一种曝气氧化沟制造技术

一种用于污水处理装置中的微曝气氧化沟，池型为分隔或成首尾相接、并有进出水口的环形池，沟内安装有曝气装置，其由水中推进器和微孔曝气机构组成，水中推进器类似螺旋浆；微孔曝气机构又由鼓风机、连接管和至少两个微孔曝气头构成，微孔曝气头装在氧化沟底，为有进气口与连接管、鼓风机相接的密闭容器，在容器壁上开有众多的微孔与内腔相通。水中推进器可以较低的能耗实现全池混合液充分混合；鼓风机通过连接管向微孔曝气头送气、并在混合液中发生曝气，一则提高了气泡的表面积，二来池多深气泡历程也多深，也大大降低了能耗，同时从根本上解决占地大、能耗偏高的问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种曝气氧化沟，尤其是涉及一种用于污水处理装置中的微曝气氧化沟。
技术介绍
目前，大中型城市生活污水及工业废水的处理装置，在处理污水时以曝气氧化沟为核心，其可以方便地组合成AO或A2O微曝气氧化沟工艺，在去除有机污染物时，可一并达到除磷或脱氮或除磷脱氮之目的。曝气氧化沟处理污水工艺属于活性污泥污水处理法的一种实质是向污水中充入空气，空气中的氧被污水中的好氧微生物吸收，微生物在生长过程的同时降解水中有机污染物。该工艺是50年代初期开发的技术，发展迅速且不断创新，具有广阔的发展前景和竞争力。如今的氧化沟包括奥式(Orbal)、卡氏(Carrouse)，还有DE型及TE型等双沟式氧化沟，曝气氧化沟是封闭的“无头无尾”的反应器，其中装有被称作表面曝气机的曝气装置，故现有的氧化沟也被称为表面曝气氧化沟，其曝气方式(向污水中充入空气方式)为表面曝气，表面曝气机一般由曝气盘、转轴、电动机组成，曝气盘(现有的曝气盘为转刷、转蝶等形式)竖向安装在氧化沟的水面上，一半在水面上、一半浸入水中，转轴朝向氧化沟的水流方向，曝气盘两面开有许多不穿透孔穴且设置有许多凸块，当曝气盘转动时，一是推动氧化沟内的污水流动，二是在孔穴和凸块配合作用下，将空气带入污水中，也即使氧化沟内的混合液保持一定流速且及时充入足量的氧气，使空气在水面自上而下地复氧，通过强制性机械搅拌形式，使气泡与污水混和，实现气相至液相之间的传质，其动力效率一般为1.6～1.8kgO2/Kwh。表面曝气氧化沟工艺的搅拌推流通过表面曝气机带动上层液体而实现全池混合液混合，以使污泥不沉降，如中国专利公报公开的专利技术专利《污水处理氧化沟曝气设备》，适用于生活污水及各行业工业污水的生物处理。但表面曝气氧化沟的不足之处是由于采用的表面曝气装置是使空气在水面自上而下地复氧，搅拌推流亦是通过表面曝气机带动上层液体再推动中、下层液体从而实现全池混合液混合来使污泥不沉降，为使空气达到氧化沟混合液的下层及全池混合液混合，所需的能耗一般为5～8w/m3污水，所适应的混合液水深为3.5～4.5m。因而采用表面曝气机的曝气氧化沟能耗高、适用的混合液水深较浅、且占地面积大。
技术实现思路
本专利技术的目的，就在于提供一种耗能及占地面积少，并可适应较大深度的曝气氧化沟。为实现上述目的，本专利技术的曝气氧化沟池型被分隔或成首尾相接、并有进出水口的环形池，沟内安装有曝气装置，其特征是所述的曝气装置由水中推进器和微孔曝气机构组成，水中推进器安装在氧化沟中；微孔曝气机构又由鼓风机、微孔曝气头和连接管构成，微孔曝气头装在氧化沟底，其为有进气口与连接管相接的密闭容器，在容器壁上开有众多的微孔与内腔相通。在上述基础上，本专利技术还可做进一步的完善所述的曝气装置含至少两个水下推进器及微孔曝气头，各水下推进器及微孔曝气头在沟中间隔布置，即按曝气头布置区循环为由曝气区至非曝气区，然后又至曝气区再至非曝气区，如此循环；如此溶解氧(DO)的变化为DO升高后降低，然后又升高再降低，如此循环。本专利技术的有益效果由于水中推进器装在氧化沟中部或底部，可直接推动氧化沟中、下层液体流动，从而可以较低的能耗实现全池混合液充分混合来保证污泥不沉降；而采用鼓风机通过连接管向装在氧化沟底部的微孔曝气头送气、空气通过微孔曝气头的微孔冒出形成众多气泡并在混合液中发生曝气的方式，一则大大提高了气泡的表面积A，在池容积一定情况下，比表面积a也增长，二来气泡经历的过程是从池底至水面，即池多深气泡历程也多深，这也大大降低了能耗。