一體化廢水處理溶氣氣浮裝置
       廢水治理作為一個老大難問題，一直困擾著各個企業(yè)，尤其是一些中小型企業(yè)，如造紙、印刷、食品、石油化工等，由于資金和技術(shù)等方面的制約，進口設(shè)備投資太大，中小型企業(yè)難以承受，即便投巨資購買的處理設(shè)備，往往也因為巨額的運行費用而不得開開停停，以應(yīng)付環(huán)保部門的檢查，針對目前這種現(xiàn)狀，我公司參考國外技術(shù)，研制開發(fā)了一體化廢水處理溶氣氣浮技術(shù)與成套設(shè)備，其處理效果遠遠高于目前傳統(tǒng)常規(guī)氣浮。


一體化廢水處理溶氣氣浮設(shè)備技術(shù)關(guān)鍵與特點
1、處理效率高：
      氣浮處理效率的高低，取決于單位體積溶氣水所能浮起的浮粒子的大絕干重量，我們將其定義為單位浮量，這是度量溶氣水質(zhì)好壞的一項客觀指標?？諝鈱儆陔y溶于水的物質(zhì)，常壓下空氣在水中的溶解度約為1.8%，在0.3%Mpa的壓力下，溶解度可達到5.4%，如何讓這些有限的溶解空氣充分發(fā)揮作用，是氣浮技術(shù)的關(guān)鍵。而縮小氣泡的直徑、氣泡群密度、改良氣泡群均勻度，是提高氣浮效率的關(guān)鍵，三者互相關(guān)聯(lián)、相互制約。1個100UM的氣泡如果變成等體積的1UM的氣泡，其微量可以達到1000000個，所以，在溶解空氣總量一定的前提下，縮小單個氣泡的直徑，即可氣泡群密度，同時氣泡群的均勻性也可以得到改善，傳統(tǒng)氣浮效率低，其重要的原因就是因為所產(chǎn)生的氣泡直徑過大，主體氣泡群氣泡的直徑一般50UM以上，氣泡群的密度（消能后單位體積溶氣水中所含氣泡個數(shù)）一般在108\M3以下，氣泡群均勻性（主體氣泡群數(shù)量占總氣泡數(shù)量的比例）差，直徑大于100UM的氣泡占85%以上，這些氣泡都屬于無效浮選氣泡，而且由于氣泡直徑過大導(dǎo)至氣泡上升速度過快，致使絮凝體遭到?jīng)_擊面破裂，浮選效果降低。而本機所產(chǎn)生的微氣泡直徑在1UM左右，密度高于102\CM3同時氣泡大小均勻，這就保證了較高的處理效率和理想的處理效果。
2、溶氣利用率高
      本機的溶氣利用率近，傳統(tǒng)的凹式浮只有10%左右，而早期的氣浮僅為6%左右，氣浮效率的高低，同溶氣效率沒有太大的關(guān)系，終取決于溶氣利用率的高低，同溶氣效率沒有太大的關(guān)系，終取決于溶氣利用率的高低。以溶氣壓力為例，從0.3Mpa提高到0.5Mpa，其溶氣效率多也只能提高一倍，但能耗卻高出好幾倍，以溶氣效果為例，若從50%的溶氣效率提高到，其氣浮效率多也只能提高一倍，但相應(yīng)的溶氣設(shè)備在構(gòu)造上就要復(fù)雜的多，檢修也相應(yīng)復(fù)雜。
       研究表明，只有比漂浮粒子（絮凝前有單個粒子）直徑小的氣泡，才能與該懸浮粒子發(fā)生有效的吸附作用，在自然水體中，短時間內(nèi)難以沉淀的懸浮粒子，其直徑大多在10-30UM，50UM以上的固態(tài)懸浮粒子經(jīng)過幾個小時的靜置，可以自然下沉或浮出水面，乳化液粒子徑在0.25-2.5UM之間，其中少量大顆粒直徑約10UM左右，所以1UM左右微氣泡對絕大多數(shù)粒子都有很好的吸附作用，這也是本機溶氣利用率高的直接原因。
3、處理負荷高
      本機可以處理懸浮物（SS）含量高達5000-20000mg/L的廢水，這個指標是任何傳統(tǒng)氣浮所不能達到的。傳統(tǒng)常規(guī)氣浮所能分離在（SS）含量一般在1000mg/L左右，僅對SS含量在幾百mg\L左右的廢水具有一定的實用價值。
4、簡便實用的壓力溶氣
      本機溶氣罐的設(shè)計采用了與傳統(tǒng)理論不同的設(shè)計依據(jù)，否定了以水力停留時間為主要依據(jù)的設(shè)計方法，實現(xiàn)了小容積大處理量，為氣水接觸面積采用了預(yù)混合機構(gòu)，氣、水在極短的時間內(nèi)即可達到均相狀態(tài)。
5、率的氣泡發(fā)生器
      傳統(tǒng)氣浮由于期釋放器本身的缺陷和局限性，也對浮選效果產(chǎn)生了致命的影響：如窩凹氣浮采用的是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將吸入的空氣打碎而產(chǎn)生氣泡，且不論高速旋轉(zhuǎn)的葉輪會同時將絮體攪碎，破壞懸浮物，僅是這種產(chǎn)生氣泡的方式，就決定了這種結(jié)構(gòu)無法產(chǎn)生10微米以下的微氣泡，因為要通過機械剪切產(chǎn)生微氣泡，首先要克服的是氣泡的表面張力，氣泡越小，其表面張力就越大，要消耗的能量就越高，目前獲得的氣泡直徑小的方法是電解，其次就是壓力溶氣，本機所采用的氣泡發(fā)生器，以其合理的設(shè)計，實現(xiàn)了空氣從溶氣水到微氣泡的的轉(zhuǎn)化，具有以下優(yōu)勢：
（1）可以大限度的消除溶氣水的能量，也就是說，可以大限度的使溶氣從溶解平衡的高能值降到幾乎接近常壓力的低能值。溶氣水的消能是能量的轉(zhuǎn)移，而不是能量的消失。大消能，是指獲得物理性能優(yōu)良的微氣泡的前提下，能量轉(zhuǎn)換的高值。本機所采用的氣泡發(fā)生器的消能比可達99.9%，而普通氣泡發(fā)生器高只能達到95%。
（2）在獲得大消能比的前提下，具有快的能量消減速度，也就是說具有短的能量消減時間，即可以在短的能量消減時間內(nèi)獲得大能量消減比。本案所采用的氣泡發(fā)生器的消能時間僅為0.01-0.03秒，而普通氣泡發(fā)生器快也得0.3秒。
（3）溶氣水從高能值降到低能值的過程中沒有渦流反沖之類的流態(tài)產(chǎn)生。眾所周知，微氣泡自形成以后，就伴隨著一系列的氣泡合并作用，合并作用是由表面能的自發(fā)減少所決定的，兩個體積相同的氣泡合并后，其表面能減少20.63%。若在釋放器中存在有利于氣泡合并的結(jié)構(gòu)的話，那通過該裝置獲得理想的微氣泡是不可能的。只能杜絕溶氣的渦流，反沖，才能從根本上避免微氣泡的合并。

