專利名稱：污水治理高效混流增氧的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種污水治理增氧的裝置，特別是一種污水治理的高效混流增氧的裝置，屬于環(huán)保污水處理領(lǐng)域。
在我國(guó)靠近城市的較大湖泊，如昆明滇池、合肥巢湖等，輸入湖泊的氮、磷總負(fù)荷中，約有50％來自城市污水，50％來自流域非點(diǎn)源地表徑流和湖區(qū)降水，在離城市較遠(yuǎn)或者受城市工業(yè)廢水、生活污水排放影響較小的湖泊、水庫，如高州水庫、淀山湖、南四湖等，營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷主要來自湖泊流域的面源污染，其氮、磷負(fù)荷約占入湖總負(fù)荷的60-70％。因此污水治理中控制污染源和水域抑藻是當(dāng)前防治我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的重要環(huán)節(jié)，利用物理法進(jìn)行除藻、抑藻是最安全可靠的方法之一，從現(xiàn)有技術(shù)的檢索資料進(jìn)行分析，大多充氧或充氣裝置均存在充氧利用率低的情況，常在25～30％，美國(guó)專利號(hào)4774031，Aire-O2aspirator aerator(含氧抽吸充氣機(jī))，此裝置用于工業(yè)與城市污水處理，充氣機(jī)安裝在浮艇或PVC的漂流裝置上，馬達(dá)露出水面，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋槳帶動(dòng)水高速運(yùn)動(dòng)，在傳動(dòng)軸的空氣室內(nèi)形成內(nèi)向的壓力，使空氣在大氣壓力的推動(dòng)下被吸入空氣室，并使細(xì)小氣泡進(jìn)入螺旋槳周圍的水域，該充氣機(jī)的主要部件由馬達(dá)、空心傳動(dòng)軸、在傳動(dòng)軸位置有空氣室、以及安裝在傳動(dòng)軸頂端的螺旋槳、擴(kuò)散器等。由于該充氧機(jī)為固定式充氧機(jī)，通過組合的方式擴(kuò)大充氧范圍，對(duì)于流動(dòng)的水體效果較好，但在不流動(dòng)的水體中由于其每一臺(tái)充氧機(jī)的充氧范圍是一定的，且在一定時(shí)間后會(huì)與充氧區(qū)域以外的水域間形成隔離帶，使得充氧效率大大降低(形成隔離帶后氧的利用率低于10％)，使用范圍局限性大。當(dāng)此裝置固定安裝時(shí)，只能服務(wù)部分區(qū)域，曝氣不均勻，易產(chǎn)生死角；裝置在浮艇或PVC裝置上時(shí)，由于使用岸電作動(dòng)力，操作不方便，而且在惡劣天氣情況下，不夠穩(wěn)定。在實(shí)際深水及淺水中，受機(jī)械因素的影響，螺旋槳不可能做的很長(zhǎng)或很短；在水位較低時(shí)，空氣與水的接觸時(shí)間較短，會(huì)降低氧傳遞速率；而且價(jià)格較高，能耗也較高，不適合我國(guó)現(xiàn)階段污水處理廠、中小型河道和湖泊污水處理的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種污水治理高效混流增氧的裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下主要包括進(jìn)水管、進(jìn)氣管、穿孔進(jìn)氣盤管、混流攪拌筒、出水管、曝氣器，進(jìn)水管與混流攪拌筒側(cè)面下部的進(jìn)水口連接，進(jìn)氣管分成兩支分別與混流攪拌筒上進(jìn)氣口和下進(jìn)氣口連接，又進(jìn)一步與穿孔進(jìn)氣盤管連接，外接空壓機(jī)或儲(chǔ)氣罐?；炝鲾嚢柰矁?nèi)設(shè)層狀套筒結(jié)構(gòu)，外層與進(jìn)水口接通，每?jī)蓪娱g通過孔連通，最里的內(nèi)層與出水管連接，出水管再進(jìn)一步與曝氣器連接。