CN210683275U - 一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置，包括气化灰水槽和澄清池，气化灰水槽通过碱液预混单元和脱氨池与除硬池相连，除硬池上部的上清液出口与澄清池相连；脱氨池顶部与火炬装置相连；除硬池顶部与絮凝剂储罐相连通；脱氨池和除硬池底部固相出口分别与污泥处理单元相连；脱氨池和除硬池之间通过连接管道相连通；脱氨池底部和除硬池底部分别设有曝气盘，脱氨池内部曝气盘与压缩空气储罐相连，除硬池内部曝气盘与二氧化碳储罐相连；具有流程设计合理、能够有效去除气化灰水中50%的氨氮含量和85%的总硬度含量、有效减缓气化灰水系统设备和管线结垢、减小灰水系统氨氮累计以及降低污水终端负荷的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置。
背景技术
水煤浆气化灰水是黑水经多级闪蒸、絮凝、澄清后的水，其中富含大量Ca2+、 Mg2+；为了达到节约水资源的目的一般采用气化灰水循环利用的方式，但由于其存在着大量Ca2+和 Mg2+，多次循环使用后气化灰水总硬度不断升高，造成设备与管路的结垢和堵塞得风险增大，为了提高气化灰水的循环使用时间，一般企业采用加入大量的阻垢分散剂的方式用以维持气化灰水系统的稳定运行；但该类气化灰水存在着结垢的风险较大，当长时间使用后必须外排，此类外排污水氨氮含量和总硬度含量均较高极易堵塞外排管线的同时也加大了污水处理终端的负荷。
目前降低灰水硬度的常规方法有：电絮凝法、离子交换树脂法、石灰法等，都存在运行或维护成本高的缺陷；另外，灰水系统氨氮的累计仍旧会造成黑/灰水系统pH值升高、激冷室、换热器等设备结垢的问题；因此，气化灰水系统在除硬降浊的同时还需同时进行氨氮的去除，才能达到产水回用、系统稳定运行的目的。
目前灰水系统中除氨氮含量的方式为：在除硬的基础上通过搅拌以及曝气去除灰水氨氮含量，但该方法只能去除5%-10%的氨氮含量，去除氨氮含量的效率低，无法解决黑/灰水系统pH值升高、激冷室、换热器等设备结垢等问题；另外，在污水处理行业中脱除污水氨氮的工艺主要有汽提工艺和碱水洗工艺，但由于灰水温度仅有60-75℃不适合使用汽提工艺；且灰水系统水量大、氨氮含量400-600mg/L，使用碱水洗工艺需要专门设置水洗塔，一般适用于氨氮含量5000-20000mg/L的变换凝液脱氨，碱水洗工艺设备投资和运行维护成本较高，并不适用于气化灰水系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种流程设计合理、能够有效去除气化灰水中50%的氨氮含量和85%的总硬度含量、有效减缓气化灰水系统设备和管线结垢、减小灰水系统氨氮累计以及降低污水终端负荷的曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种曝气盘，该曝气盘包括与压缩气体相连通的主管道，主管道与分管道相连通，分管道与若干个分支管道相连通，分支管道上设有均布有若干个曝气孔；所述曝气盘设置在反应容器的内底部，其分管道的外轮廓或若干个分支管道的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配；所述曝气孔相对应的分支管道内侧壁上设有支杆，支杆靠近曝气孔的一侧设有倾斜设置的曝气弹片，曝气弹片与支杆相连的一端设置在分支管道的内侧，曝气弹片的另一端设置在分支管道的外侧，曝气弹片的中部形状与曝气孔相适配。
优选地，所述曝气盘与反应容器的内底部之间的距离为0.5-2m。
优选地，所述分管道为若干个，其分别与主管道相连通，若干个分管道的外轮廓与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道设置在分管道的内侧。
优选地，所述分管道为若干个，其分别与主管道相连通，若干个分支管道的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道的内侧分别与分管道的外侧相连通。
优选地，所述曝气孔为8-10mm的圆孔，相邻的曝气孔的间隔10-15cm。
优选地，所述支杆设置在曝气孔中部相对应的分支管道内侧壁上，支杆的两侧分别安装有倾斜设置的曝气弹片，曝气弹片与支杆相连的一端设置在分支管道的内侧，曝气弹片的另一端设置在分支管道的外侧，曝气弹片的中部形状与曝气孔相对应区域的形状相适配。
一种气化灰水综合处理装置，包括气化灰水槽和澄清池，所述气化灰水槽通过碱液预混单元和脱氨池与除硬池相连，除硬池上部的上清液出口与澄清池相连；所述脱氨池的顶部与火炬装置相连；所述除硬池的顶部与絮凝剂储罐相连通；所述脱氨池和除硬池底部的固相出口分别与污泥处理单元相连；所述脱氨池的中部和除硬池的中部之间通过连接管道相连通；所述脱氨池的内底部和除硬池的内底部分别设有上述的曝气盘，脱氨池内部曝气盘的主管道与压缩空气储罐相连，除硬池内部曝气盘的主管道与二氧化碳储罐相连。
优选地，所述碱液预混单元包括设置在气化灰水槽和脱氨池之间的管道混合器，管道混合器的第一进口与气化灰水槽相连，管道混合器的第二进口通过碱液泵与碱液储罐相连，管道混合器的出口与脱氨池相连。
优选地，所述污泥处理单元包括压泥机，压泥机通过污泥泵分别与脱氨池和除硬池底部的固相出口相连，压泥机的固相出口通过膏体泵与锅炉炉膛相连，压泥机的液相出口与污水终端处理装置相连。
