CN108314177A - 一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置及曝气方法 - Google Patents

一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置及曝气方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池，在曝气池的上部设置有出水管，在曝气池底部设置有污水进水管和进气管，在曝气池内腔的上部和下部分别设置有溢流堰和挡泥板，在曝气池内腔中心设置有贯穿溢流堰和挡泥板的底部带有支架的圆柱形挡板，在曝气池内腔底部中心设置有与进气管连接的曝气管组件；所述溢流堰的上端面低于曝气池上端面，所述出水管与溢流堰连接。本发明具有结构简单优点，采用它在通气的状态，利用聚乙烯醇凝胶对污水进行处理，不但曝气均匀，操作成本低，曝气效率高，与常规活性污泥法处理污水相比，本发明聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水的曝气方法能够大大减少废弃污泥量，有利于环境保护。

Description

一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置及曝气 方法
技术领域
本发明涉及一种曝气装置及曝气方法，特别是一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置及曝气方法。
背景技术
目前，聚乙烯醇（PVA）凝胶颗粒作为一种新型的微生物包埋固定化载体, 它具有机械强度高, 化学稳定性好, 抗微生物分解性能强, 对微生物无毒, 价格低廉等一系列优点，应用于污水处理领域，可以替代传统的活性污泥法处理污水，可减少污水处理占地面积，还可减少废弃污泥对环境造成的污染。
聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水的关键，一是不能使凝胶颗粒累积在曝气池的任何角落，尤其不能沉入池底静止不动，二是曝气要充分，三是操作成本要合理，而在某些情况下，还希望曝气池中的污泥损失速度不要太快，而完成这些技术目标的关键设备之一就是曝气装置。
现有文献中，有部分活性污泥法处理污水的曝气装置报道。周增炎等（CN03210037.X，生物氧化固液分离一体化水处理装置）公开一种由悬浮生物载体流动床或活性污泥曝气池和悬浮生物载体静止床通过过水隔板分隔组合而成，正常运行时，生物流动床或活性污泥曝气池常年曝气，而静止床则定期或需要时曝气，以翻动载体防止堵塞，该技术可节约污水处理空间，但无法实现对聚乙烯醇凝胶这样大颗粒的曝气。邱熔处等（CN03263211.8，一种生物曝气滤池）将曝气布气系统设置于承托层之上的滤料层中，并在曝气布气系统下面到承托层间留有一段缺氧段，利用曝气池中的缺氧段使从下面流入的污水在经厌氧微生物的作用下充分进行反硝化反应，使污水中氮、磷等含量降低，污水流至曝气布气系统之上后即进入好氧段，同时在微生物的作用下处理污水中的有机物，但该技术无法有效实现聚乙烯醇凝胶处理污水。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能有效利用聚乙烯醇凝胶对污水进行处理的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置及曝气方法。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池，在所述曝气池的上部设置有出水管，在曝气池底部设置有污水进水管和进气管，在所述曝气池内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰和曝气管组件，在所述曝气池内腔中心设置有贯穿溢流堰且位于曝气管组件上方的带支架的圆柱形挡板，所述曝气管组件与进气管连接，所述出水管与溢流堰连接，在所述溢流堰上端面设置有滤网。
其中，所述挡板上端面略低于曝气池上端面，所述挡板上端面略高于溢流堰上端面。
为了使得进水均匀，在所述污水进水管的出水端设置有进水分布器，所述进水分布器位于曝气池底部中央位置。
其中，所述进水分布器包括圆管，在所述圆管上设置有出水孔，所述污水进水管的出水端与圆管连通。
或者，所述进水分布器包括两根相互交叉的圆管构成，在所述圆管上设置有出水孔，所述污水进水管的出水端与两根圆管的交叉处连通。
进一步，所述曝气管组件包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管和位于外圈的同心圆环形曝气管，所述同心圆环形曝气管之间通过进气管或十字形通气管分支架连通，所示十字形通气管分支架与所述进气管连通，在所述同心圆环形曝气管上均设置有出气孔。
其中，在所述同心圆环形曝气管上设置有至少一排斜向内下方的出气孔，所述出气孔的开口方向与水平方向呈30︒～60︒夹角，所述相邻之间出气孔的间距为5～25mm。
进一步，所述同心圆环形曝气管直径为10～100mm，相邻同心圆环形曝气管之间的间距为200～500mm 。
其在，在所述内圈的同心圆环形曝气管（的外侧或/和内侧设置有至少一排斜向外下方的出气孔，所述外侧上的相邻出气孔的间距为10～40mm，所述内侧上的相邻出气孔的间距为5～25mm。
进一步，所述出气孔的开孔孔径为0.5～3.0mm，所述同一同心圆环形曝气管上的出气孔的总数使得出气流速为1.5～3m/s。
一种曝气装置进行聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水的曝气方法，所述方法具体步骤如下：
