CN211170336U - 组合式压力曝气好氧反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种组合式压力曝气好氧反应装置，属于污水处理技术领域。包括空压机、原水提升装置、自清洗过滤装置、混合装置、反应罐、压力稳定装置、液位稳定装置、泥水强制分离装置和尾气排放管；本实用新型装置将压力曝气与无机膜分离技术结合，人为提高反应罐水面的运行压力，大幅度提高溶氧效率，从而提高氧利用率。好氧微生物在较高压力下，其对有机污染物的分解效率也大幅度提高。通过无机膜强制分离泥水，使反应罐中的污泥浓度在一个较高范围内运行，从而提高反应罐的处理能力和抗冲击负荷的能力。解决了传统好氧生物反应器进水负荷小、抗冲击负荷能力差、氧利用率低、能耗偏大的问题。

Description

组合式压力曝气好氧反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种组合式压力曝气好氧反应装置，属于污水处理技术领域。

背景技术

好氧生物处理是利用微生物的新陈代谢过程，经过一系列的生物化学反应，使废水中的有机物最终被降解为CO₂、H₂O及其他无机物，从而使污水得到净化。微生物在降解有机物的代谢过程中所需的氧通过曝气的方式来供给。曝气压力越高，水中饱和溶解氧浓度越大，氧传递速率越快。

压力曝气生物反应器采用压力曝气提高反应器中混合液的溶解氧，进而提高活性污泥微生物的活性，加快微生物降解废水中有机物的速度，提高反应器的溶解负荷率，减少设备造价。

传统好氧生物反应装置采用常压运行，曝气压力受制于池体结构，一般运行水深最大小于7米，即使采用最高效的曝气装置，氧利用率也小于15％。大量充入水中的氧气被释放至空气中，严重浪费了电能。而高效氧利用的深井曝气工艺，又受制于施工难度，无法大量应用。

发明内容

本实用新型的目的是为解决目前传统好氧生物反应装置，曝气压力受制于池体结构，曝气压力不足，氧利用率低的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：包括空压机、原水提升装置、自清洗过滤装置、混合装置、反应罐、混合液布液装置、导流筒、压力稳定装置、液位稳定装置、泥水强制分离装置和尾气排放管；所述的原水提升装置通过自清洗过滤装置与混合装置连接；空压机与混合装置连接；所述的反应罐中设有混合液布液装置，混合装置与反应罐中的混合液布液装置通过管道连接，混合液布液装置外周设有导流筒；所述的反应罐顶部设有尾气排放管，反应罐的罐体上部设有压力稳定装置和液位稳定装置；反应罐通过管道与泥水强制分离装置连接；反应罐通过回流泥管道一和混合装置连接。

优选地，所述的泥水强制分离装置通过回流泥管道二与反应罐连接。

优选地，所述的压力稳定装置通过调整尾气排放来调整反应罐的罐体压力，控制排放压力在0.1-0.2MPa的压力范围内运行装置。

优选地，所述的泥水强制分离装置和反应罐通过调整排泥频率，将反应罐的MLSS(混合液悬浮固体浓度)指标控制在6-10g/L的范围内运行。

优选地，所述的空压机和原水提升装置根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的气水比，控制进入混合装置中的气水体积比在8:1-16:1范围内。

优选地，所述的原水提升装置和混合装置根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的泥水比，控制进入混合装置中的回流泥与水体积比在1:4-1:8范围内。

优选地，所述的泥水强制分离装置中设有过滤用无机膜。

优选地，所述的泥水强制分离装置采用的过滤用无机膜为孔径分布在0.05-0.1μm的无机陶瓷膜用于泥水分离。

作为一种代替传统好氧生物反应器的处理工艺，组合式压力曝气好氧反应装置将压力曝气与无机膜分离技术结合。人为提高反应罐水面的运行压力，大幅度提高溶氧效率，从而提高氧利用率。好氧微生物在较高压力下，其对有机污染物的分解效率也大幅度提高。同时，通过无机膜强制分离泥水，使反应罐中的污泥浓度在一个较高范围内运行，从而提高反应罐的处理能力和抗冲击负荷的能力。解决了传统好氧生物反应器进水负荷小、抗冲击负荷能力差、氧利用率低、能耗偏大的问题。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1.原水、回流污泥和压缩空气在气水混合装置内充分混合，空气充分溶解于水中。在后续的反应装置中，与污水充分混合，使氧利用率提高到20～24％以上，远高于常规好氧反应器的氧利用率。

