[發明專利]用于將氣體注入廢水池的設備

在審

• 申請號: 201210058419.3
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN102794121A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: G·博杜安;R·布里安;U·巴茨;P·坎波;F·薩夫勒;D·馬雷;P·科尼亞爾
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司;米頓羅攪拌機公司
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04;B01F3/04;C02F7/00;C02F3/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及用于使得能夠將氣體注入廢液或廢水的設備的領域。它尤其與生物氧化池的曝氣的方法相關，在所述生物氧化池內通過注射富含氧的氣體或包括CO₂的混合物而使污泥活化。

背景技術

本發明的目的之一是提出新型的懸浮設備，所述懸浮設備使得能夠優化系統能耗的同時消除當前設備的限制。

已知，廢水的需氧生物氧化處理通常包括使該廢水與生物質(微生物)接觸，所述生物質通過轉化有機分子而降解包含在其中的污染物。因此已知將氣體(通常是含氧氣體/充氧氣體)注入容納在池中的廢水，以這種方式來供養生物質。為此，在該市場上提供有用于將氣體注入廢水的眾多裝置。大多數系統不是浸入式的就是懸浮的。

它們通常還攪動廢水，含氧氣體的注入與攪動結合使得含氧氣體能夠更好地溶解在廢水中。這種溶解是由裝置的輸送能力來衡量的。對于大多數用于攪動液體和將氣體注入液體的這些裝置來說，部分的氣體至液體中的輸送是由氣體/液體混合裝置(例如文丘里管或渦輪機)實現的，所述混合裝置在液體中形成了氣體的乳劑，而其余的輸送是在乳劑在液體中擴散的時候實現的。

已觀察到，這些攪動和注射裝置大多數已具有有限的注射能力：超過某一氣體注射流率時，裝置被阻塞，因為在將氣體注入液體的裝置的水平下，氣體的體積相對于液體的體積變得過大。盡管可將更多氣體輸送和溶解在容納于處理池內的液體中，但是裝置不能提供所需氣體的全部量。

通過注入富含氧的氣體而實現曝氣的懸浮系統采用了相對復雜的技術，導致在制造和使用上昂貴的約束并因而限制了它們的應用。

已有作為示例性范例而引用的文獻EP-995?485?A1，所述文獻描述了懸浮設備，所述懸浮設備使得富含氧的氣體能夠以非常高的輸送效率輸送至池內。但是，它為此采用了復雜的技術，所述技術需要使得能夠形成氣體/液體乳劑的渦輪機，并由使得該乳劑能夠被導向螺旋槳的系統補充，所述螺旋槳設計用于使該乳劑在池內擴散。

這些元件(渦輪機、使得能夠引導氣體/液體乳劑的系統、以及擴散螺旋槳)的組合具有以下主要的后果：

-高的能耗，渦輪機消耗了由設備消耗的總能量的約40％；

-高的設備重量，這意味著高的材料成本和在懸浮物的選擇上的約束；

-制造和裝配的約束，這具有的后果是高的設備制造和維護成本；

-可由設備注射的氣體的流率的極限(見上文)，這特別是因采用了渦輪機以及使得能夠引導由渦輪機形成的氣體/液體乳劑的系統而導致的。

發明內容

因此本發明的目的之一是提出懸浮設備，所述懸浮設備使得能夠注射富含氧的氣體，并且具有相當于現有技術的裝置的氣體輸送效率，而同時限制或消除了那些現有技術的裝置的技術缺陷。

為實現該目的，在此提出除去渦輪機，其目的是為了實現以下目標：

-所耗能量減少約30％；

-除去用于引導由渦輪機形成的流動的主要元件；

-設備阻塞極限增加超過50％；

-設備重量減少約25％；

-對其制造、裝配和維護的較大簡化；

-減少制造和維護成本；

-同等電力消耗下設備的作用區域增加。

然而，在本領域技術人員看來，去除渦輪機會有負面影響，因為它具有的后果是去除了希望的功能，例如細泡的形成(通常尺寸在0.8至2.5mm的范圍內)或部分氣體的輸送速率。

如在下文中更詳細地說明的，所提出的本發明的新型設備已被設計成替代或補償這些基本功能并為此組合了以下元件：

-驅動裝置，所述驅動裝置計劃布置在液體上方，設置有豎直的輸出軸，在其末端處裝備有浸入液體中的螺旋槳，優選地，螺旋槳的特征在于具有高的覆蓋率(見下文)；

-可被稱為預混合型反應器的裝置，所述裝置包括注射裝置(例如注射圓環(torus))，并且定位于具有斜葉片的可移動曝氣機之上或之下；

-螺旋槳位于軸的末端、預混合反應器之下；

應用于螺旋槳的術語“覆蓋率”意為被葉片覆蓋的面積和螺旋槳內接在其中的圓的面積的比率。

如前文所述，設備包括注射裝置，所述注射裝置優選為設置有多個孔口的圓環，所述孔口設計用于氣體的定時擴散，所述注射裝置定位在內接于螺旋槳直徑的圓內。由申請人進行的研究已證明注射圓環在以下方面的有利性能：獲得氣體的均勻擴散，并且減少可能的堵塞現象，有利于輕松安裝和減少維護。圓環的孔口優選向下定向以防止可能的堵塞。