脉冲曝气生物接触氧化水处理装置

摘要

脉冲曝气生物接触氧化水处理装置，属于水处理工程技术领域。由水池、曝气系统、生物填料区、脉冲发生器和气门等组成，从池底向上依次安装脉冲发生器、曝气系统和生物填料区，曝气系统与脉冲发生器之间通过气门连接相通。供气管连续向脉冲发生器供气，当脉冲发生器蓄满气体后，通过气门快速释放到曝气系统，并通过曝气系统以小气泡的形式释放到生物填料区。当气体释放完毕后，气门封闭曝气系统进口，阻止水进入。本发明装置运行时，外部对装置的供气是连续的、低强度的，内填料区的曝气是间歇脉冲式的、高强度的，在处理需氧量较少的微污染水时，脉冲曝气在保障需氧量前提下，达到了老化生物膜脱落所需的曝气强度，降低了供气量，节省了能源。

权利要求

1.一种脉冲曝气生物接触氧化水处理装置，包括水池(4)及水池内设置的脉冲发生器(1)、气门(13)、曝气系统(2)、生物填料区(3)，其特征是从水池底向上依次设置脉冲发生器(1)、气门(13)、曝气系统(2)、生物填料区(3)，曝气系统(2)与脉冲发生器(1)之间通过气门(13)连接相通；

所述的脉冲发生器(1)由直筒(5)、水封罩(6)、水封斗(7)、收集罩(8)、内连接板(9)和外连接板(10)组成，水封斗(7)上端开口，下端封闭并与直筒(5)固定，水封罩(6)和收集罩(8)下端开口、上端封闭，至少有3个内连接板(9)将水封罩(6)和直筒(5)连接固定在一起，至少有3个外连接板(10)将收集罩(8)和水封斗(7)连接固定在一起；

所述的气门(13)由进门管(23)、出门管(24)、浮球(25)、O形密封圈(26)组成，进门管(23)侧面开有缝隙(27)，出门管(24)下端进口和进门管(23)上端出口分别固定在收集罩(8)顶板的上下侧，出门管(24)与进门管(23)相连通，出门管(24)上端出口与曝气干管(14)连接相通，O形密封圈(26)沾粘在出门管(24)的下端进口处，浮球(25)放置在进门管内。

2.根据权利要求1所述的脉冲曝气生物接触氧化水处理装置，其特征是所述的曝气系统(2)由曝气干管(14)和曝气支管(15)组成，曝气支管(15)与曝气干管(14)连接相通，曝气干管(14)和曝气支管(15)的末端封闭，曝气支管(15)的下侧开设一排小孔。

3.根据权利要求1所述的脉冲曝气生物接触氧化水处理装置，其特征是所述的生物填料区(3)由生物填料(16)、下支架(17)和上支架(18)组成，生物填料(16)的两端固定在下支架(17)和上支架(18)上。

说明书

脉冲曝气生物接触氧化水处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水处理装置，尤其涉及一种脉冲曝气装置、生物接触氧化装置结合的水质处理装置。

背景技术

[0002] 连续曝气的生物接触氧化水处理技术是一种有效去除水中氨氮、有机质的水处理技术，广泛应用于污水处理、微污染饮用水源的预处理以及水环境水质改善。连续曝气的生物接触氧化水处理装置由安装于池底的曝气系统和悬挂于水中的生物填料组成，由鼓风机供应的压缩空气经过曝气系统连续地以小气泡的形式释放到水中，并经过生物填料区上升，最终进入大气。在曝气的条件下，生物填料表面生长出微生物膜，能够氧化降解水中的氨氮和有机质等污染物。向水中曝气的目的有两个，一个是向水中充入溶解氧，维持微生物膜生长和降解污染物所需的氧气，所需的氧气量与进入水池的水量和污染物浓度有关；另一个是气泡上升时搅动水体，冲刷生物填料表面，使老化的生物膜脱落，促进生物膜的更
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新。为了能将老化生物膜冲刷下来，单位面积上所需的曝气量为4～5m/m·h。一般两种曝气目的所需的曝气量并不一致，在处理微污染饮用水源或改善自然河道水质时，水中污染物的浓度较低，充氧目的需要的曝气量较小，而搅动水流促进生物膜更新的曝气量较大。
实际运行时只能按照较大者曝气，造成气量浪费，浪费了能源。