1）在聚乙烯醇凝胶中包埋入占凝胶体积0.5-15%的含有微生物的活性污泥，将聚乙烯醇凝胶制备成直径为2-6mm，密度1.0-1.1g/cm³的球状物；
2）曝气池中充满COD值为300-1000mg/l的污水，从曝气池1的挡板内投入相对于污水体积5-30%的聚乙烯醇凝胶；
3）通过进气管8向曝气装置中通入空气，通入的空气使曝气管中每一个出气孔的出气流速达到1.5-3m/s，使聚乙烯醇凝胶和污水流向挡板下方，然后在挡板内自下而上流动，再从挡板上方流到挡板外部，如此持续曝气10-20天；
4）曝气结束后，从污水进水管3连续补充COD值为300-1000mg/l的污水，连续补充污水的流量以15-20小时能够充满曝气池为准，同时以与进水相同的流速从出水管处连续排出达标的水。
其中，所述处理污水的温度为20︒～50︒。
由于采用了上述技术方案，本发明具有结构简单、成本低廉、使用可靠的优点，采用它在通气的状态，利用聚乙烯醇凝胶对污水进行处理，不但曝气均匀，操作成本低，曝气效率高，而且与常规活性污泥法处理污水相比，本发明所述聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水的曝气方法能够大大减少废弃污泥量，有利于环境保护。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明进水分布器结构示意图。
图3为本发明的曝气管组件第一种结构示意图；
图4为本发明的曝气管组件第二种结构示意图；
图5本为本发明的外圈的同心圆环形曝气管结构示意图；
图6为图5的A-A剖视图；
图7为本发明的图4中外圈的同心圆环形曝气管结构示意图；
图8为图7的B-B剖视图；
图9为图7的C-C剖视图；
图10为图7的D-D剖视图；
图11为本发明的图4中内圈的同心圆环形曝气管结构示意图；
图12图11的E-E剖视图；
图13为图11的F-F剖视图；
图14为图11的G-G剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1：如图1、2、3和图5至10所示，一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池1，在所述曝气池1的上部设置有出水管2，在曝气池底部设置有污水进水管3和进气管4，在所述曝气池1内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰5和曝气管组件6，在所述曝气池1内腔中心设置有贯穿溢流堰5且位于曝气管组件6上方的带支架7的圆柱形挡板8，所述曝气管组件6与进气管4连接，所述出水管2与溢流堰5连接，在所述溢流堰5上端面设置有滤网9。
其中，所述挡板8上端面略低于曝气池1上端面，所述挡板8上端面略高于溢流堰5上端面。
进一步，所述曝气管组件6包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13，所述同心圆环形曝气管13之间通过进气管4或十字形通气管分支架14连通，所示十字形通气管分支架14与所述进气管4连通，在所述同心圆环形曝气管13上均设置有出气孔15。内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13直径均为25mm，两根曝气管间距200mm，曝气管组件6与曝气池底部的距离为50mm，进气从进气管4四周任意位置进入。
其中，在所述同心圆环形曝气管13上设置有至少一排斜向内下方的出气孔15，所述出气孔15的开口方向与水平方向呈17︒～45︒夹角，所述相邻之间出气孔15的间距为10mm。，出气孔15开孔直径为0.5mm。
进一步，内圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧分别开两组出气孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向和内侧开孔方向别与水平方向17︒～45︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为25mm，孔径为1.0mm，内侧开孔15之间的孔间距为10mm，孔径为0.5mm。
曝气管组件所有开孔总数以能使曝气管每一个孔的出气流速达到1.5m/s为准。
实施例2：如图1、2、4和图7-14所示，一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池1，在所述曝气池1的上部设置有出水管2，在曝气池底部设置有污水进水管3和进气管4，在所述曝气池1内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰5和曝气管组件6，在所述曝气池1内腔中心设置有贯穿溢流堰5且位于曝气管组件6上方的带支架7的圆柱形挡板8，所述曝气管组件6与进气管4连接，所述出水管2与溢流堰5连接，在所述溢流堰5上端面设置有滤网9。
其中，所述挡板8上端面略低于曝气池1上端面，所述挡板8上端面略高于溢流堰5上端面。
进一步，所述曝气管组件6包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13，所述同心圆环形曝气管13之间通过进气管4或十字形通气管分支架14连通，所示十字形通气管分支架14与所述进气管4连通，在所述同心圆环形曝气管13上均设置有出气孔15。内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13直径均为20mm，两根曝气管间距300mm，曝气管组件6与曝气池底部的距离为60mm，进气从进气管4四周任意位置进入。