2.好氧微生物在高压(≤0.2MPa)的压力下进行有机污染物降解反应，菌胶团密度远大于常规好氧反应器，混合液SVI(污泥体积指数)值可达到50-80之间。

3.剩余尾气通过与混合液在泥水强制分离中的混合后，多次进入反应罐体中循环，能够达到更加充分利用其中氧气的目的。

4.通过泥水强制分离装置，使反应罐体中的污泥浓度远大于常规好氧反应器的活性污泥浓度，可大大提高装置的处理负荷和抗冲击负荷能力。

5.利用反应罐体本身的运行压力，通过无机陶瓷膜进行泥水分离，不需要单独的抽吸装置，简化了系统动力设备的配置数量。

附图说明

图1为本实用新型一种组合式压力曝气好氧反应装置组成结构示意图；

附图标记：1.空压机2.原水提升装置3.自清洗过滤装置4.混合装置5.反应罐6.混合液布液装置7.导流筒8.压力稳定装置9.液位稳定装置10.泥水强制分离装置11.尾气排放管12.回流泥管道一13回流泥管道二

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1所示，本实用新型提供一种组合式压力曝气好氧反应装置，包括空压机1、原水提升装置2、自清洗过滤装置3、混合装置4、反应罐5、混合液布液装置6、导流筒7、压力稳定装置8、液位稳定装置9、泥水强制分离装置10和尾气排放管11；原水提升装置2通过自清洗过滤装置3与混合装置4连接；空压机1与混合装置4连接；反应罐5中设置有混合液布液装置6，混合装置4与反应罐5中混合液布液装置6通过管道连接，混合液布液装置6外周设有导流筒7；反应罐5顶部设置有尾气排放管11，反应罐5的罐体上部设有压力稳定装置8和液位稳定装置9；反应罐5通过管道与泥水强制分离装置10连接；反应罐5通过回流泥管道一12和混合装置4连接。泥水强制分离装置10通过回流泥管道二13与反应罐5连接。

原水提升装置2将原水提升至混合装置4内，空压机1提供的压缩空气与原水及回流污泥在混合装置4内充分混合，空压机1提供混合装置4运行时所需要的压力和溶氧所需的空气，并保证在混合装置4内压缩空气和回流污泥充分混合的压力。

原水经原水提升泵2进入混合装置4前，先经过自清洗过滤装置3，以防止大块悬浮物进入后续处理装置。在系统运行过程中，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的气水比，一般控制气水体积比在8:1-16:1范围内。在系统运行过程中，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的泥水比，一般控制回流泥与水体积比在1:4-1:8范围内。在完全混合装态下，好氧微生物在高压(≤0.2MPa)、高溶氧、高污泥浓度(MLSS≥10g/L)的状态下，与污水中的有机污染物快速反应分解。反应罐体5中包括导流筒7、混合液布液装置6和自平衡系统(压力及液位稳定装置)。自平衡系统包括压力稳定装置8和液位稳定装置9。压力稳定装置8包括压力传感器、压力变送器(PI)、压力调节器(PIC)和压力调节阀(PV)，通过压力稳定装置8系统自带的控制系统，保证反应罐5在设定压力下运行。压力稳定装置8通过尾气排放管11排放尾气，通过调整尾气的排放来调整反应罐5的罐体压力，控制排放压力在0.1-0.2MPa的压力范围内运行装置。液位稳定装置9采用浮球阀门调节出水流量，保证液位恒定。浮球阀随反应罐5内水位变化，当反应罐5内水位上升至限定位置时，打开阀门，泥水混合液与尾气一同经管道进入泥水强制分离装置10，并进而实现泥水分离。当反应罐5内水位下降至限定位置以下时，阀门关闭，剩余尾气可以单独经管道进入泥水强制分离装置10，进而实现对泥水强制分离装置10中无机陶瓷膜表面的间歇性单独气洗。

