CN107206332A - 气升式充氧*** - Google Patents

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Abstract

一种用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述***包括（a）上升管元件，所述上升管元件***生物反应器中，所述管具有下部和上部；（b）空气分配器，所述空气分配器设置在管元件内；和（c）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水。所述喷洒器头部包括由第一元件和第二元件限定的缝状通路，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成用于使空气饱和水流紊流化。所述第一元件可相对于所述第二元件旋转。

Description

气升式充氧***
技术领域
本发明涉及废水处理***，且更具体地，涉及气升式充氧设备。
背景技术
已知，在本领域中，可以在废水处理池的总水量中显著增加摄氧量，并且这种氧气可用性的增加加速池内的生物活性。生物活性能力提高随后改善了水质，减少了气味，并提高了最终的水质。
US 7267328公开了一种使用多个同心管的浸没式气升泵，该多个同心管的直径随其接近水面而增加。最初加速至最低管段的水在随后的管段中逐渐减速，增加气泡的停留时间，从而增加泵的总驱动力。管道比例与气流一起优化，以使极低泵压头的总泵排量最大化，实现超高的泵送效率。该设备可用于促进大量缺氧的深水池水循环至表面，从而以最小的能量需求增加大气与水之间的气体交换。
US 8596989公开了具有中空管体的双注射气升泵，被泵送的液体经中空管体从下进口端向上穿过上出口端。空气或其它气体注入到泵体内的液体中，该低密度气体为液体增加浮力并夹带液体朝出口端抬升。该双注射气升泵包括两个空气注入台，其中第一台或下台具有穿孔内套筒，该穿孔内套筒允许气体经由其穿过以径向注入液体中。第二台，即上台，具有非渗透性套筒，该非渗透性套筒限定该套筒与泵壁内表面之间的间隙，下端密封而上端敞开。空气在该套筒和泵壁之间注入，并在上端或下游端以轴向周向流动模式排出。
US 8056887公开了用于混合气体和液体的表面曝气器。该表面曝气器具有位于尾水管内的向上泵送的叶轮。偏流器将来自叶轮的沿向上的方向行进的泵送液体重新引导至径向向外的方向，在该方向，冲击并使剩余的液体在容器中通气。挡板以较浅深度径向延伸至超过液体冲击区的点，以使冲击区与其余液体分离并促进曝气。
应当理解，当空气从空气扩散器分配并抬升至水面时，发生空气溶解于废水中的过程。空气溶解于废水中的效率由在空气扩散器附近产生的气泡的面积的值来限定。因此，需要提供减小气泡尺寸的设施和方法，从而增加空气-废水接触的总面积并提高废水处理的曝气效率。
发明内容
因此，本发明的一个目的是公开一种用于废水处理生物反应器的气升式充氧***。上述***包括（a）上升管元件，所述上升管元件***生物反应器中，所述管具有下部和上部；（b）空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内；和（c）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水。
本发明的核心目的是提供所述喷洒器头部，其包括由第一元件和第二元件限定的缝状通路，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成用于使空气饱和水流紊流化。所述第一元件可相对于所述第二元件旋转。
本发明的另一个目的是公开限定所述通路的元件中的一个，该元件为具有轴的转子元件。所述转子可绕所述轴旋转。
本发明的另一个目的是公开转子元件，其可通过上升管元件内的空气饱和水流的动能从空气扩散器旋转至施加至用作涡轮叶片的肋的废水水平面。
本发明的另一个目的是公开所述转子元件，其设有动力弹簧并且可以通过所述弹簧以摆动的方式旋转。
本发明的另一个目的是公开具有中空壳体的所述喷洒器头部，所述中空壳体设有安装槽，所述安装槽被配置成用于接收转子元件并使在其内的轴自由旋转。
本发明的另一个目的是公开所述轴是弹簧偏置的，使得所述转子可在升高的气升水下向上移动，从而清除喷洒器头部内的堵塞物。
本发明的另一个目的是公开通过伸入所述中空壳体中的元件，所述安装槽承载在中空壳体内。
本发明的另一个目的是公开所述肋的方向选自径向和螺旋方向。
本发明的另一个目的是公开所述喷洒器头部悬挂至至少一个浮动元件处。
本发明的另一个目的是公开所述浮动元件为将所述***连接至压缩空气的管。
本发明的另一个目的是公开所述***包括用于快速连接至现有的空气扩散器的适配器，所述空气扩散器设置在废水池的床体上。
本发明的另一个目的是公开所述上升管在下部设置有进口网筛。
本发明的另一个目的是公开柔性或可折叠（波纹管）上升管是透气的。所述上升管引导从条带圈之间的上升管排出的压缩空气。
本发明的另一个目的是公开上升管元件包括空气扩散器，所述空气扩散器还包括流体连接至压缩空气源的中空环状穿孔元件；所述中空环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述中空环状穿孔元件的空气在上升管元件的内侧和外侧排出。
