微纳米气泡曝气的好氧池

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种微纳米气泡曝气的好氧池。

背景技术

生化系统是一种通过微生物代谢降解有机物质的技术，被广泛应用于污水处理和工业废水处理。它通过好氧和厌氧微生物在生化反应池内代谢降解有机物质，将废水中的有机物质转化为无机物质，达到净化水质的目的。在一个工业废水处理的经典的生化系统中，通常由厌氧池、缺氧池以及好氧池组成。

好氧池是一个高氧环境，适合好氧微生物生长。在这个环境中，污水中的有机物质通过好氧呼吸反应被微生物转化为水和二氧化碳等物质。这个反应过程称为好氧分解，具体方程式为：NH

亚硝化反应：NH

硝化反应：NO

总的来说，生化系统是一种高效、稳定的污水处理技术，可以实现多种污染物的去除(比如去除磷、氮、COD和油脂等)。好氧池作为生化系统的关键，目前通常使用气体鼓泡式曝气系统来处理污水。

然而，目前所使用的气体鼓泡式曝气系统存在很多问题。比如：曝气管道中的气泡由于沉积和聚集可能会导致管道堵塞，影响氧气供应；曝气管道中气泡的分布可能不均匀，导致某些区域氧气供应不足；气泡过大可能会导致不必要的能量消耗，从而增加运营成本，气泡过小则会导致气泡上升速度过慢，影响氧气的扩散效果。这些问题可能会对生化系统产生不良影响，例如：氧气不足或分布不均匀可能会导致好氧微生物代谢速率下降，从而降低有机物去除率。另外，氧气不足会导致好氧微生物进行厌氧代谢，产生氨氮，若长时间氧气供应不足，则氨氮积累可能导致水质恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微纳米气泡曝气的好氧池，以解决现有技术中存在的气泡沉积和聚集导致曝气管道堵塞，气泡分布不均匀导致某些区域氧气供应不足，气泡过大导致运营成本增加以及气泡过小影响氧气的扩散效果等其中的一个或多个问题。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种微纳米气泡曝气的好氧池，包括池体、设置在所述池体外部的供液装置、设置在所述池体外部的供气装置以及设置在所述池体内部的至少一个微纳气泡曝气装置；所述供液装置配置为向所述池体内输送待处理液体；所述供气装置配置为向所述微纳气泡曝气装置输送气体；所述微纳气泡曝气装置配置为将所述气体以微纳米气泡的形式输送至所述池体中以与所述待处理液体进行曝气反应。

可选的，所述微纳气泡曝气装置设置在所述池体的底部。

可选的，所述微纳气泡曝气装置包括与所述供气装置的出气口连通的气体管道，所述气体管道上安装有至少一个微纳米气泡发生装置。

可选的，所述气体管道横穿所述池体的相对两侧壁，且所述气体管道上间隔安装有若干个所述微纳米气泡发生装置。

可选的，所述微纳米气泡发生装置包括与所述气体管道连接的阀门、与所述阀门连接的射流器以及与所述射流器连接的散流器。

可选的，所述池体中设置有搅拌装置，所述搅拌装置的底部与所述微纳气泡曝气装置的顶部之间具有一预设高度。

可选的，所述池体中连接有pH监测装置和温度监测装置。

可选的，所述供液装置包括与所述池体连通的进液管道以及与所述进液管道连接的加压泵。

可选的，所述池体的外部侧壁连接有出液管道。

可选的，所述池体的内部还设置有鼓风曝气装置，所述鼓风曝气装置设置在所述微纳气泡曝气装置的下方。

与现有技术相比，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池具有以下有益效果：

本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，包括池体、设置在所述池体外部的供液装置、设置在所述池体外部的供气装置以及设置在所述池体内部的至少一个微纳气泡曝气装置；所述供液装置配置为向所述池体内输送待处理液体；所述供气装置配置为向所述微纳气泡曝气装置输送气体；所述微纳气泡曝气装置配置为将所述气体以微纳米气泡的形式输送至所述池体中以与所述待处理液体进行曝气反应。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过供液装置向池体内输送待处理液体以及通过供气装置向微纳气泡曝气装置输送气体，为后续曝气反应奠定了基础。通过在池体内部设置微纳气泡曝气装置，能够将微纳气泡曝气装置中的气体以微纳米气泡的形式输送至池体中以与待处理液体进行曝气反应；而且能够控制微纳米气泡的尺寸和浓度，使微纳米气泡能够均匀地进入待处理液体中，微纳米气泡具有较大的比表面积和较长的停留时间，从而能够提高气体在待处理液体中的传质效率，进而能够提高微纳气泡曝气装置的溶解氧效率。进一步，由于微纳米气泡在待处理液体中停留的时间较长，可以减少气体在曝气过程中的浪费，并能够有效地将微纳气泡曝气装置周围的悬浮物和污泥带走，从而减少微纳气泡曝气装置的堵塞现象。

