CN86207057U

CN86207057U - 低能耗的深井曝气废水处理装置

Info

Publication number: CN86207057U
Application number: CN198686207057U
Authority: CN
Inventors: 张明友; 陈祖义
Original assignee: ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE INST SHANGHAI MANLEIPALIPY
Current assignee: ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE INST SHANGHAI MANLEIPALIPY
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1987-07-29

Abstract

低能耗的深井曝气废水处理装置涉及废水生物处理装置，包括曝气、脱气和固液分离工艺设备。所提出的改进的深井曝气槽下降管结构设计包括高效气液紊流器、侧向内循环通道和防喷板，以及与曝气槽配套的脱气装置。本装置有利于降低能耗，提高净化效果，阻挡井喷，可以用于各种浓度的城市污水和工业有机废水的净化处理。

Description

本实用新型涉及废水或污水的生物处理方法，特别涉及深井曝气的生物处理装置。

深井曝气工艺具有一系列突出的优点，受到广泛地重视，深井曝气槽是这种废水处理方法的主要设备，废水生化过程即在曝气槽内进行。这种曝气槽设备一般深50～150米、直径0.4～6米，槽内分隔成下降管和上升管两部分，前者和后者可以是并列的、也可以是同心圆式结构的。置于地下的曝气槽多采用同心圆式结构，它的中心下降管为直筒形，外壳和中心管之间的环形部分作上升管，曝气槽上部所设的顶槽一般为圆形的。曝气槽中的下降管内部结构是其关键部分技术，对这部分技术现有文献中没有披露。

曝气槽的液体循环和运行方式有以压缩空气为动力的气提循环和以水泵提升的机械循环。气提循环中注入的压缩空气既为液体循环流动提供推动力，又为废水的生化作用过程提供必需的氧。启动后，液体循环运行时，废水和回流污泥从曝气槽下降管顶部加入，空气由设在该管适当深度的通气点引入并且按照亨利溶解定律，在随循环液流下降的过程中逐渐溶入水中。混合液流到达槽底后转变运动方向，沿上升管向上流动，与此同时溶入水中的空气逐渐重新释放出来、由槽的顶部排出而进入大气，大部分液体经过顶槽然后返回下降管与从顶部加入的废水及回流污泥的进料液相汇合，其生化和循环过程连续不断地进行。曝气槽顶槽设出水口，被处理的出水经脱气和固液分离后，合格水排放，污泥大部分回流。

运行使用结果表明，这种深层曝气处理装置具有氧传递效率高，液体混合及循环的动力效率高以及污泥转化率低等特点，因而特别适用于食品加工、化工、造纸和制药等工业部门，对高浓度废水进行处理。然而对于低浓度有机废水的处理或者小孔径曝气管的设备，却因为能耗较大而导致经济效益不够理想；对于曝气槽的出水在进入沉淀池固液分离之前，几乎都采用真空脱气，使得设备电耗不易降低。

本实用新型的目的是提供一种能耗低、运行可靠、处理效果良好的深井曝气槽废水处理装置。

本装置采取了以下的改进：设置曝气槽下降管与顶槽内壁所限制的空间相联通的侧向内循环通道；设置位于下降管适当深处的气液紊流器；在下降管内的顶部设置防喷板，配备曝气槽出水的脱气装置以及合理的废水输送设备和管道。因而发挥了装置的废水处理能力，实现了降低能源消耗并且对低浓度废水处理也取得良好的经济技术效果。

本装置所提供的深井曝气废水处理装置设施，具有结构简单、气提循环效果好、气液紊流剧烈、氧的利用率高、运行管理方便的特点。在本实用新型实施时，具有如下良好的效果：

（1）不但具有一般的深井曝气装置占地省、废水处理负荷能力大、无污泥膨胀问题和地下曝气槽受气温影响小的优点，而且对低浓度废水处理也取得良好效果，其动能消耗低，例如处理1M³废水的电耗可降为0.32度；折合处理1Kg BOD的电耗为0.94～1.3度；

（2）装置的负荷能力大，处理废水的耐冲击负荷性能好，处理废水快速、高效；

（3）装置氧化能力强、处理后的排放水无臭气，并且处理过程的剩余污泥产量低；

（4）装置的设备简单，投资较省，运行和管理方便。

以下结合实施例及其附图，对本实用新型的装置作详细描述：

图1是本实用新型的一种实施例深井曝气槽内部结构示意图；

图2是图1曝气槽的俯视图；

图3是图1曝气槽下降管道的结构示意图；

图4是图3下降管中气液紊流器的正视图；

图5是图4气液紊流器气体喷出部件的仰视图；

图6是图4气液紊流器气体喷出部件喷咀的纵剖面示意图。

图7是与图1深井曝气槽配套的脱气池、表曝机的示意图。

参照图1和图2，本装置的深井曝气槽10包括顶部的顶槽2和下部的深井外壳3。外壳3和下降管4为同心圆结构：下降管4的顶端是废水和回流污泥的进入口1，下降管4的下端延伸到接近外壳3的底部位置；下降管4与深井外壳3之间的环形部分是上升管。被处理废水从下降管4的顶端入口1进入曝气槽10，经过内循环回流，从曝气槽出口19流到其他处理设备。

