申请日2021.02.02
公开（公告）日2021.05.11
IPC分类号C02F3/12; C02F3/20; C02F9/14; C02F7/00; C02F101/30
摘要
本发明属于废水处理技术领域，具体的说是一种深井曝气废水处理装置，包括深井和顶槽，深井顶部和顶槽底部相连通；所述深井包括内筒体和外筒体，内筒体和外筒体为同心圆结构；所述内筒体顶部为密封状态，内筒体底部与外筒体相连通；所述内筒体顶部设有污水管和污泥管，污水管和污泥管与内筒体相连通；所述内筒体内设有一号混合模块；所述一号混合模块包括固定板、电机、防水箱、转动盘和蛇形板；所述固定板位于内筒体内部并沿内筒体径向固定在内筒体内壁上；所述固定板上固连有防水箱；所述防水箱内安装有电机，电机通过电机支架固定在防水箱底部；本发明主要用于解决现有技术中深井曝气装置曝气效率低进而影响传氧水平的问题。
权利要求书
1.一种深井曝气废水处理装置，包括深井(1)和顶槽(2)，深井(1)顶部和顶槽(2)底部相连通；其特征在于：所述深井(1)包括内筒体(11)和外筒体(12)，内筒体(11)和外筒体(12)为同心圆结构；所述内筒体(11)顶部为密封状态，内筒体(11)底部与外筒体(12)相连通；所述内筒体(11)顶部设有污水管(111)和污泥管(112)，污水管(111)和污泥管(112)与内筒体(11)相连通；所述内筒体(11)内设有辅助曝气模块(3)；所述辅助曝气模块(3)包括固定板(31)、电机(32)、防水箱(33)、转动盘(34)和蛇形板(35)；所述固定板(31)位于内筒体(11)内部并沿内筒体(11)径向固定在内筒体(11)内壁上；所述固定板(31)上固连有防水箱(33)；所述防水箱(33)内安装有电机(32)，电机(32)通过电机支架固定在防水箱(33)底部；所述电机(32)输出端连接有转动盘(34)，转动盘(34)位于固定板(31)下方；所述转动盘(34)下方设有蛇形板(35)，蛇形板(35)顶部固连在转动盘(34)上；所述深井(1)内设有补气模块(4)；所述补气模块(4)包括空压机(41)、输气管(42)和曝气器(43)；所述空压机(41)安装在深井(1)外侧；所述空压机(41)输出端连接有输气管(42)；所述输气管(42)远离空压机(41)一端与曝气器(43)相连通；所述曝气器(43)位于内筒体(11)内。
2.根据权利要求1所述的一种深井曝气废水处理装置，其特征在于：所述蛇形板(35)表面等距离开设有过水孔(351)，过水孔(351)贯穿蛇形板(35)两侧；所述过水孔(351)内壁上设有锯齿状的凸块(352)。
3.根据权利要求2所述的一种深井曝气废水处理装置，其特征在于：所述内筒体(11)内设有扰流模块(5)；所述扰流模块(5)包括摆动盘(51)、电动伸缩杆(52)和转动杆(53)；所述摆动盘(51)为倒置的伞形，摆动盘(51)位于防水箱(33)上方；所述摆动盘(51)下方一侧设有电动伸缩杆(52)；所述电动伸缩杆(52)固定安装在防水箱(33)内，电动伸缩杆(52)输出端与摆动盘(51)底部固连；所述摆动盘(51)下方远离电动伸缩杆(52)一侧设有转动杆(53)；所述转动杆(53)包括一号杆(531)和二号杆(532)；所述一号杆(531)一端固连在防水箱(33)顶部，一号杆(531)另一端与二号杆(532)铰接；所述二号杆(532)远离一号杆(531)一端固连在摆动盘(51)底部。
4.根据权利要求3所述的一种深井曝气废水处理装置，其特征在于：所述摆动盘(51)上方设有过滤模块(54)；所属过滤模块(54)包括过滤网(541)和支撑杆(542)；所述过滤网(541)通过支撑杆(542)固定安装在摆动盘(51)上方，过滤网(541)与摆动盘(51)形状相同。
5.根据权利要求4所述的一种深井曝气废水处理装置，其特征在于：所述摆动盘(51)一侧设有运输槽(543)，运输槽(543)贯穿内筒体(11)侧壁并倾斜设置；所述运输槽(543)的进料端位于摆动盘(51)下方。
6.根据权利要求5所述的一种深井曝气废水处理装置，其特征在于：所述输气管(42)中部设有换热器(44)，换热器(44)用于提高输气管(42)内的空气温度。
说明书
一种深井曝气废水处理装置
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体的说是一种深井曝气废水处理装置。
背景技术
