CN117566927A - 一种污水处理的尾气回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理技术领域，具体提供了一种污水处理的尾气回收利用方法，包括如下步骤：利用尾气收集装置将曝气池中溢出的氧气进行收集，并且将所收集的氧气进行进一步压缩，以提高所收集的氧气的压力；利用尾气存储装置将尾气收集装置收集溢出的并且经过压缩后的氧气集中与暂存；将所收集的氧气从尾气收集装置中输出，并且利用加压装置进行进一步加压后，输送至位于曝气池内的气提回流装置中；利用输入的所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使位于气提回流装置内的污水的溶解氧含量增加，并形成混合液；随着气提回流装置与曝气池内外密度差，混合液随着气提回流装置进入反硝化反应池内，以此完成回流。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理的尾气回收利用方法。
背景技术
目前，水资源日益短缺，水污染问题给生态环境和人民生活带来了巨大的挑战。因此，废水处理技术在环保、节能、减排等方面的作用越来越重要。针对当前废水中氮化合物越来越严重的问题，而现有的废水处理技术通常采用物理化学、生物学等方法来去除其中的污染物，其中硝化反应和反硝化反应被广泛应用于去除污水中的氮化合物。
其中，传统的废水处理方法需要分别进行硝化和反硝化两个独立的过程，在反硝化过程中，电子供体往往是有机物，而好氧区中也存在未完全降解和氧化的有机物，这些有机物如果不去除会对后续的反硝化反应产生干扰。因此，在好氧区与缺氧区之间设置一个回流管道，将反应器内部的一部分污水或液体抽回到前一级的好氧区，以便污水微生物再次降解和氧化有机物，并向缺氧区输出更多的电子供体，促进反硝化反应的进行，此过程称为反硝化回流过程。这样就能将污水中未被完全氧化的有机物利用起来，改善反硝化反应的效果。
污水曝气池是一种用于污水处理的设备，也被称为曝气池或曝氧池。它主要通过向污水中注入氧气，促进微生物的新陈代谢和生长，加速有机物质的分解和降解，以达到去除废水中有机物质、提高水质的目的。
在反硝化回流过程中，通常采用污水回流装置，污水回流装置主要的动力来源主要是污水泵，因在污水回流过程中，污水泵需要克服反应器内的水头压力和管道摩擦阻力等多种阻力才能完成污水回流的过程，且由于回流量巨大，所以污水回流装置将会消耗很大的电源，造成能耗高的问题。
在曝气池曝气过程中，因为曝气池内的微生物需要充足的氧气来进行呼吸和代谢，而曝气设备向污水中注入氧气时，会产生大量的气泡，这些气泡不仅可以将氧气带入污水中，同时也会随着水流往上冒出，当曝气池中的氧气过量时，就会出现溢出的情况，这时候如果不及时处理，这些溢出的氧气就成为了浪费。
基于反硝化回流能耗大与曝气池溢出氧气造成浪费的问题，本发明提出了一种降低污水回流过程中的能耗以及溢出的氧气回收利用的技术方案来解决此问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种污水处理的尾气回收利用方法，以解决现有技术中的问题。
本发明其中一个实施例提供了一种污水处理的尾气回收利用方法，包括如下步骤：
利用尾气收集装置将曝气池中溢出的氧气进行收集，并且将所收集的氧气进行进一步压缩，以提高所收集的氧气的压力；
利用尾气存储装置将尾气收集装置收集溢出的并且经过压缩后的氧气集中与暂存，为气提回流装置提供稳定气源；
将所收集的氧气从尾气存储装置中输出，并且利用加压装置进行进一步加压后，输送至位于曝气池内的气提回流装置中；
利用输入的所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使位于气提回流装置内的污水的溶解氧含量增加，并形成混合液；
随着气提回流装置与曝气池内外密度差，混合液随着气提回流装置进入反硝化反应池内，以此完成回流。
在其中一个实施例中，所述尾气收集装置包括收集器与压缩机；
所述收集器的入口端与曝气池顶部的出口通过采用输送管道相连通，所述收集器的出口端与压缩机的入口端通过采用输送管道相连通，所述压缩机的出口端与尾气存储装置通过采用输送管道相连通；
曝气池中溢出的氧气通过其顶部的出口进入收集器内进行收集，收集器将所收集的氧气导入压缩机中进行压缩，以提高所收集的氧气的压力。
在其中一个实施例中，所述尾气存储装置包括储气罐、调节阀以及压缩气体储存器；
所述储气罐的入口端与所述压缩机的出口端通过采用输送管道相连通，用于储存经压缩后的所收集的氧气；所述储气罐的出口端与压缩气体储存器的入口端通过采用输送管道相连通，所述调节阀设置于储气罐与压缩气体储存器之间相连通的输送管道上；所述压缩气体储存器的出口端与所述加压装置的入口端通过采用输送管道相连通，加压装置的出口端与气提回流装置通过采用输送管道相连通；
利用储气罐将压缩机压缩后的所收集的氧气进行集中，再利用调节阀将压缩后的氧气于储气罐中输送至压缩气体储存器进行暂存，为气提回流装置提供稳定气源；
利用加压装置将压缩气体储存器中暂存的压缩后的氧气进行进一步加压后输送至位于曝气池内的气提回流装置中。
