專利名稱：一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在污水好氧生物處理過程中，具有高的氧溶解速度和氧濃度的富氧曝氣工藝能夠加快微生物的代謝并提高微生物的數(shù)量(污泥的濃度)，進(jìn)而提高反應(yīng)速率并提高污水處理效率。對于富氧曝氣工藝而言，富氧曝氣的制氧方式以及曝氣設(shè)備的設(shè)計是關(guān)鍵，其直接關(guān)系到制氧成本以及污水處理效果?，F(xiàn)有工業(yè)化制氧技術(shù)主要包括有兩種，即深冷空氣分離制氧和變壓吸附制氧(變壓吸附法和真空變壓吸附法)，其中，深冷空氣分離制氧適用于氧氣純度高且規(guī)模大的制氧工藝，變壓吸附制氧適用于中小規(guī)模且氧氣純度要求不高(90-95%)的制氧工藝；相對于深冷空氣分離制氧而言，變壓吸附制氧具有投資小且能耗低的優(yōu)點。另外，富氧曝氣設(shè)備的類型包括有大中氣泡型富氧曝氣設(shè)備和小氣泡型富氧曝氣設(shè)備，其中，大中氣泡型富氧曝氣設(shè)備主要包括固定單螺旋、固定雙螺旋、固定三螺旋、水下葉輪、盆型、金山一型、射流曝氣等方式，小氣泡型富氧曝氣設(shè)備主要包括微孔曝氣設(shè)備。對于微孔曝氣設(shè)備而言，由于小氣泡的氣泡比表面積大，因而其曝氣性能最好?，F(xiàn)有技術(shù)中存在形式各樣的富氧曝氣設(shè)備，然而，現(xiàn)有的富氧曝氣設(shè)備普遍存在成本高、節(jié)能環(huán)保效果較差且智能化控制較差的缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，該現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)能夠有效地降低成本且能夠進(jìn)行智能化控制，節(jié)能環(huán)保效果較好。為達(dá)到上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，包括有通過輸氣管道依次連接的空氣壓縮單元、空氣分離單元、氣流分配裝置以及輸氧氣墊，空氣分離單元包括有內(nèi)部填裝有脫水劑和氧氮分離吸附劑的填料罐，填料罐的進(jìn)氣口通過輸氣管道與空氣壓縮單元的出氣口連通，填料罐的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置的進(jìn)氣口連通，輸氧氣墊包括有裝設(shè)于污水處理池底部的固定架以及裝設(shè)于固定架的微氣泡曝氣軟管，氣流分配裝置的出氣口通過輸氣管道與微氣泡曝氣軟管連通；該現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)還包括有計量監(jiān)控裝置和排空單元，計量監(jiān)控裝置包括有計量裝置以及與計量裝置電連接且用于監(jiān)控污水中即時的溶解氧濃度的溶氧儀監(jiān)控裝置，計量裝置與空氣壓縮單元電連接，排空單元包括有與填料罐的內(nèi)部連通的排氣管道以及裝設(shè)于排氣管道的切換閥。其中，所述填料罐與所述氣流分配裝置之間裝設(shè)有氧氣緩沖罐，氧氣緩沖罐的進(jìn)氣口通過輸氣管道與填料罐的出氣口連通，氧氣緩沖罐的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置的進(jìn)氣口連通。其中，所述氧氣緩沖罐與所述氣流分配裝置之間裝設(shè)有氧氣壓縮單元，氧氣壓縮單元的進(jìn)氣口通過輸氣管道與氧氣緩沖罐的出氣口連通，氧氣壓縮單元的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置的進(jìn)氣口連通；所述排空單元還包括有裝設(shè)于所述排氣管道的真空栗。其中，所述切換閥為氣動閥門。其中，所述固定架為不銹鋼架。