CN102398988B - 污泥减量化高效生化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥减量化高效生化处理装置。包括氧气罐和空气进管，其特征是由变频高压泵或隔膜泵的一端与低压溶氧进管的一端相连，另一端与伸入到压力罐内部的高压溶氧出管相连，所述的压力罐内的高压溶氧出管末端上安装有扁形喷嘴,压力罐的底部通过超微气泡溶氧出管与射流器相连，射流器通过布水管与生物流化床相连，生物流化床上部安装有过滤、阻挡或扫落装置，过滤、阻挡或扫落装置上部设有齿形出水堰，齿形出水堰通过出管与沉淀池连接。本发明能够保持较高浓度的活性生物量，大大提高污水的去除能力，降低污泥的产生量，对各种污水处理均有显著效果，设备简单，投资成本低于现行污水处理设施，具有广泛的社会效益和经济效益。

Description

污泥减量化高效生化处理装置

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种污泥减量化高效生化处理装置。

背景技术

在现代污水处理中，生物处理法是使用最广泛的方法之一，生物流化床是70年代开始应用于污水处理的一种高效的生物处理工艺。传统的好氧生物处理法由于其供氧能力受到限制，使微生物浓度和处理效率受到限制，并产生大量剩余污泥，污泥处置已从过去仅仅作为污水处理的一个单元，发展成了污水处理厂不得不考虑的重要环节。微生物对有机物的降解过程实质上就是对氧的利用过程，溶解氧在好氧生物处理法的运行中是一个重要的控制参数，反应池中溶解氧浓度的高低直接影响着有机物的去除效率和活性污泥的生长。通过提高水中的溶解氧，来保持生物膜的活性，抑制厌氧膜的增殖，保持较高浓度的活性生物量，减少生物膜脱落而产生活性污泥。因此，反应池水体的溶解氧高低直接影响着有机物的去除效果及活性污泥的产率，而通过普通曝气的方法不能完全发挥氧气与水体的溶解效果，并且氧气容易溢出水面释放到空气中，导致氧气利用率不高，溶氧效率低，只能提高水中20%的溶解氧，使得供氧速率不能满足微生物对氧的要求，致使停留时间长、去除效率低、容积负荷低、污泥产率高。

发明内容

本发明的目的在于解决传统水处理工艺曝气溶氧效率低、污泥产生率高及生物填料处理

效果不高的问题，针对目前传统水处理工艺存在的不足，提供一种污泥减量化高效生化处理装置。它具有占地面积小，投资少、运行费用低，装置简单可靠、稳定的特点。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种污泥减量化高效生化处理装置，包括氧气罐和空气进管，其特征是由变频高压泵或隔膜泵的一端与低压溶氧进管的一端相连，另一端与伸入到压力罐内部的高压溶氧出管相连，所述的压力罐内的高压溶氧出管末端上安装有扁形喷嘴；压力罐的底部通过超微气泡溶氧出管与射流器相连，射流器通过布水管与生物流化床相连，生物流化床上部安装有过滤、阻挡或扫落装置，过滤、阻挡或扫落装置上部设有齿形出水堰，齿形出水堰通过出管与沉淀池连接。

所述的低压溶氧进管连接氧气罐和空气进管，氧气进管装有进气阀门和空气进管上装有进气阀门；

所述的扁形喷嘴安装角度范围是0～360°，垂直朝上角度效果为最佳；

所述的压力罐13的顶部设有压力表，外部设有液位计，底部设有排污管；

所述的超微气泡溶氧出管的一端伸入到压力罐的底部中，另一端的末端设有阀门；

所述的布水管上设有一个或一个以上的分支布水管，布水管上装有调节阀，分支布水管上装有调节阀，并由生物流化床的上部伸入到底部；

所述的生物流化床内部装有生物填料，生物填料是多孔性生物载体填料硅藻土。

由于采用了上述技术方案，本发明能够保持较高浓度的活性生物量，大大提高污水的去除能力，降低污泥的产生量，对各种污水处理均有显著效果，设备简单，投资成本低于现行污水处理设施，具有广泛的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是污泥减量化高效生化处理装置的结构图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明作进一步说明，但不是对本发明范围的限制。

