申请日2018.04.25
公开(公告)日2018.09.18
IPC分类号C02F7/00; C02F3/34; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种污水处理的节能高效多重曝气系统及其方法，包括曝气池、一级曝气组件和二级曝气组件，所述一级曝气组件设置在曝气池内的中部以上的区域，所述二级曝气组件铺设在曝气池的池底，所述曝气池内竖向设置有主通气管，一级曝气组件进气端、二级曝气组件进气端分别与主通气管连通设置。本发明只需通过气泵作为动力源，节能环保，结构优化，成本投入低;通过上下层的一级曝气组件和二级曝气组件，可使曝气池内的上下层区域的溶液曝气均匀，相较传统的普通鼓风曝气，曝气效率有大幅的提升。
权利要求书
1.一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：包括曝气池(1)、一级曝气组件(3)和二级曝气组件(4)，所述一级曝气组件(3)设置在曝气池(1)内的中部以上的区域，所述二级曝气组件(4)铺设在曝气池(1)的池底，所述曝气池(1)内竖向设置有主通气管(2)，一级曝气组件进气端(30)、二级曝气组件进气端(40)分别与主通气管(2)连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：所述一级曝气组件(3)包括第一曝气管(31)和第二曝气管(32)，所述第一曝气管(31)为环形跑道形状的管道，且所述第一曝气管(31)水平架设在曝气池(1)内，所述第一曝气管(31)通过第一进气管(33)连通设置在主通气管(2)上，若干所述第二曝气管(32)竖向设置在第一曝气管(31)上，若干所述第二曝气管(32)与第一曝气管(31)连通设置，且若干所述第二曝气管(32)沿第一曝气管(31)的轮廓路径环形阵列设置;若干所述第二曝气管(32)的顶端伸出至污水液面以上，且若干所述第二曝气管(32)的管体上贯通开设有通液口(36)，所述通液口(36)位于污水液面以下;曝气池内的污水通过通液口(36)流向第二曝气管(32)内。
3.根据权利要求2所述的一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：所述第二曝气管(32)内沿轴向设置有隔板(35)，所述隔板(35)将第二曝气管(32)的内腔分隔成气流腔(39)和储液腔(41)，所述通液口(36)开设在储液腔(41)的一侧，所述储液腔(41)的底部设置有封堵板(37)，所述封堵板(37)封闭储液腔(41)的底部，在所述隔板(35)上间距封堵板(37)的位置开设有豁口(38)，所述气流腔(39)通过豁口(38)与储液腔(41)连通，且所述豁口(38)位于通液口(36)的下方。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：所述二级曝气组件(4)包括若干铺设在曝气池池底的曝气主管管道(44)，若干所述曝气主管管道(44)通过送气管(42)连通设置在主通气管(2)上，所述曝气主管管道(42)包括若干曝气支管(50)，若干所述曝气支管(50)依次首尾拼接构成曝气主管管道(42)。