按照上述方案制成的一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置，通过设置碱液预混单元能够实现碱液与气化灰水的均匀混合为后续的脱除氨氮打下良好的基础，且具有占地面小、混合效率高和无需动力的特点；通过设置曝气盘能够有效提高曝气效率且防止了气化灰水和污泥堵塞曝气孔的特点；通过碱液预混单元和曝气盘的配合能够实现去除气化灰水中50%的氨氮含量的目的；另外，通过设置除硬池，且使除硬池内的曝气盘与絮凝剂结合能够实现去除气化灰水中85%的总硬度含量；本实用新型中的曝气盘通过设置分管道或分支管道能够实现曝气盘的最大化，且与曝气孔的直径以及相邻的曝气孔间隔的设置能够有效提高曝气效率；通过设置曝气弹片能够实现在通入压缩气体时曝气弹片自动打开，当不通入压缩气体时曝气弹片自动关闭，防止气化灰水以及污泥进入分支管道或污泥堵塞曝气孔或分支管道的状况发生；具有流程设计合理、能够有效去除气化灰水中50%的氨氮含量和85%的总硬度含量、有效减缓气化灰水系统设备和管线结垢、减小灰水系统氨氮累计以及降低污水终端负荷的优点。
附图说明
图1为本实用新型曝气盘的结构示意图。
图2为本实用新型曝气盘的另一结构示意图。
图3为本实用新型曝气孔和曝气弹片的结构示意图。
图4为本实用新型曝气孔和曝气弹片的另一结构示意图。
图5为本实用新型曝气弹片关闭时的结构示意图。
图6为本实用新型气化灰水综合处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1-5所示，本实用新型为一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置，其中，曝气盘包括与压缩气体相连通的主管道1，主管道1与分管道2相连通，分管道2与若干个分支管道3相连通，分支管道3上设有均布有若干个曝气孔4；所述曝气盘设置在反应容器的内底部，其分管道2的外轮廓或若干个分支管道3的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配；所述曝气孔4相对应的分支管道3内侧壁上设有支杆5，支杆5靠近曝气孔4的一侧设有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相适配。当分管道2的外轮廓与反应容器的内底部相适配时，该曝气盘为包围形式，分支管道3设与上述包围形式的内部；当若干个分支管道3的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配时，该曝气盘为开放式，分管道2设与内部，若干个分支管道3设置在分管道2的外侧，上述目的能够使曝气盘曝气时，能够使更多的气体与溶液混合；由于曝气盘覆盖的面积较大，当出现沉淀物时不可避免的易发生分支管道3或曝气孔4堵塞的缺陷，为了克服该缺陷本实用新型设置了曝气弹片6的相关部件，当曝气弹片6设置在曝气孔4的侧部时，支杆5可与曝气孔4边缘部位的分支管道3固定连接，以达到使支杆5固定更加牢固的目的，此时曝气弹片6为一片，其形状与曝气孔4的形状一致，其面积不小于曝气孔4的面积。所述曝气盘与反应容器的内底部之间的距离为0.5-2m。曝气盘与反应容器的内底部之间的距离是以反应容器中溶液产生的沉淀物多少而定的，当沉淀物较少时应尽可能的设置在靠近反应容器的内底部的位置上，当产生的沉淀物较多时应尽可能的设置在远离反应容器的内底部的位置上；当曝气盘设置在靠近反应容器的内底部时能够使溶液更多以及更有效的接触溶液，当曝气盘设置在远离反应容器的内底部时能够避免沉淀物堵塞分支管道3或曝气孔4。所述分管道2为若干个，其分别与主管道1相连通，若干个分管道2的外轮廓与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道3设置在分管道2的内侧。所述分管道2为若干个，其分别与主管道1相连通，若干个分支管道3的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道3的内侧分别与分管道2的外侧相连通。所述曝气孔4为8-10mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔10-15cm。通过上述设置能够有效提高曝气效率。所述支杆5设置在曝气孔4中部相对应的分支管道3内侧壁上，支杆5的两侧分别安装有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相对应区域的形状相适配。当支杆5设置在曝气孔4的中间位置上时，曝气弹片6为两片，此时曝气弹片6的形状为半圆，其形状能够与曝气孔4更加契合。
如图6所示，一种气化灰水综合处理装置，包括气化灰水槽7和澄清池12，所述气化灰水槽7通过碱液预混单元和脱氨池11与除硬池15相连，除硬池15上部的上清液出口与澄清池12相连；所述脱氨池11的顶部与火炬装置9相连；所述除硬池15的顶部与絮凝剂储罐10相连通；所述脱氨池11和除硬池15底部的固相出口分别与污泥处理单元相连；所述脱氨池11的中部和除硬池15的中部之间通过连接管道19相连通；所述脱氨池11的内底部和除硬池15的内底部分别设有上述曝气盘，脱氨池11内部曝气盘的主管道1与压缩空气储罐17相连，除硬池15内部曝气盘的主管道1与二氧化碳储罐16相连。所述碱液预混单元包括设置在气化灰水槽7和脱氨池11之间的管道混合器8，管道混合器8的第一进口与气化灰水槽7相连，管道混合器8的第二进口通过碱液泵14与碱液储罐13相连，管道混合器8的出口与脱氨池11相连。所述污泥处理单元包括压泥机21，压泥机21通过污泥泵20分别与脱氨池11和除硬池15底部的固相出口相连，压泥机21的固相出口通过膏体泵22与锅炉炉膛23相连，压泥机21的液相出口与污水终端处理装置18相连。
