一种水上浅层气浮装置的制作方法

本发明涉及蓝藻处理装置，具体涉及一种水上浅层气浮装置。

背景技术：

现有蓝藻处理工艺中，一般是将蓝藻从水面收集后，运输至岸上进行处理。蓝藻处理中使用的气浮设备均置于岸上运行，主要是采用平流气浮挂渣方式，利用刮板向浓缩池方向移动同时推渣至污泥池，并利用污泥池进口的斜板重力排水。一是因水上波浪晃动原因，设备晃动时气浮池污水易随水浪晃至污泥池，使污泥池的固体含量大幅降低，最终使污泥池泥渣因含固率太低而无法脱水。二是由于设备的晃动，沉积于气浮池底部的沉泥因晃动混入出水外排，造成出水不稳定。故目前此工艺均水平置于地面运行，如应用于水上无法稳定、可靠运行。

技术实现要素：

鉴于以上情形，本发明提出一种水上浅层气浮装置，可布置于船舶及各种水上平台，并稳定、达标运行。

根据本发明的水上浅层气浮装置，布置于船舶或水上平台；包括气浮池，所述气浮池中设有中轴，中轴周围的气浮池内空间构成处理池；所述中轴上可相对旋转地连接设置旋转布水机构、排渣机构和清水收集管，所述旋转布水机构和排渣机构分别设置在所述处理池上部，所述清水收集管设置在所述处理池内；并且，所述旋转布水机构设置在所述排渣机构绕中轴旋转方向的前方，所述清水收集管设置在所述排渣机构绕中轴旋转方向的后方。运行时通过旋转布水机构将原水泵入所述处理池内，考虑到水上使用的晃动情况，相对岸上固定式的处理装置加高浅层气浮池边高度，增加池体深度，使运行水位大幅低于处理池的池边。除渣运行方式为布水机构旋转行走的同时，排渣机构中设置的锥形撇泥斗360°旋转，将表层浮渣挖起重力流入浮渣浓缩池。由于加高浅层气浮池边高度，并加深撇泥斗挖泥深度，在遇到晃动时气浮池污水不易从池边晃出，同时避免由于设备晃动致使水位降低导致使撇泥斗无法挖运浮渣至撇渣池。

进一步地，所述中轴中设有浮渣池、出水池和清水池，所述浮渣池、出水池和清水池从内向外同心设置；所述排渣机构的出口设于所述浮渣池的顶部入口处，所述清水收集管入水口位于所述处理池内，清水收集管的出水口与所述清水池连通。通过上述设置，可以使进入处理池中的原水及撇去浮渣后的清水形成不同的区隔，确保不因设备晃动造成污水漫边，达到应对水面特殊工况的目的，确保稳定运行及达标出水。运行时，原水、排渣装置撇出的浮渣、去除浮渣后的清水已经最终的出水相互隔离，各自的运动互不影响，从而有效地避免设备晃动导致的污水漫边。

相对现有的溶气气浮技术来说，现有的溶气气浮技术为动态进水，动态出水，动态斜线分离，对水体的扰动强烈,分离效果很差；分离过程长且死角区多，污泥易沉降。本申请技术方案排除了进出水和各部分水体的相互影响，水体扰动小，分离效果好。

进一步地，所述清水池的清水池外壁的高度高于所述浮渣池的浮渣池外壁的高度，所述出水池的出水池外壁的高度低于所述浮渣池外壁的高度。运行时，浮渣经排渣机构流入浮渣池内，由于浮渣池的底部与浮渣浓缩池连通，池内浮渣不断进入和排出，池内高度较低，不会因晃动进入相邻的出水池，同时浮渣池外壁的高度设置既避免浮渣进入出水池又避免出水池内的清水因晃动进入浮渣池。清水池外壁的高度较高，避免在撇去浮渣时处理池的液体因晃动进入清水池。经清水收集管进入清水池后的清水从出水池外壁的顶端漫入出水池内，出水池的底部连接管路与气浮澄清水池连通，出水池内的出水扰动不会影响清水池内部，清水池内若产生水体扰动也不会影响出水池内部，不会造成沉泥因晃动混入出水外排，保证出水稳定。