进一步的，所述微纳气泡曝气装置设置在所述池体的底部。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过将微纳气泡曝气装置设置在池体的底部，能够增强池体内的曝气反应效果。

更进一步的，所述池体中设置有搅拌装置，所述搅拌装置的底部与所述微纳气泡曝气装置的顶部之间具有一预设高度。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过设置搅拌装置，使得产生的微纳米气泡能够与池体内的待处理液体均匀地混合；而且在搅拌装置的底部与微纳气泡曝气装置的顶部之间具有一预设高度，能够避免搅拌装置与微纳气泡曝气装置之间发生碰撞而造成设备损坏。

又进一步的，所述池体中连接有pH监测装置和温度监测装置。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过设置的pH监测装置，能够监测池体内的pH值；通过设置的温度监测装置，能够监测池体内的温度。

再进一步的，所述池体的内部还设置有鼓风曝气装置，所述鼓风曝气装置设置在所述微纳气泡曝气装置的下方。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过在微纳气泡曝气装置的下方增设鼓风曝气装置，能够产生大气泡来推动池体内的泥水混合，从而能够进一步增强池体内的曝气反应效果。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种微纳米气泡曝气的好氧池的截面示意图；

图2为本发明实施例一提供的微纳米气泡发生装置的截面示意图；

图3为本发明实施例二提供的另一种微纳米气泡曝气的好氧池的结构示意图；

附图标记说明如下：

10-池体，20-供液装置，201-进液管道，202-加压泵，30-供气装置，40-微纳气泡曝气装置，401-气体管道，4011-截止阀，402-微纳米气泡发生装置，4021-阀门，4022-射流器，4023-散流器，50-搅拌装置，60-pH监测装置，70-温度监测装置，80-出液管道，90-鼓风曝气装置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的微纳米气泡曝气的好氧池作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本发明所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。

实施例一

本实施例提供了一种微纳米气泡曝气的好氧池。具体地，请参见图1-图2，图1为本实施例提供的一种微纳米气泡曝气的好氧池的截面示意图；图2为本实施例提供的微纳米气泡发生装置的截面示意图。从图1-图2可以看出，所述微纳米气泡曝气的好氧池，包括池体10、设置在所述池体10外部的供液装置20、设置在所述池体10外部的供气装置30以及设置在所述池体10内部的至少一个微纳气泡曝气装置40。所述供液装置20配置为向所述池体10内输送待处理液体。所述供气装置30配置为向所述微纳气泡曝气装置40输送气体。所述微纳气泡曝气装置40配置为将所述气体以微纳米气泡的形式输送至所述池体10中以与所述待处理液体进行曝气反应。

由此，本实施例提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过供液装置20向池体10内输送待处理液体以及通过供气装置30向微纳气泡曝气装置40输送气体，为后续曝气反应奠定了基础。通过在池体10内部设置微纳气泡曝气装置40，能够将微纳气泡曝气装置40中的气体以微纳米气泡的形式输送至池体10中以与待处理液体进行曝气反应；而且能够控制微纳米气泡的尺寸和浓度，使微纳米气泡能够均匀地进入待处理液体中，微纳米气泡具有较大的比表面积和较长的停留时间，从而能够提高气体在待处理液体中的传质效率，进而能够提高微纳气泡曝气装置40的溶解氧效率。

进一步的，由于微纳米气泡在待处理液体中停留的时间较长，可以减少气体在曝气过程中的浪费，并能够有效地将微纳气泡曝气装置40周围的悬浮物和污泥带走，从而减少微纳气泡曝气装置40的堵塞现象。

需要说明的是，所述气体包括但不限于氧气、空气和臭氧，可以根据实际应用情形来选择。

较佳地，所述微纳气泡曝气装置40设置在所述池体10的底部。由此，通过将微纳气泡曝气装置40设置在池体10的底部，能够增强池体10内的曝气反应效果。

需要说明的是，本发明实施例对所述微纳气泡曝气装置40的具体设置位置并不作过多的限定，只需位于池体10的中下部即可。

优选的，所述微纳气泡曝气装置40包括与所述供气装置30的出气口连通的气体管道401，所述气体管道401上安装有至少一个微纳米气泡发生装置402。通过将供气装置30的出气口与微纳气泡曝气装置40的气体管道401连通，能够使气体先进入气体管道401，再通过气体管道401上安装的微纳米气泡发生装置402，将气体管道401内的气体从微纳米气泡发生装置402输送至池体10中。

