活性汙泥法中使用的射流曝氣反應器及其射流曝氣工藝的製作方法
2023-05-30 04:55:46
專利名稱：活性汙泥法中使用的射流曝氣反應器及其射流曝氣工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汙水處理曝氣方式及設備，特別涉及一種活性汙泥法中使用的射流曝氣反應器及其射流曝氣工藝。
本發明是通過如下技術方案實現的一種活性汙泥法中使用的射流曝氣反應器，含有其內部設有導流筒的射流循環反應器，汙泥回流分布器及其設置在反應器底部的射流曝氣器，其特徵在於所述的射流曝氣器主要含有液體驅動噴嘴，與液體驅動噴嘴同軸安裝的固定錐體及中心設有氣體通道的分布平板，所述固定錐體採用帶環形間隙的弧型凹面錐體，並固定在分布平板上，其園弧與分布平板相切，所述環形間隙與氣體通道相通，在射流循環反應器的中上部設有撞擊面。
上述汙泥回流分布器設置在反應器的中下部，採用穿孔管並與導流筒同軸安裝。汙泥回流分布器的孔眼為傾斜孔，其傾斜角為10°～15°。
一種採用上述活性汙泥法中使用的射流曝氣工藝方法，該工藝方法的特徵在於a.通過安裝在反應器底部並與其同心的液體驅動噴嘴使液體形成軸向射流，被設置在噴嘴上部的帶有環形間隙的同軸錐體導向後，形成經向液體束；b.將壓縮空氣從錐體的上部以一定的流速通過環形間隙進入液體，被徑向液體束剪切分散形成微氣泡的湍流氣-液兩相流；c.上述湍流氣-液兩相流以一定的流速通過設置在錐體上部的分布平板，使其作徑向對稱擴散，並與周圍液體作二次混合，然後沿內外筒環形空間上升；d.上升的氣-液兩相流通過設置在反應器中上部的撞擊面相向撞擊，部分撞擊流通過同軸導流筒，並隨汙泥回流分布器動力輸入量的增加而向下移動，形成穩定的從外向內的氣-液循環。
上述工藝方法中，所用的液體驅動噴嘴的流速為20～25m/s。所用的環形間隙的氣體出口流速為48～53m/s。所用的汙泥回流分布器孔眼的流速為5-8m/s。
上述工藝方法由於採用衝擊壁面射流的結構形式和撞擊循環的工藝流程，因而能改善氣泡的空間分布，減少氣泡聚並，增大射流曝氣器的服務面積，強化傳質傳能，延長氣液接觸時間，保持整個反應器均勻的能量分布速率。
圖2為本發明的射流曝氣器的剖面圖。
液體驅動噴嘴5選用圓錐收斂型噴嘴，保持噴口流速為20-25m/s，並根據流量及噴口流速確定其幾何尺寸。
固定錐體6採用弧型凹面錐體，以減少撞擊損失，並起到射流擴散引導的作用，其圓弧與分布平板相切，材料採用耐磨損、耐腐蝕特種鋼。
上述弧型凹面錐體圓弧半徑、圓錐收斂型噴嘴與弧型凹面錐體之間的距離、分布平板的直徑均可根據噴嘴內徑確定。
為防止作用在導流筒下流液中氣泡上的浮力大於向下的拖帶力，導致氣泡上升或懸浮，出現相分離，無法完成氣體循環。兩相流體和單相流體的邊界將隨汙泥回流噴嘴動力輸入量的增加而向下移動，可得到穩態的氣體流動。汙泥回流分布器3設置在下反應器的中下部並與導流筒1同軸安裝，採用穿孔管，孔眼為傾斜孔，傾斜角為10°～15°，孔眼流速為5-8m/s，分布器安裝高度與下反應器外直徑確定，汙泥回流比r＝50-80％。
射流循環反應器僅在靠近射流曝氣器噴嘴的那一部分容積中獲到極高的氧總轉移係數，其餘部分與鼓泡塔差不多，具有局限性和潛力。在反應器的中上部設置撞擊面10，氣-液兩相流在撞擊面相向撞擊，在撞擊區內氣相進一步分散，造成強烈的湍動和很大的傳質表面積，從而強化了傳質。撞擊面10採用標準蝶形封頭形式。
