种将PAC药剂(混凝剂)、PAM药剂(絮凝剂)及溶气水混合入待净化污水中的装置，污水在混凝器中与混凝剂、絮凝剂混合后形成泡絮体，这个“泡絮体”比重小，容易上浮，而现有的混凝器溶气水加注方向和 主要反应管路垂直，溶气水冲击距离只有一个管径大小，冲击力很大，非常容易冲散污水中的絮体，絮体破碎成小颗粒后，需要再次添加药剂，否则絮体需要很长时间才可以再次聚集为较大的絮体颗粒。因此这种溶气水的加注方式无法生成“泡絮体”，从而降低了后续装置对污水的净化效果。释放器作为其中的一个部件，是一种用来对溶气水压力进行释放，以使其适应后续处理设备的装置，

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，第一溶气水混入管的另一端垂直地设有与第一溶气水混入管内腔相通的第二溶气水混入管31，第二溶气水混入管靠近第一溶气水混入管末端的端部设有溶气水加注口。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，第二溶气水混入管的另一端垂直地设置有与第二溶气水混入管连通的第三溶气水混入管32，第三溶气水混入管靠近第二溶气水混入管末端的端部设有溶气水加注口。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，布水组件还包括分水三通管33，进水总管的输出端与分水三通管的输入端连通，分水三通管的两侧分别对称地设置有分支组件，分支组件包括支管34，支管的输入端与三通管的输出端连通，支管的输出端设置在连接管35的中部并与连接管连通，输出管的输入端设置在连接管的外侧面上并与连接管连通。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，折板型斜板包括多个依次呈一定角度连接的条状连接板36，两块条状连接板的连接处形成向下凹陷的波谷或向上凸起的波峰，折板型斜板组件的下方设有污泥斗37。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，释放器包括弯管38，弯管的内腔中设有底板39，底板设置在弯管的内侧面上，底板的中部开设有沿底板厚度方向延伸并穿透底板的第一通水孔40，底板的左侧面上设有第一安装座41，第一安装座的中部开设有沿第一安装座厚度方向延伸并穿透第一安装座的第二通水孔42，并且第二通水孔与第一通水孔相通，第一安装座的左侧设有弹簧43，弹簧的一端设置在第一安装座上，弹簧的另一端与第二安装座连接，第二通水孔的左端位于弹簧的中轴孔内，释放器还包括压杆44，压杆的右端穿过弯管的侧壁并与第二安装座45连接，压杆的输入端与驱动装置的输出端连接。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，弯管的外侧面上设有护管46，护管的一端固定设置在弯管上，并且护管套在压杆上，护管的外侧面上设有滑动套管47，滑动套管的内侧面与护管的外侧面滑动配合，并且滑动套管与压杆固定连接，滑动套管还与驱动装置连接。

弹簧的设置，使其能够通过弹簧的间隙来消除高压溶气水的压力。此外，当弹簧的缝隙被微小异物堵塞时，弹簧的内腔压力升高，微小异物能够在压力的作用下被冲出缝隙，从而实现对异物的自动清理，当弹簧缝隙之间夹杂的异物由于体积过大而无法被冲走时，弹簧能够在驱动装置及与驱动装置连接的压杆的作用下伸长，从而使得堵塞物能够在溶气水的作用下被清除出弹簧的缝隙，使其不易被堵塞，从而进一步提高了其对溶气水的释能效果。

作为优选，本实用新型的新型水体净化装置，PAC加药装置包括PAC加药池48，PAM加药装置包括PAM加药池49，污水调节池内设有潜污泵50，潜污泵的输出端通过管道与输入管的输入端连通，PAC加药池的内腔通过计量泵51与PAC药剂输入口连通，PAM加药池的内腔通过螺杆泵52与PAM药剂输入口连通，连接潜污泵与输入管的管道上设有流量计，PAC加药池和PAM加药齿内设有搅拌装置，搅拌装置包括电机53和桨叶54，桨叶与电机的输出轴连接。

本实用新型的水体净化装置核心技术点包括将接触室布置在池体的两个长边上，两个长边加在一起的总长度超过30米，如何在如此长度上均匀布污水和溶气水是非常重要的技术难点。均匀布满絮凝好的污水和布满含粒径1-5um气泡的溶气水在接触室内发生化学接触，微小气泡沾上污水中的絮凝体，形成比重小于1的“泡絮体”。“泡絮体”随着水流向上运动至液面，“泡絮体”依靠自身的浮力上升至液面形成浮渣，完成气浮的固液分离过程。分离出絮体的干净水流由液面折返流向池底，中间流进折板型斜板组件，在这个系统中水流由紊流变为水力学中的层流体系。水流非常平稳，污水中一些未上浮的微小絮体在平静的环境下，可以完成再次上浮过程。即使未能上浮也可以落在折板型斜板上，完成固液分离。分离出絮体的清水流经池体底部污泥斗的上方，到池体中部时再次折返向上穿过设置的三角形大阻力清水收集组件，通过这个组件产生 大约200毫米的水位差，这个水位差可以保证三角形大阻力清水收集组件收集到的清水运动10米以上距离达到池体中部的清水室，外排进入下一个处理单元。

新型水体净化装置设计点控制在在30-40立方米/平方米*小时，这样运行效能提高了三到五倍。新型水体净化装置回流比设计点在8-10％，运行能耗降低了三倍。按照这样的设计点设计，水体净化装置单台处理量可以达到20000立方米/天。单台水体净化装置的运输尺寸能够满足在公路上正常运输需求。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。