射流驅動序批式生化反應器的製造方法
2023-10-09 16:02:44
射流驅動序批式生化反應器的製造方法
【專利摘要】一種射流驅動序批式生化反應器，包括反應池、進水管、潛水泵、雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器、混合液導管、多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器、供氣裝置、浮力驅動潷水器和潷水器驅動絞盤；雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器具有環形噴嘴和內外兩層氣道，多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器安裝在反應器底部中心，浮力驅動潷水器安裝在反應池地平線以上器壁上，潷水器驅動絞盤通過驅動繩將浮力驅動潷水器收起或放下。採用本發明能提高曝氣效率，加速動水體動態循環，促使生化反應過程的傳質速率大幅度提升，從而提高了生化反應效率。本發明還能處理各種類型汙水，能與其它汙水處理工藝靈活組合。
【專利說明】射流驅動序批式生化反應器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汙水淨化的生化反應器，具體是一種射流驅動序批式生化反應器。
【背景技術】
[0002]汙水處理設施中的生化反應器形式眾多，序批式活性汙泥生化反應器是應用較多的一種。這種生化反應器抗衝擊負荷能力強，對汙泥膨脹抑制效果好，微生物活性高，能處理難降解有機物。工藝簡單，投資佔地少，運轉費用低。操作管理簡單，出水水質好，又有脫氮除磷功能。但在曝氣充氧、潷水裝備技術方面制約了生化反應速率進一步提高，現用的序批式活性汙泥生化反應器的汙水淨化效率仍存在較大提升空間。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了進一步提高序批式活性汙泥生化反應器的效率，強化生化反過程傳質速率，開發出一種高效、節能的序批式活性汙泥生化反應器汙水治理技術和裝備，提高汙水處理效果，降低汙水對環境的危害。
[0004]本發明解決上述技術問題的技術方案是:
[0005]一種射流驅動序批式生化反應器，包括反應池、進水管、潛水泵、雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器、混合液導管、多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器、供氣裝置、浮力驅動潷水器和潷水器驅動絞盤；
[0006]所述雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器和所述潛水泵安裝在反應池中，所述多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器安裝在反應池底部中心；
[0007]所述雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器包括射流器液體入口、射流器氣體入口、抽吸室、喉管、擴散管、環形噴嘴、環形水腔、內氣道以及外氣道；按照流體流動方向，所述射流器氣體入口安裝在最前端，其次是抽吸室，然後是喉管，最後是擴散管；環形噴嘴安裝在抽吸室中，環形噴嘴與抽吸室壁面之間的空間為外氣道，環形噴嘴中設置有內氣道，內氣道的壁面之外、環形噴嘴的壁面之內上部空間為環形水腔；環形水腔上設置有射流器液體入口 ；射流器液體入口與潛水泵連接；
[0008]所述多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器包括內層混合液分配腔體、外層氣腔、曝氣器氣體入口、混合液入口、內噴嘴和外噴嘴；內層混合液分配腔體嵌套安裝在外層氣腔中；夕卜層氣腔頂面設有曝氣器氣體入口，多個外噴嘴以輻射狀環繞安裝在外層氣腔環形器壁上；內層混合液分配腔體底面設有混合液入口，多個內噴嘴以輻射狀環繞安裝在內層混合液分配腔體環形器壁上；各個內噴嘴的中心軸線與外噴嘴的中心軸線重合；
[0009]所述混合液導管一端連接擴散管，另一端連接混合液入口 ；
[0010]所述供氣裝置安裝在反應池上面，供氣裝置的氣體出口通過第一供氣管道和第二供氣管道分別與曝氣器氣體入口和射流器氣體入口連接；
[0011]所述浮力驅動潷水器安裝在反應池地平線以上器壁上，潷水器驅動絞盤設置在反應池的平臺上，驅動繩一端系在浮力驅動潷水器上，另一端系在潷水器驅動絞盤的繩輥上，潷水器驅動絞盤通過驅動繩將浮力驅動潷水器收起或放下。
