一種具有精確射流曝氣系統的汙水處理系統的製作方法

2023-04-22 23:15:11

本實用新型涉及城市汙水處理技術領域，特別是一種具有精確射流曝氣系統的汙水處理系統。

背景技術：

隨著我國社會經濟的快速發展、國家對環保的高度重視，城鎮汙水處理廠的建設已成為環保所需。然而，汙水處理廠屬於能耗密集型產業，大量的能耗不利於節能降耗。因此，汙水處理廠的優化運行顯得尤為重要。

在汙水處理廠運行過程中，曝氣約佔整個汙水處理廠運行能耗的60％。目前我國曝氣普遍採用人工控制曝氣方式，即通過手動開啟/關閉鼓風機和手動調節風機或是調節空氣閥門。然而，現有的曝氣方式氣泡比較大，不能夠使氣體有效地和汙水進水混合，曝氣效果差，溶解氧利用率低下，能耗大。

此外，現有的人工控制曝氣方式通常只有在出水水質超標的情況才改變曝氣量，只要水質達標，曝氣量基本保持不變，以上傳統的曝氣方式顯然效率低下，無法準確根據水質情況及時調整曝氣量。為了進一步準確曝氣，降低鼓風曝氣的能耗，很有必要提高溶解氧的利用效率，降低單位曝氣量。而且，目前比較成熟的精確曝氣控制技術可分為兩種：「前反饋+反饋+生物處理模塊」和「反饋調節+性能優越的硬體條件」。第一種方法是以活性汙泥模型和汙水處理廠歷史運行數據以及在線儀表監測數據來預測曝氣池所需的曝氣量。第二種控制模式雖然省去前反饋環節，但該系統對閥門、鼓風機提出更高的控制能力，即要求閥門開度和鼓風機功率在最短時間內調整到曝氣池所需的供氣量，以達到節能目的。以上兩種精確曝氣控制技術只在汙水水質信息及時反饋給鼓風機控制系統上做出改善，並沒有在溶解氧利用率方面做出優化。如何提高氧利用率、克服人工曝氣的粗獷弊端是實現降低鼓風機整體能耗的關鍵技術之一。

技術實現要素：

本實用新型旨在克服現有汙水處理的至少一個缺陷，提供了一種具有精確射流曝氣系統的汙水處理系統，其在曝氣時產生的氣泡比較小，能夠使氣體有效地和汙水進水混合，曝氣效果好，溶解氧利用率高，能耗低，顯著降低了汙水處理時產生的能耗。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種具有精確射流曝氣系統的汙水處理系統，其特徵在於，包括AAO生物池和射流曝氣系統；所述AAO生物池配置成接收汙水；所述射流曝氣系統包括循環水泵、供風裝置、風量調節閥和多個射流曝氣器；

所述循環水泵的進口經由管路接收所述AAO生物池內的汙水，所述循環水泵的出口經由管路與每個所述射流曝氣器的進水口連通；

所述供風裝置經由總管和多個支管分別與多個所述射流曝氣器的進氣口連通，以將空氣輸送入每個所述射流曝氣器中；所述風量調節閥配置成調節所述供風裝置的進風量或送風量；

每個所述射流曝氣器設置於所述AAO生物池內，以使進入每個所述射流曝氣器內的空氣被進入該所述射流曝氣器內的汙水打散成多個氣泡，然後該所述射流曝氣器內的汙水及汙水中的多個所述氣泡噴射入所述AAO生物池內的汙水中。

進一步地，還包括射流曝氣精確控制系統，所述射流曝氣精確控制系統包括自動化層和監控層；

所述自動化層包括：進水監測儀表、生物池監測儀表、出水監測儀表、PLC控制系統和風機MCP控制系統；所述進水監測儀表、所述生物池監測儀表、所述出水監測儀表、所述風機MCP控制系統均連接於所述PLC控制系統；所述進水監測儀表配置成採集進入所述AAO生物池的汙水的COD、氨氮和進水流量指標；所述出水監測儀表配置成採集流出所述AAO生物池的水的COD、氨氮和出水流量指標；所述生物池監測儀表配置成監測所述AAO生物池內的汙水的溶解氧、懸浮固體濃度、酸鹼度和溫度指標，所述總管和每個所述支管的氣體流量及氣體壓力，以及所述循環水泵的流量；所述風機MCP控制系統與所述供風裝置和所述風量調節閥連接；

所述監控層與所述PLC控制系統連接。

進一步地，所述監控層包括：DCS儀表控制系統、AAO工藝水處理模擬軟體系統，以及射流曝氣設備模擬軟體系統；所述DCS儀表控制系統配置成採集所述進水監測儀表、所述生物池監測儀表和所述出水監測儀表各自監測的數據；所述AAO工藝水處理模擬軟體系統和所述射流曝氣設備模擬軟體系統均與所述DCS儀表控制系統進行數據交換。

進一步地，所述供風裝置為鼓風機。

進一步地，所述風量調節閥安裝於所述總管。

進一步地，多個所述射流曝氣器沿所述AAO生物池長度方向和寬度方向呈多排多列式布置。

本實用新型提供的汙水處理系統因為具有射流曝氣系統，可在汙水處理過程中，曝氣時產生的氣泡比較小、較細，提高了氣泡在汙水中的停留時間、增強氧傳質速率，能夠使氣體有效地和汙水進水混合，曝氣效果好，溶解氧利用率高，能耗低，顯著降低了汙水處理時產生的能耗。進一步地，該汙水處理系統還具有射流曝氣精確控制系統，進一步降低曝氣量，實現節能降耗的目的。

