CN110143664A - 微纳米曝气baf处理装置及处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微纳米曝气BAF处理装置及处理工艺，包括BAF装置、微纳米气泡发生装置、反洗装置。BAF装置包括污水进水泵、BAF反应池、污水循环泵、篮式过滤器。微纳米气泡发生装置包括微纳米气泡发生装置壳体、纳米级陶瓷膜管、液体流量计、气体转子流量计、气体压力表、气体控制阀。本发明集BAF装置和微纳米气泡发生装置于一体，与传统BAF曝气方式不同，本发明纳米级陶瓷膜管曝气为微纳米气泡，气体利用率高，导致气体用量少，不会引起BAF反应池表面翻滚，而且气体滞留时间长、气液接触面积大；携带微纳米气体的污水经BAF生物填料层，提供给其氧分，将污水中的COD进行分解消耗，除COD效率高且能耗低。

Description

微纳米曝气BAF处理装置及处理工艺

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种针对石油、化工、钢铁、污水厂、煤气发生站、机械加工等行业需要生化处理废水的微纳米曝气BAF处理装置及处理工艺。

背景技术

通常，需要生化处理的污水来源很广，其中包括石油、石油化工、钢铁、污水厂、煤气发生站、机械加工等行业。耗氧的BAF装置是各污水生化处理常用的装置。

据不完全统计，我国每年产生的工业污水在35亿吨以上，每年产生的生活污水在510亿吨以上，每年大量的废水需要经处理后排入江河湖泊。在环保排放要求越来越严的政策形势下，如何保证达标排放的同时又能高效、节能的处理污水是各污水处理厂重点改进的方向。

现有的BAF曝气装置所发生出来的气泡尺寸大，微气泡数量少，滞留时间短，气液接触不充分、气水比例高，尾气处理成本较大。同时由于直接曝气导致气体量较大，引起BAF塔池面翻滚，加上污水中含有较多活性易发泡物质，导致池面容易产生大量的泡沫，影响后续尾气处理装置运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有BAF曝气装置产生的气泡尺寸大、气体滞留时间短、气液接触不充分、气水比例高、池面翻滚波动大、尾气处理成本大等不足，提供一种气泡尺寸小、气体滞留时间长、气液接触面积大并接触充分、不会引起池面翻滚、除COD效率高且能耗低、成本低的微纳米曝气BAF处理装置及处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种微纳米曝气BAF处理装置，包括BAF装置、微纳米气泡发生装置、反洗装置。

BAF装置包括污水进水泵、BAF反应池、污水循环泵、篮式过滤器。BAF反应池内的中部设有BAF生物填料层。BAF反应池内对应BAF生物填料层的上方为BAF上部水层。BAF反应池侧壁上对应BAF生物填料层的下方设有BAF污水进口和循环进水口。BAF上部水层的上部设有至少二个第一BAF出水口。BAF上部水层的下部设有第二BAF出水口。第二BAF出水口处设有篮式过滤器。

污水进水泵的入口与污水池相连通。污水进水泵的出口与BAF污水进口相连通。污水循环泵的入口与第二BAF出水口相连通。污水池与污水进水泵之间设有第一控制阀。污水进水泵与BAF污水进口之间设有第二控制阀。第二BAF出水口与污水循环泵之间设有第三控制阀，BAF反应池的底部设有排水口。排水口处设有排水阀。

微纳米气泡发生装置包括微纳米气泡发生装置壳体、纳米级陶瓷膜管、液体流量计、气体转子流量计、气体压力表、气体控制阀。纳米级陶瓷膜管套入微纳米气泡发生装置壳体内。纳米级陶瓷膜管的外壁与微纳米气泡发生装置壳体的内壁围合形成气体室。气体室通过气体转子流量计与压缩空气瓶相连通。气体转子流量计与气体室之间设有气体控制阀。

微纳米气泡发生装置壳体上设有气体压力表，用于测量气体室内气体的压力。纳米级陶瓷膜管的一端依次通过第四控制阀、液体流量计、第五控制阀与污水循环泵相连通，另一端依次通过第六控制阀、第七控制阀与循环进水口相连通。

