本发明专利技术涉及一种包含pH调节的富氧曝气系统，包括曝气池，供气系统和控制系统。供气系统包括：气源，包括空气源和氧气源；和设置在曝气池中的注入装置，来自气源的气体通过注入装置注入到曝气池中。根据不同工艺需求，空气和氧气可预混合，再通过注入装置而注入到曝气池中，也可将空气和氧气分别通过注入装置而注入曝气池中。控制系统包括中心控制器、溶解氧监测和调节系统、pH监测和调节系统，通过对水中溶解氧水平、pH值水平的检测，中心控制器反馈调节氧气流量、pH调节器的操作。本发明专利技术的富氧曝气系统增强了氧气利用效率，可保持活性污泥工艺所需最佳溶解氧水平和pH值水平，提高了曝气系统处理负荷，运行成本上也是经济的。运行成本上也是经济的。运行成本上也是经济的。
【技术实现步骤摘要】
包含pH调节的富氧曝气系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种曝气系统及方法；更具体而言，本专利技术涉及一种用于废水曝气的包含pH调节的富氧曝气系统及方法。
技术介绍
[0002]城市废水处理已经成为越来越受关注的环保主题。城市产生的废水，包括生活废水、工业废水等，需要被处理为对环境水域不产生危害的排放物。城市废水中的生活废水和工业废水存在水力波动以及有机负荷不稳定的情况。
[0003]一种已知的城市废水处理方法是好氧生物处理法，其中，“曝气”是重要的工艺环节，其作用是向好氧池内充入氧气，从而使活性污泥中微生物发生生化作用；同时还要保证好氧池内活性污泥与污染物的充分混合，为微生物降解有机物提供有利的生化反应条件。
[0004]已经开发出了多种不同的曝气方法，包括空气曝气、纯氧曝气以及富氧曝气等。空气曝气法向曝气池注入空气；但该方法的水体饱和溶解氧浓度不高，氧气传质系数低，当污泥浓度较高时难以满足微生物对氧气的需求，从而制约反应器的处理能力和效率。纯氧曝气法向曝气池供入高纯度的氧，但纯氧曝气系统运行成本很高。因此，更为经济的曝气方法是富氧曝气法，该方法将纯氧与空气的混合物供应至曝气池，使得富氧气体中氧气分压大大高于空气中氧气的分压，显著提高氧气的转移速率，同时与纯氧曝气相比较，成本又大幅降低。
[0005]例如，现有技术CN203187457U公开了一种富氧曝气系统，其包括插入曝气池中的空气管路，气态氧通过空气输送管路连接到空气管路，第一在线仪表用于在线实时测量、收集鼓风系统空气管路内氧百分数数据，第二在线仪表用于在线实时测量、收集曝气池内溶解氧数据，第一、第二在线仪表分别连接逻辑运算器输入端，逻辑运算器输出端连接流量控制阀组及鼓风系统，所述逻辑运算器根据第一、第二在线仪表反馈的氧百分数和溶解氧信号调节流量控制阀组的开度。通过氧百分数和溶解氧双参数在线测量，实现了精确控制曝气系统内不同富氧率工况。
[0006]在曝气过程中，微生物分解水体中的有机物，从而释放出二氧化碳。与空气曝气相比，在富氧曝气中，进入水中的不溶解气体减少，导致所产生的二氧化碳向外排出的量降低，更大比例被溶解在水里，从而使得曝气池中的pH值平衡被破坏。
[0007]此外，现有富氧曝气系统仅考虑了将氧气和空气混合后注入曝气池中的情况，使用微气泡装置注入富氧混合气时，氧气在水中的传质效率提高，但是相较于空气曝气由于鼓风气量减少，曝气池中会存在混合不均匀的问题。
[0008]另外，不同生化工艺设计的曝气池存在流态差异，在非完全混合式曝气池中，可能仅有局部区域存在溶氧不足的问题。
[0009]因此，需要一种针对上述现有技术问题中的一个或多个有所改进的富氧曝气系统。
技术实现思路
[0010]本专利技术提供了一种包含pH调节的富氧曝气系统，其包括曝气池，供气系统和控制系统。供气系统包括：气源，包括空气源和氧气源；和设置在所述曝气池中的注入装置，来自气源的气体通过该注入装置而注入到曝气池中。控制系统包括中心控制器与pH监测和调节系统，其中pH监测和调节系统包括：与中心控制器联接的pH传感器，该pH传感器配置为检测曝气池中的pH水平；以及pH调节器；其中，中心控制器根据来自pH传感器的pH水平测量值指示pH调节器对曝气池中的pH水平进行调节。 这样的富氧曝气系统能够实时监测曝气池的pH值波动并及时响应进行调节，从而更精确及时地更新曝气池中的环境。
[0011]在一种优选的方案中，控制系统还包括：与中心控制器联接的溶解氧传感器，其配置成实时测量曝气池中的溶解氧水平，并将测得的溶解氧水平发送至中心控制器；和与氧气源连接的氧气流量控制阀组，用于调节来自氧气源的氧气流量；其中，中心控制器根据来自溶解氧传感器的溶解氧水平调节氧气流量控制阀组。
[0012]在一种进一步优选的方案中，中心控制器能够基于以下两个参数调节来自氧气源的氧气流量：来自溶解氧传感器的溶解氧水平；和来自pH传感器的pH水平测量值。
[0013]通过这样的设计，中心控制器能够根据曝气池中需要的pH值水平以及溶解氧水平需求，获得同时满足这两个条件所需的富氧气体氧气分压，并据此调节氧气流量控制阀组来控制氧气流量。
