一种气液回用装置

1.本发明涉及节能降耗技术领域，尤其涉及一种气液回用装置。


背景技术：

2.污水生化处理一直是最为经济的处理方法，被广泛应用于市政污水及工业废水的处理。在污水生化处理过程中，剩余污泥回流至污水处理工艺前端与进水混合，保证污水处理工艺中足够的微生物浓度和新鲜度是一个不可缺少的工艺设计，为此增设污泥回流泵是一个不可缺少的环节。另一方面，有机物先被氧化而后再氧化氨氮的固有顺序，且氨氮氧化完之后又需要有机物反硝化脱氮的需求，使得前置反硝化工艺应运而生，为此需要增设硝化液回流泵，将氨氮氧化后的硝酸盐回流至前端处理工艺进行硝化处理。然而随着进水氨氮浓度的增加，硝化液回流比也要增加。在工程应用过程中氨氮浓度十分之一即为回流比，成为一个经验公式，可见回流量之大。但是这些回流形式不仅消耗大量的动力消耗，同时也增加工艺的运行成本。
3.同时，硝化处理将氨氮转化为硝酸盐时需要氧气作为电子供体，为此需要鼓风机将大量空气鼓入好氧池进行硝化反应。众所周知，空气中氧气含量不足20％，再考虑到曝气装置的利用率，气泡中氧在水中的传质效率，最终利用氧气的能力不足10％。换句话说，鼓风机所消耗的动能，90％是硝化过程不需要的。如何实现这些能耗的充分利用，降低污水处理成本极为关键。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种气液回用装置，所述气液回用装置结构简单，可以降低污水处理过程能耗。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种气液回用装置，包括集气罩、气体输送管和液体输送管；
7.所述气体输送管的一端连接集气罩；
8.所述气体输送管的另一端插入所述液体输送管的一端；所述液体输送管中插有气体输送管的一端为出液端口；
9.所述液体输送管的另一端为进液端口。
10.优选的，所述集气罩为圆锥型集气罩或方锥型集气罩；所述集气罩的内部为空心结构。
11.优选的，在所述集气罩的底部的外侧设置有空心气囊。
12.优选的，由连接集气罩的一端开始计，所述气体输送管上依次设置有放气阀、压力计和流量计。
13.优选的，所述气体输送管的直径与所述液体输送管的直径比为1：(1.1～3)。
14.优选的，在接近所述液体输送管上在所述进液端口的位置设置有固液分离管；
15.所述液体输送管水平方向设置，所述固液分离管垂直于水平方向设置。
16.优选的，所述固液分离管的直径与所述液体输送管的直径比为(3～10)：1。
17.优选的，所述固液分离管的底部设置有重力阀。
18.本发明提供了一种气液回用装置，包括集气罩、气体输送管和液体输送管；所述气体输送管的一端连接集气罩；所述气体输送管的另一端插入所述液体输送管的一端；所述液体输送管中插有气体输送管的一端为出液端口；所述液体输送管的另一端为进液端口。本发明所述的气液回用装置通过集气罩对生化处理工艺中的气体进行收集，然后利用收集到的气体作为液体输送管中的液态物质的动力，实现液态物质的回流，极大的降低了液态物质运动过程中的动力消耗；同时，所述装置结构简单，减少了设备购置及运行过程中出现故障的频率，大幅降低了工艺复杂性，更为绿色环保。
附图说明
19.图1为本发明所述不含固液分离管的气液回用装置的结构示意图；
20.图2为本发明所述含固液分离管的气液回用装置的结构示意图；
21.图3为本发明实施例1利用所述含有固液分离管的气液回用装置进行废液回收再利用的装置图；
22.图4为本发明实施例2同时利用不含固液分离管的气液回用装置和含有固液分离管的气液回用装置进行废液回收再利用的装置图；
23.其中，1为集气罩，2为气体输送管，3为液体输送管，4为压力计，5为放气阀，6为流量计，7为重力阀，8为空心气囊，9为固液分离管。
具体实施方式
24.如图1所示，本发明提供了一种气液回用装置，包括集气罩、气体输送管和液体输送管；
25.所述气体输送管的一端连接集气罩；
26.所述气体输送管的另一端插入所述液体输送管的一端；所述液体输送管中插有气体输送管的一端为出液端口；
27.所述液体输送管的另一端为进液端口。
28.作为本发明的一个具体实施例，所述集气罩为圆锥型集气罩或方锥型集气罩；所述集气罩的内部为空心结构。
29.作为本发明的一个具体实施例，在所述集气罩的底部的外侧设置有空心气囊；所述空心囊优选位于所述集气罩底部外侧的四周。
30.作为本发明的一个具体实施例，由连接集气罩的一端开始计，所述气体输送管上依次设置有放气阀、压力计和流量计。所述放气阀的作用是当集气罩中的气体过量时排放多余气体；所述压力计和流量计的作用是通过控制气体的流速来控制液体输送管中液态物质的流速。
