CN107298480A - 纯氧曝气系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种纯氧曝气系统及方法，其中系统包括制氧机、溶氧罐、抽液泵和反应池，其中：制氧机与溶氧罐之间通过第一气管连接，以将制氧机产生的纯氧传输至溶氧罐溶解；溶氧罐连接有第一液管，用于导入溶解纯氧的溶解液；溶氧罐、抽液泵及反应池依次通过第二液管连接，以将溶解有纯氧的溶解液导入反应池。本发明采用纯氧替代传统曝气中的空气，并在引入反应池之前先将纯氧导入溶氧罐对纯氧进行溶解，与单纯的直接将纯氧引入反应池相比，提高了氧气的利用率，降低了能耗。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，更具体地，涉及一种纯氧曝气系统及方法。
背景技术
曝气是废水中好氧生物处理工艺的基本过程，也是动力消耗的主要环节，约占动力成本的45％～75％。曝气的主要目的之一是为微生物去除污染物并提供溶解氧，因此，提高曝气中的氧传质速率对于降低曝气动力消耗具有重要意义。
目前常用的曝气形式为鼓风曝气，其存在氧气利用率低和噪声大等缺点。穿孔曝气的氧利用率不到7％，而微孔曝气的氧利用率也不过才20％～30％，也并不高；且由于鼓风机运行时噪声大，需要专门建设隔音较好的空压机房。
针对目前污水处理的曝气过程能耗大，氧气利用率低，噪声大等缺点，迫切需要开发一种低耗高效、低噪音的污水曝气系统。
发明内容
基于以上问题，本发明的主要目的在于提供一种纯氧曝气系统及方法，用于解决以上技术问题的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提出一种纯氧曝气系统，包括制氧机、溶氧罐、抽液泵和反应池，其中：
制氧机与溶氧罐之间通过第一气管连接，以将制氧机产生的纯氧传输至溶氧罐溶解；
溶氧罐连接有第一液管，用于导入溶解纯氧的溶解液；
溶氧罐、抽液泵及反应池依次通过第二液管连接，以将溶解有纯氧的溶解液导入反应池。
在本发明的一些实施例中，上述溶氧罐中放置有球形填料，以增大纯氧与溶解液的接触面积；优选地，球型填料为多孔悬浮球填料。
在本发明的一些实施例中，上述球形填料占所述溶氧罐体积的1/4～1/2。
在本发明的一些实施例中，上述第一气管与溶氧罐的连接接口处具有释放器，用于对制氧机产生的纯氧进行降压消能，并将纯氧转换为均匀的微小气泡传输至溶氧罐溶解。
在本发明的一些实施例中，上述溶氧罐还连接有第二气管，用于排出多余的氧气。
在本发明的一些实施例中，上述第一气管通过进气阀/双向气阀与溶氧罐连接；第二气管通过放气阀/双向气阀与溶氧罐连接；优选地，进气阀、放气阀和双向气阀均为自动阀。
在本发明的一些实施例中，上述第一液管通过进液阀/双向液阀与溶氧罐连接；第二液管通过出液阀/双向液阀与溶氧罐连接；优选地，进液阀、出液阀和双向液阀均为自动阀。
在本发明的一些实施例中，上述纯氧曝气系统还包括控制单元，用于控制与第一气管连接的进气阀/双向气阀、与第二气管连接的放气阀/双向气阀、与第一液管连接的进液阀/双向液阀和与第二液管连接的出液阀/双向液阀。
在本发明的一些实施例中，上述反应池内底铺设有穿孔管，该穿孔管与第二液管连接。
在本发明的一些实施例中，上述溶氧罐为不锈钢材质；溶解液为非腐蚀性溶液；该非腐蚀性溶液包括生活污水、工业污水或清水；优选为生活污水或工业污水。
为了实现上述目的，作为本发明的另一个方面，本发明提出一种纯氧曝气方法，采用上述的纯氧曝气系统，包括以下步骤：
步骤1、通过第一液管向溶氧罐中充满溶解液；