附圖說明

後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：

圖1是根據本實用新型一個實施例的具有精確射流曝氣系統的汙水處理系統的示意性結構圖；

圖2是根據本實用新型另一實施例的具有精確射流曝氣系統的汙水處理系統的示意性結構圖。

具體實施方式

根據下文結合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優點和特徵。

圖1是根據本實用新型一個實施例的具有精確射流曝氣系統的汙水處理系統的示意性結構圖。如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種具有射流曝氣系統30的汙水處理系統，其可包括AAO生物池20和射流曝氣系統30。AAO生物池20配置成接收汙水，例如AAO生物池20可直接於城市汙水管道連通。射流曝氣系統30可包括循環水泵31、供風裝置32、風量調節閥33和多個射流曝氣器34。循環水泵31的進口經由管路接收AAO生物池20內的汙水，循環水泵31的出口經由管路與每個射流曝氣器34的進水口連通。供風裝置32經由總管和多個支管分別與多個射流曝氣器34的進氣口連通，以將空氣輸送入每個射流曝氣器34中；風量調節閥33配置成調節供風裝置32的進風量或送風量。每個射流曝氣器34設置於AAO生物池20內，以使進入每個射流曝氣器34內的空氣被進入該射流曝氣器34內的汙水打散成多個氣泡，然後該射流曝氣器34內的汙水及汙水中的多個氣泡噴射入AAO生物池內20的汙水中。氣泡可為微小氣泡，也可稱微米級氣泡。

具體地，射流曝氣系統30在使用時，循環水泵31使AAO生物池20內的汙水進入每個射流曝氣器34，供風裝置32可使環境中的空氣進入每個射流曝氣器34。每個射流曝氣器34內的噴嘴可使汙水在其內高速噴出，高速噴出的水流和氣流經過每個射流曝氣器34內的文丘裡管內充分混合後，每個射流曝氣器34噴出混合後的汙水和空氣，以實現曝氣。這樣可產生微米級的氣泡，氣泡比較小、較細，即採用微米氣泡技術，能夠使氣體有效地和汙水進水混合，曝氣效果好，溶解氧利用率高，能耗低，顯著降低了汙水處理時產生的能耗。且，高速氣水混合液還具有攪拌功能，進一步提高氧利用率，最終實現節能降耗。

在本實用新型的一些實施例中，供風裝置32優選為鼓風機。風量調節閥33可安裝於總管。AAO生物池20一般呈方體型，多個射流曝氣器34沿AAO生物池20長度方向和寬度方向呈多排多列式布置，以使汙水內部各個地方的溶解氧量儘量均勻一致。

在本實用新型的一些實施例中，為了進一步提高曝氣效果，降低能耗，如圖2所示，具有射流曝氣系統30的汙水處理系統還可包括射流曝氣精確控制系統。射流曝氣精確控制系統包括自動化層和監控層。AAO生物池20和射流曝氣系統30也可被稱為設備層。自動化層包括：進水監測儀表41、生物池監測儀表42、出水監測儀表43、PLC控制系統45和風機MCP控制系統44。進水監測儀表41、生物池監測儀表42、出水監測儀表43、風機MCP控制系統44均連接於PLC控制系統45。進水監測儀表41配置成採集進入AAO生物池20的汙水的COD、氨氮和進水流量指標。出水監測儀表43配置成採集流出AAO生物池20的水的COD、氨氮和出水流量指標。生物池監測儀表42配置成監測AAO生物池20內的汙水的溶解氧(DO)、懸浮固體濃度(MLSS)、酸鹼度和溫度指標，總管和每個支管的氣體流量及氣體壓力，以及循環水泵31的流量；風機MCP控制系統44與供風裝置32和風量調節閥33連接。

監控層與PLC控制系統45連接。監控層可包括：DCS儀表控制系統46、AAO工藝水處理模擬軟體系統47、射流曝氣設備模擬軟體系統48。DCS儀表控制系統46配置成採集進水監測儀表41、生物池監測儀表42和出水監測儀表43各自監測的數據。AAO工藝水處理模擬軟體系統47和射流曝氣設備模擬軟體系統48均與DCS儀表控制系統46進行數據交換，以此實現鼓風機的節能降耗運行。

該實施例的射流曝氣精確控制系統在工作時，AAO工藝水處理模擬軟體系統47主要是根據進水監測儀表41監測的進水參數(COD、氨氮、進水流量指標)和AAO生物池20設計參數來計算實時需氧量。射流曝氣設備模擬軟體系統48主要是根據實時需氧量、總管和每個支管的氣體流量及氣體壓力、循環水泵31的流量來計算實時曝氣量，然後將運行功率指令發送到風機MCP控制系統44，以控制鼓風機的轉速、風量調節閥33的開度等。在該實施例中，採用「前反饋+反饋+生物處理模塊」和「反饋調節+性能優越的硬體條件」的精確曝氣控制技術和微米氣泡技術，不僅提高了氣泡在水中的停留時間、增強氧傳質速率，有效提高的氧利用效率，進一步降低曝氣量，以實現節能降耗的目的。而且，發明人通過實踐結果發現，該具有射流曝氣系統30的汙水處理系統節能降耗效果顯著，相比傳統汙水處理中的微孔曝氣降耗約32.9％。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和範圍的情況下，仍可根據本實用新型公開的內容直接確定或推導出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。