CN105588453B - 用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统，包括：风型列管冷却器、水型列管冷却器、冷却塔、曝气主管进出装置、生物池进出装置、冷却塔补水装置、冷却循环装置和控制装置。本发明在冷却塔内设置风型列管冷却器和水型列管冷却器，当曝气主管进出装置中气体的温度大于曝气温度阈值时，将曝气主管进出装置内的气体作为待降温气体引入风型列管冷却器，当生物池进出装置中混合液的温度大于液体温度阈值时，将生物池进出装置中的混合液作为待降温混合液引入水型列管冷却器，然后通过控制装置控制风机单元和冷却循环装置对进入冷却塔内的待降温气体和/或待降温混合液进行降温，降温效果好，消耗能量低、降温系统投资小。

Description

用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

在高浓度有机废水好氧生物处理系统中，废水中污染物浓度很高，需要非常大的曝气量，而曝气风机出口空气的温度高达70～90℃，由于生物池内热空气带入热量、生物反应产生热量、空气和混合液摩擦生热等多种原因，生物池内混合液的温度往往高于38℃，甚至超过50℃，而好氧池中生物反应的最高温度一般不能高于38℃，所以好氧生物池内混合液需要降温。目前，几乎所有废水处理工程中混合液的冷却方法均是：混合液通过板式换热器与冷却塔中的冷却水进行换热，能耗较大，且不是从根本上解决问题的方式。实际上，曝气管路曝气给好氧生物处理系统带入的热量占的比重较大，所以在考虑给高浓度有机废水好氧生物处理系统内的混合液降温的同时，可以考虑一种从源头解决的办法，即可以考虑将曝气管路进行降温，从而减少曝气管路给好氧池混合液带入的热量以达到给好氧池混合液降温的目的。

发明内容

本发明的目的在于提出用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统，既能冷却曝气主管内的气体，也能冷却生物池内的混合液，降温效果好，消耗能量低、降温系统投资小。

根据本发明的用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统，包括：风型列管冷却器、水型列管冷却器、冷却塔、曝气主管进出装置、生物池进出装置、冷却塔补水装置、冷却循环装置和控制装置；其中，

冷却塔，包括：冷却塔壳体，位于冷却塔壳体内部顶端的风机单元，设置在风机单元下方的布水单元，设置在布水单元下方的淋水填料，设置在冷却塔内部底端、用于提供和回收冷却水的过水底盘，设置在过水底盘中、用于控制冷却水液位的补水球阀和设置在过水底盘底端的底盘排空管；冷却塔壳体的位于水型列管冷却器与过水底盘之间的部分为百叶窗；

冷却塔补水装置与过水底盘的进水口连接，用于为过水底盘补充冷却水；冷却循环装置，包括：分别与布水单元和过水底盘连接的冷却循环管路、和设在冷却循环管路上的冷却塔循环泵；

设在淋水填料与过水底盘之间的风型列管冷却器，风型列管冷却器的两端分别与曝气主管进出装置的进气管和出气管连接，接收来自进气管的待降温气体，并通过出气管将降温后的气体输送至好氧生物处理系统；

水型列管冷却器设在风型列管冷却器与过水底盘之间，其两端分别与生物池进出装置的进水管和出水管连接，通过进水管接收来自好氧生物处理系统的生物池中的待降温混合液，并通过出水管将降温后的混合液输送至生物池；

控制装置，与风型列管冷却器、水型列管冷却器、曝气主管进出装置、生物池进出装置和冷却循环装置连接，用于控制风机单元和冷却循环装置对进入风型列管冷却器内的待降温气体和/或进入水型列管冷却器内的待降温混合液进行降温。