反應器採用鋼結構，其直徑由 確定，Q為液體流量，A為反應器橫截面積。
氣液比 本發明所述的射流曝氣反應器可達到如下性能指標氧總轉移係數KLa＝1.5-2.5/min，氧利用率EA＝60-80％，理論動力效率EP＝3.4-3.8kgO2/KW.h，服務面積A＝3-15m2，容積負荷U＝10-20kgCOD/m3.d，COD去除率η＝82-90％，停留時間HRT＝1-1.5h，從而增大射流曝氣器的服務面積，提高氧利用率和充氧動力效率。
權利要求
1.一種射流曝氣反應器，包括其內部設有導流筒的射流循環反應器，汙泥回流分布器及其設置在反應器底部的射流曝氣器，其特徵在於所述的射流曝氣器主要含有液體驅動噴嘴，與液體驅動噴嘴同軸安裝的固定錐體及中心設有氣體通道的分布平板，所述固定錐體採用帶環形間隙的弧型凹面錐體，並固定在分布平板上，其園弧與分布平板相切，所述環形間隙與氣體通道相通，在射流循環反應器的中上部設有撞擊面。
2.按照權利要求1所述的一種射流曝氣反應器，其特徵在於所述的汙泥回流分布器設置在反應器的中下部，採用穿孔管並與導流筒同軸安裝。
3.按照權利要求1或2所述的一種射流曝氣反應器，其特徵在於所述的汙泥回流分布器的孔眼為傾斜孔，其傾斜角為10°～15°。
4.採用如權利要求1活性汙泥法中使用的射流曝氣工藝方法，其方法的特徵在於(1)通過安裝在反應器底部並與其同心的液體驅動噴嘴形成軸向射流，被帶有環形間隙的同軸錐體導向後，形成經向液體束；(2)將壓縮空氣從錐體的上部以一定的流速通過環形間隙進入液體，被徑向液體束剪切分散形成微氣泡的湍流氣-液兩相流；(3)上述湍流氣-液兩相流以一定的流速通過設置在錐體上部的分布平板，使其作徑向對稱擴散，並與周圍液體作二次混合，然後沿內外筒環形空間上升；(4)通過設置在下反應器頂部的撞擊面，使上升的氣-液兩相流在撞擊面相向撞擊，部分撞擊流通過同軸導流筒，並隨汙泥回流分布器動力輸入量的增加而向下移動，形成穩定的從外向內的氣-液循環。
5.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的液體驅動噴嘴的流速為20～25m/s。
6.按照權利要求4或5所述的方法，其特徵在於所述的環形間隙的氣體出口流速為48～53m/s。
7.按照權利要求4或5所述的方法，其特徵在於所述的汙泥回流分布器孔眼的流速為5-8m/s。
全文摘要
一種活性汙泥法中使用的射流曝氣反應器及其射流曝氣工藝,涉及一種汙水處理曝氣方式及設備。本發明針對目前使用的射流曝氣反應器存在的射流邊界區域推動性能差,噴嘴射流剪切和服務面積小等缺陷,提供一種新結構的射流曝氣反應器及其射流曝氣工藝。本發明的特點是在反應器的底部同軸安裝一個含有液體驅動噴嘴、固定錐體、分布平板及環形間隙的射流曝氣器以及設置在反應器中上部的撞擊面。氣－液兩相流在撞擊面相向撞擊,形成穩定的從外向內的氣－液循環,因而能改善氣泡的空間分布,減少氣泡聚並,增大射流曝氣器的服務面積,保持整個反應器均勻的能量分布速率,有效地提高傳質和傳能效率。
文檔編號C02F3/14GK1364731SQ0113486
公開日2002年8月21日 申請日期2001年11月16日 優先權日2001年11月16日
發明者王建龍, 馬君健 申請人:清華大學, 濟南久榮水處理工程有限公司