模块化浮选法水处理设备

文档序号:90650 发布日期:2021-10-08 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 模块化浮选法水处理设备 (Modularized flotation method water treatment equipment ) 是由 C·德尔·皮科洛 G·吉罗拉米 R·维切尔 N·维涅龙-拉罗萨 于 2020-02-13 设计创作,主要内容包括:浮选法水处理设备,其具有大致呈平行六面体形的组合体(1),组合体由模块(2、2a)联合而形成,所述组合体具有接触罐(3)、浮选罐(6)和已浮选泥浆排出装置,所述接触罐具有待处理水输送装置(4)和白水输送装置(5),所述浮选罐具有已处理水排出装置(7、7a),所述浮选罐由竖直壁(8)与所述接触罐隔开,其特征在于,所述接触罐(3)沿所述浮选罐(6)布置,并限定所述待处理水与所述白水接触的单独接触区域;并且,所述待处理水输送装置(4)设计成根据纵向水输送流使待处理水分配到所述接触罐中,浮选罐中的水分配流垂直于所述接触罐中的所述纵向水输送流。(Flotation process water treatment plant having a substantially parallelepiped-shaped assembly (1) formed by the union of modules (2, 2a), said assembly having a contact tank (3) with a treated water discharge (7, 7a), a flotation tank (6) separated from the contact tank by a vertical wall (8), and a floated sludge discharge, said contact tank having a treated water conveying device (4) and a white water conveying device (5), characterized in that the contact tank (3) is arranged along the flotation tank (6) and defines a separate contact zone where the water to be treated comes into contact with the white water; and the water conveying device (4) to be treated is designed to distribute water to be treated into the contact tank according to a longitudinal water conveying flow, the water distribution flow in the flotation tank being perpendicular to the longitudinal water conveying flow in the contact tank.)

模块化浮选法水处理设备

技术领域

本发明的领域是水处理领域,使水净化或者可饮用。

特别是,本发明涉及浮选法水处理设备。

背景技术

污染的液体或水可能含有悬浮物质(微粒、藻类、细菌等等)和溶解物质(有机物、微小污染物等等)。现有技术中存在多种处理悬浮物质的技术,旨在减少其含量。

在这些技术中,可举出沉淀法和浮选法。

浮选法水处理相对于沉淀法处理具有许多优越性。

第一个优越性是,浮选法水处理速度高于通常的沉淀法处理速度。

另一个优越性是,对于大流量处理水来说,浮选法处理相对于沉淀法处理可很好地去除藻类和油脂。

另外,浮选法处理的另一个优越性是,可减少产生的泥浆量。

在浮选过程中,应区分:

自然浮选,其中,悬浮物质与含有所述悬浮物质的水之间单位体积重量的差别,通常足以使之分离(物质浮于水面);

辅助浮选,其在于在全部液体内吹入气泡,加速分离微粒,从而使之可浮选;

产生的浮选,其中,悬浮物质的单位体积重量开始时大于含有所述悬浮物质的水的单位体积重量,然后借助于气泡人为地予以减轻。实际上,某些固态微粒或者液态微粒可合并于气泡,形成轻于含有这些固态微粒或者液态微粒的水的“微粒-气泡”连接体;

溶解性空气浮选(FAD)是一种产生的浮选过程,其使用的气泡的直径非常小,实际上,直径为40至70微米。其一般包括一连串不同的步骤:混凝,以中和胶体表面夹带的碎屑物质,吸附溶解了的物质;絮凝,借助于絮凝聚合物材料,与小气泡和絮凝水接触;分离,使絮凝物与澄清液体分离;收集澄清液体;收集已浮选泥浆。

溶解性空气浮选技术通常在使水可饮用的范围,应用于优质水、悬浮物质少的冷水、特别是富含藻类的水。因此,溶解性空气浮选应用于城市或工业废水的处理,使之净化。

因此,WO2008142026提出一种浮选设备,其具有一个接触罐、一个接触罐下区域和一个浮选罐,所述接触罐使待处理水与小气泡接触,所述接触罐下区域由一个接纳小气泡注入喷嘴的开孔板与所述接触罐隔开,所述浮选罐通过一个在其上部部分由水与小气泡的混合物穿过的壁与所述接触罐隔开。

根据该设备,接触罐布置在浮选罐的一端,其缺陷是在接触罐内,小气泡分布不均匀,相反,具有梯度。实际上,浮选罐的接近接触罐的区域的气泡,多于浮选罐的远离接触罐的区域的气泡。该梯度使到达设备中的水进行不均匀处理。所述水的一部分比其他部分接纳更多的气泡,因而得到更好的处理。

另一个缺陷在于该设备的设计和尺寸使之难以运输,尤其是集装箱运输。然而,市场上存在水处理设备尤其是浮选设备的不断增加的需求,其易于运输,尤其是集装箱运输,可以装载在集装箱船上,运输到远离制造地点的使用地点。例如,这发生在这些设备用于水处理装置受损或遭到破坏的自然灾害地点时,或者租用以备不时之需时。