进一步地，所述出水池外壁的顶部还设有可升降出水装置。通过设置可调节出水运行水位高度装置，使之相互配合通过调整出水水位，使撇泥斗撇泥深度处于良好运行状态的同时不会因设备晃动造成污水漫边，达到应对水面特殊工况的目的。

优选地，所述可升降出水装置包括可升降挡板，所述可升降挡板与所述出水池外壁同心设置并贴合于所述出水池外壁的外表面和/或内表面；所述出水池外壁上设有固定支架，所述可升降挡板的顶端设有调节支架，所述调节支架上通过螺旋连接安装调节螺杆，所述调节螺杆的底端与所述固定支架的上表面接触。

优选地，所述调节螺杆的顶部还设有调节螺杆驱动件。所述调节螺杆驱动件可以为用以旋转驱动调节螺杆的旋转手柄。出水系统通过在清水池圆形出水口处设置个螺杆旋柄，水平提升或降低出水口高度，从而控制气浮池水位高低，使螺旋泥斗能彻底、完全的清除浮渣

进一步地，所述浮渣池和/或处理池的底部与浮渣浓缩池连通。所述浮渣浓缩池与脱水装置连接。

进一步地，所述出水池与气浮澄清水池连通。

进一步地，所述中轴的中部设有原水输入管，所述原水输入管的输出口与所述旋转布水机构的布水管连通，原水输入管的输入口通过原水泵与原水絮凝池连通。

进一步地，所述旋转布水机构上设有若干布水口。

进一步地，所述原水絮凝池和原水泵之间的管路上还通过混凝剂加药管连接设置混凝剂药液泵以及混凝剂溶药罐。所述混凝剂为聚合氯化铝(pac)。

进一步地，所述原水泵和原水输入管输入口之间的管路上还通过助凝剂加药管连接设置助凝剂药液泵以及助凝剂溶药罐。所述助凝剂为聚丙烯酰胺(pam)。

进一步地，所述原水输入管的输入口还连接设置微气泡制造系统，所述微气泡制造系统与溶气制备系统连接。

进一步地，所述微气泡制造系统通过回流泵与气浮澄清水池连通。

在采取本发明提出的技术后，根据本发明的技术方案，具有以下的有益效果：能将该装置安装于任意水上平台，可自由拖移水上平台或驾驶船舶对重污染水域进行及时处理，实现了快捷、节能、高效；通过加高浅层气浮池边高度、加深撇泥斗挖泥深度、设置可调节出水运行水位高度装置，使之通过调整出水水位，使撇泥斗撇泥深度处于良好运行状态，不因设备晃动造成污水漫边，达到应对水面特殊工况的目的，确保稳定运行及达标出水。由于使用该装置经可直达污染水域进行作业，直奔目标，解决了自来水厂、污水厂的固定取水口无法对一些污染较重水域进行取水处理的窘境。荷载小，占地少，非常适合布置于水面，为水面平台或船舶减负、大幅减少投资。

附图说明

图1为根据本申请的一种水上浅层气浮装置工艺流程图；

图2为根据本申请的一种水上浅层气浮装置连接结构图，图中箭头为水体流向示意图；

图3为图2的c部放大图；

图4为根据本申请的一种水上浅层气浮装置俯视图；

图5为图4的a-a向视图；

图6为根据本申请的浅层气浮装置立体结构示意图。

附图标记说明：

气浮池1调节螺杆63

处理池10调节螺杆驱动件630

中轴2浮渣浓缩池71

浮渣池21气浮澄清水池72

浮渣池外壁210原水絮凝池80

出水池22原水泵801

出水池外壁220原水输入管81

清水池23混凝剂加药管821

清水池外壁230混凝剂药液泵822

旋转布水机构3混凝剂溶药罐823

布水管30助凝剂加药管831

布水口31助凝剂药液泵832

排渣机构4助凝剂溶药罐833

清水收集管5微气泡制造系统91

可升降出水装置6回流泵912

可升降挡板60溶气制备系统92

固定支架61行走支架99

调节支架62

具体实施方式

下面将结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。所描述的实施例包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的，是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。同时，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所述的“上”、“下”或者“上方”、“下方”是本申请附图所大致展示的上下关系。在放置状态发生变化时，例如翻转时，相应的位置关系也应随之转换以理解或实施本申请的技术方案。

