申请日1985.12.02
公开(公告)日1986.07.23
IPC分类号C02F7/00
摘要
在一隔板式水槽废水处理系统中，设置有一吸入管曝气装置，它的进水口位于隔板的上流处，出水口位于隔板的下流处。本发明提出的改进之处包括有：将吸入管与隔板隔开一相当的距离，并使进水口具有缓冲作用，以产生均匀的吸入管进水速度。在隔板的底部形成一孔洞，以使泥沙等可通过隔板进行循环流动。经过改进的导流板和散泡器进一步提高了送氧的效率。
権利要求書
1、一处理废水的系统，其中包括有，由低溶解氧区和高溶解氧区组成的处理槽，槽中有一隔板装置，由它将所述低和高溶解氧区隔开，所述低溶解氧区位于所述隔板装置的上流部位，而所述高溶解氧区则位于其下流部位，废水进水口位于所述低溶解氧区，在所述低溶解氧区的靠近所述隔板装置处设置有一吸入管，旁通管装置与所述吸入管装置的底部相连接，并位于高溶解氧区中靠近所述隔板装置处，在所述吸入管装置中设有一喷空气装置，在所述吸入管装置中还有一旋转叶轮装置，用于泵送所述废水在所述池槽中循环流动，改进之处包括有：
所述吸入管装置具有一定的直径和一进水口，它离所述隔板的距离至少为其直径的3.5倍，这样便可使吸入管进水口的流速基本上是均匀的。
2、根据权利要求1提出的处理废水系统，其特征在于所述隔板装置的高度是从池槽的顶部向下伸展至所述的池槽中，在所述的隔板装置的靠近池槽底的部位处开有孔洞，这样便能在池槽的整个宽度上，使泥砂能通过所述的隔离装置并进行循环流动。
3、根据权利要求2提出的废水处理系统，其特征在于，所述孔洞的断面面积多数为所述池槽中液流断面面积的10%～20%。
4、根据权利要求2提出的废水处理系统，其特征在于所述隔板装置插入所述池槽中的高度小于所述池槽的全深，而所述的孔洞装置，即所述隔板装置的底和所述池槽底之间的间隔。
5、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于，该装置包括有多个吸水管装置，它们应沿一与液流速度矢量方向垂直的轴线平行地排列在所述池槽中，横置的导流板装置沿所述的垂直轴线连接在所述的吸水管上，其作用是减少所述废水绕所述的吸入管装置旋转流动的可能性。
6、根据权利要求5提出的废水处理系统，其特征在于，所述隔板装置是从所述池槽的顶部向所述池槽底部延伸，但其所佔面积小于所述池槽的断面面积，这样便可迫使一部分水流入所述吸入管装置的进水口中，同时使一部分水流过靠近所述池槽底的所述隔板装置。
7、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于所述吸入管的所述进水口处，安装有进水口导流板装置，其作用是结合所述的吸水管装置与所述的隔板装置相隔一定距离的作用即可使吸入管进水口处的液体流速是均匀的。
8、根据权利要求7提出的废水处理系统，其特征在于，所述导流板装置的顶端应低于所述池槽中的水面，以防止在所述池槽中的靠近所述吸入管装置的进水口处形成旋涡。
9、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于，围绕所述吸入装置进水口的四周，安装有许多个叶片装置，其作用是在吸入管装置的进水口处产生径向流并减少切向流。
10、根据权利要求9提出的废水处理系统，其特征在于，所述叶片装置包括有一前缘和后缘，并且至少在一个所述边缘处附近开有多个孔洞，其作用是减少叶片产生旋涡的可能性。
11、根据权利要求9提出的废水处理系统，其特征在于，至少有一个所述叶片装置是具有一个前缘的，而所述叶片装置的所述前缘呈曲线形，其作用是减少叶片产生旋涡的可能性。
12、根据权利要求9提出的废水处理系统，其特征在于，所述叶片装置有一前缘，以及至少在靠近所述前缘的部位设有多个突起，其作用是减少叶片产生旋涡的可能性。
13、根据权利要求9提出的废水处理系统，其特征在于，所述叶片装置沿水平轴看可具有基本上是波浪的形状，其作用是减少叶片产生旋涡的可能性。