反洗装置包括反洗水池、反洗泵，反洗水池依次通过第八控制阀、反洗泵、第九控制阀与第六控制阀和第七控制阀之间的管线相连通。第七控制阀和循环进水口之间的管线上设有压缩空气入口管线，压缩空气入口管线上设有第十控制阀。

在其中一个实施例中，所述微纳米气泡发生装置壳体为圆柱形。

在其中一个实施例中，纳米级陶瓷膜管表面的纳米膜孔的孔径范围为50nm～5000nm。

在其中一个实施例中，纳米级陶瓷膜管的两端都设有密封圈，用于密封。

在其中一个实施例中，所述纳米级陶瓷膜管内的气水比例为1：1～1:100。

一种利用上述微纳米曝气BAF处理装置处理有机废水的工艺，包括以下步骤：

1)将反洗泵关闭，第九控制阀、第十控制阀、排水阀、第七控制阀关闭。

启动污水进水泵，将有机废水从污水池经污水进水泵和BAF污水进口抽入BAF反应池底部。

2)第一次处理：BAF反应池底部的有机废水流经BAF生物填料层后得到废水，废水进入BAF上部水层中。

启动污水循环泵、打开气体控制阀和第七控制阀，废水中的固体杂质颗粒在废水的带动下经第一BAF出水口流出，不含有固体杂质颗粒的废水经第二BAF出水口和篮式过滤器并在污水循环泵的作用下经液体流量计进入纳米级陶瓷膜管内；此时压缩空气瓶内的压缩空气经气体转子流量计和气体控制阀进入气体室内,压缩空气控制压力范围为：0.2MPa～0.6MPa，气体室内的压缩空气进入纳米级陶瓷膜管表面的纳米膜孔不断发生“微气泡”；进入纳米级陶瓷膜管内的不含固体杂质颗粒的废水不断剪切纳米级陶瓷膜管表面发生的“微气泡”，进而快速形成微纳米气泡充满整个纳米级陶瓷膜管后经第六控制阀、第七控制阀、循环进水口进入BAF反应池底部。

3)经第一次处理后的废水重复步骤2)进行第二次处理，以此循环，直到打开排水阀，从排水口排出的水符合国家规定的污水排放标准为止。

反洗时，先将污水进水泵和污水循环泵关掉，并将第六控制阀、第二控制阀、第三控制阀、排水阀都关闭，将第八控制阀、第九控制阀、第七控制阀、第十控制阀都打开；将反洗水池内的水经反洗泵和循环进水口抽入BAF反应池底部，压缩空气入口管线内通入压缩空气，压缩空气经第十控制阀进入BAF反应池底部，从而对BAF反应池进行气洗操作，气洗后，打开排水阀，水经排水口排出。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明集BAF装置和微纳米气泡发生装置于一体，与传统BAF曝气方式不同，本发明纳米级陶瓷膜管(孔径范围为50nm～5000nm)曝气为微纳米气泡，压缩空气从压缩空气瓶内经气体转子流量计进入气体室内形成“高压”，高压气体通过纳米级陶瓷膜管表面的纳米级微孔进入纳米级陶瓷膜管内，高速水流进入纳米级陶瓷膜管内后不断剪切纳米级陶瓷膜管表面发生的“微气泡”进而快速形成微纳米气泡，并与高速水流充分混合，气体利用率高，导致气体用量少，不会引起BAF反应池表面翻滚，而且气体滞留时间长、气液接触面积大。

2、本发明污水循环泵将BAF上部水层中氧含量较低的污水经篮式过滤器进入微纳米气泡发生装置，从而将其内部的微纳米气体切入水中，携带微纳米气泡的污水经BAF生物填料层，提供给其氧分，微生物将污水中的COD进行分解消耗，除COD效率高且能耗低。

3、直径在几十微米(um)与数百纳米(nm)之间的气泡混合状态叫做微纳米气泡。水处理领域离不开曝气环节，而气泡小到十微米以下，其物理、化学性质都将发生根本性变化。本发明微纳米气泡发生装置与传统的高压溶解减压发泡方法相比，微纳米气泡发生装置在形成气泡的浓度、均匀性及节能降耗方面具有突出的优势，是新一代高效节能环保技术。

