CN203033819U - 一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，其包括空气压缩单元、空气分离单元、气流分配装置、输氧气垫、计量监控装置以及排气单元，空气分离单元包括填料罐，输氧气垫包括固定架和微气泡曝气软管，计量监控装置包括计量装置和溶氧仪监控装置，排空单元包括有排气管道和切换阀；经空气压缩单元增压处理后的空气进入至填料罐内，脱水剂和氧氮分离吸附剂对空气进行脱水和氧氮分离处理，经处理后的富氧空气依次经由气流分配装置和微气泡曝气软管排入至污水中，计量监控装置实现智能化控制并降低运行能耗，排气单元用于实现脱水剂和氧氮分离吸附剂再生。本实用新型具有成本低、能耗小、节能环保效果好且智能化控制程度高的优点。

Description

一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统。

背景技术

在污水好氧生物处理过程中，具有高的氧溶解速度和氧浓度的富氧曝气工艺能够加快微生物的代谢并提高微生物的数量（污泥的浓度），进而提高反应速率并提高污水处理效率。

对于富氧曝气工艺而言，富氧曝气的制氧方式以及曝气设备的设计是关键，其直接关系到制氧成本以及污水处理效果。现有工业化制氧技术主要包括有两种，即深冷空气分离制氧和变压吸附制氧（变压吸附法和真空变压吸附法），其中，深冷空气分离制氧适用于氧气纯度高且规模大的制氧工艺，变压吸附制氧适用于中小规模且氧气纯度要求不高（90-95%）的制氧工艺；相对于深冷空气分离制氧而言，变压吸附制氧具有投资小且能耗低的优点。

另外，富氧曝气设备的类型包括有大中气泡型富氧曝气设备和小气泡型富氧曝气设备，其中，大中气泡型富氧曝气设备主要包括固定单螺旋、固定双螺旋、固定三螺旋、水下叶轮、盆型、金山一型、射流曝气等方式，小气泡型富氧曝气设备主要包括微孔曝气设备。对于微孔曝气设备而言，由于小气泡的气泡比表面积大，因而其曝气性能最好。

现有技术中存在形式各样的富氧曝气设备，然而，现有的富氧曝气设备普遍存在成本高、节能环保效果较差且智能化控制较差的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，该现场制氧的微气泡富氧曝气系统能够有效地降低成本且能够进行智能化控制，节能环保效果较好。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。

一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，包括有通过输气管道依次连接的空气压缩单元、空气分离单元、气流分配装置以及输氧气垫，空气分离单元包括有内部填装有脱水剂和氧氮分离吸附剂的填料罐，填料罐的进气口通过输气管道与空气压缩单元的出气口连通，填料罐的出气口通过输气管道与气流分配装置的进气口连通，输氧气垫包括有装设于污水处理池底部的固定架以及装设于固定架的微气泡曝气软管，气流分配装置的出气口通过输气管道与微气泡曝气软管连通；该现场制氧的微气泡富氧曝气系统还包括有计量监控装置和排空单元，计量监控装置包括有计量装置以及与计量装置电连接且用于监控污水中即时的溶解氧浓度的溶氧仪监控装置，计量装置与空气压缩单元电连接，排空单元包括有与填料罐的内部连通的排气管道以及装设于排气管道的切换阀。

其中，所述填料罐与所述气流分配装置之间装设有氧气缓冲罐，氧气缓冲罐的进气口通过输气管道与填料罐的出气口连通，氧气缓冲罐的出气口通过输气管道与气流分配装置的进气口连通。

其中，所述氧气缓冲罐与所述气流分配装置之间装设有氧气压缩单元，氧气压缩单元的进气口通过输气管道与氧气缓冲罐的出气口连通，氧气压缩单元的出气口通过输气管道与气流分配装置的进气口连通；所述排空单元还包括有装设于所述排气管道的真空泵。

其中，所述切换阀为气动阀门。

其中，所述固定架为不锈钢架。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，其包括有空气压缩单元、空气分离单元、气流分配装置、输氧气垫、计量监控装置以及排气单元，空气分离单元包括有内部填装有脱水剂和氧氮分离吸附剂的填料罐，输氧气垫包括有固定架和微气泡曝气软管，计量监控装置包括有计量装置和溶氧仪监控装置，计量装置与空气压缩单元电连接，排空单元包括有排气管道以及装设于排气管道的切换阀；工作时，经空气压缩单元增压处理后的空气进入至填料罐内，脱水剂和氧氮分离吸附剂对空气进行脱水和氧氮分离处理，经处理后的富氧空气依次经由气流分配装置和微气泡曝气软管排入至污水中，其中，气流分配装置主要用于将单股气流分配成多股气流；另外，溶氧仪监控装置监控污水中的溶解氧浓度并将溶解氧浓度信号反馈传输至计量装置，计量装置通过比对所设定的氧气量值来调节空气压缩单元的运行负荷以适应污水处理的需要，采用该智能化控制结构能够有效地降低运行能耗，排气单元用于实现脱水剂和氧氮分离吸附剂再生并实现循环利用。综合上述情况可知，本实用新型采用由空气压缩单元和空气分离单元所组成的变压吸附制氧结构以及由气流分配装置和输氧气垫所组成的小气泡型富氧曝气设备来对污水进行处理，成本低且能耗小；故而，本实用新型具有成本低、能耗小、节能环保效果好且智能化控制程度高的优点。

