連續式空氣曝氣汙水處理方法
2023-09-21 23:50:30 5
專利名稱：連續式空氣曝氣汙水處理方法
技術領域：
本發明涉及的是一種曝氣式汙水處理方法。
曝氣式汙水處理方法是目前處理多種工業和生活汙水的一種傳統和常用的方法。其機理是通過好氧微生物利用空氣中的氧對汙水中和有機物進行生化反應使汙水得以淨化。傳統的曝氣處理是在開放的曝氣池中進行的。由於是在常壓條件下利用空氣中的氧進行曝氣生化反應，其氧分壓不高，故溶解速度慢，轉移速度慢，因此汙水在曝氣池中的停留時間有時甚至要長達數十小時，效率低，且佔地面積大，投資高，使擴大處理規模受到的局限性大。為解決這些的問題，在《給水排水》1996(3)中介紹的深井曝氣方法是一種改進的方法，將汙水用泵泵入深入地下的曝氣深井管中，並混入空氣，以延長空氣與汙水的接觸時間，並節省佔地面積。但由於空氣中的氧分壓未變，且隨著氣液接觸時間的延續，氣體中的氧分壓因消耗而越來越低，生物降解效率也隨之不斷降低。為提高氧分壓，加快氧轉移速度，《化工給排水設計》1990(3)中介紹的純氧曝氣是目前一種較典型的改進方式。以純氧代替普通空氣，可以使氧分壓提高近4倍，氧氣向水中的轉移速度和水中溶解氧的飽和值大為提高，傳質速度加快，生化反應速度自然也增快。但實際使用報導的工業裝置處理汙水的停留時間仍需要4～5小時。同時，受條件制約，除非有多餘現成的純氧可就地利用外，專為此設置制氧裝置的能源消耗大，成本高。而且如果汙水中有油類等含烴物質時，處理過程中有可能產生具有爆炸危險的混合氣體，因此必須有對可燃氣體的檢測報警和處理系統。
針對上述問題，發明的目的是提供一種佔地面積小，系統簡單，處理方便，且可使汙水中的氧溶解濃度高，傳質速率高，因而汙水處理時間大為縮短，處理效率明顯提高的空氣曝氣汙水處理方法。
本發明是一種連續式的空氣曝氣汙水處理方法。在至少由兩個下方有進料口上方有出料口的密閉反應容器經管道依次順序聯接所成的封閉曝氣系統中，汙水進入該系統後，在各反應容器的進料口側，分別將0.1～0.6MPa(表壓)的加壓空氣以氣/液為0.2～0.6(V/V)的量通入系統與汙水混合。該混合有加壓空氣的汙水在封閉曝氣系統中處理1～3小時後，在開放狀態下作渣水分離，水液與浮渣分別排放。曝氣處理過程是在由管道串聯各反應容器所成的系統中連續進行的，從某一角度講，被串聯的各封閉反應容器也可視為是輸運管道中的若干膨大段。由於空氣被加壓到0.1～0.6MPa後通入系統，單位體積氣體中的氧分壓可為常壓空氣中氧分壓的1～6倍，且隨著空氣壓力增高，在不改變體積的同時，氧分壓也同步提高，甚至可以高於純氧的氧分壓，因而氧向汙水液中的轉移速度和在液體中的飽和值可以大大提高，甚至可以超過純氧曝氣時的效果。另一方面，由於在各曝氣反應容器的進料口側均有同樣壓力的加壓空氣通入系統與汙水混合，不斷補充進入的同樣壓力的新鮮加壓空氣，使與汙水混合的氣體中始終保持著很高的氧分壓，有效地解決了隨著曝氣過程生化反應進行，液體中溶解氧的濃度下降而使反應變慢的問題。這些條件都有效地保持著曝氣過程中有很高的傳質速率和生物化學活性。經觀察，在曝氣系統中的氣液混合物中的氣體基本都呈極細微氣泡均勻分布的乳濁狀態，大大提高了好氧微生物附著、吸收、分解有機物的能力，提高了處理效果和處理速度，汙水在系統中的曝氣處理時間可縮短為僅用1～3小時。處理後在渣水分離過程中，利用開放狀態下氣液混合物中剩餘氣體的外逸上浮運動，固態的渣粒很容易隨氣泡上浮而實現渣水分離，一般5～20分鐘即可完成。渣水分離後的水液通常較為澄明，其COD、BOD、SS及pH等項指標均可達到直接排放的標準。浮渣分離後可送去作脫水處理，並且可如常規曝氣法的操作，將部分浮渣，如2～10％的浮渣返回與待處理汙水混合而循環。
經試驗，本發明的上述方法，可以廣泛用於城市生活汙水、油田汙水、石油化工汙水等多種領域的汙水處理，並且通常情況下於室溫條件進行處理，均可取得滿意的效果。由於採用的是加壓空氣，所需設備簡單，投資、能耗及成本均較低，操作也簡單，且不存在可燃可爆性的潛在危險，而曝氣處理時間卻可大為縮短，佔地面積小，擴大處理規模不存在制約因素，因而在汙水處理方面具有明顯的意義和價值。
