污水处理用缺氧池气搅拌装置及搅拌方法与流程

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水处理用缺氧池气搅拌装置及搅拌方法。

背景技术：

目前，国内一体化处理设备中，污水处理生化部分主要分为厌氧池、缺氧池、好氧池，为了使水质更加均匀，防止生化污泥沉积池底，影响处理效果，各种池体均需要进行搅拌。缺氧池的溶解氧含量为0.2-0.5mg/l，在进行污水处理时，通常采用机械搅拌装置和气体搅拌装置对缺氧池内的水进行搅拌，采用机械搅拌装置搅拌时，一般采用潜水搅拌器，但是由于一体化设备池体容积较小，市场上没有匹配的小型的潜水搅拌设备，现有搅拌设备额定功率远高于使用要求，该搅拌装置不仅价格高，额定功率大，而且增加了不必要的电能消耗，运动成本高昂，且水下作业电机故障率高，使用寿命短。采用气搅拌装置进行搅拌时，通过气搅拌管路向水下通气实现对水的搅拌，他的工作原理如下：由于池底液体压力大于池体上部液体的压力，当向池底通气时气体由池底向上运动，气体在向上运动的过程中气泡不断增大或破裂，带动水流流动，从而对池内污水进行搅拌。采用气体搅拌装置进行搅拌时，由于需各池内充入空气，因此虽然可以节约能耗，降低成本，但是极易造成缺氧池中的溶解氧超标，而且，由于气泡竖直上升，只在竖直方向上形成搅拌区，其搅拌方向单一，容易产生搅拌死区，致使污泥与水之间混合不充分，从而导致在进行污水处理时，处理效果不理想。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对现有技术中，采用气搅拌装置对缺氧池进行搅拌时，容易造成缺氧池中的溶解氧超标，而且，气体只能进行竖向搅拌，污泥与水之间混合不充分，从而导致对污水进行处理时，处理效果不理想的问题，提供一种污水处理用缺氧池气搅拌装置及搅拌方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种污水处理用缺氧池气搅拌装置，包括气搅拌管，气搅拌管为封闭管路，气搅拌管管壁上设置有排气孔，当气搅拌管位于工作位时排气孔的开口朝向上方，在排气孔的开口的上方倾斜设置有导向片，导向片的一端与气搅拌管的距离小于另一端与气搅拌管的距离，由排气孔排出的气体被导向片阻挡；

排气孔沿气搅拌管的轴线方向设置在气搅拌管的左半壁和右半壁上，左半壁上的排气孔与右半壁上的排气孔依次相对设置或交错设置，相对设置时，两个排气孔的中心线在气搅拌管的同一个横截面上；交错设置时，左/右半壁上的排气孔与右/左半壁上的两个排气孔的中间位置对应；

排气孔中心线与竖直面的夹角为15°-55°，排气孔的孔径为3-8mm，沿气搅拌管轴线相邻的两个排气孔的间距为100-500mm,左半壁上的排气孔对应的导向片的倾斜方向一致，右半壁上的排气孔对应的导向片的倾斜方向一致且与左半壁上导向片的倾斜方向相反；

气搅拌管包括主管和支管，主管一端封闭，另一端通过进气管与气源相通，支管设置在主管侧面，一端和主管连通，另一端封闭，排气孔设置在支管管壁上，各支管的管中心线位于同一平面内；或者，气搅拌管包括环形管，环形管通过进气管气源相通，环形管的空腔中设置有连通管件，连通管件与环形管连通；

主管上设置开口向下的排泥口一，排泥口一沿主管的长度方向设置，排泥口的开口方向与排气孔的开口方向反向设置且大于排气孔的开口大小；或，主管上设置有排泥口一的位置的横截面呈底部敞口的倒u型；

在气搅拌管的下方管壁上与相邻两个排气孔之间的位置相对应设置有开口向下的排泥口二；

进气管靠近压缩空气气源的一端设置有电磁阀，通过电磁阀控制进气管间歇性开启和关闭,当电磁阀开启时，污泥与水开始混合，当电磁阀关闭后，污泥和水停止混合并分离，污泥和水完全分离时或完全分离前再次开启电磁阀；

一种缺氧池气搅拌方法，使从气搅拌管的出气孔内排出的气体作横向和竖向流动，在横向和竖向两个方向上对污水进行搅拌；

间歇向缺氧池内充气，当污泥和水混合后停止充气，当污泥和水要完全分离前再次充气，反复间歇充气，保持污泥和水处于混合状态；

排气孔的直径为3-8mm，排气孔的中心距为100-500mm，充气压力为排气孔所处水位的水压的1-2.5倍，充气1-5分钟间歇15-30分钟，气搅拌管内的进气量为0.01-0.05m³/㎡*min；

当需要排出气搅拌管内淤泥时，在气搅拌管下方设置排泥口，排泥口的大小大于出气孔的直径，向气搅拌管内充入大于工作气压的压力，使淤泥从位于气搅拌管下方的排泥口排出；排泥口的直径为15-25mm，多个排泥口间隔设置在气搅拌管的下方管壁上或，在每段气搅拌管上沿每段气搅拌管的长度设置呈敞口型的排泥口。

