專利名稱：一種高效好氧混合反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于環(huán)境工程中有機污水生物處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。尤其對生活污水，以農(nóng)、林、牧、副、魚為原料的各加工行業(yè)、輕工、化工和食品加工行業(yè)的中低濃度的有機污水，以及經(jīng)厭氧消化后的污水，有很高的去除效率。
目前國內(nèi)外環(huán)境專家公認對有機污水采用好氧方法處理，不但處理效率高，且處理的徹底，處理后達到國家排放標準。但是該法必須向污水中充足夠的氧氣和較長的接觸時間，才能達到較高的處理效果。這樣勢必建造龐大的鋼筋混凝土曝氣池，還必須有價格高的空氣壓縮機，以致于基建費和運行費用昂貴，被視為一種高投資、高運行費的方法。近年來利用低廉的氧化塘和氧化溝處理工藝受到重視。但占地面積特別大，對于人口稠密的地區(qū)，地價昂貴，或者沒有足夠的土地面積可占而不可行。這樣國內(nèi)外環(huán)境專家不得不另尋出路。
美國哥德勒斯公司發(fā)明的自吸式射流器曝氣設(shè)備，如圖1所示。有機污水通過閘門［2］和沉淀池［3］回流閘門［1］，同時按比例地由污水泵［4］打入射流器［8］中。由于水的高速射流在腔內(nèi)形成負壓，空氣由進氣管［9］吸入，同時空氣和污水由噴射管［5］噴出。被打碎的微小氣泡和污水在池內(nèi)［6］循環(huán)流動，氣泡在上浮過程中不斷變大，最后從水面逸出。污水中的好氧菌生長繁殖并消化污水。最后由出流管［10］回流到沉淀池［3］中，消化后的水從沉淀池上部流出。［7］為射流器的支架。
圖2為日本川崎公司發(fā)明的自吸式渦輪充氧機設(shè)備。它的工作過程是有機污水從進水管［19］進入鋼筋混凝土池［11］內(nèi)，污水充滿后啟動電動機［15］，電機輸出軸與空心的渦輪軸［13］和渦輪［12］聯(lián)接，在渦輪軸聯(lián)接處的空腔內(nèi)有一個小風扇［17］。當啟動電機后，渦輪高速旋轉(zhuǎn)，推動污水循環(huán)，同時由于線速度很高使渦輪處形成負壓，空氣由進氣管［16］通過空腔由空心渦輪軸噴入污水中。為了加強噴入的空氣量，小風扇又強制進風，被打碎的小氣泡與污水一起循環(huán)。由于氣泡的浮力不斷碰撞變大由水面跑出。［18］是消化后排出口。
從圖1和圖2可以看出，比傳統(tǒng)利用空氣壓縮機充氣要經(jīng)濟的多，同時氧的利用率也高。但是還有很多不足之處，如被打碎微小氣泡運行途徑短就逸出水面。氧的利用率還比較低。設(shè)備不能達到完全混合，不能保證出水的水質(zhì)穩(wěn)定。池內(nèi)活性污泥濃度低，污水消化時間長，勢必池子容積大、造價高等不足之處。
本實用新型的目的，旨在解決上述難點，提出高效好氧混合反應(yīng)器。由于內(nèi)循環(huán)作用，自吸式渦輪充氧機(或射流器)高速旋轉(zhuǎn)使水流產(chǎn)生強烈的攪拌和剪切力，將污泥、水、氣分散成非常細的小菌團和小氣泡，產(chǎn)生了氣、水、固三相巨大的接觸面積和接觸時間，加速好氧菌對污水的吸附和消化。污泥循環(huán)作用使活性污泥返回流化床內(nèi)，增加活性污泥濃度，加快污水消化。
本實用新型的主要結(jié)構(gòu)由自吸式渦輪充氧機(或射流器)、中心導(dǎo)筒和反應(yīng)器內(nèi)壁所組成的一個內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)；由溢流堰、沉淀池和污泥泵及噴射器所組成外循環(huán)系統(tǒng)以及顆粒物所組成。從調(diào)節(jié)池出來的污水和由沉淀池底部出來的污泥，通過兩個閘門按比例地用污泥泵通過射流器打入反應(yīng)器中心導(dǎo)筒內(nèi)，水的高速射流作用，將水和空氣一起沿中心導(dǎo)筒流到底部，又從環(huán)縫向上流到澄清區(qū)，顆粒物及污泥沉降下來，消化后的水和空氣經(jīng)溢流堰排入沉淀池內(nèi)，濃縮后的污泥返回反應(yīng)器中，來提高污泥濃度，完成了外循環(huán)任務(wù)。由于自吸式渦輪充氧機高速旋轉(zhuǎn)，將污泥、水、氣剪切成很細的微粒并混合的非常均勻地向下流動，到底后又從環(huán)隙中向上流動到中心導(dǎo)筒上部。污泥、水、氣又重新被打碎，同時被水流卷吸到中心導(dǎo)筒，即形成內(nèi)循環(huán)。同時反應(yīng)器內(nèi)裝填了表面積巨大的顆粒物(如砂子、陶粒、活性炭等)，好氧菌易附著上面生長繁殖，在顆粒物表面形成活性很高的生物膜，加速了污水的消化。
本實用新型的優(yōu)點①去除率高，COD去除率在80％以上，BOD5為95％以上，進水BOD5／CODCr為0.6，而出水之比為0.1；②活性污泥比普通法降低約1倍；③COD容積負荷高達43.5kgCOD／M3·d，而高負荷活性污泥法只有2－4kgCOD／M3·d；④氧利用率高，每公斤BOD5所消耗的空氣量為9M3(空氣)／kg·BOD5，而最高活性污泥法有40－50M3(空氣)／kg·BOD5；⑤設(shè)備的容積只有普通法的1／8～10；⑥占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、造價低；⑦運行方式靈活，可單臺使用、多臺并聯(lián)和串聯(lián)使用。