本发明的另一个目的是公开设置在管元件内的空气分配器包括流体连接至压缩空气源的中空环状穿孔元件；所述中空环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述中空环状元件的空气在所述空气分配器的内侧和外侧排出。所述空气分配器的内部空间由使排出的空气扩散的多孔元件填充。
本发明的另一个目的是公开所述***包括风力推动式水泵。
本发明的另一个目的是公开所述水泵为螺杆泵。
本发明的另一个目的是公开一种用于废水处理生物反应器的MBBR气升式充氧***。上述***包括（a）上升管元件，所述上升管元件***生物反应器中，所述生物反应器包括悬浮在待处理废水中的生物膜载体，所述管具有下部和上部；（b）空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内，所述空气分配器在所述上升管元件内提供空气气泡；（c）充氧网圈，所述充氧网圈连接至所述上升管元件的所述上部，所述充氧网圈被配置成将气升至其上的所述生物膜载体暴露于环境空气；（d）浮动元件，所述浮动元件使所述充氧网圈保持在废水水平面上。
本发明的另一个目的是公开所述***包括网筛，所述网筛限定MBBR气升式充氧***周围的空间，使得悬浮在其中的生物膜载***于筛内。
本发明的另一个目的是公开一种用于废水微生物处理的多级生物反应器。上述反应器包括（a）水池，所述水池容纳待处理的废水；（b）多个处理单元，所述多个处理单元位于水池内，彼此相继流体连接，以使废水冲过所述多个处理单元；（c）充氧装置，所述充氧装置被配置用于将空气注入废水中并设置在至少一个处理单元内；所述充氧装置还包括至少一个喷洒器，所述至少一个喷洒器包括（i）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（ii）空气扩散器，所述空气扩散器设置在所述上升管元件的下部；（iii）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；和（d）多个基底，所述基底用于支撑生物质层，每个基底包括网层，所述网层用于形成有利于支持生物质生长的表面环境。
本发明的另一个目的是公开一种对废水处理生物反应器进行气升式充氧的方法。上述方法包括以下步骤：（a）提供至少一个气升式充氧***，其包括用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述气升式充氧***包括：（i）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（ii）空气分配器，所述空气分配器设置在所述管元件内；（iii）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；（b）将气升式充氧***安装在生物反应器内；（c）向该扩散器供给压缩空气；（d）沿上升管元件抬升供给的空气；（e）引导抬升的空气通过缝状通路；且（f）使缝状通路内的提升空气紊流化，以增加空气-废水的接触面积。
本发明的核心目的是提供紊流化的步骤在由第一元件和第二元件限定的缝状通路内进行，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成使空气饱和水流紊流化；所述第一元件可相对于所述第二元件旋转。
本发明的另一个目的是公开一种对废水处理生物反应器进行MBBR气升式充氧的方法。 上述方法包括以下步骤：（a）提供至少一个气升式充氧***，所述至少一个气升式充氧***包括用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述气升式充氧***包括：（i）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（ii）空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内；（iii）充氧网圈；（b）将气升式充氧***安装在生物反应器内; （c）向扩散器供给压缩空气;（d）沿上升管元件抬升供给的空气；（e）引导抬升的空气通过缝状通路；且（f）在网圈上以环境空气给生物膜载体充氧。
本发明的另一个目的是公开一种废水多级微生物处理的方法，所述方法包括以下步骤：（a）构建用于容纳待处理的废水的水池；（b）提供多级生物反应器，该多级生物反应器进一步包括（i）水池，所述水池容纳待处理的废水；（ii）多个处理单元，所述多个处理单元位于水池内，彼此相继流体连接，以使废水冲过所述多个处理单元；（iii）充氧装置，所述充氧装置被配置用于将空气注入废水中并设置在至少一个处理单元内；所述充氧装置还包括至少一个喷洒器，所述至少一个喷洒器包括（1）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（2）空气扩散器，所述空气扩散器设置在所述上升管元件的下部；（3）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；（iv）多个基底，所述基底用于支撑生物质层，每个基底包括网层，所述网层用于形成有利于支持生物质生长的表面环境；（c）将气升式充氧***安装在生物反应器内；（d）向该扩散器供给压缩空气；（e）沿上升管元件抬升供给的空气；（f）引导抬升的空气通过缝状通路；且（g）使缝状通路内的提升空气紊流化，以增加空气-废水的接触面积。