在其中一个实施例中，所述气提回流装置一端设于曝气池内，另一端设于反硝化反应池内；
所述气提回流装置位于曝气池内的一端与加压装置的出口端通过采用输送管道相连通；
利用加压装置向气提回流装置输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使位于气提回流装置内的污水的溶解氧含量增加，并形成混合液。
在其中一个实施例中，所述气提回流装置包括进气段、混合反应段、排水管；
所述加压装置的出口端与进气段的入口端通过采用输送管道相连通；所述进气段的出口端与混合反应段的侧面相连通，所述混合反应段与排水段相连通；
利用加压装置向气提回流装置的进气段输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，进入进气段内的经过压缩后的氧气流向混合反应段，与混合反应段内的污水相混合，形成混合液并且增加污水的溶解氧含量；
随着混合反应段内输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使混合反应段内的混合液与曝气池内的污水之间存在密度差，混合液从混合反应段进入排水管；
混合液经排水管进入反硝化反应池内，以此完成反硝化回流。
在其中一个实施例中，所述进气段包括进气管与阀体；
所述进气管的入口端与加压装置的出口端通过采用输送管道相连通，进气管的出口端与混合反应段相连通；
所述阀体设于进气管上，通过所述阀体控制所输入的经过压缩与进一步加压后的氧气并防止进气管封闭。
在其中一个实施例中，所述混合反应段包括提升管与导流组件；
所述提升管的一端呈竖直设置于曝气池内，且提升管呈竖直设置于曝气池内的一端内部安装有导流组件，所述提升管的另一端与排水管相连通；
所述进气管的出口端与位于曝气池内的提升管的侧面相连通，所述进气管与提升管的连接点靠近位于提升管内的导流组件的下端；
当进气管的入口端输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，输入的氧气从进气管的出口端进入提升管内并推动导流组件，通过导流组件使输入的氧气形成螺旋状上升的气流。
在其中一个实施例中，所述导流组件包括连接座、螺旋叶及挡板；
所述连接座固定安装于提升管的内部，所述螺旋叶位于连接座的下方，并且螺旋叶的一端与连接座转动连接；
所述挡板设于螺旋叶远离连接座的一端，并且与螺旋叶固定连接；
所述挡板的位置靠近进气管与提升管的连接点处。
在其中一个实施例中，所述混合反应段还包括分离管；
所述分离管呈水平设置于曝气池上方，并且分离管一端与提升管相连通，另一端与排水管相连通；
所述分离管与提升管的连接处上端设置有排气口，下端呈阶梯式设计，当混合液经提升管往排水管方向流时，混合液经过分离管与提升管的连接处，部分气体往排气口排出，液体经阶梯从分离管流向排水管。
在其中一个实施例中，所述排水管远离分离管的一端设于反硝化反应池内，且排水管与分离管的连接处设置有抽水泵，用于增加混合液的流速。
以上实施例所提供的污水处理的尾气回收利用方法具有以下有益效果：
1、通过采用气提回流装置按照气提法的原理在反硝化回流过程中，污水回流时的阻力会减小，相应的抽水泵所需的功率会降低，从而减少了污水回流时的能耗。
2、因曝气池中溢出的氧气含氧量较高，在利用至反硝化回流的过程中时，可以增加污水中的溶解氧浓度，污水配合输入的曝气池溢出的氧气，能促进微生物的反应速率和效率，增加污水整体处理效率与处理量。
3、采用气提法的气体来源于通过收集曝气池中溢出的氧气，将该部分氧气进行利用至反硝化回流过程中，达到资源利用目的。
4、通过设置压缩气体储存器，用于暂时存储从储气罐中调节阀调控后的压缩气体，为气体泵提供稳定的气源，且压缩气体储存器可以平衡气源和增压装置之间的气量需求，确保增压装置在运行过程中不会因为气源供应不稳定而受到影响。储存器内的压缩气体在需要时通过调节阀调控，以平稳地供应增压装置进行进一步加压。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的污水处理的尾气回收利用方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的污水处理的尾气回收利用方法的整体结构示意图；
图3为图2中的污水处理的尾气回收利用方法的气提回流装置的导流组件的放大示意图；
图4为本发明实施例提供的污水处理的尾气回收利用方法的阀体结构示意图。
附图标号：
100、曝气池；200、反硝化反应池；300、尾气收集装置；310、收集器；320、压缩机；400、尾气存储装置；410、储气罐；420、调节阀；430、压缩气体储存器；500、加压装置；600、气提回流装置；610、进气段；611、进气管；612、阀体；620、混合反应段；621、提升管；622、导流组件；622a、连接座；622b、螺旋叶；622c、挡板；630、排水管；640、分离管；641、排气口；650、抽水泵；700、输送管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1-图4，本发明其中一个实施例提供了一种污水处理的尾气回收利用方法，包括如下步骤：