步骤2、启动制氧机产生纯氧，并通过第一气管将所述纯氧传输至溶氧罐溶解；
步骤3、待溶解完成后，打开抽液泵，将溶解有纯氧的所述溶解液导入反应池，完成纯氧曝气。
本发明提出的纯氧曝气系统及方法，具有以下有益效果：
1、本发明采用纯氧替代传统曝气中的空气，并在引入反应池之前先将纯氧导入溶氧罐对纯氧进行溶解，与单纯的直接将纯氧引入反应池相比，提高了氧气的利用率，降低了能耗；
2、溶氧罐中放置球形填料，尤其选用多孔悬浮球填料，可极大的增加纯氧与溶解液的接触面积，从而提高纯氧的溶解率，进一步提高氧气的利用率，降低能耗；
3、在第一气管与溶氧罐的连接接口处安装释放器，可以对制氧机产生的纯氧进行降压消能，从而减小制氧机产生的纯氧直接进入溶氧罐时产生的噪声；同时将纯氧转换为均匀的微小气泡形式，来实现与溶解液的高效结合，提高氧气的利用率，降低能耗；
4、溶解液优选为非腐蚀性的生活污水和工业污水，因此能够与纯氧高效结合形成富氧水，提高了污水中污水的活性，同时能够看作一个小反应池，来有效减少反应池的占地面积；
5、本发明的纯氧曝气系统与传统的曝气系统相比，不需动力来提升氧气/空气进入生化处理系统的效率，也不通过风机或表面曝气机曝气，而是将污水动力和氧气曝气动力合二为一，大大降低能耗，而且有效降低了曝气产生的噪音；可以广泛应用于各类污水处理和河道水体修复等工程的曝气。
附图说明
图1是本发明一实施例提出的纯氧曝气系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提出一种纯氧曝气系统，包括制氧机、溶氧罐、抽液泵和反应池，其中：
制氧机与溶氧罐之间通过第一气管连接，以将制氧机产生的纯氧传输至溶氧罐溶解；
溶氧罐连接有第一液管，用于导入溶解纯氧的溶解液；
溶氧罐、抽液泵及反应池依次通过第二液管连接，以将溶解有纯氧的溶解液导入反应池。
因此，本发明采用纯氧替代传统曝气中的空气，并在引入反应池之前先将纯氧导入溶氧罐对纯氧进行溶解，与单纯的直接将纯氧引入反应池相比，提高了氧气的利用率，降低了能耗。
在本发明的一些实施例中，上述溶氧罐中放置有球形填料，以增大纯氧与溶解液的接触面积；优选地，球型填料为多孔悬浮球填料，极大的增加纯氧与溶解液的接触面积，从而提高纯氧的溶解率，进一步提高氧气的利用率，降低能耗。
在本发明的一些实施例中，上述球形填料占所述溶氧罐体积的1/4～1/2。
在本发明的一些实施例中，上述第一气管与溶氧罐的连接接口处具有释放器，用于对制氧机产生的纯氧进行降压消能，从而减小制氧机产生的纯氧直接进入溶氧罐时产生的噪声；同时并将纯氧转换为均匀的微小气泡传输至溶氧罐溶解，来实现与溶解液的高效结合，提高氧气的利用率，降低能耗。
在本发明的一些实施例中，上述溶氧罐还连接有第二气管，用于排出多余的氧气。
在本发明的一些实施例中，上述第一气管通过进气阀/双向气阀与溶氧罐连接；第二气管通过放气阀/双向气阀与溶氧罐连接；优选地，进气阀、放气阀和双向气阀均为自动阀。
在本发明的一些实施例中，上述第一液管通过进液阀/双向液阀与溶氧罐连接；第二液管通过出液阀/双向液阀与溶氧罐连接；优选地，进液阀、出液阀和双向液阀均为自动阀。
在本发明的一些实施例中，上述纯氧曝气系统还包括控制单元，用于控制与第一气管连接的进气阀/双向气阀、与第二气管连接的放气阀/双向气阀、与第一液管连接的进液阀/双向液阀和与第二液管连接的出液阀/双向液阀。
在本发明的一些实施例中，上述反应池内底铺设有穿孔管，该穿孔管与第二液管连接。
