CN201907998U - 一种生物反应池保温装置 - Google Patents

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Abstract

一种生物反应池保温装置,主要维持在极端寒冷地区生物反应池内的温度,以确保微生物的生存环境的温度。该装置包括罗茨鼓风机、蒸汽或电加热供气母管、空气支管、曝气装置、温度探头及PLC温控系统。通过对充入生物反应池内空气的温度的控制来实现整个生物反应池的温度维持在22℃以上,在极端寒冷的气候条件下维持生物反应池的稳定运行。该装置与现有的蒸汽加热或电伴热相比,其设备简单,热能利用率较高,加热均匀,不会产生较大的温度梯度,对生物反应池内微生物无任何间接或直接的伤害。

Description

一种生物反应池保温装置
技术领域
本实用新型涉及一种保温装置,尤其涉及一种生物反应池的保温装置,属于水处理领域。。
背景技术
随着社会的发展,水资源紧缺的问题日益严重,水将成为制约社会发展的一项重要因素。人们也越来越重视水处理技术的开发和改进。
生物污水处理工艺是污水处理工艺中比较特殊的一种,又称为活性污泥法。活性污泥法的主要装置为生物反应池,生物反应需要合适的外部环境,包括:pH值、温度、溶解氧浓度、污染物浓度等等,其中生物反应池内温度一般控制在18~35℃之间,最佳温度为22~28℃之间。但是在北方某些地区,冬季极端气温最低能达到零下30℃以下,在这个气候温度下生物反应池的温度会急剧下降,如池内温度低于18℃,微生物的活性或曾指数下降,低于15℃,微生物丧失90%的降解污染物的能力,低于10℃,微生物部分开始死亡。所以在这些地区,控制生物反应池内温度是保障生物反应池稳定运行的必要条件。
传统的生物反应池的保温措施有:在生物反应池上加设顶盖;在生物反应池内加入蒸气伴热;提高生物反应池进水水温;在供气母管内直接喷入高温蒸气。在生物反应池上加设顶盖投资较大,在冬季寒冷天气易在反应池面形成较大的水雾,影响池面设备或仪表的正常工作,且不利于操作工人的巡检与检修;在生物反应池内加入蒸气伴热简单实用,但是其加热不均匀,会形成局部高温,对微生物有一定的杀伤,且蒸气管在与生物反应池内水接触时易发生较大的喘振,噪音较大;提高生物反应池进水水温一般受到预处理流程的限制,需要额外加设构筑物和加热装置,投资较大,水温较难控制;在供气母管内直接喷入高温蒸气简单易行,热能利用效率高,但是蒸气冷凝后形成的液滴易腐蚀供气管道,且堵塞曝气设备,在没有蒸气条件的厂矿企业难以实现。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种生物反应池保温装置,该装置在极端寒冷的气候条件下能控制生物反应池的池内温度在22℃以上,维持池内微生物的正常工作状态。
一种生物反应池保温装置,包括罗茨鼓风机、蒸汽或电加热供气母管、空气支管、曝气装置、温度探头及PLC温控系统,罗茨鼓风机出口与蒸汽或电加热供气母管相连接,蒸汽或电加热供气母管的另一端与空气支管连接,曝气装置安装在空气支管的下端。蒸汽或电加热装置安装在供气母管内,蒸汽或电加热装置为盘管式加热。温度探头安装在生物反应池内,可以向PLC反馈温度信号。空气支管暴露于空气的部分带有电伴热保温隔离层。曝气装置采用曝气软管。
为了实现以上的实用新型目的,本实用新型提供以下技术方案。