[0003] 其实，生物膜的生长及老化脱落更新是一个比较缓慢的过程，并不需要时时刻刻对生物膜进行冲刷，只有当老化生物膜生长到一定程度时，才需要以所需的强度冲刷一段时间。因此，可以按照充氧要求确定在一定时段内所需的平均曝气量，按照生物膜更新要求确定曝气强度，采用脉冲间歇曝气的方式，即曝气一段时间，再停止一段时间，不断重复。这样在不增加平均曝气量的情况下，保障在曝气时段内获得较大的曝气强度。这样既满足了充氧所需的平均曝气量，又保证曝气时生物膜脱落所需的曝气强度。对于目前的水处理系统，要实现脉冲间歇式曝气，需要不断地关停鼓风机或启闭供气管道上的阀门，频繁的启闭将对设备造成很大的损伤，因而是不可行的。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种气体脉冲发生装置，与生物接触氧化填料结合成脉冲曝气的生物接触氧化水处理装置。该装置以连续的小流量气体为进气气源，间歇性地产生脉冲的大流量的出气，提供给生物接触氧化填料，在满足充氧所需的平均曝气量的前提下，获得了曝气时生物膜脱落所需的曝气强度，节省了曝气量和能源，维持良好持续的水处理效果，去除水中的氨氮、有机质等污染物。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：脉冲曝气生物接触氧化水处理装置，包括水池及水池内设置的脉冲发生器、气门、曝气系统、生物填料区，其特征是从水池底向上依次设置脉冲发生器、气门、曝气系统、生物填料区，曝气系统与脉冲发生器之间通过气门连接相通。

[0006] 所述的脉冲发生器由直筒、水封罩、水封斗、收集罩、内连接板和外连接板组成，水封斗上端开口，下端封闭并与直筒固定，水封罩和收集罩下端开口、上端封闭，至少有3个内连接板将水封罩和直筒连接固定在一起，至少有3个外连接板将收集罩和水封斗连接固定在一起。

[0007] 所述的气门由进门管、出门管、浮球、O形密封圈组成，进门管侧面开有缝隙，出门管下端进口和进门管上端出口分别固定在收集罩顶板的上下侧，出门管与进门管相连通，出门管上端出口与曝气干管连接相通，O形密封圈沾粘在出门管的下端进口处，浮球放置在进门管内。

[0008] 所述的曝气系统由曝气干管和曝气支管组成，曝气支管与曝气干管连接相通，曝气干管和曝气支管的末端封闭，曝气支管的下侧开设一排小孔。

[0009] 所述的生物填料区由生物填料、下支架和上支架组成，生物填料的两端固定在下支架和上支架上。

[0010] 所述的水池安装有进水管和出水管。

[0011] 进气管的出气口设置在脉冲发生器直筒的下部，进气管连续地以较小流量向脉冲发生器供气，当脉冲发生器内气体蓄满时，在较短的时间内全部释放到曝气系统，并通过曝气系统向水中释放小气泡，气泡上升时将溶解氧释放到水中，提供生物填料表面微生物氧化降解污染物所需的氧气。气泡上升时搅动水流，冲刷生物填料，使生物填料表面的老化生物膜脱落，促进生物膜的更新。待处理的水由进水管进入水池，经过生物填料区得到处理，处理后的水由出水管流出。本发明装置运行时，外部对装置的供气是连续的、低强度的，装置内生物填料区的曝气是间歇脉冲式的、高强度的。

[0012] 脉冲曝气生物接触氧化水处理装置的具体工作方式是：进气管连续地向直筒内通入压缩空气，并聚集在水封罩内，随着气体的增加，直筒内水位不断下降，当水位下降到水封罩的下沿时，水封罩内的压缩空气突然迅速地绕过水封罩下沿，通过水封斗进入收集罩内。压缩空气突然冲出水封罩的同时，直筒内水位迅速上升到直筒顶部，并溢流到直筒外，将水封罩的下沿淹没，使水封罩停止出气。进入到收集罩内的气体通过气门(气门的进门管中浮球随水位下降)、曝气干管、曝气支管以及曝气支管上的小孔以小气泡的形式释放到水中。气泡上升经过生物填料区。待处理水从进水管进入水池，经生物填料区处理后，从出水管流出。

[0013] 本发明的有益效果是：

[0014] 本发明结构科学合理，生产制造容易，成本低，使用方便，效果好。针对生物接触氧化技术处理微污染饮用水源和水环境水质时，需氧量少，而冲刷生物膜所需的曝气强度大，连续曝气造成气量浪费的问题，采用自动的间歇式脉冲曝气，在保障需氧量和曝气强度的前提下，降低了供气量，节省了能源。