附图说明
为了理解本发明并且了解实践中如何实现本发明，现在，仅以非限制性示例的方式，结合附图来描述多个实施例，其中
图1a和1b为废水处理多级生物反应器的剖视图；
图2为风力推动式充氧设备的等距视图；
图3a和3b为风力推动式充氧设备的头部的剖视图；
图4a至4d为弹簧操作摆动的气升式充氧头部的剖视图；
图5a和5b为设有紊流用外部销的气升式充氧头部的剖视图和所述销的放大图；
图6a和6b为设置有进口网筛的气升式充氧设备的外部视图和剖视图；
图7a至7d为具有顶置转子的气升式充氧设备的外部视图和剖视图；
图8为可连接至设置于床体上的空气扩散器的气升式充氧设备的外部视图；
图9a至9c为具有网圈的MBBR气升式充氧设备的外部视图及其放大图；
图10a和10b为具有风力推动式驱动器的充氧设备的剖视图；
图11a和11b为外部空气扩散器的外部视图及剖视图；
图12为内部空气扩散器的剖视图；
图13a和13b为设有网筛的MBBR气升式充氧设备的剖视图和内部等距视图；以及
图14为具有风力推动式驱动器的MBBR气升式充氧设备的剖视图。
具体实施方式
提供以下描述，以使本领域技术人员能够利用所述发明并阐述发明人设想的实现本发明的最佳方式。 然而，各种修改对本领域技术人员来说仍然是显而易见的，因为已经将本发明的一般原理具体定义为提供用于废水处理生物反应器的气升式充氧***及其使用方法。
本发明基于在水下游离的并且在水面上方升起的气泡的动能。所形成的空气-水混合物推动本发明的喷洒器涡轮机叶轮。
现在参考图1a和1b，展示了废水处理生物反应器200。废水230从输入管220流入生物反应器200中。附图标记240指的是废水水平面。生物膜承载在固定于笼体内的基底250上，该笼体固定至生物反应器床体210（图1a）。包含在生物反应器200中的废水通过气升式充氧设备100充气，压缩空气从浮动歧管260通过空气管280供给至气升式充氧设备100。废水在高于水平面240的高度上喷洒。歧管260通过锚定重块270锚固。机械地锚定至生物反应器床体210的进气管线也在本发明的范围内。根据本发明的可替换实施例，将生物膜基底悬挂至浮力元件265处。
本发明的气升式充氧设备的优点在于提供废水水滴，该废水水滴与环境空气中所含的氧接触的表面面积明显较大。扩展表面提高了氧化过程的效率。
此外，生物反应器200的一些部分填充有砾石290（图1b），应当强调的是，砾石体290高于废水水平面240，通过由于喷洒的水与环境空气中的氧之间延长的接触时间而提供对气升式充氧设备100喷洒的水的更有效地氧化。喷洒的水在水从砾石体向下流回生物反应器200的同时与氧接触。
现在参见图2，该图展示了示例性的风力推动式充氧设备300。设备300包括管线330和垂直管320，该管线330填充有空气并且充当承载风力推动式叶轮310的浮力元件。设备300的详细描述如下。附图标记10表示废水水平面。
现在参考图3a和3b，该图展示了空气推动式喷洒器400。风力推动式叶轮310具有设置在两块板460之间的叶片450。水压由叶轮310驱动的螺杆泵430产生或由于气升效应而产生。水由锥形喷洒元件440溅起。因此，喷洒器400具有n个可替换的操作模式，该操作模式通过分配加压空气的扩散器420和根据大气条件使用的螺杆泵430而实现。鼓风机供给扩散器420可以由光伏阵列激励，或者光伏电池也在本发明的范围内。也可以联合使用所有驱动装置。
参见现在图4a至4d，该图展示了设有肋状转子520的喷洒器500和500a。上述转子安装在管道510内。加压空气通过管540供给并分配至管道510的内部容积中。附图标记550是指管道510内的空气气泡。由气升效果产生的压力使肋状转子520绕轴530旋转。转子520由螺母570拧紧。根据本发明的一个实施例，喷洒器500和500a为冲击类型。具体地，弹簧560使转子520摆动，该转子520处于气升水流撞击转子肋525的旋转扭矩下（如附图标记508所示）。摆动幅度以角度a表示。气升水流在由管道510的肋515限定的水道内螺旋化。转子520的摆动由止动器512限制。附图标记590指的是支撑框架。废水水滴沿附图标记507表示的方向分配。
现在参考图5a和5b，该图展示了设有销615的喷洒器500b。喷洒器500b类似于上述的喷洒器。具体特征如下。附图标记536是指连接至***的喷洒器500b的快速连接器。转子通过气升式流而旋转，从而弹簧620挤压转子520，使得水压由弹簧平衡。水的较高压力导致转子520与管道610之间的间隙较宽。喷洒器可由于弹簧620的压缩而打开并清洁。
现在参考图6a和6b，该图展示了喷洒器500c，该喷洒器500c包括头部700，柔性或可折叠上升管（波纹管）701，防止MBBR技术中使用的生物膜载体进入上升管的筛网702和保持上升管处于竖直位置的重块703。空气由空气分配器704分配。
现在参考图7a至7f，该图展示了喷洒器头部700，该喷洒器头部700具有由螺母755拧在轴750上的外部转子740的。上述轴被***具有弹簧销751的孔中。轴750通过锁定环752紧固。物品730是静止的且为设有通道的抛物线形状，所述通道使管505内的气升式水流螺旋化。气升式水通过穿过管505和抛物线物品730之间的间隙而压缩。接着，该气升式水流冲击转子740的涡轮叶片760 使得水流在喷洒器周围溅起。应当强调的是，在本实施例中，以绝对平衡的方式径向地引导冲击涡轮叶片的力。换句话说，外部转子740没有暴露于任何不平衡的力，结果在本实施例中滚动阻力最小。