空气通过罗茨风机的加压,通过供风母管将压缩空气引到生物反应池,再通过空气支管将压缩空气分配到生物反应池底的曝气软管,曝气软管将压缩空气分配到生物反应池中。在生物反应池内有温度探头,温度探头能随时探测池内的温度,在极端寒冷的气候条件下,由于散热的原因,生物反应池内的温度会降低,当温度探头探测到池内温度低于22℃时,它会向PLC温控系统提供信号,PLC会打开蒸气或电加热装置对压缩空气加热,压缩空气通过曝气软管分散到生物反应池内,在分散的压缩空气与池内泥水混合物接触的同时,发生热量传递,能够给池内泥水混合物加热,在泥水混合物温度高于28℃时,温度探头同样会向PLC温控系统提供信号,PLC会停止蒸气或电加热系统。
蒸气或电加热装置安装在供气母管上,加热装置可以是盘管也可以是直排的列管,当罗茨风机产生的压缩空气通过供气母管时,与盘管或者列管发生接触,由于盘管或列管内有蒸气或电加热,盘管或列管表面温度会大大高于压缩空气温度,盘管或列管与压缩空气发生热交换,压缩空气被加热。盘管或列管的温度越高,加热后压缩空气的温度也就越高,通过控制蒸气的通量或电流的大小可以控制压缩空气的温度。也可以用多个蒸气或电加热装置并联,通过开启个数来控制压缩空气的温度。压缩空气通过蒸气或电加热装置的压头损失一般在100~200Pa,在罗茨风机的选型中,一般会富余5000Pa左右,所以按照蒸气或电加热装置不会照成供气量不足或需要额外选取相对高压的罗茨风机的情况。
一种生物反应池保温装置可以通过实时的监控生物反应池内温度,通过反馈信号到PLC系统来控制蒸气或电加热装置的启闭来给压缩空气加热,被加热的压缩空气被曝气软管分散到生物反应池内与泥水混合液发生接触和热传递来实现保温。在极端寒冷的地区是生物反应池能正常工作的重要保障措施。
优选地,所述生物反应池保温装置中的加热装置在有蒸气条件的厂矿企业优先选择蒸气伴热,其次是电伴热。蒸气伴热优先选择盘管,电伴热优先选择列管。供气母管上的蒸气或电加热装置直径为供气母管的1.25~1.5倍,通过法兰接头与供气母管连接,方便检修与拆卸。
优选地,所述生物反应池内的空气扩散装置使用曝气软管,曝气软管材质为聚醚聚氨酯,能在120℃时仍保持优良的物化性能,曝气软管通长布置在生物反应池底部,每根间距不超过400mm,曝气软管工作时不仅向生物反应池提供温度相对高的压缩空气,同时也通过分散压缩空气来形成上升流动来快速搅拌生物反应池内的泥水混合物,使得整个池内温度均匀,无明显的温度梯度。
本实用新型提供的生物反应池保温装置与现有技术和装置相比,可以精确的控制生物反应池内温度在22℃以上,并可以实现全自动化操作,工人劳动强度低,不会给供气管道或曝气设备产生腐蚀和损害,池体内温度均匀,无明显的温度梯度,不会对池内微生物产生伤害,投资较小,易安装、易拆卸。
附图说明
图1 是本实用新型的工艺流程图的一种具体的实施方式。
图2 是本实用新型所提供的盘管式蒸气加热装置。
图3 是本实用新型所提供的盘管式电加热装置。
图4 是本实用新型所提供的列管式电加热装置。
图中各标记的含义是:1 —空气吸入口,2 —罗茨风机,3 —供气母管,4 —一级蒸气或电加热装置,5 —二级蒸气或电加热装置,6 —供气支管,7 —曝气软管,8 —生物反应池,9 —温度探头,10 —PLC温控系统,11 —蒸气入口,12  —蒸气出口,13 —压缩空气入口,14 —压缩空气出口,15 —入口法兰,16 —出口法兰,17 —蒸气盘管,18 —加热装置外壳,19 —入口渐扩管,20 —出口渐缩管,21 —蒸气或电启闭信号,22 —电伴热电缆,23 —蒸气或电伴热启闭器,24 —电加热盘管,25 —电加热列管。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型的技术方案,下面结合具体实施方式进行阐述。