由本發明上述方法的工作過程和原理可以理解，提高和保持有效的高氧分壓空氣並使之與汙水均勻混合是核心和關鍵。因此，根據不同來源汙水的汙染程度和/或汙染物的被氧化難易程度不同，採取調整加壓空氣的進氣壓力、進氣量、曝氣反應容器的數目等措施，通過改變氧分壓高低、反應時間長短，甚至還可以調整反應溫度等條件，使曝氣效果調整到最為滿意程度。
以下用若干實施例及對比例對本發明的方法作進一步具體說明。但不應因此理解為本發明上述主題的範圍僅局限於下述實例。
圖1本發明汙水處理方法流程示意圖。
如圖所示，本汙水連續曝氣系統中由四個下方有進料口上方有出料口的密閉反應容器5經管道依次順序聯接所成的封閉曝氣系統，其前方經管道和汙水進料泵4與汙水貯槽3聯接；其後方經管道與開放的渣水分離容器6聯接。渣水分離容器6的出口分別為經排水泵7聯接的排水系統和經浮渣貯槽8及輸送泵9聯接的排渣系統。在各反應容器5進料口前端的進料管道處均設置有經空氣緩衝槽2與空氣壓縮機1相聯的加壓空氣進氣管10。汙水進料流量及加壓空氣氣壓、流量等可由計算機避行控制和調整。
例1用上述系統處理城市生活汙水，按每小時2立方米的規模進行處理。通入的加壓空氣表壓為0.2～0.4MPa，通氣量為氣/液＝0.2～0.4，進料溫度15～25℃，氣液混合汙水在封閉曝氣系統中停留時間為1～2小時後，進入渣水分離容器，停留5～15分鐘後，處理後的清水由底部排出，浮渣由上方溢出至浮渣貯槽。浮渣中除2～10％返回至第一或第二個反應容器循環使用外，其餘經排渣系統送去乾燥。汙水處理前後的有關檢測指標見表1。
例2採用常規的活性汙泥法處理同樣的城市生活汙水作對照試驗，處理規模同例1。處理時的汙水曝氣停留時間為12小時，溫度為15～20℃，用高壓鼓風機進行曝氣。汙水處理前後的有關檢測指標同見表1 。
例3用上述圖示系統處理石油化工廢水，處理規模與例1同。廢水避料溫度20～30℃，連續進料。加壓空氣表壓0.4～0.5MPa，進氣量為氣/液＝0.3～0.5。氣液混合物在曝氣系統中停留2～3小時後進入渣水分離容器。以後處理同例1。處理前後的有關檢測指標結果見表2。
例4採用常規活性汙泥法處理同樣的石油化工廢水，作為例3的對照試驗。處理規模和操作條件同例2。處理前後的有關檢測指標結果同見表2。
表1 城市生活汙水處理結果對比
表2 石油化工廢水處理結果對比
權利要求
1.一種連續式空氣曝氣汙水處理方法，其特徵在於在至少由兩個下方有進料口上方有出料口的密閉反應容器經管道依次順序聯接所成的封閉曝氣系統中，汙水進入該系統後，在各反應容器的進料口側，分別將0.1-0.6MPa(表壓)的加壓空氣以氣/液為0.2～0.6(V/V)的量通入系統與汙水混合，該混合態汙水在封閉曝氣系統中處理1～3小時後，在開放狀態下作渣水分離，水液與浮渣分別排放。
2.如權利要求1的汙水處理方法，其特徵在於所說的加壓空氣均自各反應容器進料口前端的進液管道中進入而與汙水液混合。
3.如權利要求1的汙水處理方法，其特徵在於所說的汙水於室溫下進入封閉曝氣系統與加壓空氣混合。
4.如權利要求1的汙水處理方法，其特徵在於所說的渣水分離在開放型的容器中進行。
5.如權利要求1的汙水處理方法，其特徵在於所說的渣水分離時間為5～20分鐘。
6.如權利要求1的汙水處理方法，其特徵在於將所說的渣水分離後的含水浮渣中的2～10％返回至與待處理汙水液混合而進行循環。
全文摘要
本發明涉及的是一種連續式空氣曝氣汙水處理方法。在至少由兩個下方有進料口上方有出料口的密閉反應容器經管道依次順序聯接所成的封閉曝氣系統中，汙水進入系統後，在各反應容器的進料口側，分別將0.1～0.6MPa的加壓空氣以氣/液為0.2～0.6(V/V)的量道入系統與汙水混合。該混合汙水在封閉系統中處理1～3小時後，在開放狀態下作渣水分離，水液與浮渣分別排放。
文檔編號C02F3/14GK1146432SQ9611766
公開日1997年4月2日 申請日期1996年8月19日 優先權日1996年8月19日
發明者李開春 申請人:李開春