优选地，控制装置包括：

第一传感器，设置在进气管上，检测曝气主管进出装置中气体的温度和第一流量q₁，并将气体的温度和第一流量q₁发送给控制单元；

第二传感器，检测生物池进出装置中混合液的温度和第二流量q₂，并将混合液的温度和第二流量q₂发送给控制单元；

第三传感器，设置在过水底盘中，检测过水底盘中的冷却水温度t₁，并将冷却水温度发送给控制单元；

控制单元，接收气体的温度和第一流量q₁，当气体的温度大于曝气温度阈值时，将进气管中的气体作为待降温气体引入风型列管冷却器，并确定待降温气体的第一降温量ΔT₁；接收混合液的温度和第二流量q₂，当混合液的温度大于液体温度阈值时，将生物池中的混合液作为待降温混合液引入水型列管冷却器，并确定待降温混合液的第二降温量ΔT₂；当待降温气体进入风型列管冷却器和/或待降温混合液进入水型列管冷却器时，根据冷却水温度、第一流量和第一降温量、第二流量和第二降温量，确定冷却循环管路的冷却水流量Q₁和风机单元的风量Q₂，并基于冷却水流量Q₁和风机单元的风量Q₂对进入风型列管冷却器内的待降温气体和/或进入水型列管冷却器内的待降温混合液进行降温。

优选地，冷却水流量Q₁满足如下关系：

$Q_1=\frac{1012\×q_1\×{\mathrm{\ΔT}}_1+0.97\×c\×q_2\×{\mathrm{\ΔT}}_2}{4.2\×{10}^8\×(t_2-t_1)}\×\mathrm{\η}$

式中，c为混合液的比热容，单位为：J/(kg·℃)；t₂为从水型列管冷却器流入至过水底盘的冷却水的温度，单位为：℃；η为冷却水流量换算系数，η＝0.83～1.17。

优选地，水型列管冷却器与过水底盘之间的距离满足如下关系：

$d=\frac{H\×{\mathrm{\ΔT}}_1}{{\mathrm{\ΔT}}_1+{\mathrm{\ΔT}}_2}+e^{-{\mathrm{\ΔT}}_1}$

式中，H为冷却塔的垂直高度，单位为：m。

优选地，风机单元的风量Q₂满足如下关系：

式中，为风量换算系数，A为风机单元中的风机数量，单位为：个。

优选地，风型列管冷却器包括：与进气管连接的配气区，与出气管连接的集气区，以及设置在配气区和集气区之间、与配气区和集气区连通的至少一根风型钢管；

水型列管冷却器包括：与进水管连接的配水区，与出水管连接的集水区，以及设置在配水区和集水区之间、与配水区和集水区连通的至少一根水型钢管；

其中，

$\underset{i=1}{\overset{M}{\&Sigma;}}{S}_{vi}<S_v,\underset{j=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{S}_{lj}<S_l$

式中，M为风型钢管的数量，单位为：根；N为水型钢管的数量，单位为：根；S_vi为第i根风型钢管的横截面积，单位为：mm²；S_lj为第j根水型钢管的横截面积，单位为：mm²；S_v为配气区或集气区的横截面积，单位为：mm²；S_l为配水区或集水区的横截面积，单位为：mm²。

优选地，所述至少一根风型钢管为：至少两层、每层至少两根风型钢管；同一层中相邻两根风型钢管的间距相等，任意两根风型钢管之间平行；相邻两层风型钢管之间交叉排列，使得任意一根风型钢管位于其相邻层的两根风型钢管之间；

所述至少一根水型钢管为：至少两层、每层至少两根水型钢管；同一层中相邻两根水型钢管的间距相等，任意两根水型钢管之间平行；相邻两层水型钢管之间交叉排列，使得任意一根水型钢管位于其相邻层的两根水型钢管之间。

优选地，风型钢管和/或水型钢管的直径为φ20mm～φ30mm，风型钢管和/或水型钢管的壁厚为1mm～2mm。

优选地，配气区和集气区的气体流速为：1m/s～4m/s，风型钢管内的气体流速为：2m/s～6m/s；和/或，配水区和集水区的混合液流速为：0.05m/s～0.15m/s，水型钢管内的混合液流速为：0.1m/s～0.2m/s。

