高分散系、逆向曝氣活性汙泥法的製作方法

2023-12-05 00:39:31

專利名稱：高分散系、逆向曝氣活性汙泥法的製作方法
技術領域：
本發明為汙水處理技術活性汙泥法是當前世界各國應用最廣的一種二級生物處理方法，具有處理能力高，出水水質好等優點。但現有的活性汙泥方法的缺點是，汙水在曝氣池中停留時間過長，一般都在四到八個小時，因此造成基建費用過高，能耗太大使運行費用也過高。究其原因，一是現有的活性汙泥方法在曝氣池內存在死區，這個區域的水流湍動微弱，氧的傳質速率低，這部分水體靠曝氣引起的循環水流帶到曝氣主流區，需要很長時間，這樣就增加了處理時間；二是曝氣池內回流汙泥分散性不好，汙泥顆粒尺度大，比表面積小，使得部分汙泥生化作用不能發揮；三是氣泡在曝氣池內停留時間短，接觸到的水體數量有限，氧向水體及活性汙泥中轉移不充分，嚴重地影響了氧的轉移率提高；四是曝氣的非主流區水流湍動低，慣性效應微弱，這就使得氧與有機底質向活性汙泥表面的傳質速率很低，不僅能耗高而且也嚴重地影響了處理效率。
鑑於上述現有活性汙泥法所存在的缺點，本發明的目的在於發明一種高分散系、逆向曝氣活性汙泥法，以提高汙水的處理效率和水質，達到大幅度節省基建投資，降低能耗節省運行費用的目的。
本發明的基本出發點在於，通過處理系統強烈湍流的剪切作用，始終使活性汙泥以極小的顆粒狀態均勻地分散於水體之中，並利用湍流中的微渦旋的慣性效應，大幅度提高活性汙泥與有機底質及氧的接觸與傳質速率；另一方面通過設備控制、延長氣泡在水流中的停留時間使氧的轉移率成倍地提高。基於此，本發明的工藝流程及基本設備為，回流汙泥與汙水先流入管式分散混合器，在管式分散混合器內活性汙泥被迅速分散為極小的汙泥顆粒，使汙泥顆粒比表面積大幅度增加並得以與汙水及氣體充分地混合；混合後的汙水流入翻騰式逆向曝氣池內形成豎向流並進行逆向曝氣；曝氣反應後的汙水，再流入沉澱池內沉澱，上清液排放部分汙泥再回流循環使用。
下面結合附圖給出本發明的實施細節附

