專利名稱：脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理裝置，尤其涉及一種脈沖曝氣裝置、生物接觸氧化裝置結(jié) 合的水質(zhì)處理裝置。
背景技術(shù)：
連續(xù)曝氣的生物接觸氧化水處理技術(shù)是一種有效去除水中氨氮、有機質(zhì)的水處理 技術(shù)，廣泛應(yīng)用于污水處理、微污染飲用水源的預(yù)處理以及水環(huán)境水質(zhì)改善。連續(xù)曝氣的 生物接觸氧化水處理裝置由安裝于池底的曝氣系統(tǒng)和懸掛于水中的生物填料組成，由鼓風(fēng) 機供應(yīng)的壓縮空氣經(jīng)過曝氣系統(tǒng)連續(xù)地以小氣泡的形式釋放到水中，并經(jīng)過生物填料區(qū)上 升，最終進入大氣。在曝氣的條件下，生物填料表面生長出微生物膜，能夠氧化降解水中的 氨氮和有機質(zhì)等污染物。向水中曝氣的目的有兩個，一個是向水中充入溶解氧，維持微生 物膜生長和降解污染物所需的氧氣，所需的氧氣量與進入水池的水量和污染物濃度有關(guān)； 另一個是氣泡上升時攪動水體，沖刷生物填料表面，使老化的生物膜脫落，促進生物膜的更 新。為了能將老化生物膜沖刷下來，單位面積上所需的曝氣量為4 5m7m2*h。一般兩種 曝氣目的所需的曝氣量并不一致，在處理微污染飲用水源或改善自然河道水質(zhì)時，水中污 染物的濃度較低，充氧目的需要的曝氣量較小，而攪動水流促進生物膜更新的曝氣量較大。 實際運行時只能按照較大者曝氣，造成氣量浪費，浪費了能源。其實，生物膜的生長及老化脫落更新是一個比較緩慢的過程，并不需要時時刻刻 對生物膜進行沖刷，只有當老化生物膜生長到一定程度時，才需要以所需的強度沖刷一段 時間。因此，可以按照充氧要求確定在一定時段內(nèi)所需的平均曝氣量，按照生物膜更新要求 確定曝氣強度，采用脈沖間歇曝氣的方式，即曝氣一段時間，再停止一段時間，不斷重復(fù)。這 樣在不增加平均曝氣量的情況下，保障在曝氣時段內(nèi)獲得較大的曝氣強度。這樣既滿足了 充氧所需的平均曝氣量，又保證曝氣時生物膜脫落所需的曝氣強度。對于目前的水處理系 統(tǒng)，要實現(xiàn)脈沖間歇式曝氣，需要不斷地關(guān)停鼓風(fēng)機或啟閉供氣管道上的閥門，頻繁的啟閉 將對設(shè)備造成很大的損傷，因而是不可行的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣體脈沖發(fā)生裝置，與生物接觸氧化填料結(jié)合成脈沖曝 氣的生物接觸氧化水處理裝置。該裝置以連續(xù)的小流量氣體為進氣氣源，間歇性地產(chǎn)生脈 沖的大流量的出氣，提供給生物接觸氧化填料，在滿足充氧所需的平均曝氣量的前提下，獲 得了曝氣時生物膜脫落所需的曝氣強度，節(jié)省了曝氣量和能源，維持良好持續(xù)的水處理效 果，去除水中的氨氮、有機質(zhì)等污染物。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置， 包括水池及水池內(nèi)設(shè)置的脈沖發(fā)生器、氣門、曝氣系統(tǒng)、生物填料區(qū)，其特征是從水池底向 上依次設(shè)置脈沖發(fā)生器、氣門、曝氣系統(tǒng)、生物填料區(qū)，曝氣系統(tǒng)與脈沖發(fā)生器之間通過氣 門連接相通。
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所述的脈沖發(fā)生器由直筒、水封罩、水封斗、收集罩、內(nèi)連接板和外連接板組成，水 封斗上端開口，下端封閉并與直筒固定，水封罩和收集罩下端開口、上端封閉，至少有3個 內(nèi)連接板將水封罩和直筒連接固定在一起，至少有3個外連接板將收集罩和水封斗連接固
定在一起。所述的氣門由進門管、出門管、浮球、0形密封圈組成，進門管側(cè)面開有縫隙，出門 管下端進口和進門管上端出口分別固定在收集罩頂板的上下側(cè)，出門管與進門管相連通， 出門管上端出口與曝氣干管連接相通，0形密封圈沾粘在出門管的下端進口處，浮球放置在 進門管內(nèi)。所述的曝氣系統(tǒng)由曝氣干管和曝氣支管組成，曝氣支管與曝氣干管連接相通，曝 氣干管和曝氣支管的末端封閉，曝氣支管的下側(cè)開設(shè)一排小孔。所述的生物填料區(qū)由生物填料、下支架和上支架組成，生物填料的兩端固定在下 支架和上支架上。所述的水池安裝有進水管和出水管。進氣管的出氣口設(shè)置在脈沖發(fā)生器直筒的下部，進氣管連續(xù)地以較小流量向脈沖 發(fā)生器供氣，當脈沖發(fā)生器內(nèi)氣體蓄滿時，在較短的時間內(nèi)全部釋放到曝氣系統(tǒng)，并通過曝 氣系統(tǒng)向水中釋放小氣泡，氣泡上升時將溶解氧釋放到水中，提供生物填料表面微生物氧 化降解污染物所需的氧氣。