附圖1為自吸式射流器曝氣設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為自吸式渦輪充氧機曝氣設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為一種高效好氧混合反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合圖3將進一步描述本實用新型的結(jié)構(gòu)。
有機污水從調(diào)節(jié)池［21］、閘門［22］進入污水泵［23］的吸水管，同時沉淀池［28］的污泥由閘門［24］也進入吸水管(利用兩個閘門控制進水量和污泥回流量)，然后通過射流器［25］打入中心導(dǎo)筒［30］內(nèi)，由于射流器的高速射流作用，將水和射流所吸入的空氣，一起噴射到中心導(dǎo)筒中，將污泥、水和空氣打成很細的微粒，并向下流動到底部，又從由中心導(dǎo)筒和反應(yīng)器內(nèi)壁［29］所組的環(huán)隙向上流動到澄清區(qū)［35］，顆粒物及污泥因重力沉降，其中心導(dǎo)筒面積與環(huán)隙面積之比在0.1－0.8范圍較適宜。消化后的水從溢流堰［34］和出水管［33］流入沉淀池［28］中，完成外循環(huán)任務(wù)。內(nèi)循環(huán)利用自吸式渦輪充氧機［37］(或自吸式射流器)來完成。當充氧機啟動電機后，電機主軸帶動空心的渦輪軸［32］和渦輪［31］高速旋轉(zhuǎn)，在渦輪處形成負壓。空氣通過進氣口［36］，腔室和空心的渦輪軸將空氣壓送到污水中，并在強烈的攪動下形成微小的氣泡，氣、水、固沿中心導(dǎo)筒［30］向下急流，到底部返向環(huán)隙流動，在流動中氣泡逐漸碰撞而變大。同時顆粒物菌團也在長大，由于渦輪高速旋轉(zhuǎn)又被重新打碎并被卷吸向下流動，完成了內(nèi)循環(huán)。剩余空氣和消化后的污水通過澄清區(qū)、溢流堰和排水管流入沉淀池，氣體從排氣管［27］排出；消化后的水由排水管［26］多余的活性污泥從底部閘門排出。［38］為好氧菌團生長繁殖附著的顆粒物(石英砂、陶粒、活性炭)。
本實用新型經(jīng)試驗表明，COD去除率在80％以上，BOD5為95％以上；進水BOD5／CODCr為0.6，而出水之比為0.1，說明處理比較徹底，所產(chǎn)生的活性污泥比普通法降低1倍，COD容積負荷高達43.5kgCOD／M3·d，而高負荷活性污泥法只有2－4kgCOD／M3·d。氧的利用率高，每公斤BOD5所消耗的空氣量為9M3(空氣)／kgBOD5，而最高活性污泥法為40－50M3(空氣)／kgBOD5。污水僅在反應(yīng)器內(nèi)停留1小時，就能保證較好的處理效果；而設(shè)備的容積只有普通法的1／8～10。
權(quán)利要求1.一種高效好氧混合反應(yīng)器，其特征在于所述的反應(yīng)器是由自吸式渦輪充氧機(或自吸式射流器)、中心導(dǎo)管與反應(yīng)器內(nèi)壁所組成的一個內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，一個由污泥泵、澄清區(qū)、溢流堰和沉淀池所組成的外循環(huán)系統(tǒng)，以及生物生長繁殖的顆粒物所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器其特征在于中心導(dǎo)管面積與環(huán)隙面積之比在0.1－0.8范圍內(nèi)。
專利摘要一種高效好氧混合反應(yīng)器，屬于環(huán)境工程有機污水處理技術(shù)領(lǐng)域。它適宜處理生活污水，以農(nóng)、林、牧、副、漁為原料的各種工廠，以及輕工、化工各類企業(yè)所產(chǎn)生的中、低濃度有機污水以及經(jīng)厭氧消化后的污水。主要向反應(yīng)器內(nèi)打入空氣，使生物生長繁殖，來凈化污水。主要結(jié)構(gòu)由兩個循環(huán)系統(tǒng)，污水澄清區(qū)和顆粒物所組成。該反應(yīng)器處理COD、BOD的效率高、空氣利用率高、污泥量少，污水處理徹底，達到排放標準。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、造價低、占地面積少，運行費用低，可單獨使用，亦可多機串、并聯(lián)使用。凡是常規(guī)的生物處理污水，本實用新型均有較高的處理效果。
文檔編號C02F3/22GK2110634SQ9220085
公開日1992年7月22日 申請日期1992年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月20日
發(fā)明者王振聲 申請人:王振聲