4、本发明是微纳米气泡发生装置和BAF装置的结合，微纳米气泡发生装置为BAF装置提供微纳米气体，使其气体分布更均匀、气体停留时间增加、气体更易被生物吸收，从而气体利用效率更高。

5、本发明可处理石油、石油化工等行业需要多级生化处理或一级生化处理问题较多的废水。

6、本发明曝气方式类似于“换热器”，不同的是：外接气源走壳程，水走管程。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所实用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

如图1所示，一种微纳米曝气BAF处理装置，包括BAF装置、微纳米气泡发生装置、反洗装置。

其中，BAF装置包括污水进水泵1、BAF反应池11、污水循环泵13、篮式过滤器。

具体的，BAF反应池11内的中部设有BAF生物填料层15。BAF反应池11内对应BAF生物填料层15的上方为BAF上部水层17。BAF反应池11侧壁上对应BAF生物填料层15的下方设有BAF污水进口111和循环进水口113。BAF上部水层17的上部设有二个第一BAF出水口115。BAF上部水层17的下部设有第二BAF出水口117。第二BAF出水口117处设有篮式过滤器。

具体的，污水进水泵1的入口与污水池3相连通。污水进水泵1的出口与BAF污水进口111相连通。污水循环泵13的入口与第二BAF出水口117相连通。污水池3与污水进水泵1之间设有第一控制阀31。污水进水泵1与BAF污水进口111之间设有第二控制阀33。第二BAF出水口117与污水循环泵13之间设有第三控制阀35，BAF反应池11的底部设有排水口118。排水口118处设有排水阀119。

其中，微纳米气泡发生装置包括微纳米气泡发生装置壳体5、纳米级陶瓷膜管51、液体流量计19、气体转子流量计55、气体压力表59、气体控制阀53。

具体的，纳米级陶瓷膜管51套入微纳米气泡发生装置壳体5内。纳米级陶瓷膜管51的外壁与微纳米气泡发生装置壳体5的内壁围合形成气体室52。气体室52通过气体转子流量计55与压缩空气瓶57相连通。气体转子流量计55与气体室52之间设有气体控制阀53。

具体的，微纳米气泡发生装置壳体5上设有气体压力表59，用于测量气体室52内气体的压力。纳米级陶瓷膜管51的一端依次通过第四控制阀37、液体流量计19、第五控制阀39与污水循环泵13相连通，另一端依次通过第六控制阀7、第七控制阀71与循环进水口113相连通。

其中，反洗装置包括反洗水池9、反洗泵91。

具体的，反洗水池9依次通过第八控制阀93、反洗泵91、第九控制阀95与第六控制阀7和第七控制阀71之间的管线相连通。第七控制阀71和循环进水口113之间的管线上设有压缩空气入口管线97，压缩空气入口管线97上设有第十控制阀99。

其中，微纳米气泡发生装置壳体5为圆柱形。

具体的，纳米级陶瓷膜管51表面的纳米膜孔的孔径范围为50nm～5000nm。纳米级陶瓷膜管51的两端都设有密封圈，用于密封。纳米级陶瓷膜管51内的气水比例为1：1～1:100。

