CN1764604A - 浮选法水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一浮选法水处理设备，所述设备包括一浮选设备，所述浮选设备由一浮选组件(10)构成，原水－絮凝过并与由一增压－减压系统(11)产生的微型气泡混合过－被引进到所述浮选组件里，所述浮选组件配设有一穿孔回收装置(13)，其设计来使所述浮选组件的表面被一相同且均匀的待处理水流通过，所述浮选法水处理设备的特征在于，它包括设置在所述浮选组件中的俘获组件(14)，以便使所述俘获组件的下部离所述穿孔回收装置(13)一段距离(h)，所述距离要确定，从而避免对由所述回收装置建立的均匀分布造成任何干扰。

Description

浮选法水处理设备

技术领域

[01]本发明涉及一水处理设备，所述设备包括一浮选组件，预先被絮凝再与升压和减压水混合过的原水被引进所述浮选组件中，从而原水中容纳的悬浮物质被因所述减压产生的微型气泡挟带走，并被排放到浮选组件中装纳的液体的表面上，被处理过的水通过所述浮选组件的底部排出。

背景技术

[02]已知(EP-A 0 659 690)有上述类型的一设备，所述设备包括一絮凝区；一混合区——将絮凝过的原水在上行流中与一升压-减压系统输送的压力水进行混合；以及一浮选区——原水中容纳的、并被微型气泡带到表面上的悬浮物质在所述浮选区的上部排出，所述浮选区在其下部配设有一穿孔回收装置(例如配有或没有喷管(buselure)的中间板、收集器等)，以便使浮选区的整个表面具有一均匀且相同的净化后液流。

[03]在所述现有技术中，在回收装置中开设的孔眼或分隔各孔眼的间距具有的尺寸为：在浮选区的终端(即端部——净化后液体经过所述端部流出)处尺寸小于初始端(即端部——需处理的原水从所述端部被引入)处尺寸。由于所述孔眼分布不均匀——这造成所述回收装置的高度处不对称性，所以由所述浮选区的回收装置所产生的流阻在所述浮选区的终端处比在其初始端处大，而且流阻朝所述浮选的初始端方向递减。因此，浮选区的整个表面被一相同且均匀的待处理水流通过。

[04]所述类型的设备的一特征在于形成一浓厚的微型气泡床，由于所述气泡床，絮凝分成两个阶段进行：首先在絮凝区中，然后在浮选区里微型气泡床内，利用因微型气泡形成的极大的接触范围，另外所述微型气泡还确保悬浮物质通过浮选而被分离出。因而实施如下的——适于称之为一湍流絮凝：气泡床可以i)提高处理速度且ii)改进絮凝和絮凝后颗粒的收集。

[05]在根据现有技术的所述设备中，且当处理速度很高或待处理的原水很冷的情况下，应用一按EP-A 0 659 690的浮选组件会导致被处理过的水中挟带气泡。在极高速度下，所述气泡的存在会增大浮选组件出口处的浊度。除此缺陷以外，还有另一缺陷，所述缺陷是由于在浮选组件出口处存在大量气泡引起的，当所述设备用于生产饮用水时，这种缺陷可能导致位于下游部位的过滤器(例如沙/无烟煤型过滤器)的效率降低。

发明内容

[06]本发明的目的在于改进根据上述现有技术的浮选法水处理设备，从而解决与高速和/或极低温度下水处理相关的问题。

[07]因此，本发明的目的在于提出一浮选法水处理设备，所述水处理设备包括一浮选设备，所述浮选设备由一浮选组件构成，原水——絮凝过并与由一增压-减压系统产生的微型气泡混合过——被引进到所述浮选组件里，所述浮选组件配设有一穿孔回收装置——设计来使浮选组件的表面被一相同且均匀的待处理水流通过，所述水处理设备的特征在于，它包括设置在浮选组件中的俘获组件(平行或交叉液压流式的《层片形组件》型或《转移组件》型)，以便使它们的下部离所述穿孔回收装置一段距离，所述距离要确定，从而避免对由所述回收装置建立的均匀分布造成任何干扰。

[08]根据本发明，将所述回收装置的表面与俘获组件的下部分开的距离尤其取决于浮选剂的几何形状、通过的流量以及待处理原水的温度。

[09]根据本发明的一优选实施方式，所述距离介于0.05m-1m之间，优选介于0.15m-0.60m之间。

[10]公知包括一层片形组件的浮选设备。因此，WO 97/20775中描述了一浮选设备，所述浮选设备具有一板件，所述板件上设置有层片形组件，以便提高浮选组件中的速度。在这种现有技术中，所述板件上设置的开口必须均匀分布，并且层片形组件还与所述板件相连。另外，在WO 00/43320中介绍过一种类似装置，在所述装置中，固定或转动的浮选组件的板件与层片形组件相连。如上所述，在EP-A-0 659 690中在浮选组件里应用一回收装置，所述回收装置的孔眼实施及布置使得在所述回收装置的高度处形成不对称，从而可以在浮选组件的整个表面上获得一相同且均匀的待处理水流。本发明人发现——这完全出乎于本领域的技术人员的意料：在俘获组件布置在离穿孔回收装置一定距离处的条件下，所述在浮选组件的整个表面上的相同且均匀的液流，不会因为俘获组件的存在而受到干扰。

