一种吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置及其应用方法与流程

1.本发明涉及一种用于水处理的技术领域，具体涉及吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置及其应用方法。


背景技术：

2.专利号cn 107587244 a《一种自动控制运行的圆形高效气浮装置》中已列出通常几种气浮所存在的问题，而采用该发明的圆形高效气浮装置具有水流流态分布稳定、处理效率更高（表面负荷大）、出水水质优，污染物去除率高，能耗更低（回流量更小），总占地面积更小等优点；同时，采用专利cn 207645859 u《一种圆形水池液面的排渣装置》中负压吸渣的工艺技术具有对浮渣不会产生扰动，防止污染物返混，提高气浮的出水水质等优点。虽然它们的组合提供气浮去除污染物很好的解决方案，但它所采用的气浮池为平底结构，通过多年实际应用，发现还存在与其他的气浮一样的一个问题，即池底会沉积一些污染物。随着运行时间的延长，沉积物越来越厚，需要定期停机排空后，采用高压水冲洗排出，劳动强度较大，并可能给正常的产生造成一定的影响。
3.如炼油污水、化工污水、钢铁污水，造纸污水，这些污水中不仅含有比水轻或接近水的油类物质，还含有比水重又无法絮凝的重油泥、铁锈、小砂石等不容易通过浮选去除的杂质。
4.底部排泥若采用传统的刮泥收集后的排泥方式，池底需要设置为适当倾斜角度的倒圆锥形结构，首先通过刮泥板将沉淀在池底的污泥刮到泥斗中，然后定期排出到气浮池外的污泥贮存槽，再用污泥传输泵将污泥从污泥贮存槽送到污泥处置系统处理。系统不仅需要增设污泥贮存槽等设施，占地反而变大，还会增加废气的泄露点和增设动力设备，给日常的生产带来更多的隐患。


技术实现要素：

5.本发明提供一种吸渣刮泥一体圆形高效气浮既能采用负压吸渣去除浮渣，又能将池底的污泥定期排出，而且共享负压吸渣的相关设备，达到即能将浮到水面的浮渣从池面吸出排掉，又能利用吸渣泵的负压方式将污泥直接从池底的泥斗中吸出送到污泥处理装置，无需增设污泥中间储存的环节。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置，包括圆形高效气浮池本体，所述圆形高效气浮池本体的池底采用倾斜的倒圆锥台，所述倒圆锥台的中心设有导流筒，所述导流筒的底部通过管道连接气浮进水；所述圆形高效气浮池体内侧的倒圆锥台底上通过至少三组外接的管道排放气浮出水；所述圆形高效气浮池本体内设有吸渣刮泥一体装置，所述圆形高效气浮池本体的顶部设有中心回转装置，所述中心回转装置架设在圆形高效气浮池本体上，并与吸渣刮泥一体装置控制连接；所述圆形高效气浮池本体外设有排渣装置和排泥装置，所述吸渣刮泥一体装置与排渣装置连通，所述排渣装置和排泥装置分别连接排渣和排
泥泵，所述排渣和排泥泵连接污泥处理装置。
7.优选地，所述吸渣刮泥一体装置包括气浮池内的吸渣管路，所述吸渣管路的一端穿过架设在圆形高效气浮池本体上与中心回转装置控制连接，并与排渣装置连通；所述吸渣管路的另一端连接吸渣鸭嘴，所述吸渣鸭嘴与液面相接触，所述吸渣管路上吸渣鸭嘴的相反方向设置刮泥桁架，所述刮泥桁架（6）的底部连接倾斜设置的刮泥板，所述刮泥板位于导流筒与池底倒圆锥台的内壁之间，且刮泥板的倾斜角度与倒圆锥台角度一致。
8.优选地，所述排泥装置包括设置在倒圆锥台体的泥斗，所述泥斗位于导流筒外侧的池底，所述泥斗与通过带排泥管控制阀门的排泥管连接排渣和排泥泵；所述排渣装置包括排渣管，所述排渣管连接排渣和排泥泵。