S10：利用尾气收集装置300将曝气池100中溢出的氧气进行收集，并且将所收集的氧气进行进一步压缩，以提高所收集的氧气的压力；
具体的，因曝气池100在曝气过程中，曝气设备向池内的污水中注入氧气时，会产生大量的气泡，这些气泡不仅可以将氧气带入污水中，同时也会随着水流往上冒出，当曝气池100中的氧气过量时，曝气池100的污水上方就会溢出氧气，通过在曝气池100的上方/顶部设置尾气收集装置300，对曝气池100中溢出的氧气进行收集利用，减少了曝气池100中溢出的氧气成了浪费。同时，利用尾气收集装置300将收集到的氧气进行压缩，以此提高所收集的氧气的浓度，便于后续处理和利用；以及提高所收集的氧气的压力，便于后续处理时为气提回流装置600提供驱动力。
S20：利用尾气存储装置400将尾气收集装置300收集溢出的并且经过压缩后的氧气集中与暂存，为气提回流装置600提供稳定气源；
具体的，利用尾气收集装置300对曝气池100内溢出的氧气进行收集并且进行压缩后，利用尾气存储装置400对所收集溢出的并且经过压缩后的氧气进行集中与暂存，以便可以将收集溢出的并且经过压缩后的氧气同时集中用于后续气提步骤上，保证了气提回流时的稳定性，防止出现气体供应不足导致回流无法正常进行；同时，先将溢出并且经过压缩后的氧气收集再集中用于气提回流的步骤上，还可增加气提回流时的效率，增加气提回流时的回流速度，提高处理量。
S30：将所收集的氧气从尾气存储装置400中输出，并且利用加压装置500进行进一步加压后，输送至位于曝气池100内的气提回流装置600中；
具体的，气提回流装置600一端位于曝气池100内，为抽水端，一端位于反硝化反应池200内，为排水端；加压装置500与位于曝气池100内的气提回流装置600通过采用输送管道700相连通，当所收集溢出的并且经过压缩后的氧气从尾气存储装置400中输出时，通过输送管道700进入加压装置500内进行进一步加压，以再次提高所收集的氧气的压力，使氧气能够远距离、稳定地输送进入气提回流装置600内，提高了对气提回流装置600的氧气供应效率，也提高了对气提回流装置600的驱动力，使气提回流装置600能够更好的将曝气池100内的污水回流至反硝化反应池200内；同时，加压作用使得氧气更容易穿过污水中的微生物膜，提高氧气的利用效率，从而达到提高后续污水处理效果的目的。
S40：利用输入的所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使位于气提回流装置600内的污水的溶解氧含量增加，并形成混合液；
具体的，位于曝气池100内的气提回流装置600的内部具有污水，当尾气存储装置400通过输送管道700以及加压装置500向位于曝气池100内的气提回流装置600输送所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气与气提回流装置600内部的污水相混合并且形成氧气与污水的混合液，由于曝气池100溢出的氧气中经过压缩与进一步加压后，含氧量较高，使气提回流装置600内部的污水的溶解氧含量增加，可以提高后续对污水处理的效率。
S50：随着气提回流装置600与曝气池100内外密度差，混合液随着气提回流装置600进入反硝化反应池200内，以此完成回流。
具体的，由于尾气存储装置400不断向曝气池100内的气提回流装置600输送所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使气提回流装置600内的污水与曝气池100内的污水之间存在密度差，气提回流装置600内的污水混合液跟随气提回流装置600的方向由曝气池100内进入反硝化反应池200内，达到污水回流的目的。
在本实施例中，通过采用气提法的方式将曝气池100内的硝化液回流至反硝化反应池200内，而气提法中所采用的气体为曝气池100中所溢出的氧气，将曝气池100中溢出的氧气进行资源利用，实现尾气综合利用的目的，且因曝气池100中溢出的氧气经过压缩与进一步加压后，含氧量较高，在利用至反硝化回流的过程中时，可以增加污水中的溶解氧浓度，污水配合输入的曝气池100溢出的氧气，能促进微生物的反应速率和效率，增加污水整体处理效率与处理量，同时，本实施例所采用的方式相对于现有技术中的采用污水回流装置进行回流节省了能耗、成本等。
其中，所述尾气收集装置300包括收集器310与压缩机320。
其中，所述尾气存储装置400包括储气罐410、调节阀420以及压缩气体储存器430。
所述收集器310的入口端与曝气池100顶部的出口通过采用输送管道700相连通，所述收集器310的出口端与压缩机320的入口端通过采用输送管道700相连通，所述储气罐410的入口端与所述压缩机320的出口端通过采用输送管道700相连通，用于储存经压缩后的所收集的氧气；所述储气罐410的出口端与压缩气体储存器430的入口端通过采用输送管道700相连通，所述调节阀420设置于储气罐410与压缩气体储存器430之间相连通的输送管道700上；所述压缩气体储存器430的出口端与所述加压装置500的入口端通过采用输送管道700相连通，加压装置500的出口端与气提回流装置600通过采用输送管道700相连通。
在本实施例中：曝气池100为封闭型曝气池100，顶部具有多个出气口，用于排放氧气。
