公布日：2024.06.07
申請(qǐng)日：2022.12.06
分類號(hào)：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，包括藥水配制裝置、溶氣裝置、氣浮分離裝置、污水管道和溶氣水管道，污水管道沿污水流動(dòng)方向依次與藥水配制裝置的出口端和溶氣裝置的進(jìn)口端連通，溶氣裝置的進(jìn)口端還連通有進(jìn)氣管道，溶氣裝置的出口端和氣浮分離裝置的進(jìn)口端通過(guò)溶氣水管道連通；所述氣浮分離裝置的進(jìn)口端還與污水管道連通，且藥水配制裝置和氣浮分離裝置之間的污水管道上還設(shè)有管道混合器。采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中微氣泡的附著效果差而影響污水處理效果的技術(shù)問(wèn)題。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：包括藥水配制裝置、溶氣裝置、氣浮分離裝置、污水管道和溶氣水管道，污水管道沿污水流動(dòng)方向依次與藥水配制裝置的出口端和溶氣裝置的進(jìn)口端連通，溶氣裝置的進(jìn)口端還連通有進(jìn)氣管道，溶氣裝置的出口端和氣浮分離裝置的進(jìn)口端通過(guò)溶氣水管道連通；所述氣浮分離裝置的進(jìn)口端還與污水管道連通，且藥水配制裝置和氣浮分離裝置之間的污水管道上還設(shè)有管道混合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氣浮分離裝置包括氣浮機(jī)，氣浮機(jī)的頂部開(kāi)口且開(kāi)口處設(shè)有鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)，氣浮機(jī)的側(cè)壁設(shè)有渣斗，鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)用于將氣浮機(jī)內(nèi)的浮渣刮送到渣斗內(nèi)，渣斗的出口連通有排渣管道，排渣管道的另一端連通有浮渣干化池；氣浮機(jī)連通有排水管道，排水管道的另一端連通有生化池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氣浮機(jī)的下部設(shè)有溶氣水分配管，溶氣水分配管通過(guò)溶氣水管道與溶氣裝置連通，且溶氣水分配管位于氣浮機(jī)橫截面的中心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述渣斗連通有噴淋水管道，且噴淋水管道的另一端與溶氣裝置的出口端連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氣浮機(jī)與生化池之間的排水管道上連通有污水池，排水管道上設(shè)有排水閥門(mén)；渣斗與浮渣干化池之間的排渣管道上連通有浮渣池，排渣管道上設(shè)有浮渣輸送泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述排水閥門(mén)位于污水池的進(jìn)口端，且排水閥門(mén)為浮球閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氣浮機(jī)底部連通有排污管道，排污管道的另一端與浮渣池連通，且排污管道上設(shè)有排污閥門(mén)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述溶氣裝置包括溶氣泵，溶氣泵的進(jìn)氣管道上設(shè)有進(jìn)氣閥門(mén)和流量計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述藥水配制裝置包括絮凝劑配制罐和助凝劑配制罐，絮凝劑配制罐內(nèi)設(shè)有攪拌器；絮凝劑配制罐的進(jìn)水口連通有工業(yè)水管道，且絮凝劑配制罐的進(jìn)水口處設(shè)有閥門(mén)；絮凝劑配制罐的出水口連通有絮凝劑管道，且絮凝劑管道上設(shè)有絮凝劑輸送泵；絮凝劑配制罐的進(jìn)料口連通有料斗，且料斗內(nèi)設(shè)有螺旋輸送機(jī)；助凝劑配制罐的結(jié)構(gòu)與絮凝劑配制罐的結(jié)構(gòu)相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述污水管道沿污水流動(dòng)方向依次與助凝劑配制罐和絮凝劑配制罐連通，且連通處相距3m。