采用本发明提供的污水处理用缺氧池气搅拌装置，由于在气搅拌管上设置了导向片，导向片倾斜设置在排气孔出口的上方，当气体由排气孔排出后，导向片阻挡了气体的上升路径，改变了气体的上升轨迹，在导向片作用下气体产生横向和纵向两个运动方向，横向运动的气体带动水流在一定范围内横向流动，纵向运动的气体带动水流在纵向上流动，这样，在竖向搅拌区之间贯穿了横向搅拌区，横向流动的水流和纵向流动的水流相互交织，将污泥和水充分搅动起来，消除了竖向搅拌区域的死区，增强了污泥和水的搅拌均匀度，提高了污水的处理效果。

采用本发明提供的搅拌方法，对搅拌气体的流动方向作引导，从而产生横向和纵向流动，同时对气搅拌管间歇供气，控制搅拌气体的进气量，从而实现只需要向缺氧池中通入较少的气体就可以实现良好的搅拌效果，解决了因通入气体过量而导致的溶氧量超标问题。

附图说明

图1为本发明污水处理用缺氧池气搅拌装置一实施例俯视状态下的示意图；

图2为图1的a-a向剖视图示意图；

图3为图1的b-b向剖视图示意图；

图4为本发明污水处理用缺氧池气搅拌装置另一实施例俯视图示意图；

图5为本发明实施例结构的轴侧图。

附图标记说明

1、电磁阀；2、进气管；3、缺氧池；4、主管；41、排泥口一；5、支管；51、排气孔；52、排泥口二；6、导向片；7、支撑杆；8、固定架；9、环状管；91、连通管件；11、气搅拌管。

具体实施方式；

下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述：

本发明提供一种污水处理用缺氧池气搅拌装置，如图1-图5所示，包括气搅拌管11、进气管2、电磁阀1以及设置在缺氧池3外部的压缩空气气源（图中没画出），气搅拌管11为封闭管路，一般水平设置在缺氧池3底部，气搅拌管通过进气管2与压缩空气气源连通，电磁阀1设置在进气管2上靠近压缩空气气源的一端，通过电磁阀1控制进气管2的启闭。

气搅拌管两端管口封闭，管壁上设置有多个排气孔，排气孔51的出口竖直向上或倾斜向上，优选倾斜向上，也就说排气孔51设置在气搅拌管的上半部分，以利于气体排出。优选排气孔分设在气搅拌管的左半壁和右半壁，左半壁上的排气孔出口向左上方倾斜，右半壁上的排气孔出口向右上方倾斜，排气孔与竖直面的倾斜角a在15°-55°之间，排气孔孔径优选3-8mm，沿气搅拌管轴线相邻的两个排气孔的中心距在100-500mm之间，优选200-500mm。左半壁和右半壁上的排气孔可以相对设置，也可以交错设置,相对设置时，相对的两个排气孔的中心线在气搅拌管的同一个横截面上，交错设置时，左/右半壁上的排气孔与右/左半壁上的相邻两个排气孔的中间位置对应。

每个排气孔51的上方对应设置有倾斜的导向片6，可以将导向片的一端与气搅拌管的外壁固定连接，另一端为自由端。导向片沿气搅拌管的轴向倾斜或沿与气搅拌管的轴线相垂直的方向倾斜，或者呈任意角度。气搅拌管上位于与左半壁上或右半壁上的每个排气孔所对应的导向片的倾斜角度可以不相同，但其倾斜方向最好一致，而且，左半壁与右半壁上的排气孔所对应的导向片的倾斜方向相反。

本发明提供的优选结构为：左半壁和右半壁上的排气孔相对设置，两个相对设置的排气孔所对应的两个导向片沿与气搅拌管的轴线垂直的方向倾斜，两个导向片通过同一个支撑杆7与管壁固定连接，支撑杆7的高度优选50-200mm，相对设置的两个排气孔中心线夹角2α为90°，两个导向片之间的夹角β为100°。此结构中，相对设置的排气孔排出的气体，在导向片的作用下向完全相反的两个方向横向运动，所形成的气泡在上升过程中被导向片引导至较远的距离，有效防止两个排气孔排出的气泡发生碰撞。

气搅拌管可以设置成多种形状或结构，例如，可以只包括一根管路，该管路可以呈直线形、曲线形、折线形等，也可以包括多根管路，多根管路可以以不同的连接结构相互连接。

关于气搅拌管的结构，本发明提供如下两种实施例供参考：

实施例一：包括主管4和支管5，主管4优选为矩形管，主管4一端与进气管2连通，另一端封闭，支管5水平设置在主管4两侧，一端与主管4连通，另一端封闭。主管4每侧可以设置多个支管5，两侧的支管5可以交错也可以对称设置，支管5与主管4的轴线可以垂直也可以倾斜一定角度，优选垂直设置，同侧支管的间距优选300-500mm，排气孔51可以设置在主管和支管上，优选只设置在支管5上。主管和支管可以分别设置呈直线形、曲线形、折线形等。