31.作为本发明的一个具体实施例，所述气体输送管的直径与所述液体输送管的直径比为1：(1.1～3)。在本发明中，当所述气液回用装置在使用时，所述气体输送管的一端插入所述液体输送管中的液态物质的液面以下。在本发明中，所述气体输送管的一端插入所述液体输送管中液面以下的高度可根据实际需要进行调整。
32.如图2所示，作为本发明的一个具体实施例，在接近所述液体输送管上在所述进液端口的位置设置有固液分离管；所述液体输送管水平方向设置，所述固液分离管垂直于水平方向设置。
33.作为本发明的一个具体实施例，所述固液分离管的直径与所述液体输送管的直径比为(3～10)：1。
34.作为本发明的一个具体实施例，所述固液分离管的底部设置有重力阀。
35.在本发明中，当所述进液端口进入到所述液体输送管中的液态物质为含有固态物质的悬浊液，且需要出液端口流出的液体为不含固态物质或者少含固态物质时，优选设置固液分离管，由于所述固液分离管的直径较液体输送管的直径大，会通过自然沉降的方式在所述固液分离管内实现固液分离；当所述固液分离管中沉降的固态物质达到一定量后，所述固液分离管的底部设置的重力阀自动打开分离沉降的固态物质。在本发明中，所述固液分离管的个数优选≥1，所述固液分离管的个数按照实际需要进行设定。
36.在本发明中，所述气液回用装置在使用过程中，可以根据实际需要增加所述气液回用装置的个数，比如，当提供液体的装置为多个或者需要液体的装置为多个时，增加所述气液回用装置的使用个数即可。
37.在本发明中，当所述气液回用装置不含固液分离管时，所述气液回用装置的使用方法为：将所述液体输送管的进液端口置于供液装置的供液液面以下1～1.5m处，将所述液体输送管的出液端口置于需液装置的需液液面以上10～50cm处；将集气罩置于气体产生装置中进行气体收集，通过控制压力计和流量计控制气体的流速来控制液态物质在液体输送管中的流动。
38.当所述气液回用装置含固液分离管时，所述气液回用装置的使用方法为：将所述液体输送管的进液端口置于距供液装置底部1.5～2.5m处，将所述液体输送管的出液端口置于需液装置的需液液面以上10～50cm处；将集气罩置于气体产生装置中进行气体收集，通过控制压力计和流量计控制气体的流速来控制液态物质在液体输送管中的流动。
39.下面结合实施例对本发明提供的气液回用装置进行详细的说明，但是不能把他们理解为对本发明保护范围的限定。
40.实施例1
41.采用传统的厌氧/缺氧池-好氧池的污水处理工艺处理氨氮浓度200mg/l，cod浓度1500mg/l的污水，采用一套气液回用装置代替污泥回流泵实现污泥回流；
42.硝化液回流：在好氧池和厌氧/缺氧池中设置硝化液液体输送管，缺氧/厌氧池中硝化液液体输送管高于液面30cm，好氧池中硝化液液体输送管在距水面以下1m处，同时在好氧区水面设置锥形集气罩收集好氧区曝气后的气体，利用收集气体作为动力将好氧区硝化液回流至厌氧/缺氧区，通过放气阀排放气体，控制硝化液回流量为进水量的800％。
43.实施例2
44.采用传统的厌氧/缺氧池-好氧池-污泥沉淀池的污水处理工艺处理氨氮浓度200mg/l，cod浓度1500mg/l的污水，采用两套气液回用装置代替硝化液回流泵和污泥回流泵实现硝化液和污泥回流。
45.硝化液回流：在好氧池和厌氧/缺氧池中设置硝化液液体输送管，缺氧/厌氧池中硝化液液体输送管高于液面30cm，好氧池中硝化液液体输送管在距水面以下1m处，同时在
好氧区水面设置锥形集气罩收集好氧区曝气后的气体，利用收集气体作为动力将好氧区硝化液回流至厌氧/缺氧区，通过放气阀排放气体，控制硝化液回流量为进水量的800％。
46.污泥回流：采用污泥液体输送管连接污泥沉淀池和厌氧/缺氧池，缺氧/厌氧池污泥液体输送管高于液面30cm，污泥沉淀池中污泥液体输送管置于距底部2m处，将方形集气罩放置于好氧池液面收集曝气后的气体，利用气体实现污泥沉淀池的污泥回流至缺氧/厌氧池，通过控制阀排放气体，将其回流量控制到进水量的100％；
47.通过上述污泥回流装置和硝化液回流装置的设计，可实现缺氧池和好氧池污泥稳定在3500mg/l，总氮去除率大于95％以上，出水氨氮小于20mg/l,总氮小于40mg/l，cod小于100mg/l，满足城市污水纳管排放标准。整个运行工艺节省了硝化液回流泵和污泥回流泵的基建费用、维修费以及电耗。
48.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。