9.优选地，所述排渣管上设有排渣管路控制阀门，通过排渣管路控制阀门连接排渣和排泥泵。
10.优选地，所述气浮出水的出水总管上设有液位调节阀，所述液位调节阀与设置在圆形高效气浮池本体上液位变送器连接锁定。
11.优选地，所述倒圆锥台的倾斜角度为5～20
°
。
12.优选地，所述倒圆锥台的倾斜角度为7～10
°
。
13.本发明还提供了一种吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置的应用方法，步骤如下：s1：待处理的水由气浮进水外接管通过中心导流筒底部进入圆形高效气浮池本体，待处理的水在导流筒内与溶气回流水混合后溢过导流筒上缘，辐射流分布向池壁方向流动，粘附在气泡上浮渣污染物，其比重小于水而浮出水面，比重大于水的污泥沉入池底；s2：当气浮池水面的浮渣积累到一定的厚度后，按顺序自动打开排渣管路控制阀，启动排渣和排泥泵，启动中心回转装置，此时排泥管路控制阀处于关闭状态；中心回转装置带着吸渣管转动，同时，中心回转装置带着刮泥桁架和刮泥板一起转动，刮泥板将沉淀到池底的污泥刮到泥斗中；排渣运行过程：通过吸渣管上的吸渣鸭嘴在液面上吸除液面的浮渣，并将吸到的浮渣经排渣管和排渣管路控制阀门由排渣和排泥泵送到污泥处理装置进一步处理；s3：排泥运行过程：按顺序打开排泥管路控制阀，启动排渣和排泥泵，此时排渣控制阀处于关闭状态；泥斗中的污泥经排泥管和排泥管路控制阀门由排渣和排泥泵送到污泥处理装置进一步处理；s4：关闭中心回转装置和排渣和排泥泵，关闭排渣管路控制阀和排泥管路控制阀，结束排渣和排泥工作；等待下一次的吸渣和排渣指令。
14.优选地，所述排渣过程和排泥过程可以先后一次完成，即先开启排泥管路控制阀，启动排渣和排泥泵，60～180秒后开启排渣管路控制阀，然后关闭排泥管路控制阀，启动中心回转装置，进行排渣工序。
15.优选地，所述步骤排渣过程和排泥过程的顺序可以转换。
16.本发明将吸渣和刮泥装置一体设置，并采用同一套中心回转装置，结合排渣和排泥泵，实现气浮水处理过程中，既可以通过设置在液面的吸渣鸭嘴吸除水面的浮渣，又可以利用设置靠近池底部的刮泥板将沉淀到池底的污泥刮到泥斗中经排泥管和排泥管路控制阀门由排渣和排泥泵送到污泥处理装置进一步处理。通过共用一套中心回转装置、排渣和排泥泵完成气浮的吸渣和排渣以及排泥的工作。本发明作为污水处理系统的预处理工艺
段，为后续水处理工艺稳定运行提供基本保证。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置的结构示意图。
18.图2为本发明提出的一种吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置的俯视结构示意图。
19.图中标号：1、圆形高效气浮池本体；2、水位控制装置液位变送器；3、出水总管上液位调节阀；4、中心回转装置；5、吸渣管路；6、刮泥桁架；7、刮泥板；8、排渣管；9、排渣管路控制阀门；10、泥斗；11、排泥管；12、排泥管路控制阀门；13、排渣和排泥泵。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.如图1和图2所示，为本发明提供的一种吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置，包括圆形高效气浮池本体1，所述圆形高效气浮池本体1的池底采用倾斜的倒圆锥台，所述倒圆锥台的中心设有导流筒，所述倒圆锥台整体向池底中心的导流筒方向倾斜，所述导流筒的底部通过管道连接气浮进水；所述圆形高效气浮池体内侧的倒圆锥台底上通过至少三组外接的管道排放气浮出水；圆形高效气浮池本体1的顶部安装有中心回转装置4，圆形高效气浮池本体1内安装有吸渣刮泥一体装置，圆形高效气浮池本体1外设有排渣装置和排泥装置，所述吸渣刮泥一体装置与排渣装置连通，所述排渣装置和排泥装置都连接到排渣和排泥泵13，所述排渣和排泥泵13连接污泥处理装置。