收集器310可以选择聚乙烯(PE)塑料罐、不锈钢金属罐等，例如，PE-1000(容量1000L)和不锈钢金属罐SUS304(容量1000L)；具体型号可根据容量和实际使用情况进行选择。
压缩机320可以选择螺杆式压缩机，如CL-75(功率75kW，排气压力10MPa)，或活塞式压缩机如Piston Compressor P10(功率15kW，排气压力10MPa)；具体型号可根据容量和实际使用情况进行选择。
输送管道700可以采用不锈钢管(如SUS304)或碳钢管(如Q235)。
储气罐410可以选择高压罐(如10MPa)，例如，高压罐SD-10(容量10m3，工作压力10MPa)；具体型号可根据容量和实际使用情况进行选择。
调节阀420可以选择电动调节阀，如DRV-16(公称压力16MPa，口径50mm)；具体型号可根据容量和实际使用情况进行选择。
压缩气体储存器430可以采用高压气瓶，如高压气瓶SC-10(容量10L，工作压力15MPa)；具体型号可根据容量和实际使用情况进行选择。
加压装置500可以选择气动泵，如QB-10(流量10m3/h，扬程10m)，或电动泵如WE-10(流量10m3/h，扬程10m)；具体型号可根据容量和实际使用情况进行选择。
参照图2，具体的：
曝气池100与收集器310之间的连接：
在曝气池100顶部的出口处设置法兰，在收集器310的入口端同样设置相同规格的法兰，两者之间通过输送管道700相连通，并且通过螺栓连接固定，在连接处使用密封材料(如橡胶垫片、金属垫片等)，以确保紧密密封，使氧气能在收集器310和曝气池100之间顺畅流动。
收集器310与压缩机320之间的连接：
在收集器310的出口端设置法兰，在压缩机320的入口端设置相同规格的法兰，两者之间通过输送管道700相连通，并且通过螺栓连接固定，在连接处使用密封材料(如橡胶垫片、金属垫片等)，以确保紧密密封，使收集器310与压缩机320之间形成一个封闭的气体传输系统。
压缩机320与储气罐410之间的连接：
在压缩机320的出口端设置法兰，在储气罐410的入口端设置相同规格的法兰，两者之间通过输送管道700相连通，并且通过螺栓连接固定，在连接处使用密封材料(如橡胶垫片、金属垫片等)，以确保紧密密封，使压缩机320与储气罐410之间形成一个封闭的气体传输系统。
储气罐410与压缩气体储存器430之间的连接：
在储气罐410的出口端设置一个螺纹接头，在压缩气体储存器430的入口端设置一个相同规格的螺纹接头，两者之间通过输送管道700相连通，通过螺纹紧固件将两者紧密连接，且在连接处使用密封材料(如橡胶垫片、金属垫片等)，以确保紧密密封；在两者之间的输送管道700上设置一个法兰，在调节阀420的进口处设置一个相同规格的法兰，通过螺栓将两个法兰连接在一起，使调节阀420安装在两者之间的输送管道700上。其中，在压缩气体储存器430的入口端还设置有单向阀，以防止气体从压缩气体储存器430逆流至储气罐410。压缩气体储存器430与储气罐410的连接使得氧气在储存过程中保持稳定压力，并在需要时能够顺利地输送至气提回流装置600。整个尾气存储装置400的设置有助于提高污水处理系统的工作效率和稳定性
压缩气体储存器430与加压装置500之间的连接：
在压缩气体储存器430的出口端设置一个螺纹接头，在加压装置500的入口端设置一个相同规格的螺纹接头，通过螺纹紧固件将两者紧密连接，且在连接处使用密封材料(如橡胶垫片、金属垫片等)，以确保紧密密封。
加压装置500与气提回流装置600之间的连接：
在加压装置500的出口端设置法兰，在气体回流装置的入口端同样设置相同规格的法兰，两者之间通过输送管道700相连通，并且通过螺栓连接固定，在连接处使用密封材料(如橡胶垫片、金属垫片等)，以确保紧密密封。
步骤S10中，具体的：曝气池100中溢出的氧气通过其顶部的出口进入收集器310内进行收集，收集器310将所收集的氧气导入压缩机320中进行压缩，以提高所收集的氧气的压力。通过采用压缩机320将收集到的氧气进行压缩，以此提高所收集的氧气的浓度，便于后续处理和利用；以及提高所收集的氧气的压力，便于后续处理时为气提回流装置600提供驱动力，以此防止出现所收集到的氧气无法驱动气提回流装置600进行反硝化回流，或者是回流速度慢，造成效率低下的问题。
步骤S20中，具体的：利用储气罐410将压缩机320压缩后的所收集的氧气进行集中，再利用调节阀420将压缩后的氧气于储气罐410中输送至压缩气体储存器430进行暂存，为气提回流装置600提供稳定气源。通过在储气罐410与压缩气体储存器430之间连接的输送管道700上设置调节阀420，可以根据实际需要调整氧气的流量，通过调节阀420的自动调节，可以使氧气流量始终保持在最佳范围内，解决氧气的流量控制问题，以此确保系统运行的稳定性，通过改变阀门开度，实现对氧气流量的精确调节，提高污水处理效果，使氧气流量满足污水处理需求。通过采用调节阀420实时调整氧气的流量，使整体能够适应不同的工况，保证污水处理效果，同时确保系统运行的稳定性和可靠性。