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意在提供一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中微氣泡的附著效果差而影響污水處理效果的技術(shù)問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種處理含有炭黑、石蠟的污水預(yù)處理系統(tǒng)，包括藥水配制裝置、溶氣裝置、氣浮分離裝置、污水管道和溶氣水管道，污水管道沿污水流動(dòng)方向依次與藥水配制裝置的出口端和溶氣裝置的進(jìn)口端連通，溶氣裝置的進(jìn)口端還連通有進(jìn)氣管道，溶氣裝置的出口端和氣浮分離裝置的進(jìn)口端通過(guò)溶氣水管道連通；所述氣浮分離裝置的進(jìn)口端還與污水管道連通，且藥水配制裝置和氣浮分離裝置之間的污水管道上還設(shè)有管道混合器。
本方案的原理及優(yōu)點(diǎn)是：
1.由于污水管道沿著污水流動(dòng)方向先與藥水配制裝置連通，因此污水在進(jìn)入后續(xù)裝置前，先在污水管道中與藥水配置裝置流出的藥水混合，污水中的炭黑微粒和石蠟微粒在藥水的作用下形成凝聚團(tuán)，然后一部分污水通過(guò)污水管道從溶氣裝置的進(jìn)口端進(jìn)入溶氣裝置，在溶氣裝置的作用下產(chǎn)生微氣泡形成溶氣水，再通過(guò)溶氣水管道進(jìn)入氣浮分離裝置，為氣浮分離裝置的氣浮作用提供微氣泡；而另一部分污水直接通過(guò)污水管道從氣浮分離裝置的進(jìn)口端進(jìn)入氣浮分離裝置，并在氣浮分離裝置中完成氣浮作用，使得炭黑微粒凝聚團(tuán)和石蠟微粒凝聚團(tuán)均附著上微氣泡而漂浮在液面形成浮渣，從而方便將其從污水中分離。本方案中直接通過(guò)污水管道進(jìn)入氣浮分離裝置的這部分污水，在進(jìn)入氣浮分離裝置后微粒凝聚團(tuán)才與微氣泡接觸完成氣浮作用，相比于微粒凝聚團(tuán)在管道內(nèi)先與微氣泡接觸再進(jìn)入氣浮分離裝置完成氣浮作用，本方案中的微粒凝聚團(tuán)不會(huì)在輸送過(guò)程中因?yàn)榕c管道內(nèi)壁接觸而導(dǎo)致其上附著的微氣泡分離，因此微氣泡與微粒凝聚團(tuán)的附著效果更好，也就能夠有效保證微粒凝聚團(tuán)漂浮在液面形成浮渣，從而便于與污水分離去除，提高污水處理效果。
2.本方案通過(guò)將污水管道與溶氣裝置的進(jìn)口端連通，直接使用污水作為溶氣裝置的水源，不會(huì)因?yàn)槭褂妙~外的水源而引入新的水中雜質(zhì)到污水中，有利于保證處理后的污水品質(zhì)符合后續(xù)生化系統(tǒng)的處理要求；并且引入溶氣裝置的這部分污水，其中的炭黑微粒凝聚團(tuán)和石蠟微粒凝聚團(tuán)進(jìn)入氣浮分離裝置后，因?yàn)槠湓谌軞夤艿纼?nèi)就已經(jīng)附著有一定量的微氣泡，因此部分微粒凝聚團(tuán)會(huì)漂浮到液面形成浮渣，剩下的部分微粒凝聚團(tuán)在氣浮分離裝置內(nèi)會(huì)繼續(xù)附著上微氣泡，并最終漂浮到液面形成浮渣，即污水中產(chǎn)生的炭黑微粒凝聚團(tuán)和石蠟微粒凝聚團(tuán)最終都會(huì)在氣浮作用下漂浮到液面形成浮渣，有利于提高本方案對(duì)污水中炭黑和石蠟的去除率。
3.在藥水配制裝置和氣浮分離裝置之間的污水管道上設(shè)置管道混合器，則藥水配制裝置內(nèi)配制的藥水進(jìn)入污水管道后，先在管道混合器內(nèi)與污水進(jìn)行混合，使得污水中的炭黑微粒和石蠟微粒與藥水充分反應(yīng)，形成炭黑微粒凝聚團(tuán)和石蠟微粒凝聚團(tuán)，再隨著污水通過(guò)污水管道進(jìn)入氣浮分離裝置進(jìn)行氣浮作用，有利于保證污水中的炭黑微粒和石蠟微粒全部形成凝聚團(tuán)而在氣浮作用下形成浮渣，從而進(jìn)一步提高本方案對(duì)污水中炭黑和石蠟的去除率。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述氣浮分離裝置包括氣浮機(jī)，氣浮機(jī)的頂部開(kāi)口且開(kāi)口處設(shè)有鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)，氣浮機(jī)的側(cè)壁設(shè)有渣斗，鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)用于將氣浮機(jī)內(nèi)的浮渣刮送到渣斗內(nèi)，渣斗的出口連通有排渣管道，排渣管道的另一端連通有浮渣干化池；氣浮機(jī)連通有排水管道，排水管道的另一端連通有生化池。
