污水处理过程综合节能方法，涉及的污水环流式曝气方法是指动力设备使水池内产生足够速度的环流，空气从表层进入环流中，接着随环流下向流进入深层实现曝气。涉及的立体分布式生物滤池是指大量中空生物菌滤管组成生物滤床使污水通过管壁时实现低阻力通流的生化反应，可简化反冲洗。涉及的立体分布式污泥脱水器是指大量滤管分布于脱水器内部，通过泵压实现大面积低阻力污泥脱水。整体方案可以取代鼓风机曝气，降低了污水生化与污泥脱水能耗，实现综合节能，可以推广到水池养殖曝气、物料湿法加气浮选及纸浆等含水物脱水等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水环流式曝气方法与立体分布式生物滤池处理方法以及立 体分布式污泥脱水方法，应用于污水曝气生物滤池生化处理和污泥脱水等领 域，也可以推广到水池养殖曝气供氧、物料湿法加气浮选、及纸浆等含水物 的脱水等领域及其它类似的气液之间或固液之间的物理或生化反应领域。技术背景目前，污水处理等领域一般都采用鼓风机从底层曝气，风机用电是污水 处理运行成本最高的环节，也是最大噪声污染源。其中，生物滤池法的污水 处理工艺正在以其污水处理周期短，出水质量好占地面积小等优势正在被更 多的污水项目采纳，但是生物滤池必须在原生污水投入大量药剂絮凝过滤后 才能正常工作，而且滤床厚度大，滤水阻力大，反冲洗需要较大压力耗电多，一般反冲洗系统比较复杂；膜生物法采用生物膜可以很好隔离与过滤污水， 滤后水可以直接达标，是被普遍看好的工艺，但是投资大而且过滤需要压力 能耗也比较大，反冲洗系统也比较复杂。专门用于曝气的气液混合泵，是采用专门结构叶轮并且在叶轮高速旋转 时使气液深度混合，气泡细密， 一般适合用于小型水处理系统，大型污水^ 目很少用。在污泥等含水物脱水方面先进的离心脱水机虽然脱水效果较好但投资与 耗电都比较大，其它脱水技术要么脱水效果差要么耗电多，缺少脱水效果好 的节能技术与产品。
技术实现思路
本专利技术的目的采用环流式污水曝气方法取代鼓风机曝气，大幅度节能 降耗；采用立体分布式通流工艺减小生物滤池通流阻力，使生物滤池更适合 环流式曝气，同时简化反冲洗系统；将立体分布式通流方法用于污泥等含水 物的脱水，从而大幅度的实现污水处理全面节能，并将这样的节能技术向其 它相关领域推广。本专利技术的技术方案所谓旋流式污水曝气方法是指在水泵或转轮等动力 设备的作用下，使水池内产生足够速度的环流，空气通过进气装置先进入靠 近液面的环流中，接着随环流下向流进入深层使整个水池实现曝气。 一般进 气装置采用能产生微小气泡的曝气头，曝气头在液流靠近液面的位置合理布 置后就会因其阻力使液流在其后产生真空抽气，使大量微小气泡进入旋流。 也可以由普通进气通道使空气进入泵入口，由高速叶轮将气泡"搅碎"混合 进入环流曝气。理论上，可以采用任何类型水泵或类似水泵的动力装置， 一般采用普通 轴流泵更合适，也可以是液流推进器、离心叶轮或由多个浆板组成的转轮等 "特殊的水泵"，简单节能。对于普通生物滤池，因为生物滤床的整体滤层不能形成完整的环流状态， 为了实现其节能曝气，这里提出采用立体分布式通流方法的低阻力生物滤池。 一种方案是将一定数量的中空生物菌滤管组成生物滤床，污水从生物滤管外 通过管壁进入管内的过程中完成生化反应，净化后的水在生物菌滤管中汇聚 到排水管排出，或者相反。生物菌滤管的结构是直接用适合附着生物菌膜的 多孔材料制成中空管，或者采用在双层同心滤管的夹层内填充了可附着生物 菌膜的多孔填料。另一种方案是在填满滤料的生物滤床中布置了污水进水滤 管和排水滤管，污水从布满网眼的进水管横向(与管路垂直)穿过生物滤料 层进入排水管，大量的进水管与排水管互相分隔布置后就同样形成新的生物 滤床。这两种方式形成的生物滤池基本原理是一样的，就是通过构成立体分布 通流方式最大程度缩短通流距离，增大通流面积减小通流阻力。举例说明， 如果将同等数量的滤料做成普通生物滤床与立体分布通流方式生物滤床，在生态环境相同的情况下，滤料中分布的生物菌数量基本相同，对污水的处理 能力相同，只是后者因为管道占用空间，整体体积一般要比前者大。可是， 虽然体积增大却为减小通流阻力创造了灵活的条件，因为只要满足强度，同 等处理量的前提下管径设计的越小，滤管就可以布置的越多，间隔的滤料层更薄，通流面积更大流速更小，通流阻力就会以几何级数的规律减小(因为 一般情况流体受到的阻力不仅与流体流通厚度正比与流速的平方成也成正 比)。