CN102531209B - 一种分离式尾气循环增压曝气装置 - Google Patents
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Abstract
一种分离式尾气循环增压曝气装置。它涉及水处理及化工技术领域，它解决了现有水处理设施能耗大、运行费用高的瓶颈。它由循环扩散系统和补气系统组成；循环扩散系统包括进水管、罐体、布水器、曝气器、循环空压机、空气循环管路和出水管；布水器固定罐体内腔上部，进水管连布水器，出水管与罐体连通，曝气器固定在罐体内腔下部，曝气器通过循环空压机与罐体连通，补气系统包括液位传感器和补气空压机；液位传感器将液位信号发送给补气空压机。它利用尾气循环增压来降低能耗提高氧转移效率的装置。它将扩散系统和补气系统分离设计，充分利用扩散系统尾气的余压提高氧转移效率，降低系统的能量消耗。适用于水厂地下水除铁、除锰的工艺环节。
Description
技术领域
本发明专利涉及水处理及化工技术领域，特别是涉及到一种利用尾气循环增压来提高氧转移效率和降低能耗的曝气或氧化方法和装置。
背景技术
近年来，我国建成了大量的水处理设施，这为提高用水效率，减轻环境负担，削减污染物排放，改善水环境起到了关键的作用。而能耗大、运行费用高已成为约束这些已建成水厂正常运行的瓶颈。
曝气是污水厂好氧生化处理系统以及给水厂地下水除铁、除锰的一个重要工艺环节，曝气装置是水厂中的核心装置之一。同时，曝气也是水处理设施中运转费用最高的工艺环节，曝气充氧电耗一般占总动力消耗的60％～70％。在当前我国电力供应紧张，能源供应不足的情况下，减少能耗是水处理可持续发展的必由之路。
废水曝气一般有两种基本方法：其一，利用浸没式多孔扩散器或空气喷嘴将空气或纯氧充入废水中，即鼓风曝气；其二，利用机械设备搅动废水使大气中的空气溶解于废水中，即机械曝气。
发明内容
本发明为了解决现有废水曝气采用浸没式多孔扩散器或空气喷嘴将空气或纯氧充入废水中的曝气方式所存在的由于罐体内气体压力低进而造成的氧转移效率低、设备能耗大的问题，而提出了一种分离式尾气循环增压曝气装置。
本发明分离式尾气循环增压曝气装置由循环扩散系统和补气系统组成；
循环扩散系统包括进水管、罐体、布水器、曝气器、循环空压机、空气循环管路和出水管；
布水器固定在罐体内腔的上部，进水管的出水口穿过罐体的上部外壁与布水器的进水口连接，布水器的出水口垂直向下，出水管的进水口位于罐体底部最低点，并且出水管与罐体连通，
曝气器固定在罐体内腔的下部，曝气器的进气口与循环空压机的出气口连接，曝气器的出气孔垂直向上，罐体顶部最高点设置有出气口，该出气口与循环空压机的进气口通过空气循环管路连接，
补气系统包括液位传感器和补气空压机；液位传感器用于测量罐体中液体的液位，并将液位信号发送给补气空压机，补气空压机的出气口与空气循环管路连通。
本发明利用尾气循环增压来降低能耗提高氧转移效率的装置。它将扩散系统和补气系统分离设计，充分利用扩散系统尾气的余压提高氧转移效率，降低系统的能量消耗。本发明与现有技术相比具有明显的技术效果：其一，本装置提高了扩散系统的压力和气水接触面积，而氧转移的效率与压力和气液接触面积呈正相关，扩散装置的氧转移的效率得到大幅提升。其二，补气系统和循环扩散系统为分离设计，循环系统的空压机可以有效利用由液面向空气中释出的气体的余压，使循环扩散系统的能耗降至最低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由循环扩散系统和补气系统组成；
循环扩散系统包括进水管1、罐体2、布水器3、曝气器4、循环空压机6、空气循环管路9和出水管10；
布水器3固定在罐体2内腔的上部，进水管1的出水口穿过罐体2的上部外壁与布水器3的进水口连接，布水器3的出水口垂直向下，出水管10的进水口位于罐体2底部最低点，并且出水管10与罐体2连通，
循环扩散系统由进水管1、罐体2、布水器3、曝气器4、循环空压机6、空气循环管路9和出水管10组成了一个密闭的循环管路。利用罐体2将布水器3和曝气器4密闭起来，污水由罐体2顶端经布水器3至上而下淋入上层空腔，空气由曝气器4至下而进入罐体2下层溶液，空气与水充分接触后产生的尾气在罐体2顶部进行收集，经过循环空压机6增压后回流到曝气器4；