采用本方案，氣浮機(jī)內(nèi)形成的浮渣漂浮在氣浮機(jī)頂部的開(kāi)口處，鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C(jī)將浮渣刮送到渣斗內(nèi)，浮渣進(jìn)入渣斗后再通過(guò)排渣管道進(jìn)入到浮渣干化池進(jìn)行干化處理；而分離去除浮渣之后的污水則通過(guò)排水管道輸送到生化池內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)的生化處理，通過(guò)生化池內(nèi)污泥中的微生物氧化分解污水中的有機(jī)物。此時(shí)污水中不再含有炭黑和石蠟，將其排入生化池內(nèi)也不會(huì)影響微生物的生存、降低微生物的濃度，有利于保證生化池的生化效果，提高生化池對(duì)污水中的有機(jī)污染物的氧化作用。并且本方案的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單有效，在保證將浮渣從污水中分離去除的同時(shí)，便于日常維護(hù)和故障維修。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述氣浮機(jī)的下部設(shè)有溶氣水分配管，溶氣水分配管通過(guò)溶氣水管道與溶氣裝置連通，且溶氣水分配管位于氣浮機(jī)橫截面的中心位置。
采用本方案，在氣浮機(jī)下部的橫截面中心位置設(shè)置溶氣水分配管，溶氣水管道通入氣浮機(jī)的溶氣水通過(guò)溶氣水分配管進(jìn)行釋放，相比于直接通過(guò)溶氣水管道釋放溶氣水，更有利于增加溶氣水在氣浮機(jī)內(nèi)的釋放面積，以提高溶氣水中的微氣泡在氣浮機(jī)內(nèi)的均勻程度，進(jìn)而保證分布在氣浮機(jī)內(nèi)各部位的炭黑微粒凝聚團(tuán)和石蠟微粒凝聚團(tuán)均能快速、充分地與微氣泡接觸，形成浮渣漂浮于液面而被徹底分離去除，有利于提高污水的處理效率。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述渣斗連通有噴淋水管道，且噴淋水管道的另一端與溶氣裝置的出口端連通。
采用本方案，在渣斗上連通噴淋水管道，通過(guò)噴淋水管道內(nèi)流出的噴淋水對(duì)渣斗進(jìn)行沖洗，且沖洗完渣斗的噴淋水從渣斗出口進(jìn)入排渣管道內(nèi)，又對(duì)排渣管道進(jìn)行沖洗，可以有效防止渣斗和排渣管道被浮渣堵塞，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行；將噴淋水管道的另一端連接在溶氣裝置的出口端，即使用溶氣水對(duì)渣斗及排渣管道進(jìn)行沖洗，一方面可以減少工業(yè)用水以控制成本，另一方面含有微氣泡的溶氣水對(duì)渣斗及排渣管道內(nèi)的浮渣進(jìn)行沖洗時(shí)，微氣泡進(jìn)一步附著在浮渣表面，增大了浮渣之間的間隙，避免浮渣之間相互凝體積變大而結(jié)堵塞管道，進(jìn)而提高對(duì)渣斗和排渣管道的沖洗效果。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述氣浮機(jī)與生化池之間的排水管道上連通有污水池，排水管道上設(shè)有排水閥門(mén)；渣斗與浮渣干化池之間的排渣管道上連通有浮渣池，排渣管道上設(shè)有浮渣輸送泵。
