一种有限空间高效充氧系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种有限空间高效充氧系统，其包括曝气池，所述曝气池内沿水流方向设置若干导流板，所述导流板将所述曝气池分为若干区域，所述若干区域内分别根据该区域的溶氧要求集中布置不同数量的曝气器，所述曝气器为旋切混流曝气装置，所述旋切混流曝气装置的出水口上方设置有导流切割器，所述导流切割器设置在所述中心进气管外部，并且所述导流切割器与所述出水口之间具有缓冲距离；所述导流切割器为倒置的圆锥体，并且其锥度为60‑65°。本实用新型专利技术解决了实际工程中好氧池内曝气不均、总体溶氧效率低、池体污泥淤积、曝气器容易脱落、堵塞、老化、氧利用效率下降快、管理维护不便、成本高等问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及污废水处理
，特别涉及一种用于曝气的有限空间高效充氧系统。
技术介绍
好氧生物处理工艺在各类工业废水和城市生活污水处理工程中应用广泛。曝气是其关键的工艺环节，通过曝气设备实现向污水中充氧，为好氧微生物分解有机物提供氧气并维持好氧微生物的活性，另外，曝气也起到搅拌混合的作用，保证活性污泥、溶解氧、有机污染物三者的充分接触，提高污水处理效果。鼓风曝气是国内主流采用的曝气方式，由鼓风机、空气扩散装置和空气输送管道组成。根据产生的气泡大小，空气扩散装置可分为微气泡扩散装置、中气泡扩散装置和大气泡扩散装置。理论上，气泡越小，气液接触面积越大，氧利用率越高，所以目前膜片式微孔曝气装置以其高利用率得到了广泛应用。然而，现有曝气设备在实际运行过程中却不可避免的出现好氧池内曝气不均匀，总体溶氧效率低，池底污泥淤积厌氧化，因曝气器的脱落、堵塞、老化等导致的氧利用率急速下降、高能耗、高运行成本等问题。目前多数好氧处理单元采用鼓风曝气，膜片式曝气器为散气装置。图1为曝气系统示意图，加压空气由鼓风机30提供，空气输送管道起到输送和配气的作用，均匀固定安装在曝气池底部的散气装置40是整个曝气系统的关键部位，它的作用是将鼓风机所提供的压缩空气分散成尽可能小的气泡，以增大空气和混合液的接触界面，促进空气中的氧气溶解到水中的传质过程。现有曝气系统实际应用中存在以下问题：1.曝气器多采用满池均匀布置的方式，而实际污水处理过程中，沿曝气池水流方向，污染物浓度逐渐降低，均匀布气会导致曝气池前端曝气不足，末端过量，为保证曝气均匀而需要加大曝气量，导致运行成本增加；2.现有曝气系统溶氧效率总体而言并不高，曝气系统使用的膜片式曝气器形成的气泡很小，虽增加了气液接触面积，但由于气泡尺寸越小，气泡运动速度越慢，无法形成水流，对池内混合液的扰动作用不强，最终减弱了氧传质过程，另外仅向上的单向曝气方式也导致对池底污泥的搅动效果很差，致使池底污泥厌氧化；3.曝气器固定在池底，且在运行过程中容易脱落，导致局部泄气，最终可能导致曝气系统崩溃，更换维护时必须停产抽干后作业；4.膜片式曝气器的膜孔小，空气流动阻力大，引起压力损失增大，相应能耗上升；5.膜片式曝气器的膜片所用橡胶材质易老化，使用寿命较短，一般为3年，膜片老化撕裂后曝气效率急剧下降，产生局部泄压，膜孔易堵塞，尤其应用在高浓度、高悬浮物、高硬度或易结垢的污水中，清洗检修维护困难；6.曝气器脱落、老化、易堵等缺点都导致了维护成本上升，增加了污水处理运行成本，甚至直接影响污水处理工艺的正常运行。
技术实现思路
