技术领域
[0001] 本
发明涉及一种组合式压力曝气好氧反应装置，属于污
水处理技术领域。
背景技术
[0002] 好氧
生物处理是利用
微生物的新陈代谢过程，经过一系列的生物化学反应，使
废水中的有机物最终被降解为CO2、H2O及其他无机物，从而使污水得到
净化。微生物在降解有机物的代谢过程中所需的氧通过曝气的方式来供给。曝气压力越高，水中饱和溶解氧浓度越大，氧传递速率越快。
[0003] 压力曝气
生物反应器采用压力曝气提高反应器中
混合液的溶解氧，进而提高活性
污泥微生物的活性，加快微
生物降解废水中有机物的速度，提高反应器的溶解负荷率，减少设备造价。
[0004] 传统好氧生物反应装置采用常压运行，曝气压力受制于池体结构，一般运行水深最大小于7米，即使采用最高效的曝气装置，氧利用率也小于15％。大量充入水中的氧气被释放至空气中，严重浪费了
电能。而高效氧利用的深井曝气工艺，又受制于施工难度，无法大量应用。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为解决目前传统好氧生物反应装置，曝气压力受制于池体结构，曝气压力不足，氧利用率低的技术问题。
[0006] 为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种组合式压力曝气好氧反应装置，其特征在于：包括空压机、
原水提升装置、自清洗过滤装置、混合装置、反应罐、混合液布液装置、导流筒、压力稳定装置、液位稳定装置、泥水强制分离装置和尾气排放管；所述的原水提升装置通过自清洗过滤装置与混合装置连接；空压机与混合装置连接；所述的反应罐中设有混合液布液装置，混合装置与反应罐中的混合液布液装置通过管道连接，混合液布液装置外周设有导流筒；所述的反应罐顶部设有尾气排放管，反应罐的罐体上部设有压力稳定装置和液位稳定装置；反应罐通过管道与泥水强制分离装置连接；反应罐通过回流泥管道一和混合装置连接。
[0007] 优选地，所述的泥水强制分离装置通过回流泥管道二与反应罐连接。
[0008] 优选地，所述的压力稳定装置通过调整尾气排放来调整反应罐的罐体压力，控制排放压力在0.1-0.2MPa的压力范围内运行装置。
[0009] 优选地，所述的泥水强制分离装置和反应罐通过调整排泥
频率，将反应罐的MLSS(混合液悬浮固体浓度)指标控制在6-10g/L的范围内运行。
[0010] 优选地，所述的空压机和原水提升装置根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的气水比，控制进入混合装置中的气
水体积比在8:1-16:1范围内。
[0011] 优选地，所述的原水提升装置和混合装置根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的泥水比，控制进入混合装置中的回流泥与水体积比在1:4-1:8范围内。
[0012] 优选地，所述的泥水强制分离装置中设有过滤用无机膜。
[0013] 优选地，所述的泥水强制分离装置采用的过滤用无机膜为
孔径分布在0.05-0.1μm的无机陶瓷膜用于泥水分离。
[0014] 作为一种代替传统好氧生物反应器的处理工艺，组合式压力曝气好氧反应装置将压力曝气与无机膜分离技术结合。人为提高反应罐水面的运行压力，大幅度提高溶氧效率，从而提高氧利用率。好氧微生物在较高压力下，其对有机污染物的分解效率也大幅度提高。同时，通过无机膜强制分离泥水，使反应罐中的污泥浓度在一个较高范围内运行，从而提高反应罐的处理能力和抗冲击负荷的能力。解决了传统好氧生物反应器进水负荷小、抗冲击负荷能力差、氧利用率低、能耗偏大的问题。
[0015] 相比
现有技术，本发明具有如下有益效果：
[0016] 1.原水、回流污泥和压缩空气在气水混合装置内充分混合，空气充分溶解于水中。在后续的反应装置中，与污水充分混合，使氧利用率提高到20～24％以上，远高于常规好氧反应器的氧利用率。
[0017] 2.好氧微生物在高压(≤0.2MPa)的压力下进行有机污染物降解反应，菌胶团
密度远大于常规好氧反应器，混合液SVI(污泥体积指数)值可达到50-80之间。
[0018] 3.剩余尾气通过与混合液在泥水强制分离中的混合后，多次进入反应罐体中循环，能够达到更加充分利用其中氧气的目的。
[0019] 4.通过泥水强制分离装置，使反应罐体中的污泥浓度远大于常规好氧反应器的
活性污泥浓度，可大大提高装置的处理负荷和抗冲击负荷能力。
[0020] 5.利用反应罐体本身的运行压力，通过无机陶瓷膜进行泥水分离，不需要单独的抽吸装置，简化了系统动力设备的配置数量。
附图说明
[0021] 图1为本发明一种组合式压力曝气好氧反应装置组成结构示意图；
[0022] 附图标记：1.空压机 2.原水提升装置 3.自清洗过滤装置 4.混合装置 5.反应罐 6.混合液布液装置 7.导流筒 8.压力稳定装置 9.液位稳定装置 10.泥水强制分离装置
11.尾气排放管 12.回流泥管道一 13回流泥管道二
具体实施方式
[0023] 为使本发明更明显易懂，兹以优选
实施例，并配合附图作详细说明如下：
[0024] 如图1所示，本发明提供一种组合式压力曝气好氧反应装置，包括空压机1、原水提升装置2、自清洗过滤装置3、混合装置4、反应罐5、混合液布液装置6、导流筒7、压力稳定装置8、液位稳定装置9、泥水强制分离装置10和尾气排放管11；原水提升装置2通过自清洗过滤装置3与混合装置4连接；空压机1与混合装置4连接；反应罐5中设置有混合液布液装置6，混合装置4与反应罐5中混合液布液装置6通过管道连接，混合液布液装置6外周设有导流筒7；反应罐5顶部设置有尾气排放管11，反应罐5的罐体上部设有压力稳定装置8和液位稳定装置9；反应罐5通过管道与泥水强制分离装置10连接；反应罐5通过回流泥管道一12和混合装置4连接。泥水强制分离装置10通过回流泥管道二13与反应罐5连接。