优选地，风型列管冷却器与冷却水的接触时间为：1s～3s；和/或，水型列管冷却器与冷却水的接触时间为：20s～40s。

根据本发明的用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统，包括：风型列管冷却器、水型列管冷却器、冷却塔、曝气主管进出装置、生物池进出装置、冷却塔补水装置、冷却循环装置和控制装置。本发明在冷却塔内设置风型列管冷却器和水型列管冷却器，当曝气主管进出装置中气体的温度大于曝气温度阈值时，将曝气主管进出装置内的气体作为待降温气体引入风型列管冷却器，当生物池进出装置中混合液的温度大于液体温度阈值时，将生物池中的混合液作为待降温混合液引入水型列管冷却器，然后通过控制装置控制风机单元和冷却循环装置对进入冷却塔内的待降温气体和/或待降温混合液进行降温。由于根据本发明的降温系统既能冷却曝气主管内的气体，也能冷却生物池内的混合液，降温效果好，消耗能量低、降温系统投资小。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是根据本发明的用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统的示意图；

图2是根据本发明的风型列管冷却器示意图；

图3是根据本发明的水型列管冷却器示意图；

图4a、4b是根据本发明的水型列管冷却器的排列方式示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

在有机废水、特别是高浓度有机废水的好氧生物处理系统中，由于生物池内曝气管路曝气带入热量、生物反应产生热量、气体和混合液摩擦生热等多种原因，生物池内混合液的温度往往高于38℃，甚至超过50℃，而好氧池中生物反应的最高温度一般不能高于38℃，所以好氧生物处理系统的生物池内的混合液需要降温。在引起生物池内混合液温度升高的各个因素中，曝气管路中高温气体给好氧生物处理系统带入的热量占的比重较大，但是现有技术中对好氧生物处理系统进行降温时，一般仅对生物池中的混合液进行降温。降温效果不好，并且消耗能量多、降温系统投资成本高，不符合高效、节能环保的生态理念。

为了解决现有技术中用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统的降温效果差、降温成本高的问题，本发明提出了一种用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统，通过同时对曝气管路中的气体以及生物池中的混合液进行降温，能显著提高降温系统的降温效果，降温成本低、节能环保。

图1示出了根据本发明的用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统，包括：风型列管冷却器10、水型列管冷却器20、冷却塔30、曝气主管40、生物池混合液进出装置50、冷却塔补水装置60、冷却循环装置70和控制装置(图中未示出)。

冷却塔30包括：冷却塔壳体31，风机单元32，布水单元33，淋水填料34，过水底盘35，补水球阀37，以及底盘排空管36，冷却塔壳体31的位于水型列管冷却器20与过水底盘35之间的部分为百叶窗。本发明中采用热交换的方式为曝气管路中的气体和生物池中的混合液降温，并通过冷却塔30提供热交换的场所。风机单元32设置在冷却塔壳体31内部的顶端，风机单元工作时不断抽吸冷却塔30内的空气、并将抽吸的空气排出至冷却塔30外。在风机单元32的抽吸作用下，冷却塔30内的气压小于冷却塔30外侧的气压，冷却塔30外侧的空气从冷却塔壳体下侧的百叶窗进入冷却塔内，与冷却塔30内部的风型列管冷却器10中的待降温气体和/水型列管冷却器20中的待降温混合液进行热交换之后温度升高，热交换之后的空气在风机单元32的作用下从冷却塔30的顶端排出至冷却塔30外侧。

风机单元32可以包括风机和电机，风机和电机的数量、性能参数等可以根据降温系统的处理能力以及冷却塔的尺寸进行选择。在其他条件固定的前提下，风机单元32的风量越大，单位时间内抽吸的空气越多，通过抽吸的空气对待降温气体和/或待降温混合液进行降温的效果越好。本发明提及的风量，是指风机在单位时间内可以抽吸的空气量。根据本发明的优选实施例，风机单元32的风量Q₂满足如下关系：

式中，为风量换算系数，A为风机装置中的风机数量，单位为：个。

冷却塔30内部底端设置有用于盛放冷却水的过水底盘35，在冷却塔30内部顶端、风机单元32的下方设置有布水单元33，布水单元33下方设置有淋水填料34。布水单元33和过水底盘35之间还设置有冷却循环装置70，包括：分别与布水单元33和过水底盘35连接的冷却循环管路72、以及设置在冷却循环管路72上的冷却塔循环泵71。在冷却塔循环泵71的作用下，过水底盘35中的冷却水通过冷却循环管路72输送至冷却塔30顶端的布水单元33中，由布水单元33将冷却水均匀地喷洒在淋水填料34上，冷却水穿过淋水填料34之后与淋水填料34下方的风型列管冷却器10和水型列管冷却器20依次进行热交换，完成热交换之后的冷却水温度升高并回流至过水底盘35中。