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：所述曝气支管(50)为环形块状结构，曝气支管内腔(53)为气体通过的气体通道，在所述曝气支管(50)的内环壁上开设有若干出气孔(54)，且若干所述出气孔(54)朝下设置，在曝气支管内腔(53)下侧的壁体上开设有第一气道(55)，所述第一气道(55)间距曝气支管内腔(53)设置，且所述第一气道(55)通过若干出气孔(54)与曝气支管内腔(53)连通，位于曝气支管内腔(53)两侧的壁体上对称开设有倒“U”型的第二气道(56)，两个所述第二气道(56)所在的平面垂直于曝气支管内腔(53)中的气体流动的方向，所述第二气道(56)包含相互连通的气道A(561)和气道B(562)，两个所述气道A(561)的底端与第一气道(55)的两端连通，所述气道B(562)的底端向曝气支管(50)的底面外部延伸设置;通过曝气支管内腔(53)中的气体依次通过出气孔(54)、第一气道(55)、气道A(561)和气道B(562)向曝气支管(50)的外部流出。
6.根据权利要求5所述的一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：所述第二气道(56)相对于水平面的高度大于曝气支管内腔(53)相对于水平面的高度，所述气道B(562)横截面的面积小于气道A(561)横截面的面积。
7.根据权利要求5所述的一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：所述曝气支管(50)的上表面凹设有线型出气槽(57)，所述线型出气槽(57)与第一气道(56)连通设置，且所述线型出气槽(57)与气道B(562)共面设置，所述曝气支管(50)的上方设置有气泡分散板(58)，所述气泡分散板(58)间距设置在线型出气槽(57)的上方，且所述气泡分散板(58)的横向跨度大于两个线型出气槽(57)之间的间距;所述线型出气槽(57)中渗出的气泡冲击在气泡分散板(58)上。
8.根据权利要求4所述的一种污水处理的节能高效多重曝气系统，其特征在于：所述曝气支管(50)沿曝气支管内腔(53)的延伸方向上的两侧端面上分别设置有环形的卡接环(51)、环形的卡接槽(52)，所述卡接槽(52)环状凹设在曝气支管的端面上，所述卡接环与卡接槽配合设置。
9.一种污水处理的节能高效多重曝气方法，其特征在于：将二级曝气组件铺设在曝气池的池底，其中包括，将若干曝气支管依次首尾拼接形成一组曝气主管管道，若干组曝气主管管道间距设置在曝气池的池底，且各组曝气主管管道的底部通过支脚架起，各组曝气主管管道的一端与送气管连通，且曝气主管管道远离进气口的一端封闭设置;
将一级曝气组件架设在曝气池内的中上层区域，第一曝气管水平设置，第二曝气管竖向设置，并使污水液面高出第二曝气管的通液口;向曝气池内加入待处理的污水溶液，然后向主通气管中泵入高压气体进行曝气;
部分气体进入到第一曝气管中，在气压的作用下，首先使第一曝气管内的水向第二曝气管中挤压，然后再迅速的从第二曝气管中向上涌出，排空第二曝气管中气流腔中的液体;同时，位于污水液面以下的通液口在不断的向第二曝气管中的储水腔渗水，储水腔中的污水溶液通过豁口向气流腔中流出，从豁口流出的液体在气流腔中气体流动的作用下随气流向上喷射，从气流腔的出口喷射出的液体形成扩散的液珠，液珠与空气及气流腔中的气体发生氧传质，达到溶氧的作用，溶氧后的液体落入曝气池内，使曝气池中上区域的水位区进行循环曝气;
从通液口进入储液腔中的污水溶液，其中较大颗粒的杂质或泥垢在通过豁口时被阻隔，并沉淀在豁口以下区域的储液腔底部，防止杂质进入到第一曝气管内;同时，通液口的水位高度大于豁口的水位高度，在豁口位置存在水压，利于污水从豁口流出;
部分气体进入到若干曝气主管管道中，并且气体在曝气支管内腔的顶部聚集，随着气体持续进入，内腔的顶部气体越来越多，下部水体被逐渐挤压，在气压的作用下，气体先充满曝气支管内腔，使曝气支管内腔中的液体从若干出气孔中进入到第一气道内，然后依次通过第一气道、第二气道流向曝气支管外，直至排空曝气支管内的液体;