如图1所示，本发明的特征是由变频高压泵或隔膜泵9的一端与低压溶氧进管8的一端相连，另一端与伸入到压力罐13内部的高压溶氧出管10相连，所述的压力罐13内的高压溶氧出管10末端上安装有扁形喷嘴14；压力罐13的底部通过超微气泡溶氧出管16，与射流器19相连，射流器19通过布水管21与生物流化床25相连，生物流化床25上部安装有过滤、阻挡或扫落装置24，过滤、阻挡或扫落装置24上部设有齿形出水堰23，齿形出水堰23通过出管28与沉淀池29连接。

所述的低压溶氧进管8连接氧气罐2和空气进管7，氧气进管4装有进气阀门3和空气进管7上装有进气阀门6；

所述的扁形喷嘴14安装角度范围是0～360°，垂直朝上角度效果为最佳；

所述的压力罐13的顶部设有压力表12，外部设有液位计11，底部设有排污管15；

所述的超微气泡溶氧出管16的一端伸入到压力罐13的底部中，另一端的末端设有阀门17；

所述的布水管21上设有一个或一个以上的分支布水管26，布水管21上装有调节阀20，分支布水管26上装有调节阀22，并由生物流化床25的上部伸入到底部；

所述的生物流化床25内部装有生物填料27，生物填料27是多孔性生物载体填料硅藻土。

本发明的工作原理是：变频高压泵或隔膜泵9通过低压溶氧进管8抽入清水1和纯氧或清水1和空气5，根据需要开关进气阀门3或6来调节氧气或空气的进气量，在变频高压泵或隔膜泵9的抽力作用下，氧气在瞬间（1/100S）完成了溶于水的过程，又根据双液传质理论，氧气可以形成微米尺寸的均匀高氧气泡，迅速有效地溶解于溶液中。氧气和清水1或空气5和清水1的剧烈混掺作用使气液混合液由高压溶氧出管10输送至压力罐13，高压溶氧水通过扁形喷嘴14切割小气泡，其中扁形喷嘴14的安装角度可根据需要任意调节，与高压溶氧出管10垂直朝上效果会最佳，水气通过扁形喷嘴14切割后，带动周围水体上升，由于能量差而引起气液的剧烈混掺，上升气泡与下降的水流发生对流，增加了气液的混掺，加速了气液界面处水膜的更新，并且在压力罐13中进行气泡筛选，大气泡会上浮在压力罐13上部，小气泡随水流下降到底部。通过调节变频高压泵或隔膜泵9的压力调节及扁形喷嘴14的切割，致使压力罐13的溶氧渗透压P增大，根据气态方程PV/T=C公式，在温度不变的情况下，气泡体积变小。超微气泡溶氧出管16的长度根据连接设备装置的需要适当延长，阀门17设在超微气泡溶氧出管16的末端，也是所连接设备装置的前端，通过调节变频高压泵或隔膜泵9与阀门17，控制一定压力与水量，使得压力罐13里的超微气泡高溶氧水自流入射流器19。小气泡在形成后会对自己有一个自加压过程，在气泡破裂的瞬间，释放出能量，这种能量在气泡与水的液相区域会产生高温和高压，这种高温高压对水中的一些细菌或有机物来说是致命的，对一些憎水性、非极性、易挥发的物质就能进行降解。另外，气泡破裂时产生的高温高压使一些水分子裂解，产生具有强氧化性的自由基离子，可以对有机物进行降解，形成最终产物二氧化碳、水和氮气等，因此，高溶氧装置除了具有增氧作用还有杀菌、降解有机物的作用。