为了保证过水底盘35中的冷却水充足，在过水底盘35中设置有补水球阀37，用于控制冷却水的液位。过水底盘35的进水口与冷却塔补水装置60连接。当过水底盘35中冷却水的液位保持在设定范围内时，补水球阀37将过水底盘35的进水口关闭，冷却塔补水装置60中的冷却水不流入过水底盘35中；过水底盘35中冷却水的液位低于设定范围内时，补水球阀37控制过水底盘35的进水口打开，通过冷却塔补水装置60为过水底盘35补充冷却水。过水底盘35的底端还设置底盘排空管36，当需要将过水底盘35中的冷却水排空时，比如：降温完毕、或者是降温系统出现故障时，可以直接打开底盘排空管36将过水底盘35中的冷却水排出。

现有技术中对有机废水好氧生物处理系统进行降温时，一般仅仅针对生物池中的混合液进行降温。在引起生物池内混合液温度升高的各个因素中，曝气管路中气体给好氧生物处理系统带入的热量占的比重较大，若在对混合液进行降温的同时也对曝气管路中的气体进行降温，则能够从源头上解决生物池中混合液温度过高的问题，提高降温效果和效率。此外，若仅对混合液降温，则需要将大量的混合液回流至降温系统中，需要回流泵功率或数量较多、且工程量浩大，成本高、效率低。本发明由于在对混合液进行降温的同时也对曝气管路中的气体进行降温，因此仅需对生物池中较少量的混合液进行降温即可达到所需要的降温效果，从而能够大大减少混合液的回流量，工程量小，为了回流混合液所需要消耗的能量也少，节能环保，降温效率和效果好，降温系统的投资成本低。

风型列管冷却器10，设在淋水填料34与过水底盘35之间；风型列管冷却器10的两端分别与曝气主管进出装置40的进气管41和出气管42连接。当好氧生物处理系统的曝气主管内的气体温度大于曝气温度阈值时，曝气主管内的气体通过进气管41进入风型列管冷却器10中，降温后的气体通过出气管42输送至好氧生物处理系统，通过降温后的气体对好氧生物处理系统曝气，能够避免由于曝气主管内气体温度过高给生物池中混合液带来的升温效果。本发明中通过从冷却塔底部流入的空气与风型列管冷却器10内的待降温气体之间、以及从淋水填料34流下来的冷却水与风型列管冷却器10内的待降温气体之间的热交换达到为待降温气体降温的目的。风型列管冷却器10与从冷却塔底部流入的空气、以及冷却水的接触面积越大，即风型列管冷却器10的换热面积越大，对待降温气体的降温效果越好。为了尽量增加风型列管冷却器10的换热面积，根据本发明的优选实施例，风型列管冷却器10包括：与进气管41连接的配气区12，与出气管42连接的集气区13，以及设置在配气区12和集气区13之间、与配气区12和集气区13连通的至少一根风型钢管11，参见图2。风型钢管11的数量越多，则风型列管冷却器10的换热面积越大。为了便于将风型列管冷却器10中待降温气体排空，可以在配气区11和/或集气区15中设置气体排空管16。

为了保证配气区12内的气流流速小于风型钢管11中的气体流速，从而提高风型列管冷却器10中待降温气体与从冷却塔底部流入的空气和从淋水填料34流下来的冷却水的热交换效果，风型列管冷却器10中所有风型钢管11的横截面积之和满足如下关系：