采用本方案，在氣浮機(jī)與生化池之間的排水管道上設(shè)置污水池，并在排水管道上設(shè)置排水閥門(mén)，則當(dāng)生化池內(nèi)的污水量飽和而氣浮機(jī)還在不斷排出污水時(shí)，可以通過(guò)控制排水閥門(mén)來(lái)使污水暫存在污水池內(nèi)，以污水池來(lái)緩解單位時(shí)間內(nèi)生化池和氣浮機(jī)對(duì)污水的處理量差；在渣斗與浮渣干化池之間的排渣管道上設(shè)置浮渣池，并在排渣管道上設(shè)置浮渣輸送泵，則當(dāng)浮渣干化池內(nèi)的浮渣量飽和而氣浮機(jī)還在不斷排出浮渣時(shí)，可以通過(guò)控制排渣輸送泵的啟閉來(lái)使浮渣暫存在浮渣池內(nèi)，以浮渣池來(lái)緩解單位時(shí)間內(nèi)浮渣干化池處理浮渣量和氣浮機(jī)生產(chǎn)浮渣量之間的差值。污水池和浮渣池的設(shè)置有利于增強(qiáng)系統(tǒng)各部分的協(xié)同配合，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)對(duì)污水的持續(xù)處理，提高處理效率。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述排水閥門(mén)位于污水池的進(jìn)口端，且排水閥門(mén)為浮球閥。
采用本方案，采用浮球閥作為排水閥門(mén)，且將排水閥門(mén)設(shè)置在污水池的進(jìn)口端，則可以通過(guò)排水閥門(mén)控制污水池內(nèi)的水位維持在一定范圍內(nèi)，從而使得單位時(shí)間內(nèi)從污水池進(jìn)入生化池的水量保持穩(wěn)定，以保證生化池對(duì)污水中有機(jī)污染物的處理效果保持一致，從而提高處理后污水品質(zhì)的穩(wěn)定性。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述氣浮機(jī)底部連通有排污管道，排污管道的另一端與浮渣池連通，且排污管道上設(shè)有排污閥門(mén)。
污水中密度較大的雜質(zhì)，進(jìn)入氣浮機(jī)后在氣浮作用下也未能漂浮于液面形成浮渣，而是在自身重力的作用下沉到氣浮機(jī)底部，采用本方案，通過(guò)控制排污閥門(mén)開(kāi)啟，沉降到氣浮機(jī)底部的雜質(zhì)可以通過(guò)排污管道進(jìn)入浮渣池，并跟隨浮渣池內(nèi)的浮渣被輸送至浮渣干化池中進(jìn)行后續(xù)處理，避免這些雜質(zhì)積聚在氣浮機(jī)底部形成難以清除的污垢。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述溶氣裝置包括溶氣泵，溶氣泵的進(jìn)氣管道上設(shè)有進(jìn)氣閥門(mén)和流量計(jì)。
采用本方案，通過(guò)溶氣泵將污水和氣體溶解，溶氣泵的吸入口可以利用負(fù)壓作用吸入氣體，所以無(wú)需采用空氣壓縮機(jī)和大氣噴射器，并且溶氣泵高速旋轉(zhuǎn)的泵葉輪將液體與氣體混合攪拌，所以無(wú)需攪拌器和混合器，能夠有效簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此外，由于溶氣泵內(nèi)的加壓混合，氣體與液體充分溶解，溶解效率可達(dá)80～100％，所以無(wú)需大型加壓溶氣罐或昂貴的反應(yīng)塔即可制取高度溶解液，不僅保證了溶解效率，而且能夠控制成本。在溶氣泵的進(jìn)氣管道上設(shè)置進(jìn)氣閥門(mén)和流量計(jì)，可以靈活根據(jù)實(shí)際需求控制氣體于污水的比例，從而達(dá)到更好的溶解效果，以提升對(duì)炭黑微粒凝聚團(tuán)和石蠟微粒凝聚團(tuán)的氣浮效率。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述藥水配制裝置包括絮凝劑配制罐和助凝劑配制罐，絮凝劑配制罐內(nèi)設(shè)有攪拌器；絮凝劑配制罐的進(jìn)水口連通有工業(yè)水管道，且絮凝劑配制罐的進(jìn)水口處設(shè)有閥門(mén)；絮凝劑配制罐的出水口連通有絮凝劑管道，且絮凝劑管道上設(shè)有絮凝劑輸送泵；絮凝劑配制罐的進(jìn)料口連通有料斗，且料斗內(nèi)設(shè)有螺旋輸送機(jī)；助凝劑配制罐的結(jié)構(gòu)與絮凝劑配制罐的結(jié)構(gòu)相同。
