[发明专利]一种含藻海水的气浮旋分耦合分离方法及其分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种含藻海水的气浮旋分耦合分离方法及其分离装置。

背景技术

目前，气浮是分离含藻水有效的单元方法，气浮方法是在水中通入气体使水中形成大量的微小气泡，并借助微小气泡表面张力特征，使藻类颗粒自动附着在气泡上从而增大分离对象水和藻的密度差，有利于除去水中的藻类，传统的气浮方法是静态的，速度慢，一般需要几十分钟甚至数小时时间，且设备占地面积大；旋分分离是利用离心沉降原理从悬浮液中分离固体颗粒，广泛用于固体和液体、液体和液体分离等重质颗粒物料分级作业中，它具有分离时间短和占地面积小等优点，但藻类在水中是处于悬浮状态的，其比重与水接近，因此，旋分分离目前还没有被应用于含藻水的分离，此外边壁充气式旋分器在国内外有一定研究，但是在旋分器的边壁进行充气会造成旋分器内部流场复杂化，影响了旋分器本身分离重质颗粒的性能。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种在不影响旋分器排重的基础上将气浮和旋分两种分离的单元操作有机地结合在一起，发挥气浮与旋分技术的各自优势，达到好的除藻效果和高的除藻效率并实现水中轻质和重质颗粒的分离的含藻海水的气浮旋分耦合分离方法。

本发明的另一个目的在于提供一种气浮旋分耦合分离装置。

本发明提供的含藻海水的气浮旋分耦合分离方法，它包括下列步骤：

第一步：产生气泡；

第二步：含藻海水把气泡带走；

第三步：气泡与含藻海水混合，使得海水中与水密度接近的藻类在界面张力作用与气泡粘附形成含藻水-气泡的均匀混合物，而增加藻类与水的密度差；

第四步：将第三步的气泡海水混合物通入旋分器中进行旋流分离，旋分出粘附藻类的轻相、泥沙重相和水相。

所述第一步具体的是，将压缩空气通过一微孔介质，分割出细碎的气泡。所述微孔介质的孔径0.1-1微米，微孔介质层的厚度为5-30毫米。

通入微孔介质气体的压力为0.25-0.45MPa。

带走气泡的含藻海水的压力大于0.2-0.4MPa。

本发明的一种气浮旋分耦合分离装置，它主要包括气泡发生器，混合器和旋分器，气泡发生器主要包括外管和微孔膜管，微孔膜管插入外管中并与外管密封连接，微孔膜管的外壁与外管的内壁之间构成环形腔室，其与微孔膜管的管腔通过微孔膜管管壁上的微孔连通，气泡发生器上还包括一进气管，其一端与空气压缩机连接，另一端与外管的外壁上的充气接口连接并与环形间隙相通，微孔膜管的一端与加压水泵通过气泡发生器进水管路连接，微孔膜管的另一端出水管路通过混合器与旋分器连接，旋分器具有一个切向进液口和三个出口，该切向进液口与混合器相连接，该三个出口分别是旋分器底部的底流口，旋分器上端侧部的出水口，旋分器顶面的中部插入排藻管，排藻管的出口为旋分器的排藻口。

微孔膜管和外管之间的密封连接结构可以是这样的：包括两个管接头，每个管接头上包括一段管子，其管道与微孔膜管相对且两者管径相当，该管接头的与微孔膜管相邻的一端的管口端面上设有突起的内环，其上设有环形凹槽与微孔膜管的端口相匹配，使得微孔膜管的两端分别插设在两个管接头的所述凹槽中固定，在管接头设置内环的一端沿径向延设有法兰盘，在外管的两端设有法兰盘与管接头上的法兰盘对应，在外管和管接头相邻的端面上设有密封元件，通过螺栓固联管接头和外管上的法兰盘。

为了方便本气泡发生器在管路系统中的连接，在管接头的两个外端管子上设有外螺纹或内螺纹。

管接头的孔径与微孔膜管的孔径之间的差值为5-10mm，以减小流体在管路中的阻力。

外管与微孔膜管之间的环形腔室间隙可为5-50毫米。

微孔膜管的微孔孔径可为0.1-1微米，微孔膜管的管壁厚度可为5-30毫米。

所述混合器为一段管路，该管路的一端连接气泡发生器的出水管路，其另一端连接所述旋分器的切向入口。海水和气泡在该段管路中流动过程中进行接触混合，使得水中的海藻粘附在气泡上。为了使气泡与含藻海水充分接触，该混合器管道的长度可以为0.5-2m，管道直径与旋分器入口直径相同。在混合器的管道中海水和气泡在流动过程中自动混合。

本发明的一种含藻海水的气浮旋分耦合分离方法及其装置，通过设置产生气泡的单独的气泡发生器，并设置单独的混合器，将现有技术中与旋分器合并在一起的气泡发生和混合过程与旋风过程分离，同时，适当控制各个过程的相应参数，可以实现很好的除藻效果并实现水中轻质和重质颗粒的广谱分离，简单易行，投资少，设备紧凑。

附图说明