22.该吸渣刮泥一体装置包括气浮池内的吸渣管路5，所述吸渣管路5的一端穿过架设在圆形高效气浮池本体1上的中心回转装置4，并与排渣装置连通；所述吸渣管路5的另一端连接吸渣鸭嘴，所述吸渣鸭嘴与液面相接触，所述吸渣管路5上吸渣鸭嘴的相反方向设置刮泥桁架6，它连接倾斜设置的刮泥板7，所述刮泥板7位于导流筒与池底倒圆锥台的内壁之间，且刮泥板7的倾斜角度与倒圆锥台角度一致。
23.排泥装置包括设置在倒圆锥台体上的泥斗10，所述泥斗10位于导流筒外侧的池底，所述泥斗10与通过带排泥管控制阀门12的排泥管11连接排渣和排泥泵13；所述排渣装置包括排渣管8，所述排渣管8上设有排渣管路控制阀门9，通过排渣管路控制阀门9连接排渣和排泥泵13。
24.所述气浮出水总管上设有液位调节阀3，所述液位调节阀3与设置在圆形高效气浮池本体1的液位变送器连接锁定，用于恒定控制池内的水位，满足吸渣鸭嘴能吸到液面的浮渣。
25.进一步，倒圆锥台的倾斜坡度最优选择在5～20
°
。
26.进一步，当圆形高效气浮池本体1内的气浮池水位足够的条件下，可以不设置排渣管路控制阀门9。
27.本发明根据上述装置提供了吸渣刮泥一体圆形高效气浮装置的应用方法，步骤如下：s1：待处理的水由箭头a方向气浮进水外接管通过中心导流筒底部进入圆形高效
气浮池本体1，待处理的水在导流筒内与溶气回流水混合后溢过导流筒上缘，辐射流分布向池壁方向流动，粘附在气泡上浮渣污染物，其比重小于水而浮出水面，比重大于水的污泥沉入池底；s2：排渣运行过程：当气浮池水面的浮渣积累到一定的厚度后，按顺序自动打开排渣管路控制阀9，启动排渣和排泥泵13，启动中心回转装置4，此时排泥管路控制阀12处于关闭状态；中心回转装置4带着吸渣管5转动，同时，中心回转装置4带着刮泥桁架6和刮泥板7一起转动，刮泥板7将沉淀到池底的污泥刮到泥斗10中；通过吸渣管5上的吸渣鸭嘴在液面上吸除液面的浮渣，并将吸到的浮渣经排渣管8和排渣管路控制阀门9由排渣和排泥泵13送到污泥处理装置进一步处理；s3：排泥运行过程：按顺序打开排泥管路控制阀12，启动排渣和排泥泵13，此时排渣控制阀9处于关闭状态；泥斗10中的污泥经排泥管11和排泥管路控制阀门12由排渣和排泥泵13送到污泥处理装置进一步处理；s4：关闭中心回转装置4和排渣和排泥泵13，关闭排渣管路控制阀9和排泥管路控制阀12，结束排渣和排泥工作，等待下一次的吸渣和排渣指令。
28.进一步，s2和s3可以先后一次完成，即先开启排泥管路控制阀12，启动排渣和排泥泵13，60～180秒后开启排渣管路控制阀9，然后关闭排泥管路控制阀12，启动中心回转装置4，进行排渣工序。
29.进一步，所述步骤s2和步骤s3的顺序可以转换。
30.本发明应用时，吸渣和排渣、排泥的时间、间隔、次数由设置好的程序自动控制运行，运行工程师可以根据实际的水质和水量变化进行设置调整。一般情况下，气浮产生的浮渣量会比污泥量大得多，排渣比排泥会更加频繁，一天需要吸渣和排渣2～10次，而排泥的次数可能只有1半。下面本发明结合具体实施数据进行详细描述：【实施例1】实施例一采用一台直径8000mm圆形钢制吸渣刮泥一体高效气浮，气浮池直边高度为3000mm，超高500mm，有效水深2500mm，导流筒直径2200mm，倒圆锥台在池底板倾斜至导向筒的坡度为10