曝气支管内的液体排空后，气体从第二气道中的气道B向下喷出气体，喷出的气体冲击在曝气池的池底，将沉淀聚集的污泥或活性泥冲散，使其溶解混匀在污水溶液中，防止其在曝气池池底沉淀，使曝气池的池底的液体在曝气的过程中始终处于动态流动的环境中，增强池内微生物的生化反应;
部分气体从线型出气槽渗出，渗出的气体在污水溶液中形成若干气泡，气泡撞击在相邻的气泡分散板上，并形成若干更小的气泡，以增加空气与溶液的接触面积，增加氧传质的效率。
说明书
一种污水处理的节能高效多重曝气系统及其方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种污水处理的节能高效多重曝气系统及其方法。
背景技术
曝气池是利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。现有的曝气方式主要有两大类，机械曝气和鼓风曝气，但是机械曝气的设备较复杂，而且能耗较高，而且机械曝气难以对曝气池的底部进行曝气;鼓风曝气通常是将气体通过曝气管通入曝气池池底，虽然可以对底部进行曝气，但是其效率不足，中上层的污水溶氧效率非常低，因此需要一种可以解决曝气池内高效曝气的装置或系统。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种污水处理的节能高效多重曝气系统及其方法，可高效的对曝气池内进行曝气处理。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种污水处理的节能高效多重曝气系统，包括曝气池、一级曝气组件和二级曝气组件，所述一级曝气组件设置在曝气池内的中部以上的区域，所述二级曝气组件铺设在曝气池的池底，所述曝气池内竖向设置有主通气管，一级曝气组件进气端、二级曝气组件进气端分别与主通气管连通设置。
进一步的，所述一级曝气组件包括第一曝气管和第二曝气管，所述第一曝气管为环形跑道形状的管道，且所述第一曝气管水平架设在曝气池内，所述第一曝气管通过第一进气管连通设置在主通气管上，若干所述第二曝气管竖向设置在第一曝气管上，若干所述第二曝气管与第一曝气管连通设置，且若干所述第二曝气管沿第一曝气管的轮廓路径环形阵列设置;若干所述第二曝气管的顶端伸出至污水液面以上，且若干所述第二曝气管的管体上贯通开设有通液口，所述通液口位于污水液面以下;曝气池内的污水通过通液口流向第二曝气管内。
进一步的，所述第二曝气管内沿轴向设置有隔板，所述隔板将第二曝气管的内腔分隔成气流腔和储液腔，所述通液口开设在储液腔的一侧，所述储液腔的底部设置有封堵板，所述封堵板封闭储液腔的底部，在所述隔板上间距封堵板的位置开设有豁口，所述气流腔通过豁口与储液腔连通，且所述豁口位于通液口的下方。
进一步的，所述二级曝气组件包括若干铺设在曝气池池底的曝气主管管道，若干所述曝气主管管道通过送气管连通设置在主通气管上，所述曝气主管管道包括若干曝气支管，若干所述曝气支管依次首尾拼接构成曝气主管管道。
进一步的，所述曝气支管为环形块状结构，曝气支管内腔为气体通过的气体通道，在所述曝气支管的内环壁上开设有若干出气孔，且若干所述出气孔朝下设置，在曝气支管内腔下侧的壁体上开设有第一气道，所述第一气道间距曝气支管内腔设置，且所述第一气道通过若干出气孔与曝气支管内腔连通，位于曝气支管内腔两侧的壁体上对称开设有倒“U”型的第二气道，两个所述第二气道所在的平面垂直于曝气支管内腔中的气体流动的方向，所述第二气道包含相互连通的气道A和气道B，两个所述气道A的底端与第一气道的两端连通，所述气道B的底端向曝气支管的底面外部延伸设置;通过曝气支管内腔中的气体依次通过出气孔、第一气道、气道A和气道B向曝气支管的外部流出。
进一步的，所述第二气道相对于水平面的高度大于曝气支管内腔相对于水平面的高度，所述气道B横截面的面积小于气道A横截面的面积。