本實用新型的有益效果為:本實用新型所述的一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，其包括有空氣壓縮單元、空氣分離單元、氣流分配裝置、輸氧氣墊、計量監(jiān)控裝置以及排氣單元，空氣分離單元包括有內(nèi)部填裝有脫水劑和氧氮分離吸附劑的填料罐，輸氧氣墊包括有固定架和微氣泡曝氣軟管，計量監(jiān)控裝置包括有計量裝置和溶氧儀監(jiān)控裝置，計量裝置與空氣壓縮單元電連接，排空單元包括有排氣管道以及裝設(shè)于排氣管道的切換閥；工作時，經(jīng)空氣壓縮單元增壓處理后的空氣進(jìn)入至填料罐內(nèi)，脫水劑和氧氮分離吸附劑對空氣進(jìn)行脫水和氧氮分離處理，經(jīng)處理后的富氧空氣依次經(jīng)由氣流分配裝置和微氣泡曝氣軟管排入至污水中，其中，氣流分配裝置主要用于將單股氣流分配成多股氣流；另外，溶氧儀監(jiān)控裝置監(jiān)控污水中的溶解氧濃度并將溶解氧濃度信號反饋傳輸至計量裝置，計量裝置通過比對所設(shè)定的氧氣量值來調(diào)節(jié)空氣壓縮單元的運行負(fù)荷以適應(yīng)污水處理的需要，采用該智能化控制結(jié)構(gòu)能夠有效地降低運行能耗，排氣單元用于實現(xiàn)脫水劑和氧氮分離吸附劑再生并實現(xiàn)循環(huán)利用。綜合上述情況可知，本實用新型采用由空氣壓縮單元和空氣分離單元所組成的變壓吸附制氧結(jié)構(gòu)以及由氣流分配裝置和輸氧氣墊所組成的小氣泡型富氧曝氣設(shè)備來對污水進(jìn)行處理，成本低且能耗??；故而，本實用新型具有成本低、能耗小、節(jié)能環(huán)保效果好且智能化控制程度高的優(yōu)點。

下面利用附圖來對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但是附圖中的實施例不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1和圖2包括有:I—空氣壓縮單元 2—空氣分離單元21—填料罐3—氣流分配裝置4——輸氧氣墊5——計量監(jiān)控裝置6——排氣單元61——排氣管道62-切換閥63-真空泵7—氧氣緩沖罐8—氧氣壓縮單元。
具體實施方式下面結(jié)合具體的實施方式來對本實用新型進(jìn)行說明。[0025]實施例一，如圖1所示，一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，包括有通過輸氣管道依次連接的空氣壓縮單元1、空氣分離單元2、氣流分配裝置3以及輸氧氣墊4，空氣分離單元2包括有內(nèi)部填裝有脫水劑和氧氮分離吸附劑的填料罐21，填料罐21的進(jìn)氣口通過輸氣管道與空氣壓縮單元I的出氣口連通，填料罐21的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置3的進(jìn)氣口連通，輸氧氣墊4包括有裝設(shè)于污水處理池底部的固定架以及裝設(shè)于固定架的微氣泡曝氣軟管，氣流分配裝置3的出氣口通過輸氣管道與微氣泡曝氣軟管連通；該現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)還包括有計量監(jiān)控裝置5和排空單元6，計量監(jiān)控裝置5包括有計量裝置以及與計量裝置電連接且用于監(jiān)控污水中即時的溶解氧濃度的溶氧儀監(jiān)控裝置，計量裝置與空氣壓縮單元I電連接，排空單元6包括有與填料罐21的內(nèi)部連通的排氣管道61以及裝設(shè)于排氣管道61的切換閥62。需進(jìn)一步解釋，本實施例一的現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)所采用的切換閥62為氣動閥門，氣動閥門能夠有效地實現(xiàn)氣動自動化控制，進(jìn)而提高該現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)的自動化程度以及操控的便利性；另外，本實施例一的現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)所采用的固定架為不銹鋼架，不銹鋼架防銹防腐蝕性能好且能夠長時間地使用于污水中。本實施例一的微氣泡曝氣軟管是由一種具有優(yōu)良彈性和耐久性的特種橡膠材料制成，在微氣泡曝氣軟管的管壁上均勻分布微細(xì)的微孔。該微孔只在特定的內(nèi)壓下打開，微孔開啟并產(chǎn)生微氣泡；當(dāng)系統(tǒng)停止運行時，內(nèi)壓消失，微孔自行關(guān)閉，從而有效地防止污水進(jìn)入管內(nèi)，其功能相當(dāng)于單向閥。