氣泡上升時攪動水流，沖刷生物填料，使生物填料表面的老化生 物膜脫落，促進生物膜的更新。待處理的水由進水管進入水池，經(jīng)過生物填料區(qū)得到處理， 處理后的水由出水管流出。本發(fā)明裝置運行時，外部對裝置的供氣是連續(xù)的、低強度的，裝 置內(nèi)生物填料區(qū)的曝氣是間歇脈沖式的、高強度的。脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置的具體工作方式是進氣管連續(xù)地向直筒內(nèi)通 入壓縮空氣，并聚集在水封罩內(nèi)，隨著氣體的增加，直筒內(nèi)水位不斷下降，當水位下降到水 封罩的下沿時，水封罩內(nèi)的壓縮空氣突然迅速地繞過水封罩下沿，通過水封斗進入收集罩 內(nèi)。壓縮空氣突然沖出水封罩的同時，直筒內(nèi)水位迅速上升到直筒頂部，并溢流到直筒外， 將水封罩的下沿淹沒，使水封罩停止出氣。進入到收集罩內(nèi)的氣體通過氣門(氣門的進門 管中浮球隨水位下降)、曝氣干管、曝氣支管以及曝氣支管上的小孔以小氣泡的形式釋放到 水中。氣泡上升經(jīng)過生物填料區(qū)。待處理水從進水管進入水池，經(jīng)生物填料區(qū)處理后，從出 水管流出。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，生產(chǎn)制造容易，成本低，使用方便，效果好。針對生物接觸氧 化技術(shù)處理微污染飲用水源和水環(huán)境水質(zhì)時，需氧量少，而沖刷生物膜所需的曝氣強度大， 連續(xù)曝氣造成氣量浪費的問題，采用自動的間歇式脈沖曝氣，在保障需氧量和曝氣強度的 前提下，降低了供氣量，節(jié)省了能源。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個實施例的氣門結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明一個實施例的脈沖發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖中，1-脈沖發(fā)生器，2-曝氣系統(tǒng)，3-生物填料區(qū)，4-水池，5-直筒，6_水封罩， 7-水封斗，8-收集罩，9-內(nèi)連接板，10-外連接板，11-支腿，12-進氣管，13-氣門，14-曝氣 干管，15-曝氣支管，16-生物填料，17-下支架，18-上支架，19-池底，20-池壁，21-進水管， 22-出水管，23-進門管，24-出門管，25-浮球，26-0形密封圈，27-縫隙。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3所示，脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置由脈沖發(fā)生器1、曝氣系 統(tǒng)2、生物填料區(qū)3、氣門13和水池4等組成。脈沖發(fā)生器1固定在水池4底部，生物填料 區(qū)3固定在水池4上部，曝氣系統(tǒng)2位于脈沖發(fā)生器1和生物填料區(qū)3之間，曝氣系統(tǒng)2與 脈沖發(fā)生器1之間通過氣門13連接相通。脈沖發(fā)生器1由直筒5、水封罩6、水封斗7、收集罩8、內(nèi)連接板9和外連接板10 組成。直筒5、水封罩6、水封斗7和收集罩8平面為圓形或多邊形。水封斗7上端開口，下 端封閉并與直筒5固定。水封罩6和收集罩8下端開口，上端封閉。用至少3個內(nèi)連接板 9將水封罩6和直筒5連接固定在一起，用至少3個外連接板10將收集罩8和水封斗7連 接固定在一起。用3個支腿11將脈沖發(fā)生器固定在水池底19上。脈沖發(fā)生器1用金屬或 硬質(zhì)非金屬制成。曝氣系統(tǒng)2由曝氣干管14和曝氣支管15組成。氣門13的下端與收集罩8相連 相通，上端與曝氣干管14相連相通，曝氣支管15與曝氣干管14相連相通。曝氣干管14和 曝氣支管15的末端封閉，曝氣支管15的下側(cè)開設(shè)一排直徑2 3mm的小孔。曝氣干管14 兩端固定在池壁20上。曝氣系統(tǒng)用金屬管或硬質(zhì)非金屬管制成。生物填料區(qū)3由生物填料16、下支架17和上支架18組成。生物填料16的兩端固 定在下支架17和上支架18上，上支架18和下支架17兩端固定在池壁20上。生物填料16 采用軟性填料、組合填料或彈性填料。上下支架用型鋼制作。水池4安裝有進水管21和出 水管22。氣門13由進門管23、出門管24、浮球25、0形密封圈沈組成。進門管23側(cè)面開 有縫隙27。浮球25設(shè)置在進門管內(nèi)，且能懸浮于水面。出門管M下端進口和進門管23上 端出口分別固定在收集罩8頂板的上下側(cè)且相連通，出門管M上端出口與曝氣干管14連 接相通，0形密封圈沈沾粘在出門管M的下端進口處。進門管23、出門管M用金屬或硬 質(zhì)非金屬管制作。脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置運行方式是，進氣管12連續(xù)地向直筒5內(nèi)供應(yīng) 壓縮空氣，聚集在水封罩6下方，隨著氣體的聚集，直筒5內(nèi)水位不斷下降，當水位下降到水 封罩6的下沿時，直筒5及水封罩6內(nèi)的壓縮空氣突然迅速地繞過水封罩6下沿，通過水封 斗7進入收集罩8內(nèi)。壓縮空氣突然沖出水封罩6的同時，直筒5內(nèi)水位迅速上升到直筒 5頂部，并溢流到直筒外，將水封罩6的下沿淹沒，使水封罩6停止出氣?？諝膺M入收集罩 8后，排開其中的水，聚集在收集罩8頂部，使罩內(nèi)水位下降，氣門13內(nèi)的浮球25隨水位下 落，打開了出門管M的進口，使收集罩8中的空氣經(jīng)縫隙27、出門管M進入曝氣干管14和 曝氣支管15，再經(jīng)曝氣支管15上的小孔以小氣泡的形式釋放到水中。隨著收集罩8中空氣 的釋放，其中水位不斷上升，浮球25隨水位上升到出門管M進口，緊貼在0形密封圈沈下 側(cè)，阻擋水進入曝氣干管14和曝氣支管15中，保持曝氣干管14和曝氣支管15中為空氣，
5以便下一次脈沖曝氣到來時，能快速打開氣門13，并使空氣快速到達曝氣支管15的出氣小 孔。待處理水從進水管21進入水池，經(jīng)生物填料區(qū)3處理后，從出水管22流出。
權(quán)利要求
1.一種脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置，包括水池(4)及水池內(nèi)設(shè)置的脈沖發(fā)生器 (1)、氣門(13)、曝氣系統(tǒng)O)、生物填料區(qū)(3)，其特征是從水池底向上依次設(shè)置脈沖發(fā)生 器(1)、氣門(13)、曝氣系統(tǒng)O)、生物填料區(qū)(3)，曝氣系統(tǒng)⑵與脈沖發(fā)生器⑴之間通 過氣門(13)連接相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置，其特征是所述的脈沖發(fā) 生器(1)由直筒(5)、水封罩(6)、水封斗(7)、收集罩(8)、內(nèi)連接板(9)和外連接板(10) 組成，水封斗(7)上端開口，下端封閉并與直筒(5)固定，水封罩(6)和收集罩(8)下端開 口、上端封閉，至少有3個內(nèi)連接板(9)將水封罩(6)和直筒( 連接固定在一起，至少有 3個外連接板(10)將收集罩⑶和水封斗(7)連接固定在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置，其特征是所述的氣門 (13)由進門管(2 、出門管(M)、浮球(25)、0形密封圈(26)組成，進門管(23)側(cè)面開有 縫隙(27)，出門管04)下端進口和進門管03)上端出口分別固定在收集罩(8)頂板的上 下側(cè)，出門管04)與進門管03)相連通，出門管04)上端出口與曝氣干管(14)連接相通， 0形密封圈06)沾粘在出門管04)的下端進口處，浮球05)放置在進門管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置，其特征是所述的曝氣系 統(tǒng)由曝氣干管(14)和曝氣支管(1 組成，曝氣支管(1 與曝氣干管(14)連接相通， 曝氣干管(14)和曝氣支管(1 的末端封閉，曝氣支管(1 的下側(cè)開設(shè)一排小孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置，其特征是所述的生物填 料區(qū)(3)由生物填料(16)、下支架(17)和上支架(18)組成，生物填料(16)的兩端固定在 下支架(17)和上支架(18)上。
全文摘要
脈沖曝氣生物接觸氧化水處理裝置，屬于水處理工程技術(shù)領(lǐng)域。由水池、曝氣系統(tǒng)、生物填料區(qū)、脈沖發(fā)生器和氣門等組成，從池底向上依次安裝脈沖發(fā)生器、曝氣系統(tǒng)和生物填料區(qū)，曝氣系統(tǒng)與脈沖發(fā)生器之間通過氣門連接相通。供氣管連續(xù)向脈沖發(fā)生器供氣，當脈沖發(fā)生器蓄滿氣體后，通過氣門快速釋放到曝氣系統(tǒng)，并通過曝氣系統(tǒng)以小氣泡的形式釋放到生物填料區(qū)。當氣體釋放完畢后，氣門封閉曝氣系統(tǒng)進口，阻止水進入。本發(fā)明裝置運行時，外部對裝置的供氣是連續(xù)的、低強度的，內(nèi)填料區(qū)的曝氣是間歇脈沖式的、高強度的，在處理需氧量較少的微污染水時，脈沖曝氣在保障需氧量前提下，達到了老化生物膜脫落所需的曝氣強度，降低了供氣量，節(jié)省了能源。
文檔編號C02F3/02GK102092841SQ20101059810
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者叢海兵 申請人:揚州大學(xué)