如图1至图5所示，并参考图6所示部件的布局，一种水上浅层气浮装置，布置于船舶或水上平台；包括气浮池1，所述气浮池1中设有中轴2，中轴2周围的气浮池1内空间构成处理池10；所述中轴2上可相对旋转地连接设置旋转布水机构3、排渣机构4和清水收集管5，所述旋转布水机构3和排渣机构4分别设置在所述处理池10上部，所述清水收集管5设置在所述处理池10内；并且，所述旋转布水机构3设置在所述排渣机构4绕中轴2旋转方向的前方，所述清水收集管5设置在所述排渣机构4绕中轴2旋转方向的后方。运行时通过旋转布水机构3将原水泵入所述处理池10内，考虑到水上使用的晃动情况，可相对岸上固定式的处理装置加高浅层气浮池边高度，增加池体深度，使运行水位大幅低于处理池10的池边。除渣运行方式为布水机构旋转行走的同时，排渣机构4中设置的锥形撇泥斗360°旋转，将表层浮渣挖起重力流入浮渣浓缩池71。由于加高浅层气浮池边高度，并加深撇泥斗挖泥深度，在遇到晃动时气浮池污水不易从池边晃出，同时避免由于设备晃动致使水位降低导致使撇泥斗无法挖运浮渣至撇渣池。

所述中轴2中设有浮渣池21、出水池22和清水池23，所述浮渣池21、出水池22和清水池23从内向外同心设置；所述排渣机构4的出口设于所述浮渣池21的顶部入口处，所述清水收集管5入水口位于所述处理池10内，清水收集管5的出水口与所述清水池23连通。通过上述设置，可以使进入处理池10中的原水及撇去浮渣后的清水形成不同的区隔，确保不因设备晃动造成污水漫边，达到应对水面特殊工况的目的，确保稳定运行及达标出水。运行时，原水、排渣装置撇出的浮渣、去除浮渣后的清水已经最终的出水相互隔离，各自的运动互不影响，从而有效地避免设备晃动导致的污水漫边。

相对现有的溶气气浮技术来说，现有的溶气气浮技术为动态进水，动态出水，动态斜线分离，对水体的扰动强烈,分离效果很差；分离过程长且死角区多，污泥易沉降。本申请技术方案排除了进出水和各部分水体的相互影响，水体扰动小，分离效果好。

所述清水池23的清水池外壁230的高度高于所述浮渣池21的浮渣池外壁210的高度，所述出水池22的出水池外壁220的高度低于所述浮渣池外壁210的高度。运行时，浮渣经排渣机构4流入浮渣池21内，由于浮渣池21的底部与浮渣浓缩池71连通，池内浮渣不断进入和排出，池内高度较低，不会因晃动进入相邻的出水池22，同时浮渣池外壁210的高度设置既避免浮渣进入出水池22又避免出水池22内的清水因晃动进入浮渣池21。清水池外壁230的高度较高，避免在撇去浮渣时处理池10的液体因晃动进入清水池23。经清水收集管5进入清水池23后的清水从出水池外壁220的顶端漫入出水池22内，出水池22的底部连接管路与气浮澄清水池72连通，出水池22内的出水扰动不会影响清水池23内部，清水池23内若产生水体扰动也不会影响出水池22内部，不会造成沉泥因晃动混入出水外排，保证出水稳定。