其中，外圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧分别开两组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向18和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～45︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为30mm，孔径为2.0mm，内侧开孔15之间的孔间距为15mm，孔径为1.5mm。
其中，内圈同心圆环形曝气管13的外侧、内侧和上部分别开三组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～40︒夹角，上部开孔的开孔方向与水平方向17︒～90︒度夹角，其外侧开孔之间的孔间距为25mm，孔径为1.5mm，内侧开孔15之间的孔间距为10mm，孔径为1.0mm，上部开孔之间的孔间距为35mm，孔径为1.0mm。
曝气管组件所有开孔总数以能使曝气管每一个斜向下的开孔（斜向内开孔15、斜向外开孔14）的出气流速达到1.5m/s为准。
实施例3：如图1、2、3和图5-10所示，一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池1，在所述曝气池1的上部设置有出水管2，在曝气池底部设置有污水进水管3和进气管4，在所述曝气池1内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰5和曝气管组件6，在所述曝气池1内腔中心设置有贯穿溢流堰5且位于曝气管组件6上方的带支架7的圆柱形挡板8，所述曝气管组件6与进气管4连接，所述出水管2与溢流堰5连接，在所述溢流堰5上端面设置有滤网9。
其中，所述挡板8上端面略低于曝气池1上端面，所述挡板8上端面略高于溢流堰5上端面。
进一步，所述曝气管组件6包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13，所述同心圆环形曝气管13之间通过进气管4或十字形通气管分支架14连通，所示十字形通气管分支架14与所述进气管4连通，在所述同心圆环形曝气管13上均设置有出气孔15。内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13直径均为15mm，两根曝气管间距250mm，曝气管组件6与曝气池底部的距离为80mm，进气从进气管4四周任意位置进入。
在最外圈同心圆环形曝气管13的斜向内下方开孔，其开孔方向与水平方向17︒～45︒夹角，其斜向内下方开孔之间的孔间距为5mm，开孔直径为0.5mm。
内圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧分别开两组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～45︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为30mm，孔径为2.0mm，内侧开孔15之间的孔间距为10mm，孔径为1.5mm。
曝气管组件所有开孔总数以能使曝气管每一个孔的出气流速达到1.5m/s为准。
实施例4：如图1、2、4，图7-14所示，一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池1，在所述曝气池1的上部设置有出水管2，在曝气池底部设置有污水进水管3和进气管4，在所述曝气池1内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰5和曝气管组件6，在所述曝气池1内腔中心设置有贯穿溢流堰5且位于曝气管组件6上方的带支架7的圆柱形挡板8，所述曝气管组件6与进气管4连接，所述出水管2与溢流堰5连接，在所述溢流堰5上端面设置有滤网9。
其中，所述挡板8上端面略低于曝气池1上端面，所述挡板8上端面略高于溢流堰5上端面。
进一步，所述曝气管组件6包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13，所述同心圆环形曝气管13之间通过进气管4或十字形通气管分支架14连通，所示十字形通气管分支架14与所述进气管4连通，在所述同心圆环形曝气管13上均设置有出气孔15。内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13直径均为40mm，两根曝气管间距250mm，曝气管组件6与曝气池底部的距离为90mm，进气从进气管4四周任意位置进入。
最外圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧分别开两组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向18和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～50︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为35mm，孔径为3.0mm，内侧开孔15之间的孔间距为15mm，孔径为1.5mm。
内圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧和上部分别开三组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向18和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～45︒夹角，上部开孔的开孔方向20与水平方向17︒～90︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为25mm，孔径为2.0mm，内侧开孔15之间的孔间距为10mm，孔径为1.0mm，上部开孔之间的孔间距为40mm，孔径为0.5mm。
