一种有限空间高效充氧系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污废水处理技术领域，特别涉及一种用于曝气的有限空间高效充氧系统。
【背景技术】
[0002]好氧生物处理工艺在各类工业废水和城市生活污水处理工程中应用广泛。曝气是其关键的工艺环节，通过曝气设备实现向污水中充氧，为好氧微生物分解有机物提供氧气并维持好氧微生物的活性，另外，曝气也起到搅拌混合的作用，保证活性污泥、溶解氧、有机污染物三者的充分接触，提高污水处理效果。鼓风曝气是国内主流采用的曝气方式，由鼓风机、空气扩散装置和空气输送管道组成。根据产生的气泡大小，空气扩散装置可分为微气泡扩散装置、中气泡扩散装置和大气泡扩散装置。理论上，气泡越小，气液接触面积越大，氧利用率越高，所以目前膜片式微孔曝气装置以其高利用率得到了广泛应用。然而，现有曝气设备在实际运行过程中却不可避免的出现好氧池内曝气不均匀，总体溶氧效率低，池底污泥淤积厌氧化，因曝气器的脱落、堵塞、老化等导致的氧利用率急速下降、高能耗、高运行成本等问题。
[0003]目前多数好氧处理单元采用鼓风曝气，膜片式曝气器为散气装置。图1为曝气系统示意图，加压空气由鼓风机30提供，空气输送管道起到输送和配气的作用，均匀固定安装在曝气池底部的散气装置40是整个曝气系统的关键部位，它的作用是将鼓风机所提供的压缩空气分散成尽可能小的气泡，以增大空气和混合液的接触界面，促进空气中的氧气溶解到水中的传质过程。
[0004]现有曝气系统实际应用中存在以下问题:
[0005]1.曝气器多采用满池均匀布置的方式，而实际污水处理过程中，沿曝气池水流方向，污染物浓度逐渐降低，均匀布气会导致曝气池前端曝气不足，末端过量，为保证曝气均匀而需要加大曝气量，导致运行成本增加；
[0006]2.现有曝气系统溶氧效率总体而言并不高，曝气系统使用的膜片式曝气器形成的气泡很小，虽增加了气液接触面积，但由于气泡尺寸越小，气泡运动速度越慢，无法形成水流，对池内混合液的扰动作用不强，最终减弱了氧传质过程，另外仅向上的单向曝气方式也导致对池底污泥的搅动效果很差，致使池底污泥厌氧化；
[0007]3.曝气器固定在池底，且在运行过程中容易脱落，导致局部泄气，最终可能导致曝气系统崩溃，更换维护时必须停产抽干后作业；
[0008]4.膜片式曝气器的膜孔小，空气流动阻力大，引起压力损失增大，相应能耗上升；
[0009]5.膜片式曝气器的膜片所用橡胶材质易老化，使用寿命较短，一般为3年，膜片老化撕裂后曝气效率急剧下降，产生局部泄压，膜孔易堵塞，尤其应用在高浓度、高悬浮物、高硬度或易结垢的污水中，清洗检修维护困难；
[0010]6.曝气器脱落、老化、易堵等缺点都导致了维护成本上升，增加了污水处理运行成本，甚至直接影响污水处理工艺的正常运行。【实用新型内容】
[0011]本实用新型提供一种有限空间高效充氧系统，以解决实际工程中好氧池内曝气不均、总体溶氧效率低、池底污泥淤积、曝气器容易脱落、堵塞、老化、氧利用效率下降快、管理维护不便、成本高等问题。
[0012]本实用新型的技术方案如下:
[0013]—种有限空间高效充氧系统，其包括曝气池，所述曝气池内设置若干导流板，所述导流板将所述曝气池分为若干区域，所述若干区域内分别根据该区域的溶氧要求集中布置不同数量的曝气器。
[0014]本实用新型通过在曝气池内加设导流板，使得污水形成合适的流速，并延长水力停留时间，同时将曝气池分割成几个区域，每个区域内集中布置不同数量的曝气器，使沿水流方向形成曝气区与缓冲区间隔分布。曝气器集中布置的设置方式与曝气器均匀布置的设置方式相比，曝气器集中布置使沿水流方向形成曝气区与缓冲区间隔分布，曝气区的溶解氧浓度相对较高，缓冲区的溶解氧相对较低，在水流的推动下，高溶氧区的水很快流向低溶氧区，利用溶氧浓度的高低差，造成较大的溶氧浓度梯度分布，提高了氧的传递速率，大大增加充氧能力。