°
，池子下部倒圆锥台的高度为510mm,,可沉淀的杂质为20mg/l,处理水量为300m3/h，最大的污泥量干重为8kg/h，换为含水率为93%的污泥量大约为128l/h，按吸渣和排渣运行1.0小时,待机2个小时一个周期，大约需要设置一个0.25m3的泥斗。假定泥斗的高度为500mm，泥斗的宽度为600mm，泥斗的长度大约为850mm。排渣和排泥泵的流量为10m3/h，泥斗排泥时间约为150s。
31.使用时，采用排泥和排渣先后顺序一次完成，即先打开排泥管路控制阀，启动排渣和排泥泵进行排泥，150s后打开排渣管路控制阀，然后关闭排泥管路控制阀，开始吸渣排渣程序，同时进行吸渣和刮泥过程。排渣的时间一般为0.5～1小时，视进水中可以上浮杂质含量而定。吸渣排渣的时长结束后，停止排渣和排泥泵，同时停止中心回转装置和关闭排渣管路控制阀，等待下一个周期。
32.【实施例2】本实施例二采用一台直径10000mm圆形钢制吸渣刮泥一体高效气浮，气浮池直边高度为4000mm，超高500mm，有效水深3500mm，导流筒直径3500mm，倒圆锥台在池底板倾斜至导向筒的坡度为7
°
，池子下部圆锥台的高度为400mm,,可沉淀的杂质为10mg/l,处理水量为
500m3/h，最大的污泥量干重为5kg/h，换为含水率为93%的污泥量大约为71l/h，按吸渣2个小时一次，排渣6个小时运行一次，大约需要设置一个0.42m3的泥斗。假定泥斗的高度为600mm，泥斗的宽度为700mm，泥斗的长度大约为1000mm。排渣和排泥泵的流量为15m3/h，泥斗排泥时间约为100s。
33.使用时，设置采用排泥一次，排渣两次的工艺运行，而且排渣管路不设置控制阀，即第一次先排泥再排渣，打开排泥管路控制阀，启动排渣和排泥泵进行排泥，100s后关闭排泥管路控制阀，开始吸渣排渣程序，同时进行吸渣和刮泥过程。排渣时间一般为1小时。吸渣排渣的时长结束后，停止排渣和排泥泵，停止中心回转装置；第二次排渣不排泥，启动排渣和排泥泵，开启中心回转装置，开始吸渣排渣，1个小时后停止中心回转装置，停止排渣和排泥泵，等待下一次排泥和排渣的程序。当然排渣和排泥可以间隔独立运行，即排泥在两次排渣停机的间隔内进行。
34.本发明将吸渣和刮泥装置一体设置，并采用同一套中心回转装置，结合排渣和排泥泵，实现气浮水处理过程中，既可以通过设置在液面的吸渣鸭嘴吸除水面的浮渣，又可以利用设置的池底部的刮泥板将沉淀到池底的污泥刮到泥斗中经排泥管和排泥管路控制阀门由排渣和排泥泵送到污泥处理装置进一步处理。通过共用一套中心回转装置、排渣和排泥泵完成气浮的吸渣和排渣以及排泥的工作。本发明作为污水处理系统的预处理工艺段，为后续水处理工艺稳定运行提供基本保证。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
ꢀ“
右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、
“ꢀ
顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，术语“第一”、
ꢀ“
第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。