申請日2021.06.25
公開日期2021.12.14
IPC分類C02F3/12;C02F101/30
摘要
本實用新型提供了一種微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，包括：多級串聯(lián)的曝氣池，每級曝氣池內(nèi)設(shè)置有微界面發(fā)生器，在微界面發(fā)生器的四周圍鋪設(shè)有若干面濾布，所述濾布上附著有用于生化處理的活性微生物，所述微界面發(fā)生器內(nèi)通入空氣，以用于提供好氧處理的環(huán)境。本實用新型的微界面強化生化曝氣系統(tǒng)其將傳統(tǒng)的平面串聯(lián)反應(yīng)池改為立體的堆疊反應(yīng)池，充分利用廢水本身重力節(jié)約能源并極大的節(jié)省了占地面積。并采用微界面強化反應(yīng)技術(shù)產(chǎn)生微米級氣泡以提高廢水中氧濃度，提高氧氣利用率。污水氧化處理效率大為提高且建造成本和運行成本大幅降低。
權(quán)利要求
1.一種微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，其特征在于，包括：多級串聯(lián)的曝氣池，每級曝氣池內(nèi)設(shè)置有微界面發(fā)生器，在微界面發(fā)生器的四周圍鋪設(shè)有若干面濾布，所述濾布上附著有用于生化處理的活性微生物，所述微界面發(fā)生器內(nèi)通入空氣，以用于提供好氧處理的環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述濾布的排布方式為米字型、交叉型或矩陣方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣池為三級，從上至下依次串聯(lián)，每個所述曝氣池內(nèi)部設(shè)置有一個微界面發(fā)生器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，其特征在于，最底部的曝氣池的下面均勻布置有若干陶瓷填料環(huán)，所述陶瓷填料環(huán)上附著有活性微生物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷填料環(huán)的底部鋪設(shè)有氣體管道以用于通入空氣增強生化處理效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體管道上開設(shè)有多個孔洞，空氣通過所述孔洞均勻的進入到曝氣池中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，其特征在于，所述微界面發(fā)生器浸沒在所述曝氣池的處理廢液的液面以下。
說明書
一種微界面強化生化曝氣系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及廢水處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種微界面強化生化曝氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)
在污水處理過程中，好氧生物處理是指在充分供氧或者供氣的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。通常為了提高處理效率，現(xiàn)有的好氧生物污水處理系統(tǒng)往往由多級處理池串聯(lián)而成，各個處理池分布較散，且曝氣池容積大，使得整體的污水處理系統(tǒng)具有較大占地面積，增加了建造成本，且一旦建成，將無法進行位置調(diào)整。目前，常規(guī)的曝氣池都是普通平底結(jié)構(gòu)的，其在池底設(shè)置曝氣器，通過鼓風(fēng)機將氣體輸送至池底，通過微孔曝氣器釋放，從而提高廢水中的溶解氧水平，但是這種方法產(chǎn)生的氣泡過大，混合不均勻，氧氣傳質(zhì)效果較低從而氧氣利用率降低，需氧與供氧矛盾大，降低生物繁殖和反應(yīng)速率，因此處理污水氧化處理效率較低。設(shè)置在池底的曝氣器使得通氣需要克服很大阻力，這極大地提高了能量消耗。此外，傳統(tǒng)的曝氣方式，由于其曝氣器設(shè)置于池底，在維修時必須停止該生物池的工作，將池內(nèi)液體排空，影響正常運營。
