CN116216923A - 一种磁生化工艺用组合式曝气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁生化工艺用组合式曝气系统，包括：磁生化反应池内布置有旋流曝气单元和射流曝气单元，曝气风机的输出端连接至旋流曝气单元的输入端；污泥回流泵的输入端连接至磁生化反应池底部的输出端，污泥回流泵的输出端连接至射流曝气单元的输入端；磁生化反应池内设置溶氧测定仪；曝气风机、污泥回流泵和溶氧测定仪还与自控单元通信连接。本发明的有益效果是：本发明通过对曝气器内部结构的优化和不同曝气技术的优化组合，可以满足高浓度磁加载活性污泥对高浓度溶解氧的需求。

Description

一种磁生化工艺用组合式曝气系统
技术领域
本发明涉及污水生化处理技术领域，更确切地说，它涉及一种磁生化工艺用组合式曝气系统。
背景技术
污水生化处理法是使废水与微生物混合接触，利用微生物体内的生物化学作用分解废水中的各种污染物质，使其转化为无毒物质的一种污水处理方法。磁生化工艺是在常规生化工艺的基础上，往污水中投加磁性粉末与活性污泥结合驯化形成磁加载活性污泥，通过提高污泥浓度和污泥沉降性能提升系统处理效果，并利用磁场将磁性材料从污泥中分离出来加以回收再利用以降低运行成本。
生化处理是大多数传统污水处理工艺的核心，通常包括两个重要元素：1.在水中大量曝气供氧，以支持微生物的存活；2.利用微生物分解污水中的有机物，从而净化污水。在磁生化系统中，由于投加了大量的磁性材料，使得污泥的沉降速度大大提高，同时污泥浓度也是传统生化系统的3倍以上，在生化系统运行过程中，需要更多的溶解氧消耗和更大的搅拌强度，使整个反应区内污水与活性菌胶团充分混合，满足充分搅拌作用和充分接触充氧的需求。
上述因素限制了磁生化活性污泥工艺在污水处理中的工程应用，传统的微孔曝气手段无法很好的满足磁生化工艺的要求，活性污泥容易在生化池中沉降，导致池底污泥增加，有效池容缩小，并有可能堵塞曝气装置，因此需要增加更多的曝气和搅拌设施，这也将极大地增加投资和运行成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，针对磁生化工艺所需的曝气和搅拌要求，优化曝气设备内部结构，从而改善生化池的泥水流场情况，使得反应区充分搅拌混合，提高氧供给率和氧利用率。本申请通过对不同类型的曝气技术进行组合配置，提供了一种工艺简单、充氧搅拌效率高、管理运行成本低、处理效果稳定的磁生化工艺用组合式曝气系统。
第一方面，提供了一种磁生化工艺用组合式曝气系统，包括磁生化反应池、旋流曝气单元、射流曝气单元、曝气风机、污泥回流泵、溶氧测定仪和自控单元；
其中，所述磁生化反应池内布置有旋流曝气单元和射流曝气单元，曝气风机的输出端连接至旋流曝气单元的输入端；污泥回流泵的输入端连接至磁生化反应池底部的输出端，污泥回流泵的输出端连接至射流曝气单元的输入端；磁生化反应池内设置溶氧测定仪；曝气风机、污泥回流泵和溶氧测定仪还与自控单元通信连接。
作为优选，所述旋流曝气单元的内部设置螺旋导流翼片，均布超高分子聚合物材质的多层切割器。
作为优选，所述曝气风机采用空气悬浮风机或磁悬浮风机。
作为优选，所述旋流曝气单元和射流曝气单元固定在磁生化反应池的底部，或者通过池顶的支架和固定柱进行悬挂布置。
作为优选，所述旋流曝气单元和射流曝气单元在磁生化反应池底部错位排布。
第二方面，提供了一种磁生化工艺用组合式曝气方法，由第一方面任一所述的磁生化工艺用组合式曝气系统执行，包括：
步骤1、经预处理后的污水自流进入磁生化反应池，入口添加的磁粉和活性污泥在磁生化反应池中充分搅拌混合逐步培养驯化形成磁加载活性污泥，对COD、氨氮等污染物进行脱除，出水流入后续处理设施，所述后续处理设施包括二沉池或MBR膜池；
步骤2、经曝气风机加压后的空气在旋流曝气单元的内部进行螺旋切割上升，同时旋流曝气单元的腔体内部形成负压，吸入磁生化反应池底部的磁加载活性污泥，空气、污泥、污水混合物经过旋流曝气单元的多级混合、切割、破碎后，产生更多的微纳米气泡和更大的搅拌强度；