$\underset{i=1}{\overset{M}{\&Sigma;}}{S}_{vi}<S_v$

式中，M为风型钢管的数量，单位为：根；S_vi为第i根风型钢管的横截面积，单位为：mm²；S_v为配气区或集气区的横截面积，单位为：mm²。

风型钢管11的数量可以是一根，也可以是两根或多根。当风型钢管11的数量为两根时，两根风型钢管11可以设置成两层、或者位于同一层的两列。当风型钢管11的数量为多根时，风型钢管11的排列方式可以根据实际需要进行排列。例如：将多根风型钢管11设置成矩阵式排列，如在风型列管冷却器10的横截面中多根风型钢管11呈矩形排列；将多根风型钢管11设置成圆柱状排列，如在风型列管冷却器10的横截面中多根风型钢管11呈圆形排列；将多根风型钢管11设置成其他柱状排列，如在风型列管冷却器10的横截面中多根风型钢管11呈不规则多边形排列、或不规则弧线形排列、或多边形与弧线形相结合的排列。根据本发明的优选实施例，至少一根风型钢管为：至少两层、每层至少两根风型钢管；同一层中相邻两根风型钢管的间距相等，任意两根风型钢管之间平行；相邻两层风型钢管之间交叉排列，使得任意一根风型钢管位于其相邻层的两根风型钢管之间。

水型列管冷却器20，设在风型列管冷却器10与过水底盘35之间；水型列管冷却器20的两端分别与生物池进出装置50的进水管51和出水管52连接。好氧生物处理系统的生物池中的混合液通过进水管51进入水型列管冷却器20，降温后的混合液通过出水管52输送至生物池。本发明中通过从冷却塔底部流入的空气与水型列管冷却器20内的待降温混合液之间、以及从淋水填料34流下来的冷却水与水型列管冷却器20内的待降温混合液之间的热交换达到为待降温混合液降温的目的。水型列管冷却器20与从冷却塔底部流入的空气、以及冷却水的接触面积越大，即水型列管冷却器20的换热面积越大，对待降温混合液的降温效果越好。为了尽量增加水型列管冷却器20的换热面积，根据本发明的优选实施例，水型列管冷却器20包括：与生物池进出装置50的出水口连接的配水区22，与生物池进出装置50的进水口连接的集水区23，以及设置在配水区22和集水区23之间、与配水区22和集水区23连通的至少一根水型钢管21，参见图3。水型钢管21的数量越多，则水型列管冷却器20的换热面积越大。为了便于将水型列管冷却器20中待降温混合液排空，可以在配水区21和/或集水区25中设置混合液排空管26。

为了保证配水区22内的混合液流速小于水型钢管21中的气体流速，从而提高水型列管冷却器20中待降温气体与从冷却塔底部流入的空气和从淋水填料34流下来的冷却水的热交换效果，水型列管冷却器20中所有水型钢管21的横截面积之和满足如下关系：

$\underset{j=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{S}_{lj}<S_l$

式中，N为水型钢管的数量，单位为：根；S_lj为第j根水型钢管的横截面积，单位为：mm²；S_l为配水区或集水区的横截面积，单位为：mm²。

水型钢管21的数量可以是一根，也可以是两根或多根。当水型钢管21的数量为两根时，两根水型钢管21可以设置成两层、或者位于同一层的两列。当水型钢管21的数量为多根时，水型钢管21的排列方式可以根据实际需要进行排列。例如：将多根水型钢管21设置成矩阵式排列，如在水型列管冷却器20的横截面中多根水型钢管21呈矩形排列，参见图4a；将多根水型钢管21设置成圆柱状排列，如在水型列管冷却器20的横截面中多根水型钢管21呈圆形排列；将多根水型钢管21设置成其他柱状排列，如在水型列管冷却器20的横截面中多根水型钢管21呈不规则多边形排列(参见图4b)、或不规则弧线形排列、或多边形与弧线形相结合的排列。根据本发明的优选实施例，至少一根风型钢管为：至少两层、每层至少两根水型钢管；同一层中相邻两根水型钢管的间距相等，任意两根水型钢管之间平行；相邻两层水型钢管之间交叉排列，使得任意一根水型钢管位于其相邻层的两根水型钢管之间，参见图4a。

风型列管冷却器10和水型列管冷却器20的排列方式可以相同，也可以不同。根据本发明的优选实施例，风型钢管和/或水型钢管的直径为φ20mm～φ30mm，风型钢管和/或水型钢管的壁厚为1mm～2mm。

