專(zhuān)利名稱(chēng)：豎向受限曝氣污水處理工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及污水處理技術(shù)及設(shè)備。
目前污水處理中的曝氣方法，從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)看有重大缺點(diǎn)其一是曝氣不均勻，由于曝氣頭不是沿曝氣池底部全面布設(shè)，而是布設(shè)在某一個(gè)區(qū)域內(nèi)；沒(méi)有布設(shè)曝氣頭區(qū)域的污水，是靠曝氣氣泡造成的循環(huán)水流帶到曝氣區(qū)進(jìn)行曝氣，或者由循環(huán)水流的擴(kuò)散作用，使已曝氣充氧的水體擴(kuò)散到?jīng)]布曝氣頭區(qū)域，為這些區(qū)域的污水生化反應(yīng)提供溶解氧。在這種流動(dòng)狀態(tài)下水流必然存在死區(qū)，死區(qū)的水很難被帶到主流區(qū)，而已曝過(guò)氣的水也很難擴(kuò)散到死區(qū)。為了把死區(qū)的污水也處理好，就要增長(zhǎng)曝氣時(shí)間，使污水在設(shè)備內(nèi)停留時(shí)間加長(zhǎng)，導(dǎo)致處理設(shè)備體積龐大，而使基建設(shè)投資過(guò)高。其二是從微孔曝氣頭噴出來(lái)的小氣泡能很快長(zhǎng)大，使氣泡在水中停留時(shí)間短，導(dǎo)致氧在水中的轉(zhuǎn)移率過(guò)低，曝氣的動(dòng)力效率很低。這樣不僅能耗高，而且嚴(yán)重地影響污水處理效果。
本發(fā)明的目的是提出一種豎向均勻受限曝氣污水處理工藝及裝置，克服了目前污水處理中的缺點(diǎn)，消除了曝氣死區(qū)并限制氣泡很快長(zhǎng)大，大幅度地減少了曝氣時(shí)間及曝氣池體積，提高污水的處理效率，大幅度節(jié)省投資，降低能耗。
本發(fā)明是在現(xiàn)有的污水曝氣處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，在污水進(jìn)入曝氣池前，先在混合器中與回流污泥充分混合；曝氣池中由隔板分隔為多級(jí)豎向廊道，其底部布滿(mǎn)曝氣頭，污水經(jīng)曝氣池充分曝氣后進(jìn)入絮凝池絮凝，最后進(jìn)入沉淀池內(nèi)沉淀，上清液排出，部分污泥回流循環(huán)使用，其特征在于1、回流污泥和污水混合后進(jìn)入混合器1，經(jīng)混合器1中的多層多孔板作用，使回流污泥分散與污水得到充分均勻混合；經(jīng)混合后的污水進(jìn)入曝氣池2，池內(nèi)用隔板分隔成多級(jí)豎向廊道，池底部均勻布滿(mǎn)曝氣頭7，污水經(jīng)過(guò)豎向廊道內(nèi)的豎向多管式的曝氣受限器8，對(duì)污水進(jìn)行受限曝氣；曝氣后的污水進(jìn)入絮凝池3，絮凝池3的廊道內(nèi)布有多層格網(wǎng)6，加速絮凝過(guò)程；絮凝后的污水最后進(jìn)入沉淀池4內(nèi)，沉淀池內(nèi)設(shè)有小間距斜板沉淀設(shè)備5，加速污泥絮體顆粒沉淀，完成污水處理；2、豎向受限曝氣污水處理裝置的混合器1由管體和管內(nèi)設(shè)有多層多孔板組成，混合器1與曝氣池2聯(lián)接，曝氣池2內(nèi)用隔板分隔成多級(jí)豎向廊道，豎向廊道內(nèi)設(shè)有豎向多管式曝氣受限器8，曝氣池2的底面上均勻布滿(mǎn)曝氣頭7，曝氣池2與絮凝池3相聯(lián)，絮凝池3的廊道內(nèi)設(shè)有多層格網(wǎng)，絮凝池3與沉淀池4聯(lián)接，池內(nèi)布有小間距斜板沉淀設(shè)備5。其中小間距斜板沉淀設(shè)備5的斜板間距為10-30毫米。