曝气管组件6所有开孔总数以能使曝气管每一个斜向下的开孔（斜向内开孔、斜向外开孔）的出气流速达到1.5m/s为准。
实施例5：如图1、2、3和图5-10所示，一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池1，在所述曝气池1的上部设置有出水管2，在曝气池底部设置有污水进水管3和进气管4，在所述曝气池1内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰5和曝气管组件6，在所述曝气池1内腔中心设置有贯穿溢流堰5且位于曝气管组件6上方的带支架7的圆柱形挡板8，所述曝气管组件6与进气管4连接，所述出水管2与溢流堰5连接，在所述溢流堰5上端面设置有滤网9。
其中，所述挡板8上端面略低于曝气池1上端面，所述挡板8上端面略高于溢流堰5上端面。
进一步，所述曝气管组件6包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13，所述同心圆环形曝气管13之间通过进气管4或十字形通气管分支架14连通，所示十字形通气管分支架14与所述进气管4连通，在所述同心圆环形曝气管13上均设置有出气孔15。内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13直径均为50mm，两根曝气管间距350mm，曝气管组件6与曝气池底部的距离为60mm，进气从进气管4四周任意位置进入。
在最外圈的同心圆环形曝气管13的斜向内下方开孔，其开孔方向与水平方向17︒～45︒夹角，其斜向内下方开孔之间的孔间距为10mm，开孔直径为1.0mm。
内圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧分别开两组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～45︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为35mm，孔径为2.0mm，内侧开孔15之间的孔间距为15mm，孔径为1.5mm。
曝气管组件6所有开孔总数以能使曝气管每一个孔的出气流速达到1.5m/s为准。
实施例6：如图1、2、4，图7-14所示，一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池1，在所述曝气池1的上部设置有出水管2，在曝气池底部设置有污水进水管3和进气管4，在所述曝气池1内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰5和曝气管组件6，在所述曝气池1内腔中心设置有贯穿溢流堰5且位于曝气管组件6上方的带支架7的圆柱形挡板8，所述曝气管组件6与进气管4连接，所述出水管2与溢流堰5连接，在所述溢流堰5上端面设置有滤网9。
其中，所述挡板8上端面略低于曝气池1上端面，所述挡板8上端面略高于溢流堰5上端面。
进一步，所述曝气管组件6包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13，所述同心圆环形曝气管13之间通过进气管4或十字形通气管分支架14连通，所示十字形通气管分支架14与所述进气管4连通，在所述同心圆环形曝气管13上均设置有出气孔15。内圈的同心圆环形曝气管13和位于外圈的同心圆环形曝气管13直径均为15mm，两根曝气管间距100mm，曝气管组件6与曝气池底部的距离为40mm，进气从进气管4四周任意位置进入。
进一步，污水进水管3的末端设置进水分布器10，进水分布器10位于曝气池1的底部中央位置。进水分布器10由两根圆管十字交叉构成，中间分布多个出水孔12。
最外圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧分别开两组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～45︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为35mm，孔径为2.5mm，内侧开孔15之间的孔间距为15mm，孔径为1.5mm。
内圈的同心圆环形曝气管13的外侧、内侧和上部分别开三组孔，外侧开孔方向为斜向外下方，内侧开孔方向为斜向内下方，其外侧开孔方向和内侧开孔方向分别与水平方向17︒～45︒夹角，上部开孔的开孔方向与水平方向17︒～90︒夹角，其外侧开孔之间的孔间距为30mm，孔径为2.0mm，内侧开孔15之间的孔间距为10mm，孔径为1.0mm，上部开孔16之间的孔间距为30mm，孔径为0.5mm。
曝气管组件6所有开孔总数以能使曝气管每一个斜向下的开孔（斜向内开孔、斜向外开孔）的出气流速达到1.5m/s为准。
实施例7：一种采用实施例1所述曝气装置进行聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水的曝气方法，保持进入曝气池的温度为25℃。
具体步骤如下：
（1）在聚乙烯醇凝胶中包埋入占凝胶体积0.5%的含有微生物的活性污泥，将聚乙烯醇凝胶制备成直径为4mm，密度1.07g/cm³的球状物；
（2）曝气池1中充满COD值为350mg/l的污水，从曝气池的挡板8内投入相对于污水体积15%的聚乙烯醇凝胶。