[0012]所述潷水器驅動絞盤中心設置了繩輥，通過支柱固定在平臺上，支柱上設置有鎖孔，鎖定杆插入鎖孔時，利用潷水器自重將驅動絞盤鎖定，驅動絞盤還設置有維持潷水器升降動程驅動繩穩定性的定位輪。
[0013]所述反應池的下半部分填埋在地面下，反應池的側壁設置有排泥管。
[0014]所述進水管上設置有進水閥和第一單向閥；潛水泵與射流器液體入口之間的連接管道上設置有第二單向閥。
[0015]本發明的有益效果在於:
[0016]利用進水過程水壓勢能為動力進行曝氣充氧，充分利用了水壓勢能，提高了能源利用率。藉助於雙氣道大界面射流曝氣技術提升了水氣比，採用二級串接曝氣設備進一步提高了水氣比。高衝力輻射向池底射流曝氣造就了水體及活性汙泥超常規動態循環，促使生化反應過程的傳質速率大幅度提升，從而縮短了汙水停留時間，提高了生化反應效率。本發明能處理各種類型汙水。能與其它汙水處理工藝靈活組合。
[0017]無窮的微氣泡與水體接觸巨大界面促使氧氣溶入水體，造就水體充滿超保飽和的溶解氧，加上氣泡上浮動力和水流噴射、卷吸、翻騰形成了水體強勁動態循環動力促進了生化反應過程傳質速率提高。
[0018]二級射曝氣器輻向噴射水流動能卷吸了底部沉泥，使沉積泥渣隨水流翻騰升流，泥渣中水解微生物快速增殖，將可溶性有機顆粒分解，大分子有機體分解成小分子態，汙水的可生化性提高。空氣由空壓機輸出，經輸氣管送入二級射曝氣器內，空氣轉化成無數的小氣泡隨水流翻騰向上升，將氧溶入水體。在升流過程中水流翻騰不斷改變了垂直升流軌跡，延長了有機質與活性泥渣接觸時間、增加與生物膜碰觸機會。超密度的微生物、超濃濃度的溶解氧、超常規的動態循環，造就了高強度的生化反應，還能對含氮汙染物產生消化反應。通過停止曝氣，進行靜止沉澱，泥渣下沉同時發生反硝化反應，氮氣逸出水面，反硝化也消耗了部分碳源。在泥漿沉澱的過程中進行潷水，從而縮短了潷水時間。高密度氣泡升流和射流器噴射動能促進了水體卷吸、翻騰，強化了動態循環，提高了生化反應的傳質速率，使生化反應效率大幅度提聞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為射流驅動序批式生化反應器主視圖。
[0020]圖2為射流驅動序批式生化反應器俯視圖。
[0021]圖3為雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器放大圖。
[0022]圖4為多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器放大圖。
[0023]圖5為多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器的俯視圖。
[0024]圖6為浮力驅動潷水器填料密封倉結構放大圖具體實施方案
[0025]以下通過附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步描述。
[0026]如圖1至圖6所示，一種射流驅動序批式生化反應器，包括反應池1、進水管53、潛水泵4、雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器6、混合液導管16、多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器22、供氣裝置54、浮力驅動潷水器25和潷水器驅動絞盤41 ；
[0027]所述雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器6和所述潛水泵4安裝在反應池I中，所述多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器22安裝在反應池I底部中心；
[0028]所述雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器6包括射流器液體入口 38、射流器氣體入口55、抽吸室56、喉管14、擴散管15、環形噴嘴7、環形水腔39、內氣道13以及外氣道12 ;按照流體流動方向，所述射流器氣體入口 55安裝在最前端，其次是抽吸室56，然後是喉管14，最後是擴散管15 ;環形噴嘴7安裝在抽吸室56中，環形噴嘴7與抽吸室56的壁面之間的空間為外氣道12，環形噴嘴7中設置有內氣道13，內氣道13的壁面之外、環形噴嘴7的壁面之內上部空間為環形水腔39 ;環形水腔39上設置有射流器液體入口 38 ;射流器液體入口 38與潛水泵4連接；