所述出水池外壁220的顶部还设有可升降出水装置6。通过设置可调节出水运行水位高度装置，使之相互配合通过调整出水水位，使撇泥斗撇泥深度处于良好运行状态的同时不会因设备晃动造成污水漫边，达到应对水面特殊工况的目的。

所述可升降出水装置6包括可升降挡板60，所述可升降挡板60与所述出水池外壁220同心设置并贴合于所述出水池外壁220的外表面和/或内表面；所述出水池外壁220上设有固定支架61，所述可升降挡板60的顶端设有调节支架62，所述调节支架62上通过螺旋连接安装调节螺杆63，所述调节螺杆63的底端与所述固定支架61的上表面接触。

所述调节螺杆63的顶部还设有调节螺杆驱动件630。所述调节螺杆驱动件630可以为用以旋转驱动调节螺杆63的旋转手柄。出水系统通过在清水池圆形出水口处设置3个螺杆旋柄，水平提升或降低出水口高度，从而控制气浮池水位高低，使螺旋泥斗能彻底、完全的清除浮渣

所述浮渣池21和/或处理池10的底部与浮渣浓缩池71连通。所述浮渣浓缩池71与脱水装置连接。

所述出水池22与气浮澄清水池72连通。

所述中轴2的中部设有原水输入管81，所述原水输入管81的输出口与所述旋转布水机构3的布水管30连通，原水输入管81的输入口通过原水泵801与原水絮凝池80连通。

所述旋转布水机构3上设有若干布水口31。

所述中轴2是原水输入管81、浮渣池21、出水池22和清水池23组成的中间部件部分的统称。所述原水输入管81作为原水进水管路，其顶部设有旋转接头，所述旋转布水机构3的布水管30作为旋转布水机构3的进水管路与所述旋转接头连接，旋转接头以下的原水输入管81不会旋转，布水机构通过旋转接头使之可自由旋转。所述浮渣池21和清水池23底部可以连接设置管路，通过管路使浮渣池21和清水池23内的液体快速流走。

所述原水絮凝池80和原水泵801之间的管路上还通过混凝剂加药管821连接设置混凝剂药液泵822以及混凝剂溶药罐823。所述混凝剂为聚合氯化铝(pac)。

所述原水泵801和原水输入管81输入口之间的管路上还通过助凝剂加药管831连接设置助凝剂药液泵832以及助凝剂溶药罐833。所述助凝剂为聚丙烯酰胺(pam)。

所述原水输入管81的输入口还连接设置微气泡制造系统91，所述微气泡制造系统91与溶气制备系统92连接。

所述微气泡制造系统91通过回流泵912与气浮澄清水池72连通。

根据本申请的一种水上浅层气浮装置，所述清水池外壁230可以设置为在气浮池1中旋转，一种可行的具体设置方法为将清水池外壁230安装在气浮池1底壁，从气浮池1下方驱动清水池外壁230旋转，清水池外壁230与气浮池1的底部壁面开孔间通过防水轴承装置进行连接，使清水池外壁230可转动并能避免渗漏。在清水池外壁230顶部固定连接设置行走支架99并随之转动，行走支架99的另一端则设置滚轮，使之可以沿气浮池1的外壁上沿转动，从而使行走支架99形成绕中轴的旋转运动。旋转布水机构3安装在行走支架99上，旋转布水机构3及旋转接头的可转动部分随行走支架99转动。排渣机构4的一端即设于所述浮渣池21顶部入口处的排渣机构出口端通过轴承座安装在行走支架99上，排渣机构4的另一端固定在行走支架的另一端或者通过设置行走轮沿气浮池1的外壁上沿转动，行走支架99上设置驱动排渣机构4的锥形撇泥斗360°旋转的动力机构。所述清水收集管5则随清水池外壁230转动。