（3）通过进气管4向曝气装置中通入空气，通入的空气使曝气管组件6中每一个出气孔15的出气流速达到1.5m/s，使聚乙烯醇凝胶和污水流向挡板8下方，然后在挡板8内自下而上流动，再从挡板8上方流到挡板8外部，如此持续曝气15天，测试出水中的COD为50mg/l。
（4）曝气结束后，从污水进水管3连续补充COD值为350mg/l的污水，连续补充污水的流量以15小时能够充满曝气池为准（即污水处理时间），同时以与进水相同的流速从出水管2处连续排出达标的水。
实施例8-12：改变曝气装置和以下工艺参数进行污水处理，其余同实施例7，其详细工艺参数数据和污水处理结果见下表：

Claims (12)

1.一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，包括曝气池（1），在所述曝气池（1）的上部设置有出水管（2），在曝气池底部设置有污水进水管（3）和进气管（4），其特征是：在所述曝气池（1）内腔的上部和底部中心分别设置有溢流堰（5）和曝气管组件（6），在所述曝气池（1）内腔中心设置有贯穿溢流堰（5）且位于曝气管组件（6）上方的带支架（7）的圆柱形挡板（8），所述曝气管组件（6）与进气管（4）连接，所述出水管（2）与溢流堰（5）连接，在所述溢流堰（5）上端面设置有滤网（9）。
2.如权利要求1所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：所述挡板（8）上端面略低于曝气池（1）上端面，所述挡板（8）上端面略高于溢流堰（5）上端面。
3.如权利要求2所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：在所述污水进水管（3）的出水端设置有进水分布器（10），所述进水分布器（10）位于曝气池（1）底部中央位置。
4.如权利要求3所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：所述进水分布器（10）包括圆管（11），在所述圆管（11）上设置有出水孔（12），所述污水进水管（3）的出水端与圆管（11）连通。
5.如权利要求3所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：所述进水分布器包（10）括两根相互交叉的圆管（11）构成，在所述圆管（11）上设置有出水孔（12），所述污水进水管（3）的出水端与两根圆管（11）的交叉处连通。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：所述曝气管组件（6）包括至少两根直径不同且位于同一平面的截面为圆形的位于内圈的同心圆环形曝气管（13）和位于外圈的同心圆环形曝气管（13），所述同心圆环形曝气管（13）之间通过进气管（4）或十字形通气管分支架（14）连通，所示十字形通气管分支架（14）与所述进气管（4）连通，在所述同心圆环形曝气管（13）上均设置有出气孔（15）。
7.如权利要求6所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：在所述同心圆环形曝气管（13）上设置有至少一排斜向内下方的出气孔（15），所述出气孔（15）的开口方向与水平方向呈30︒～60︒夹角，所述相邻之间出气孔（15）的间距为5～25mm。
8.如权利要求7所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：所述同心圆环形曝气管（13）直径为10～100mm，相邻同心圆环形曝气管（13）之间的间距为200～500mm 。
9.如权利要求8所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：在所述内圈的同心圆环形曝气管（13）的外侧或/和内侧设置有至少一排斜向外下方的出气孔（15），所述外侧上的相邻出气孔（15）的间距为10～40mm，所述内侧上的相邻出气孔（15）的间距为5～25mm。
10.如权利要求9所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水用曝气装置，其特征是：所述出气孔（15）的开孔孔径为0.5～3.0mm，所述同一同心圆环形曝气管（13）上的出气孔（15）的总数使得出气流速为1.5～3m/s。
11.一种采用如权利要求1-10任一权利要求所述曝气装置进行聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水的曝气方法，其特征是，所述方法具体步骤如下：
1）在聚乙烯醇凝胶中包埋入占凝胶体积0.5-15%的含有微生物的活性污泥，将聚乙烯醇凝胶制备成直径为2-6mm，密度1.0-1.1g/cm³的球状物；
2）曝气池（1）中充满COD值为300-1000mg/l的污水，从曝气池1的挡板（8）内投入相对于污水体积5-30%的聚乙烯醇凝胶；
3）通过进气管8向曝气装置中通入空气，通入的空气使曝气管（13）中每一个出气孔（15）的出气流速达到1.5-3m/s，使聚乙烯醇凝胶和污水流向挡板（8）下方，然后在挡板（8）内自下而上流动，再从挡板（8）上方流到挡板外部，如此持续曝气10-20天；
4）曝气结束后，从污水进水管（3）连续补充COD值为300-1000mg/l的污水，连续补充污水的流量以15-20小时能够充满曝气池（1）为准，同时以与进水相同的流速从出水管（2）处连续排出达标的水。
12.如权利要求11所述的聚乙烯醇固定化微生物凝胶处理污水的曝气方法，其特征是：所述处理污水的温度为20︒～50︒。
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