步骤S30中，具体的：利用加压装置500将压缩气体储存器430中暂存的压缩后的氧气进行进一步加压后输送至位于曝气池100内的气提回流装置600中。当所收集溢出的并且经过压缩后的氧气从压缩气体储存器430中输出时，通过输送管道700进入加压装置500内进行进一步加压，以再次提高所收集的氧气的压力，使氧气能够远距离、稳定地输送进入气提回流装置600内，提高了对气提回流装置600的氧气供应效率，也提高了对气提回流装置600的驱动力，使气提回流装置600能够更好的将曝气池100内的污水回流至反硝化反应池200内；同时，加压作用使得氧气更容易穿过污水中的微生物膜，提高氧气的利用效率，从而达到提高后续污水处理效果的目的。
在其中一个实施例中，所述气提回流装置600一端设于曝气池100内，另一端设于反硝化反应池200内；所述气提回流装置600位于曝气池100内的一端与加压装置500的出口端通过采用输送管道700相连通；
步骤S40中，具体的：利用加压装置500向气提回流装置600输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使位于气提回流装置600内的污水的溶解氧含量增加，并形成混合液。位于曝气池100内的气提回流装置600的内部具有污水，当压缩气体储存器430通过加压装置500对经过压缩后的氧气进行进一步加压后，通过输送管道700向位于曝气池100内的气提回流装置600输送所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气与气提回流装置600内部的污水相混合并且形成氧气与污水的混合液，由于曝气池100溢出的氧气中经过压缩与进一步加压后，含氧量较高，使气提回流装置600内部的污水的溶解氧含量增加，可以提高后续对污水处理的效率。让位于曝气池100内的气提回流装置600内的污水混合液与曝气池100内的污水之间存在密度差，使污水混合液跟随气提回流装置600的抽水端将曝气池100内的污水顺着气提回流装置600流向排水端，进入反硝化反应池200内，以此完成回流。
在其中一个实施例中，所述气提回流装置600包括进气段610、混合反应段620、排水管630；
所述加压装置的出口端与进气段610的入口端通过采用输送管道700相连通；所述进气段610的出口端与混合反应段620的侧面相连通，所述混合反应段620与排水段相连通；
利用加压装置向气提回流装置600的进气段610输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，进入进气段610内的经过压缩后的氧气流向混合反应段620，与混合反应段620内的污水相混合，形成混合液并且增加污水的溶解氧含量；
随着混合反应段620内输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使混合反应段620内的混合液与曝气池100内的污水之间存在密度差，混合液从混合反应段620进入排水管630；
混合液经排水管630进入反硝化反应池200内，以此完成反硝化回流。
步骤S400中，具体的，参照图2：气提回流装置600包括有进气段610、混合反应段620以及排水管630，混合反应段620位于曝气池100内的端部呈圆台扩张型开口，当混合反应段620呈圆台扩张型开口的端部放置于曝气池100时，曝气池100内的污水从混合反应段620端部的开口进入混合反应段620内，直至混合反应段620内的污水与曝气池100内的污水的水位高度相持平。
进气段610通过输送管道700与加压装置500相连通，由加压装置500通过输送管道700向气提回流装置600的进气段610输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，进气段610与混合反应段620相连通，当输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，氧气由进气段610流向混合反应段620与混合反应段620内的污水相混合形成污水与气体的混合液由于气提回流装置600的两端均位于污水内，使整体处于相对密闭的状态，向进气段610持续输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，使混合反应段620内的污水与曝气池100内的污水之间存在密度差，混合液带动曝气池100内的污水持续从混合反应段620端部的圆台扩张型开口处进入到混合反应段620内形成混合液，由于存在内外密度差，混合反应段620内的混合液流向排水管630，从排水管630的端部排出进入到反硝化反应池200内，完成反硝化回流。
在其中一个实施例中，所述进气段610包括进气管611与阀体612；
所述进气管611的入口端与加压装置的出口端通过采用输送管道700相连通，进气管611的出口端与混合反应段620相连通；
所述阀体612设于进气管611上，通过所述阀体612控制所输入的经过压缩与进一步加压后的氧气并防止进气管611封闭。
