專利名稱：污泥減量化高效生化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污泥減量化高效生化處理裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代污水處理中，生物處理法是使用最廣泛的方法之一，生物流化床是70年代開始應(yīng)用于污水處理的一種高效的生物處理工藝。傳統(tǒng)的好氧生物處理法由于其供氧能力受到限制，使微生物濃度和處理效率受到限制，并產(chǎn)生大量剩余污泥，污泥處置已從過去僅僅作為污水處理的一個單元，發(fā)展成了污水處理廠不得不考慮的重要環(huán)節(jié)。微生物對有機(jī)物的降解過程實質(zhì)上就是對氧的利用過程，溶解氧在好氧生物處理法的運(yùn)行中是一個重要的控制參數(shù)，反應(yīng)池中溶解氧濃度的高低直接影響著有機(jī)物的去除效率和活性污泥的生長。通過提高水中的溶解氧，來保持生物膜的活性，抑制厭氧膜的增殖，保持較高濃度的活性生物量，減少生物膜脫落而產(chǎn)生活性污泥。因此，反應(yīng)池水體的溶解氧高低直接影響著有機(jī)物的去除效果及活性污泥的產(chǎn)率，而通過普通曝氣的方法不能完全發(fā)揮氧氣與水體的溶解效果，并且氧氣容易溢出水面釋放到空氣中，導(dǎo)致氧氣利用率不高，溶氧效率低，只能提高水中20%的溶解氧，使得供氧速率不能滿足微生物對氧的要求，致使停留時間長、去除效率低、容積負(fù)荷低、污泥產(chǎn)率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)水處理工藝曝氣溶氧效率低、污泥產(chǎn)生率高及生物填料處理
效果不高的問題，針對目前傳統(tǒng)水處理工藝存在的不足，提供一種污泥減量化高效生化處理裝置。它具有占地面積小，投資少、運(yùn)行費用低，裝置簡單可靠、穩(wěn)定的特點。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種污泥減量化高效生化處理裝置， 包括氧氣罐和空氣進(jìn)管，其特征是由變頻高壓泵或隔膜泵的一端與低壓溶氧進(jìn)管的一端相連，另一端與伸入到壓力罐內(nèi)部的高壓溶氧出管相連，所述的壓力罐內(nèi)的高壓溶氧出管末端上安裝有扁形噴嘴；壓力罐的底部通過超微氣泡溶氧出管與射流器相連，射流器通過布水管與生物流化床相連，生物流化床上部安裝有過濾、阻擋或掃落裝置，過濾、阻擋或掃落裝置上部設(shè)有齒形出水堰，齒形出水堰通過出管與沉淀池連接。所述的低壓溶氧進(jìn)管連接氧氣罐和空氣進(jìn)管，氧氣進(jìn)管裝有進(jìn)氣閥門和空氣進(jìn)管上裝有進(jìn)氣閥門；
所述的扁形噴嘴安裝角度范圍是O 360°，垂直朝上角度效果為最佳； 所述的壓力罐13的頂部設(shè)有壓力表，外部設(shè)有液位計，底部設(shè)有排污管； 所述的超微氣泡溶氧出管的一端伸入到壓力罐的底部中，另一端的末端設(shè)有閥門； 所述的布水管上設(shè)有一個或一個以上的分支布水管，布水管上裝有調(diào)節(jié)閥，分支布水管上裝有調(diào)節(jié)閥，并由生物流化床的上部伸入到底部；
所述的生物流化床內(nèi)部裝有生物填料，生物填料是多孔性生物載體填料硅藻土。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠保持較高濃度的活性生物量，大大提高污水的去除能力，降低污泥的產(chǎn)生量，對各種污水處理均有顯著效果，設(shè)備簡單，投資成本低于現(xiàn)行污水處理設(shè)施，具有廣泛的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是污泥減量化高效生化處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合圖1對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不是對本發(fā)明范圍的限制。如圖1所示，本發(fā)明的特征是由變頻高壓泵或隔膜泵9的一端與低壓溶氧進(jìn)管8 的一端相連，另一端與伸入到壓力罐13內(nèi)部的高壓溶氧出管10相連，所述的壓力罐13內(nèi)的高壓溶氧出管10末端上安裝有扁形噴嘴14 ；壓力罐13的底部通過超微氣泡溶氧出管 16，與射流器19相連，射流器19通過布水管21與生物流化床25相連，生物流化床25上部安裝有過濾、阻擋或掃落裝置24，過濾、阻擋或掃落裝置M上部設(shè)有齒形出水堰23，齒形出水堰23通過出管28與沉淀池四連接。所述的低壓溶氧進(jìn)管8連接氧氣罐2和空氣進(jìn)管7，氧氣進(jìn)管4裝有進(jìn)氣閥門3和空氣進(jìn)管7上裝有進(jìn)氣閥門6;
所述的扁形噴嘴14安裝角度范圍是0 360°，垂直朝上角度效果為最佳； 所述的壓力罐13的頂部設(shè)有壓力表12，外部設(shè)有液位計11，底部設(shè)有排污管15 ； 所述的超微氣泡溶氧出管16的一端伸入到壓力罐13的底部中，另一端的末端設(shè)有閥門17 ；