在顶槽2内部接近底部的位置，设置有下降管4的侧向内循环通道6，它的一端与下降管联通，另一端是它的进口7。进口7接近顶槽2的侧壁并且保持有适当的间隙距离。为了延长处理水在顶槽2的停留时间，提高水中废水泡的脱除效果，侧向内循环通道6沿其侧向的轴线作延伸，同时顶槽2设计为长方形结构，如图2所示。顶槽2的长度方向与侧向内循环通道6的轴线方向相一致，其长度与宽度的比值可以取为（1.5～2）：1。根据需要上述侧向内循环通道6还可以设计为两个或者两个以上，例如可以设计为两个，即以下降管4为中心、在互为180°的两个方向，设置两个方向相反的侧向内循环通道6；同时顶槽2设计为相应的长方形结构。

在下降管深度的1／2～1／3位置，设置了气液紊流器8，压缩空气通过它与下降管4中的液流混合，并且为液流的循环提供驱动动力。由于气液紊流器的作用，使下降管道中的液流达到很高的雷诺数，产生剧烈地紊流，因而使深井曝气槽的动力消耗很低而气提效果好，气液混合均匀，氧的利用率高。

为了防止井喷，在下降管4的顶部内管壁设置了防喷板5。防喷板5与管壁倾斜地安装，其倾斜方向与液液下降的方向一致，它的上端边沿与管壁连接，它的下端边沿与管壁保持适当间隙；所设置的多个防喷板5，其上下位置和倾斜方向相互错开，如图1的上部所示。进口1流入的液体经过前一个防喷板5的上沿、下沿以及下沿与管壁之间的间隙，到达后一个防喷板5的上沿，顺序向下流动，当液体反向流动或发生井喷时，防喷板5将对其产生阻力。

参照图3，气液紊流器8包括设置在下降管4适当深度的压缩空气喷出部件9，和设置在上述喷出部件下方的下降管道的一段缩颈管18。气流从一个或数个喷嘴喷向下降液流，缩颈管18的形状为中间狭小而两端扩大的反腰鼓形。由喷出的高速气流推动液流向下运动，为其推供循环动力；液流经过缩颈管18，速度发生较大变化，容易形成涡流，因而使下降管内紊流剧烈，同时只要较小的供气量就可实现上述循环。气液紊流器8的供气量一般小于废水处理的生化需气量，因此根据进口1的进水BOD总量可以来选择决定恰当的供气量，使曝气槽10的运转动力消耗降低。

参照图4和图5，气液紊流器8的压缩空气输气管道11，将压缩空气送到喷咀12，通过喷口13喷向循环液流。喷咀12的轴线与下降管4的轴线基本平行，喷咀的喷口端部14位于下降管的缩颈管18的上沿17附近，如图4所示。

压缩空气喷出部件9，包括有输气管道11和喷咀12。一般情况喷咀12的个数为1个以上，根据需要可以选取为8个或者更多个。本装置的输气管道11的结构如图5所示，它为呈环状的圆形管道，在管道上均匀分布安装有6个喷咀12，压缩空气从输气管道11输入，经过各个喷咀，喷向液流。

参照图6，喷咀12具有流线形的端部14和身管部分15。其喷口13位于端部，并且与喷咀的轴线方向相一致。

参照图7，本装置的设施中，与曝气槽10相配套的脱气装置20，采用脱气池21以及安装在脱气池21中的具有脱气，充氧作用的表曝机22。曝气槽的出水口19与脱气池21联通，脱气池出水口25可与沉淀池联通。处理水经过叶轮23的旋转作用，使脱气池21和其后的二沉池中保持较高的溶解氧，因而生化作用有条件能继续进行，同时防止二沉池的厌氧化和臭气。表曝机22的电能消耗大大低于真空脱气装置的电能消耗。

如上所述废水处理装置的工业方面的使用实施例，可用于食品、罐头、啤酒、酒精、味精、豆制品、淀粉等多种废水处理，或者其他有机污水处理。其工程总投资额低于或大大低于国内普通活性污泥法或者国外深井曝气处理低浓度废水装置的投资额；其设计、运转和废水处理效果的情况如下：