具体的，参照图3，进气段610由进气管611和阀体612组成。由于进气管611与混合反应段620的端部开口均位于曝气池100的污水内，曝气池100内的污水会从混合反应段620的端部开口进入混合反应段620内，且由于进气管611与混合反应段620侧边相连通，进入混合反应段620内的污水同样会从两者的连接处进入进气管611内，造成进气管611的封闭，以此输送管道700无法正常向进气管611输入溢出的氧气进入混合反应段620内；因此上述阀体612采用止回阀，进气管611的一端与混合反应段620连通，另一端与输送管道700相连通，阀体612则安装在进气管611上，当加压装置500通过输送管道700向进气管611输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，氧气由输送管道700从进气管611的一端进入，经过阀体612后从进气管611的另一端排出进入至混合反应段620内，与混合反应段620内的污水相混合形成污水与气体的混合液。通过设置止回阀来防止进入混合反应段620内的污水会从进气管611与混合反应段620两者的连接处进入进气管611内，造成进气管611的封闭；以此保证输送管道700能够正常地向进气管611输入溢出的氧气进入混合反应段620内。
根据需要，本实施例中的阀体还可以采用特斯拉阀门，由于进气管611与混合反应段620的端部开口均位于曝气池100的污水内，曝气池100内的污水会从混合反应段620的端部开口进入混合反应段620内，且由于进气管611与混合反应段620侧边相连通，进入混合反应段620内的污水同样会从两者的连接处进入进气管611内，造成进气管611的封闭，以此输送管道700无法正常向进气管611输入溢出的氧气进入混合反应段620内。
基于此，本实施中进气管611上设置的阀体612采用特斯拉阀门，以此保证输送管道700能够正常向进气管611输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气进入混合反应段620内；特斯拉阀门为一种阀门导管，没有阀门结构，但是可以实现单向阻断的效果，是一种被动的止回阀；参照图4，为本实施例所设置的特斯拉阀门的示意图，从左往右为正方向，即，图中特斯拉阀门的左边靠近进气管611与输送管道700的相连接处连接，右边靠近进气管611与混合反应段620的相连接处连接；当输送管道700向进气管611输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气(即从特斯拉阀门的正向方向输入氧气)，氧气进入进气管611内，然后从特斯拉阀门的正方向进入，氧气从特斯拉阀门的左侧流向右侧，然后从进气管611与混合反应段620的连接处流向混合反应段620内部；氧气经特斯拉阀门、进气管611进入混合反应段620后，按照上述方式将污水从混合反应段620内依次流向排水管630，然后进入反硝化反应池200内完成反硝化回流。
本实施例中，通过设置特斯拉阀门，当曝气池100内的污水从进气管611和混合反应段620的连接处进入进气管611内时，污水会从特斯拉阀门的右边进入特斯拉阀门内，由于特斯拉阀门的右边往左边为反方向，当污水从反方向进入特斯拉阀门内时，会经过特斯拉阀门的每一小段，然后在每一小段上会被分成两段，位于上段的污水经绕圈后又与下段的污水相遇，让走上段与下段的部分污水相互碰撞，产生回推的效果，部分污水继续在特斯拉阀门的流道内前行，再经过多个相同的流道，回推效果被放大多倍，以此大大削弱污水往进气管611道右侧的回流效果；当本实施例的特斯拉阀门内部的流道设置足够多时，就能达到理想的止回效果。
在其中一个实施例中，所述混合反应段620包括提升管621与导流组件622；
所述提升管621的一端呈竖直设置于曝气池100内，且提升管621呈竖直设置于曝气池100内的一端内部安装有导流组件622，所述提升管621的另一端与排水管630相连通；
所述进气管611的出口端与位于曝气池100内的提升管621的侧面相连通，所述进气管611与提升管621的连接点靠近位于提升管621内的导流组件622的下端；
当进气管611的入口端输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，输入的氧气从进气管611的出口端进入提升管621内并推动导流组件622，通过导流组件622使输入的氧气形成螺旋状上升的气流。
在本实施例中，参照图3，混合反应段620由提升管621与导流组件622组成，呈圆台扩张型开口设于提升管621远离排水管630的端部上；当输送管道700向进气管611输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，氧气从特斯拉阀门的正方向进入，氧气从特斯拉阀门的左侧流向右侧，然后从进气管611与提升管621的连接处流向提升管621内，由输入的氧气推动导流组件622进行旋转，通过旋转的导流组件622使溢出氧气形成螺旋状上升的气流，并带动位于提升管621内的污水形成螺旋状上升的水流，由于整体处于相对密闭的状态，提升管621内的污水与曝气池100内的污水之间存在密度差，由螺旋状上升的气流与螺旋状上升的水流，带动曝气池100内的污水持续从提升管621端部的圆台扩张型开口处进入到提升管621内，使提升管621内的水位升高，提升管621内的污水逐渐流向排水管630内，然后逐渐从排水管630的端部排出至反硝化反应池200内，完成反硝化回流。本实施例通过设置导流组件622起到助流作用，减少污水回流时的阻力，使相应的抽水泵650所需的功率会降低，从而减少了污水回流时的能耗。