附图说明

[11]在后文结合附图——以完全非限制性方式示出本发明的几个实施例——所述描述中，本发明的其它特征及优点将体现出来。附图中：

[12]图1是根据本发明一实施例的浮选设备的垂直纵向剖视图，所述浮选设备配设有平行流式层片形组件；

[13]图2是图1的一平面图，图中只示出被层片形组件遮盖住的表面的一半；

[14]图3类似于图1，示出本发明的另一实施例，它应用交叉流式转移组件；和

[15]图4是说明在图3所示的实施方式中应用的交叉流式转移组件的工作原理的示意图。

具体实施方式

[16]首先参照图1、2，所述图中示出一根据EP-A-0 659 690的并且按本发明经改进的浮选组件。

[17]所述浮选组件——整体用标号10表示，接纳与加压水混合过的原水，所述加压水由一加压-减压系统11输出。原水中的悬浮物质通过加压-减压系统11产生的微型气泡被引到表面上，所述悬浮物质经一沟槽12被排到浮选组件10的上部。浮选组件在下部具有一被处理过的水的回收系统，所述回收系统由一设有孔眼的回收装置13构成。如前所述，所述孔眼或分隔所述孔眼的间距具有的尺寸应是：在浮选组件10的终端处尺寸小于在初始端处的尺寸，所述布置在回收装置13的高度处形成不对称性，从而确保在浮选组件的整个表面上的一相同且均匀的液流。

[18]根据本发明，所述浮选组件配设有俘获组件，所述俘获组件布置在穿孔回收装置13的上方，并且其下部与所述穿孔回收装置相隔一定的距离，所述距离要确定，从而避免任何对由所述穿孔回收装置建立的待处理水的均匀分布造成干扰。

[19]在图1和2所示的实施例中，所述俘获组件制成平行的层片式或管式俘获组件14的形式，这是本领域技术人员的公知常识。例如，所述俘获组件可以是WO 97/20775中所描述的类型，而且可以呈现一管形、六边形或其它的型面，并且具有一定向，例如相对于水平面呈60°的定向。所述俘获组件沿一精确方向引导待处理的流体。

[20]图2只示出被俘获组件14遮盖住的表面的一半。

[21]将穿孔回收装置13与俘获组件14的下部分开的距离h尤其取决于浮选剂的几何形状、通过的流量以及待处理水的温度。例如，能够指定所述距离可以介于0.05m-1m之间，优选介于0.15m-0.60m之间。

[22]俘获组件14的高度(或厚度)E根据俘获组件的运行速度和《投影面积》选择。所述高度可以在0.10-1m之间变化，优选在0.2-0.70m之间。为获得精确的分离，根据所需的应用及速度(约20m/h-60m/h)，俘获组件的投影面积(即俘获区的有效面积，又称分离/聚集区)，对每m²的装配有俘获组件的浮选剂面积，为2-20m²。

[23]在图3和4所示的实施方式中，俘获组件制成转移组件15的形式，且其实施方式还与图1和2所示的实施方式相同。所述转移组件——通常为非线形流式，在图4中非常简略地表示出。尤其可以使用《BrentwoodCF》型或《Munters FB 10》型转移组件，通常用于改善气-液转移，油/水分离等。正如图4中看到的那样，它们可以将待处理水的两个流动方向进行组合，这增强组件中的湍流，并有助于微型气泡的聚结(coalescence)。

[24]下面给出一些比较实施例，由此可以显现出本发明相对于现有技术具备的优势及产生的技术效果。

[25]例1：

[26]在一按EP-A-0 659 690的原水处理设备上进行试验。所述试验采用相当高速的速度(40m³/m².h)，对冷水即温度介于0.1-1.0℃之间的水进行。在所述试验过程中，发现大量气泡被挟带通过浮选组件的穿孔回收装置，显然这是不希望出现的。由被处理过的水挟带大量空气会在后面所述水在一沙/无烟煤型过滤器中过滤处产生问题。由于气泡量众多，所以过滤周期的时间大幅度缩减，使得过滤介质中出现气栓，结果造成过滤器的载荷损耗增加，并且降低其性能。

[27]在浮选组件中以相当高速的速度被处理过的水中存在气泡，还有另一副作用即挟带悬浮固态物质，这增大被处理过水的浊度。由于浊度增大还可能使在一位于下游的过滤器中的过滤周期缩短，因而设备的这种性能损耗同样是不希望出现的。