与上述类似，在清洁模式中，通过供给至喷洒器头部700的高压空气抬升转子740。具体地，被压缩空气挤压的转子740拉动轴750。由于弹簧751在壳体757内压缩而实现竖直倒退位移。附图标记756是指设置在轴750处的O形环。
在操作模式中，抛物线元件730紧密邻接至管505。抛物线元件730与壳体757之间的最小距离为T。当通过管758供给压缩流体（气体或液体）压力时，轴750向上移动距离a 并且除去喷洒器头部70内的堵塞物。在这种情况下，抛物线元件730与管505之间的距离为T +a。
现在参考图8，该图展示了可连接到由空气管线850供给的现有空气扩散器840的气升式氧化设备的实施例800。上升管元件805设有可通过平板弹簧830连接至空气扩散器的锥体820。喷洒器730由浮力元件810保持在废水的表面10上。
现在参考图9a至9c，该图展示了MBBR气升式充氧设备。用条带701缠绕的上升管连接至由管线850供给的空气扩散器840。由条带701缠绕的上升管的上部设置有网圈860。根据移动床生物膜反应器（Moving Bed Biofilm Reactor ，MBBR）技术，悬浮在废水中的生物膜载体870被带到网圈860上并暴露于环境空气中一段时间。在该时间段，由元件870承载的上述生物膜被环境空气的氧气强烈氧化。网圈860通过浮力元件810保持在废水的表面10上。
现在参考图10a和10b，该图展示了设有风力推动式螺杆泵430的MBBR气升式充氧设备。螺杆泵430由涡轮机叶轮310驱动。图10b中的设备设有支撑框架880。鼓风机供给扩散器420可以由光伏阵列激励，或者光伏电池也在本发明的范围内。可以联合使用所有驱动装置。
现在参考图11a和11b，该图展示了空气分配器900，该空气分配器900提供空气的外部和内部排气。具体地，分配器900机械地连接至上升管505，并且包括分别设置在内部网状环和外部网环910和920之间的中空环状穿孔元件930。管940使中空穿孔环形元件930与压缩空气源相互连接。
现在参考图12，该图展示了设计成在上升管505内使用的空气分配器900a。设备900a通过管道505供给空气。与分配器900相反，分配器900a的内部空间填充有多孔材料，例如泡沫。
现在参考图13a和图13b，该图展示了局部MBBR气升式充氧设备1000。上述设备的特征在于建立使生物膜载体悬浮的封闭空间。该空间由网筛1010限定。生物膜载体（未示出）通过位于上升管元件905内的空气分配器900a而被空气抬升至网圈上。分配器900a经由管905和908供给空气。设备1000通过元件810保持浮动。
现在参考图14，该图展示了局部MBBR气升式充氧设备的实施例1000a。 上述设备设有由涡轮机叶轮310驱动的螺杆泵430。由光伏阵列或光伏电池激励的电动机驱动也在本发明的范围内。可以联合使用所有驱动装置。
根据本发明的一个实施例，公开一种用于废水处理生物反应器的气升式充氧***。上述***包括（a）上升管元件，所述上升管元件***生物反应器中，所述管具有下部和上部；（b）空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内；和（c）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水。
本发明的核心特征是提供所述喷洒器头部包括由第一元件和第二元件限定的缝状通路，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成用于使空气饱和水流紊流化。所述第一元件可相对于所述第二元件旋转。
根据本发明的另一实施例，限定所述通路的元件中的一个为具有轴的转子元件。所述转子可绕所述轴旋转。
根据本发明的另外的实施例，所述转子元件可通过上升管元件内的空气饱和水流的动能从空气扩散器旋转至施加至用作涡轮叶片的肋的废水水平面。
根据本发明的另外的实施例，所述转子元件设有动力弹簧并且可以通过所述弹簧以摆动的方式旋转。
根据本发明的另外的实施例，所述喷洒器头部具有中空壳体，所述中空壳体设有安装槽，所述安装槽被配置成用于接收转子元件并使在其内的轴自由旋转。
根据本发明的另外的实施例，所述轴是弹簧偏置的，使得所述转子可在升高的气升水下向上移动，从而清除喷洒器头部内的堵塞物。
根据本发明的另外的实施例，通过伸入所述中空壳体中的元件，所述安装槽承载在中空壳体内。
根据本发明的另外的实施例，所述肋的方向选自径向和螺旋方向。
根据本发明的另外的实施例，所述喷洒器头部悬挂至至少一个浮动元件处。
根据本发明的另外的实施例，所述浮动元件为将所述***连接至压缩空气的管。
根据本发明的另外的实施例，所述***包括用于快速连接至现有的空气扩散器的适配器，所述空气扩散器设置在废水池的床体上。
根据本发明的另外的实施例，所述上升管在下部设置有进口网筛。
根据本发明的另外的实施例，所述上升管是透气的。该柔性或可折叠（波纹管）上升管引导从上升管排出的压缩空气。
根据本发明的另外的实施例，所述上升管元件包括空气扩散器，所述空气扩散器还包括流体连接至压缩空气源的中空环状穿孔元件；所述中空环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，使得来自所述中空环状穿孔元件的空气在上升管元件的内侧和外侧排出。