以某城市5万m3/d生活污水处理厂为例，该工程采用的是A2O微曝氧化沟工艺，其流程如下污水经粗格栅后进入水泵站，水泵站出来后经细格栅及沉砂池，再经厌氧池、缺氧池及氧化沟后至沉淀池经沉淀后出水，其中氧化沟采用鼓风微孔曝气，沉淀池的回流污泥经污泥泵站后，部分回流到厌氧池，剩余污泥则进行脱水处理。广东省环境保护监测中心站对该工程的监测结果如下 经济指标电耗0.19Kwh/m3药耗0.38g/m3占地0.5m2/m3投资1200元/m3(圆林型)与表面曝气氧化沟工艺比较综合能耗降低30％，占地减少40％。用于处理城市生活污水，出水可稳定达到GB8978-1996一级标准，以10万m3/d规模为例，年节约电360万Kwh。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术结构原理俯视示意图。图2为埋在沟底的微孔曝气头结构剖视示意图。图3为布置在沟底的微孔曝气头结构剖视示意图。图中1环形氧化沟，2水下推进器，3微孔曝气头，4鼓风机，5连接管，6微孔曝气头微孔，7、8氧化沟进、出水口。具体实施例方式从图1及图2中可看到，本专利技术的曝气氧化沟1池型为首尾相接、并有进、出水口7、8的环形池，沟内安装有曝气装置，曝气装置由四个水中推进器2和微孔曝气机构组成，水中推进器2类似螺旋浆，安装在氧化沟中；微孔曝气机构又由鼓风机4、四个微孔曝气头3和连接管5构成，微孔曝气头3装在氧化沟底，其为一密闭容器，有进气口9与连接管5相接，连接管5的另一端与鼓风机4排气口相接，在微孔曝气头3壁上开有众多的微孔6与内腔相通。由于水中推进器装在氧化沟中部或底部，可直接推动氧化沟中、下层液体流动，从而可以较低的能耗实现全池混合液充分混合来保证污泥不沉降；而采用鼓风机通过连接管向装在氧化沟底部的微孔曝气头送气、空气通过微孔曝气头的微孔冒出形成众多气泡并在混合液中发生曝气的方式，一则大大提高了气泡的表面积A，在池容积一定情况下，比表面积a也增长，二来气泡经历的过程是从池底至水面，即池多深气泡历程也多深，这也大大降低了能耗。空气中的氧气溶解至水中，属气液互相之间的转移，符合“双膜理论”。根据双膜理论，氧气从气相进入液相必须通过气膜和液膜，克服两层膜的阻力。而推动力就是两相之间氧的浓度差。根据这一理论充氧速率的一般式为dc/dt＝kLa(Cs-C) (1)其中a＝A/V(2)kLa-----氧总转移分数A------气液接触面积V------曝气池水体积Cs-----氧在水中的容解度 C------氧在水中的浓度从上式可推出氧的传质总量为M=kLa(Cs-C)∫0tdt---(3)]]>M----传质总量t------气液双相接触时间由(3)式可知，在曝气过程中，气体与水接触形成气液界面，气体通过界面传到水中。而转移总量在气压、温度等一定条件下，主要取决于三个方面，即a(比表面积)、Cs-C(浓度梯度)与t(气液相的接触时间)。而本专利技术的污水处理装置在这三方面得到改进，从而提高了总转移氧量M，具体机理如下1、曝气方式本方案采用了微孔曝气方式。在所有曝气方式中，微孔曝气的氧利用率最大。它与其它曝气方式最显著的区别是通过微孔曝气头，产生大量的直径为1mm左右的微小气泡，这就大大提高了气泡的表面积A，在池容积一定情况下，比表面积a也增长。根据公式(3)，可知在kL、(Cs-C)、dt一定情况下，a越大，M也越大(即氧转移总量越大)。以穿孔曝气管为例作比较穿孔曝气管开孔4mm，产生的气泡直公式按4mm计，则微孔曝气产生的气泡(在同样气量下)比穿孔曝气管产生气泡的表面积将增大4倍，大大提高接触面积。具体计算如下以同样1M3空气计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝气氧化沟（１），池型为分隔或成首尾相接、并有进、出水口（７、８）的环形池，沟内安装有曝气装置，其特征是：所述的曝气装置由水中推进器（２）和微孔曝气机构（１０）组成，水中推进器，安装在氧化沟中；微孔曝气机构又由鼓风机（４）、微孔曝气头（３）和连接管（５）构成，微孔曝气头装在氧化沟底，其为有进气口与连接管相接的密闭容器，在容器壁上开有众多的微孔（６）与内腔相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：区岳州，叶向东，汪永红，
申请(专利权)人：广东省环境工程装备总公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]