一種有限空間高效充氧系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及污廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于曝氣的有限空間高效充氧系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]好氧生物處理工藝在各類工業(yè)廢水和城市生活污水處理工程中應(yīng)用廣泛。曝氣是其關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)，通過(guò)曝氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)向污水中充氧，為好氧微生物分解有機(jī)物提供氧氣并維持好氧微生物的活性，另外，曝氣也起到攪拌混合的作用，保證活性污泥、溶解氧、有機(jī)污染物三者的充分接觸，提高污水處理效果。鼓風(fēng)曝氣是國(guó)內(nèi)主流采用的曝氣方式，由鼓風(fēng)機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置和空氣輸送管道組成。根據(jù)產(chǎn)生的氣泡大小，空氣擴(kuò)散裝置可分為微氣泡擴(kuò)散裝置、中氣泡擴(kuò)散裝置和大氣泡擴(kuò)散裝置。理論上，氣泡越小，氣液接觸面積越大，氧利用率越高，所以目前膜片式微孔曝氣裝置以其高利用率得到了廣泛應(yīng)用。然而，現(xiàn)有曝氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中卻不可避免的出現(xiàn)好氧池內(nèi)曝氣不均勻，總體溶氧效率低，池底污泥淤積厭氧化，因曝氣器的脫落、堵塞、老化等導(dǎo)致的氧利用率急速下降、高能耗、高運(yùn)行成本等問(wèn)題。
[0003]目前多數(shù)好氧處理單元采用鼓風(fēng)曝氣，膜片式曝氣器為散氣裝置。圖1為曝氣系統(tǒng)示意圖，加壓空氣由鼓風(fēng)機(jī)30提供，空氣輸送管道起到輸送和配氣的作用，均勻固定安裝在曝氣池底部的散氣裝置40是整個(gè)曝氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，它的作用是將鼓風(fēng)機(jī)所提供的壓縮空氣分散成盡可能小的氣泡，以增大空氣和混合液的接觸界面，促進(jìn)空氣中的氧氣溶解到水中的傳質(zhì)過(guò)程。
[0004]現(xiàn)有曝氣系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中存在以下問(wèn)題:
[0005]1.曝氣器多采用滿池均勻布置的方式，而實(shí)際污水處理過(guò)程中，沿曝氣池水流方向，污染物濃度逐漸降低，均勻布?xì)鈺?huì)導(dǎo)致曝氣池前端曝氣不足，末端過(guò)量，為保證曝氣均勻而需要加大曝氣量，導(dǎo)致運(yùn)行成本增加；
[0006]2.現(xiàn)有曝氣系統(tǒng)溶氧效率總體而言并不高，曝氣系統(tǒng)使用的膜片式曝氣器形成的氣泡很小，雖增加了氣液接觸面積，但由于氣泡尺寸越小，氣泡運(yùn)動(dòng)速度越慢，無(wú)法形成水流，對(duì)池內(nèi)混合液的擾動(dòng)作用不強(qiáng)，最終減弱了氧傳質(zhì)過(guò)程，另外僅向上的單向曝氣方式也導(dǎo)致對(duì)池底污泥的攪動(dòng)效果很差，致使池底污泥厭氧化；
[0007]3.曝氣器固定在池底，且在運(yùn)行過(guò)程中容易脫落，導(dǎo)致局部泄氣，最終可能導(dǎo)致曝氣系統(tǒng)崩潰，更換維護(hù)時(shí)必須停產(chǎn)抽干后作業(yè)；
[0008]4.膜片式曝氣器的膜孔小，空氣流動(dòng)阻力大，引起壓力損失增大，相應(yīng)能耗上升；
[0009]5.膜片式曝氣器的膜片所用橡膠材質(zhì)易老化，使用壽命較短，一般為3年，膜片老化撕裂后曝氣效率急劇下降，產(chǎn)生局部泄壓，膜孔易堵塞，尤其應(yīng)用在高濃度、高懸浮物、高硬度或易結(jié)垢的污水中，清洗檢修維護(hù)困難；