配气区和集气区的气体流速越大，待降温气体与从冷却塔底部流入的空气、以及从淋水填料34流下来的冷却水的接触时间越短，降温效率越高，但是对待降温气体的降温效果越差；配水区和集水区的混合液流速越大，待降温混合液与从冷却塔底部流入的空气、以及从淋水填料34流下来的冷却水的接触时间越短，降温效率越高，但是对待降温混合液的降温效果越差。根据本发明的优选实施例，配气区和集气区的气体流速为：1m/s～4m/s，风型钢管内的气体流速为：2m/s～6m/s；和/或，配水区和集水区的混合液流速为：0.05m/s～0.15m/s，水型钢管内的混合液流速为：0.1m/s～0.2m/s。

风型列管冷却器与冷却水的接触时间越长，对待降温气体的降温效果越好，但是降温效率越低；水型列管冷却器与冷却水的接触时间越长，对待降温混合液的降温效果越好，但是降温效率越低。根据本发明的优选实施例，风型列管冷却器与冷却水的接触时间为：1s～3s；和/或，水型列管冷却器与冷却水的接触时间为：20s～40s。

水型列管冷却器与过水底盘之间的距离越大，百叶窗的面积越大，单位时间内从冷却塔30外侧吸入的空气量越大，但是水型列管冷却器与过水底盘之间的距离收到冷却塔高度的限制不能无限制地增大。此外，在冷却塔高度固定的前提下，水型列管冷却器与过水底盘之间的距离越大，风型列管冷却器与淋水填料之间的距离越小，也会影响冷却水与风型列管冷却器和水型列管冷却器之间的热交换效果。为了保证空气与风型列管冷却器和水型列管冷却器之间、以及冷却水与风型列管冷却器和水型列管冷却器之间的热交换效果，根据本发明的优选实施例，水型列管冷却器与过水底盘之间的距离满足如下关系：

$d=\frac{H\&times;{\mathrm{\&Delta;T}}_1}{{\mathrm{\&Delta;T}}_1+{\mathrm{\&Delta;T}}_2}+e^{-{\mathrm{\&Delta;T}}_1}$

式中，H为冷却塔的垂直高度，单位为：m。

冷却水流量越大，对待降温气体以及待降温混合液的降温效果越好。但是，在满足降温效果的基础上，若冷却水流量太大，会造成冷却水过剩，浪费水资源。此外，冷却水流量过大时冷却塔循环泵71的负荷量也大，造成能源浪费。为了在保证降温效果的基础上尽量节省水资源和能源，根据本发明的优选实施例，冷却水流量Q₁满足如下关系：

$Q_1=\frac{1012\&times;q_1\&times;{\mathrm{\&Delta;T}}_1+0.97\&times;c\&times;q_2\&times;{\mathrm{\&Delta;T}}_2}{4.2\&times;{10}^8\&times;(t_2-t_1)}\&times;\mathrm{\&eta;}$

式中，c为混合液的比热容，单位为：J/(kg·℃)；t₂为从水型列管冷却器流入至过水底盘的冷却水的温度，单位为：℃；η为冷却水流量换算系数，η＝0.83～1.17。

控制装置(图中未示出)，与风型列管冷却器10、水型列管冷却器20、曝气主管进出装置40、生物池进出装置50和冷却循环装置70连接，用于控制风机装置和冷却循环装置对进入风型列管冷却器10内的待降温气体和/或进入水型列管冷却器20内的待降温混合液进行降温。优选地，控制装置包括：

第一传感器，设置在进气管上，检测曝气主管进出装置中气体的温度和第一流量q₁，并将气体的温度和第一流量q₁发送给控制单元；

第二传感器，检测生物池进出装置中混合液的温度和第二流量q₂，并将混合液的温度和第二流量q₂发送给控制单元；

第三传感器，设置在过水底盘中，检测过水底盘中的冷却水温度t₁，并将冷却水温度发送给控制单元；

控制单元，接收气体的温度和第一流量q₁，当气体的温度大于曝气温度阈值时，将进气管中的气体作为待降温气体引入风型列管冷却器，并确定待降温气体的第一降温量ΔT₁；接收混合液的温度和第二流量q₂，当混合液的温度大于液体温度阈值时，将生物池中的混合液作为待降温混合液引入水型列管冷却器，并确定待降温混合液的第二降温量ΔT₂；当待降温气体进入风型列管冷却器和/或待降温混合液进入水型列管冷却器时，根据冷却水温度、第一流量和第一降温量、第二流量和第二降温量，确定冷却循环管路的冷却水流量Q₁和风机单元的风量Q₂，并基于冷却水流量Q₁和风机单元的风量Q₂对进入风型列管冷却器内的待降温气体和/或进入水型列管冷却器内的待降温混合液进行降温。