附图说明

下面利用附图来对本实用新型进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

在图1和图2包括有：

1——空气压缩单元     2——空气分离单元

21——填料罐        3——气流分配装置 

4——输氧气垫         5——计量监控装置

6——排气单元         61——排气管道

62——切换阀          63——真空泵

7——氧气缓冲罐       8——氧气压缩单元。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本实用新型进行说明。

实施例一，如图1所示，一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，包括有通过输气管道依次连接的空气压缩单元1、空气分离单元2、气流分配装置3以及输氧气垫4，空气分离单元2包括有内部填装有脱水剂和氧氮分离吸附剂的填料罐21，填料罐21的进气口通过输气管道与空气压缩单元1的出气口连通，填料罐21的出气口通过输气管道与气流分配装置3的进气口连通，输氧气垫4包括有装设于污水处理池底部的固定架以及装设于固定架的微气泡曝气软管，气流分配装置3的出气口通过输气管道与微气泡曝气软管连通；该现场制氧的微气泡富氧曝气系统还包括有计量监控装置5和排空单元6，计量监控装置5包括有计量装置以及与计量装置电连接且用于监控污水中即时的溶解氧浓度的溶氧仪监控装置，计量装置与空气压缩单元1电连接，排空单元6包括有与填料罐21的内部连通的排气管道61以及装设于排气管道61的切换阀62。

需进一步解释，本实施例一的现场制氧的微气泡富氧曝气系统所采用的切换阀62为气动阀门，气动阀门能够有效地实现气动自动化控制，进而提高该现场制氧的微气泡富氧曝气系统的自动化程度以及操控的便利性；另外，本实施例一的现场制氧的微气泡富氧曝气系统所采用的固定架为不锈钢架，不锈钢架防锈防腐蚀性能好且能够长时间地使用于污水中。

本实施例一的微气泡曝气软管是由一种具有优良弹性和耐久性的特种橡胶材料制成，在微气泡曝气软管的管壁上均匀分布微细的微孔。该微孔只在特定的内压下打开，微孔开启并产生微气泡；当系统停止运行时，内压消失，微孔自行关闭，从而有效地防止污水进入管内，其功能相当于单向阀。

另外，本实施例一的现场制氧的微气泡富氧曝气系统的空气压缩单元1主要包括空气增压机，空气增压机、计量装置以及溶氧仪监控装置依次电连接；在本实施例一实现智能化控制的过程中，溶氧仪监控装置监控污水中的溶解氧浓度并将溶解氧浓度信号反馈传输至计量装置，计量装置通过比对所设定的氧气量值来调节空气增压机的运行负荷以适应污水处理的需要，当污水中的溶解氧浓度偏低时，计量装置控制空气增压机增大运行负荷并增加氧气量值，进而使得氧气量值与计量装置所设定的氧气量值匹配；当污水中的溶解氧浓度偏高时，计量装置控制空气增压机降低运行负荷并增加氧气量值，进而使得氧气量值与计量装置所设定的氧气量值匹配；本实施例一的现场制氧的微气泡富氧曝气系统采用上述智能化控制结构能够优化系统结构并能够有效地降低运行能耗。

本实施例一的现场制氧的微气泡富氧曝气系统适用于变压吸附法制氧，本实施例一所采用的填料罐21为压力容器；对于变压吸附法制氧而言，空气增压机对空气的增压值需达到3-6个标准大气压值，其中，以4.5-5.5个大气压值为最佳；另外，本实施例一的填料罐21内部所填装的氧氮分离吸附剂可以为CaA、CaX、NaLSX 、CaLSX， LiLSX等吸附剂，脱水剂可以为氧化铝、13X等。

在本实施例一工作过程中，经空气压缩单元1增压处理后的空气进入至填料罐21内，脱水剂和氧氮分离吸附剂对空气进行脱水和氧氮分离处理，经处理后的富氧空气依次经由气流分配装置3和微气泡曝气软管排入至污水中，其中，气流分配装置3主要用于将单股气流分配成多股气流，排空单元6用于实现脱水剂和氧氮分离吸附剂再生并实现循环利用；需进一步解释，对于变压吸附法制氧而言，使用者只需打开切换阀62即可降低填料罐21的内部压强，脱水剂和氧氮分离吸附剂再生并实现循环利用。