[0010]6.曝氣器脫落、老化、易堵等缺點(diǎn)都導(dǎo)致了維護(hù)成本上升，增加了污水處理運(yùn)行成本，甚至直接影響污水處理工藝的正常運(yùn)行。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型提供一種有限空間高效充氧系統(tǒng)，以解決實(shí)際工程中好氧池內(nèi)曝氣不均、總體溶氧效率低、池底污泥淤積、曝氣器容易脫落、堵塞、老化、氧利用效率下降快、管理維護(hù)不便、成本高等問(wèn)題。
[0012]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0013]—種有限空間高效充氧系統(tǒng)，其包括曝氣池，所述曝氣池內(nèi)設(shè)置若干導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板將所述曝氣池分為若干區(qū)域，所述若干區(qū)域內(nèi)分別根據(jù)該區(qū)域的溶氧要求集中布置不同數(shù)量的曝氣器。
[0014]本實(shí)用新型通過(guò)在曝氣池內(nèi)加設(shè)導(dǎo)流板，使得污水形成合適的流速，并延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，同時(shí)將曝氣池分割成幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)集中布置不同數(shù)量的曝氣器，使沿水流方向形成曝氣區(qū)與緩沖區(qū)間隔分布。曝氣器集中布置的設(shè)置方式與曝氣器均勻布置的設(shè)置方式相比，曝氣器集中布置使沿水流方向形成曝氣區(qū)與緩沖區(qū)間隔分布，曝氣區(qū)的溶解氧濃度相對(duì)較高，緩沖區(qū)的溶解氧相對(duì)較低，在水流的推動(dòng)下，高溶氧區(qū)的水很快流向低溶氧區(qū)，利用溶氧濃度的高低差，造成較大的溶氧濃度梯度分布，提高了氧的傳遞速率，大大增加充氧能力。
[0015]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，在至少一個(gè)所述區(qū)域的垂直方向上，所述曝氣器分層布設(shè)。因此，曝氣器分層布設(shè)可以僅在一區(qū)域設(shè)置，或僅在其中一些區(qū)域設(shè)置，或全部區(qū)域均設(shè)置。曝氣器在垂直方向上分層布設(shè)，一方面使得垂直方向曝氣均勻，解決了現(xiàn)有曝氣器產(chǎn)生的氣泡在上升過(guò)程中不斷變大，氧傳質(zhì)效率減弱的問(wèn)題，另一方面也大大增強(qiáng)水流混合作用。
[0016]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述曝氣器為旋切混流曝氣裝置，所述旋切混流曝氣裝置主要由外筒、中心進(jìn)氣管、順向旋流板、逆向旋流板、分流器組成，所述中心進(jìn)氣管豎直內(nèi)置并且其上部具有進(jìn)氣口，所述順向旋流板和逆向旋流板與所述中心進(jìn)氣管固定，通過(guò)旋流板角度的設(shè)計(jì)使得水流形成旋流;所述分流器固定在所述中心進(jìn)氣管的底部。其中，旋切混流曝氣裝置的進(jìn)氣管豎直內(nèi)置，使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，空氣流動(dòng)更順暢，同時(shí)，分別包括具有角度的多個(gè)葉片的順向旋流板和逆向旋流板具有剪切、旋流的作用，可形成強(qiáng)烈紊流，曝氣裝置運(yùn)行時(shí)，可提高周邊混合液的湍流程度，并對(duì)池底污泥形成強(qiáng)力攪動(dòng)作用，避免出現(xiàn)污泥厭氧，大大強(qiáng)化氧傳質(zhì)過(guò)程，在以曝氣器為中心的有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效充氧。
[0017]在本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述順向旋流板和逆向旋流板的葉片上分別分布有多個(gè)碰撞頭。葉片上碰撞頭的設(shè)計(jì)可形成大量微小氣泡。
[0018]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述旋切混流曝氣裝置的外筒下部具有喇叭狀進(jìn)水口。曝氣器外筒喇叭狀進(jìn)水口設(shè)計(jì)，有利于水流循環(huán)。
