一种水体浊度反馈的泡沫分离器

技术领域

本发明涉及设施水产养殖领域，具体涉及的是海水循环水养殖系统中或海水养殖尾水处理中细微悬浮颗粒物(蛋白质有机物)去除装备—泡沫分离器。

背景技术

循环水养殖系统是设施水产养殖的典型代表，以饲料系数低、养殖产量和水产品质量高、水资源利用率高和养殖全程可控等优势得到了快速发展。循环水养殖系统的核心在于水质净化，其中悬浮颗粒物去除是水处理的首要环节。悬浮颗粒物的快速高效去除对维持良好养殖水环境和保证养殖生物安全快速生长至关重要，也有利于减小生物过滤等其它水处理单元的有机负荷。当前细微悬浮颗粒物去除效率低，不能满足集约化养殖的需要，加之系统运行成本高，这些是制约循环水养殖开发应用的重要瓶颈。另外由于循环水养殖系统水体循环流量大，为保证充足水力停留时间，目前常规泡沫分离设备庞大，也需要配多台射流水泵与文丘里射流器组合形成气泡，运行成本偏高。

发明内容

本发明目的在于提供一种水体浊度反馈的泡沫分离器，包括气泡发生装置、主体分离装置、反冲洗装置以及反馈控制系统，其核心是2种气泡发生装置基于水体浊度进行反馈控制。

所述的水体浊度反馈的泡沫分离器，由射流水泵与文丘里射流器构成小尺寸(0.03～0.3mm)气泡发生装置，由风机和曝气盘构成大尺寸(0.3～2mm)气泡发生装置；由分离容器和分离隔板构成主体分离装置，由反冲洗喷嘴和电磁水阀构成反冲洗装置；由PLC(或单片机)控制箱和水体浊度传感器构成反馈控制系统。

所述的气泡发生装置，小尺寸气泡通过文丘里射流产生，射流水泵进水口、文丘里射流器出水口接泡沫分离容器；大尺寸气泡通过曝气产生，曝气盘位于泡沫分离容器的底部，风机管道从泡沫分离容器上部引入。

所述的主体分离装置和反冲洗装置，泡沫分离容器上部设进水口，下部设出水口；分离隔板在泡沫分离容器内上部，泡沫口的底部高于分离隔板的底部；反冲洗喷嘴在泡沫分离容器顶部四周分布，电磁水阀接射流水泵的出水。

所述的反馈控制系统，通过PLC(或单片机)结合水体浊度传感器控制小尺寸气泡发生装置和大尺寸气泡发生装置的工作状态，且结合电磁水阀控制反冲洗状态；水体浊度传感器设在出水口之后的高处以避免水中气泡影响浊度检测精度。

本发明的有益效果为：

本发明的水体浊度反馈的泡沫分离器，实验表明射流形成的0.03～0.3mm的小尺寸气泡有利于较大细微悬浮颗粒物(>30μm)的去除，曝气形成的0.3～2mm的大尺寸气泡有利于较小细微悬浮颗粒物(<50μm)的去除。养殖管理者可以根据养殖对象生境要求、养殖时期以及循环水处理效果等综合设定水体浊度值，与监测的泡沫分离出水口水体浊度对比，控制气泡发生装置的工作状态。在实际水体浊度低于设定值时，仅曝气产生气泡；在实际水体浊度高于设定值时(在循环水养殖系统中，通常由于长时间运行导致细微悬浮颗粒物积累，从而水体浊度增加)，曝气和射流同时产生气泡。通常曝气形成气泡的能耗低于射流，且曝气形成气泡的持气率要高于射流，本发明主要通过反馈调控射流形成气泡的作用时间以节约能耗(与现有常规泡沫分离器相比，也减少了射流水泵与文丘里射流器组数)，并且曝气和射流同时形成气泡可以高效去除悬浮颗粒物。本发明设计合理，自动化程度高，可靠性高，运行稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1是射流水泵，2是文丘里射流器，3是电磁水阀，4是PLC控制箱，5是风机，6是分离隔板，7是泡沫口，8是反冲洗喷嘴，9是水体浊度传感器，10是进水口，11是分离容器，12是出水口，13是曝气盘。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

参见图1，本发明水体浊度反馈的泡沫分离器，包括：由射流水泵1与文丘里射流器2构成的小尺寸气泡发生装置，由风机5和曝气盘13构成的大尺寸气泡发生装置；由分离容器11和分离隔板6构成的主体分离装置，由反冲洗喷嘴8和电磁水阀3构成的反冲洗装置；由PLC控制箱4和水体浊度传感器9构成的反馈控制系统。另外泡沫分离容器11上设泡沫口7、进水口10和出水口12。

反馈控制系统根据养殖管理者设定的水体浊度，结合实时监测的水体浊度对比，调控射流水泵的工作状态即小尺寸气泡发生与否，以及通过电磁水阀调控反冲洗状态。

在实际海水循环水养殖系统中，泡沫分离器一般安装在微滤机(转鼓式或履带式)之后，微滤机滤网的孔径通常在60～200μm，较大悬浮颗粒物微滤分离中会因剪切力破碎成细微悬浮颗粒物。在养殖前期，细微悬浮颗粒物较少，或者水体浊度较低，仅曝气形成气泡，主要起到增加水体溶氧的作用，可以节约射流能耗；在养殖后期，细微悬浮颗粒物增加，或水体浊度较大，同时曝气和射流形成气泡，由于持气率大可以高效去除细微悬浮颗粒物(由于2种方式形成气泡，与常规泡沫分离器相比减少射流水泵使用，也可以节约能耗)。本发明水体浊度反馈的泡沫分离器，提供手动和自动运行模式。手动模式下养殖管理者可以直接选择气泡发生装置的工作状态；自动模式下养殖管理者根据养殖对象生境要求，设定水体浊度值，从而反馈控制气泡发生装置的工作状态。本发明水体浊度反馈的泡沫分离器，也可以用在海水养殖的尾水处理中，同样作为细微悬浮颗粒物去除设备。

本发明采用的PLC控制器是西门子S7-200，也可以用其他同类产品代替(或单片机)。采用的射流水泵是凌霄单相TDA75海水泵结合Lige的6分PVDF文丘里射流器作为小尺寸气泡发生装置；采用的风机是森森增氧泵结合膜片曝气盘作为大尺寸气泡发生装置；气泡发生装置也可以用其他同类产品代替。反冲洗装置所用的电磁水阀是金磁电磁水阀DN25，可以用其他同类电磁水阀代替。