另外，本實施例一的現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)的空氣壓縮單元I主要包括空氣增壓機(jī)，空氣增壓機(jī)、計量裝置以及溶氧儀監(jiān)控裝置依次電連接；在本實施例一實現(xiàn)智能化控制的過程中，溶氧儀監(jiān)控裝置監(jiān)控污水中的溶解氧濃度并將溶解氧濃度信號反饋傳輸至計量裝置，計量裝置通過比對所設(shè)定的氧氣量值來調(diào)節(jié)空氣增壓機(jī)的運行負(fù)荷以適應(yīng)污水處理的需要，當(dāng)污水中的溶解氧濃度偏低時，計量裝置控制空氣增壓機(jī)增大運行負(fù)荷并增加氧氣量值，進(jìn)而使得氧氣量值與計量裝置所設(shè)定的氧氣量值匹配；當(dāng)污水中的溶解氧濃度偏高時，計量裝置控制空氣增壓機(jī)降低運行負(fù)荷并增加氧氣量值，進(jìn)而使得氧氣量值與計量裝置所設(shè)定的氧氣量值匹配；本實施例一的現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)采用上述智能化控制結(jié)構(gòu)能夠優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并能夠有效地降低運行能耗。本實施例一的現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)適用于變壓吸附法制氧，本實施例一所采用的填料罐21為壓力容器；對于變壓吸附法制氧而言，空氣增壓機(jī)對空氣的增壓值需達(dá)到3-6個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值，其中，以4.5-5.5個大氣壓值為最佳；另外，本實施例一的填料罐21內(nèi)部所填裝的氧氮分離吸附劑可以為CaA、CaX、NaLSX、CaLSX, LiLSX等吸附劑，脫水劑可以為氧化鋁、13X等。在本實施例一工作過程中，經(jīng)空氣壓縮單元I增壓處理后的空氣進(jìn)入至填料罐21內(nèi)，脫水劑和氧氮分離吸附劑對空氣進(jìn)行脫水和氧氮分離處理，經(jīng)處理后的富氧空氣依次經(jīng)由氣流分配裝置3和微氣泡曝氣軟管排入至污水中，其中，氣流分配裝置3主要用于將單股氣流分配成多股氣流，排空單元6用于實現(xiàn)脫水劑和氧氮分離吸附劑再生并實現(xiàn)循環(huán)利用；需進(jìn)一步解釋，對于變壓吸附法制氧而言，使用者只需打開切換閥62即可降低填料罐21的內(nèi)部壓強(qiáng)，脫水劑和氧氮分離吸附劑再生并實現(xiàn)循環(huán)利用。[0031]綜合上述情況可知，本實用新型采用由空氣壓縮單元I和空氣分離單元2所組成的變壓吸附制氧結(jié)構(gòu)以及由氣流分配裝置3和輸氧氣墊4所組成的小氣泡型富氧曝氣設(shè)備來對污水進(jìn)行處理，成本低且能耗??；故而，本實用新型具有成本低、能耗小、節(jié)能環(huán)保效果好且智能化控制程度高的優(yōu)點。進(jìn)一步的，填料罐21與氣流分配裝置3之間裝設(shè)有氧氣緩沖罐7，氧氣緩沖罐7的進(jìn)氣口通過輸氣管道與填料罐21的出氣口連通，氧氣緩沖罐7的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置3的進(jìn)氣口連通；作為一個富氧空氣儲存的容器，氧氣緩沖罐7具有兩個方面的作用，即一方面存儲富氧空氣并暫時存儲產(chǎn)生多余的富氧空氣，另一方面可以起到吸附劑再生時再生氣的存儲罐的作用。實施例二，如圖2所示，本實施例二與實施例一的區(qū)別在于:氧氣緩沖罐7與氣流分配裝置3之間裝設(shè)有氧氣壓縮單元8，氧氣壓縮單元8的進(jìn)氣口通過輸氣管道與氧氣緩沖罐7的出氣口連通，氧氣壓縮單元8的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置3的進(jìn)氣口連通；排空單元6還包括有裝設(shè)于排氣管道61的真空泵63。本實施例二的現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)適用于真空變壓吸附法制氧，本實施例二所采用的填料罐21為常壓容器，操作非常安全；對于真空變壓吸附法制氧而言，空氣增壓機(jī)對空氣的增壓值需達(dá)到25-60kpa，其中，以35-50kpa為最佳；氧氣緩沖罐7還具有緩沖氧氣壓縮單元8出氣口的氣流波動的作用。其中，本實施例二的氧氣壓縮單元8主要對富氧空氣進(jìn)行增壓處理，即把富氧空氣壓縮到后面曝氣所需要的壓力，一般需壓縮到2-4個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，其中，以3-3.5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為最佳。