根据本发明的另外的实施例，设置在管元件内的空气分配器包括流体连接至压缩空气源的中空环状穿孔元件；所述中空环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，使得来自所述中空环状元件的空气在所述空气分配器的内侧和外侧排出。所述空气分配器的内部空间由使排出的空气扩散的多孔元件填充。
根据本发明的另外的实施例，所述***包括风力推动式水泵。
根据本发明的另外的实施例，所述水泵为螺杆泵。
根据本发明的另外的实施例，公开一种用于废水处理生物反应器的MBBR气升式充氧***。上述***包括（a）上升管元件，所述上升管元件***生物反应器中，所述生物反应器包括悬浮在待处理废水中的生物膜载体，所述管具有下部和上部；（b）空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内，所述空气分配器在所述上升管元件内提供空气气泡；（c）充氧网圈，所述充氧网圈连接至所述上升管元件的所述上部，所述充氧网圈被配置成将气升至其上的所述生物膜载体暴露于环境空气；（d）浮动元件，所述浮动元件使所述充氧网圈保持在废水水平面上。
根据本发明的另外的实施例，所述***包括网筛，所述网筛限定MBBR气升式充氧***周围的空间，使得悬浮在其中的生物膜载***于筛内。
根据本发明的另外的实施例，公开一种用于废水微生物处理的多级生物反应器。上述反应器包括（a）水池，所述水池容纳待处理的废水；（b）多个处理单元，所述多个处理单元位于水池内，彼此相继流体连接，以使废水冲过所述多个处理单元；（c）充氧装置，所述充氧装置被配置用于将空气注入废水中并设置在至少一个处理单元内；所述充氧装置还包括至少一个喷洒器，所述至少一个喷洒器包括（i）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（ii）空气扩散器，所述空气扩散器设置在所述上升管元件的下部；（iii）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；和（d）多个基底，所述基底用于支撑生物质层，每个基底包括网层，所述网层用于形成有利于支持生物质生长的表面环境。
根据本发明的另外的实施例，公开一种对废水处理生物反应器进行气升式充氧的方法。上述方法包括以下步骤：（a）提供至少一个气升式充氧***，其包括用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述气升式充氧***包括：（i）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（ii）空气分配器，所述空气分配器设置在所述管元件内；（iii）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；（b）将气升式充氧***安装在生物反应器内；（c）向该扩散器供给压缩空气；（d）沿上升管元件抬升供给的空气；（e）引导抬升的空气通过缝状通路；且（f）使缝状通路内的提升空气紊流化，以增加空气-废水的接触面积。
本发明的核心目的是提供紊流化的步骤在由第一元件和第二元件限定的缝状通路内进行，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成使空气饱和水流紊流化；所述第一元件可相对于所述第二元件旋转。
根据本发明的另外的实施例，公开一种对废水处理生物反应器进行MBBR气升式充氧的方法。 上述方法包括以下步骤：（a）提供至少一个气升式充氧***，所述至少一个气升式充氧***包括用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述气升式充氧***包括：（i）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（ii）空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内；（iii）充氧网圈；（d）将气升式充氧***安装在生物反应器内；（c）向该扩散器供给压缩空气；（d）沿上升管元件抬升供给的空气；（e）引导抬升的空气通过缝状通路；且（f）在网圈上以环境空气给生物膜载体充氧。
根据本发明的另外的实施例，公开一种废水多级微生物处理的方法，所述方法包括以下步骤：（a）构建用于容纳待处理的废水的水池；（b）提供多级生物反应器，还包括（i）水池，所述水池容纳待处理的废水；（ii）多个处理单元，所述多个处理单元位于水池内，彼此相继流体连接，以使废水冲过所述多个处理单元；（iii）充氧装置，所述充氧装置被配置用于将空气注入废水中并设置在至少一个处理单元内；所述充氧装置还包括至少一个喷洒器，所述至少一个喷洒器包括（1）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；（2）空气扩散器，所述空气扩散器设置在所述上升管元件的下部；（3）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；（iv）多个基底，所述基底用于支撑生物质层，每个基底包括网层，所述网层用于形成有利于支持生物质生长的表面环境；（c）将气升式充氧***安装在生物反应器内；（d）向该扩散器供给压缩空气；（e）沿上升管元件抬升供给的空气；（f）引导抬升的空气通过缝状通路；且（g）使缝状通路内的提升空气紊流化，以增加空气-废水的接触面积。

