一种污水生物处理的曝气方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种污水生物处理的曝气方法与装置，通过中空纤维膜曝气与通过曝气孔曝气这两种方式交替进行或同时进行，或通过中空纤维膜曝气与通过生物处理池底部射流曝气这两种方式交替进行或同时进行；实现所述污水生物处理的曝气方法的装置，包括生物处理池、鼓风机、中空纤维膜曝气器、曝气孔曝气器和曝气调节控制器；中空纤维膜曝气器和曝气孔曝气器置于生物处理池内，其气体入口均与鼓风机侧相连接；曝气孔曝气器的入口管道上设置有阀门，其开启与开度大小由曝气调节控制器控制。本发明专利技术既提高了氧气利用率，减少曝气的空气用量，又能实现污水与微生物的良好混合，达到良好的污水处理的同时降低了运行成本和设备投资。

Aeration method and device for wastewater biological treatment

【技术实现步骤摘要】
一种污水生物处理的曝气方法与装置
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种污水生物处理的曝气方法与装置。
技术介绍
中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺等为原料加工而成的中空内腔纤维丝，是具有选择性渗透特性和自支撑作用的膜。使用中空纤维膜曝气在很多方面优于其他工艺，如运行中无噪音，操作简单，尤其是氧利用率高。中空纤维膜能实现高效率供氧，其原因在于它能实现无泡曝气。无泡曝气也叫无泡供氧，是将外加空气或纯氧连续通入中空纤维膜的管腔中，水在管外流动，保持气压低于泡点(即在曝气过程中产生肉眼可见的气泡时的最低压强)，在膜两侧的氧分压的推动下管腔内的氧透过膜壁或膜壁上的微孔直接扩散进管外的水体中的供气方式。氧气在膜内被高度分散，因此氧的利用率很高。而采用传统的曝气孔曝气等方法的污水处理厂的很大成本用于曝气。这是因为传统的曝气孔曝气方法的氧气利用率很低。但是传统的曝气方法除了具有提供氧气的功能之外，还具有对生物处理池内水体进行搅拌，使微生物与污水能够很好地混合接触的功能。如何在保证生物处理池内供氧充分和搅拌充分的前提下降低曝气成本一直是科研人员希望解决的一个技术难题。本专利技术对供氧和搅拌之间的要求与差距进行了深入研究，期待既利用传统曝气孔的搅拌优势，又能减少空气的用量，从而用更高效的充气与搅拌的耦合，达到搅拌和充氧的目的，为污水处理提供一种新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低成本高效供氧且具有搅拌功能的曝气方法与装置。通过中空纤维膜曝气和曝气孔曝气等的联用，实现低成本高效供氧同时对生物处理池内水体具有搅拌作用。本专利技术的技术采用如下方案实现：一种污水生物处理的曝气方法，向生物处理池的供氧是通过如下方法实现：通过中空纤维膜曝气与通过曝气孔曝气这两种方式交替进行或同时进行，或通过中空纤维膜曝气与通过生物处理池底部射流曝气这两种方式交替进行或同时进行，或上述所述方法的组合。进一步的说，所述方法，在所述两种曝气方式交替进行的情况下，通过中空纤维膜曝气时间长于其他方法的运行时间。进一步的说，所述方法，在所述中空纤维膜曝气与曝气孔曝气两种曝气方式同时进行的情况下，通过曝气孔曝气的气量是单纯曝气孔曝气所用气量的1/3以下，如果是中空纤维膜曝气与射流曝气两种曝气方式同时进行的情况下，通过射流曝气的气量是单纯射流曝气所用气量的1/3以下。进一步的说，所述方法，在所述中空纤维膜曝气与曝气孔曝气或射流曝气方式交替进行的情况下，通过曝气孔曝气或射流曝气均是在生物处理池不同位置间交替进行的。进一步的说，所述方法，中空纤维膜曝气与曝气孔曝气或射流曝气方式交替进行的情况下，在微生物污泥和污水的泥水混合物的表层，出现明显的上清液层后，5分钟之内启动曝气孔曝气、或射流曝气，并且运行时间控制在45秒钟之内。进一步的说，所述方法，所述中空纤维膜为对氧气具有增浓作用的增氧膜。进一步的说，实现所述污水生物处理的曝气方法的装置，至少由生物处理池、鼓风机、中空纤维膜曝气器、曝气孔曝气器和曝气调节控制器组成；中空纤维膜曝气器和曝气孔曝气器置于生物处理池内，其气体入口均与鼓风机侧相连接；曝气孔曝气器的入口管道上设置有阀门，其开启与开度大小由曝气调节控制器控制。进一步的说，实现所述污水生物处理的曝气方法的装置，至少由生物处理池、鼓风机、中空纤维膜曝气器、射流曝气器和曝气调节控制器组成；中空纤维膜曝气器和射流曝气器置于生物处理池内，其气体入口均与鼓风机侧相连接；射流曝气器的入口管道上设置有阀门，其开启与开度大小由曝气调节控制器控制。进一步的说，实现所述污水生物处理的曝气方法的装置，所述中空纤维膜曝气器为底端固定在配气管上的中空纤维丝，并从配气管向中空纤维膜内供应空气，流经中空纤维丝内从中空纤维膜侧壁的微细孔进入水中，中空纤维丝底端以外部分均可自由摆动，中空纤维丝中空通道顶端口径缩小或顶端通道口完全密封。进一步的说，实现所述污水生物处理的曝气方法的装置，所述中空纤维膜曝气器的中空纤维丝用疏水材料制成。进一步的说，实现所述污水生物处理的曝气方法的装置，所述曝气孔曝气器采用曝气盘的情况下，单个曝气孔曝气器的曝气直径小于80mm,相邻曝气孔曝气器边沿间距大于600mm，曝气孔曝气器采用管式曝气器的情况下，管直径小于40mm，相邻管式曝气器边沿间距大于2000mm。具体说明如下：依靠微生物的生化能力处理污水的过程中，需要给微生物提供氧气，并使微生物与污水能够充分接触。传统的曝气方式多采用曝气孔曝气或射流曝气，曝气孔曝气是压缩空气通过曝气头(或称曝气盘)上所开的小孔，或圆管上开孔的穿孔曝气管上所开的小孔，以气泡方式进入污水中，并向上流动，从而对污水溶解氧气并形成泥水混合液的搅动和混合；射流曝气是利用污水的流体动力通过射流曝气器将空气吸入(从大气中吸入空气或吸入压缩空气)形成气液混合流导入曝气池,以增加液体中氧含量和起到搅拌混合作用。这些方法既能提供氧气，也能通过气泡的上升作用，实现污水的搅拌，达到微生物与污水的良好的接触和接触面更新，成为了污水好氧处理的主流方法。但是传统的曝气方式会产生大量空气泡，空气泡中的氧气一部分会溶解在水中，大部分会随气泡上升逃逸到大气中，导致氧利用率很低，造成曝气成本高的问题。而中空纤维膜能实现无泡曝气，在中空纤维膜两侧的氧分压的推动下管腔内的氧透过膜壁或膜壁上的微孔直接扩散进管外的水体中，即无泡曝气克服了逃逸损失的缺点，能提高氧气的利用率。通过中空纤维膜曝气与通过曝气孔曝气等方式交替或/和同时进行，可由中空纤维膜曝气实现氧利用率的提高，通过曝气孔曝气实现微生物与污水的混合，达到处理效果与节能的同时实现。中空纤维膜的无泡曝气能在不产生肉眼可见的气泡的情况下，直接把氧气溶解到水中，所以具有能耗低、曝气效率高和氧利用率高的优点。但无泡曝气往往不能形成水流的移动，容易造成微生物污泥的沉降，不利于微生物集合体的污泥和颗粒污染物的上浮及水体内的传质过程发生，影响污水处理效果。而传统的曝气孔曝气或射流产生的气泡有助于污泥与污染物的上浮和水体内的传质过程发生。大气泡上升时能形成紊流并剧烈地翻动水面，从而加强了气泡液面层的更新和从大气中吸氧的过程。气泡上升时能形成的紊流也使微生物与溶解氧和污水中的污染物三者之间的接触更频繁，促进了微生物利用溶解氧和分解污水中的污染物的效率提高。中空纤维膜曝气与曝气孔曝气或射流方式交替进行的方式下，以中空纤维膜曝气为主，中空纤维膜曝气时间长于曝气孔曝气时间。通常，曝气孔曝气或射流曝气要在污泥沉降发生(微生物污泥和污水的泥水混合物的表层，出现明显的上清液层)后，5分钟之内启动曝气孔曝气或射流曝气，曝气孔曝气或射流曝气控制在45秒之内。这样污泥中的微生物既能高效率地利用氧气对周围的污染物进行分解，又不会出现污染物分解完毕而无污染物可分解的低效率情况，还可避免需要微生物分解的污染物足够，却频繁曝气孔曝气的情况。曝气孔曝气的气量大，搅拌和混合能力很强，所以，只要有15秒钟以上的曝气搅拌就能使其混合，控制在45秒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污水生物处理的曝气方法，其特征在于：向生物处理池的供氧是通过如下方法实现：/n通过中空纤维膜曝气与通过曝气孔曝气这两种方式交替进行或同时进行；/n或通过中空纤维膜曝气与通过生物处理池底部射流曝气这两种方式交替进行或同时进行；/n或上述所述方法的组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种污水生物处理的曝气方法，其特征在于：向生物处理池的供氧是通过如下方法实现：
通过中空纤维膜曝气与通过曝气孔曝气这两种方式交替进行或同时进行；
或通过中空纤维膜曝气与通过生物处理池底部射流曝气这两种方式交替进行或同时进行；
或上述所述方法的组合。


