一种新型超声雾化微气泡发生与混凝气浮一体式净污装置的制作方法

本发明涉及一种污水处理装置，特别涉及一种新型超声雾化微气泡发生与混凝气浮一体式净污装置，属于污水处理气浮技术领域。

背景技术：

气浮法是一种高效的固液分离方法。原理为在水中产生大量微气泡，气泡吸附在悬浮颗粒上，通过浮力将固体颗粒悬浮至水面上，从而实现固液分离。气浮法可以应用在污水处理，矿物分离等领域。

微气泡的大小、密度决定了气浮法的效率，因此，微气泡的产生是气浮法的核心和关键。气浮法所需微气泡的产生方法一般有电解法、溶气法、布气法等。电解法通过电解水在阴极和阳极上产生微气泡，但能耗高，难以维护，且可能产生有毒有害副产物。溶气法先将气体通过高压溶入水中，随后降低气压以形成微气泡，此方法对溶气管气密性要求高，装置成本高，处理量较小。布气法一般分为水泵吸水管吸气浮、射流气浮、扩散板曝气气浮、叶轮气浮几种，一般通过这种方式产生的微气泡粒径较大、气浮效率差。

技术实现要素：

本发明提出了一种新型超声雾化微气泡发生方法，并应用于混凝气浮一体式净污装置中，得到一种新型超声雾化微气泡发生与混凝气浮一体式净污装置，相比较现有技术的几种方法而言具有可控、便捷、无毒、经济和高效等优点，解决传统气浮法中去除效率、便捷性、成本等方面难以兼顾的问题。本发明设计简单，占地面积小，操作简易，具有微气泡产生效率高、气泡小、悬浮物去除效果好、处理量大等优点。

本发明的技术解决方案：一种新型超声雾化微气泡发生与混凝气浮一体式净污装置，由进水混凝模块、超声微气泡产生模块、气浮模块、控制模块四个模块构成。进水混凝模块用于通过预处理进水和絮凝剂的混凝反应形成絮体达到气浮要求；超声微气泡产生模块用于将有压力的气和水通入超声雾化喷嘴后产生超声雾化产生微气泡；气浮模块用于使微细气泡黏附絮体形成浮渣被去除从而使水变清；整个装置的运行条件由控制模块整体控制。

作为优选方案，所述进水混凝模块包括混凝池、进药口控制阀、进液口控制阀、搅拌装置。所述进液口控制阀、进药口控制阀连接混凝池，搅拌装置置于混凝池中，混凝池出水口连接所述进水口控制阀；进液口控制阀控制待处理污水流量；进药口控制阀控制药剂投加量。

作为优选方案，所述气浮模块包括进水口控制阀、气浮池、排水口、排水调节阀、排渣槽、刮渣机。气浮池底部设置排水口和排水调节阀，刮渣机位于气浮池工作水位处，排渣槽与气浮池工作水位相连，气浮池进水口连接进水口控制阀。

作为优选方案，所述气浮池的底部设为锥形的集泥斗，对气浮池中的残渣和污泥进行收集。

作为优选方案，所述超声微气泡产生模块包括超声雾化喷嘴、水箱、水压表、水压调节阀、水量调节阀、水泵、气泵、气压表、气压调节阀、气量调节阀、排气口。所述超声雾化喷嘴的喷出口连接到气浮池底部，进气口和进水口分别连接气泵和水泵，供气、供水管道中均设置压力表、流量和压力调节阀。水泵用于提供压力水体，气泵用于提供压力气体；气量调节阀用于调节超声雾化喷嘴进气口进气量，水量调节阀用于调节超声雾化喷嘴进水口进水量；水压调节阀用于调节超声雾化喷嘴进水口进水压力，气压调节阀用于调节超声雾化喷嘴进气口进气压力。

作为优选方案，所述的控制模块包括电源和控制器，为水泵、气泵、刮渣机、搅拌装置、所有阀门开合提供动力，同时控制器可获取流量、流速、ph值等数据，控制阀门开合、搅拌装置搅拌速率、刮渣机运行速率。