小型的污水處理設(shè)備，其特征在于：其結(jié)構(gòu)包括污水處理箱(1)、基座(2)、電機(3)、消毒器(4)、連接口(5)、蓋帽(6)、氣罐(7)、連接頭(8)、連接管(9)、電源指示燈(10)、啟動按鈕(11)、控制箱(12)，所述污水處理箱(1)的底面與基座(2)的上表面相焊接，所述消毒器(4)的上表面安裝有連接口(5)，所述連接口(5)的上端與蓋帽(6)螺紋連接，所述電機(3)安裝在基座(2)的上表面，所述連接管(9)的一端與連接頭(8)相嵌套，所述連接頭(8)安裝在氣罐(7)的上端，所述控制箱(12)的正表面設(shè)有電源指示燈(10)并用電連接，所述控制箱(12)的正表面設(shè)有啟動按鈕(11)并用電連接，所述污水處理箱(1)包括入水管(101)、處理箱外殼(102)、滑座(103)、連接板(104)、側(cè)板(105)、滾珠(106)、過濾膜(107)、前板(108)、彈簧(109)、卡扣(1010)、小彈簧(1011)、撥鈕(1012)、連桿(1013)，所述入水管(101)嵌入安裝于處理箱外殼(102)的內(nèi)部，所述滾珠(106)嵌入安裝于滑座(103)內(nèi)，所述連接板(104)與過濾膜(107)相貼合，所述側(cè)板(105)的左端面與過濾膜(107)的右端面相貼合，所述側(cè)板(105)嵌入安裝于滑座(103)內(nèi)，所述前板(108)的左端面設(shè)有過濾膜(107)，所述彈簧(109)的右端面與連接板(104)的左端面相貼合，所述卡扣(1010)的底面與小彈簧(1011)的上表面相貼合，所述連桿(1013)的左端與撥鈕(1012)相嵌套。
2小型的污水處理設(shè)備，其特征在于：所述基座(2)的上表面與消毒器(4)的底面相貼合。
3.小型的污水處理設(shè)備，其特征在于：所述控制箱(12)與電機(3)電連接。
4.小型的污水處理設(shè)備，其特征在于：所述處理箱外殼(102)的底面與基座(2)的上表面相焊接。
5.小型的污水處理設(shè)備，其特征在于：所述基座(2)為長810寬380高30的長方體結(jié)構(gòu)。