[0019]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述旋切混流曝氣裝置具有大口徑曝氣口，在曝氣時(shí)，不會(huì)堵塞，而且氣流可順?biāo)髦畡?shì)，大大降低了空氣流動(dòng)阻力，節(jié)能降耗效果明顯；同時(shí)，大口徑曝氣口的設(shè)計(jì)也避免了膜片式曝氣器橡膠老化且膜孔易堵的問(wèn)題。
[0020]在本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述旋切混流曝氣裝置內(nèi)無(wú)活動(dòng)部件，運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)脫落的情況，性能穩(wěn)定，運(yùn)行故障極少，基本能實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。
[0021]在本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述旋切混流曝氣裝置與鼓風(fēng)裝置通過(guò)可拆卸的空氣管路連接，并且所述旋切混流曝氣裝置通過(guò)支架設(shè)置在所述曝氣池中，所述旋切混流曝氣裝置與所述支架固定連接，并且所述支架放置在池底且不與所述池底固定連接。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型所采用的曝氣器安裝簡(jiǎn)單方便，且可安裝后再放入水中，并且由于空氣管路的可拆卸設(shè)計(jì)，旋切混流曝氣裝置設(shè)置是可提升的，更換維護(hù)時(shí)無(wú)需停產(chǎn)抽干作業(yè)，極大方便了運(yùn)行維護(hù)工作，并大大降低了運(yùn)行成本。
[0022]在本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述導(dǎo)流板的至少一個(gè)表面上設(shè)有多個(gè)碰撞頭。具體地，可以為所述導(dǎo)流板的兩個(gè)表面上均設(shè)有多個(gè)碰撞頭，或者僅所述導(dǎo)流板的一個(gè)表面上設(shè)有多個(gè)碰撞頭。導(dǎo)流板上設(shè)置大量碰撞頭，可將水流中的溶氧再次切割成微小氣泡，增加氣液接觸面積，提高充氧效率。
[0023]在本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述多個(gè)碰撞頭包括間隔設(shè)置的多個(gè)大碰撞頭和多個(gè)小碰撞頭。
[0024]在本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施方式中，所述導(dǎo)流板將所述曝氣池分為2-3個(gè)區(qū)域。
[0025]在本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施方式中，所述若干區(qū)域至少包括一前段，所述前段的曝氣器數(shù)量大于其它區(qū)域的曝氣器數(shù)量。這樣的布置方式滿足了前段高需氧的要求，實(shí)現(xiàn)供氧與需氧的平衡，有利于節(jié)約能耗，降低運(yùn)行成本。
[0026]在本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，對(duì)于典型的推流曝氣池，所述導(dǎo)流板將所述曝氣池分為3個(gè)區(qū)域，并且所述曝氣器數(shù)量設(shè)置為“前段〉中段〉后段”。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0028]第一.本實(shí)用新型通過(guò)在曝氣池內(nèi)加設(shè)導(dǎo)流板，使得污水形成合適的流速，并延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，同時(shí)將曝氣池分割成幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)集中布置不同數(shù)量(如前段〉中段〉后段)的曝氣器，使沿水流方向形成曝氣區(qū)與緩沖區(qū)間隔分布。根據(jù)氣液傳質(zhì)理論，充氧過(guò)程的控制因素為氣液接觸面積和溶解氧的濃度梯度，當(dāng)曝氣器均勻布置時(shí)，對(duì)每個(gè)曝氣器來(lái)說(shuō)，其周圍液膜中的溶解氧濃度相對(duì)來(lái)說(shuō)是均勻的，溶解氧的濃