作为优选方案，所述整个装置由集装箱形成一体化设计，集装箱的底板和壁板为所述气浮池、水箱的底板和壁板。

本发明利用超声雾化微气泡发生与混凝气浮处理污水的步骤和原理：

1）待处理污水通入进液口控制阀经过进水混凝模块，污水中的杂质与絮凝剂发生反应形成絮体后进入气浮模块的气浮池中；

2）超声微气泡模块中的有压力气和水通入超声雾化喷嘴后产生超声雾化效应，利用超声激波产生击碎液体产生微小液滴的同时产生微气泡，并通过超声雾化喷嘴导入气浮池；

3）在气浮池中，微细气泡黏附絮体，使絮体比重小于水，从而与微细气泡一起上浮并在水面聚集在气浮池的工作水位处，不断地被刮渣机刮入排渣槽中排出池体；同时过大絮体将会沉降至气浮池底部，通过底部集泥斗将水中残渣和污泥收集后经排泥系统进行排出池体。

本发明与传统试验装置相比的有益效果是：

（1）相比于传统的试验装置，本发明首次将超声雾化喷嘴技术应用到气浮技术领域，通过气压、水压调节装置，能够在低能耗的条件下持续提供均匀足量的微气泡，具有微气泡产生效率高、气泡小、悬浮物去除效果好、处理量大等优点；

（2）相比溶气气浮法，本发明通过增加进水混凝模块，可以实现大流量连续处理；

（3）本发明通过集装箱一体化设计，满足了便利性的要求；

（4）本发明解决了传统气浮法中去除效率、便捷性、成本等方面难以兼顾的问题，具有设计简单、占地面积小、操作简易、投资成本低、安全和高效等优点。

附图说明

附图1是本发明超声雾化微气泡气浮装置的结构示意图。

其中，1是混凝池、2是气浮池、3是水箱、4是水压表、5是水压调节阀、6是水量调节阀、7是气压表、8是水泵、9是气量调节阀、10是气泵、11是超声雾化喷嘴、12是气压调节阀、13是排气口、14是排水口、15是排水调节阀、16是进水口控制阀、17是排渣槽、18是刮渣机、19是进液口控制阀、20是搅拌装置、21是进药口控制阀、22是电源及控制器、23是集装箱、24是集泥斗。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1所示，一种新型超声雾化微气泡发生与混凝气浮一体式净污装置，由进水混凝模块、超声微气泡产生模块、气浮模块、控制模块四个模块构成。

进水混凝模块包括混凝池1、进液口控制阀19、进药口控制阀21、搅拌装置20。其中，进液口控制阀19用于控制待处理污水流量；进药口控制阀21用于控制药剂投加量，投加药剂一般为絮凝剂、ph调节剂与表面活性剂等，其中絮凝剂可选用聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、改性植物单宁等；所述搅拌装置20用于混合待处理污水与投加药剂。

将进液口控制阀19、进药口控制阀21连入混凝池1中，搅拌装置20置于混凝池1中，混凝池1通过进水口控制阀16连入气浮池2。

超声微气泡产生模块包括水箱3、水压表4、水压调节阀5、水量调节阀6、气压表7、水泵8、气量调节阀9、气泵10、超声雾化喷嘴11、气压调节阀12、排气口13。其中，水箱3用于提供超声雾化水源；超声雾化喷嘴11的喷出口连接到气浮池2底部，超声雾化喷嘴11的进气口和进水口分别连接气泵10和水泵8，水泵10用于提供压力水体，气泵8用于提供压力气体；供气管道中设置气压表7、气量调节阀9、气压调节阀12，供水管道中设置水压表4、水压调节阀5、水量调节阀6，水压表4显示接入超声雾化喷嘴11进水口管路水压，气压表7显示接入超声雾化喷嘴11进气口管路气压；气量调节阀9调节超声雾化喷嘴11进气口进气量，水量调节阀6调节超声雾化喷嘴11进水口进水量；水压调节阀5调节超声雾化喷嘴11进水口进水压力，气压调节阀12调节超声雾化喷嘴11进气口进气压力。