Claims (49)

1.用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述***包括：
a. 上升管元件，所述上升管元件***生物反应器中，所述管具有下部和上部；
b. 空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的所述管元件内；
c. 喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；
其中所述喷洒器头部包括由第一元件和第二元件限定的缝状通路，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成用于使空气饱和水流紊流化；所述第一元件相对于所述第二元件能够旋转。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，限定所述通路的元件中的一个为具有轴的转子元件；所述转子能够绕所述轴旋转。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述转子元件能够通过所述上升管元件内的空气饱和水流的动能从空气扩散器旋转至施加至用作涡轮叶片的肋的废水水平面。
4.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述转子元件设有动力弹簧并且通过所述弹簧以摆动的方式旋转。
5.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述喷洒器头部具有中空壳体，所述中空壳体设有安装槽，所述安装槽被配置成用于接收所述转子元件并使在其内的所述轴自由旋转。
6.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述轴是弹簧偏置的，以使所述转子可在升高的气升水作用下向上移动，从而清除所述喷洒器头部内的堵塞物。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，通过伸入所述中空壳体中的元件，所述安装槽承载在所述中空壳体内。
8.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述肋的方向选自径向和螺旋方向。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述喷洒器头部悬挂至至少一个浮动元件处。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述浮动元件为将所述***连接至压缩空气的管。
11.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***包括用于快速连接至现有的空气扩散器的适配器，所述空气扩散器设置在废水池的床体上。
12.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述上升管在下部设置有进口网筛。
13.根据权利要求1所述的***，其特征在于，将所述上升管穿孔以使其透气；用不透气的条带缠绕穿孔的所述上升管，以使压缩空气从条带圈之间的所述上升管排出。
14.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述上升管元件包括空气扩散器，所述空气扩散器还包括流体连接至压缩空气源的环状穿孔元件；所述环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述环状穿孔元件的空气在所述上升管元件的内侧和外侧排出。
15.根据权利要求1所述的***，其特征在于，设置在所述管元件内的所述空气分配器包括流体连接至压缩空气源的环状穿孔元件；所述环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述环状穿孔元件的空气在所述空气分配器的内侧和外侧排出；所述空气分配器的内部空间由使排出的空气扩散的多孔元件填充。
16.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***包括风力推动式水泵。
17.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述水泵为螺杆泵。
18.用于废水处理生物反应器的MBBR气升式充氧***，所述***包括：
a. 上升管元件，所述上升管元件***生物反应器中，所述生物反应器包括悬浮在待处理废水中的生物膜载体，所述管具有下部和上部；
b. 空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内，所述空气分配器在所述上升管元件内提供空气气泡；
c. 充氧网圈，所述充氧网圈连接至所述上升管元件的所述上部，所述充氧网圈被配置成将气升至其上的所述生物膜载体暴露于环境空气；
d. 浮动元件，所述浮动元件使所述充氧网圈保持在废水水平面上。