采用本发明的降温系统对有机废水好氧生物处理系统进行降温时，可以按照如下的方法步骤进行：

S1、检测曝气主管进出装置内的气体温度，当气体温度大于曝气温度阈值时，将曝气主管进出装置内的气体作为待降温气体引入风型列管冷却器，确定待降温气体的第一流量q₁和第一降温量ΔT₁；

S2、检测生物池进出装置中的混合液温度，当混合液温度大于液体温度阈值时，将生物池进出装置中的混合液作为待降温混合液引入水型列管冷却器，确定待降温混合液的第二流量q和第二降温量ΔT₂；

S3、基于第一流量和第一降温量、第二流量和第二降温量、以及冷却塔内的冷却水温度t₁，确定冷却循环管路的冷却水流量Q₁，根据所述冷却水流量将过水底盘内的冷却水输送至冷却塔顶端的布水单元，由布水单元将冷却水喷洒至风型列管冷却器和水型列管冷却器进行降温。

与现有技术相比，本发明既能冷却曝气主管内的气体，也能冷却生物池内的混合液，降温效果好，消耗能量低、降温系统投资小节能环保。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (10)

1.一种用于有机废水好氧生物处理系统的降温系统，其特征在于包括：风型列管冷却器、水型列管冷却器、冷却塔、曝气主管进出装置、生物池进出装置、冷却塔补水装置、冷却循环装置和控制装置；其中，

冷却塔，包括：冷却塔壳体，位于冷却塔壳体内部顶端的风机单元，设置在风机单元下方的布水单元，设置在布水单元下方的淋水填料，设置在冷却塔内部底端、用于提供和回收冷却水的过水底盘，设置在过水底盘中、用于控制冷却水液位的补水球阀和设置在过水底盘底端的底盘排空管；冷却塔壳体的位于水型列管冷却器与过水底盘之间的部分为百叶窗；

冷却塔补水装置与过水底盘的进水口连接，用于为过水底盘补充冷却水；冷却循环装置，包括：分别与布水单元和过水底盘连接的冷却循环管路、和设在冷却循环管路上的冷却塔循环泵；

设在淋水填料与过水底盘之间的风型列管冷却器，风型列管冷却器的两端分别与曝气主管进出装置的进气管和出气管连接，接收来自进气管的待降温气体，并通过出气管将降温后的气体输送至好氧生物处理系统；

水型列管冷却器设在风型列管冷却器与过水底盘之间，其两端分别与生物池进出装置的进水管和出水管连接，通过进水管接收来自好氧生物处理系统的生物池中的待降温混合液，并通过出水管将降温后的混合液输送至生物池；

控制装置，与风型列管冷却器、水型列管冷却器、曝气主管进出装置、生物池进出装置和冷却循环装置连接，用于控制风机单元和冷却循环装置对进入风型列管冷却器内的待降温气体和/或进入水型列管冷却器内的待降温混合液进行降温。