一种气化灰水综合处理装置的处理方法，该处理方法包括如下步骤：
步骤1：来自气化灰水槽7的气化灰水通过管道混合器8的第一进口进入管道混合器8中，碱液储罐13中的碱液通过碱液泵14和管道混合器8的第二进口进入管道混合器8内；气化灰水和碱液均匀混合后进入脱氨池11内，气化灰水和碱液能够使气化灰水中的氨氮转化为可脱除的游离氨；所述气化灰水的温度为：60-75℃、硬度为：1000-2000mg/L、氨氮含量400-600mg/L；所述碱液为浓度是30%-32%的氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液进入管道混合器8内的流量为120-160L/h；气化灰水与氢氧化钠溶液的流量比为：1m³:1.5-2L； 进入脱氨池11内的气化灰水混合液的pH值为：10.5-11.5；
步骤2：所述步骤1中的气化灰水混合液进入脱氨池11后，压缩空气储罐17通过主管道1向曝气盘供给压缩空气，压缩空气通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入脱氨池11中，并带出灰水中游离的氨后送入火炬装置9内燃烧；通过向脱氨池11中通入压缩空气能够使气化灰水混合液中的氨氮含量降低至150-250mg/L；所述压缩空气压力为：0.4-0.6Mpa，压缩空气流量为：210-400m³/h，压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：4-6：1.2-1.5；所述当曝气盘内通入压缩空气时，压缩空气推动曝气弹片6向分支管道3的外侧移动，使压缩空气进入脱氨池11中；当曝气盘内不通入压缩空气时，脱氨池11中的气化灰水混合液推动曝气弹片6向分支管道3的方向移动，使曝气盘的内部与脱氨池11的内部隔离；脱氨池11内的曝气盘与脱氨池11内底部之间的距离为0.5-1m；
步骤3：脱氨池11内的气化灰水混合液通过连接管道19进入除硬池15内，通过絮凝剂储罐10向除硬池15中加入絮凝剂PAC，同时使二氧化碳储罐16内的压缩二氧化碳气体通过主管道1向除硬池15中的曝气盘供给压缩二氧化碳气体，压缩二氧化碳气体通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入除硬池15内；二氧化碳在碱性环境下形成大量HCO3 －和CO3 2－，其与气化灰水中存在的 Ca2+和 Mg2形成不溶性沉淀，并在絮凝剂PAC作用下进行絮凝沉降；内底部之间的距离为1-2m；
步骤4：通过除硬池15的气化灰水通过除硬池15上部的上清液出口进入澄清池12中，澄清池12内的气化灰水pH值为7.8-8.5，硬度为100-300mg/L，氨氮含量为150-250mg/L；
步骤5：脱氨池11和除硬池15底部的污泥分别通过其各自对应的固相出口进入污泥泵20内，经过污泥泵20加压送至压泥机21中；通过压泥机21产生的泥膏通过膏体泵22送入锅炉炉膛23中燃烧；所述泥膏的含水量为：50%-60%；
步骤6：通过压泥机21产生的污水通过压泥机21的液相出口送入污水终端处理装置18中进行深度处理。
为了更加详细的解释本实用新型，现结合实施例对本实用新型做进一步阐述。具体实施例如下：
实施例一
一种曝气盘包括与压缩气体相连通的主管道1，主管道1与分管道2相连通，分管道2与若干个分支管道3相连通，分支管道3上设有均布有若干个曝气孔4；所述曝气盘设置在反应容器的内底部，其分管道2的外轮廓或若干个分支管道3的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配；所述曝气孔4相对应的分支管道3内侧壁上设有支杆5，支杆5靠近曝气孔4的一侧设有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相适配。所述曝气盘与反应容器的内底部之间的距离为0.5-2m。所述曝气孔4为8-10mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔10-15cm。所述支杆5设置在曝气孔4中部相对应的分支管道3内侧壁上，支杆5的两侧分别安装有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相对应区域的形状相适配。