本發(fā)明的工作原理混合器混合器1是由圓管及管內(nèi)有多層多孔板組成，它利用水流通過(guò)多層多孔板的慣性作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流剪切力，可以破碎回流污泥中活性污泥絮體，使之變?yōu)樾〕叨雀弑缺砻娣e狀態(tài)；利用過(guò)孔水流的慣性作用，完成細(xì)小活性污泥絮體與污水的宏觀混合；利用過(guò)孔水流形成的微渦旋的慣性作用，完成活性污泥向水體細(xì)部的混合與擴(kuò)散(亞微觀的混合和擴(kuò)散)。
沿曝氣池的底部均勻布滿(mǎn)微孔的曝氣頭傳統(tǒng)的曝氣方法，曝氣頭均在曝氣池局部地方布設(shè)，因此存在曝氣死區(qū)，這部分的污水需靠曝氣氣泡流造成的循環(huán)水流帶到曝氣區(qū)，或是已曝氣充過(guò)氧的污水?dāng)U散到曝氣死區(qū)為其提供生化所需的溶解氧。這樣就大大增大了曝氣時(shí)間，大大地增大曝氣池體積，也大大增大了曝氣量。由于沿曝氣池內(nèi)底部均布滿(mǎn)曝氣頭7，就可以消除曝氣池內(nèi)死區(qū)，形成了均勻曝氣，可以大幅度地節(jié)省曝氣時(shí)間與曝氣池體積。
曝氣受限器曝氣受限器是利用填料把曝氣池的豎向廊道的流動(dòng)通道變成很多小尺度的豎向通道。上升氣泡流在上升過(guò)程中，使水流產(chǎn)生擾動(dòng)，而水流的擾動(dòng)受到曝氣受限器流動(dòng)通道尺度的限制，產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流剪切作用，這一作用不僅限制了氣泡尺度長(zhǎng)大，也限制了活性污泥絮體長(zhǎng)大，使它們均處于高比表面積狀。由于流動(dòng)空間尺度減少，其中水流產(chǎn)生的高強(qiáng)度剪切，再加上微小氣泡上升的動(dòng)力作用，在曝氣受限器中形成了高比例的微渦旋，由于微渦旋的慣性效應(yīng)而大幅度地提高了曝氣受限器中亞微觀傳質(zhì)速率，大幅度地提高了氧的轉(zhuǎn)移速率與生化過(guò)程的速率。
絮凝池廊道中的格網(wǎng)利用過(guò)網(wǎng)水流通過(guò)格網(wǎng)速度變化產(chǎn)生的慣性效應(yīng)，利用格網(wǎng)后面產(chǎn)生的微渦旋的慣性效應(yīng)，大幅度地增加了活性污泥絮體碰撞機(jī)率，大大加速了其絮凝的過(guò)程。
小間距斜板沉淀設(shè)備小間距斜板沉淀設(shè)備沉淀距離短，在同一時(shí)間可以使更小的污泥絮體顆粒沉淀下來(lái)，小間距斜板使流動(dòng)空間尺度減少，增加了粘性力與慣性力比例，抑制了湍流脈動(dòng)，有利于小尺度污泥絮體沉淀；小間距斜板增加通過(guò)水流的水頭損失，使沉淀池布水均勻有利沉降；小間距斜板排泥性能好，斜板間不產(chǎn)生積泥。加快沉淀過(guò)程。
在污水處理過(guò)程中，部分污泥回流與經(jīng)過(guò)初步沉淀后的污水混合后進(jìn)入混合器1，經(jīng)過(guò)充分混合后，污水進(jìn)入曝氣池2內(nèi)，首先經(jīng)過(guò)豎向廊道中的曝氣受限器8，由于產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流剪力作用，限制了氣泡尺度長(zhǎng)大和活性污泥絮體長(zhǎng)大，使他們均處在高比表面積狀態(tài)，加上曝氣池的豎向廊道底面均勻布滿(mǎn)曝氣頭，使污水在豎向廊道中均可充分曝氣，克服過(guò)去一般曝氣池內(nèi)曝氣死區(qū)。