[发明专利]高速微涡活性污泥法

说明书

本发明属污水处理技术

好氧曝气是污水处理的最基本方法，无论是城市污水处理，还是工业废水处理都要用这种方法。目前的活性污泥法由于氧的转移率很低，设备体积很大，故此无论基建费用还是运转费用都相当可观。正是由于这样一个原因我国只有少数城市才有污水处理厂，绝大部分城市污水未经处理直接排入受纳水体。严重污染了水环境。

传统的好氧曝气是压缩空气经穿孔管曝气头鼓入曝气池进行曝气，由于气泡尺度很大，氧的利用率很低，一般不足于6%。也就是说有百分之九十多的氧白白浪费掉。为了提高氧的转移率发明了微孔曝气头，压缩空气从微孔鼓出，气泡尺度显著变小，其比表面积大大增加，氧的转移率明显提高。但由于污泥颗粒尺度大，比表面积小，其吸咐有机质和氧的能力差，因此氧的利用并不是很充分;另一方面由于微孔曝气头水力阻力大，因此其能耗仍然比较大。提高氧的转移率的另外一个途径是采用引射曝气，特别是双级引射曝气。其优点：①通过引射器的高扰动气泡尺度非常小;②由于引射水高扰动把污泥绒团剪切成几十个到几百个的小颗粒，其比表面急骤增大，极有利于有机质的吸咐与向细胞内部转移，也有利于氧的利用。这一方面把曝气时间4～6小时，降低为一个小时左右，而且氧的利用率也增加了近一倍。

但这种方法仍存在着一些缺点：活性污泥从引射器出口出来之后污泥颗粒长的过快，比表面急骤减小，严重影响了污泥颗粒对有机质的吸咐和氧的利用率。

鉴于上述各种曝气方法所存在的不足，本发明的目的在于发明一种高速微涡活性污泥法，以提高处理城市污水或工业废水的效率，达到既节能，又节省基建投资的目的。

根据设计，本方法的基本工艺流程为：由引射器流出的气水混合液首先流入曝气池中设置有网格的高流速区，之后再流入设置有网格的低流速区，最后流入沉淀池。

实施上述方法的基本思路是：①利用流动速度较高的水流强烈紊动作用，阻止污泥颗粒长大，使其尽量保持从引射器出口时的尺度，这样使其比表积远远大于现有曝气池中污泥的表面积，极有利活性污泥对有机质的吸附，向细胞内部转移以及活性污泥对氧的吸附;②由于较高水流的强烈紊动与换气作用，一方面阻碍了引射器出口气泡的长大，而且在引射中没有完全被剪切“破碎”的小气泡可以在这阶段和流动过程中进一步被“粉碎”使水流形成含气乳状液这样活性污泥生化过程不仅可以利用溶解氧。而且还可以利用过饱和氧;③由于氧可以得到充分利用，与目前的引射曝气活性污泥法相比，引射器气水比可降低一倍以上，故此可以大幅度降低引射器的能耗;④整个处理厂可以采用一个大型引射器，这不仅能提高引射器效率，而且也大大降低了引射器的加工制造费用;⑤网格有两个作用，之一为使气水混合物均布作用，防止水中气流集中，气泡过快长大;之二有破坏大涡旋作用，在水中形成高比例小涡旋，活性污泥颗粒在离心力作用下向涡旋外面运动，而水中的有机质颗粒尺度越小于污泥颗粒，它们向外运动速度越小于污泥颗粒，这一速度差为污泥颗粒与有机质的碰撞，吸附以及使有机质向污泥颗粒细胞内部转移创造了极好的条件，另外溶解氧在小涡旋中随水流做切向运动，而较大的一些气泡是由涡旋外往内作经向运动，这样就加大了污泥颗粒和气泡的相对运动速度，为活性污泥生化过程吸氧尤其是利用微小气泡中的过饱和氧创造了极好条件：⑥由于活性污泥颗粒与有机质在微涡旋作用下，碰撞吸附速度大幅度增加，这样细胞生化养分供应非常充分，另一方面由于氧气供应的又非常充分，故此细胞活性大大增加，因此有机质向细胞内转移速度也大大增加，故此处理速度也就大大增加;⑦经过高速流动的污水再进入低流速区，在网格作用下造成微涡旋加速污泥絮凝，之后流入沉淀池。

下面结合附图给出本发明的最佳实施例。

附图为引射器。

如图所示，为了减少引射器气相阻力，便于气水混合，本引射器采用轴向进气，进气部分全部敞开，气水混合液从引射器流出后进入曝气池中流速大于或等于0.2米/秒的高流速区，在该区流道首端垂直水流方向设置有几层网眼尺寸≤10厘米的网格，水流在该区流动时间为6分钟左右之后，经过高速流动的污水进入曝气池中流速小于5厘米/秒的低流速区，在该区流道首端垂直水流方向也布设相同的几层网格，水流在该区流动时间不超过35分钟，然后污水进入沉淀池。

实施本发明可使氧的转移率比现行引射曝气法提高一倍以上，电能消耗可节省一倍以上，若与传统曝气方法相比其所用电能仅为其1/4，设备体积仅为其1/4。因此实施本发明不但可大幅度地节能而且还可大幅度地节省基建投资，社会效益和经济效益，都是十分可观的。