进一步的，所述气体管道401横穿所述池体10的相对两侧壁，且所述气体管道401上间隔安装有若干个所述微纳米气泡发生装置402。由此，通过将气体管道401横穿池体10的相对两侧壁，为气体管道401上安装的微纳米气泡发生装置402能够在池体10中均匀分布奠定了基础；通过在气体管道401上间隔安装若干个所述微纳米气泡发生装置402，使得微纳米气泡发生装置402产生的微纳米气泡能够在池体10中均匀分布，从而能够提高待处理液体中的溶解氧浓度。

具体地，气体管道401从池体10的左侧壁贯穿至右侧壁。例如，在气体管道401的左端设置截止阀4011，气体管道401的右端穿过池体10的右侧壁与池体10外部的供气装置30连接，且气体管道401上均匀安装多个(例如是4个)微纳米气泡发生装置402。

需要说明的是，本发明对气体管道401与池体10的连接位置以及微纳米气泡发生装置402在气体管道401上的分布位置和安装数量并不作过多的限定。示例性地，在其中一些实施方式中，气体管道401可以连接在池体10侧壁的对角位置，且气体管道401上可以非均匀的安装6个微纳米气泡发生装置402。

优选的，所述微纳米气泡发生装置402包括与所述气体管道401连接的阀门4021、与所述阀门4021连接的射流器4022以及与所述射流器4022连接的散流器4023。由此，气体管道401中的气体通过阀门4021时，在射流器4022的作用下，能够高速喷射进入散流器4023，接着从散流器4023进入待处理液体中形成微纳米气泡。

需要说明的是，所述射流器4022需要调节射流速度、气体流量、气液比率、射流器4022口径和气体压力等参数。示例性地，在其中一些实施方式中，射流速度的范围为1L/h至50L/h，气体流量的范围为0.1L/min至10L/min，液体流量的范围为0.5L/min至30L/min，气液比率的范围为0.1:1至2:1，射流器4022口径的范围为1mm至5mm，气体压力的范围为0.1bar至2bar，液体压力的范围为0.2bar至4bar。为了更准确的估算微纳米气泡的产生情况以及射流器4022的性能，可以利用下式(1)和式(2)进行计算评价：

微纳米气泡产生率＝气体流量×气液比率(1)

平均微纳米气泡尺寸＝k

其中，k

另外，需要说明的是，上述仅是示范性实施方式，本发明对所述微纳米气泡发生装置402的具体构造并不作过多限定。

进一步，所述池体10中设置有搅拌装置50，所述搅拌装置50的底部与所述微纳气泡曝气装置40的顶部之间具有一预设高度。由此，通过设置搅拌装置50，使得产生的微纳米气泡能够与池体10内的待处理液体均匀地混合；而且在搅拌装置50的底部与微纳气泡曝气装置40的顶部之间具有一预设高度，能够避免搅拌装置50与微纳气泡曝气装置40之间发生碰撞而造成设备损坏。

具体地，所述搅拌装置50包括搅拌杆(图中未标示)和搅拌叶片(图中未标示)，搅拌叶片的底部与微纳气泡曝气装置40的顶部之间具有的预设高度范围为10厘米-30厘米。

需要说明的是，本发明对所述预设高度并不作过多的限定，只需使得微纳米气泡与待处理液体均匀混合时搅拌装置50不会碰撞到微纳气泡曝气装置40即可。

优选的，所述池体10中连接有pH监测装置60和温度监测装置70。由此，通过设置的pH监测装置60，能够监测池体10内的pH值；通过设置的温度监测装置70，能够监测池体10内的温度。

具体地，所述pH监测装置60的pH探头和所述温度监测装置70的温度探头位于池体10的侧边，使得搅拌装置50和微纳气泡曝气装置40不容易被碰触到，避免造成设备损坏。

进一步，所述供液装置20包括与所述池体10连通的进液管道201以及与所述进液管道201连接的加压泵202。由此，通过加压泵202将池体10外部的待处理液体经进液管道201输送池体10中，能够提高待处理液体的处理效率。

具体地，所述进液管道201连接在所述池体10的外部侧壁。

优选的，所述池体10的外部侧壁连接有出液管道80。由此，池体10中的待处理液体经反应完成后可以从出液管道80输送至下一节处理单元。

另外，需要说明的是，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池运行过程中，工作人员应当通过水质检测装置和取样检测以及现场观察来对微纳气泡曝气装置40进行调整。具体地，通过监测待处理液体的水质参数(包括但不限于COD浓度、BOD浓度和NH