在本发明的一些实施例中，上述溶氧罐为不锈钢材质；溶解液为非腐蚀性溶液；该非腐蚀性溶液包括生活污水、工业污水或清水；优选为生活污水或工业污水，从而与纯氧高效结合后形成富氧水，提高了污水中污水的活性，同时能够看作一个小反应池，来有效减少反应池的占地面积。
为了实现上述目的，作为本发明的另一个方面，本发明提出一种纯氧曝气方法，采用上述的纯氧曝气系统，包括以下步骤：
步骤1、通过第一液管向溶氧罐中充满溶解液；
步骤2、启动制氧机产生纯氧，并通过第一气管将所述纯氧传输至溶氧罐溶解；
步骤3、待溶解完成后，将溶解有纯氧的所述溶解液导入反应池，完成纯氧曝气。
在本发明的一些实施例中，提出一种高效加压纯氧曝气系统，其主要结构包括：小型工业制氧机，释放器，溶氧罐，阀门，球型填料，进气管，出水管，出水泵、反应池，穿孔管及自动控制系统。其中，小型工业制氧机、释放器和出水泵为市场上售卖的普通制氧机、释放器和出水泵。释放器安装于溶氧罐内进气管端，实现气体降压消能，并提供均匀的微小气泡，可使氧气溶加速于水中。溶氧罐为不锈钢材质，罐内放置球形填料，填料占罐体积1/3左右，提高氧气与水的接触面积，加速氧气溶于水中。球型填料为多孔悬浮球填料。阀门包括进水阀、进气阀、放气阀和出水阀，且均为自动阀门，反应池底铺设穿孔曝气管。
该纯氧曝气系统的具体操作为：首先打开溶氧罐进水阀和放气阀向罐内充水，可以是清水也可以是污水；充满水后关闭进水阀及放气阀，打开进气阀并启动制氧机，使产生的高纯度的氧经释放器消能后进入溶氧罐，充氧一定时间后关闭进气阀和制氧机并打开出水阀，使溶氧罐内的富氧水通过穿孔管进入反应池。
该系统以纯氧代替传统的空气进行曝气，通过加压实现纯氧在水中溶解度的提高，气泡更小更为均匀，与污水的高效结合形成的富氧水，不仅提高了氧气利用率，提高了污水中微生物的活性，有效减少了污水池的占地面积；与一般的纯氧曝气系统相比，本实施例的污水处理系统不需动力来提升进入生化处理系统的污水，也不通过风机或表面曝气机曝气，而是将污水动力和氧气曝气动力合二为一，可大大降低能耗，而且能有效降低曝气产生的噪音；可以广泛应用于各类污水处理和河道水体修复等工程的曝气。
以下通过具体实施例，对本发明提出的纯氧钝化系统及方法进行详细描述：
实施例
如图1所示，本实施例提出了一种高效加压纯氧曝气系统10，其主要结构包括：工业制氧机101，释放器102，溶氧罐103，多孔悬浮球填料104，出水泵105、反应池106，穿孔曝气管(图中未示出)及自动控制系统(图中未示出)；工业制氧机101、释放器102和溶氧罐103依次通过第一气管连接，溶氧罐103、出水泵105和反应池106依次通过第二液管连接，释放器102安装于溶氧罐103内的进气管端，溶氧罐103中放置有多孔悬浮球填料，溶氧罐103还连接有第二气管和第一液管，分别用于释放多余的气体及导入溶解液。
该高效加压纯氧曝气系统还包括阀门，主要包括安装在第一液管中的进水阀107、第一气管中的进气阀108、第二气管中的放气阀109和第二液管中的出水阀110，该些阀门均为自动阀门，反应池底铺设穿孔曝气管。
其中工业制氧机的流量为2kg/h，功率为1.5KW；溶氧罐103的容积为7m3(除去多孔悬浮球填料104，实际容积为5m3)。溶氧罐103内充满水后，打开工业制氧机向溶氧罐103内充氧5min，罐内溶解的氧浓度达到25mg/L；启动出水阀110，使用富氧水(即溶解有高浓度氧气的溶解液)向反应池106曝气，出水泵的功率为0.55KW，工作时间为15min；反应池中50m3水的溶解氧浓度达到2mg/L，其氧气利用率达到80％。