附图说明

[0015] 下面结合附图对本发明进行进一步说明。

[0016] 图1是本发明一个实施例的结构示意图；

[0017] 图2是本发明一个实施例的气门结构示意图；

[0018] 图3是本发明一个实施例的脉冲发生器结构示意图；

[0019] 图中，1-脉冲发生器，2-曝气系统，3-生物填料区，4-水池，5-直筒，6-水封罩，7-水封斗，8-收集罩，9-内连接板，10-外连接板，11-支腿，12-进气管，13-气门，14-曝气干管，15-曝气支管，16-生物填料，17-下支架，18-上支架，19-池底，20-池壁，21-进水管，
22-出水管，23-进门管，24-出门管，25-浮球，26-O形密封圈，27-缝隙。

具体实施方式

[0020] 如图1、图2、图3所示，脉冲曝气生物接触氧化水处理装置由脉冲发生器1、曝气系统2、生物填料区3、气门13和水池4等组成。脉冲发生器1固定在水池4底部，生物填料区3固定在水池4上部，曝气系统2位于脉冲发生器1和生物填料区3之间，曝气系统2与脉冲发生器1之间通过气门13连接相通。

[0021] 脉冲发生器1由直筒5、水封罩6、水封斗7、收集罩8、内连接板9和外连接板10组成。直筒5、水封罩6、水封斗7和收集罩8平面为圆形或多边形。水封斗7上端开口，下端封闭并与直筒5固定。水封罩6和收集罩8下端开口，上端封闭。用至少3个内连接板9将水封罩6和直筒5连接固定在一起，用至少3个外连接板10将收集罩8和水封斗7连接固定在一起。用3个支腿11将脉冲发生器固定在水池底19上。脉冲发生器1用金属或硬质非金属制成。

[0022] 曝气系统2由曝气干管14和曝气支管15组成。气门13的下端与收集罩8相连相通，上端与曝气干管14相连相通，曝气支管15与曝气干管14相连相通。曝气干管14和曝气支管15的末端封闭，曝气支管15的下侧开设一排直径2～3mm的小孔。曝气干管14两端固定在池壁20上。曝气系统用金属管或硬质非金属管制成。

[0023] 生物填料区3由生物填料16、下支架17和上支架18组成。生物填料16的两端固定在下支架17和上支架18上，上支架18和下支架17两端固定在池壁20上。生物填料16采用软性填料、组合填料或弹性填料。上下支架用型钢制作。水池4安装有进水管21和出水管22。

[0024] 气门13由进门管23、出门管24、浮球25、O形密封圈26组成。进门管23侧面开有缝隙27。浮球25设置在进门管内，且能悬浮于水面。出门管24下端进口和进门管23上端出口分别固定在收集罩8顶板的上下侧且相连通，出门管24上端出口与曝气干管14连接相通，O形密封圈26沾粘在出门管24的下端进口处。进门管23、出门管24用金属或硬质非金属管制作。

[0025] 脉冲曝气生物接触氧化水处理装置运行方式是，进气管12连续地向直筒5内供应压缩空气，聚集在水封罩6下方，随着气体的聚集，直筒5内水位不断下降，当水位下降到水封罩6的下沿时，直筒5及水封罩6内的压缩空气突然迅速地绕过水封罩6下沿，通过水封斗7进入收集罩8内。压缩空气突然冲出水封罩6的同时，直筒5内水位迅速上升到直筒5顶部，并溢流到直筒外，将水封罩6的下沿淹没，使水封罩6停止出气。空气进入收集罩
8后，排开其中的水，聚集在收集罩8顶部，使罩内水位下降，气门13内的浮球25随水位下落，打开了出门管24的进口，使收集罩8中的空气经缝隙27、出门管24进入曝气干管14和曝气支管15，再经曝气支管15上的小孔以小气泡的形式释放到水中。随着收集罩8中空气的释放，其中水位不断上升，浮球25随水位上升到出门管24进口，紧贴在O形密封圈26下侧，阻挡水进入曝气干管14和曝气支管15中，保持曝气干管14和曝气支管15中为空气，以便下一次脉冲曝气到来时，能快速打开气门13，并使空气快速到达曝气支管15的出气小孔。待处理水从进水管21进入水池，经生物填料区3处理后，从出水管22流出。