[實用新型]促進氣體在液體中溶解的設備及使用該設備的污水處理系統

無效

• 申請號: 201020204788.5
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN201770530U
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 王興南
• 申請（專利權）人: 上海譽輝化工有限公司
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 莊苗

技術領域

本實用新型涉及一種促進氣體在液體中溶解的設備，具體地說是一種采用增壓快速氣液傳質法的設備，特別是污水處理過程中的快速溶解氧曝氣的設備，可以使污水在瞬間達到溶解氧的過飽和狀態，從而確保足夠的溶解氧供給微生物消耗；可以定量的控制氣體的加入量，減少氣體的浪費，以及減少目前使用曝氣器不斷充氣所耗的能源，從而達到降低污水處理成本的目的。

背景技術

生物降解過程是污水處理過程中最重要的一個步驟，而長期以來一直利用活性污泥法來降解污水中的有機物質及營養物。活性污泥法是水體自凈的人工強化方法，是一種依靠活性污泥工作主體來去除污水中有機物的方法。目前廣泛使用的是好氧生物法，存在于活性污泥中的好氧微生物必須在有氧氣存在的條件下才能起作用。在污水處理生化系統的曝氣池中，充氧效率與好氧微生物生長量成正相關性。溶解氧的供給量要根據好氧微生物的數量、生理特性、基質性質及濃度來綜合考慮。這樣，活性污泥才能處在最佳的降解有機物的狀態，若供氧不足，活性污泥性能差，導致廢水處理效果下降。為保證水中具有充足的溶解氧，目前廣泛使用的方法為曝氣法，相應的設備為曝氣器。

曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發性物質放逐到空氣中，它是促進氣體與液體之間物質交換的一種手段。

現有的曝氣類型大體分為兩類：一類是鼓風曝氣，一類是機械曝氣。

鼓風曝氣，又稱壓縮空氣曝氣。采用這種方法的曝氣池，多為長方形混凝土池，池內用隔墻分為幾個單獨進水的隔間，每一隔間又分成幾條廊道。污水入池后順次在廊道內流動，至另一端排出。空氣是用空氣壓縮機通過管道輸送到設在池底的空氣擴散裝置，成為氣泡彌散逸出，在氣液界面把氧氣溶入水中。擴散裝置有多孔管、固定螺旋曝氣器、水射器和微孔擴散板等四種不同型式。這種方式的缺點是在使用過程中容易被污泥污染及堵塞微孔。

機械曝氣一般是利用裝在曝氣池內的機械葉輪轉動，劇烈攪動池內廢水，使空氣中的氧溶入水中。葉輪裝在池內廢水表面進行曝氣的，稱為表面曝氣。這種裝置通過葉輪的提水作用，促使池內廢水不斷循環流動，不斷更新氣液接觸面以增大吸氧量。葉輪旋轉時在周緣形成水躍，可有效地裹入空氣；葉片后側產生負壓，可吸入空氣，所以充氣效果較好。葉輪浸水深度和轉速可以調節，以保證最佳效果。典型的機械曝氣池有圓形表面加速曝氣池、標準型加速曝氣池、IO型加速曝氣池和方形加速曝氣池等。鼓風曝氣和機械曝氣兩種方法有時也可聯用，以提高充氧能力，這適用于有機物濃度較高的污水。

上述幾種曝氣器均存在著氧氣利用率不高且氧氣在水中保留時間短等問題，如果沒有持續不斷的提供氧氣就不能滿足微生物耗氧所需要的氧氣。

為了進一步增加氧的溶解度，目前已有采用純氧的曝氣方法。純氧曝氣與前兩種曝氣方式機理上基本是相同的，都是通過好氧微生物對污水中的有機物進行生化反應使污水得以凈化。所不同的是前者是向污水中充純氧，后者是向污水中充空氣。氧氣法的一大特點就是處理效率明顯高于空氣法。將同一污水處理到同一水平，氧氣法所需曝氣時間一般僅為空氣法的1/3左右。這是因為純氧的濃度是空氣中氧濃度(21％)的4.7倍，因此氧氣法系統中氧的分壓，亦即溶氧的推動力，也比空氣法高4.7倍，在水中溶解氧的飽和值C也增加了4.7倍，充氧速率也增加了4.7倍，顯著提高了氧的轉移速率，從而使好氧微生物的濃度和活性都提高，明顯改善了傳統活性污泥法的不足。但其缺點為必須使用純氧來使污水的溶氧達到飽和水平，使用純氧曝氣會導致成本增加。

如上所述，為了解決所述的問題，就需要有一種方法可以加快氧氣的溶解速度，提高氧氣的利用率，提高微生物的活性，同時又不增加處理成本。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種促進氣體在液體中溶解的設備，其既能加快液體中的氣體溶解速度和提高氣體溶解度，又能降低處理成本。

為了達成上述實用新型目的，本實用新型提供一種促進氣體在液體中溶解的設備，其包括：攪拌器，所述攪拌器在第一端具有供氣體輸入的進氣口和供液體輸入的進液口，在第二端具有供液體輸出的輸出口，并且在進氣口和進液口與輸出口之間具有使輸入液體與輸入氣體產生紊流作用的攪拌機構；壓力控制器，所述壓力控制器設置在所述輸出口處，控制所述輸出液體的壓力小于所述進氣壓力和所述進液壓力，但大于零。

本實用新型所要解決的另一技術問題在于提供一種具有上述設備的污水處理系統。