如何研究一種一體化的生化曝氣系統(tǒng)，使其結(jié)構(gòu)簡單，建造成本低，維修方便，處理效率高，運行成本低，這是目前亟待解決的技術(shù)問題。
有鑒于此，特提出本實用新型。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，該曝氣系統(tǒng)其將傳統(tǒng)的平面串聯(lián)反應(yīng)池改為立體的堆疊反應(yīng)池，充分利用廢水本身重力節(jié)約能源并極大的節(jié)省了占地面積。并采用微界面強化反應(yīng)技術(shù)產(chǎn)生微米級氣泡以提高廢水中氧濃度，提高氧氣利用率。同時采用濾布對活性微生物進行附著相應(yīng)的提高了曝氣效果。
為了實現(xiàn)本實用新型的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
本實用新型提供了一種微界面強化生化曝氣系統(tǒng)，包括：多級串聯(lián)的曝氣池，每級曝氣池內(nèi)設(shè)置有微界面發(fā)生器，在微界面發(fā)生器的四周圍鋪設(shè)有若干面濾布，所述濾布上附著有用于生化處理的活性微生物，所述微界面發(fā)生器內(nèi)通入空氣，以用于提供好氧處理的環(huán)境。
現(xiàn)有技術(shù)中的曝氣池氧氣利用率低、能耗高，處理效果不好，不能對廢水中所含的有機廢物進行有效的處理，本實用新型提供了一種新型的生化曝氣系統(tǒng)，通過堆疊設(shè)置的反應(yīng)池并結(jié)合微界面強化技術(shù)，利用微界面發(fā)生器對空氣進行分散破碎，以提高廢水中的氧氣濃度，提高氧氣利用率，強化廢水的生物好氧處理效果。
在本發(fā)明的方案中，活性微生物并不是懸浮在有機廢水中，而是附著于濾布上，之所以采用濾布附著活性微生物的方式，是為了后續(xù)微生物失效后比較容易更換，另外作為載體可以給予活性微生物更為牢固的固定，也更有利于活性微生物的生存。
優(yōu)選地，所述濾布的排布方式為米字型、交叉型或矩陣方式。濾布的排布方式并沒有確切的限制，只要是能夠在曝氣池內(nèi)排開的形狀均可。
上述系統(tǒng)中，包括至少一級曝氣池，各級曝氣池通過立體堆疊方法，由隔板隔開，每曝氣池內(nèi)部設(shè)有微界面發(fā)生器，微界面發(fā)生器由空壓機給微界面進行供氣，經(jīng)過微界面分散破碎的空氣形成細小的微氣泡，增強了生物好氧處理的效果。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述曝氣池為三級，從上至下依次串聯(lián)，每個所述曝氣池內(nèi)部設(shè)置有一個微界面發(fā)生器。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，最底部的曝氣池的下面均勻布置有若干陶瓷填料環(huán)，所述陶瓷填料環(huán)上附著有活性微生物。為了提高整個曝氣池的曝氣效果，在底部還鋪設(shè)有帶有活性微生物的陶瓷填料環(huán)，以用于對廢水加強好氧處理。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述陶瓷填料環(huán)的底部鋪設(shè)有氣體管道以用于通入空氣增強生化處理效果。為了使得位于陶瓷填料環(huán)的活性微生物更好的進行工作，在最底部也相應(yīng)的通過氣體管道通入空氣。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述氣體管道上開設(shè)有多個孔洞，空氣通過所述孔洞均勻的進入到曝氣池中。通過開設(shè)孔洞的方式可以提高空氣分散的均勻性。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述微界面發(fā)生器浸沒在所述曝氣池的廢液液面以下。微界面發(fā)生器浸沒在液面以下的好處在于破碎后的氣泡能夠馬上進入到廢水中與廢水進行充分接觸，提高好氧處理效果，因此本實用新型最優(yōu)的方案是將每個微界面發(fā)生器均浸沒在廢水的液面之下。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，每個所述曝氣池側(cè)面設(shè)置有廢水循環(huán)泵，所述廢水循環(huán)泵用于將池底的廢水循環(huán)返回從所述微界面發(fā)生器的頂部進入。