综合上述情况可知，本实用新型采用由空气压缩单元1和空气分离单元2所组成的变压吸附制氧结构以及由气流分配装置3和输氧气垫4所组成的小气泡型富氧曝气设备来对污水进行处理，成本低且能耗小；故而，本实用新型具有成本低、能耗小、节能环保效果好且智能化控制程度高的优点。

进一步的，填料罐21与气流分配装置3之间装设有氧气缓冲罐7，氧气缓冲罐7的进气口通过输气管道与填料罐21的出气口连通，氧气缓冲罐7的出气口通过输气管道与气流分配装置3的进气口连通；作为一个富氧空气储存的容器，氧气缓冲罐7具有两个方面的作用，即一方面存储富氧空气并暂时存储产生多余的富氧空气，另一方面可以起到吸附剂再生时再生气的存储罐的作用。

实施例二，如图2所示，本实施例二与实施例一的区别在于：氧气缓冲罐7与气流分配装置3之间装设有氧气压缩单元8，氧气压缩单元8的进气口通过输气管道与氧气缓冲罐7的出气口连通，氧气压缩单元8的出气口通过输气管道与气流分配装置3的进气口连通；排空单元6还包括有装设于排气管道61的真空泵63。

本实施例二的现场制氧的微气泡富氧曝气系统适用于真空变压吸附法制氧，本实施例二所采用的填料罐21为常压容器，操作非常安全；对于真空变压吸附法制氧而言，空气增压机对空气的增压值需达到25-60kpa，其中，以35-50kpa为最佳；氧气缓冲罐7还具有缓冲氧气压缩单元8出气口的气流波动的作用。

其中，本实施例二的氧气压缩单元8主要对富氧空气进行增压处理，即把富氧空气压缩到后面曝气所需要的压力，一般需压缩到2-4个标准大气压，其中，以3-3.5个标准大气压为最佳。排气时，真空泵63抽真空并降低填料罐21内部的压强，其中解吸压力需达到-25至-80kpa，其中，以-40至-60kpa为最佳。

本实施例二通过利用真空变压吸附制氧结构与小气泡型富氧曝气设备相结合的方式来对污水进行处理，该方式能够大大减少增压的空气量，大约只需要增压常规空气曝气10%左右的气体；故而，本实施例二在提高曝气效率的同时，还降低增压需要的能耗。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (5)

1.一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，其特征在于：包括有通过输气管道依次连接的空气压缩单元（1）、空气分离单元（2）、气流分配装置（3）以及输氧气垫（4），空气分离单元（2）包括有内部填装有脱水剂和氧氮分离吸附剂的填料罐（21），填料罐（21）的进气口通过输气管道与空气压缩单元（1）的出气口连通，填料罐（21）的出气口通过输气管道与气流分配装置（3）的进气口连通，输氧气垫（4）包括有装设于污水处理池底部的固定架以及装设于固定架的微气泡曝气软管，气流分配装置（3）的出气口通过输气管道与微气泡曝气软管连通；该现场制氧的微气泡富氧曝气系统还包括有计量监控装置（5）和排空单元（6），计量监控装置（5）包括有计量装置以及与计量装置电连接且用于监控污水中即时的溶解氧浓度的溶氧仪监控装置，计量装置与空气压缩单元（1）电连接，排空单元（6）包括有与填料罐（21）的内部连通的排气管道（61）以及装设于排气管道（61）的切换阀（62）。

2.根据权利要求1所述的一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，其特征在于：所述填料罐（21）与所述气流分配装置（3）之间装设有氧气缓冲罐（7），氧气缓冲罐（7）的进气口通过输气管道与填料罐（21）的出气口连通，氧气缓冲罐（7）的出气口通过输气管道与气流分配装置（3）的进气口连通。

3.根据权利要求2所述的一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，其特征在于：所述氧气缓冲罐（7）与所述气流分配装置（3）之间装设有氧气压缩单元（8），氧气压缩单元（8）的进气口通过输气管道与氧气缓冲罐（7）的出气口连通，氧气压缩单元（8）的出气口通过输气管道与气流分配装置（3）的进气口连通；所述排空单元（6）还包括有装设于所述排气管道（61）的真空泵（63）。

4.根据权利要求１至３任意一项所述的一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，其特征在于：所述切换阀（62）为气动阀门。

5.根据权利要求１至３任意一项所述的一种现场制氧的微气泡富氧曝气系统，其特征在于：所述固定架为不锈钢架。

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