因此,另一个缺陷在于,这种设备不是标准式。然而,市场上存在水处理设备尤其是浮选设备的不断增加的需求,其具有标准化特性,可提供不同的处理能力,去除使用增加处理成本的体积庞大的设备。

为此,应当指出,本申请人已经提出标准式浮选设备,其在意大利专利申请ITTO20080399A1、ITTO20080401A1和ITTO20080402A1中述及。这种设备由模块联合构成,模块均具有U形截面,侧壁具有一个凹陷部分,其限定一个与待处理水、絮凝剂和白水的接触区域。因此,每个组件在其壁之一上具有一个凹陷部分,其中,待处理水和白水进行接触。这些设备是标准式,根据所用组件数量,可提供容量或大或小的设备。

但是,根据其尺寸(体积),这些设备也不能进行海运的标准化集装箱运输。

另外,每个组件配有专用接触区域,实际上是一个凹陷部分,使组件的制造复杂化,且影响到这种浮选设备的总成本。

最后,采用这种设备,必须在启动之前调节白水的生产,这实际上导致限制待处理水的通过速度,限止其生产能力。

发明目的

本发明旨在提出一种实施起来简单的标准化浮选设备。

本发明还旨在提出一种结构紧凑和可进行标准化集装箱海运的设备。

发明内容

借助于本发明的设备即可达到这些目的中的全部或部分目的,所述设备涉及浮选法水处理设备,其具有大致呈平行六面体形的组合体,组合体由模块联合而形成,所述组合体具有接触罐、浮选罐和已浮选泥浆排出装置,所述接触罐具有待处理水输送装置和白水输送装置,所述浮选罐具有已处理水排出装置,所述浮选罐由竖直壁与所述接触罐隔开,其特征在于,所述接触罐沿所述浮选罐布置,并限定所述待处理水与所述白水接触的单独接触区域;并且,所述待处理水输送装置设计成根据纵向水输送流使待处理水分配到所述接触罐中,浮选罐中的水分配流垂直于所述接触罐中的所述纵向水输送流。

因此,本发明提出接触罐不再布置在浮选罐的端部,例如WO2008056057的现有技术中那样,而是沿着浮选罐进行布置。同时,本发明也确定成,接触罐限定一个为所有模块共用的接触区域,从而解决ITTO20080399A1、ITTO20080401A1和ITTO20080402A1的技术实施复杂的问题。

根据所用模块的数量,标准化可使设备具有或大或小的生产能力。

根据本发明,输送到接触罐中的待处理水流垂直于浮选罐中的水流。通常,为使液压质量流在浮选设备内良好分布,在现有技术人员操作下,确定成与浮选罐中水的分配平行地注入待处理水。

模块的尺寸选择成使本发明的设备的体积适于进行标准化集装箱海运。

优选地,这些模块设计成其获得的设备具有一个浮选罐,其高度H为1至4米,其宽度L为0.5至4米。应当指出,所谓高度H,是指浮选罐底的水收集点与已浮选水收集处之间的距离。另外,所谓浮选罐的宽度L,是指接触罐和浮选罐的分隔竖直壁与其相对壁之间的距离。

有利地,使白水输送到接触罐中的所述白水输送装置具有多相泵,多相泵连接于适于产生直径非常小的气泡的喷嘴,气泡实际上具有40至70微米的直径。

使用这种喷嘴,可使本发明的设备以水在浮选设备中较高的镜像速度进行工作,实际上所述速度约为25米/小时,这对于使用现有技术的浮选设备、对于类似的水质来说,一般限于10米/小时。

有利地,使白水输送到接触罐中的所述白水输送装置具有多相泵和静态混合器,多相泵和静态混合器连接于适于产生直径非常小的气泡的喷嘴。

根据一个优选实施例,所述喷嘴布置在距所述接触罐的底部0.2至2米之间的高度h处。

优选地,所述喷嘴布置成,喷嘴布置为,喷嘴密度为每平方米所述接触的罐底部有3至30个之间的喷嘴,优选5至12个之间的喷嘴。

根据一个实施例,所述组合体由2至24个、优选2至12个模块联合组成。

如上所述,本发明设备的体积使之可进行标准化集装箱海运。

因此,优选地,本发明浮选法水处理设备的总长LT在0.5至20米之间,优选在1至12米之间。

优选地,使所述待处理水输送到所述接触罐中的待处理水输送装置具有开孔管道,所述待处理水输送装置的开孔管道纵向布置在所述接触罐的下部中。

有利地,所述已处理水排出装置具有至少一个开孔管道,已处理水排出装置的开孔管道纵向布置在所述浮选罐的下部中。

优选地,所述已浮选泥浆排出装置具有刮板,刮板配有横向于浮选罐中水的分配流、沿纵向轴移动刮板的移动装置。

优选地,浮选罐的高度H与其宽度L之比大于1.1。

附图说明

现在,参照附图详述本发明浮选设备的只是作为例子给出的一种实施方式,附图如下:

图1是本发明一种实施方式的透视图;

