[發明專利]一種用于污水處理的非等徑分流式微孔曝氣管系

有效

• 申請號: 201210006849.0
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102531208A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李爾;曾祥英
• 申請（專利權）人: 武漢市政工程設計研究院有限責任公司
• 主分類號: C02F7/00
• 分類號: C02F7/00;C02F3/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 何英君

技術領域

本發明一種用于污水處理的非等徑分流式微孔曝氣管系，屬污水處理微孔曝氣管設備領域。

背景技術

城市污水處理過程的大部分能耗都集中于好氧處理過程中，提高曝氣充氧系統的效率成為污水廠運行管理的關鍵。現行的曝氣方法主要有：鼓風曝氣、機械曝氣以及兩者相結合的鼓風-機械曝氣。鼓風曝氣系統中的微孔曝氣系統因其曝氣效率較高，適應性較強，應用最為廣泛。作為微孔曝氣系統的關鍵設備——微孔曝氣擴散裝置主要功能是對氣泡尺寸和分布進行控制，其配氣和布氣能力直接影響到微孔曝氣系統的性能。目前常見的微孔曝氣擴散裝置主要有兩類：微孔曝氣管和微孔曝氣盤。微孔曝氣管相對于微孔曝氣盤服務面積更大，受曝氣池池型的影響不大，形成的氣泡更小，溶解氧的傳質效率更高，能耗更低，而且噪音較小，成本更低。因此，微孔曝氣管的應用越來越廣泛，尤其是新建的污水處理廠的曝氣池多采用微孔曝氣管。

傳統的微孔曝氣管多為等內徑、等微孔孔徑和等開孔率的直管，其應用于曝氣池中一般都采用微孔曝氣管組的形式，即空氣依次經曝氣主干管和曝氣干管，最后再進入微孔曝氣管。各微孔曝氣管在管組中一般布置較密。傳統的微孔曝氣管在實際運行中主要存在以下問題：(1)傳統的微孔曝氣管因其等內徑、等孔徑和等開孔率導致曝氣后水中的溶解氧沿水平方向上分布不均勻。在曝氣過程中空氣在傳統的微孔曝氣管中由起端流動到末端的過程中，由于沿程阻力和部分氣泡的釋放，導致該管管中的壓力不斷減小，但因該管起、末端管內徑、管道表面的微孔孔徑和開孔率相同，因此起端和末端產生的初始微氣泡的內部壓力不相同，故其在水中的上升速度也不同，從而導致微孔曝氣管起、末端氣泡與水的接觸時間不同，故微孔曝氣管起、末段曝氣效果不同，相應位置水體中的溶解氧也不同，這樣使得整個水池中的溶解氧沿曝氣管長度方向上分布不均勻，即水體中的溶解氧沿水平方向上分布不均勻，影響曝氣池的處理效果。(2)傳統的微孔曝氣管因其管道形狀為直線，故各曝氣管產生的氣泡在水中上升軌跡為相互平行的直線，因此氣泡在橫向和縱向上的攪動能力不強，導致氣泡紊動擴散作用不強，曝氣后水中溶解氧沿垂直方向上分布不均勻。根據氣液傳質理論，曝氣傳質擴散包括氣液界面相際傳質、氣泡的紊動擴散兩階段，即氧氣先從氣泡傳入水體中，再經過氣泡的攪動使得氧氣在整個水體中均勻分布。因此，傳統的微孔曝氣管為直線形導致其所產生的氣泡在水中上升的過程中主要發生氣液界面相際傳質，而氣泡在水體中的紊動擴散作用較弱，即水體中的溶解氧沿垂直方向上分布不均勻，影響曝氣池的處理效果。(3)在實際應用時，傳統的微孔曝氣管布置管道較密，工程費用較高。為使微孔曝氣管所產生的氣泡能盡可能的覆蓋整個曝氣池，傳統的微孔曝氣管因其形狀為直線形，故只能增加管道的布置密度才能達到要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于污水處理的非等徑分流式微孔曝氣管系，以提高污水處理中的微孔曝氣的傳質能力和曝氣效果。

本發明非等徑分流式微孔曝氣管系，由微孔曝氣主管和微孔曝氣支管組成，微孔曝氣主管和微孔曝氣支管管壁均開設有通透的曝氣微孔，微孔曝氣主管是由多段長度相同而內徑不同的微孔曝氣直管按其內徑由小至大依次連接而成的直管，微孔曝氣支管是在兩個相鄰不同內徑微孔曝氣直管之間對稱連接的微孔曝氣環管，微孔曝氣主管平行間隔設置，在其大內徑管口端對稱連接在輸氣干管兩側，設置于曝氣池中。

上述多段內徑由小至大依次連接的微孔曝氣管主管，其各段直管管內徑之比依次為1∶2∶3∶4∶…∶N，其中N為內徑由小至大依次連接的微孔曝氣直管的序數。

上述連接在兩個相鄰不同內徑微孔曝氣直管之間的微孔曝氣支管的內徑與所連接的較小直管管內徑的比為1∶2。

上述微孔曝氣主管管壁上的曝氣微孔孔徑為0.25mm～2mm，曝氣微孔孔徑隨微孔曝氣直管管內徑的增大而減小。

上述微孔曝氣主管微孔開孔率1％-10％，且隨微孔曝氣直管管內徑的增大而增大。

上述微孔曝氣支管管壁上的曝氣微孔孔徑0.05mm～0.5mm，且隨微孔曝氣支管內徑增大而減小。

上述微孔曝氣支管管壁上的曝氣微孔開孔率為3％～15％，且隨微孔曝氣支管管內徑增大而減小。