圖1為本發明的工藝流程圖，附圖2為管式分散混合器，附圖3為翻騰式逆向曝氣池，如附圖1、2、3所示，根據工藝流程，回流汙泥和汙水先流入管式分散混合器①分散混合，管式分散混合器①的入口處設有曝氣器④，管式分散混合器①是由多級圓管⑤構成的，在每級圓管⑤上都切向開有進水口⑥和出水口⑦，各級圓管的進水口⑥應與上一級圓管的出水口⑦相對應並連通使各級圓管相互串聯在一起，水流切向流入、流出各級圓管形成高速旋轉的渦旋流。混合後的汙水，流入翻騰式逆向曝氣池②形成豎向流。翻騰式逆向曝氣池②的豎向廊道，功能上分為前後兩部分，前一部分為曝氣廊道⑧，後一部分為絮凝廊道⑨。在曝氣廊道⑧的下向流廊道底部安裝有微孔曝氣器⑩實現逆向曝氣，並在廊道內設置多組氣流受限器，氣流受限器是由立式蜂窩管或立式多層板組成的，其管的直徑或板與板之間的間距應不小於25毫米，在上向流的廊道內均設置有多層網格，汙泥經生化反應後，在絮凝廊道⑨內絮凝，然後流入沉澱池③沉澱。
根據上述本發明的工藝流程及相關的處理設備所固有的特點，使本發明具有如下獨到的優點一、利用管式分散混合器內氣流、水流的高強度湍流剪切力，使活性汙泥與氣泡迅速被分散為極小的尺度，使其比表面積大幅度增加並迅速地擴散到水體的各個部分。同時也使氧很快向活性汙泥表面及水體內轉移，加快了汙泥的生化反應速度。
二、由於逆向曝氣，上升的氣流在廊道內受到氣流受限器的壁面約束，實現受限曝氣(目前所有的曝氣氣流運行均不受壁面的約速稱之為自由曝氣)，受限曝氣由氣流造成的對水流的擾動遠大於自由曝氣對水流的擾動，而且受限曝氣沒有死區，所有下向水流均處於曝氣主流區中，且曝氣均勻。
三、由於採取逆向曝氣，下向流的溶解氧不斷地增加，到廊道底部曝氣器的位置其溶解氧達到最大值，因此當水流進入上向流廊道時不必再進行曝氣，可以大幅度節省曝氣量，使能耗大幅度降底。
四、在上向流廊道內，由於廊道內多層格網的作用，水流在格網前後產生強烈的渦旋而造成高強度湍動，為活性汙泥顆粒與有機底質和氧的接觸轉移提供了及為有利的生化動力學條件。
五、廊道內的氣流受限器及多層格網，在單位水體中表面積較大，其所產生的生物膜在上述設備所提供的有利動力學條件下使生物膜的生化處理作用佔有一定的比例。
由於上述優點，使本發明的汙水處理效率遠高於現有的活性汙泥法。根據試驗，本發明的汙水處理時間僅為一個小時左右，而所需能耗僅為普通曝氣方法的50％以下。因此實施本發明可大幅度地減少設備構築物的體積，節省基建投資，亦可大幅度地降低能耗，節省運行費用，使汙水處理成本顯著降低。
權利要求
1.一種高分散系、逆向曝氣活性汙泥法，其特徵在於回流活性汙泥與汙水先流入管式分散混合器①使汙泥高度分散並混合，然後再流入翻騰式逆向曝氣池②曝氣，反應後再流入沉澱池③沉澱，上清液排放，部分汙泥在回流使用，其中所述管式分散混合器①由多級圓管⑤構成，每級圓管⑤均切向開有進水口⑥和出水口⑦，每級圓管⑤的進水口⑥應與上一級圓管的出水口⑦相對應並連通，使各級圓管串聯在一起；所述翻騰式逆向曝氣池②的豎向廊道功能上分為兩部分，前一部分為曝氣廊道⑧，後一部分為絮凝廊道⑨。
2.如權利要求1所述一種高分散系、逆向曝氣活性汙泥法，其特徵在於所述管式分散混合器①的入水口處安裝有微孔曝氣器④。
3.如權利要求1所述一種高分散系、逆向曝氣活性汙泥法，其特徵在於所述翻騰式逆向曝氣池②的曝氣廊道⑧的下向流廊道的底部布設有微孔曝氣設備⑩，並在其廊道內設有多組氣流受限器；在上向流的廊道內設有多層格網。
4.如權利要求3所述一種高分散系、逆向曝氣活性汙泥法，其特徵在於所說的氣流受限器為立式蜂窩管或立式多層板組成的，其管的直徑或板與板之間的間距應不小於25毫米。
全文摘要
一種高分散系、逆向曝氣活性汙染法，其工藝流程為回流活性汙泥與汙水先流入管式分散混合器分散混合，後流入翻騰式逆向曝氣池曝氣、再流入沉澱池沉澱。由於活性汙泥在本處理系統中始終處於高分散，高比表面積、高傳質狀態，所以使汙水處理時間僅一個小時左右即可完成，曝氣量比傳統方法減少50％以上。實施本發明即可大幅度節省基建投資，亦可大幅度地降低能耗，節省運行費用，使汙水處理成本降低。
文檔編號C02F3/12GK1141887SQ95108029
公開日1997年2月5日 申請日期1995年7月5日 優先權日1995年7月5日
發明者王紹文, 陳潤明 申請人:王紹文, 陳潤明