曝气器4固定在罐体2内腔的下部，曝气器4的进气口与循环空压机6的出气口连接，曝气器4的出气孔垂直向上，循环空压机6的进气口位于罐体2顶部最高点，并且循环空压机6与罐体2连通，循环空压机6的进气口与罐体2顶部最高点之间通过空气循环管路9连接，
补气系统包括液位传感器5和补气空压机7；液位传感器5用于测量罐体2中液体的液位，并将液位信号发送给补气空压机7，补气空压机7的出气口与空气循环管路9连通。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于罐体2为密闭罐体。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式与上述具体实施方式不同点在于液位传感器5通过传感电路8将液位信号发送给补气空压机7。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
具体实施方式四：本实施方式与上述具体实施方式不同点在于布水器3为冲击扩散式布水器。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
具体实施方式五：本实施方式与上述具体实施方式不同点在于曝气器4为膜片式微孔曝气器。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
具体实施方式六：本实施方式与上述具体实施方式不同点在于液位传感器5为静压投入式液位变送器。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
具体实施方式七：本实施方式与上述具体实施方式不同点在于循环空压机6为离心式曝气鼓风机或罗茨式曝气鼓风机。补气空压机7为离心式曝气鼓风机或罗茨式曝气鼓风机。其它组成和连接方式与上述具体实施方式相同。
利用罐体2将曝气的扩散系统密闭起来，污水由罐体2顶端经布水器3至上而下淋入上层空腔，空气由多个曝气头组成的曝气器4至下而进入罐体2下层溶液，空气与水充分接触后的尾气在罐体2顶部进行收集，经过循环空压机6增压后回流到曝气器4。补气系统根据液位传感器5液位信号向扩散系统内自动补充新鲜空气、纯氧或臭氧。液位传感器5液位信号是罐体2内压由罐体2内的液面和出水口的液面的液位差。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
Claims (6)
1.一种分离式尾气循环增压曝气装置，其特征在于它由循环扩散系统和补气系统组成；
循环扩散系统包括进水管(1)、罐体(2)、布水器(3)、曝气器(4)、循环空压机(6)、空气循环管路(9)和出水管(10)；
布水器(3)固定在罐体(2)内腔的上部，进水管(1)的出水口穿过罐体(2)的上部外壁与布水器(3)的进水口连接，布水器(3)的出水口垂直向下，出水管(10)的进水口位于罐体(2)底部最低点，并且出水管(10)与罐体(2)连通 ;
曝气器(4)固定在罐体(2)内腔的下部，曝气器(4)的进气口与循环空压机(6)的出气口连接，曝气器(4)的出气孔垂直向上，罐体(2)顶部最高点设置有出气口，该出气口与循环空压机(6)的进气口通过空气循环管路(9)连接;
补气系统包括液位传感器(5)和补气空压机(7)；液位传感器(5)用于测量罐体(2)中液体的液位，并将液位信号发送给补气空压机(7)，补气空压机(7)的出气口与空气循环管路(9)连通；
罐体(2)为密闭罐体。
2.根据权利要求1所述的一种分离式尾气循环增压曝气装置，其特征在于布水器(3)为冲击扩散式布水器。
3.根据权利要求2所述的一种分离式尾气循环增压曝气装置，其特征在于曝气器(4)为膜片式微孔曝气器。
4.根据权利要求1或3所述的一种分离式尾气循环增压曝气装置，其特征在于液位传感器(5)为静压投入式液位变送器。
5.根据权利要求4所述的一种分离式尾气循环增压曝气装置，其特征在于循环空压机(6)为离心式曝气鼓风机或罗茨式曝气鼓风机。
6.根据权利要求1、3或5所述的一种分离式尾气循环增压曝气装置，其特征在于补气空压机(7)为离心式曝气鼓风机或罗茨式曝气鼓风机。
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