一种利用上述微纳米曝气BAF处理装置处理有机废水的工艺，包括以下步骤：

1)将反洗泵91关闭，第九控制阀95、第十控制阀99、排水阀119、第七控制阀71关闭。

启动污水进水泵1，将有机废水从污水池3经污水进水泵1和BAF污水进口111抽入BAF反应池11底部。

2)第一次处理：BAF反应池11底部的有机废水流经BAF生物填料层15，生物填料将废水中的有机物进行消解，消解后得到废水进入BAF上部水层17中。

启动污水循环泵13、打开气体控制阀53和第七控制阀71，废水中的固体杂质颗粒被篮式过滤器给滤除，固体杂质颗粒在废水的带动下经第一BAF出水口115流出，不含有固体杂质颗粒的废水经第二BAF出水口117和篮式过滤器并在污水循环泵13的作用下经液体流量计19进入纳米级陶瓷膜管51内；此时压缩空气瓶57内的压缩空气经气体转子流量计55和气体控制阀53进入气体室52内,压缩空气控制压力范围为：0.2MPa～0.6MPa，气体室52内的压缩空气(高压空气)进入纳米级陶瓷膜管51表面的纳米膜孔不断发生“微气泡”；经污水循环泵13进入纳米级陶瓷膜管51内的不含固体杂质颗粒的废水(高速水流)不断剪切纳米级陶瓷膜管51表面发生的“微气泡”，进而快速形成微纳米气泡充满整个纳米级陶瓷膜管51后经第六控制阀7、第七控制阀71、循环进水口113进入BAF反应池11底部。

3)经第一次处理后得到的处于BAF反应池11底部的含微纳米气泡的废水重复步骤2)进行第二次处理，以此循环，直到打开排水阀119，从排水口118排出的水符合国家规定的污水排放标准为止。

反洗时，先将污水进水泵1和污水循环泵13关掉，并将第六控制阀7、第二控制阀33、第三控制阀35、排水阀119都关闭，将第八控制阀93、第九控制阀95、第七控制阀71、第十控制阀99都打开；将反洗水池9内的水经反洗泵91和循环进水口113抽入BAF反应池11底部，压缩空气入口管线97内通入压缩空气，压缩空气经第十控制阀99进入BAF反应池11底部，从而对BAF反应池11进行气洗操作，气洗后，打开排水阀119，水经排水口118排出。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明集BAF装置和微纳米气泡发生装置于一体，与传统BAF曝气方式不同，本发明纳米级陶瓷膜管51(孔径范围为50nm～5000nm)曝气为微纳米气泡，压缩空气从压缩空气瓶57内经气体转子流量计55进入气体室52内形成“高压”，高压气体通过纳米级陶瓷膜管51表面的纳米级微孔进入纳米级陶瓷膜管51内，高速水流进入纳米级陶瓷膜管51内后不断剪切纳米级陶瓷膜管51表面发生的“微气泡”进而快速形成微纳米气泡，并与高速水流充分混合，气体利用率高，导致气体用量少，不会引起BAF反应池11表面翻滚，而且气体滞留时间长、气液接触面积大。

2、本发明污水循环泵13将BAF上部水层17中氧含量较低的污水经篮式过滤器进入微纳米气泡发生装置，从而将其内部的微纳米气体切入水中，携带微纳米气泡的污水经BAF生物填料层15，提供给其氧分，微生物将污水中的COD进行分解消耗，除COD效率高且能耗低。

3、直径在几十微米(um)与数百纳米(nm)之间的气泡混合状态叫做微纳米气泡。水处理领域离不开曝气环节，而气泡小到十微米以下，其物理、化学性质都将发生根本性变化。本发明微纳米气泡发生装置与传统的高压溶解减压发泡方法相比，微纳米气泡发生装置在形成气泡的浓度、均匀性及节能降耗方面具有突出的优势，是新一代高效节能环保技术。

4、本发明是微纳米气泡发生装置和BAF装置的结合，微纳米气泡发生装置为BAF装置提供微纳米气体，使其气体分布更均匀、气体停留时间增加、气体更易被生物吸收，从而气体利用效率更高。

5、本发明可处理石油、石油化工等行业需要多级生化处理或一级生化处理问题较多的废水。

6、本发明曝气方式类似于“换热器”，不同的是：外接气源走壳层，水走管层。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种微纳米曝气BAF处理装置，其特征在于，包括BAF装置、微纳米气泡发生装置、反洗装置；

BAF装置包括污水进水泵、BAF反应池、污水循环泵、篮式过滤器，BAF反应池内的中部设有BAF生物填料层，BAF反应池内对应BAF生物填料层的上方为BAF上部水层，BAF反应池侧壁上对应BAF生物填料层的下方设有BAF污水进口和循环进水口，BAF上部水层的上部设有至少二个第一BAF出水口，BAF上部水层的下部设有第二BAF出水口，第二BAF出水口处设有篮式过滤器，污水进水泵的入口与污水池相连通，污水进水泵的出口与BAF污水进口相连通，污水循环泵的入口与第二BAF出水口相连通，污水池与污水进水泵之间设有第一控制阀，污水进水泵与BAF污水进口之间设有第二控制阀，第二BAF出水口与污水循环泵之间设有第三控制阀，BAF反应池的底部设有排水口，排水口处设有排水阀；