[28]应用所述公知设备，可获得概列于下表中的性能：

浮选速度m3/h/m2	水温(℃)	细件出口浊度NTU	过滤器速度m/h	过滤时间小时
					40	0.2	2.5	10	12

[29]所述试验的结果证明所述公知设备不适合在上述条件下对水进行处理。

[30]例2：

[31]用相同特性的水，利用按EP-A-0 659 690的相同设备进行另一试验，所述设备配设有层片形组件，所述层片形组件由多个平行板片(高度为30cm，且相对于水平面倾斜60°)构成，并且粘接在浮选组件的回收装置上。所述试验得出相当糟糕的结果，体现在浮选组件出口处的水的浊度和气泡密度都明显增加。由此得出的结论是，一穿孔回收装置的存在加上出水孔的不对称分布，与所应用的层片形倾析组件不相兼容，所述层片形倾析组件的下表面直接支靠在所述回收装置上。所述布置不可能在浮选池的整个表面上获得相同且均匀的液流，所述特征对于获得一高速有效的浮选至关重要。所述试验表明水的质量明显下降。从所述试验中获得的结果概列在下表中：

浮选速度m3/h/m2	水温(℃)	组件出口浊度NTU	过滤器速度m/h	过滤时间小时
					40	0.3	4.5	10	6

[32]所述试验的结果表明这种设备的结构不合适。

[33]例3(本发明)：

[34]重新在相同的处理条件下并用相同特性的水，利用例2中描述的设备进行试验，唯一作的改变在于根据图1和2将层片形组件的下部布置在回收装置的上方30cm处。所述试验可以获得比预想好得多的结果。在层片形组件的出口，由于所述气泡被俘获并聚结在层片上，所以水中的气泡浓度大为降低。另外，一定数量的悬浮物质也被层片和聚结成的气泡俘获。

[35]因而使得浊度降低并且挟带的空气量减少。下表中概列出从所述试验中得到的结果：

浮选速度m3/h/m2	水温(℃)	细件出口浊度NTU	过滤器速度m/h	过滤时间小时
					40	0.2	1.0	10	18

[36]注意到：被处理过的水的浊度为1NTU，而例1和2中得到的浊度值则为2.5和4.5NTU；同样，此处过滤时间(下游过滤器堵塞前)是18小时，而例1和2中为12小时和6小时。

[37]例4：

[38]利用上述设备并结合图3和4进行试验，即所述设备其中，浮选组件装配有转移组件，所述转移组件的下部位于穿孔回收装置的高度上方30cm处。所述试验得出优良的结果：发现已处理过的水中挟带的空气量大为减少，这明显改善了设备的性能。下表中概列出从所述试验中得到的结果：

浮选速度m3/h/m2	水温(℃)	组件出口浊度NTU	过滤器速度m/h	过滤时间小时
					40	0.4	0.4	10	32

[39]查看对应例3和4的表证明，相对于现有技术(例1和2)的设备，通过实施本发明获得的结果极佳。另外还需指出，在例4的试验范围内，可以实现约60m³/h/m²的处理速度，而不会对浮选组件出口处的已处理过水的浊度级有所影响，同时保证布置在浮选组件下游部位的沙/无烟煤型过滤器运行令人满意。

[40]当然，本发明并不限于上述和/或图示出的实施例，而是包括所有变型。

Claims (8)

1.浮选法水处理设备，所述设备包括一浮选设备，所述浮选设备由一浮选组件(10)构成，原水——絮凝过并与由一增压-减压系统(11)产生的微型气泡混合过——被引进到所述浮选组件里，所述浮选组件配设有一穿孔的回收装置(13)，其设计来使所述浮选组件的表面被一相同且均匀的待处理水流通过，

所述浮选法水处理设备的特征在于，它包括设置在所述浮选组件中的俘获组件(14，15)，以便使所述俘获组件的下部离所述穿孔回收装置(13)一段距离(h)，所述距离要确定成：避免对由所述回收装置建立的均匀分布造成任何干扰。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，将所述回收装置(13)的表面与所述俘获组件(14，15)的下部分开的距离(h)尤其取决于浮选剂的几何形状、通过的流量以及待处理原水的温度。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，将所述回收装置(13)的表面与所述俘获组件(14，15)的下部分开的距离(h)介于0.05m到1m之间，优选介于0.15m到0.60m之间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的设备，其特征在于，所述俘获组件(14，15)的高度或厚度(E)根据所述俘获组件的运行速度和投影面积确定。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述高度或厚度(E)介于0.10-1m之间，优选介于0.2-0.70m之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的设备，其特征在于，所述俘获组件的投影面积，即分离/聚集区的有效面积，对每m²装配有所述俘获组件的浮选剂面积为2-20m²。

7.根据权利要求1至6任一项所述的设备，其特征在于，所述俘获组件为层片型，特别是平行板片(14)式，管形或六边形型面式，直流或交叉流式。

8.根据上述权利要求1至6任一项所述的设备，其特征在于，所述俘获组件为转移组件(15)型，通常为非线形流式，并且确保待处理水的两个流动方向。

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