超声雾化喷嘴11可选用sk508、sv882、sv980等型号超声雾化喷嘴。超声雾化喷嘴11有进气口和进水口，其进水口连接水管三通的左接口，右接口连接水箱3，上接口通过管道1回流水箱3，水量压调节阀5位于三通靠上接口处，水压调节阀6位于三通靠左接口处，水压表位于三通靠左接口处。超声雾化喷嘴11进气口连接气管三通的左接口，三通的右接口连接气泵10，下接口通入空气，气量调节阀9位于三通靠左接口处，气压调节阀12位于三通靠下接口处，气压表7位于三通靠左接口处，气压表7以及水压表4可采用u型管压强计、测压表等。当工作时，控制水压调节阀5和气压调节阀12使得水压以及气压维持合适值，该合适值由现场调试确定。超声雾化喷嘴11在通入有压力气和水后产生超声雾化喷入气浮池2产生微气泡。

超声雾化喷嘴11安装于气浮池2底部，喷出口浸没在待处理污水体中，其余部分与通过防水胶等方式与气浮池2内部隔离。

气浮模块包括进水口控制阀16、气浮池2、排水口14、排水调节阀15、排渣槽17、刮渣机18、集泥斗24。气浮池2用于提供气浮容器；刮渣机18位于气浮池2工作水位处，排渣槽17与气浮池2工作水位相连，其中，刮渣机18用于将气浮池2工作液面漂浮的浮渣刮入排渣槽17，排渣槽17用于收集悬浮在水面的浮渣，浮渣可通入污泥脱水装置等进行后续处理；进水口控制阀16用于控制进水量；排水口14由排水调节阀15控制，用于排放气浮池水体，控制气浮池水位。气浮池2底部设锥形的集泥斗24，对气浮池中的残渣和污泥进行收集。

电源及控制器22用于为水泵8、气泵10、刮渣机18、搅拌装置20、所有阀门开合提供动力，同时控制器可获取流量、流速、ph值等数据，控制阀门开合、搅拌装置20搅拌速率、刮渣机18运行速率。

所述集装箱23的底板和壁板可作为超声雾化微气泡气浮装置的气浮池2、水槽3的底板和壁板。

所述一种新型超声雾化微气泡发生与混凝气浮一体式净污装置，其对污水处理的步骤如下：

（1）连接各试验装置、仪表，在水箱3中加足量水，关闭排水调节阀15，在气浮池2中加入清水，水位至与排渣槽17连接的出口处；

（2）关闭水量调节阀9、气量调节阀6，打开水压调节阀5、气压调节阀12，开启水泵8、气泵10，观察水压表4、气压表7，调节水压调节阀5和气压调节阀12至气压表和水压表达到合适压力，气压调节阀排放的气体通过排气口13直接排到空气中，水压调节阀5排出的水体回流到水箱3中循环使用；

（3）调节水量调节阀6和气量调节阀9，使得供应超声雾化喷嘴11的气量和水量合适，喷出均匀足量的微气泡；

（4）打开进液口控制阀19、进药口控制阀21和搅拌装置20，投加絮凝剂（聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、改性植物单宁等），并添加ph调节剂、表面活性剂，使得混凝池中形成稳定的絮体；

（5）打开进水口控制阀16，使得待处理污水与微气泡在气浮池2中充分混合，微气泡在气浮池2吸附在待处理污水中悬浮微絮体上，通过浮力将微絮体悬浮在水面上聚集形成浮渣，通过刮渣机18将浮渣与水分离进入排渣槽16，从而实现固液分离；

（6）过大絮体将会沉降至气浮池底部，通过底部集泥斗24将水中残渣和污泥收集后经排泥系统进行排出池体；

（7）经过处理之后的水通过排水口14排水，调整排水调节阀15控制出水量，使得气浮池2水位保持在合适位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。