随着我国经济的发展，人口的增长，工业化和城市发展步伐的加快，用水量在不断的增加，排水量也在不断的增加，地表水和地下水的污染日趋严重，使得水资源匮乏的情况日益严重。而大量的污水排放，直接严重影响着人类的生命健康，还影响到生态平衡。
目前由于深井曝气法具有运行成本及维护成本低、占地面积小、环境污染轻等特点广泛应用于污水处理工艺中，其中深层曝气井装置是废水处理的主体工艺设施，也是最为关键的核心工艺装置。深井曝气系统由深井、顶槽和脱气池三部分组成，深井顶部与顶槽底部相连接，井中设置内井筒，将深井分为同心圆状的内外两部分。废水与回流污泥混合后流入深井内筒，在压缩空气作用下，使混合液在深井内外筒中分别产生下降流和上升流，形成竖向的循环流，并把氧传递到废水中。由于筒体深度大，静水压力高，因而溶解氧浓度高，微生物的活性强，可快速、高效地将废水中的有机物氧化降解。因此，深井曝气法具有其他生物处理方法难以达到的高溶氧率、高传质效率和极好的有机物去除效果。
现有技术中也出现了一些关于深井曝气废水处理装置的技术方案，如申请号为CN201721856949.7的一项中国专利公开了一种深井曝气污水处理装置，包括进水池、深井曝气反应器、脱气池、二次沉淀池、吸附池、灭菌池，所述进水池外连进水管，内设有粗格栅和细格栅，所述深井曝气反应器包括深井外筒体、顶槽、深井内管，所述进水池通过第一水泵与深井内管相连通，所述顶槽与脱气池相连通，所述脱气池内有搅拌器，所述深井内管通过第二水泵与二次沉淀池相连通，所述深井内管上端封闭下端开口，所述顶槽与进水池通过气管相连接，所述深井曝气反应器的底部通过管道与第三水泵相连接，所述深井内管通过管道与第一空压机、第二空压机相连接。
该方案虽然提高了污水处理效果，提高了氧利用效率，但是该方案曝气效率低影响了传氧水平；据此，本发明提出了一种深井曝气废水处理装置，该装置能够提高曝气率和传氧水平，进而提高活性污泥的净化效率。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种深井曝气废水处理装置，本发明主要用于解决现有技术中深井曝气装置曝气效率低进而影响传氧水平的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种深井曝气废水处理装置，包括深井和顶槽，深井顶部和顶槽底部相连通；所述深井包括内筒体和外筒体，内筒体和外筒体为同心圆结构；所述内筒体顶部为密封状态，内筒体底部与外筒体相连通；所述内筒体顶部设有污水管和污泥管，污水管和污泥管与内筒体相连通；所述内筒体内设有辅助曝气模块；所述辅助曝气模块包括固定板、电机、防水箱、转动盘和蛇形板；所述固定板位于内筒体内部并沿内筒体径向固定在内筒体内壁上；所述固定板上固连有防水箱；所述防水箱内安装有电机，电机通过电机支架固定在防水箱底部；所述电机输出端连接有转动盘，转动盘位于固定板下方；所述转动盘下方设有蛇形板，蛇形板顶部固连在转动盘上；所述深井内设有补气模块；所述补气模块包括空压机、输气管和曝气器；所述空压机安装在深井外侧；所述空压机输出端连接有输气管；所述输气管远离空压机一端与曝气器相连通；所述曝气器位于内筒体内；
工作时，污水和活性污泥分别通过污水管和污泥管注入到内筒体中混合，混合液沿内筒体体向下流入到外筒体，同时空压机启动，将空气压缩之后通过输气管注入到曝气器中，曝气器将空气高速喷出与污水混合，然后污水中的有机物在有氧条件下被污泥中的微生物氧化分解，从而得到净化；
传统技术中，由于深井往往在百米左右，通过空压机将压缩空气加压之后注入到井的底部，且在实际使用过程中曝气的效率低，为了提高曝气的效率，所以对空压机选择要求极其严格，往往性能越好的空压机占地面积大，增加了建筑成本，在进行污水处理的时候，需要大功率空压机二十四小时连续运行，造成很大的能耗，不利于能源的节约和利用，并且还增加了处理成本，经济效益低下；
而本发明工作时启动电机驱动转动盘转动，此时蛇形板也随转动盘同步转动，蛇形板转动过程中，一方面，污泥和污水混合得更加均匀，可以使得污泥中的微生物与污水中的有机污染物更好的结合，提高净化效率，另一方面，搅拌可以使得混合液形成紊流，使得空气中的氧在这种状态下气液混合得更加均匀，能更好的溶解于水中，延长气泡和液体的接触时间，从而提高曝气效率；又由于蛇形板板面整体凹凸不平，污水在高速向下流动过程中会冲击板面，并在撞击板面后沿不同方向飞散，使得混合液的运动更加无序，混合液的雷诺数提高；雷诺数，一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，雷诺数越大惯性对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱，剧烈的紊乱使气液接触面更新快，氧的传递速率增大从而进一步曝气效率，此过程可不需要使用大功率的空气压缩机，节约成本，提高经济效益；