根据本申请的一种水上浅层气浮装置，其工作原理在于，待处理的原水进中心处的原水输入管81，通过旋转布水机构3均匀分配到气浮池内，布水管的移动速度和出水流速相同，方向相反，由此产生了“零速度”，“静态”进水，“静态”出水，静态分离，快速且分离高效,分离过程无死区；进水扰动降至最低，絮体静态下垂直上浮。排渣机构4的撇渣装置与主机行走机构同步移动，边旋转边移动，从而将浮渣收集起来，通过中央泥管即浮渣池21排出池外。池中的清水通过清水收集管5从中央排走，该收集管也与主机行走机构同步移动，清水管与布水管被布水机构隔开，彼此互不干扰。池底的沉积物被刮板收集进排放槽，定期排放。上述过程实现了静态布水，静态出水，垂直固液分离，停留时间短，浮渣瞬时排出，出水悬浮物和浊度低。气浮集絮凝、气浮、撇渣、沉淀、刮泥于一体。配合独特的空气溶解系统设计，体积小，溶气效率高，结构紧凑。

根据本申请的一种水上浅层气浮装置，其气浮池及挂渣系统，可根据水面水情情况，增加池体深度，使运行水位大幅低于池边，在设备晃动的情况下不漫边、不溢出。通过排渣机构4的螺旋形及加深设计的螺旋泥斗，入水符合水动力学，以完美的切线切割、旋挖浮渣，最大程度消除水体扰动，固、液分离彻底，而且浮渣是瞬时清除，隔离排出，对水体几乎没有扰动。另外通过电机变频调整螺旋泥斗的自转周期及出水水位高低，可控制浮渣的厚薄确保无浮渣下沉而影响出水水质，非常灵活、机动。

根据本申请的一种水上浅层气浮装置，其工艺流程在于，包括如下步骤：

1)原水汇集至原水絮凝池80，使水质、水量均衡；

2)再由污水提升泵即原水泵801提升至浅层离子气浮池内的处理池10；

3)污水提升泵前加入混凝剂，气浮进口处加入助凝剂，充分混合絮凝反应；在消能减压混合装置中与溶气系统即微气泡制造系统91产生的正电荷集成微气泡吸附，桥联进入气浮布水系统即旋转布水机构3；

4)由旋转布水机构3的布水口31均匀分配地进入气浮池体，变频调速至“零速度”，进行垂直固液分离；

5)固液分离之浮渣(浓度可调)，通过螺旋浮渣收集装置即排渣机构4自流至污泥浓缩池即浮渣浓缩池71，进污泥脱水系统处理；

6)澄清水自流进收集池即气浮澄清水池72，进后一道工序处理。

根据本申请的一种水上浅层气浮装置，所述溶气制备系统92即空气溶解系统，系微米级空气集成喷射系统，为微气泡制造系统91提供溶气水。所述微气泡制造系统91使溶气水中水分子和空气分子两个相在不足1微秒时间内向不同方向高速运动分离，并在瞬间聚集形成均匀的携带电荷之微小气泡。还通过混凝剂加药管821和助凝剂加药管831等装置构成反应系统，使空气、水、药剂充分混合反应，使污染物在管道里就完成了吸附、黏附等过程，提高反应时间和去除率。所述旋转布水机构3设置若干布水管30，每个布水管30设置若干布水口31，使布水系统设备流量适应范围大，气浮布水均匀、稳定。

根据本申请的一种水上浅层气浮装置，能将该装置安装于任意水上平台，可自由拖移水上平台或驾驶船舶对重污染水域进行及时处理，实现了快捷、节能、高效；通过加高浅层气浮池边高度、加深撇泥斗挖泥深度、设置可调节出水运行水位高度装置，使之通过调整出水水位，使撇泥斗撇泥深度处于良好运行状态，不因设备晃动造成污水漫边，达到应对水面特殊工况的目的，确保稳定运行及达标出水。由于使用该装置经可直达污染水域进行作业，直奔目标，解决了自来水厂、污水厂的固定取水口无法对一些污染较重水域进行取水处理的窘境。荷载小，占地少，非常适合布置于水面，为水面平台或船舶减负、大幅减少投资。