一种气化灰水综合处理装置，包括气化灰水槽7和澄清池12，所述气化灰水槽7通过碱液预混单元和脱氨池11与除硬池15相连，除硬池15上部的上清液出口与澄清池12相连；所述脱氨池11的顶部与火炬装置9相连；所述除硬池15的顶部与絮凝剂储罐10相连通；所述脱氨池11和除硬池15底部的固相出口分别与污泥处理单元相连；所述脱氨池11的中部和除硬池15的中部之间通过连接管道19相连通；所述脱氨池11的内底部和除硬池15的内底部分别设有上述曝气盘，脱氨池11内部曝气盘的主管道1与压缩空气储罐17相连，除硬池15内部曝气盘的主管道1与二氧化碳储罐16相连。所述碱液预混单元包括设置在气化灰水槽7和脱氨池11之间的管道混合器8，管道混合器8的第一进口与气化灰水槽7相连，管道混合器8的第二进口通过碱液泵14与碱液储罐13相连，管道混合器8的出口与脱氨池11相连。所述污泥处理单元包括压泥机21，压泥机21通过污泥泵20分别与脱氨池11和除硬池15底部的固相出口相连，压泥机21的固相出口通过膏体泵22与锅炉炉膛23相连，压泥机21的液相出口与污水终端处理装置18相连。
一种气化灰水综合处理装置的处理方法，该处理方法包括如下步骤：
步骤1：来自气化灰水槽7的气化灰水通过管道混合器8的第一进口进入管道混合器8中，碱液储罐13中的碱液通过碱液泵14和管道混合器8的第二进口进入管道混合器8内；气化灰水和碱液均匀混合后进入脱氨池11内，气化灰水和碱液能够使气化灰水中的氨氮转化为可脱除的游离氨；所述气化灰水的温度为：60℃、硬度为：1000mg/L、氨氮含量400mg/L；所述碱液为浓度是30%的氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液进入管道混合器8内的流量为120L/h；气化灰水与氢氧化钠溶液的流量比为：1m³:1.5L； 进入脱氨池11内的气化灰水混合液的pH值为：10.5；
步骤2：所述步骤1中的气化灰水混合液进入脱氨池11后，压缩空气储罐17通过主管道1向曝气盘供给压缩空气，压缩空气通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入脱氨池11中，并带出灰水中游离的氨后送入火炬装置9内燃烧；通过向脱氨池11中通入压缩空气能够使气化灰水混合液中的氨氮含量降低至150mg/L；所述压缩空气压力为：0.4Mpa，压缩空气流量为：210m³/h，压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：4:1.2；所述当曝气盘内通入压缩空气时，压缩空气推动曝气弹片6向分支管道3的外侧移动，使压缩空气进入脱氨池11中；当曝气盘内不通入压缩空气时，脱氨池11中的气化灰水混合液推动曝气弹片6向分支管道3的方向移动，使曝气盘的内部与脱氨池11的内部隔离；脱氨池11内的曝气盘与脱氨池11内底部之间的距离为0.5-1m；
步骤3：脱氨池11内的气化灰水混合液通过连接管道19进入除硬池15内，通过絮凝剂储罐10向除硬池15中加入絮凝剂PAC，同时使二氧化碳储罐16内的压缩二氧化碳气体通过主管道1向除硬池15中的曝气盘供给压缩二氧化碳气体，压缩二氧化碳气体通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入除硬池15内；二氧化碳在碱性环境下形成大量HCO3 －和CO3 2－，其与气化灰水中存在的 Ca2+和 Mg2形成不溶性沉淀，并在絮凝剂PAC作用下进行絮凝沉降；内底部之间的距离为1-2m；
步骤4：通过除硬池15的气化灰水通过除硬池15上部的上清液出口进入澄清池12中，澄清池12内的气化灰水pH值为7.8，硬度为100mg/L，氨氮含量为150mg/L；
步骤5：脱氨池11和除硬池15底部的污泥分别通过其各自对应的固相出口进入污泥泵20内，经过污泥泵20加压送至压泥机21中；通过压泥机21产生的泥膏通过膏体泵22送入锅炉炉膛23中燃烧；所述泥膏的含水量为：50%；
步骤6：通过压泥机21产生的污水通过压泥机21的液相出口送入污水终端处理装置18中进行深度处理。
实施例二
一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置和处理方法，其中，曝气盘包括与压缩气体相连通的主管道1，主管道1与分管道2相连通，分管道2与若干个分支管道3相连通，分支管道3上设有均布有若干个曝气孔4；所述曝气盘设置在反应容器的内底部，其分管道2的外轮廓或若干个分支管道3的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配；所述曝气孔4相对应的分支管道3内侧壁上设有支杆5，支杆5靠近曝气孔4的一侧设有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相适配。所述曝气盘与反应容器的内底部之间的距离为0.5-2m。所述分管道2为若干个，其分别与主管道1相连通，若干个分支管道3的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道3的内侧分别与分管道2的外侧相连通。所述曝气孔4为8-10mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔10-15cm。所述支杆5设置在曝气孔4中部相对应的分支管道3内侧壁上，支杆5的两侧分别安装有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相对应区域的形状相适配。