19.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述浮动元件为将所述***连接至压缩空气的管。
20.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述***包括用于快速连接至现有的空气扩散器的适配器，所述空气扩散器设置在废水池的床体上。
21.根据权利要求18所述的***，其特征在于，将所述上升管穿孔使其透气；用不透气的条带缠绕穿孔的所述上升管，以使压缩空气从条带圈之间的所述上升管排出。
22.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述上升管元件包括空气扩散器，所述空气扩散器还包括流体连接至所述压缩空气源的环状穿孔元件；所述环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述环状穿孔元件的空气在所述上升管元件的内侧和外侧排出。
23.根据权利要求18所述的***，其特征在于，设置在所述管元件内的所述空气分配器包括流体连接至所述压缩空气源的环状穿孔元件；所述环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述环状穿孔元件的空气在所述空气分配器的内侧和外侧排出；所述空气分配器的内部空间由使排出的空气扩散的多孔元件填充。
24.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述***包括网筛，所述网筛限定MBBR气升式充氧***周围的空间，以使悬浮在其中的生物膜载***于所述网筛内。
25.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述***包括风力推动式水泵。
26.根据权利要求18所述的***，其特征在于，所述水泵为螺杆泵。
27.用于废水微生物处理的多级生物反应器，所述反应器包括：
a. 水池，所述水池容纳待处理的废水；
b. 多个处理单元，所述多个处理单元位于水池内，彼此相继流体连接，以使废水冲过所述多个处理单元；
c. 充氧装置，所述充氧装置被配置用于将空气注入废水中并设置在至少一个处理单元内；所述充氧装置还包括至少一个喷洒器，所述至少一个喷洒器包括：
（i）上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；
（ii）空气扩散器，所述空气扩散器设置在所述上升管元件的下部；
（iii）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的所述管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；
（d）多个基底，所述基底用于支撑生物质层，每个基底包括网层，所述网层用于形成有利于支持生物质生长的表面环境；
其中所述喷洒器头部包括由第一元件和第二元件限定的缝状通路，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成用于使空气饱和水流紊流化；所述第一元件可相对于所述第二元件旋转。
28.根据权利要求27所述的多级生物反应器，其特征在于，用于支撑所述生物质层的所述基底悬挂至至少一个浮动元件处。
29.根据权利要求27所述的多级生物反应器，其特征在于，用于支撑所述生物质层的所述基底机械地连接至设置在所述水池的床体上的框架。
30.根据权利要求27所述的多级生物反应器，其特征在于，至少一个处理单元填充有高于废水水平面的砾石。
31.根据权利要求27所述的***，其特征在于，限定所述通路的元件中的一个为具有轴的转子元件；所述转子能够绕所述轴旋转。
32.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述转子元件能够通过所述上升管元件内的空气饱和水流的动能从空气扩散器旋转至施加至用作涡轮叶片的肋的所述废水水平面。
33.根据权利要求32所述的***，其特征在于，所述转子元件设有动力弹簧并且能够通过所述弹簧以摆动的方式旋转。
34.根据权利要求32所述的***，其特征在于，所述喷洒器头部具有中空壳体，所述中空壳体设有安装槽，所述安装槽被配置成用于接收转子元件并使在其内的所述轴自由旋转。
35.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述轴是弹簧偏置的，以使所述转子可在升高的气升水作用下向上移动，从而清除所述喷洒器头部内的堵塞物。
36.根据权利要求34所述的***，其特征在于，通过伸入所述中空壳体中的元件，所述安装槽承载在所述中空壳体内。
37.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述肋的方向选自径向和螺旋方向。
38.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述喷洒器头部悬挂至至少一个浮动元件处。
39.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述浮动元件为向所述***供给压缩空气的管。