每個微界面發(fā)生器利用廢水循環(huán)泵循環(huán)來的廢水作為分散破碎空氣的動力，這樣通過廢水循環(huán)泵的打循環(huán)，一方面利用該部分的廢水作為驅(qū)動微界面發(fā)生器分散破碎的原動力，另外一方面位于好氧生物池底部廢水重新返回頂部加強其好氧處理效果，可見該微界面發(fā)生器并不是簡單的將空氣進行分散破碎，還通過將廢水吸到微界面發(fā)生器中不斷的返混提高廢水的處理效果。
本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員可以理解的是，本實用新型所采用的微界面發(fā)生器在本實用新型人在先專利中已有體現(xiàn)，如申請?zhí)朇N201610641119.6、CN201610641251.7、CN201710766435.0、CN106187660、CN105903425A、CN109437390A、CN205833127U及CN207581700U的專利。在先專利CN201610641119.6中詳細介紹了微米氣泡發(fā)生器(即微界面發(fā)生器)的具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工作原理，該申請文件中記載了“微米氣泡發(fā)生器包括本體和二次破碎件、本體內(nèi)具有空腔，本體上設(shè)有與空腔連通的進口，空腔的相對的第一端和第二端均敞開，其中空腔的橫截面積從空腔的中部向空腔的第一端和第二端減小；二次破碎件設(shè)在空腔的第一端和第二端中的至少一個處，二次破碎件的一部分設(shè)在空腔內(nèi)，二次破碎件與空腔兩端敞開的通孔之間形成一個環(huán)形通道。微米氣泡發(fā)生器還包括進氣管和進液管�！睆脑撋暾埼募泄_的具體結(jié)構(gòu)可以知曉其具體工作原理為：液體通過進液管切向進入微米氣泡發(fā)生器內(nèi)，超高速旋轉(zhuǎn)并切割氣體，使氣體氣泡破碎成微米級別的微氣泡，從而提高液相與氣相之間的傳質(zhì)面積，而且該專利中的微米氣泡發(fā)生器屬于氣動式微界面發(fā)生器。
另外，在先專利201610641251.7中有記載一次氣泡破碎器具有循環(huán)液進口、循環(huán)氣進口和氣液混合物出口，二次氣泡破碎器則是將進料口與氣液混合物出口連通，說明氣泡破碎器都是需要氣液混合進入，另外從后面的附圖中可知，一次氣泡破碎器主要是利用循環(huán)液作為動力，所以其實一次氣泡破碎器屬于液動式微界面發(fā)生器，二次氣泡破碎器是將氣液混合物同時通入到橢圓形的旋轉(zhuǎn)球中進行旋轉(zhuǎn)，從而在旋轉(zhuǎn)的過程中實現(xiàn)氣泡破碎，所以二次氣泡破碎器實際上是屬于氣液聯(lián)動式微界面發(fā)生器。其實，無論是液動式微界面發(fā)生器，還是氣液聯(lián)動式微界面發(fā)生器，都屬于微界面發(fā)生器的一種具體形式，然而本實用新型所采用的微界面發(fā)生器并不局限于上述幾種形式，在先專利中所記載的氣泡破碎器的具體結(jié)構(gòu)只是本實用新型微界面發(fā)生器可采用的其中一種形式而已。
此外，在先專利201710766435.0中記載到“氣泡破碎器的原理就是高速射流以達到氣體相互碰撞”，并且也闡述了其可以用于微界面強化反應(yīng)器，驗證本身氣泡破碎器與微界面發(fā)生器之間的關(guān)聯(lián)性；而且在先專利CN106187660中對于氣泡破碎器的具體結(jié)構(gòu)也有相關(guān)的記載，具體見說明書中第[0031]-[0041]段，以及附圖部分，其對氣泡破碎器S-2的具體工作原理有詳細的闡述，氣泡破碎器頂部是液相進口，側(cè)面是氣相進口，通過從頂部進來的液相提供卷吸動力，從而達到粉碎成超細氣泡的效果，附圖中也可見氣泡破碎器呈錐形的結(jié)構(gòu)，上部的直徑比下部的直徑要大，也是為了液相能夠更好的提供卷吸動力。