14、根据权利要求9提出的废水处理系统，其特征在于，所述叶片装置，自所述的吸入管装置的进水口部位垂直地向上和向下伸展。
15、根据权利要求14提出的废水处理系统，其特征在于，所述叶片装置，从水平方向看，是从所述吸入管装置的进水口处，自内向外伸展的。
16、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于，在所述吸入管装置的所述进水口的四周，装有水平导流板装置，其作用是使废水垂直地流入所述的吸入管装置中。
17、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于，所述吸入管装置在所述旋转叶轮装置的外围设有一环形的、在经向上凹入的构件，所述的凹入构件的外形应设计得基本上不存在水平面。
18、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于，所述空气喷入装置包括有一散泡器内环和一散泡器外环，后者位于所述散泡器内环的外围，并与其隔开一段距离。
19、根据权利要求18提出的废水处理系统，其特征在于，所述散泡器外环，有一内表面，该内表面构成了所述吸入管装置的内表面。
20、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于，所述空气喷入装置包括有一散泡器环，其外形设计得基本上在下流方向不存在有水平表面。
21、根据权利要求1提出的废水处理系统，其特征在于，所述的空气喷入装置有一散泡器环，其形状和直径可以产生卡曼旋涡，这有助于将空气分散开来。
说明书
总的说来，本发明涉及一废水处理系统，具体说来，涉及一种隔板池槽式中的吸入管废水处理系统。
自从荷兰在五十年代初期最先发展了碱性氧化沟以来，已经对这种系统提出了许多种设计改进方案，其目的是改进性能和更有适应性，这样便可使成本和设计达到理想程度。由帕斯维尔(Pasveer)博士采用一种改进的凯斯纳·布拉什氏(Kessner Brush)的系统，该系统是间歇式工作的。这样，沟本身可作为沉淀池使用。该系统是按低的营养生物量比进行操作的，这样，便可使系统中产生的泥渣由于内源呼吸作用产生的泥渣消化而部分地消除掉。由于采用了水平轴表面曝气装置限制了水池的深度，由此便需使面积增大，从而增加了成本。还有，水平转子轴需要大量的维修工作。
当在六十年代初期，人们在不断地研究硝化/反硝化过程的时候，人们发现了氧化沟在功率消耗方面的其他一些优点。由于存在有低的营养生物量比及其所造成的使泥渣龄很长的原因，从而在氧化沟系统中几乎经常出现了很高程度的硝化作用。由于利用了反硝化反应(有时称为硝化吸收)，则可通过进料的BOD(生化需要量)产生的硝化反应，将硝化作用中用去的氧的大部分回收回来。
在六十年代末，杜瓦尔斯墨德里克(DWars Heederick)的荷兰咨询工程公司和维黑(Verhey)对最初的氧化沟设计做了修正，采用了通用的垂直轴表面曝气装置。虽然解决了由水平轴曝气装
置带来的支承问题，但由于存在处理深度方面的限制(即限制在8～12英尺范围内)，因而为进行适当的处理，就需要大面积的地方，还有，由于继续采用了表面曝气装置(从它们的特性看，属于致冷的装置)，因而在冬天进行操作时，仍存在有温度控制的问题，特别是对硝化/反硝化过程将产生不利的效果，并且在表面喷水时造成结冰。
在六十年代末，通用信号公司〔General Signal Corporat ion〕下属的混合设备公司〔Mixing Eguipnent CO，Inc。〕研制出了一种曝气装置，它有一个高效率的空气膜叶轮，可以在一吸入管中沿轴向泵送气体。在叶轮底部导入的气体以高速冲过一固定散泡器并进入到池中，由此产生的流体冲到底部后，即可将气体分散到池中的液体中去。这种分散气体的方法利用的是一般为机械曝气系统所具有的高混合能力并能静压地压缩空气，以便可在完全混合活性污泥系统中，改善送氧效率。