实施例二：如图4所示，包括环形管9，环形管9与进气管2连通。在环形管的环状空间中设置有连通管件91，连通管件的两端分别与环形管连通。环形管可以是矩形环、圆环或椭圆环，优选环状管9为矩形，最好连通管件91均分环状管的环形空间，排气孔51设置在环状管9和连通管件91上。连通管件91可以设置一个也可以设置多个，设置多个时，连通管件之间可以相互平行，也可以相交呈格栅状，环状管9与相邻的连通管件91之间、以及相邻的连通管件之间的距离优选300-1000mmm。

当然，包括环形管时，也可以将多个环形管设置成同心圆的结构，各环形管之间采用连通管件相互连通，每个环形管和/或连通管件上均可设置排气孔。

工作时，将主管4或环形管9通过固定架8固定在缺氧池3底部，打开电磁阀1，压缩空气进入到气搅拌管中，并由排气孔排出，对污水进行搅拌。因为气体密度小于水的密度，又因为污水池中上下液位存在压差，上液位的压力小于下液位的压力，排出的气体竖直向上运动，但是，由于在排气孔的出口的上方倾斜设置有导向片6，气体在上升过程中与导向片6碰撞，导向片6对上升的气体产生反向作用力，在该反向作用力下气体沿横向和竖向两个方向运动，有一部分气体横向运动一段距离，还有一部分气体绕过导向片6的自由端后继续保持竖直向上运动。横向运动的气体带动局部水流横向流动，在局部区域实现横向搅拌，横向运动的气体最终依然会竖直向上运动，进行纵向搅拌，因此，由同一个排气孔51排出的气体，在导向片6的作用下首先在局部区域内在横向和纵向两个方向进行搅拌，然后再在纵向上形成两个纵向搅拌区域，这样不仅增大了搅拌面积，而且使搅拌更加充分，实现了利用少量气体达到较好的搅拌效果的目的。

进一步地，通过电磁阀1为气搅拌管间歇供气，通过控制进气强度和时间来控制进气量。气源的输出压力优选为排气孔所处水位水压的1-2.5倍，气搅拌管内的进气量优选0.01-0.05m³/㎡*min。向缺氧池内充气时间优选1-5分钟，间隔时间优选10-30分钟，也就是每隔10-30分钟，充气1-5分钟，在充气的1-5分钟内，气体将污水充分混合，在停止充气的10-30分钟内，淤泥和水逐渐分离，在水和污泥完全分离前再进行进气操作，这样不仅能保证搅拌效果，且可实现在保证搅拌效果的前提下将溶氧量控制在0.5mg/l以下。但是，当气搅拌管内停止充气时，污水会在水压作用下进入到气搅拌管中，将管内腔堵塞。为避免淤泥堵塞气搅拌管内腔，在气搅拌管上设置开口竖直向下的排泥口。

在实施例一中，主管4下端设置有排泥口一41，支管5下端设置有排泥口二52，排泥口一41可以沿主管4的长度方向间断设置多个，也可以将主管4底部完全打开设置呈敞口型，即主管4呈底倒u型。排泥口二52可以沿支管5的长度方向设置多个，最好设置在相邻两对排气孔51之间，排泥口二52可以呈圆形，其直径优选15-25mm。这样，当气搅拌管内腔被淤泥堵塞后，再次通气时，由于主管4为倒u型，排泥口一41较大，利用压缩空气的气压冲击主管4内腔，此时压缩空气的压力大于正常工作时的气压，同时大于排泥口所处位置的水压，由于淤泥比重大于水的比重，在气压的作用下，淤泥容易由排泥口一41排出。淤泥排出后，继续向主管4内冲入压缩空气，当压缩空气进入到支管5后，冲击支管内的淤泥，使支管5内的淤泥由排泥口二52排出，当然也会有少量淤泥由排气孔排出。在实施例二中的气搅拌管上设置与实施例一中的支管上相同的排泥口二，实施例二中的排泥原理与实施例一中支管内的排泥原理相同。由于排泥口下方的水压大于排气孔上方的水压，排泥口下方水压将排泥口封住，阻挡气体向下排出，所以，正常通气时，气搅拌内的气体不会由排泥口排出，只能由排气孔向上排出。

采用本发明提供的搅拌方法，将气搅拌管上同一个排气孔排出的气体沿横向和纵向两个方向引导，横向运动的气体在运动一段距离后在浮力作用下转为纵向运动，因此，在最终形成的两个纵向搅拌区域之间形成了横向搅拌区域，横向搅拌区域具有贯通两个纵向搅拌区域的作用。由于气搅拌管上设置多个以一定间距排列的排气孔，多个排气孔形成的多个横向搅拌区域将污泥和水横向搅动起来，从而消除了纵向搅拌区域之间的死区，使污泥和水充分混合。同时，对气搅拌管内进行间歇供气，通过控制进气强度和时间来控制进气量，在保证混合充分的前提下，减少用气量，从而降低缺氧池中的溶氧量。