[发明专利]一种利用气体浮力强化曝气的装置和方法

说明书

本发明提供了一种利用气体浮力强化曝气的装置，所述装置包括气泡发生单元、气升环流单元和鼓风机，所述气泡发生单元包括用于产生气泡的曝气装置；所述气升环流单元包括环流内筒和固定支架；所述气升环流单元置于曝气池内，所述曝气装置位于所述环流内筒的下部。本发明还提供了利用气体浮力强化曝气的方法，曝气装置产生气泡群，随混合液在气升环流单元内部受气体浮力作用上升，外部混合液受密度差作用向下移动，部分被气升环流单元底部吸入，形成液相循环，强化充氧效果和曝气效果。所述装置和方法增大曝气池内混合液的湍动程度，保持污泥悬浮，提高溶解氧、微生物、污染物的有效接触概率，提高了氧利用率，降低曝气装置能耗。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种利用气体浮力强化曝气的装置和方法。

背景技术

生物法处理废水是利用微生物的代谢作用分解废水中的可降解有机物，从而净化水的方法，由于具有处理量大、投资小、经济可靠等优点，是目前最普遍的一种水处理方法。其中，应用较为广泛的好氧生物法的处理效果往往受到曝气池中曝气性能高低的制约，曝气性能的主要参数包括曝气设备能耗、充氧能力、氧利用率和污泥悬浮度。目前好氧生物法处理污水的工艺中，曝气设备能耗高，充氧能力和氧利用率低，曝气量减小时会造成污泥沉淀，降低污水处理速率。

曝气类型主要分为表面曝气和鼓风曝气，其中，表面曝气利用叶轮的离心抛射和提升作用，使空气与水充分混合，达到充氧目的，但表面曝气只能对曝气池表面水体进行充氧，气泡碎化不明显，不能对于深层污水进行曝气，不能达到使曝气池内污泥悬浮的效果，曝气效率低。鼓风曝气利用能够产生一定风量和压力的鼓风机将空气或其他气体通过输送设备和气体扩散板或扩散管强制加入到水体中，进行水体的充氧。鼓风曝气，根据曝气装置产生气泡的大小将曝气装置分为小气泡型、中气泡型和大气泡型三种，常见的小气泡型曝气装置采用微孔透气材料制成的扩散板、扩散盘和扩散管等，产生的气泡直径在1mm-2mm之间，中气泡型曝气装置产生的气泡直径在2mm-10mm之间，大气泡型曝气装置产生的气泡直径大于10mm，但气泡在水中的停留时间短，氧利用率低，曝气不均匀，溶解氧浓度在曝气池中分布不均，而且需要一定的气量来保持混合液中微生物呈悬浮状态以及混合液的湍动程度，造成曝气设备能耗高，氧动力效率低。因此，开发一种新型曝气的装置和方法具有实际的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用气体浮力强化曝气的装置和方法，以解决现有技术中曝气系统气泡停留时间短，氧利用率低、曝气不均匀、污泥悬浮状态差等问题和技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用气体浮力强化曝气的装置，用于生物法处理废水的曝气池中，所述强化曝气的装置包括气泡发生单元、气升环流单元和鼓风机，其中：

所述气泡发生单元设置于曝气池的底部，包括用于产生气泡的曝气装置；

所述气升环流单元设置于曝气池内的所述气泡发生单元的曝气装置的上方，该气升环流单元包括环流内筒和用于固定支撑所述环流内筒的固定支架，并借助所述固定支架固定于曝气池的底部；

所述鼓风机设置于曝气池外，其出风口通过管道与所述气泡发生单元的曝气装置连通，用于将空气经加压后鼓入曝气装置，以产生气泡群并进入所述气升环流单元的环流内筒内。

本发明进一步设置为，所述曝气装置为盘形曝气器、射流式曝气器、管式曝气器或板式曝气器。

本发明进一步设置为，根据所述曝气装置的类型不同，所述环流内筒的横截面的形状不同，具体为：

所述曝气装置为盘形曝气器或射流式曝气器时，所述环流内筒的横截面的形状为圆形；

所述曝气装置为管式曝气器时，所述环流内筒的横截面的形状为椭圆形或长方形；

所述曝气装置为板式曝气器时，所述环流内筒的横截面的形状为长方形或正方形。