所述的布水管21上設(shè)有一個或一個以上的分支布水管沈，布水管21上裝有調(diào)節(jié)閥 20，分支布水管沈上裝有調(diào)節(jié)閥22，并由生物流化床25的上部伸入到底部；
所述的生物流化床25內(nèi)部裝有生物填料27，生物填料27是多孔性生物載體填料硅藻土。本發(fā)明的工作原理是變頻高壓泵或隔膜泵9通過低壓溶氧進(jìn)管8抽入清水1和純氧或清水1和空氣5，根據(jù)需要開關(guān)進(jìn)氣閥門3或6來調(diào)節(jié)氧氣或空氣的進(jìn)氣量，在變頻高壓泵或隔膜泵9的抽力作用下，氧氣在瞬間(1/100S)完成了溶于水的過程，又根據(jù)雙液傳質(zhì)理論，氧氣可以形成微米尺寸的均勻高氧氣泡，迅速有效地溶解于溶液中。氧氣和清水 1或空氣5和清水1的劇烈混摻作用使氣液混合液由高壓溶氧出管10輸送至壓力罐13， 高壓溶氧水通過扁形噴嘴14切割小氣泡，其中扁形噴嘴14的安裝角度可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，與高壓溶氧出管10垂直朝上效果會最佳，水氣通過扁形噴嘴14切割后，帶動周圍水體上升，由于能量差而引起氣液的劇烈混摻，上升氣泡與下降的水流發(fā)生對流，增加了氣液的混摻，加速了氣液界面處水膜的更新，并且在壓力罐13中進(jìn)行氣泡篩選，大氣泡會上浮在壓力罐13上部，小氣泡隨水流下降到底部。通過調(diào)節(jié)變頻高壓泵或隔膜泵9的壓力調(diào)節(jié)及扁形噴嘴14的切割，致使壓力罐13的溶氧滲透壓P增大，根據(jù)氣態(tài)方程PV/T=C公式，在溫度不變的情況下，氣泡體積變小。超微氣泡溶氧出管16的長度根據(jù)連接設(shè)備裝置的需要適當(dāng)延長，閥門17設(shè)在超微氣泡溶氧出管16的末端，也是所連接設(shè)備裝置的前端，通過調(diào)節(jié)變頻高壓泵或隔膜泵9與閥門17，控制一定壓力與水量，使得壓力罐13里的超微氣泡高溶氧水自流入射流器19。小氣泡在形成后會對自己有一個自加壓過程，在氣泡破裂的瞬間， 釋放出能量，這種能量在氣泡與水的液相區(qū)域會產(chǎn)生高溫和高壓，這種高溫高壓對水中的一些細(xì)菌或有機(jī)物來說是致命的，對一些憎水性、非極性、易揮發(fā)的物質(zhì)就能進(jìn)行降解。另外，氣泡破裂時產(chǎn)生的高溫高壓使一些水分子裂解，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的自由基離子，可以對有機(jī)物進(jìn)行降解，形成最終產(chǎn)物二氧化碳、水和氮氣等，因此，高溶氧裝置除了具有增氧作用還有殺菌、降解有機(jī)物的作用。污水18從射流器19噴嘴噴出，高速流動的污水通過混氣室時，會在混氣室形成真空，由導(dǎo)氣管吸入大量超微氣泡高氧溶氣水，進(jìn)入混氣室后，在喉管處與污水劇烈混合，使攪拌均勻、完全，形成氣液混合體，由擴(kuò)散管排出，氧氣在水體中以細(xì)微氣泡上升，產(chǎn)生的氣泡多而細(xì)膩，溶氧效率高，在整個過程中形成高效的物質(zhì)傳遞，傳統(tǒng)的曝氣設(shè)備氧的轉(zhuǎn)化率一般低于10%，采用射流形式的曝氣設(shè)備氧的轉(zhuǎn)化率可達(dá)25%以上。通過射流器19，布水管 21調(diào)節(jié)布水到生物流化床25，分支布水管沈由生物流化床25頂部布到底部，由于射流作用進(jìn)而帶動整個生物填料27翻滾流動。分支布水管沈可由生物流化床25需要適當(dāng)增減， 在布水管21設(shè)有閥門20和分支布水管沈處設(shè)有閥門22，通過閥門20和22調(diào)節(jié)射流曝氣量，射流曝氣帶動底部生物填料硅藻土翻滾到一定高度并會沉淀下來，只有少量部分生物填料懸浮在上部。底部有生物膜脫落產(chǎn)生的活性污泥因高溶氧曝氣作用，微生物將進(jìn)一步消化污泥的有機(jī)物，做到污泥減量化，隨著射流曝氣充氧剩余少量污泥有所上浮，因為生物流化床25上部安裝有過濾、阻擋或掃落裝置M，起到過濾吸附沉淀作用，攔截少量隨水流出的生物填料27和活性污泥，活性污泥并不會大量隨水流到沉淀池四，只有少量無機(jī)污泥流到沉淀池四，在生物流化床25就做到污泥減量化。硅藻土是以硅藻遺骸為主的一種生物沉積礦，其主要成分是非品質(zhì)Si02，通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟，多孔而輕，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，同時具有孔隙度高、 比表面積大、吸附性能強(qiáng)等特點。在生物流化床25內(nèi)投加硅藻土載體，使之懸浮在混合液中，依靠硅藻土的比表面積大及附著在表面上生長的多菌群生物膜來提高生物流化床25 內(nèi)活性污泥的濃度和活性，同時生物流化床25里硅藻土呈流化狀態(tài)，硅藻土、污水和溶解氧在生物流化床25內(nèi)翻滾流動，實現(xiàn)硅藻土與氣相、液相、氣液相之間的充分混合。