本技术提供一种有限空间高效充氧系统，以解决实际工程中好氧池内曝气不均、总体溶氧效率低、池底污泥淤积、曝气器容易脱落、堵塞、老化、氧利用效率下降快、管理维护不便、成本高等问题。本技术的技术方案如下：一种有限空间高效充氧系统，其包括曝气池，所述曝气池内沿水流方向设置若干导流板，所述导流板将所述曝气池分为若干区域，所述若干区域内分别根据该区域的溶氧要求集中布置不同数量的曝气器；所述曝气器为旋切混流曝气装置，所述旋切混流曝气装置主要由外筒、中心进气管、顺向旋流板、逆向旋流板、分流器组成，所述外筒的下部为进水口，上部是出水口，所述中心进气管竖直内置于所述外筒并且其上部具有进气口、下部具有出气口，所述顺向旋流板和逆向旋流板与所述中心进气管固定，所述顺向旋流板和所述逆向旋流板之间具有缓冲空间；所述分流器固定在所述中心进气管的底部并使从所述中心进气管底部排出的气体向四周排出；所述旋切混流曝气装置的出水口上方设置有导流切割器，所述导流切割器设置在所述中心进气管外部，并且所述导流切割器与所述出水口之间具有缓冲距离；所述导流切割器为倒置的圆锥体，并且其锥度为60-65°。本技术通过在曝气池内加设导流板，使得污水形成合适的流速，并延长水力停留时间，同时将曝气池分割成几个区域；并且，在每个区域内集中布置不同数量的曝气器，可以使沿水流方向形成曝气区与缓冲区间隔分布。曝气器集中布置的设置方式与曝气器均匀布置的设置方式相比，曝气器集中布置使沿水流方向形成曝气区与缓冲区间隔分布，曝气区的溶解氧浓度相对较高，缓冲区的溶解氧相对较低，在水流的推动下，高溶氧区的水很快流向低溶氧区，利用溶氧浓度的高低差，造成较大的溶氧浓度梯度分布，提高了氧的传递速率，大大增加充氧能力。在本技术中，可以通过顺向旋流板和逆向旋流板的叶片角度的设计使得水流形成旋流。设置所述分流器使气体从进气管的周边向外呈一个扩大的角度流出可以增加气体和水的混合面积。其中，旋切混流曝气装置的中心进气管竖直内置，使得设备结构更简化，空气流动更顺畅，并且通过设置中心进气管作为气体输送装置并将其下部作为出气口和曝气口，使设置大口径曝气口成为可能；同时，分别包括具有角度的多个叶片的顺向旋流板和逆向旋流板具有剪切、旋流的作用，可形成强烈紊流；特殊的结构设计使得该旋切混流曝气装置运行时，可提高周边混合液的湍流程度，并对池底污泥形成强力搅动作用，避免出现污泥厌氧，大大强化氧传质过程，在以该曝气器为中心的有限空间内实现高效充氧。此外，本技术的旋切混流曝气装置通过上述结构的设置使其内无易损部件，运行过程中各部件不会出现脱落的情况，旋切混流曝气装置性能稳定，运行故障极少，基本能实现免维护。本技术设置了导流切割器，并首次认识到导流切割器的锥面对氧利用效率和充氧效果具有重要作用，并且进一步的通过设置导流切割器，使其具有适宜角度的锥面，从而能够适应气液固三相混合液的流动，进而发挥其导流、扩散的功能。在本技术的优选实施方式中，在至少一个所述区域的垂直方向上，所述曝气器分层布设。因此，曝气器分层布设可以仅在一区域设置，或仅在其中一些区域设置，或全部区域均设置。曝气器在垂直方向上分层布设，一方面使得垂直方向曝气均匀，解决了现有曝气器产生的气泡在上升过程中不断变大，氧传质效率减弱的问题，另一方面也大大增强水流混合作用。在本技术的优选实施方式中，所述旋切混流曝气装置的外筒下部的进水口为喇叭状进水口。喇叭状进水口设计，有利于水流循环。在本技术的优选实施方式中，所述顺向旋流板和所述逆向旋流板间隔设置，实现进入其中的水流的旋流上升。在本技术的一优选实施方式中，所述顺向旋流板和逆向旋流板的叶片上分别分布有多个碰撞头。