图2是该实施方式的局部透视图;

图3是设备的说明其罐中水流的水平剖面P-P'的剖面图;

图4是构成该设备的接触罐和浮选罐组合体的模块之一的透视图;

图5是该设备的接触罐和浮选罐装置的俯视示意图;

图6是该设备的接触罐和浮选罐装置的侧视剖面图;

图7是图表,示出借助于WO2008142026的现有技术的浮选设备降低流出物的悬浮物质的情况;

图8是图表,示出在本发明浮选设备的入口和出口相同流出物的悬浮物质的含量;

图9是图1至6所示本发明设备的接触罐处于完善图8所示图表的检验过程的俯视照片。

具体实施方式

如图1至6所示,设备具有罐的组合体1,其呈平行六面体形,布置在底架1a上。除了该组合体1外,该底架1a还接纳白水生产装置10。

该罐的组合体由图4所示两个模块2联合而构成。应当指出,在其他实施方式中,显然可以使用两个以上的模块来实施所述组合体。

这些模块2彼此连接,且连接于端壁2a和2b,形成现有技术人员公知技术的组合体1,因而形成接触罐3和浮选罐6。

接触罐3具有待处理水输送装置4和白水输送装置5。

待处理水输送装置4具有开孔管道,其布置在接触罐3的下部,与之呈纵向。

白水输送装置5具有输送管道,其配有可产生直径非常小的气泡的喷嘴5a(见图6),且连接于多相泵(未示出)。

该管道布置成平行于待处理水输送装置4,位于其上。因此,如图6所示,这些喷嘴在接触罐中布置在距其底部3a在0.2至2米之间的高度h处。管道上喷嘴的密度布置成使浮选罐中的浮选过程最佳化,实际上,最好每平方米在接触罐的底部有3至30个之间的喷嘴。

另外,浮选罐6具有已处理水排出装置,其具有两个布置在其下部的管道7、7a。浮选罐6与所述接触罐由竖直壁8隔开。

另外,浮选罐配有已浮选泥浆排出装置,其具有溢水口9和刮板11(如图5所示)。

根据本发明,所述接触罐3沿所述浮选罐6布置,限定使所述待处理水与所述白水接触的单独接触区域。

根据本发明,如图3所示,待处理水输送装置4设计成使待处理水按照纵向水输送流输送到接触罐3中,浮选罐3中的水分配流A垂直于接触罐6中的纵向水输送流B。

工作中,待处理水通过管道4输送到由浮选罐3限定的单独浮选区域中,其中,其与具有喷嘴的管道5提供的白水接触。

这些喷嘴分配的非常小的气泡立即与待处理水混合,该混合物由溢流管道穿过壁8,进入浮选罐6中。在该罐8中,借助于气泡的作用,浮选与水分离的物质,气泡与这些物质混合,降低其密度,从而使之进行浮选。

周期性地,使用刮板11,将浮选罐中以及接触罐中浮于水面的物质推向排出口9,从设备排出,以便进行最后处理。为此,该刮板具有移动轴l1a,移动轴垂直于浮选罐6中的水处理流A。

因此,应当指出,刮板11设计成刮擦浮选罐6和接触罐B中的水面。当然,排出口9横向于这两个罐进行延伸,以便接收浮选物质。

已处理水在浮选罐的下部由管道7和7a进行回收。

比较试验

上述本发明的浮选设备和WO2008142026的现有技术的浮选设备用于处理乳品工业的水构成的流出物。

比较而言,本发明的设备比现有技术的试验设备结构更紧凑。实际上,本发明的设备比现有技术的设备小30%。

另外,相对于现有技术的设备来说,本发明的设备是标准化的,可进行集装箱运输,而现有技术的设备既不是标准化的,也不能运输。

不同批次的所述流出物已由WO2008142026的设备进行处理,对于每个批次来说,在原水入口和设备的净化水出口,测定悬浮物MES的含量,对于每个批次来说,得出这些悬浮物的降低率(%)。

在这些试验期间,混凝剂和絮凝剂注入到设备中。

试验中,流出物以26米/小时的镜像速度输送到设备中。

如图7所示,悬浮物的降低率随批次而变化,为85%至98%。

然后,不同批次的相同流出物借助于本发明的实施方式进行处理,如图1至6所示。

如图8所示,对于每个批次来说,测定设备的入口和出口的悬浮物含量TSS。在这些测量之后,计算出悬浮物的降低率,使之完全与WO2008142026的设备获得的降低率进行比较。

试验中,流出物以类似于现有技术的设备的随批次而变化的20至25米/小时的镜像速度输送到设备中。

这些比较试验表明,本发明的设备可使处理效能等效于现有技术的设备的处理效能,同时尺寸比现有技术的设备小30%。

这是因为借助于本发明,白水在接触罐中分配良好。图9的照片示出图1至6所示设备的接触罐中流出物与白水的混合物的均匀白色色调,实际上,本发明可使白水均匀分布在接触罐中,从而确保已处理流出物全部与相同数量的白水接触。

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