请参见图1 ,图1 是本实用新型的工艺流程图的一种具体的实施方式。罗茨风机2空气吸入口1将空气吸入,压缩后的空气进入供气母管3,在供气母管3上安装有一级蒸气或电加热装置4和二级蒸气或电加热装置5,在供气母管3的尾端装有供气支管6,压缩空气通过供气支管6分布到曝气软管7中,曝气软管7被平铺并固定在生物反应池8底部,压缩空气通过曝气软管7分散到生物反应池8中。在生物反应池8中安装有温度探头9,温度探头9能实时探测生物反应池8中泥水混合液的温度并将其转换为电讯号到PLC温控系统10,PLC温控系统10通过向蒸气或电伴热启闭器23输送启闭信号21来控制加热装置的工作状态。当在极端寒冷的气候条件下,生物反应池8内温度持续降低,当温度降低到22℃以下时,温度探头9向PLC温控系统10传输讯号,PLC温控系统10发出反应,向蒸气或电伴热启闭器23发出开启信号21,蒸气或电伴热启闭器23开启,高温蒸气通过蒸气入口11进入到蒸气盘管17中,通过蒸气盘管17的导热作用,蒸气与压缩空气发生热交换,蒸气冷却,压缩空气温度升高,在曝气软管7把升温后的压缩空气分均匀的分散到生物反应池8时,相对高温的压缩空气与生物反应池8内泥水混合物发生热量交换,从而达到给泥水混合物加热保温的目的。当生物反应池8内温度超过28℃时,温度探头9向PLC温控系统10传输讯号,PLC温控系统10发出反应,向蒸气或电伴热启闭器23发出关闭信号21,蒸气或电伴热启闭器23关闭,从而在极端寒冷的气候条件下控制生物反应池内8内温度在22~28℃之间,保障了微生物生存的外部温度环境。
加热装置的外壳18为碳钢材质,其直径为供气母管3的1.25~1.5倍,其通过入口法兰15和出口法兰16与供气母管3想连接,方便检修与拆卸。压缩空气通过入口法兰15相连的入口渐扩管19进入换热区与蒸气盘管17接触,发生热量交换,加热后的压缩空气通过出口减缩管20再进入供气母管3。换热区可以采用蒸气盘管17,也可采用电加热盘管24或电加热列管25,盘管和列管都用不锈钢材质,其内部通入高温蒸气或者穿入电伴热电缆22。
为了提高系统的可操作性和可控性,可以采用多级蒸气或电加热装置串联的方式,如一级蒸气或电加热装置4和二级蒸气或电加热装置5串联,能在极端情况下同时启动多级加热装置,实现快速反应保温。在通常的低温气候条件下,开启一级蒸气或电加热装置4即可。
本实用新型提供的生物反应池保温装置,能够在极端寒冷的气候条件下自动启闭蒸气或电加热装置来给生物反应池加热并保温。该装置结构简单,易于安装和检修,自控水平高,加热均匀,无明显的温度梯度,能大大提高生物反应池的运行稳定性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种生物反应池保温装置,包括罗茨鼓风机、蒸汽或电加热供气母管、空气支管、曝气装置、温度探头及PLC温控系统,其特征在于罗茨鼓风机出口与蒸汽或电加热供气母管相连接,蒸汽或电加热供气母管的另一端与供气支管连接,曝气装置安装在供气支管的下端。
2.根据权利要求1 所述的生物反应池保温装置,其特征在于,所述蒸汽或电加热装置安装在供气母管内。
3.根据权利要求1 所述的生物反应池保温装置,其特征在于,所述蒸汽或电加热装置为盘管式加热。
4.根据权利要求1 所述的生物反应池保温装置,其特征在于,所述温度探头安装在生物反应池内,可以向PLC反馈温度信号。
5.根据权利要求1 所述的生物反应池保温装置,其特征在于,所述空气支管暴露于空气的部分带有电伴热保温隔离层。
6.根据权利要求1 所述的生物反应池保温装置,其特征在于,所述曝气装置采用曝气软管。
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