[0014]在一种优选的方案中，供气系统还包括与空气源和氧气源连通的混合室，来自空气源的空气和来自氧气源的氧气在混合室内混合，形成富氧气体，富氧气体通过注入装置注入曝气池中。
[0015]这样的混合室同时起到混合和缓冲的作用，使富氧曝气系统结构紧凑。
[0016]在一种进一步优选的方案中，控制系统还包括在供气系统中设置在混合室下游、注入装置上游，且与中心控制器联接的氧含量测量装置，其配置为实时测量来自混合室的富氧气体中的氧含量，并将测得氧含量发送至中心控制器；中心控制器能够进一步根据氧含量来调节氧气流量控制阀组。
[0017]通过同时对曝气池中的溶解氧与富氧气体中的氧含量进行实时测量，并基于这两个参数调节氧气流量，该系统实现对不同富氧率的精确控制，从而最大限度地提高富氧气体混合效率以及向废水中的氧气转移效率，提高富氧曝气系统对水力负荷和有机负荷波动的响应能力。
[0018]在另一种进一步优选的方案中，注入装置是设置在曝气池底部的微气泡装置，其构造为将来自混合室的富氧气体注入曝气池中。
[0019]在一种优选的方案中，注入装置包括与空气源流体连通的第一微气泡装置和与氧气源流体连通的第二微气泡装置，第一微气泡装置和第二微气泡装置设置在曝气池的底部，分别将空气和氧气注入曝气池中。
[0020]通过将空气源和氧气源分别通过注入装置而注入曝气池中，该方案更加具有针对
性和灵活性，可解决局部区域存在溶氧不足的问题，可以在提高曝气系统处理负荷的同时优化氧气的使用成本。
[0021]在一种优选的方案中，控制系统包括设置在曝气池中的搅拌器，中心控制器控制搅拌器的操作。
[0022]与位于曝气池底部的微气泡装置协作，搅拌器可以增加曝气动力，降低微气泡装置可能的堵塞带来的不利影响。中心控制器可以基于各种实时参数对搅拌器的操作进行控制，例如曝气池中的溶解氧水平、曝气池中的pH值水平以及富氧气体中的氧含量等。在搅拌器的辅助下，该方案进一步提升了氧气在水中的传质效率和充氧能力，解决了常规的富氧曝气系统由于鼓风气量减少在曝气池中可能存在的混合不均匀问题，从而提高富氧曝气系统的处理负荷。
[0023]在一种优选的方案中，注入装置包括：与空气源流体连通的第一微气泡装置，其设置在曝气池的底部，用于将空气注入曝气池中；喷嘴，其与所述氧气源流体连通，且通过循环混合装置与所述曝气池流体连通，来自所述氧气源的氧气与通过循环混合装置从曝气池抽入的加压液体在喷嘴中充分混合，所得的混合液被注入所述曝气池中。
[0024]通过使用这样的喷嘴和循环混合装置，曝气动力显著增加，氧气的注入的溶解效率更高，并且降低堵塞的风险。
[0025]循环混合装置、喷嘴以及曝气池底部的空气微气泡装置的组合将显著增加曝气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种包含pH调节的富氧曝气系统，包括：曝气池；供气系统，所述供气系统包括：气源，包括空气源和氧气源；设置在所述曝气池中的注入装置，来自所述气源的气体通过所述注入装置而注入所述曝气池中；控制系统，所述控制系统包括：中心控制器；pH监测和调节系统，包括：与所述中心控制器联接的pH传感器，所述pH传感器配置为检测所述曝气池中的pH水平；pH调节器；其中，所述中心控制器根据来自所述pH传感器的pH水平测量值指示所述pH调节器对所述曝气池中的pH水平进行调节。2.根据权利要求1所述的富氧曝气系统，其特征在于，所述控制系统还包括：与所述中心控制器联接的溶解氧传感器，其配置成实时测量所述曝气池中的溶解氧水平，并将测得的溶解氧水平发送至所述中心控制器；与所述氧气源连接的氧气流量控制阀组，用于调节来自所述氧气源的氧气流量；其中，所述中心控制器根据来自所述溶解氧传感器的溶解氧水平调节所述氧气流量控制阀组。3.根据权利要求2所述的富氧曝气系统，其特征在于，所述中心控制器能够基于以下两个参数调节来自所述氧气源的氧气流量：来自所述溶解氧传感器的溶解氧水平；和来自所述pH传感器的pH水平测量值。4.根据权利要求1
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3中的任一项所述的富氧曝气系统，其特征在于，所述供气系统还包括与所述空气源和所述氧气源连通的混合室，来自所述空气源的空气和来自所述氧气源的氧气在所述混合室内混合，形成富氧气体，所述富氧气体通过所述注入装置注入所述曝气池中。5.根据权利要求4所述的富氧曝气系统，其特征在于，所述控制系统还包括在所述供气系统中设置在所述混合室下游、所述注入装置上游，且与所述中心控制器联接的氧含量测量装置，其配置为实时测量来自所述混合室的富氧气体中的氧含量，并将测得氧含量发送至所述中心控制器；所述中心控制器...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑玉，王晶红，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：
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