一种气化灰水综合处理装置，包括气化灰水槽7和澄清池12，所述气化灰水槽7通过碱液预混单元和脱氨池11与除硬池15相连，除硬池15上部的上清液出口与澄清池12相连；所述脱氨池11的顶部与火炬装置9相连；所述除硬池15的顶部与絮凝剂储罐10相连通；所述脱氨池11和除硬池15底部的固相出口分别与污泥处理单元相连；所述脱氨池11的中部和除硬池15的中部之间通过连接管道19相连通；所述脱氨池11的内底部和除硬池15的内底部分别设有上述曝气盘，脱氨池11内部曝气盘的主管道1与压缩空气储罐17相连，除硬池15内部曝气盘的主管道1与二氧化碳储罐16相连。所述碱液预混单元包括设置在气化灰水槽7和脱氨池11之间的管道混合器8，管道混合器8的第一进口与气化灰水槽7相连，管道混合器8的第二进口通过碱液泵14与碱液储罐13相连，管道混合器8的出口与脱氨池11相连。所述污泥处理单元包括压泥机21，压泥机21通过污泥泵20分别与脱氨池11和除硬池15底部的固相出口相连，压泥机21的固相出口通过膏体泵22与锅炉炉膛23相连，压泥机21的液相出口与污水终端处理装置18相连。
一种气化灰水综合处理装置的处理方法，该处理方法包括如下步骤：
步骤1：来自气化灰水槽7的气化灰水通过管道混合器8的第一进口进入管道混合器8中，碱液储罐13中的碱液通过碱液泵14和管道混合器8的第二进口进入管道混合器8内；气化灰水和碱液均匀混合后进入脱氨池11内，气化灰水和碱液能够使气化灰水中的氨氮转化为可脱除的游离氨；所述气化灰水的温度为：75℃、硬度为：2000mg/L、氨氮含量600mg/L；所述碱液为浓度是32%的氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液进入管道混合器8内的流量为160L/h；气化灰水与氢氧化钠溶液的流量比为：1m³: 2L； 进入脱氨池11内的气化灰水混合液的pH值为：11.5；
步骤2：所述步骤1中的气化灰水混合液进入脱氨池11后，压缩空气储罐17通过主管道1向曝气盘供给压缩空气，压缩空气通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入脱氨池11中，并带出灰水中游离的氨后送入火炬装置9内燃烧；通过向脱氨池11中通入压缩空气能够使气化灰水混合液中的氨氮含量降低至250mg/L；所述压缩空气压力为： 0.6Mpa，压缩空气流量为：400m³/h，压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：6:1.5；所述当曝气盘内通入压缩空气时，压缩空气推动曝气弹片6向分支管道3的外侧移动，使压缩空气进入脱氨池11中；当曝气盘内不通入压缩空气时，脱氨池11中的气化灰水混合液推动曝气弹片6向分支管道3的方向移动，使曝气盘的内部与脱氨池11的内部隔离；脱氨池11内的曝气盘与脱氨池11内底部之间的距离为0.5-1m；
步骤3：脱氨池11内的气化灰水混合液通过连接管道19进入除硬池15内，通过絮凝剂储罐10向除硬池15中加入絮凝剂PAC，同时使二氧化碳储罐16内的压缩二氧化碳气体通过主管道1向除硬池15中的曝气盘供给压缩二氧化碳气体，压缩二氧化碳气体通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入除硬池15内；二氧化碳在碱性环境下形成大量HCO3 －和CO3 2－，其与气化灰水中存在的 Ca2+和 Mg2形成不溶性沉淀，并在絮凝剂PAC作用下进行絮凝沉降；内底部之间的距离为1-2m；
步骤4：通过除硬池15的气化灰水通过除硬池15上部的上清液出口进入澄清池12中，澄清池12内的气化灰水pH值为8.5，硬度为300mg/L，氨氮含量为250mg/L；
步骤5：脱氨池11和除硬池15底部的污泥分别通过其各自对应的固相出口进入污泥泵20内，经过污泥泵20加压送至压泥机21中；通过压泥机21产生的泥膏通过膏体泵22送入锅炉炉膛23中燃烧；所述泥膏的含水量为：60%；
步骤6：通过压泥机21产生的污水通过压泥机21的液相出口送入污水终端处理装置18中进行深度处理。
实施例三
一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置和处理方法，其中，曝气盘包括与压缩气体相连通的主管道1，主管道1与分管道2相连通，分管道2与若干个分支管道3相连通，分支管道3上设有均布有若干个曝气孔4；所述曝气盘设置在反应容器的内底部，其分管道2的外轮廓或若干个分支管道3的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配；所述曝气孔4相对应的分支管道3内侧壁上设有支杆5，支杆5靠近曝气孔4的一侧设有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相适配。所述曝气盘与反应容器的内底部之间的距离为0.5-2m。所述分管道2为若干个，其分别与主管道1相连通，若干个分管道2的外轮廓与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道3设置在分管道2的内侧。所述曝气孔4为8-10mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔10-15cm。所述支杆5设置在曝气孔4中部相对应的分支管道3内侧壁上，支杆5的两侧分别安装有倾斜设置的曝气弹片6，曝气弹片6与支杆5相连的一端设置在分支管道3的内侧，曝气弹片6的另一端设置在分支管道3的外侧，曝气弹片6的中部形状与曝气孔4相对应区域的形状相适配。