[0025] 原水提升装置2将原水提升至混合装置4内，空压机1提供的压缩空气与原水及回流污泥在混合装置4内充分混合，空压机1提供混合装置4运行时所需要的压力和溶氧所需的空气，并保证在混合装置4内压缩空气和回流污泥充分混合的压力。
[0026] 原水经原水
提升泵2进入混合装置4前，先经过自清洗过滤装置3，以防止大
块悬浮物进入后续处理装置。在系统运行过程中，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的气水比，一般控制气水体积比在8:1-16:1范围内。在系统运行过程中，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的泥水比，一般控制回流泥与水体积比在1:4-1:8范围内。在完全混合装态下，好氧微生物在高压(≤0.2MPa)、高溶氧、高污泥浓度(MLSS≥10g/L)的状态下，与污水中的有机污染物快速反应分解。反应罐体5中包括导流筒7、混合液布液装置6和自平衡系统(压力及液位稳定装置)。自平衡系统包括压力稳定装置8和液位稳定装置9。压力稳定装置8包括压力
传感器、压力变送器(PI)、压力调节器(PIC)和压力调节
阀(PV)，通过压力稳定装置8系统自带的控制系统，保证反应罐5在设定压力下运行。压力稳定装置8通过尾气排放管11排放尾气，通过调整尾气的排放来调整反应罐5的罐体压力，控制排放压力在0.1-0.2MPa的压力范围内运行装置。液位稳定装置9采用浮
球阀门调节出水流量，保证液位恒定。浮球阀随反应罐5内水位变化，当反应罐5内水位上升至限定
位置时，打开阀门，泥水混合液与尾气一同经管道进入泥水强制分离装置10，并进而实现泥水分离。当反应罐5内水位下降至限
定位置以下时，阀门关闭，剩余尾气可以单独经管道进入泥水强制分离装置10，进而实现对泥水强制分离装置10中无机陶瓷膜表面的间歇性单独气洗。
[0027] 泥水强制分离装置10将经过充分反应的泥水气混合液，利用反应罐5内的压力，将清水压出，进行泥水强制分离，将污泥通过回流泥管道二13回到反应罐5内。处理后达标的污水经分离装置分离后外排。泥水强制分离装置10采用孔径分布在0.05-0.1μm的无机陶瓷膜进行泥水分离。泥水分离的同时，反应罐5液面以上的大量剩余尾气一起进入分离装置，在陶瓷膜表面形成高速冲刷(错流过滤速度为0.3-0.4m/s)，以减少活性污泥在膜表面的沉积。
[0028] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，由于采用在
正压力下运行，通过调整尾气排放装置的排放压力，实现在较低装置高度下，模拟较高
水头压力下的运行效果，有效降低了设备高度，在较低的装置高度下，可达到深井曝气的效果，为好氧曝气装置的小型化、标准化提供了条件。
[0029] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，通过压力曝气、多级曝气等方式，可将氧的有效利用率提高20-24％以上，远高于常规好氧反应器的氧利用率。
[0030] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，可在0.1-0.2MPa的压力范围内运行，通过调整尾气排放压力，稳定装置的排放压力，实现在设备总尺寸不变的前提下，针对不同有机污染物浓度污水的相同出水效果。提高了设备的通用性。
[0031] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，由于出水通过泥水强制分离，活性污泥不会被出水带走，污泥通过回流泥管道二13回到反应罐5内，通过调整排泥频率，可将装置的反应罐5内MLSS指标控制在6-10g/L的范围内运行，实现在设备总尺寸不变的前提下，针对不同有机污染物浓度污水的相同出水效果，提高了设备的通用性。
[0032] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，可通过调整压力曝气生物反应装置的搭配级数，来分别匹配不同进水有机污染物浓度污水的处理。提高了设备的通用性。
[0033] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的气水比，一般控制气水体积比在8:1-16:1范围内。
[0034] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，根据进水有机污染物浓度和负荷，调整不同的泥水比，一般控制回流泥与水体积比在1:4-1:8范围内。
[0035] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，泥水强制分离装置采用孔径分布在0.05-0.1μm的无机陶瓷膜进行泥水分离。
[0036] 本发明组合式压力曝气好氧反应装置，泥水分离的同时，反应器液面以上的大量剩余尾气一起进入分离装置，在泥水强制分离装置陶瓷膜表面形成高速冲刷(错流过滤速度0.3-0.4m/s)，以减少活性污泥在膜表面的沉积
[0037] 实际案列：某化工厂乙
醛车间生产废水压力曝气好氧处理:
[0038] 某化工厂乙醛车间生产废水，排放污水污染物指标为CODcr：2000-3500mg/L、乙醛0.08％、乙酸0.15％、丁烯醛0.02％。
[0039] 本发明装置在0.2MPa的运行条件下，与原有常规好氧生化池相比，有机物降解速率平均提高4倍。在进水CODcr指标在2000-3500mg/L不定时变化的条件下，经处理后出水CODcr平均浓度稳定保持在100mg/L以下，氧利用率稳定保持在22％-30％，动力效率2.5-4.0kgO2/(kW.h)。
[0040] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