經(jīng)曝氣后的污水進(jìn)入絮凝池內(nèi)，經(jīng)其內(nèi)的絮凝廊道內(nèi)的多層網(wǎng)格，加速絮凝過(guò)程。污水最后進(jìn)入沉淀池4，經(jīng)沉淀池4內(nèi)小間距斜板沉淀設(shè)備，使更小的污泥絮體顆粒沉淀下來(lái)，完成污水處理。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)一、由于利用管式多孔板的混合器，造成的水流的高強(qiáng)度湍流剪切力，使回流活性污泥被分散為小尺度細(xì)小活性污泥絮體與污水進(jìn)行宏觀混合，并完成其亞微觀的混合與擴(kuò)散。
二、氣流在豎向廊道內(nèi)受到曝氣受限器的壁面約束，實(shí)現(xiàn)受限曝氣，克服目前的自由曝氣缺點(diǎn)。曝氣受限器內(nèi)，氣泡上升對(duì)水流的擾動(dòng)遠(yuǎn)大于自由曝氣對(duì)水流的擾動(dòng)，可以大幅度增加了傳質(zhì)速率與氧的轉(zhuǎn)移速率，降低了能耗，其能耗約為傳統(tǒng)工藝的十分之一。曝氣池底面均勻布滿(mǎn)曝氣頭，使水流在豎向廊道中均能曝氣，克服過(guò)去曝氣池內(nèi)的曝氣死區(qū)，形成均勻曝氣，可以大幅度地節(jié)省曝氣時(shí)間和曝氣池體積，其污水停留時(shí)間僅為傳統(tǒng)的工藝的1/4-1/6。
三、絮凝廊道布有多層格網(wǎng)，可以大幅度地增加活性污泥絮體碰撞機(jī)率，加速其絮凝過(guò)程。
四、小間距斜板沉淀設(shè)備，可以使更小的污泥絮體顆粒沉淀，加速污水沉淀效率。


圖1是本發(fā)明工藝流程圖；圖2是本發(fā)明的總體裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的混合器剖視圖。
具體實(shí)施例方式豎向受限曝氣污水處理工藝及裝置，是在現(xiàn)有曝氣水處理工藝及裝置的基礎(chǔ)上，在污水進(jìn)入曝氣池前，污水和部分回流污泥匯合后先經(jīng)過(guò)混合器進(jìn)行混合，進(jìn)入曝氣池后，先經(jīng)過(guò)豎向廊道，在廊道中布有曝氣受限器和曝氣池底部均布滿(mǎn)曝氣頭，使污水充分均勻曝氣，曝氣后的污水進(jìn)入絮凝池3，經(jīng)此絮凝廊道中的多層網(wǎng)格，加速絮凝。最后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)小間距斜板設(shè)備，可使微小絮體沉淀，完成污水處理。其中混合器1是管式，管內(nèi)設(shè)有多層多孔板，管可用鋼管、塑料、玻璃鋼制成，多孔板用鋼材、塑料、玻璃鋼等加工而成；曝氣池2可根據(jù)污水處理的需要，可以用鋼板、混凝土制成，其池內(nèi)用隔板分隔成多級(jí)豎向廊道。絮凝池3用鋼板和混凝土制成，也可與曝氣池聯(lián)成一體，其絮凝池3的廊道中設(shè)有多層用鋼材或塑料等材料制成的格網(wǎng)6；曝氣受限器8根據(jù)要求可用一定形狀的塑料片材組合起來(lái)構(gòu)成的多個(gè)小尺度的豎向通道，或用塑料管束組成的多個(gè)小尺度的豎向通道。沉淀池4可用鋼板或混凝土制成，小間距斜板設(shè)備是用塑料片材及由塑料異型材構(gòu)成的肋條組合成，間距在10-30毫米的斜板沉淀設(shè)備。曝氣頭7選用件。