在其中一个实施例中，所述导流组件622包括连接座622a、螺旋叶622b及挡板622c；
所述连接座622a固定安装于提升管621的内部，所述螺旋叶622b位于连接座622a的下方，并且螺旋叶622b的一端与连接座622a转动连接；
所述挡板622c设于螺旋叶622b远离连接座622a的一端，并且与螺旋叶622b固定连接；
所述挡板622c的位置靠近进气管611与提升管621的连接点处。
具体的，参照图3，导流组件622由连接座622a、螺旋叶622b以及挡板622c组成；连接座622a固定在提升管621的内部，连接座622a的下端面设置有安装槽，安装槽内设置有滑轮结构，螺旋叶622b的端部呈圆柱状安装在安装槽内，与安装槽内的滑轮结构相接触，以此保持螺旋叶622b在旋转时的稳定，避免卡死导致螺旋叶622b无法正常旋转，螺旋叶622b的另一端部由连接座622a的下端面向下延伸靠近至提升管621与进气管611的连接处的上方，挡板622c安装在螺旋叶622b靠近提升管621与进气管611的连接处的端部上，且挡板622c呈竖直设计靠近于进气管611的气体出口上；其中，挡板622c于螺旋叶622b的端部交叉垂直设置有两块，如图3所示，以此避免当挡板622c数量为一块，且挡板622c与进气管611的气体出口相平行的情况时，氧气无法吹到挡板622c，从而导致螺旋叶622b无法转动。本实施例中，当氧气从进气管611的出气口进入到提升管621内时，氧气会推动位于出气口处的挡板622c，由挡板622c带动螺旋叶622b于提升管621内绕连接座622a做竖直方向上的旋转，通过旋转的螺旋叶622b来使氧气形成螺旋状上升的气流，并带动位于提升管621内的污水形成螺旋状上升的水流。通过旋转的螺旋叶622b来起到助流作用，减少污水回流时的阻力，且螺旋叶622b的旋转无需额外驱动源，由输入的所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气来吹动其旋转即可，节省能耗。
在其中一个实施例中，所述混合反应段620还包括分离管640；
所述分离管640呈水平设置于曝气池100上方，并且分离管640一端与提升管621相连通，另一端与排水管630相连通；
所述分离管640与提升管621的连接处上端设置有排气口641，下端呈阶梯式设计，当混合液经提升管621往排水管630方向流时，混合液经过分离管640与提升管621的连接处，部分气体往排气口641排出，液体经阶梯从分离管640流向排水管630。
参照图2，具体的，混合反应段620还包括连通提升管621与排水管630的分离管640，在分离管640与提升管621之间的连接处的上端设置排气口641，下端呈阶梯式设置，当提升管621内的混合液经上述呈螺旋状上升的气流和呈螺旋状上升的水流由提升管621往排水管630流动时，会经过分离管640，通过分离管640来将氧气与污水混合液分离，部分氧气从提升管621与分离管640之间连接处上端的排气口641处排出，污水沿着两者连接处下端的阶梯流向排水管630内，以此减少污水中的氧气。
在其中一个实施例中，所述排水管630远离分离管640的一端设于反硝化反应池200内，且排水管630与分离管640的连接处设置有抽水泵650，用于增加混合液的流速。
参照图2，具体的，在分离管640与排水管630之间的连接处设置抽水泵650，通过抽水泵650来抽取提升管621内的混合液，当混合液在提升管621内由于内外密度差流向分离管640时，经排出部分氧气后的污水通过抽水泵650来增加流速，使进入反硝化反应池200内的污水的流速增加，提高反硝化回流的速度。
需要说明的是，以上实施例所提供的各个设备之间的控制运行方式、控制数据，本领域技术人员可采用PLC的方式进行控制，具体的数据根据本领域技术人员在实际使用情况中进行设置，这对于本领域技术人员来说是清楚的，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用尾气收集装置将曝气池中溢出的氧气进行收集，并且将所收集的氧气进行进一步压缩，以提高所收集的氧气的压力；
利用尾气存储装置将尾气收集装置收集溢出的并且经过压缩后的氧气集中与暂存，为气提回流装置提供稳定气源；
将所收集的氧气从尾气存储装置中输出，并且利用加压装置进行进一步加压后，输送至位于曝气池内的气提回流装置中；
利用输入的所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使位于气提回流装置内的污水的溶解氧含量增加，并形成混合液；
随着气提回流装置与曝气池内外密度差，混合液随着气提回流装置进入反硝化反应池内，以此完成回流。
2.如权利要求1所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述尾气收集装置包括收集器与压缩机；
所述收集器的入口端与曝气池顶部的出口通过采用输送管道相连通，所述收集器的出口端与压缩机的入口端通过采用输送管道相连通，所述压缩机的出口端与尾气存储装置通过采用输送管道相连通；