2.如权利要求1所述的降温系统，其中，控制装置包括：

第一传感器，设置在进气管上，检测曝气主管进出装置中气体的温度和第一流量q₁，并将气体的温度和第一流量q₁发送给控制单元；

第二传感器，检测生物池进出装置中混合液的温度和第二流量q₂，并将混合液的温度和第二流量q₂发送给控制单元；

第三传感器，设置在过水底盘中，检测过水底盘中的冷却水温度t₁，并将冷却水温度发送给控制单元；

控制单元，接收气体的温度和第一流量q₁，当气体的温度大于曝气温度阈值时，将进气管中的气体作为待降温气体引入风型列管冷却器，并确定待降温气体的第一降温量ΔT₁；接收混合液的温度和第二流量q₂，当混合液的温度大于液体温度阈值时，将生物池中的混合液作为待降温混合液引入水型列管冷却器，并确定待降温混合液的第二降温量ΔT₂；当待降温气体进入风型列管冷却器和/或待降温混合液进入水型列管冷却器时，根据冷却水温度、第一流量和第一降温量、第二流量和第二降温量，确定冷却循环管路的冷却水流量Q₁和风机单元的风量Q₂，并基于冷却水流量Q₁和风机单元的风量Q₂对进入风型列管冷却器内的待降温气体和/或进入水型列管冷却器内的待降温混合液进行降温。

3.如权利要求2所述的降温系统，其中，冷却水流量Q₁满足如下关系：

$Q_1=\frac{1012\&times;q_1\&times;{\mathrm{\&Delta;T}}_1+0.97\&times;c\&times;q_2\&times;{\mathrm{\&Delta;T}}_2}{4.2\&times;{10}^8\&times;(t_2-t_1)}\&times;\mathrm{\&eta;}$

式中，c为混合液的比热容，单位为：J/(kg〃℃)；t₂为从水型列管冷却器流入至过水底盘的冷却水的温度，单位为：℃；η为冷却水流量换算系数，η＝0.83～1.17。

4.如权利要求2所述的降温系统，其中，水型列管冷却器与过水底盘之间的距离满足如下关系：

$d=\frac{H\&times;{\mathrm{\&Delta;T}}_1}{{\mathrm{\&Delta;T}}_1+{\mathrm{\&Delta;T}}_2}+e^{-{\mathrm{\&Delta;T}}_1}$

式中，H为冷却塔的垂直高度，单位为：m。

5.如权利要求3所述的降温系统，其中，风机单元的风量Q₂满足如下关系：

式中，为风量换算系数，A为风机单元中的风机数量，单位为：个。

6.如权利要求5所述的降温系统，其中，风型列管冷却器包括：与进气管连接的配气区，与出气管连接的集气区，以及设置在配气区和集气区之间、与配气区和集气区连通的至少一根风型钢管；

水型列管冷却器包括：与进水管连接的配水区，与出水管连接的集水区，以及设置在配水区和集水区之间、与配水区和集水区连通的至少一根水型钢管；

其中，

$\underset{i=1}{\overset{M}{\&Sigma;}}{S}_{vi}<S_v,\underset{j=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{S}_{lj}<S_l$

式中，M为风型钢管的数量，单位为：根；N为水型钢管的数量，单位为：根；S_vi为第i根风型钢管的横截面积，单位为：mm²；S_lj为第j根水型钢管的横截面积，单位为：mm²；S_v为配气区或集气区的横截面积，单位为：mm²；S_l为配水区或集水区的横截面积，单位为：mm²。

7.如权利要求6所述的降温系统，其中，所述至少一根风型钢管为：至少两层、每层至少两根风型钢管；同一层中相邻两根风型钢管的间距相等，任意两根风型钢管之间平行；相邻两层风型钢管之间交叉排列，使得任意一根风型钢管位于其相邻层的两根风型钢管之间；

所述至少一根水型钢管为：至少两层、每层至少两根水型钢管；同一层中相邻两根水型钢管的间距相等，任意两根水型钢管之间平行；相邻两层水型钢管之间交叉排列，使得任意一根水型钢管位于其相邻层的两根水型钢管之间。

8.如权利要求7所述的降温系统，其中，风型钢管和/或水型钢管的直径为φ20mm～φ30mm，风型钢管和/或水型钢管的壁厚为1mm～2mm。

9.如权利要求8所述的降温系统，其中，配气区和集气区的气体流速为：1m/s～4m/s，风型钢管内的气体流速为：2m/s～6m/s；和/或，配水区和集水区的混合液流速为：0.05m/s～0.15m/s，水型钢管内的混合液流速为：0.1m/s～0.2m/s。

10.如权利要求9所述的降温系统，其中，风型列管冷却器与冷却水的接触时间为：1s～3s；和/或，水型列管冷却器与冷却水的接触时间为：20s～40s。