一种气化灰水综合处理装置，包括气化灰水槽7和澄清池12，所述气化灰水槽7通过碱液预混单元和脱氨池11与除硬池15相连，除硬池15上部的上清液出口与澄清池12相连；所述脱氨池11的顶部与火炬装置9相连；所述除硬池15的顶部与絮凝剂储罐10相连通；所述脱氨池11和除硬池15底部的固相出口分别与污泥处理单元相连；所述脱氨池11的中部和除硬池15的中部之间通过连接管道19相连通；所述脱氨池11的内底部和除硬池15的内底部分别设有上述曝气盘，脱氨池11内部曝气盘的主管道1与压缩空气储罐17相连，除硬池15内部曝气盘的主管道1与二氧化碳储罐16相连。所述碱液预混单元包括设置在气化灰水槽7和脱氨池11之间的管道混合器8，管道混合器8的第一进口与气化灰水槽7相连，管道混合器8的第二进口通过碱液泵14与碱液储罐13相连，管道混合器8的出口与脱氨池11相连。所述污泥处理单元包括压泥机21，压泥机21通过污泥泵20分别与脱氨池11和除硬池15底部的固相出口相连，压泥机21的固相出口通过膏体泵22与锅炉炉膛23相连，压泥机21的液相出口与污水终端处理装置18相连。
一种气化灰水综合处理装置的处理方法，该处理方法包括如下步骤：
步骤1：来自气化灰水槽7的气化灰水通过管道混合器8的第一进口进入管道混合器8中，碱液储罐13中的碱液通过碱液泵14和管道混合器8的第二进口进入管道混合器8内；气化灰水和碱液均匀混合后进入脱氨池11内，气化灰水和碱液能够使气化灰水中的氨氮转化为可脱除的游离氨；所述气化灰水的温度为：67.5℃、硬度为：1500mg/L、氨氮含量500mg/L；所述碱液为浓度是30%-32%的氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液进入管道混合器8内的流量为140L/h；气化灰水与氢氧化钠溶液的流量比为：1m³:1.75L； 进入脱氨池11内的气化灰水混合液的pH值为：11；
步骤2：所述步骤1中的气化灰水混合液进入脱氨池11后，压缩空气储罐17通过主管道1向曝气盘供给压缩空气，压缩空气通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入脱氨池11中，并带出灰水中游离的氨后送入火炬装置9内燃烧；通过向脱氨池11中通入压缩空气能够使气化灰水混合液中的氨氮含量降低至200mg/L；所述压缩空气压力为：0.5Mpa，压缩空气流量为：305m³/h，压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：5：1.35；所述当曝气盘内通入压缩空气时，压缩空气推动曝气弹片6向分支管道3的外侧移动，使压缩空气进入脱氨池11中；当曝气盘内不通入压缩空气时，脱氨池11中的气化灰水混合液推动曝气弹片6向分支管道3的方向移动，使曝气盘的内部与脱氨池11的内部隔离；脱氨池11内的曝气盘与脱氨池11内底部之间的距离为0.5-1m；
步骤3：脱氨池11内的气化灰水混合液通过连接管道19进入除硬池15内，通过絮凝剂储罐10向除硬池15中加入絮凝剂PAC，同时使二氧化碳储罐16内的压缩二氧化碳气体通过主管道1向除硬池15中的曝气盘供给压缩二氧化碳气体，压缩二氧化碳气体通过主管道1、分管道2、分支管道3和曝气孔4进入除硬池15内；二氧化碳在碱性环境下形成大量HCO3 －和CO3 2－，其与气化灰水中存在的 Ca2+和 Mg2形成不溶性沉淀，并在絮凝剂PAC作用下进行絮凝沉降；内底部之间的距离为1-2m；
步骤4：通过除硬池15的气化灰水通过除硬池15上部的上清液出口进入澄清池12中，澄清池12内的气化灰水pH值为8.2，硬度为200mg/L，氨氮含量为200mg/L；
步骤5：脱氨池11和除硬池15底部的污泥分别通过其各自对应的固相出口进入污泥泵20内，经过污泥泵20加压送至压泥机21中；通过压泥机21产生的泥膏通过膏体泵22送入锅炉炉膛23中燃烧；所述泥膏的含水量为：55%；
步骤6：通过压泥机21产生的污水通过压泥机21的液相出口送入污水终端处理装置18中进行深度处理。
实验例
随机选取实施二作为本实用新型的第一实验组。
对比例一：不设置碱液预混单元，碱液储罐13直接与脱氨池11相连，其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例二：将管道混合器8替换成为搅拌罐，碱液以及气化灰水进入搅拌罐混合，工况温度下混合时间为15分钟后送入脱氨池11内，其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例三：步骤二中压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：4.8：1.7；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例四：步骤二中压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：6：2；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例五：步骤二中压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：2.5：1；