2.如权利要求1所述方法，其特征在于：在所述两种曝气方式交替进行的情况下，通过中空纤维膜曝气时间长于其他方法的运行时间。


3.如权利要求1所述方法，其特征在于：在所述中空纤维膜曝气与曝气孔曝气或射流曝气方式交替进行的情况下，通过曝气孔曝气或射流曝气均是在生物处理池不同位置间交替进行的。


4.如权利要求1或3所述方法，其特征在于：中空纤维膜曝气与曝气孔曝气或射流曝气方式交替进行的情况下，在微生物污泥和污水的泥水混合物的表层，出现明显的上清液层后，5分钟之内启动曝气孔曝气、或射流曝气，并且运行时间控制在45秒钟之内。


5.如权利要求1所述方法，其特征在于：在所述中空纤维膜曝气与曝气孔曝气两种曝气方式同时进行的情况下，通过曝气孔曝气的气量是单纯曝气孔曝气所用气量的1/3以下；如果是中空纤维膜曝气与射流曝气两种曝气方式同时进行的情况下，通过射流曝气的气量是单纯射流曝气所用气量的1/3以下。


6.实现权利要求1所述污水生物处理的曝气方法的装置，其特征在于：至少由生物处理池、鼓风机、中空纤维膜曝气器、曝气孔曝气器和曝气调节控制器组...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书廷，曾锐，王宇乾，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12