專利名稱：從液體中分離懸浮物質(zhì)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過浮選法(去壓)從充氣反應(yīng)器的液體中分離懸浮物質(zhì)的方法。
此外本發(fā)明涉及一種實(shí)施上述方法的裝置。
已知可通過沉積法分離出從活化階段排出的廢水中的固體物質(zhì)。然而在許多情況下，沉積操作易受干擾，特別是當(dāng)沉積過程由于在活化污物和水之間過小的濃度差會進(jìn)行得太慢時。在許多活化設(shè)備中小氣泡會對沉積過程產(chǎn)生干擾，該小氣泡是和污物一水混合物一起從活化階段載送到二次澄清中的，或者通過由于氣體過飽和而放氣或通過二次澄清池中的生化反應(yīng)生成。
相對于沉積方法的另一方法，從污物—水混合物中浮選固體法是為人所知的。區(qū)分為兩種浮選方法，即充氣浮選和去壓浮選。
在充氣浮選中，氣體以氣泡的形式充入到浮選設(shè)備的接觸區(qū)和混合區(qū)的污物—水混合物中，通常氣泡直徑是200—1000μm。氣泡沉積在污物屑上并把污物屑吸到表面上。借助拉削裝置，除去污物。充氣浮選在活化污物過程中出現(xiàn)了問題，因?yàn)槌錃鈺r得到的氣泡尺寸相對于污物屑太大。這些相當(dāng)大的氣泡只能部分地吸附到污物屑上。這可通過加入有機(jī)絮凝劑而消除，卻大大提高了工藝成本。
通過去壓浮選可得到一很好的氣泡分布(小氣泡)。本方法中，氣泡可通過把在高壓下(4—6bar)用空氣飽和的液體減壓產(chǎn)生并且這樣氣泡會均勻地分散在污物—水混合物中。在去壓浮選中，通常稱為減去壓力浮選，同樣劃分為兩種方法，即用全流充氣的去壓浮選法和用部分流充氣的去壓浮選法。
在用全流充氣的去壓浮選法中，從活化槽中吸取的污物—水混合物在壓強(qiáng)0.5—6bar下用空氣飽和并接著在浮選池前面去壓。本方法的缺點(diǎn)除了用于空氣飽和的操作費(fèi)用高外，一方面是活化污物易對設(shè)備造成堵塞，另一方面是活化污物屑易散開。
在用部分流充氣的去壓浮選法中，新鮮水或部分流動的凈化水在壓強(qiáng)4—6bar下用空氣進(jìn)行飽和，和污物—水混合物混合并在浮選設(shè)備的接觸區(qū)或混合區(qū)去壓。用這種加以變化的方法產(chǎn)生加壓水的成本也很高。對1m3污物—水混合物來說，在這種設(shè)備中需要達(dá)到1m3的加壓水。
因此本發(fā)明的任務(wù)是找出一種方法，能利用去壓浮選法的優(yōu)點(diǎn)，但大大減小了浮選所需的能量。
用開始所述的方法可解決本任務(wù)，其中吸取的用于浮選的懸浮液以流速＜0.3m.s-1逆著氣泡自然上升的方向引入，這時再對懸浮液充氣，吸取充氣設(shè)備的底部的氣體處理過的懸浮液并進(jìn)行浮選。
通過引入空氣，加壓水或微氣泡和水的混合物能對懸浮液充氣。氣體處理過的懸浮液在引入到浮選中以前進(jìn)一步充氣。
在實(shí)施本方法的設(shè)備中，高與直徑的細(xì)長比(H/D)＞1，優(yōu)選3＜H/D＜30的溢流反應(yīng)器可裝在液體深度為5—30m的充氣反應(yīng)器中。
溢流反應(yīng)器顯然可同樣地裝在充氣反應(yīng)器和浮選裝置之間以及浮選裝置自身內(nèi)。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)主要是用最小的能耗可大大增加氣體在污物—水混合物中，即在懸浮液中的含量。此外本方法能夠通過改變添加的氣體的量影響懸浮液中的二氧化碳的濃度。
本發(fā)明在下面參照實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。在所有實(shí)施例中，固體在凈化水中的含量的結(jié)果定為≤30mg/l和污物升高速度≥15m/h。實(shí)施例1在間斷浮選實(shí)驗(yàn)中，從活化空間高度為3.8m的污物—水凈化設(shè)備中吸取8l的pH為6.8，溫度為20℃和生物體濃度是4g/l的污物—水混合物并用已知的方法與加壓水(5bar過壓)混合。在加入3.5l加壓水(44.0％重量)時得到要求的污物升高速度≥15m/h和在凈化水中的固體濃度≤30mg/l。實(shí)施例2在間斷浮選實(shí)驗(yàn)中，從活化空間高度為10m的污水凈化設(shè)備的底部吸取8l的pH為6.8，溫度為20℃和生物體濃度是4g/l的污物—水混合物。對該固體的浮選來說，按照已知方法要求2.7l在5bar時的加壓水(35％重量)以得到在污物升度速度≥15m/h時所要求的固體在清流中的濃度≤30mg/l。