[0029]所述多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器22包括內層混合液分配腔體17、外層氣腔21、曝氣器氣體入口 51、混合液入口 52、內噴嘴18和外噴嘴19 ;內層混合液分配腔體17嵌套安裝在外層氣腔21中；外層氣腔21頂面設有曝氣器氣體入口 51，多個外噴嘴19以輻射狀環繞安裝在外層氣腔21環形器壁上；內層混合液分配腔體17底面設有混合液入口 52，多個內噴嘴18以輻射狀環繞安裝在內層混合液分配腔體17環形器壁上；各個內噴嘴18的中心軸線與外噴嘴19的中心軸線重合；
[0030]所述混合液導管16 —端連接擴散管15，另一端連接混合液入口 52 ；
[0031]所述潷水器驅動絞盤41中心設置了繩輥43，通過支柱42固定在平臺34上，支柱42上設置有鎖孔，鎖定杆49插入鎖孔時，利用潷水器25自重將驅動絞盤41鎖定，驅動絞盤41還設置有維持潷水器升降動程驅動繩44穩定性的定位輪46。
[0032]所述反應池I的下半部分填埋在地面下，反應池I的側壁設置有排泥管48，反應池I的驅動絞盤平臺34外側設置有環形走道36、安全護欄35和環形走道支撐40。
[0033]所述進水管53上設置有進水閥2和第一單向閥3 ;潛水泵4與射流器液體入口 38之間的連接管道上設置有第二單向閥5。
[0034]工作原理及過程:
[0035]1.供水
[0036]具有一定壓力的汙水經由進水管53、進水閥2和第一單向閥3輸入反應池I內，通過射流器液體入口 38注入雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器6的環形水腔39內，從環形噴嘴7高速噴出噴出水流呈環形中空水柱。
[0037]加壓空氣由供氣裝置54的曝氣風機9供給，經儲氣罐10、進氣管11，從雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器6的氣體入口 55進入抽吸室56內，被射流負壓吸入環形中空水柱內部及外部，噴射的環形水流與空氣接觸面增大，射流效應產生的吸氣量增加，從進氣管11吸入空氣量比常規射流器更多。
[0038]經喉管14內的高速流體剪切、衝刷的強力摻混，吸入空氣被打碎成無數微氣泡，接著在擴散管15中形成了下一梯度混合流體水壓勢能。經混合液導管16傳送，導入多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器22的內層混合液分配腔體17，再從內噴嘴18再度噴射而出，在外層氣腔21內，射流動能又一次將輸氣管20輸入到外層氣腔21內的氣體吸入，高速噴射混合液又一次與加壓空氣接觸，高速噴射流的剪切力，使空氣瞬間被轉變成微氣泡，並從各個外噴嘴19噴射到反應池I的水體中。37為多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器22的支架。
[0039]在進水過程運行中，第二單向閥5阻擋了水流從水泵4倒流至反應池內。9為曝氣風機8的動力機。供氣裝置54安裝在與驅動絞盤平臺34類似的平臺上。
[0040]激烈氣液滲混強化了有機物、微生物、氧三者之間傳質速率。水氣比的大幅度增力口，流體的衝刷能量，打破了池底沉泥的靜態效應。噴嘴口強勁衝刷流、無數微氣泡浮升力構成氣提功能，加上流體卷吸回流現象的綜合力作用下，組成了反應器內部水體強勁動態循環，使大量將要逸出水面的氣泡又反覆被捲入水體中，延長了氣泡在水體中停留時間。促進了汙水中有機質與活性汙泥、溶解氧接觸機會。強化了生化反應過程的傳質速率。促使汙水生化降解功能有了新的提聞。
[0041]2.循環
[0042]當反應池I滿水位時，停止向反應池I注水,此時通過水位傳感器啟動潛水泵4，抽取反應池I下部汙水，經潛水泵4加壓注入能量，水流經第二單向閥5注入雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器6內，經過混合液導管16進入多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器22，在從內噴嘴18和外噴嘴19中噴射到反應池I中，構成水體內循環運行方式，形成更強烈的動態循環。此時第一單向閥3阻擋了水流向反應池I的進水管53倒流。
[0043]3.潷水
[0044]當反應池I內水質達到處理設定標準時，停運潛水泵4，水體進入靜止沉澱工序。