[0015]在本实用新型的优选实施方式中，在至少一个所述区域的垂直方向上，所述曝气器分层布设。因此，曝气器分层布设可以仅在一区域设置，或仅在其中一些区域设置，或全部区域均设置。曝气器在垂直方向上分层布设，一方面使得垂直方向曝气均匀，解决了现有曝气器产生的气泡在上升过程中不断变大，氧传质效率减弱的问题，另一方面也大大增强水流混合作用。
[0016]在本实用新型的优选实施方式中，所述曝气器为旋切混流曝气装置，所述旋切混流曝气装置主要由外筒、中心进气管、顺向旋流板、逆向旋流板、分流器组成，所述中心进气管竖直内置并且其上部具有进气口，所述顺向旋流板和逆向旋流板与所述中心进气管固定，通过旋流板角度的设计使得水流形成旋流;所述分流器固定在所述中心进气管的底部。其中，旋切混流曝气装置的进气管竖直内置，使得设备结构更简化，空气流动更顺畅，同时，分别包括具有角度的多个叶片的顺向旋流板和逆向旋流板具有剪切、旋流的作用，可形成强烈紊流，曝气装置运行时，可提高周边混合液的湍流程度，并对池底污泥形成强力搅动作用，避免出现污泥厌氧，大大强化氧传质过程，在以曝气器为中心的有限空间内实现高效充氧。
[0017]在本实用新型的一优选实施方式中，所述顺向旋流板和逆向旋流板的叶片上分别分布有多个碰撞头。叶片上碰撞头的设计可形成大量微小气泡。
[0018]在本实用新型的优选实施方式中，所述旋切混流曝气装置的外筒下部具有喇叭状进水口。曝气器外筒喇叭状进水口设计，有利于水流循环。
[0019]在本实用新型的优选实施方式中，所述旋切混流曝气装置具有大口径曝气口，在曝气时，不会堵塞，而且气流可顺水流之势，大大降低了空气流动阻力，节能降耗效果明显；同时，大口径曝气口的设计也避免了膜片式曝气器橡胶老化且膜孔易堵的问题。
[0020]在本实用新型的一优选实施方式中，所述旋切混流曝气装置内无活动部件，运行过程中不会出现脱落的情况，性能稳定，运行故障极少，基本能实现免维护。
[0021]在本实用新型的一优选实施方式中，所述旋切混流曝气装置与鼓风装置通过可拆卸的空气管路连接，并且所述旋切混流曝气装置通过支架设置在所述曝气池中，所述旋切混流曝气装置与所述支架固定连接，并且所述支架放置在池底且不与所述池底固定连接。通过上述方式，本实用新型所采用的曝气器安装简单方便，且可安装后再放入水中，并且由于空气管路的可拆卸设计，旋切混流曝气装置设置是可提升的，更换维护时无需停产抽干作业，极大方便了运行维护工作，并大大降低了运行成本。
[0022]在本实用新型的一优选实施方式中，所述导流板的至少一个表面上设有多个碰撞头。具体地，可以为所述导流板的两个表面上均设有多个碰撞头，或者仅所述导流板的一个表面上设有多个碰撞头。导流板上设置大量碰撞头，可将水流中的溶氧再次切割成微小气泡，增加气液接触面积，提高充氧效率。
[0023]在本实用新型的一优选实施方式中，所述多个碰撞头包括间隔设置的多个大碰撞头和多个小碰撞头。
[0024]在本实用新型的一些优选实施方式中，所述导流板将所述曝气池分为2-3个区域。
[0025]在本实用新型的一些优选实施方式中，所述若干区域至少包括一前段，所述前段的曝气器数量大于其它区域的曝气器数量。这样的布置方式满足了前段高需氧的要求，实现供氧与需氧的平衡，有利于节约能耗，降低运行成本。
[0026]在本实用新型的一实施方式中，对于典型的推流曝气池，所述导流板将所述曝气池分为3个区域，并且所述曝气器数量设置为“前段〉中段〉后段”。
[0027]与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下:
[0028]第一.本实用新型通过在曝气池内加设导流板，使得污水形成合适的流速，并延长水力停留时间，同时将曝气池分割成几个区域，每个区域内集中布置不同数量(如前段〉中段〉后段)的曝气器，使沿水流方向形成曝气区与缓冲区间隔分布。根据气液传质理论，充氧过程的控制因素为气液接触面积和溶解氧的浓度梯度，当曝气器均匀布置时，对每个曝气器来说，其周围液膜中的溶解氧浓度相对来说是均匀的，溶解氧的浓