如果活化污物/水混合物根據(jù)本發(fā)明方法逆著氣泡上升方向被引入通過細(xì)長比H/D＝5的設(shè)備(溢流塔)，充入空氣0.6l，對該固體的間斷浮選僅要求1.7l在5bar的加壓水(22％重量)。這意謂著對同樣的結(jié)果僅需要上述加壓水的60％。實(shí)施例3在連續(xù)操作生物污水凈化設(shè)備中，有一個10m高的活性槽和一個表面積為10m2的浮選池，固體含量是4kg干物質(zhì)/m3的40m3/h污物—水混合物從活化槽中引入并送到浮選池。
為了對生物體(≤30mg/l凈化水)和水進(jìn)行充分分離，每小時把14m3在5bar的加壓水根據(jù)已知方法引到污物—水混合物中。凈化水中的固體濃度是24mg/l并且這樣低于所定標(biāo)準(zhǔn)。
如果把從活化槽吸取的污物—水混合物根據(jù)本發(fā)明方法逆著氣泡上升的方向引入通過高為9m和直徑為0.4m，即細(xì)長比H/D＝22.5的設(shè)備并且每小時充入1m3(S.T.P)空氣，則為達(dá)到在凈化水中16mg/l的固體含量僅需要8m3/h的加壓水。實(shí)施例4從一個具有綜合溢流塔的20m高的充氣反應(yīng)器中在支流連續(xù)吸取10m3/h污物—水混合物并引入到凈化面積為2m2的浮選池。生物體濃度是3g/l。為了把活化污物分離到凈化水中的固體濃度＜30mg/l的標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，把1.5m3/h 5bar的加壓水送到浮選池，得到濃度＜20mg/l。
圖形示意表示了在例實(shí)施中的本發(fā)明裝置。在充氣反應(yīng)器(活化槽)1中，有污水輸送管道2和氣體輸送管道3，并裝有一個溢流反應(yīng)器4。箭頭5表示污物—水混合物的方向，箭頭6表示為了對污物—水混合物附加充氣而輸送的空氣。浮選池7(未標(biāo)去壓裝置)裝在充氣反應(yīng)器1后面。在該實(shí)施例中，用于制備加壓水和把加壓水加到污物—水混合物中的裝置8裝在活化槽1和浮選池7之間的連接管道9上。10表示清水流。
根據(jù)本發(fā)明方法，污物—水混合物經(jīng)過溢流反應(yīng)器4輸送到浮選池7，氣體被同時通過空氣輸送6充入。污物—水混合物進(jìn)入溢流反應(yīng)器4中的流動是逆著氣泡自然上升的方向，流速是在范圍0.01—0.3m/s，優(yōu)選0.05—0.2m/s。
權(quán)利要求
1.通過浮選法(去壓)從充氣反應(yīng)器中的液體中分離懸浮物質(zhì)的方法，包括把用于浮選而吸取的懸浮液以流速≤0.3m/s逆著氣泡自然上升的方向?qū)?，這時再對懸浮液充氣，吸取充氣裝置底部的氣體處理過的懸浮液并進(jìn)行浮選。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過導(dǎo)入空氣，加壓水或微氣泡和水形成的混合物使懸浮液充氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中空氣處理過的懸浮液在進(jìn)行浮選以前進(jìn)一步充氣。
4.實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1的方法的裝置，其中高度與直徑的細(xì)長比(H/D)＞1，優(yōu)選3＜H/D≤30的溢流反應(yīng)器被裝在液體深度為5—30m的充氣反應(yīng)器中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過浮選法(去壓)從充氣反應(yīng)器(1)中的液體中分離懸浮物質(zhì)的方法。以流速≤0.3m/s把用于浮選所吸取的懸浮液逆著氣泡自然上升的方向引入，這樣再對懸浮液充氣。在充氣裝置(1)的底部吸取氣體處理過的懸浮液并轉(zhuǎn)入浮選階段(7)。
文檔編號B03D1/26GK1126958SQ95190287
公開日1996年7月17日 申請日期1995年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月11日
發(fā)明者H·貝努特, G·馬勒, F·佐恩 申請人:赫徹斯特股份公司