40.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述***包括用于快速连接至现有的空气扩散器的适配器，所述空气扩散器设置在废水池的床体上。
41.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述上升管在下部设置有进口网筛。
42.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述柔性或可折叠的上升管是透气的；所述上升管引导从条带圈之间的上升管排出的压缩空气。
43.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述上升管元件包括空气扩散器，所述空气扩散器还包括流体连接至所述压缩空气源的环状穿孔元件；所述环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述环状穿孔元件的空气在所述上升管元件的内侧和外侧排出。
44.根据权利要求27所述的***，其特征在于，设置在所述管元件内的所述空气分配器包括流体连接至所述压缩空气源的环状穿孔元件；所述环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述环状穿孔元件的空气在所述空气分配器的内侧和外侧排出；所述空气分配器的内部空间由使排出的空气扩散的多孔元件填充。
45.根据权利要求27所述的***，其特征在于，所述***包括风力推动式水泵。
46.根据权利要求26所述的***，其特征在于，所述水泵为螺杆泵。
47.一种对废水处理生物反应器进行气升式充氧的方法，所述方法包括以下步骤：
a. 提供至少一个气升式充氧***，其包括用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述气升式充氧***包括：
i. 上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；
ii. 空气分配器，所述空气分配器设置在所述管元件内；
iii. 喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的所述管元件的所述上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；
b. 将气升式充氧***安装在生物反应器内；
c. 向该扩散器供给压缩空气；
d. 沿所述上升管元件抬升供给的空气；
e. 引导抬升的空气通过缝状通路；且
f. 使缝状通路内的抬升的空气紊流化，以增加空气-废水的接触面积；
其中提供紊流化的步骤在由第一元件和第二元件限定的缝状通路内进行，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成使空气饱和水流紊流化；所述第一元件能够相对于所述第二元件旋转。
48.一种对废水处理生物反应器进行MBBR气升式充氧的方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供至少一个气升式充氧***，所述至少一个气升式充氧***包括用于废水处理生物反应器的气升式充氧***，所述气升式充氧***包括：
i. 上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；
ii. 空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内；
iii. 充氧网圈；
b. 将所述气升式充氧***安装在生物反应器内;
c. 向所述扩散器供给压缩空气;
d. 沿上升管元件抬升供给的空气；
e. 引导抬升的空气通过缝状通路；且
f. 在网圈处以环境空气给生物膜载体充氧。
49.一种废水多级微生物处理的方法，所述方法包括以下步骤：
a.构建用于容纳待处理的废水的水池；
b.提供多级生物反应器，该多级生物反应器进一步包括i. 水池，所述水池容纳待处理的废水；ii. 多个处理单元，所述多个处理单元位于水池内，彼此相继流体连接，以使废水冲过所述多个处理单元；iii.充氧装置，所述充氧装置被配置用于将空气注入废水中并设置在至少一个处理单元内；所述充氧装置还包括至少一个喷洒器，所述至少一个喷洒器包括1.上升管元件，所述上升管元件***所述生物反应器中，所述管具有下部和上部；2. 空气扩散器，所述空气扩散器设置在所述上升管元件的下部；3. 喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水；iv. 多个基底，所述基底用于支撑生物质层，每个基底包括网层，所述网层用于形成有利于支持生物质生长的表面环境；
c. 将气升式充氧***安装在生物反应器内；
d. 向所述扩散器供给压缩空气；
e. 沿上升管元件抬升供给的空气；
f. 引导抬升的空气通过缝状通路；且
g.使缝状通路内的提升空气紊流化，以增加空气-废水的接触面积；
其中提供紊流化的步骤在由第一元件和第二元件限定的缝状通路内进行，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成使空气饱和水流紊流化；所述第一元件能够相对于所述第二元件旋转。
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