该系统的总能耗为0.005KW·h/m3，远小于鼓风曝气的0.09KW·h/m3和表面曝气的0.12KW·h/m3。
可以看出，本实施例采用纯氧替代传统曝气中的空气，并在引入反应池106之前先将纯氧导入溶氧罐103对纯氧进行溶解，与单纯的直接将纯氧引入反应池106相比，提高了氧气的利用率，降低了能耗。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种纯氧曝气系统，包括制氧机、溶氧罐、抽液泵和反应池，其中：
所述制氧机与溶氧罐之间通过第一气管连接，以将所述制氧机产生的纯氧传输至所述溶氧罐溶解；
所述溶氧罐连接有第一液管，用于导入溶解所述纯氧的溶解液；
所述溶氧罐、抽液泵及反应池依次通过第二液管连接，以将溶解有纯氧的所述溶解液导入所述反应池。
2.如权利要求1所述的纯氧曝气系统，其中，所述溶氧罐中放置有球形填料，以增大所述纯氧与所述溶解液的接触面积；优选地，所述球型填料为多孔悬浮球填料。
3.如权利要求2所述的纯氧曝气系统，其中，所述球形填料占所述溶氧罐体积的1/4～1/2。
4.如权利要求1所述的纯氧曝气系统，其中，所述第一气管与所述溶氧罐的连接接口处具有释放器，用于对所述制氧机产生的纯氧进行降压消能，并将所述纯氧转换为均匀的微小气泡传输至所述溶氧罐溶解。
5.如权利要求1所述的纯氧曝气系统，其中，所述溶氧罐还连接有第二气管，用于排出多余的氧气。
6.如权利要求5所述的纯氧曝气系统，其中，所述第一气管通过进气阀/双向气阀与所述溶氧罐连接；所述第二气管通过放气阀/双向气阀与所述溶氧罐连接；优选地，所述进气阀、放气阀和双向气阀均为自动阀。
7.如权利要求6所述的纯氧曝气系统，其中，所述第一液管通过进液阀/双向液阀与所述溶氧罐连接；所述第二液管通过出液阀/双向液阀与所述溶氧罐连接；优选地，所述进液阀、出液阀和双向液阀均为自动阀。
8.如权利要求7所述的纯氧曝气系统，还包括控制单元，用于控制与所述第一气管连接的所述进气阀/双向气阀、与所述第二气管连接的所述放气阀/双向气阀、与所述第一液管连接的所述进液阀/双向液阀和与所述第二液管连接的所述出液阀/双向液阀。
9.如权利要求1所述的纯氧曝气系统，其中，所述反应池内底铺设有穿孔管，所述穿孔管与所述第二液管连接。
10.如权利要求1所述的纯氧曝气系统，其中，所述溶氧罐为不锈钢材质；所述溶解液为非腐蚀性溶液；该非腐蚀性溶液包括生活污水、工业污水或清水；优选为生活污水或工业污水。
11.一种纯氧曝气方法，采用如权利要求1至10中任一项所述的纯氧曝气系统，包括以下步骤：
步骤1、通过第一液管向溶氧罐中充满溶解液；
步骤2、启动制氧机产生纯氧，并通过第一气管将所述纯氧传输至所述溶氧罐溶解；
步骤3、待溶解完成后，打开抽液泵，将溶解有纯氧的所述溶解液导入反应池，完成所述纯氧曝气。
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| CN108408880A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-17 | 佛山市顺德区键合电子有限公司 | 用于污水处理的高溶氧生物降解系统以及其处理工艺 |
| CN108911182A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-11-30 | 董艺 | 智能微生物污水处理专用水体供氧设备 |
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