实施例二

本实施例提供了另一种微纳米气泡曝气的好氧池。具体地，请参见图3，图3为本实施例提供的另一种微纳米气泡曝气的好氧池的结构示意图。从图3可以看出，与实施例一不同的是，本实施例提供的微纳米气泡曝气的好氧池的池体10的内部还设置有鼓风曝气装置90，所述鼓风曝气装置90设置在所述微纳气泡曝气装置40的下方。由此，本实施例提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过在微纳气泡曝气装置40的下方增设鼓风曝气装置90，能够产生大气泡来推动池体10内的泥水混合，从而能够进一步增强池体10内的曝气反应效果。

需要说明的是，本发明实施例中所述鼓风曝气装置90还可以替换成机械曝气装置等常见的曝气装置。

为了更便于理解本发明，示例性地，对规模为5万吨/天的污水处理厂处理污水时，在池体10中增设本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池中的微纳气泡曝气装置40进行说明。

池体10的体积约为3000m

增设多个微纳气泡曝气装置40后，好氧池的出水COD浓度从260mg/L降低到240mg/L，出水NH

为了更便于理解本发明，示例性地，对某生活污水处理厂采用传统好氧池-沉淀池工艺处理污水时，在池体10中增设本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池中的微纳气泡曝气装置40进行说明。

好氧池处理量约为5万吨/天，池体10的体积约为2000m

增设微纳气泡曝气装置40后，好氧池的出水COD的平均浓度从原来的90mg/L降至70mg/L，出水NH

为了更便于理解本发明，示例性地，对某钢厂生化处理冷轧废水时，在池体10中增设本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池中的微纳气泡曝气装置40进行说明。

该钢厂的冷轧废水排放量约为60m

增设微纳气泡曝气装置40后，当小部分其他废水混合冷轧废水进入生化系统时，出水COD浓度仍然能保持在80mg/L左右，出水NH

综上所述，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，具有如下优点：本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，包括池体、设置在所述池体外部的供液装置、设置在所述池体外部的供气装置以及设置在所述池体内部的至少一个微纳气泡曝气装置；所述供液装置配置为向所述池体内输送待处理液体；所述供气装置配置为向所述微纳气泡曝气装置输送气体；所述微纳气泡曝气装置配置为将所述气体以微纳米气泡的形式输送至所述池体中以与所述待处理液体进行曝气反应。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过供液装置向池体内输送待处理液体以及通过供气装置向微纳气泡曝气装置输送气体，为后续曝气反应奠定了基础。通过在池体内部设置微纳气泡曝气装置，能够将微纳气泡曝气装置中的气体以微纳米气泡的形式输送至池体中以与待处理液体进行曝气反应；而且能够控制微纳米气泡的尺寸和浓度，使微纳米气泡能够均匀地进入待处理液体中，微纳米气泡具有较大的比表面积和较长的停留时间，从而能够提高气体在待处理液体中的传质效率，进而能够提高微纳气泡曝气装置的溶解氧效率。进一步，由于微纳米气泡在待处理液体中停留的时间较长，可以减少气体在曝气过程中的浪费，并能够有效地将微纳气泡曝气装置周围的悬浮物和污泥带走，从而减少微纳气泡曝气装置的堵塞现象。

进一步的，所述微纳气泡曝气装置设置在所述池体的底部。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过将微纳气泡曝气装置设置在池体的底部，能够增强池体内的曝气反应效果。

更进一步的，所述池体中设置有搅拌装置，所述搅拌装置的底部与所述微纳气泡曝气装置的顶部之间具有一预设高度。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过设置搅拌装置，使得产生的微纳米气泡能够与池体内的待处理液体均匀地混合；而且在搅拌装置的底部与微纳气泡曝气装置的顶部之间具有一预设高度，能够避免搅拌装置与微纳气泡曝气装置之间发生碰撞而造成设备损坏。

又进一步的，所述池体中连接有pH监测装置和温度监测装置。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过设置的pH监测装置，能够监测池体内的pH值；通过设置的温度监测装置，能够监测池体内的温度。

再进一步的，所述池体的内部还设置有鼓风曝气装置，所述鼓风曝气装置设置在所述微纳气泡曝气装置的下方。由此，本发明提供的微纳米气泡曝气的好氧池，通过在微纳气泡曝气装置的下方增设鼓风曝气装置，能够产生大气泡来推动池体内的泥水混合，从而能够进一步增强池体内的曝气反应效果。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。