步骤3、污泥回流泵吸入磁生化反应池底部磁加载活性污泥混合液，加压导流通过混合腔后，至射流曝气单元的出口喷嘴形成射流，同时产生负压抽吸外界空气，在射流曝气单元的腔体内部进行空气、污水、污泥的充分混合、剪切、破碎，从射流曝气单元出口倾斜向下喷出、扩散，形成对磁生化反应池的混合搅拌和供氧。
作为优选，步骤2和步骤3中，自控单元接收溶氧测定仪输出的4-20mA信号，通过控制DO值在1.5-2.8mg/L之间，实时调整曝气风机和污泥回流泵的运行输出。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过对曝气器内部结构的优化和不同曝气技术的优化组合，可以满足高浓度磁加载活性污泥对高浓度溶解氧的需求，系统氧利用率在22％以上。
2、本发明利用旋流曝气单元负压抽吸和射流曝气单元出口射流搅动相结合，可有效防止磁加载活性污泥因密度提高而带来的污泥沉积问题。
3、本发明中的旋流曝气单元和射流曝气单元可以根据项目实际情况，在池底固定布置或者池顶悬挂布置，以满足基建项目和老项目改造的不同需求。
4、本发明提供的曝气组合装置，可适用于各类采用磁生化的工艺，包括但不限于AO，A2O，SBR，CASS，氧化沟等。
附图说明
图1为本申请提供的一种磁生化工艺用组合式曝气系统的结构示意图；
图2为本申请提供的另一种磁生化工艺用组合式曝气系统的结构示意图；
图3为本申请提供的又一种磁生化工艺用组合式曝气系统的结构示意图；
附图标记说明：磁生化反应池1、旋流曝气单元2、射流曝气单元3、曝气风机4、污泥回流泵5、溶氧测定仪6、自控单元7。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1：
本申请提供了一种磁生化工艺用组合式曝气系统，实现对活性污泥供氧和搅拌的功能。如图1所示，磁生化工艺用组合式曝气系统包括磁生化反应池1、旋流曝气单元2、射流曝气单元3、曝气风机4、污泥回流泵5、溶氧测定仪6和自控单元7。
其中，经预处理后的污水自流进入磁生化反应池1，入口添加的磁粉和活性污泥在磁生化反应池1中充分搅拌混合逐步培养驯化形成磁加载活性污泥，出水流入二沉池或MBR膜池等后续处理设施。磁生化反应池1内布置有旋流曝气单元2和射流曝气单元3，用于给磁生化反应池1进行充氧和搅拌，曝气风机4的输出端连接至旋流曝气单元2的输入端；污泥回流泵5的输入端连接至磁生化反应池1底部的输出端，污泥回流泵5的输出端连接至射流曝气单元3的输入端；磁生化反应池1内设置溶氧测定仪6；曝气风机4、污泥回流泵5和溶氧测定仪6还与自控单元7通信连接，通过PLC实现自动化运行。
此外，旋流曝气单元2的内部设置螺旋导流翼片，均布超高分子聚合物材质的多层切割器。利用负压抽吸磁生化反应池1底部的磁加载活性污泥，与曝气风机4加压后的空气在旋流曝气单元2的腔体内部进行螺旋切割上升，空气、污泥、污水混合物经过旋流曝气单元2的多级混合、切割、破碎后，产生更多的微纳米气泡和更大的搅拌强度。
射流曝气单元3利用负压抽吸外界空气，与污泥回流泵5吸入的磁生化反应池1底部磁加载活性污泥混合液，在射流曝气单元3的腔体内部进行空气、污水、污泥的充分混合、剪切、破碎，至射流曝气单元3的出口喷嘴倾斜向下形成射流喷出、扩散，形成对磁生化反应池1的混合搅拌和供氧。
曝气风机4采用空气悬浮风机或磁悬浮风机，进一步降低运行能耗和设备噪音。
如图2和图3所示，旋流曝气单元2和射流曝气单元3在磁生化反应池1底部错位排布，可以成行或列错位，也可以两两错位布置。旋流曝气单元2和射流曝气单元3固定在磁生化反应池1的底部，或者通过池顶的支架和固定柱进行悬挂布置。
自控单元7接收溶氧测定仪6输出的4-20mA信号，通过控制DO值实时调整曝气风机4和污泥回流泵5的运行输出，确保整套装置运行在最佳工况。
实施例2：
一种磁生化工艺用组合式曝气方法，包括：