煤礦廢水處理工藝方案的選擇
根據(jù)煤礦廢水處理工藝的設(shè)計和選用的原則，煤礦礦井廢水屬于含高濃度懸浮物、總鐵、總錳超標的酸性廢水；對于懸浮物、金屬離子的去除率要求較高，因此，將采用一個技術(shù)成熟、處理效果穩(wěn)定可靠的處理工藝，即：采用“中和調(diào)節(jié)+沉淀+過濾”的組合處理工藝；該處理工藝具有技術(shù)成熟、占地面積小、投資省、運行費用低、操作管理方便、出水水質(zhì)好、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。目前該處理技術(shù)已被廣泛使用于煤礦廢水處理工程上，并獲得成功，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，礦井廢水經(jīng)處理后能達到《煤炭工業(yè)污染排放標準》（GB20426-2006）的排放要求，60%的礦井廢水處理后達到《煤礦井下消防、灑水設(shè)計規(guī)范》(GB 50383—2006)回用水標準。

煤礦廢水水質(zhì)

（1）設(shè)計進水水質(zhì)

   礦井水中污染物與地質(zhì)構(gòu)造、煤炭伴生物、煤炭相鄰巖層成分、開采強度、采煤方式等有關(guān)。煤礦礦井水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，煤礦礦井水水質(zhì)，如下表：

表1-1 煤礦礦井廢水處理設(shè)計進水指標  （除pH外，單位為mg/L）


（2）設(shè)計出水水質(zhì)（達標排放出水水質(zhì)）

   礦井水處理后可達到《煤炭工業(yè)污染物排放標準》《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的“消防灑水用水水質(zhì)標準”，具體指標如下，具體指標見表1-2.

表1-2 達標排放出水主要水質(zhì)指標   （除pH外，單位為mg/L）


煤礦礦井廢水處理工藝流程圖：


工程流程簡介：

1.中和：礦井廢水進入中和池，通過石灰和機械攪拌，使廢水和石灰混合均勻，進行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至堿性。

2.調(diào)節(jié)：礦井污水調(diào)節(jié)池主要作用是即均化水質(zhì)水量，以及給后續(xù)工藝提供穩(wěn)定的供水，也起到初沉的作用。

3.絮凝：經(jīng)曝氣后出水進入絮凝池中，通過加入聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）藥劑，進行攪拌混合，使之發(fā)生絮凝反應(yīng)。

4.沉淀：用于去除懸浮物，實現(xiàn)固液分離。沉淀池內(nèi)安裝斜管填料，實現(xiàn)淺層沉淀，斜管沉淀池與平流相比，能將紊流、湍流改善為穩(wěn)定有序的淺層層流狀態(tài)，顆粒沉降不受紊流干擾。斜管孔徑內(nèi)顆粒沉降距離僅為平流沉淀的1／7。

5.過濾：沉淀池出水進入中間水池內(nèi)，通過提升泵將其提升至重力式無閥過濾器進行過濾處理。利用濾層的沉淀、機械篩濾等作用截留污水中殘存的細小懸浮物。污水經(jīng)無閥過濾器過濾后直接排入清水池。過濾器濾層吸收大量懸浮物后將導(dǎo)致濾速下降，必須定期對過濾層進行反沖洗。反沖洗采用自動虹吸反沖洗，并開啟反洗排水閥門，水流自下而上通過濾層，將截留在濾層上的雜物排入反沖洗水池中。

6、污泥處理：系統(tǒng)處理過程中于調(diào)節(jié)池沉淀段、斜管沉淀池等部位將產(chǎn)生部分污泥，污泥定時排入污泥濃縮池濃縮，濃縮污泥由壓濾機壓濾脫水后清運至環(huán)保許可的規(guī)定填埋場。