污水18从射流器19喷嘴喷出，高速流动的污水通过混气室时，会在混气室形成真空，由导气管吸入大量超微气泡高氧溶气水，进入混气室后，在喉管处与污水剧烈混合，使搅拌均匀、完全，形成气液混合体，由扩散管排出，氧气在水体中以细微气泡上升，产生的气泡多而细腻，溶氧效率高，在整个过程中形成高效的物质传递，传统的曝气设备氧的转化率一般低于10%，采用射流形式的曝气设备氧的转化率可达25%以上。通过射流器19，布水管21调节布水到生物流化床25，分支布水管26由生物流化床25顶部布到底部，由于射流作用进而带动整个生物填料27翻滚流动。分支布水管26可由生物流化床25需要适当增减，在布水管21设有阀门20和分支布水管26处设有阀门22，通过阀门20和22调节射流曝气量，射流曝气带动底部生物填料硅藻土翻滚到一定高度并会沉淀下来，只有少量部分生物填料悬浮在上部。底部有生物膜脱落产生的活性污泥因高溶氧曝气作用，微生物将进一步消化污泥的有机物，做到污泥减量化，随着射流曝气充氧剩余少量污泥有所上浮，因为生物流化床25上部安装有过滤、阻挡或扫落装置24，起到过滤吸附沉淀作用，拦截少量随水流出的生物填料27和活性污泥，活性污泥并不会大量随水流到沉淀池29，只有少量无机污泥流到沉淀池29，在生物流化床25就做到污泥减量化。

硅藻土是以硅藻遗骸为主的一种生物沉积矿，其主要成分是非品质SiO2，通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻，具有良好的化学稳定性和热稳定性，同时具有孔隙度高、比表面积大、吸附性能强等特点。在生物流化床25内投加硅藻土载体，使之悬浮在混合液中，依靠硅藻土的比表面积大及附着在表面上生长的多菌群生物膜来提高生物流化床25内活性污泥的浓度和活性，同时生物流化床25里硅藻土呈流化状态，硅藻土、污水和溶解氧在生物流化床25内翻滚流动，实现硅藻土与气相、液相、气液相之间的充分混合。硅藻土始终悬浮于液(气)体中并剧烈运动，具有类似液体的自由流动性，强化了物质的扩散过程，提高了生化反应速度和吸附过滤效果，从而达到高效去除污染物、净化污水的目的。

使用本发明时，清水1和纯氧或清水1和空气5经变频高压泵或隔膜泵9抽入到压力罐13中，由扁形喷嘴14切割气泡，通过剧烈混合，小气泡随水流下降到底部超微气泡溶氧出管16，超微气泡高氧水与污水18在射流器19中充分混合，通过布水管21与分支布水管26喷入生物流化床25和生物填料27，通过射流产生的气泡搅动生物填料27，使生物填料27与污水充分混合接触，经生物氧化作用，有效去除水中污染物质，并经过过滤、阻挡或扫落装置24过滤后的水由齿形出水堰23排出到沉淀池29。

以上是本发明的优选实施方式，凡依上述构思所作的相类似改变，理应属于本发明的涵盖内容。

Claims (1)

1.一种污泥减量化高效生化处理装置，包括氧气罐（2）和空气进管（7），其特征是由变频高压泵或隔膜泵（9）的一端与低压溶氧进管（8）的一端相连，另一端与伸入到压力罐（13）内部的高压溶氧出管（10）相连，所述的压力罐（13）内的高压溶氧出管（10）末端上安装有扁形喷嘴（14）,压力罐（13）的底部通过超微气泡溶氧出管（16）与射流器（19）相连，射流器（19）通过布水管（21）与生物流化床（25）相连，生物流化床（25）上部安装有过滤、阻挡或扫落装置（24），过滤、阻挡或扫落装置（24）上部设有齿形出水堰（23），齿形出水堰（23）通过出管（28）与沉淀池（29）连接；所述的低压溶氧进管（8）连接氧气罐（2）和空气进管（7），氧气进管（4）装有进气阀门（3）和空气进管（7）上装有进气阀门（6）；所述的扁形喷嘴（14）安装角度范围是0～360°；所述的压力罐（13）的顶部设有压力表（12），外部设有液位计（11），底部设有排污管（15）；所述的超微气泡溶氧出管（16）的一端伸入到压力罐（13）的底部中，另一端的末端设有阀门（17）；所述的布水管（21）上设有一个或一个以上的分支布水管（26），布水管（21）上装有调节阀（20），分支布水管（26）上装有调节阀（22），并由生物流化床（25）的上部伸入到底部；所述的生物流化床（25）内部装有生物填料（27），生物填料（27）是多孔性生物载体填料硅藻土。