由于在先專利申請的初期，微界面發(fā)生器才剛研發(fā)出來，所以早期命名為微米氣泡發(fā)生器(CN201610641119.6)、氣泡破碎器(201710766435.0)等，隨著不斷技術(shù)改進，后期更名為微界面發(fā)生器，現(xiàn)在本實用新型中的微界面發(fā)生器相當(dāng)于之前的微米氣泡發(fā)生器、氣泡破碎器等，只是名稱不一樣。
綜上所述，本實用新型的微界面發(fā)生器屬于現(xiàn)有技術(shù)，雖然有的微界面發(fā)生器屬于氣動式微界面發(fā)生器類型，有的微界面發(fā)生器屬于液動式微界面發(fā)生器類型，還有的屬于氣液聯(lián)動式微界面發(fā)生器類型，但是類型之間的差別主要是根據(jù)具體工況的不同進行選擇，另外關(guān)于微界面發(fā)生器與反應(yīng)器、以及其他設(shè)備的連接，包括連接結(jié)構(gòu)、連接位置，根據(jù)微界面發(fā)生器的結(jié)構(gòu)而定，此不作限定。雖然微界面發(fā)生器本身的結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，但是將其結(jié)合到本實用新型的廢水好氧處理工藝中其具體設(shè)置位置以及工作方式均是需要結(jié)合具體實際工藝進行獨特設(shè)計的。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，還包括連通各個曝氣池的跌水口，每個曝氣池的廢水經(jīng)過所述跌水口進入到下一級曝氣池中。
優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，每個所述曝氣池的頂部設(shè)置有廢氣出口，所述廢氣出口連接有后續(xù)設(shè)備以用于對廢氣進行進一步的處理。
曝氣池頂部設(shè)有跌水口以與下一級生物處理池連通；另外第一級生物處理池頂部設(shè)有進水口，最后一級生物處理池頂部設(shè)有排水口。
上述裝置運行時，通過廢水輸送泵將污水輸送到最頂部的第一級曝氣池中，微界面發(fā)生器將該級處理池底部的污水通過廢水循環(huán)泵輸送到微界面發(fā)生器中，同時將壓縮空氣輸送到微界面發(fā)生器中，從而源源不斷地產(chǎn)生微米級氣泡，微米級氣泡既能提高氧氣在水中的傳質(zhì)效率，同時也承擔(dān)著攪拌作用，其能使整個反應(yīng)池內(nèi)微生物濃度和有機物濃度分布均勻。當(dāng)?shù)谝患壠貧獬氐膹U水充分反應(yīng)，液位高度達到跌水口后，廢水開始進入第二級曝氣池中進行進一步反應(yīng)。第二級曝氣池可以根據(jù)需要對微生物種類和濃度進行調(diào)整，以滿足水質(zhì)達標(biāo)要求，其他操作同第一級曝氣池相似，曝氣池的級數(shù)可根據(jù)處理要求進行設(shè)定。最終廢水進入到最后一級曝氣池，達標(biāo)后的廢水通過最后一級的排水口排出。每一級生物反應(yīng)所產(chǎn)生的廢氣會聚集到該級生物反應(yīng)池的頂部，最后通過管道統(tǒng)一輸送到后續(xù)的設(shè)備處理。為了提升污水的處理效果，在最底部的曝氣池的底部還設(shè)置有附著有活性微生物的陶瓷填料環(huán)以及供給氧氣的氣體管道，以提高污水的好氧處理效果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于：
1)立體堆疊式的多級曝氣池極大地節(jié)約了占地面積；生物處理池材質(zhì)可以是不銹鋼、高強度塑料等，耐腐蝕且耗費低。
2)本實用新型的曝氣系統(tǒng)安裝方便可靠，結(jié)構(gòu)簡單，建造成本低，占地面積小，維修方便，處理效率高，運行成本低，且可根據(jù)需要對各級生物處理池進行搬運和重新組合。
（發(fā)明人：張志炳; 周政; 田洪舟; 王寶榮; 楊高東; 羅華勛; 張鋒; 李磊; 楊國強; 孟為民; 曹宇）