7、清水回用：保護水資源是每一個企業(yè)及個人應(yīng)盡的義務(wù)，本方案鼓勵企業(yè)對處理后的清水進行回用。經(jīng)系統(tǒng)處理后的出水SS≤25mg/L，可用于洗礦、掃除等環(huán)節(jié)。

8、排污口按規(guī)范設(shè)置，排放水有計量堰安裝計量裝置，回用水電磁流量計測量流量，使污水處理系統(tǒng)規(guī)范化。

構(gòu)筑物設(shè)計及主要設(shè)備選型

1、土建構(gòu)筑物設(shè)計及其配置設(shè)備

（1）中和池：

設(shè)置目的：用于調(diào)節(jié)廢水PH值。

   設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

            

（2）調(diào)節(jié)池：

設(shè)置目的：用于調(diào)節(jié)廢水水量、水質(zhì)，還起初沉作用。

   設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

            

（3）石灰池

   設(shè)置目的：用于混合石灰，投入廢水處理系統(tǒng)，調(diào)節(jié)廢水pH值。

   設(shè)計計算：1座，采用地上式鋼混結(jié)構(gòu)

           

  （4）反應(yīng)池

設(shè)置目的：用于廢水絮凝混合反應(yīng)。

設(shè)計計算：2座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（5）沉淀池

設(shè)置目的：用于沉淀廢水中的懸浮物，斜管的表面負荷為1.39m3/(m2.h)。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（6）中間水池

設(shè)置目的：用于存儲沉淀池的上清液。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（6）污泥濃縮池

   設(shè)置目的：用于濃縮污水處理過程中生產(chǎn)的污泥。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（7）過濾器基礎(chǔ)

設(shè)置目的：用于安裝鋼制自動反沖洗無閥過濾器。

設(shè)計計算：1座，采用毛石砼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

（8）反沖洗水池

   設(shè)置目的：用于接收反沖洗排水閥排出的污水。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

          

（9）回用水池

   設(shè)置目的：暫時儲存處理消毒后的清水，采用次氯酸鈉消毒。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（10）污泥干化池

   設(shè)置目的：用于干化污水處理過程中生產(chǎn)的污泥

設(shè)計計算：2座，采用地上式磚混結(jié)構(gòu)

（11）壓濾機基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)形式：鋼混（上部棚架）

數(shù)    量：1座

功能及作用：安放壓濾機

（12）操作管理房

      設(shè)置目的：主要用于放置風機、消毒器、投藥設(shè)備等。

      設(shè)計參數(shù)：2間；

      結(jié)    構(gòu)：采用地上磚混結(jié)構(gòu)。

       煤礦礦井廢水處理工程采用的主要土建構(gòu)筑物見表3-1

表3-1  主要土建構(gòu)筑物一覽表


主要設(shè)備

表4-2   主要設(shè)備及報價表

斜板填料

 
 
廢水處理基本方法
  1、活性污泥工藝
  活性污泥工藝是國內(nèi)外城市污水處理工藝的主流，由于其較高的處理效率，運行穩(wěn)定可靠，而被大中型污水處理廠廣泛采用。成為典型的污水二級處理工藝，其主要工藝流程為：

  主要設(shè)備：排污泵、格柵、吸砂機、刮吸呢機、曝氣機、潛水攪拌機、潷水機、回流泵、壓榨機等。
  2、氧化溝工藝
  從本質(zhì)上講，氧化溝工藝是傳統(tǒng)活性污泥法的一種變形和發(fā)展，突出的優(yōu)點是在保證穩(wěn)定的處理效果前提下，占地面積小，運行管理簡單，降低了總投資和運行費用，同時除氮，除磷的效果優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。氧化溝工藝也有許多類型，按池型，運行方式、曝氣設(shè)備的差別，目前較流行的有兩種：

 
 
 

  主要設(shè)備：排污泵、格柵、轉(zhuǎn)刷曝氣機、潛水推流器、污泥回流泵、刮吸泥機、壓榨機等。
  3. A-O法及A-B法
  A-O法及A-B法均為活性污泥的變形，A-O法即厭氧好氧生物除磷工藝，A-B法即吸附生物降解工藝。
 

 
  厭氧段不曝氣，又不能使污泥沉降，所以在厭氧池中要配置機械攪拌設(shè)備。
 

 
  A-B法由A段和B段組成，兩段串聯(lián)。A-B工藝沒有一沉池，污水經(jīng)預(yù)處理后，直接進A段曝氣池，A曝排出的混合液在中沉池進行泥水分離，中沉池出水進入B段曝氣，B曝排出的混合液進入二沉池進行泥分離。
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