微纳米气泡发生装置包括微纳米气泡发生装置壳体、纳米级陶瓷膜管、液体流量计、气体转子流量计、气体压力表、气体控制阀，纳米级陶瓷膜管套入微纳米气泡发生装置壳体内，纳米级陶瓷膜管的外壁与微纳米气泡发生装置壳体的内壁围合形成气体室，气体室通过气体转子流量计与压缩空气瓶相连通，气体转子流量计与气体室之间设有气体控制阀，微纳米气泡发生装置壳体上设有气体压力表，用于测量气体室内气体的压力，纳米级陶瓷膜管的一端依次通过第四控制阀、液体流量计、第五控制阀与污水循环泵相连通，另一端依次通过第六控制阀、第七控制阀与循环进水口相连通；

反洗装置包括反洗水池、反洗泵，反洗水池依次通过第八控制阀、反洗泵、第九控制阀与第六控制阀和第七控制阀之间的管线相连通，第七控制阀和循环进水口之间的管线上设有压缩空气入口管线，压缩空气入口管线上设有第十控制阀。

2.根据权利要求1所述的微纳米曝气BAF处理装置，其特征在于，所述微纳米气泡发生装置主体为圆柱形。

3.根据权利要求1所述的微纳米曝气BAF处理装置，其特征在于，纳米级陶瓷膜管表面的纳米膜孔的孔径范围为50nm～5000nm。

4.根据权利要求1所述的微纳米曝气BAF处理装置，其特征在于，纳米级陶瓷膜管的两端都设有密封圈，用于密封。

5.根据权利要求1所述的微纳米曝气BAF处理装置，其特征在于，所述纳米级陶瓷膜管内的气水比例为1：1～1:100。

6.一种利用上述权利要求1至5任一所述微纳米曝气BAF处理装置处理有机废水的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将反洗泵关闭，第九控制阀、第十控制阀、排水阀、第七控制阀关闭；

启动污水进水泵，将有机废水从污水池经污水进水泵和BAF污水进口抽入BAF反应池底部；

2)第一次处理：BAF反应池底部的有机废水流经BAF生物填料层后得到废水，废水进入BAF上部水层中；

启动污水循环泵、打开气体控制阀和第七控制阀，废水中的固体杂质颗粒在废水的带动下经第一BAF出水口流出，不含有固体杂质颗粒的废水经第二BAF出水口和篮式过滤器并在污水循环泵的作用下经液体流量计进入纳米级陶瓷膜管内；此时压缩空气瓶内的压缩空气经气体转子流量计和气体控制阀进入气体室内,压缩空气控制压力范围为：0.2MPa～0.6MPa，气体室内的压缩空气进入纳米级陶瓷膜管表面的纳米膜孔不断发生微气泡；进入纳米级陶瓷膜管内的不含固体杂质颗粒的废水不断剪切纳米级陶瓷膜管表面发生的微气泡，进而快速形成微纳米气泡充满整个纳米级陶瓷膜管后经第六控制阀、第七控制阀、循环进水口进入BAF反应池底部；

3)经第一次处理后的废水重复步骤2)进行第二次处理，以此循环，直到打开排水阀，从排水口排出的水符合国家规定的污水排放标准为止；

反洗时，先将污水进水泵和污水循环泵关掉，并将第六控制阀、第二控制阀、第三控制阀、排水阀都关闭，将第八控制阀、第九控制阀、第七控制阀、第十控制阀都打开；将反洗水池内的水经反洗泵和循环进水口抽入BAF反应池底部，压缩空气入口管线内通入压缩空气，压缩空气经第十控制阀进入BAF反应池底部，从而对BAF反应池进行气洗操作，气洗后，打开排水阀，水经排水口排出。