步骤1、经预处理后的污水自流进入磁生化反应池1，入口添加的磁粉和活性污泥在磁生化反应池1中充分搅拌混合逐步培养驯化形成磁加载活性污泥，对COD、氨氮等污染物进行脱除，出水流入后续处理设施，所述后续处理设施包括二沉池或MBR膜池；
步骤2、经曝气风机4加压后的空气在旋流曝气单元2的内部进行螺旋切割上升，同时旋流曝气单元2的腔体内部形成负压，吸入磁生化反应池1底部的磁加载活性污泥，空气、污泥、污水混合物经过旋流曝气单元2的多级混合、切割、破碎后，产生更多的微纳米气泡和更大的搅拌强度；
步骤3、污泥回流泵5吸入磁生化反应池1底部磁加载活性污泥混合液，加压导流通过混合腔后，至射流曝气单元3的出口喷嘴形成射流，同时产生负压抽吸外界空气，在射流曝气单元3的腔体内部进行空气、污水、污泥的充分混合、剪切、破碎，从射流曝气单元3出口倾斜向下喷出、扩散，形成对磁生化反应池1的混合搅拌和供氧。
步骤2和步骤3中，自控单元7接收溶氧测定仪6输出的4-20mA信号，通过控制DO值在1.5-2.8mg/L之间，实时调整曝气风机4和污泥回流泵5的运行输出。

Claims (7)

1.一种磁生化工艺用组合式曝气系统，其特征在于，包括磁生化反应池(1)、旋流曝气单元(2)、射流曝气单元(3)、曝气风机(4)、污泥回流泵(5)、溶氧测定仪(6)和自控单元(7)；
其中，所述磁生化反应池(1)内布置有旋流曝气单元(2)和射流曝气单元(3)，曝气风机(4)的输出端连接至旋流曝气单元(2)的输入端；污泥回流泵(5)的输入端连接至磁生化反应池(1)底部的输出端，污泥回流泵(5)的输出端连接至射流曝气单元(3)的输入端；磁生化反应池(1)内设置溶氧测定仪(6)；曝气风机(4)、污泥回流泵(5)和溶氧测定仪(6)还与自控单元(7)通信连接。
2.根据权利要求1所述的磁生化工艺用组合式曝气系统，其特征在于，所述旋流曝气单元(2)的内部设置螺旋导流翼片，均布超高分子聚合物材质的多层切割器。
3.根据权利要求1所述的磁生化工艺用组合式曝气系统，其特征在于，所述曝气风机(4)采用空气悬浮风机或磁悬浮风机。
4.根据权利要求1所述的磁生化工艺用组合式曝气系统，其特征在于，所述旋流曝气单元(2)和射流曝气单元(3)固定在磁生化反应池(1)的底部，或者通过池顶的支架和固定柱进行悬挂布置。
5.根据权利要求1所述的磁生化工艺用组合式曝气系统，其特征在于，所述旋流曝气单元(2)和射流曝气单元(3)在磁生化反应池(1)底部错位排布。
6.一种磁生化工艺用组合式曝气方法，其特征在于，由权利要求1至5任一所述的磁生化工艺用组合式曝气系统执行，包括：
步骤1、经预处理后的污水自流进入磁生化反应池(1)，入口添加的磁粉和活性污泥在磁生化反应池(1)中充分搅拌混合逐步培养驯化形成磁加载活性污泥，对COD、氨氮等污染物进行脱除，出水流入后续处理设施，所述后续处理设施包括二沉池或MBR膜池；
步骤2、经曝气风机(4)加压后的空气在旋流曝气单元(2)的内部进行螺旋切割上升，同时旋流曝气单元(2)的腔体内部形成负压，吸入磁生化反应池(1)底部的磁加载活性污泥，空气、污泥、污水混合物经过旋流曝气单元(2)的多级混合、切割、破碎后，产生更多的微纳米气泡和更大的搅拌强度；
步骤3、污泥回流泵(5)吸入磁生化反应池(1)底部磁加载活性污泥混合液，加压导流通过混合腔后，至射流曝气单元(3)的出口喷嘴形成射流，同时产生负压抽吸外界空气，在射流曝气单元(3)的腔体内部进行空气、污水、污泥的充分混合、剪切、破碎，从射流曝气单元(3)出口倾斜向下喷出、扩散，形成对磁生化反应池(1)的混合搅拌和供氧。
7.根据权利要求6所述的磁生化工艺用组合式曝气方法，其特征在于，步骤2和步骤3中，自控单元(7)接收溶氧测定仪(6)输出的4-20mA信号，通过控制DO值在1.5-2.8mg/L之间，实时调整曝气风机(4)和污泥回流泵(5)的运行输出。
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