立体分布通流式生物滤床(或称立体分布式生物滤床)将流通阻力大幅 度减小，不仅方便采用环流式曝气，而且使反冲洗的阻力变小，时间缩短， 更有利于节能设计。将生物滤管换成普通脱水用滤管就可以将立体分布通流式节能原理用于 污泥脱水，也可以用于纸浆等其它含水物料的脱水，节能且反冲洗容易。总之，从污水曝气到生化处理再到污泥脱水，经过本专利技术的全面实施将 使污水处理整个过程实现大幅度节能降耗，并且其节能原理可以向其它类似 领域推广。本专利技术的优点1. 环流式污水曝气方法利用了环流消耗很少动力就可以连续循环流 动的特点，将靠近液面"吸入"的大量微小气泡带到池底，并利用气泡从池 底上升时产生上升的环流动力，因此是一种非常节能的曝气方法，相比之下， 目前普遍采用的池底有压气源曝气气压必须克服曝气池静压，同时鼓风机效 率损失很大，电机功率总是很大。2. 可以取代鼓风机曝气，实现大幅度节能与消除噪声污染，虽然维持 环流也需要消耗动力但比起曝气鼓风机的耗电显然要小的多。3. 采用立体分布式生物滤池，使污水通流阻力大幅度减小，使反冲洗 变得更容易，减少设备投资，而且这样的结构既适合于好氧曝气的生化过程， 也适合于厌氧生化过程。4. 采用立体分布式脱水技术使污泥脱水更节能，设备投资更小，并且 可用于其它含水物料的脱水。5. 有利于污水处理全过程的综合节能，甚至有利于将厌氧区布置于曝 气池底部区域节约用地。其原理可以推广到水池养殖曝气供氧、物料湿法加 气浮选、及纸浆等含水物的脱水等领域及其它类似的气液之间或固液之间的物理或生化反应领域，如化工及食品加工。 附图说明图1是活性污泥法氧化沟采用环流式曝气方法原理图，动力装置采用轴 流水泵。图中箭头表示环流方向或转轮旋转方向，以下同。图2是动力装置转轮布置在不同位置的两种环流式曝气方法原理图。 图3是采用卧式圆筒或圆槽形曝气池，动力装置采用单转轮与双转轮的 两种情况。图4是三种立式圆筒形氧化沟采用环流式曝气方法原理图，A是以轴流泵 为动力，B是以池底转轮为动力并且中间有导流筒，C是以大型转轮为动力不 需导流筒。图5是生物滤池采用环流式曝气方法原理图。图6与图7是两种不同分布方式的生物菌滤管组成的立体分布式生物滤 池原理图。图8是立体分布式生物滤床滤料中滤管分布图。为直观，图中圆管表示 进水管路方管表示排水管路，箭头表示滤料中水流方向。图9是圆环状的立体分布式生物滤床布置原理图，即进水通道与排水通 道同轴立式筒状布置。图IO是矩形立体分布式生物滤床布置俯视图，即进水通道与排水通道立式并列相隔布置。图11是采用环流式曝气的活性污泥氧化池增设立体分布式生物滤床的原 理图，图12是其平面流程简图。图13是环流式深井曝气系统增加立体分布式生物滤床的原理图。图14是一种采用立体分布式生物滤床结构的转轮，滤后净水由径向导流 管汇集到空心轴管内，由轴管排出。图15是一种立体分布式污泥过滤脱水器。具体实施方式实施例1:如附图1所示，污水池采用环流式曝气，工作时电机1带动轴流泵叶轮4转动使液流向下流动，由导流通道5导流，液流经池底从右边上 升到液面，进而回流到轴流泵入口在池内形成一个整体的立体环流。在轴流泵入口处靠近液面的位置装有曝气头3，多个曝气头的组合对轴流泵入口形成 一定的阻力使泵入口产生真空，空气经进气管2再经过曝气头分布的微细孔被吸入泵内，以大量微小气泡的形态进入液流进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环流式液体曝气方法，应用于污水处理、鱼池养殖、物料湿法气浮分选及其它类似的气液之间物理或生化反应领域，其特征是：通过水泵或其它动力装置使水池内液体产生环流，气流由进气装置导入液流并且随后进入环流下向流中随环流扩散实现液流曝气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉良，
申请(专利权)人：张玉良，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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