在七十年代末，由约翰·里德〔John Reid〕研制出了一种改进的氧化沟方案，被称作封闭隔离板系统。在此方案中，将一隔板横断地插进氧化沟中，这样便可利用一泵送装置，通过一穿过隔板底部的吸入管来控制液体的流动。在美国专利4，260，486和4，460，421中以工作原理结合方案的方式，对此方案做了详细的说明。由吸入管曝气装置产生的主动控制的液流可保证达到预期的速度，并实现快速和完全的混合以及负荷缓冲。在冬天，由于采用的是淹没式涡轮曝气装置而不是极易冷却的表面曝气装置，因而可藉单纯的热输入以实现高速生物反应所需的较理想的温度控制。由于好氧硝化/厌氧区的设计，从而减少了功率消耗。由于可通过改变电动机的速度和输气量分别控制水池速度和供氧量，因而可控制好氧和厌氧区之间的分界面。由于吸入管的排水口位于水池底及隔板下流位置处，因而就可使水
池底的固体更易于悬浮起来。由于池底液体有速度，因而就可将水池设计得更深，从而使占地面积减少。
虽然封闭式水池隔板系统对氧化沟系统先有技术而言是一个改进，但也有它的缺陷。系统采用的是一完整的隔板，其高度是从池顶直达池底，并且沿水池周边和池底是封闭的，其目的是保证新进入缺氧区的废水，百分之百地通过吸水管曝气装置。这种隔板的缺点是，水池中可达到的最高循环流速等于吸入管曝气系统的起始泵送流速。还有，有可能在吸入管周围沉降出固体物质，特别是在吸入管和隔板之间的位置，更有可能堆积起固体物质。这将要求此系统定期地停止工作并进行清理。还有，由于吸入管进水口靠近隔板，因而在吸入管的进水口处易形成旋涡，这样，便影响了吸入管的工作效率。
理德在美国专利4，278，547中提出了一个较先有的理德系统为优的方案，此方案叙述了一种根据动量守恒原理设计的隔板氧化沟。在该方案中用一可调门式隔板代替配合隔板工作的土质截水沟，在图32-35所示。由于隔板的厚度减小了，从而使吸入管的进水口与隔板相距远了。这就在隔板底出现沉积作用。采用了一凹形导流板161，以便将液流导向叶轮。
所以，需要设计出一个系统，它可取隔板水池系统改进方案之长，而避其短。
本发明的目的之一是提出一个经过进一步改进的隔板水池废水处理系统。
本发明的另一目的是提出一封闭式的水池隔板废水处理系统，使其吸入管进水口处的流速是均匀的。
本发明的再一个目的是：在不增大功率消耗的条件下，可使一隔板式废水处理系统较先有技术系统具有更高的效率。
本发明的再一个目的是：解决隔板式水池废水处理系统的吸入管和隔板四周的沉积问题。
本发明的再一个目的是：提高充氧动力效率。
这些目的和本发明的另一些目的，可通过改进池槽废水处理系统来达到：使该系统有一隔板;在一吸入管中有一叶轮，该吸入管靠近隔板的低溶解氧一侧;吸入管在隔板的上流一侧，并与其离开至少有 3-1/2个直径的距离处装有进水口导流板，以产生均匀的吸入管进水流速。由于吸入管与隔板和进水口导流板离开一个距离，所以就可使来自各个方向的水能平稳地流进吸入管中，由此即可提高效率，即充氧动力效率在靠近水池底的隔板部位，开有一些孔洞，其分布的范围约等于水池的宽度，其作用是能使沉积物通过隔板继续循环流动，否则这些沉积物将积堆在那里。导流板最好是低于水池中的水面，以防止在水池的靠近吸入管处形成旋涡。导流板是由多个叶片构成的，它们安装在吸入管进水口的周围并具有合宜的外形，以便在吸入管的进水口处形成径向液流，同时减少切向液流。所设计的叶片形状和构造可防止叶片产生旋涡。这些叶片垂直地向吸入管的进水口上方部分和下方部分伸展，而从水平方向看，其位置是自进水口的里侧向外伸展的。在旋转叶轮的四周有一环形的、径向凹进的构件，其外形设计成基本上不存在有水平面。散泡器环的外形，同样也不存在有水平的下流表面。散泡系统可以由一内环和一外环构成，外环构成了吸入管壁的一部分。散泡器环的形状和直径应能足以产生卡曼〔Karman〕旋涡，这样便可喷出更多的气体，从而提高送氧效率。