曝气池中溢出的氧气通过其顶部的出口进入收集器内进行收集，收集器将所收集的氧气导入压缩机中进行压缩，以提高所收集的氧气的压力。
3.如权利要求2所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述尾气存储装置包括储气罐、调节阀以及压缩气体储存器；
所述储气罐的入口端与所述压缩机的出口端通过采用输送管道相连通，用于储存经压缩后的所收集的氧气；所述储气罐的出口端与压缩气体储存器的入口端通过采用输送管道相连通，所述调节阀设置于储气罐与压缩气体储存器之间相连通的输送管道上；所述压缩气体储存器的出口端与所述加压装置的入口端通过采用输送管道相连通，加压装置的出口端与气提回流装置通过采用输送管道相连通；
利用储气罐将压缩机压缩后的所收集的氧气进行集中，再利用调节阀将压缩后的氧气于储气罐中输送至压缩气体储存器进行暂存，为气提回流装置提供稳定气源；
利用加压装置将压缩气体储存器中暂存的压缩后的氧气进行进一步加压后输送至位于曝气池内的气提回流装置中。
4.如权利要求1所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述气提回流装置一端设于曝气池内，另一端设于反硝化反应池内；
所述气提回流装置位于曝气池内的一端与加压装置的出口端通过采用输送管道相连通；
利用加压装置向气提回流装置输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使位于气提回流装置内的污水的溶解氧含量增加，并形成混合液。
5.如权利要求4所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述气提回流装置包括进气段、混合反应段、排水管；
所述加压装置的出口端与进气段的入口端通过采用输送管道相连通；所述进气段的出口端与混合反应段的侧面相连通，所述混合反应段与排水段相连通；
利用加压装置向气提回流装置的进气段输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，进入进气段内的经过压缩后的氧气流向混合反应段，与混合反应段内的污水相混合，形成混合液并且增加污水的溶解氧含量；
随着混合反应段内输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气，使混合反应段内的混合液与曝气池内的污水之间存在密度差，混合液从混合反应段进入排水管；
混合液经排水管进入反硝化反应池内，以此完成反硝化回流。
6.如权利要求5所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述进气段包括进气管与阀体；
所述进气管的入口端与加压装置的出口端通过采用输送管道相连通，进气管的出口端与混合反应段相连通；
所述阀体设于进气管上，通过所述阀体控制所输入的经过压缩与进一步加压后的氧气并防止进气管封闭。
7.如权利要求6所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述混合反应段包括提升管与导流组件；
所述提升管的一端呈竖直设置于曝气池内，且提升管呈竖直设置于曝气池内的一端内部安装有导流组件，所述提升管的另一端与排水管相连通；
所述进气管的出口端与位于曝气池内的提升管的侧面相连通，所述进气管与提升管的连接点靠近位于提升管内的导流组件的下端；
当进气管的入口端输入所收集溢出的并且经过压缩与进一步加压后的氧气后，输入的氧气从进气管的出口端进入提升管内并推动导流组件，通过导流组件使输入的氧气形成螺旋状上升的气流。
8.如权利要求7所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述导流组件包括连接座、螺旋叶及挡板；
所述连接座固定安装于提升管的内部，所述螺旋叶位于连接座的下方，并且螺旋叶的一端与连接座转动连接；
所述挡板设于螺旋叶远离连接座的一端，并且与螺旋叶固定连接；
所述挡板的位置靠近进气管与提升管的连接点处。
9.如权利要求7所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述混合反应段还包括分离管；
所述分离管呈水平设置于曝气池上方，并且分离管一端与提升管相连通，另一端与排水管相连通；
所述分离管与提升管的连接处上端设置有排气口，下端呈阶梯式设计，当混合液经提升管往排水管方向流时，混合液经过分离管与提升管的连接处，部分气体往排气口排出，液体经阶梯从分离管流向排水管。
10.如权利要求9所述的污水处理的尾气回收利用方法，其特征在于：
所述排水管远离分离管的一端设于反硝化反应池内，且排水管与分离管的连接处设置有抽水泵，用于增加混合液的流速。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311528717.9A CN117566927B (zh) | 2023-11-16 | 2023-11-16 | 一种污水处理的尾气回收利用方法 |
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