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例六：步骤二中压缩空气和气化灰水混合液之间的流量比为：3：1.5；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例七：所述脱氨池11内的曝气孔4为7mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔16cm；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例八：所述脱氨池11内的曝气孔4为11mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔9cm；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例九：所述脱氨池11内的曝气孔4为10mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔18cm；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例十：脱氨池11内的曝气盘设置在反应容器的内底部，分管道2长度为实施例二分管道2长度的三分之一，分支管道3长度为实施例二分管道3长度的二分之一；其他设置以及流程与实施例二一致。
对比例十一：脱氨池11内的曝气盘设置在反应容器的内底部，分管道2长度为实施例二分管道2长度的二分之一，分支管道3长度为实施例二分管道3长度一致；其他设置以及流程与实施例二一致。
通过上述第一本实用新型组与对比例1-11进行脱除氨含量的对比可知，实施例二的效果优于对比例1-11；具体参见下表：
| 原氨氮含量 | 现氨氮含量 | 原因分析 | |
| 第一实验组 | 600mg/L | 250mg/L | |
| 对比例一 | 600mg/L | 542 mg/L | 碱液和灰水混合不均匀，局部偏碱性灰水脱除部分氨氮 |
| 对比例二 | 600mg/L | 285 mg/L | 碱液和灰水机械混合均匀，除硬效果接近第一本实用新型组 |
| 对比例三 | 600mg/L | 298 mg/L | 压缩空气流量小，单位时间和面积内的空气量减小 |
| 对比例四 | 600mg/L | 324 mg/L | 压缩空气流量小，曝气效果降低 |
| 对比例五 | 600mg/L | 413 mg/L | 压缩空气流量小，曝气效果降低 |
| 对比例六 | 600mg/L | 502 mg/L | 压缩空气流量小，曝气混合作用大大降低，带出氨氮含量降低 |
| 对比例七 | 600mg/L | 283 mg/L | 曝气孔稍小但曝气布置间距大，曝气覆盖不够均匀，导致氨氮脱除作用降低 |
| 对比例八 | 600mg/L | 268 mg/L | 曝气孔稍大，曝气流速降低，曝气弹片导流布气作用被削弱 |
| 对比例九 | 600mg/L | 277 mg/L | 曝气孔间隔设置较大，达不到气流对冲打散的作用 |
| 对比例十 | 600mg/L | 425 mg/L | 曝气盘设置较小，脱氨池中心部位曝气，周围区域无曝气和脱氨效果 |
| 对比例十一 | 600mg/L | 366 mg/L | 曝气盘设置稍小，曝气面积无法完全覆盖脱氨池，局部区域虽呈碱性但无空气脱除氨氮 |
总结：通过第一实验组和对比例1-11的对比可知，管道混合器8作为碱液预混单元可将灰水和碱液均匀分布，并通过脱氨池达到更好的脱氨效果。优选压缩空气与灰水的流量比为：4-6:1.2-1.5，压缩空气流量降低会降低曝气效果，从而灰水氨氮含量升高。曝气盘、曝气孔、曝气孔间隔的合理设置，可以达到更好的导流布气效果。
实验例2
选取实施三作为本发明的第二实验组。
对比例一：所述除硬池15设置搅拌器替代二氧化碳曝气盘，其他设置以及流程与实施例三一致。
对比例二：所述除硬池15内的曝气孔4为10mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔20cm；其他设置以及流程与实施例三一致。
对比例三：所述除硬池15内的曝气孔4为5mm的圆孔，相邻的曝气孔4的间隔12cm；其他设置以及流程与实施例三一致。
对比例四：除硬池15内的曝气盘设置在反应容器的内底部，分管道2长度为实施例三分管道2长度的二分之一，分支管道3长度为实施例三分管道3长度一致；其他设置以及流程与实施例三一致。
对比例五：步骤四中澄清池灰水pH为7.4，其他设置以及流程与实施例三一致。
对比例六：步骤四中澄清池灰水pH为9.0，其他设置以及流程与实施例三一致。
通过上述第二本发明组与对比例1-6进行脱除氨含量的对比可知，实施例三的效果优于对比例1-6；具体参见下表：
| 原硬度含量 | 现硬度含量 | 原因分析 | |
| 第二实验组 | 1500mg/L | 200mg/L | |
| 对比例一 | 1500mg/L | 1382 mg/L | 无二氧化碳，灰水体系CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>不能满足硬度去除 |
| 对比例二 | 1500mg/L | 502 mg/L | 曝气间隔较大，反应不均匀，局部无除硬效果 |
