[发明专利]一种采用泵型叶轮表曝机的氧化沟

说明书

本发明公开了一种采用泵型叶轮表曝机的氧化沟，包括廊道和隔墙，所述隔墙为相邻廊道共用的墙壁，还包括导流通道，所述导流通道上设有一个向上的圆形的出水孔，还包括所述出水孔上方设有的一个竖直放置的泵型叶轮曝气机，所述泵型叶轮曝气机属于表曝机，包括电机、与电机输出端连接的叶轮。本发明使得氧化沟在原有性能基本不变的前提下，能够显著提高曝气的动力效率，避免额外加装推流设备浪费电能，且采用了能效较好的泵型叶轮曝气机，运行维护成本相对较低。

技术领域

本发明污水处理领域，具体涉及一种采用泵型叶轮表曝机的氧化沟。

背景技术

氧化沟工艺是目前城市污水处理应用最为广泛的工艺之一，该工艺可以高效实现脱氮、除磷、去除BOD等功能。例如常见的Carrousel氧化沟工艺采用多廊道布置的方式，污水在廊道内循环，该工艺既有推流反应器出水水质优越的优点，也具有完全混合反应器运行稳定的优点，得到了广泛的应用。

曝气设备是氧化沟工艺污水处理厂中的关键设备，也是污水处理工艺中的高能耗设备，Carrousel氧化沟曝气能耗甚至能够占整个污水处理厂能源消耗的50％～60％以上，因此，降低污水处理的成本，关键在于要选对曝气设备，并且设备处于高效状态。选用高效低耗的曝气设备可以提高曝气充氧能力，更重要的是可以节约能源并降低污水处理的成本。目前应用于Carrousel氧化沟的曝气装置主要有平板型叶轮表曝机、倒伞型叶轮表曝机、曝气转刷、曝气转碟、鼓风曝气。各种曝气方式的动力效率和能效比值见表。

曝气设备一览表(单位kgO₂/kWh)

常用的曝气设备中，鼓风机(微孔)曝气具有最高的动力效率和能效比值，但是鼓风机微孔曝气需要配置鼓风机、空气管路和扩散器等设备，而且为了获得高的效率，扩散器孔径需要很小(微米尺度)，扩散器数量多、阻力大，且扩散器位于池底，检修不方便。污水中的钙镁积垢还容易堵塞微孔，削弱了膜片式曝气头的弹性(刚性材料制作的扩散器更加容易堵塞，而且常常需要空气净化措施)，随着日积月累污垢物的堵塞，这种阻力也将逐渐增大，理论动力效率及能效比值均会逐年下降。

表曝装置相对简单，且位于池表检修方便，但表曝装置曝气的动力效率都偏低，横轴表曝机(转刷、转碟)理论最大动力效率一般不超过2.0kgO₂/kWh，此外，转刷表曝机最大有效水深不宜超过3.50米，转碟表曝机材质为非金属，其三角形楔形凸块在泥水混合介质中工作时极易被磨损，曝气性能也会逐年衰减，动力效率逐渐降低。而竖轴表曝机(平板叶轮、泵型叶轮、倒伞叶轮)理论最大动力效率高于横轴表曝机，平板叶轮表曝机理论最大动力效率可以达到2.70kgO₂/kWh，而泵型叶轮表曝设备理论最大动力效率达到2.90kgO₂/kWh以上，且具有较好的提升污水效果。但竖轴表曝机在曝气的时候水流向周边辐射，定向推进效果较弱，而且存在明显的短流现象，导致其动力效率也较低。为了达到克服短流的影响，一般对池深度和形状有要求，即池深度较浅而且池形状为圆形，以保障在曝气的时候全池形成环流。

采用竖轴表曝机曝气的时候，不可能将反应池做成圆形而且将池的深度做的很浅，这样不可避免导致曝气效率降低。为了尽量改善效果，目前氧化沟工艺都是将竖轴表曝机布置在氧化沟廊道的转弯处，这样在曝气的同时可以获得一定的定向推流效果，以获得尽可能的高效。即使如此，由于在曝气的时候，水流在曝气区域形成紊流，供氧也非常不均匀，这些都会导致效率降低。而且，这种方式布置定向推流效果一般，通常仍必须设置若干水下推进器以维持氧化沟内的流速，增加了能耗。改善氧化沟工艺竖轴表曝机的曝气效率对于节能降耗具有重要意义。

发明内容

为了解决以上问题，节能增效，本发明提出一种采用泵型叶轮表曝设备的氧化沟方案，采用以下技术方案来实现：