实施例的被处理废水包括食品加工车间的生产废水，生活污水和雨水等，其废水水质水量见表1，废水的BOD数值小于500，废水的处理量可达每天2000立方米；

装置的主要设备包括集水池、调节池、深井曝气槽、脱气池、以及其配属的废水提升泵、空气压缩机、脱气机、污泥回流泵等，废水经过格栅和集水井、调节池去除大颗粒的固态物、沉砂并且由调节池调节废水的水质水量、均衡设备负荷，为了节省占地调节池可设计为高位池，使用普通扬水泵作为废水提升泵，将废水送入高位调节池，废水处理的其他流程采用高度位差自流输送，而在曝气槽内部利用空气压缩机作气提循环的动力，各主要设施的容量列于表2；

废水在工艺的各处理设备中，水质测试值列于表3；

不同废水流量时的处理效果列于表4；

本装置可以发挥深井曝气槽的设备能力，在水力负荷超过设计水量（45M³／hr）的80％、设备容积负荷为设计负荷的1.45倍的情况下，处理水CODcr值仍为33.0mg／1以下；

本装置在两个多月的连续运转过程中，废水的水质水量大幅度变化，而处理水的各项要求，均符合有关的排放标准，对生产和社会都取得了良好的效益，连续运行的测试结果见表5；

如上所述，本装置达到了深井曝气的一般效果，同时也适用于低浓度废水的处理，其能耗低，按50M³／小时，日处理水量1100M³／天测定的动力消耗列于表6；

采用表曝机，增强脱气效果、降低能耗，其脱气和充氧能力的测定值列于表7；

本装置的污泥产率低，约为0.19Kg污泥／Kg BOD，比较一般处理方法的0.5～0.6数值要低得多，因而节约了设备投资的和运转及最终处理的费用，其测定值列于表8；

根据美国EPA1982年发表的：

Techology assessment of the deep shaft biological reactor P B82－23779，第51页表10所提供的动力消耗数据，与本实用新型所取得的结果比较，列于表9。

表1：废水水质水量表

表2：主要设备表

设备名称有效容积

集水井 18.0M³

调节池 320M³

超深层曝气槽 φ0.85×85（M） 63.0M³

脱气池 17.1M³

表3：工艺各段废水水质分布

	PH	COD（mg/l)	COD去除率（％）	色度（度）	NH₃-N(mg/l)	NH₃-N去除率（％）	溶解氧
								进水曝气槽脱气池二沉池出水	7.357.557.707.857.85	399.045.640.515.215.2	088.61.36.30	75010101010	3.421.221.161.101.10	/64.31.81.8/	07.43.40.56.0

＊地区自来水色变度为18～22°

表4：水力负荷试验

注：曝气槽内D₀为7.8mg／l，槽内污泥浓度4.0g／l

表8：剩余污泥产率的测定

Claims

1、一种废水处理装置，包括上部有顶槽、下设处理水上升管及下降管的深井曝气槽和脱气装置，其特征是曝气槽10的下降管4设有与顶槽2内壁所限制的空间相联通的侧向内循环通道6，下降管4的深处设置气液紊流器8。

2、如权利要求1所述的装置，其特征是所述侧向内循环通道6的进口7设置在顶槽2内接近底部的位置，侧向内循环通道6沿其侧向轴线延伸。

3、如权利要求1或2所述的装置，其特征是所述顶槽2为长方形结构，它的长度方向与侧向循环回流通道6的轴线延伸方向一致。

4、如权利要求1所述的装置，其特征是所述气液紊流器8设置的位置在下降管4内的1／2～1／3深度处。

5、如权利要求1所述的装置，其特征是所述气液紊流器8包括压缩空气的喷出部件9和设置在喷出部件9下方的下降管道的一段缩颈管18。

6、如权利要求5所述的装置，其特征是所述压缩空气喷出部件9包括环状的输气管道11和与输气管道11联通的喷咀12。

7、如权利要求6所述的装置，其特征是所述喷咀12的轴线与下降管4轴线基本平行，压缩空气喷出部件9有多个喷咀12或喷口13。

8、如权利要求1或4所述的装置，其特征是所述的下降管道一段缩颈管18的纵截面呈反腰鼓形。

9、如权利要求1所述的装置，其特征是所述下降管4内的顶部设有多块防喷板5，防喷板5与下降管轴线方向相倾斜设置。

10、如权利要求1所述的装置，其特征是所述脱气装置包括脱气池21和具有脱气、充氧作用的表曝机22。