泥水强制分离装置10将经过充分反应的泥水气混合液，利用反应罐5内的压力，将清水压出，进行泥水强制分离，将污泥通过回流泥管道二13回到反应罐5内。处理后达标的污水经分离装置分离后外排。泥水强制分离装置10采用孔径分布在0.05-0.1μm的无机陶瓷膜进行泥水分离。泥水分离的同时，反应罐5液面以上的大量剩余尾气一起进入分离装置，在陶瓷膜表面形成高速冲刷(错流过滤速度为0.3-0.4m/s)，以减少活性污泥在膜表面的沉积。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，由于采用在正压力下运行，通过调整尾气排放装置的排放压力，实现在较低装置高度下，模拟较高水头压力下的运行效果，有效降低了设备高度，在较低的装置高度下，可达到深井曝气的效果，为好氧曝气装置的小型化、标准化提供了条件。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，通过压力曝气、多级曝气等方式，可将氧的有效利用率提高20-24％以上，远高于常规好氧反应器的氧利用率。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，可在0.1-0.2MPa的压力范围内运行，通过调整尾气排放压力，稳定装置的排放压力，实现在设备总尺寸不变的前提下，针对不同有机污染物浓度污水的相同出水效果。提高了设备的通用性。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，由于出水通过泥水强制分离，活性污泥不会被出水带走，污泥通过回流泥管道二13回到反应罐5内，通过调整排泥频率，可将装置的反应罐5内MLSS指标控制在6-10g/L的范围内运行，实现在设备总尺寸不变的前提下，针对不同有机污染物浓度污水的相同出水效果，提高了设备的通用性。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，可通过调整压力曝气生物反应装置的搭配级数，来分别匹配不同进水有机污染物浓度污水的处理。提高了设备的通用性。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的气水比，一般控制气水体积比在8:1-16:1范围内。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的泥水比，一般控制回流泥与水体积比在1:4-1:8范围内。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，泥水强制分离装置采用孔径分布在0.05-0.1μm的无机陶瓷膜进行泥水分离。

本实用新型组合式压力曝气好氧反应装置，泥水分离的同时，反应器液面以上的大量剩余尾气一起进入分离装置，在泥水强制分离装置陶瓷膜表面形成高速冲刷(错流过滤速度0.3-0.4m/s)，以减少活性污泥在膜表面的沉积

实际案列：某化工厂乙醛车间生产废水压力曝气好氧处理:

某化工厂乙醛车间生产废水，排放污水污染物指标为CODcr：2000-3500mg/L、乙醛0.08％、乙酸0.15％、丁烯醛0.02％。

本实用新型装置在0.2MPa的运行条件下，与原有常规好氧生化池相比，有机物降解速率平均提高4倍。在进水CODcr指标在2000-3500mg/L不定时变化的条件下，经处理后出水CODcr平均浓度稳定保持在100mg/L以下，氧利用率稳定保持在22％-30％，动力效率2.5-4.0kgO2/(kW.h)。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：包括空压机(1)、原水提升装置(2)、自清洗过滤装置(3)、混合装置(4)、反应罐(5)、混合液布液装置(6)、导流筒(7)、压力稳定装置(8)、液位稳定装置(9)、泥水强制分离装置(10)和尾气排放管(11)；所述的原水提升装置(2)通过自清洗过滤装置(3)与混合装置(4)连接；空压机(1)与混合装置(4)连接；所述的反应罐(5)中设有混合液布液装置(6)，所述的混合装置(4)与反应罐(5)中混合液布液装置(6)通过管道连接，混合液布液装置(6)外周设有导流筒(7)；所述的反应罐(5)顶部设有尾气排放管(11)，反应罐(5)的罐体上部设有压力稳定装置(8)和液位稳定装置(9)；反应罐(5)通过管道与泥水强制分离装置(10)连接；反应罐(5)通过回流泥管道一(12)和混合装置(4)连接。

2.如权利要求1所述的一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：所述的泥水强制分离装置(10)通过回流泥管道二(13)与反应罐(5)连接。

3.如权利要求1所述的一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：所述的压力稳定装置(8)通过调整尾气排放来调整反应罐(5)的罐体压力，控制排放压力在0.1-0.2MPa的压力范围内运行装置。

4.如权利要求1所述的一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：所述的泥水强制分离装置(10)和反应罐(5)通过调整排泥频率，将反应罐(5)的MLSS指标控制在6-10g/L的范围内运行。

5.如权利要求1所述的一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：所述的空压机(1)和原水提升装置(2)根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的气水比，控制进入混合装置(4)中的气水体积比在8:1-16:1范围内。

6.如权利要求1所述的一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：所述的原水提升装置(2)和混合装置(4)根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的泥水比，控制进入混合装置(4)中的回流泥与水体积比在1:4-1:8范围内。

7.如权利要求1所述的一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：所述的泥水强制分离装置(10)设有过滤用无机膜。

8.如权利要求1所述的一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：所述的泥水强制分离装置(10)采用的过滤用无机膜为孔径分布在0.05-0.1μm的无机陶瓷膜，用于泥水分离。

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