本发明通过蛇形板的设计一方面使得污水和活性污泥气液混合得更加均匀，污泥中的微生物与污水中的有机污染物更好的结合，另一方面使得空气中的氧在更好的溶解于水中，提高传氧水平，从而使得微生物在氧气充足的条件下对有机污染物进行降解，提高对污水的净化效果。
优选的，所述蛇形板表面等距离开设有过水孔，过水孔贯穿蛇形板两侧；所述过水孔内壁上设有锯齿状的凸块；工作时，蛇形板周期性改变转动方向，此时混合液从过水孔穿过时被打散，从而进一步加强混合液的混合效果；同时污水以高流速冲击时过水孔可以减小蛇形板板面受到的冲击力，从而减轻转动盘的负荷；此外，从曝气器喷出的气泡上升与下降液体发生对流，在上浮过程中气泡会被蛇形板的边缘撞击并破裂，同时少部分气泡从过水孔穿过，此时锯齿形凸块会切割气泡，使得气泡进一步破裂，增加了气液接触面积，有利于氧的转移，且再次增加气液掺混，加速气液界面处水膜的更新。
优选的，所述内筒体内设有扰流模块；所述扰流模块包括摆动盘、电动伸缩杆和转动杆；所述摆动盘为倒置的伞形，摆动盘位于防水箱上方；所述摆动盘下方一侧设有电动伸缩杆；所述电动伸缩杆固定安装在防水箱内，电动伸缩杆输出端与摆动盘底部固连；所述摆动盘下方远离电动伸缩杆一侧设有转动杆；所述转动杆包括一号杆和二号杆；所述一号杆一端固连在防水箱顶部，一号杆另一端与二号杆铰接；所述二号杆远离一号杆一端固连在摆动盘底部；工作时，启动电动伸缩杆，使得电动伸缩杆推动摆动盘绕一号杆和二号杆的铰接点转动，电动伸缩杆输出端周期性增长且始终大于一号杆长度，所以摆动盘始终朝一号杆一侧摆动和倾斜；污水管和污泥管的管口与摆动盘位置相对，污水和污泥流入摆动盘内，并在摆动盘的摆动过程中得到初步混合，摆动盘摆动过程中倾斜角度不断增大，最终将混合液倒出摆动盘，使得混合液沿内筒体继续向下流动，此时辅助曝气模块和扰流模块相互配合，使得混合液混合得更加均匀。
优选的，所述摆动盘上方设有过滤模块；所属过滤模块包括过滤网和支撑杆；所述过滤网通过支撑杆固定安装在摆动盘上方，过滤网与摆动盘形状相同；工作时，由于污水中存在粒度大小不一样的固体杂质，当污水直接进入内筒体容易造成曝气器管路堵塞，本发明中污水和污泥先经过过滤网过滤再进入摆动盘，过滤网可以拦截污水中的杂物，避免杂物进入深井底部造成内筒体和外筒体间的通道堵塞，影响污水降解过程。
优选的，所述摆动盘一侧设有运输槽，运输槽贯穿内筒体侧壁并倾斜设置；所述运输槽的进料端位于摆动盘下方；工作时，过滤网随摆动盘摆动，倾斜角度不断增大，最终过滤网中的杂物沿过滤网网面下滑至运输槽中，并沿运输槽输送出内筒体自动完成杂物的清理工作，不需要人工定期清理，从而节省了人力物力，并提高了过滤网的工作效率。
优选的，所述输气管中部设有换热器，换热器用于提高输气管内的空气温度；工作时，由于采用深井曝气装置处理污水时需要投入活性污泥，活性污泥的种类很多，当温度较高时，微生物代谢能力强，去除病原微生物的能力就强，反之则效果差，即污水的温度对微生物菌类活性有的影响，而由于深井深度大，底部温度低，靠污水内微生物自发热，达不到使活性污泥最活跃状态，因此净化效率低；而本发明中空气先流经换热器，升温至45-65℃再进入内筒体中参与微生物与有机物的氧化分解反应，此时活性污泥状态更加活跃，随之对污水的处理效率也大大提升。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过蛇形板的设计一方面使得污水和活性污泥气液混合得更加均匀，污泥中的微生物与污水中的有机污染物更好的结合，另一方面使得空气中的氧在更好的溶解于水中，提高传氧水平，从而使得微生物在氧气充足的条件下对有机污染物进行降解，提高对污水的净化效果。
2.本发明通过换热器的设计使得空气先流经换热器，升温至45-65℃再进入内筒体中参与微生物与有机物的氧化分解反应，此时活性污泥状态更加活跃，对污水的处理效率也大大提升。
（发明人：谢燚;陈晓玲;周维超;赵素云;李万发）