叶片上碰撞头的设计可形成大量微小气泡。在本技术的优选实施方式中，所述导流切割器的外表面分布有多个切割构件，该些切割构件相对于所述导流切割器的角度为90-100°，所述切割构件的长度为3-5cm。本技术首次认识到导流切割器外设置的切割构件相对于导流切割器锥面的角度和切割构件的长度对氧利用效率和充氧效果具有重要作用，并且进一步的通过设置所述切割构件，使其具有适宜的角度及长度，并经实验验证该角度和长度能够实现切割构件对气液固三相混合液的切割。上述的具有切割构件的导流切割器能够对气水混流实现二次导流、切割、扩散，经试验验证，该结构可有效提升曝气设备的充氧能力，与未设置导流切割器和切割构件的旋切混流曝气装置相比，该旋切混流曝气装置的充氧能力可提升1.25倍以上。在本技术的一实施例中，所述旋切混流曝气装置的中心进气管通过法兰与外部空气管路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有限空间高效充氧系统，其特征在于，包括曝气池，所述曝气池内沿水流方向设置若干导流板，该些导流板将所述曝气池分为若干区域，所述若干区域内分别根据该区域的溶氧要求集中布置不同数量的曝气器；所述曝气器为旋切混流曝气装置，所述旋切混流曝气装置主要由外筒、中心进气管、顺向旋流板、逆向旋流板、分流器组成，所述外筒的下部为进水口，上部是出水口，所述中心进气管竖直内置于所述外筒并且其上部具有进气口、下部具有出气口，所述顺向旋流板和逆向旋流板与所述中心进气管固定，所述顺向旋流板和所述逆向旋流板之间具有缓冲空间；所述分流器固定在所述中心进气管的底部并使从所述中心进气管底部排出的气体向四周排出；所述旋切混流曝气装置的出水口上方设置有导流切割器，所述导流切割器设置在所述中心进气管外部，并且所述导流切割器与所述出水口之间具有缓冲距离；所述导流切割器为倒置的圆锥体，并且其锥度为60‑65°。

【技术特征摘要】
1.一种有限空间高效充氧系统，其特征在于，包括曝气池，所述曝气池内沿水流方向设置若干导流板，该些导流板将所述曝气池分为若干区域，所述若干区域内分别根据该区域的溶氧要求集中布置不同数量的曝气器；所述曝气器为旋切混流曝气装置，所述旋切混流曝气装置主要由外筒、中心进气管、顺向旋流板、逆向旋流板、分流器组成，所述外筒的下部为进水口，上部是出水口，所述中心进气管竖直内置于所述外筒并且其上部具有进气口、下部具有出气口，所述顺向旋流板和逆向旋流板与所述中心进气管固定，所述顺向旋流板和所述逆向旋流板之间具有缓冲空间；所述分流器固定在所述中心进气管的底部并使从所述中心进气管底部排出的气体向四周排出；所述旋切混流曝气装置的出水口上方设置有导流切割器，所述导流切割器设置在所述中心进气管外部，并且所述导流切割器与所述出水口之间具有缓冲距离；所述导流切割器为倒置的圆锥体，并且其锥度为60-65°。2.如权利要求1所述的有限空间高效充氧系统，其特征在于，在至少一个所述区域的垂直方向上，所述曝气器分层布设。3.如权利要求1所述的有限空间高效充氧系统，其特征在于，所述旋切混流曝气装置的外筒下部的进水口为喇叭状进水口。4.如权利要求1所述的有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东曙，杨逢午，邱立俊，李文贞，
申请(专利权)人：上海世渊环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31