采用本方案，配制絮凝劑時(shí)，打開(kāi)絮凝劑配制罐進(jìn)水口處的閥門(mén)，并開(kāi)啟螺旋輸送機(jī)，此時(shí)工業(yè)水從進(jìn)水口進(jìn)入絮凝劑配制罐，絮凝劑藥粉從料斗內(nèi)進(jìn)入絮凝劑配制罐，攪拌器將工業(yè)水和絮凝劑藥粉混合均勻得到絮凝劑，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入絮凝劑配制罐的工業(yè)水量，調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的送藥粉量，以達(dá)到所需的絮凝劑濃度；按照上述步驟在助凝劑配制罐內(nèi)配制助凝劑。根據(jù)對(duì)污水的處理需求，選擇同時(shí)開(kāi)啟絮凝劑輸送泵和助凝劑輸送泵，或者開(kāi)啟其中一個(gè)輸送泵，將絮凝劑和/或助凝劑加入到污水管道內(nèi)，使得污水中的炭黑微粒和石蠟微粒凝聚成炭黑微粒凝聚團(tuán)和石蠟微粒凝聚團(tuán)，以便后續(xù)處理。本方案可以根據(jù)實(shí)際需求靈活選擇同時(shí)添加絮凝劑和助凝劑，還是只添加其中的一種，使得本系統(tǒng)的實(shí)用性更強(qiáng)，能夠適應(yīng)不同污水處理需求。
優(yōu)選的，作為一種改進(jìn)，所述污水管道沿污水流動(dòng)方向依次與助凝劑配制罐和絮凝劑配制罐連通，且連通處相距3m。
采用本方案，污水管道沿污水流動(dòng)方向依次與助凝劑配制罐和絮凝劑配制罐連通，即先將助凝劑加入到污水管道內(nèi)，使得助凝劑先與污水混合，助凝劑能夠中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，使膠體微粒由原來(lái)的相斥變?yōu)橄辔茐牧四z團(tuán)穩(wěn)定性，使膠體微粒相互碰撞，從而使離子狀態(tài)的微粒先初步聚攏，形成微粒凝聚團(tuán)；再將絮凝劑加入到污水管道內(nèi)，使得絮凝劑與混合了助凝劑的污水進(jìn)行混合，則高分子的絮凝劑將初步聚攏的微粒凝聚團(tuán)進(jìn)行網(wǎng)捕，形成體積更大的微粒凝聚團(tuán)，有利于后續(xù)氣浮作用后對(duì)微粒凝聚團(tuán)附著微氣泡形成的浮渣進(jìn)行分離去除，從而提高污水中炭黑和石蠟的處理效率。
助凝劑配制罐和污水管道連通處與絮凝劑配制罐和污水管道連通處之間的距離為3m，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置有利于助凝劑與污水先混合均勻，使得助凝劑與炭黑微粒子和石蠟微粒子充分反應(yīng)形成微粒凝聚團(tuán)之后，再與絮凝劑反應(yīng)，以形成體積更大的微粒凝聚團(tuán)，有利于后續(xù)氣浮作用后形成體積更大的浮渣，方便徹底將浮渣分離去除，從而提高污水中炭黑和石蠟的處理效果。
至于先向污水管道內(nèi)加入絮凝劑，使其與污水預(yù)先混合反應(yīng)后再加入助凝劑的方案，由于高分子的絮凝劑只能對(duì)膠體微粒及懸浮物進(jìn)行網(wǎng)捕，而不能中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，因此被絮凝劑網(wǎng)捕后的膠體微粒仍然相斥而不能形成穩(wěn)定的微粒凝聚團(tuán)；后續(xù)再加入助凝劑時(shí)，由于膠體微粒及懸浮物已經(jīng)被絮凝劑網(wǎng)捕在一起，因此助凝劑對(duì)膠體微粒和懸浮物表面電荷的中和效果不夠顯著，而不能促使微粒凝聚團(tuán)變穩(wěn)定，則微粒凝聚團(tuán)在后續(xù)的氣浮作用過(guò)程中容易被破壞，從而導(dǎo)致浮渣的體積較小而不容易分離去除，不利于提高對(duì)污水中含有的炭黑、石蠟的去除效率。
在設(shè)計(jì)本方案之前，申請(qǐng)人以前只采用絮凝劑來(lái)促使炭黑、石蠟?zāi)鄢晌⒘Ｄ蹐F(tuán)，且添加的的絮凝劑為陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺，藥劑的消耗量大，配藥濃度為0.5％。使用本方案后,絮凝劑的配藥濃度將低為0.1％-0.3％，即可達(dá)到以前的方案同等絮凝效果。因此，助凝劑與絮凝劑配合使用，可以大大降低絮凝劑的使用量，有利于控制成本。
（發(fā)明人：魏永志;王萍萍;梁志;劉成佳）