排氣時，真空泵63抽真空并降低填料罐21內(nèi)部的壓強(qiáng)，其中解吸壓力需達(dá)到-25至_80kpa,其中,以-40至_60kpa為最佳。本實施例二通過利用真空變壓吸附制氧結(jié)構(gòu)與小氣泡型富氧曝氣設(shè)備相結(jié)合的方式來對污水進(jìn)行處理，該方式能夠大大減少增壓的空氣量，大約只需要增壓常規(guī)空氣曝氣10%左右的氣體；故而，本實施例二在提高曝氣效率的同時，還降低增壓需要的能耗。以上內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，其特征在于:包括有通過輸氣管道依次連接的空氣壓縮單元(I)、空氣分離單元(2)、氣流分配裝置(3)以及輸氧氣墊(4)，空氣分離單元(2 )包括有內(nèi)部填裝有脫水劑和氧氮分離吸附劑的填料罐(21)，填料罐(21)的進(jìn)氣口通過輸氣管道與空氣壓縮單元(I)的出氣口連通，填料罐(21)的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置(3)的進(jìn)氣口連通，輸氧氣墊(4)包括有裝設(shè)于污水處理池底部的固定架以及裝設(shè)于固定架的微氣泡曝氣軟管，氣流分配裝置(3)的出氣口通過輸氣管道與微氣泡曝氣軟管連通；該現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)還包括有計量監(jiān)控裝置(5)和排空單元(6)，計量監(jiān)控裝置(5 )包括有計量裝置以及與計量裝置電連接且用于監(jiān)控污水中即時的溶解氧濃度的溶氧儀監(jiān)控裝置，計量裝置與空氣壓縮單元(I)電連接，排空單元(6)包括有與填料罐(21)的內(nèi)部連通的排氣管道(61)以及裝設(shè)于排氣管道(61)的切換閥(62)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，其特征在于:所述填料罐(21)與所述氣流分配裝置(3)之間裝設(shè)有氧氣緩沖罐(7)，氧氣緩沖罐(7)的進(jìn)氣口通過輸氣管道與填料罐(21)的出氣口連通，氧氣緩沖罐(7)的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置(3)的進(jìn)氣口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，其特征在于:所述氧氣緩沖罐(7)與所述氣流分配裝置(3)之間裝設(shè)有氧氣壓縮單元(8)，氧氣壓縮單元(8)的進(jìn)氣口通過輸氣管道與氧氣緩沖罐(7)的出氣口連通，氧氣壓縮單元(8)的出氣口通過輸氣管道與氣流分配裝置(3)的進(jìn)氣口連通；所述排空單元(6)還包括有裝設(shè)于所述排氣管道(61)的真空泵(63)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，其特征在于:所述切換閥(62)為氣動閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，其特征在于:所述固定架為不銹鋼架。
專利摘要本實用新型公開了一種現(xiàn)場制氧的微氣泡富氧曝氣系統(tǒng)，其包括空氣壓縮單元、空氣分離單元、氣流分配裝置、輸氧氣墊、計量監(jiān)控裝置以及排氣單元，空氣分離單元包括填料罐，輸氧氣墊包括固定架和微氣泡曝氣軟管，計量監(jiān)控裝置包括計量裝置和溶氧儀監(jiān)控裝置，排空單元包括有排氣管道和切換閥；經(jīng)空氣壓縮單元增壓處理后的空氣進(jìn)入至填料罐內(nèi)，脫水劑和氧氮分離吸附劑對空氣進(jìn)行脫水和氧氮分離處理，經(jīng)處理后的富氧空氣依次經(jīng)由氣流分配裝置和微氣泡曝氣軟管排入至污水中，計量監(jiān)控裝置實現(xiàn)智能化控制并降低運行能耗，排氣單元用于實現(xiàn)脫水劑和氧氮分離吸附劑再生。本實用新型具有成本低、能耗小、節(jié)能環(huán)保效果好且智能化控制程度高的優(yōu)點。
文檔編號C02F3/02GK203033819SQ20122070740
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者劉煜平, 徐勇軍, 李世剛, 陳賀添, 溫國強(qiáng), 賀雄, 吳兆鋒, 李翠丹, 劉治猛 申請人:東莞理工學(xué)院