硅藻土始終懸浮于液(氣)體中并劇烈運(yùn)動，具有類似液體的自由流動性，強(qiáng)化了物質(zhì)的擴(kuò)散過程，提高了生化反應(yīng)速度和吸附過濾效果，從而達(dá)到高效去除污染物、凈化污水的目的。使用本發(fā)明時，清水1和純氧或清水1和空氣5經(jīng)變頻高壓泵或隔膜泵9抽入到壓力罐13中，由扁形噴嘴14切割氣泡，通過劇烈混合，小氣泡隨水流下降到底部超微氣泡溶氧出管16，超微氣泡高氧水與污水18在射流器19中充分混合，通過布水管21與分支布水管沈噴入生物流化床25和生物填料27，通過射流產(chǎn)生的氣泡攪動生物填料27，使生物填料27與污水充分混合接觸，經(jīng)生物氧化作用，有效去除水中污染物質(zhì)，并經(jīng)過過濾、阻擋或掃落裝置M過濾后的水由齒形出水堰23排出到沉淀池四。以上是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，凡依上述構(gòu)思所作的相類似改變，理應(yīng)屬于本發(fā)明的涵蓋內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種污泥減量化高效生化處理裝置，包括氧氣罐(2)和空氣進(jìn)管(7)，其特征是由變頻高壓泵或隔膜泵(9)的一端與低壓溶氧進(jìn)管(8)的一端相連，另一端與伸入到壓力罐 (13)內(nèi)部的高壓溶氧出管(10)相連，所述的壓力罐(13)內(nèi)的高壓溶氧出管(10)末端上安裝有扁形噴嘴(14)，壓力罐(13)的底部通過超微氣泡溶氧出管(16)與射流器(19)相連， 射流器(19)通過布水管(21)與生物流化床(25)相連，生物流化床(25)上部安裝有過濾、 阻擋或掃落裝置(24)，過濾、阻擋或掃落裝置(24)上部設(shè)有齒形出水堰(23)，齒形出水堰 (23)通過出管(28)與沉淀池(29)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥減量化高效生化處理裝置，其特征是所述的低壓溶氧進(jìn)管(8)連接氧氣罐(2)和空氣進(jìn)管(7)，氧氣進(jìn)管(4)裝有進(jìn)氣閥門(3)和空氣進(jìn)管(7) 上裝有進(jìn)氣閥門(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥減量化高效生化處理裝置，其特征是所述的扁形噴嘴(14)安裝角度范圍是0 360°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥減量化高效生化處理裝置，其特征是所述的壓力罐 (13)的頂部設(shè)有壓力表(12)，外部設(shè)有液位計(11)，底部設(shè)有排污管(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥減量化高效生化處理裝置，其特征是所述的超微氣泡溶氧出管(16)的一端伸入到壓力罐(13)的底部中，另一端的末端設(shè)有閥門(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥減量化高效生化處理裝置，其特征是所述的布水管 (21)上設(shè)有一個或一個以上的分支布水管(26)，布水管(21)上裝有調(diào)節(jié)閥(20)，分支布水管(26 )上裝有調(diào)節(jié)閥(22 )，并由生物流化床(25 )的上部伸入到底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥減量化高效生化處理裝置，其特征是所述的生物流化床(25)內(nèi)部裝有生物填料(27)，生物填料(27)是多孔性生物載體填料硅藻土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污泥減量化高效生化處理裝置。包括氧氣罐和空氣進(jìn)管，其特征是由變頻高壓泵或隔膜泵的一端與低壓溶氧進(jìn)管的一端相連，另一端與伸入到壓力罐內(nèi)部的高壓溶氧出管相連，所述的壓力罐內(nèi)的高壓溶氧出管末端上安裝有扁形噴嘴,壓力罐的底部通過超微氣泡溶氧出管與射流器相連，射流器通過布水管與生物流化床相連，生物流化床上部安裝有過濾、阻擋或掃落裝置，過濾、阻擋或掃落裝置上部設(shè)有齒形出水堰，齒形出水堰通過出管與沉淀池連接。本發(fā)明能夠保持較高濃度的活性生物量，大大提高污水的去除能力，降低污泥的產(chǎn)生量，對各種污水處理均有顯著效果，設(shè)備簡單，投資成本低于現(xiàn)行污水處理設(shè)施，具有廣泛的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C02F3/10GK102398988SQ20111045581
公開日2012年4月4日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者林映津 申請人:福州威龍環(huán)保技術(shù)有限公司