| 对比例三 | 1500mg/L | 498 mg/L | 曝气孔设置较小，曝气覆盖面积减小，除硬反应不充分 |
| 对比例四 | 1500mg/L | 665 mg/L | 曝气盘设置较小，除硬池中心部位曝气，周围区域无曝气和除硬效果 |
| 对比例五 | 1500mg/L | 956 mg/L | pH控制较低，曝气呈中性，生成部分碳酸氢钙 |
| 对比例六 | 1500mg/L | 477 mg/L | pH控制较高，曝气后碱性较强，残留部分OH<sup>-</sup>未参与除硬反应 |
总结：通过第二本实验组和对比例1-6的对比，二氧化碳曝气装置曝气形状、曝气孔等均会影响曝气效果，从而影响除硬效果。曝气反应的pH值控制影响除硬反应进程，在本发明要求区间7.8-8.5是最合适的pH值区间，低于此区间生成部分碳酸氢钙硬度上升，高于此区间除硬反应不完全，硬度降低有限。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“相连”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。上文的示例仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种曝气盘，其特征在于：该曝气盘包括与压缩气体相连通的主管道（1），主管道（1）与分管道（2）相连通，分管道（2）与若干个分支管道（3）相连通，分支管道（3）上设有均布有若干个曝气孔（4）；
所述曝气盘设置在反应容器的内底部，其分管道（2）的外轮廓或若干个分支管道（3）的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配；
所述曝气孔（4）相对应的分支管道（3）内侧壁上设有支杆（5），支杆（5）靠近曝气孔（4）的一侧设有倾斜设置的曝气弹片（6），曝气弹片（6）与支杆（5）相连的一端设置在分支管道（3）的内侧，曝气弹片（6）的另一端设置在分支管道（3）的外侧，曝气弹片（6）的中部形状与曝气孔（4）相适配。
2.根据权利要求1所述的一种曝气盘，其特征在于：所述曝气盘与反应容器的内底部之间的距离为0.5-2m。
3.根据权利要求1所述的一种曝气盘，其特征在于：所述分管道（2）为若干个，其分别与主管道（1）相连通，若干个分管道（2）的外轮廓与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道（3）设置在分管道（2）的内侧。
4.根据权利要求1所述的一种曝气盘，其特征在于：所述分管道（2）为若干个，其分别与主管道（1）相连通，若干个分支管道（3）的外侧端部组成的形状与反应容器的内底部相适配时，若干个分支管道（3）的内侧分别与分管道（2）的外侧相连通。
5.根据权利要求1所述的一种曝气盘，其特征在于：所述曝气孔（4）为8-10mm的圆孔，相邻的曝气孔（4）的间隔10-15cm。
6.根据权利要求1所述的一种曝气盘，其特征在于：所述支杆（5）设置在曝气孔（4）中部相对应的分支管道（3）内侧壁上，支杆（5）的两侧分别安装有倾斜设置的曝气弹片（6），曝气弹片（6）与支杆（5）相连的一端设置在分支管道（3）的内侧，曝气弹片（6）的另一端设置在分支管道（3）的外侧，曝气弹片（6）的中部形状与曝气孔（4）相对应区域的形状相适配。
7.一种气化灰水综合处理装置，包括气化灰水槽（7）和澄清池（12），其特征在于：所述气化灰水槽（7）通过碱液预混单元和脱氨池（11）与除硬池（15）相连，除硬池（15）上部的上清液出口与澄清池（12）相连；
所述脱氨池（11）的顶部与火炬装置（9）相连；
所述除硬池（15）的顶部与絮凝剂储罐（10）相连通；
所述脱氨池（11）和除硬池（15）底部的固相出口分别与污泥处理单元相连；
所述脱氨池（11）的中部和除硬池（15）的中部之间通过连接管道（19）相连通；
所述脱氨池（11）的内底部和除硬池（15）的内底部分别设有上述权利要求1-6任一项所述的曝气盘，脱氨池（11）内部曝气盘的主管道（1）与压缩空气储罐（17）相连，除硬池（15）内部曝气盘的主管道（1）与二氧化碳储罐（16）相连。
8.根据权利要求7所述的一种气化灰水综合处理装置，其特征在于：所述碱液预混单元包括设置在气化灰水槽（7）和脱氨池（11）之间的管道混合器（8），管道混合器（8）的第一进口与气化灰水槽（7）相连，管道混合器（8）的第二进口通过碱液泵（14）与碱液储罐（13）相连，管道混合器（8）的出口与脱氨池（11）相连。
9.根据权利要求7所述的一种气化灰水综合处理装置，其特征在于：所述污泥处理单元包括压泥机（21），压泥机（21）通过污泥泵（20）分别与脱氨池（11）和除硬池（15）底部的固相出口相连，压泥机（21）的固相出口通过膏体泵（22）与锅炉炉膛（23）相连，压泥机（21）的液相出口与污水终端处理装置（18）相连。
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| CN110526320B (zh) * | 2019-09-25 | 2023-11-21 | 河南心连心化学工业集团股份有限公司 | 一种曝气盘及使用其的气化灰水综合处理装置和处理方法 |
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