將混合器1與曝氣池2聯(lián)接，池內(nèi)的豎向廊道內(nèi)設(shè)有曝氣受限器8，池底面均勻布滿(mǎn)曝氣頭7，絮凝池4的廊道內(nèi)布設(shè)網(wǎng)格6，絮凝池4分別與曝氣池2、沉淀池4相接，沉淀池4內(nèi)布設(shè)小間距斜板沉淀設(shè)備5，沉淀池用管路與混合器前的管道相聯(lián)，組成豎向受限曝氣處理裝置。污水與回流部分污泥同時(shí)進(jìn)入混合器1，進(jìn)行混合，污水經(jīng)曝氣池豎向廊道進(jìn)行曝氣，再進(jìn)入絮凝池進(jìn)行絮凝，最后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)小間距斜板沉淀設(shè)備進(jìn)行沉淀，上清液排出，并排出污泥，部分污泥回流循環(huán)使用，完成污水處理。
權(quán)利要求
1.一種豎向受限曝氣污水處理工藝，污水經(jīng)初沉淀后，進(jìn)入曝氣池內(nèi)進(jìn)行曝氣，曝氣池內(nèi)有曝氣頭，最后經(jīng)過(guò)沉淀，上清液排出，部分污泥回流循環(huán)使用，其特征在于a、回流污泥和污水混合后進(jìn)入混合器(1)，經(jīng)混合器(1)中的多層多孔板作用，使回流污泥分散與污水得到充分均勻混合；b、經(jīng)混合后的污水進(jìn)入曝氣池(2)，池內(nèi)用隔板分隔成多級(jí)豎向廊道，池底部均勻布滿(mǎn)曝氣頭(7)，污水經(jīng)過(guò)豎向廊道內(nèi)的豎向多管式的曝氣受限器(8)，對(duì)污水進(jìn)行受限曝氣；c、曝氣后的污水進(jìn)入絮凝池(3)，絮凝池(3)的廊道內(nèi)布有多層格網(wǎng)(6)，加速絮凝過(guò)程；d、絮凝后的污水最后進(jìn)入沉淀池(4)內(nèi)，沉淀池內(nèi)設(shè)有小間距斜板沉淀設(shè)備(5)，加速污泥絮體顆粒沉淀，完成污水處理。
2.一種豎向受限曝氣污水處理裝置，包括沉淀池、曝氣池、曝氣頭，其特征在于混合器(1)由管體和管內(nèi)設(shè)有多層多孔板組成，混合器(1)與曝氣池(2)聯(lián)接，曝氣池(2)內(nèi)用隔板分隔成多級(jí)豎向廊道，豎向廊道內(nèi)設(shè)有豎向多管式曝氣受限器(8)，曝氣池(2)的底面上均勻布滿(mǎn)曝氣頭(7)，曝氣池(2)與絮凝池(3)相聯(lián)，絮凝池(3)的廊道內(nèi)布有多層格網(wǎng)，絮凝池(3)與沉淀池(4)聯(lián)接，池內(nèi)布有小間距斜板沉淀設(shè)備(5)，組成豎向受限曝氣污水處理裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的豎向受限曝氣污水處理裝置，其特征在于所說(shuō)的小間距斜板沉淀設(shè)備(5)，其斜板的間距為10-30毫米。
全文摘要
豎向受限曝氣污水處理工藝及裝置，由混合器、曝氣池、絮凝池、沉淀池組成，其中曝氣池內(nèi)豎向廊道中有曝氣受限器，池底面均布滿(mǎn)曝氣頭；絮凝池的廊道中設(shè)有多層網(wǎng)格；沉淀池內(nèi)有小間距斜板設(shè)備。污水與回流污泥進(jìn)入混合器進(jìn)行分散混合，進(jìn)入曝氣池后，經(jīng)豎向廊道內(nèi)進(jìn)行受限曝氣，曝氣后進(jìn)入絮凝池，經(jīng)多層網(wǎng)格加速絮凝，污水最后經(jīng)沉淀池內(nèi)的小間距斜板進(jìn)行沉淀，完成污水處理。本發(fā)明大幅度節(jié)省曝氣時(shí)間和曝氣池體積，降低能耗。
文檔編號(hào)C02F9/00GK1167090SQ9610783
公開(kāi)日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1996年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日
發(fā)明者王紹文 申請(qǐng)人:王紹文