进一步的，所述曝气支管的上表面凹设有线型出气槽，所述线型出气槽与第一气道连通设置，且所述线型出气槽与气道B共面设置，所述曝气支管的上方设置有气泡分散板，所述气泡分散板间距设置在线型出气槽的上方，且所述气泡分散板的横向跨度大于两个线型出气槽之间的间距;所述线型出气槽中渗出的气泡冲击在气泡分散板上。
进一步的，所述曝气支管沿曝气支管内腔的延伸方向上的两侧端面上分别设置有环形的卡接环、环形的卡接槽，所述卡接槽环状凹设在曝气支管的端面上，所述卡接环与卡接槽配合设置。
一种污水处理的节能高效多重曝气方法：将二级曝气组件铺设在曝气池的池底，其中包括，将若干曝气支管依次首尾拼接形成一组曝气主管管道，若干组曝气主管管道间距设置在曝气池的池底，且各组曝气主管管道的底部通过支脚架起，各组曝气主管管道的一端与送气管连通，且曝气主管管道远离进气口的一端封闭设置;
将一级曝气组件架设在曝气池内的中上层区域，第一曝气管水平设置，第二曝气管竖向设置，并使污水液面高出第二曝气管的通液口;向曝气池内加入待处理的污水溶液，然后向主通气管中泵入高压气体进行曝气;
部分气体进入到第一曝气管中，在气压的作用下，首先使第一曝气管内的水向第二曝气管中挤压，然后再迅速的从第二曝气管中向上涌出，排空第二曝气管中气流腔中的液体;同时，位于污水液面以下的通液口在不断的向第二曝气管中的储水腔渗水，储水腔中的污水溶液通过豁口向气流腔中流出，从豁口流出的液体在气流腔中气体流动的作用下随气流向上喷射，从气流腔的出口喷射出的液体形成扩散的液珠，液珠与空气及气流腔中的气体发生氧传质，达到溶氧的作用，溶氧后的液体落入曝气池内，使曝气池中上区域的水位区进行循环曝气;
从通液口进入储液腔中的污水溶液，其中较大颗粒的杂质或泥垢在通过豁口时被阻隔，并沉淀在豁口以下区域的储液腔底部，防止杂质进入到第一曝气管内;同时，通液口的水位高度大于豁口的水位高度，在豁口位置存在水压，利于污水从豁口流出;
部分气体进入到若干曝气主管管道中，并且气体在曝气支管内腔的顶部聚集，随着气体持续进入，内腔的顶部气体越来越多，下部水体被逐渐挤压，在气压的作用下，气体先充满曝气支管内腔，使曝气支管内腔中的液体从若干出气孔中进入到第一气道内，然后依次通过第一气道、第二气道流向曝气支管外，直至排空曝气支管内的液体;
曝气支管内的液体排空后，气体从第二气道中的气道B向下喷出气体，喷出的气体冲击在曝气池的池底，将沉淀聚集的污泥或活性泥冲散，使其溶解混匀在污水溶液中，防止其在曝气池池底沉淀，使曝气池的池底的液体在曝气的过程中始终处于动态流动的环境中，增强池内微生物的生化反应;
部分气体从线型出气槽渗出，渗出的气体在污水溶液中形成若干气泡，气泡撞击在相邻的气泡分散板上，并形成若干更小的气泡，以增加空气与溶液的接触面积，增加氧传质的效率。
有益效果：本发明的包括以下优点：(1)简化结构，相较传统的曝气系统使用多个电机驱动，本发明只需通过气泵作为动力源，节能环保，结构优化，成本投入低。
(2)本发明在施工铺设及维修时均较为方便，结构简单。
(3)通过上下层的一级曝气组件和二级曝气组件，可使曝气池内的上下层区域的溶液曝气均匀，相较传统的普通鼓风曝气，曝气效率有大幅的提升。
(4)通过第一曝气管和第二曝气管，可将污水溶液在曝气池中的位置进行动态的交替，起到了搅拌的作用，利于微生物与有机物的生化反应，同时减少了搅拌机构的设置，减少了成本投入及能源消耗。
(5)通过可拆卸式的曝气支管结构，使得曝气主管管道可适应地形变化使用，用于不同的形状或不规则的曝气池内，并保证铺设时的均匀分布，保证曝气池内的曝气均匀性，减少曝气池内的死角区域。
(6)通过曝气支管的第二气道对池底的冲刷，防止池底的活性泥沉淀和淤积，保证生化反应的进行，同时曝气支管的结构设计，可防止气道被泥沙堵塞，同时避免了在曝气时，曝气主管管道中的气、液两相分层的现象。
