[发明专利]新型全溶气高压旋流气浮方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及溶气浮选技术领域，尤其是指一种新型全溶气高压旋流气浮设备方法及其设备。

背景技术

在给水排水处理工艺程序中，固、液分离技术及其设备是关键项目之一。对于液体中微小悬浮颗粒的去除，最常用的方法有沉降分离，筛膜分离，浮选分离等技术及设备。沉降、筛膜、浮选在各自不同的工况条件下，或采用各种不同的工艺流程，每种方法都有各自的特点和不足，相互不能排斥，也无法替代。浮选法主要应用于所要分离的悬浮物质的密度与水的密度相近，且悬浮物沉降性能较差的废水中。由于浮选法具有设备结构简单，操作使用方便，连续运行性强，费用低，效果好等特点。所以在大水量处理及对水质的深度净化处理中获得了广泛的应用。浮选的形式也是多样的，有加压浮选，真空浮选，电解浮选及生物浮选等。以加压浮选法应用最为普遍。如炼油，化工，造纸，制革，纺织，印染，钢铁，橡胶，食品，制药等工业的废水处理及生活污水处理。尤其是石油工业中炼油废水乳化油的去除，几乎都是采用这一方法。

传统溶气气浮分离是将空气与水在一定的压力和条件下，使气体极大限度地溶入水中，力求处于饱和状态，然后把所形成的压力溶气水通过特殊装置释压，把压能转化为动能，气体脱离水分子引力的束缚，急速产生大量的微气泡，与水中的悬浮物（经过加药后的絮凝体）充分接触，在絮粒的“网捕”，“包卷”，“架桥”作用下，气泡和悬浮物形成一个稳定的夹气絮体，其视密度远小于水，因此夹气絮体很快升至水面，悬浮物在液面结聚成浮渣，把浮渣进行刮集，清除即达到了固液分离的目的。采用部分溶气工艺或者全溶气工艺的气浮设备，其溶气水的释压与原水的混合，微气泡与悬浮物的接触粘附及形成载体后的上升过程都是在同容器内完成的，也就是说混合反应和分离反应是在一个池体内相继完成。

气浮处理效率的高低，取决于单位体积溶气水所能浮起的浮粒子的最大绝干重量，将其定义为单位浮量，这是度量溶气水质好坏的一项客观指标。空气属于难溶于水的物质，常压下空气在水中的溶解度约为1.8%，在0.3Mpa的压力下,溶解度可达到5.4%，如何让这些有限的溶解空气充分发挥作用，是气浮技术的关键。而缩小气泡的直径、增大气泡群密度、改良气泡群均匀度，是提高气浮效率的关键，三者互相关联、相互制约。1个100μm的气泡如果变成等体保积的1μm的气泡，其微量可以达到1000000个，所以，在溶解空气总量一定的前提下，缩小单个气泡的直径，即可增大气泡群密度，同时气泡群的均匀性也可以得到改善。

传统溶气气浮存在缺陷:

1）溶气效率低

其最重要的原因就是因为所产生的气泡直径过大（一般在30-50μm），研究表明,只有比漂浮粒子(絮凝前的单个粒子)直径小的气泡,才能与该悬浮粒子发生有效的吸附作用,在自然水体中,短时间内难以沉淀的悬浮粒子,其直径大多在10-30μm,50μm以上的固态悬浮粒子经过几个小时的静置,可以自然下沉或浮出水面,乳化液粒径在0.25-2.5μm之间,其中少量大颗粒直径约10μm左右,经测试1μm左右微气泡对绝大多数粒子都有很好的吸附作用。

2）处理负荷低

传统常规气浮所能分离的(SS)含量一般在1000mg/L左右，仅对SS含量在几百mg/L左右的废水具有一定的实用价值。

3）低效率的气泡释放器

传统溶气气浮由于其释放器本身的缺陷和局限性，也对浮选效果产生了致命的影响：普通气体释放器结构无法产生10微米以下的微气泡，因为要产生微气泡，首先要克服的是气泡的表面张力，气泡越小，其表面张力就越大，要消耗的能量就越高，目前获得的气泡直径最小的方法是电解，其次就是压力溶气。

4）庞大复杂的配套设备

传统溶气气浮系统除了气浮设备本身外，配套设备一般还需要混凝、絮凝系统，溶气水制备系统，循环水系统等，结构复杂，能耗高，占地面积大。

发明内容

为了解决现有设备溶气效率低、处理负荷低、效率低、效果不佳以及设备庞大复杂的技术问题，本发明提供了一种全溶气高压旋流气浮设备。

一种全溶气高压旋流气浮方法，其步骤为：

1）含油污水经反应系统在三相混合器内与高压空气充分溶合后，在三相混合器内部产生涡流，进行初步的预旋流；

2）经过至少1级三相混合器的旋流后，进入气浮罐体的旋流内筒进行内部旋流；

3）在旋流作用下，油滴粒径增大，同时由于气压减小，溶气释放产生微气泡，在微气泡的作用下，油滴加速上升到液面；