[0045]當沉澱過程的沉清液分界達到合適深度時，藉助驅動絞盤41將浮力驅動潷水器25放入水體中，並開啟潷水閥33，清水從潷水器25兩端管口流入，經兩根導流管28至集水總管31內，從潷水閥33排出。
[0046]為了保障了浮力驅動潷水器25出水質量，每當潷水工序結束後，通過驅動絞盤41，將驅動繩44卷繞至繩輥43上，當浮力驅動潷水器25的進水管口高於反應池I內的最高水位時，將鎖定杆49插入支柱42的鎖孔內，利用潷水器25自重將驅動絞盤41鎖定。46為定位輪，維持潷水器升降動程的穩定性。50為驅動繩44的吊環。45為定位輪46的支柱。驅動絞盤41安裝在平臺34上。驅動絞盤41還可用有自鎖功能的蝸輪蝸杆電動降速機取代，這樣可以省略鎖定杆49。
[0047]伴隨水位下降驅動浮體26隨之下降，潷水器25的兩根導水管28下部的90°彎管安裝於填料30的內部，並通過支撐梁32予以連接固定，藉助驅動浮體26的浮力驅動，兩根導水管28相對於固定集水管31進行下降的角位移，通過壓蘭27調節填料30脹緊力，既保持潷水器密封，又能使潷水器隨水變化靈活進行角位移。潷水器是在水體沉澱過程中進行潷水作業的，因此加快了反應器排水速度。
[0048]圖1中導流管28表示在低水位時潷水器浮位，29為高水位時水位線潷水器浮位，是同體異位的表示。23為低水位時水位示意線，24為滿水位時水位示意線。驅動浮體26還可用多個封閉式浮筒充任。47為地面線。
【權利要求】
1.一種射流驅動序批式生化反應器，包括反應池、進水管、潛水泵、雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器、混合液導管、多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器、供氣裝置、浮力驅動潷水器和潷水器驅動絞盤；其特徵在於， 所述雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器和所述潛水泵安裝在反應池中，所述多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器安裝在反應池底部中心； 所述雙氣路環形噴嘴一級吸氣射流器包括射流器液體入口、射流器氣體入口、抽吸室、喉管、擴散管、環形噴嘴、環形水腔、內氣道以及外氣道；按照流體流動方向，所述射流器氣體入口安裝在最前端，其次是抽吸室，然後是喉管，最後是擴散管；環形噴嘴安裝在抽吸室中，環形噴嘴與抽吸室壁面之間的空間為外氣道，環形噴嘴中設置有內氣道，內氣道的壁面之外、環形噴嘴的壁面之內空間為環形水腔；環形水腔上設置有射流器液體入口 ；射流器液體入口與潛水泵連接； 所述多噴嘴輻射狀二級射流曝氣器包括內層混合液分配腔體、外層氣腔、曝氣器氣體入口、混合液入口、內噴嘴和外噴嘴；內層混合液分配腔體嵌套安裝在外層氣腔中；外層氣腔頂面設有曝氣器氣體入口，多個外噴嘴以輻射狀環繞安裝在外層氣腔環形器壁上；內層混合液分配腔體底面設有混合液入口，多個內噴嘴以輻射狀環繞安裝在內層混合液分配腔體環形器壁上；各個內噴嘴的中心軸線與外噴嘴的中心軸線重合； 所述混合液導管一端連接擴散管，另一端連接混合液入口 ； 所述供氣裝置安裝在反應池上面，供氣裝置的氣體出口通過第一供氣管道和第二供氣管道分別與曝氣器氣體入口和射流器氣體入口連接； 所述浮力驅動潷水器安裝在反應池地平線以上器壁上，潷水器驅動絞盤設置在反應池的平臺上，驅動繩一端系在浮力驅動潷水器上，另一端系在潷水器驅動絞盤的繩輥上，潷水器驅動絞盤通過驅動繩將浮力驅動潷水器收起或放下。
2.如權利要求1所述射流驅動序批式生化反應器，其特徵在於，所述潷水器驅動絞盤中心設置了繩輥，通過支柱固定在平臺上，支柱上設置有鎖孔，鎖定杆插入鎖孔時，利用潷水器自重將驅動絞盤鎖定，驅動絞盤還設置有維持潷水器升降動程驅動繩穩定性的定位輪。
3.如權利要求1所述射流驅動序批式生化反應器，其特徵在於，所述反應池的下半部分填埋在地面下，反應池的側壁設置有排泥管。
4.如權利要求1所述射流驅動序批式生化反應器，其特徵在於，所述進水管上設置有進水閥和第一單向閥；潛水泵與射流器液體入口之間的連接管道上設置有第二單向閥。
【文檔編號】C02F3/12GK104386807SQ201410676477
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】朱祖柯, 秦環 申請人:南寧市桂合絲業有限公司環保節能科技研發中心