在進(jìn)氣管上設(shè)置三通閥門，一端與氧氣罐連接，一端與空壓機(jī)連接，根據(jù)水質(zhì)和需要選擇氣源，另一端與穿孔進(jìn)氣盤管連接，穿孔進(jìn)氣盤管上設(shè)有微孔，微孔孔徑的大小和數(shù)量也可根據(jù)要選擇確定?；炝鲾嚢柰矠橐煌矤睿矁?nèi)的層狀套筒結(jié)構(gòu)可以根據(jù)要求選擇確定層數(shù)，筒頂設(shè)排氣閥。曝氣器外形可以設(shè)置成三角形或環(huán)形或條狀形，或者為幾種形狀綜合的，并開設(shè)有出水孔，孔徑大小和數(shù)量根據(jù)水質(zhì)和需要確定。
在廢水的好氧生物處理中，需不斷向處理系統(tǒng)輸入空氣，以提供基質(zhì)氧化分解和微生物生長(zhǎng)所需的氧。氧氣從氣相到液相的遷移過程，由于氣液兩相間存在一個(gè)界面，在任何流體動(dòng)力學(xué)條件下，界面兩側(cè)都各有一層穩(wěn)定的氣相或液相滯流層所組成的薄膜，在兩層薄膜以外分別是氣、液兩相的主體流。在氧氣的傳遞過程中，氧分子首先以分子擴(kuò)散的方式，從氣相主體穿過氣膜，在相界面上完成溶解過程，然后穿過液膜，再進(jìn)入液相主體。由于主體流中流體的充分湍動(dòng)，兩相中氧的濃度基本上是均勻的，可以認(rèn)為主體流中的傳質(zhì)阻力趨于零；盡管氣膜和液膜很薄，卻構(gòu)成主要的傳質(zhì)阻力；氧分子在一系列的擴(kuò)散過程中，每一步都存在傳質(zhì)阻力，整個(gè)過程需要克服的總阻力等于各步阻力之和。
本發(fā)明用泵給水加壓通過進(jìn)水管進(jìn)入混流攪拌筒內(nèi)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，在高速離心作用下形成高強(qiáng)旋流；進(jìn)氣管的氣源可以是純氧或者是空氣，通過空壓機(jī)或氧氣罐把空氣或氧氣壓入混流攪拌筒內(nèi)；在混流攪拌中，水與氣在多層筒體內(nèi)充分?jǐn)噭?dòng)混合，在高速流動(dòng)的水流的切割下，使氧氣形成微米氣泡，與水流充分混合，壓力使得氣相界面與液相界面的滯留層形成的張力迅速破壞，而高強(qiáng)紊流乘氣相與液相界面消失的瞬間，完成氣相向液相質(zhì)的傳遞；充分混合的水氣由混流出水管流出，流出的氣水混合物再經(jīng)曝氣器流出，增加了氣水的接觸時(shí)間和接觸面積，高壓水與高壓氣體劇烈混摻的過程中，打破氣液二層膜，使氧分子在瞬間(1-2ms)完全從氣相向液相的轉(zhuǎn)化。在增加水壓的條件下，水壓越大，氣泡的直徑可以被切割得越小，本裝置內(nèi)氣泡的平均直徑在1．8μm以下，超過了美國(guó)環(huán)保組織制訂的2．2μm的標(biāo)準(zhǔn)；在水位越深的地方，氣體與水的接觸時(shí)間也越長(zhǎng)，氧的利用率也就越高，充氧效果越好，DO最高可達(dá)16mg／l。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明可安裝在船體上，可進(jìn)行全流域的曝氣充氧，也可按需要進(jìn)行完全移動(dòng)式充氧，使水產(chǎn)生大旋流，不存在死角。完全避免了曝氣器產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象。在1．1KW功率條件下，流量40m3／h純氧混流增氧系統(tǒng)的充氧能力為4．3kgO2／h，動(dòng)力效率為3．91kgO2／KW．h，混合效率為0．125KW／m3，氧的利用率＞＞30％，在價(jià)格上僅為國(guó)外同類產(chǎn)品的1／5。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明局部結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示，本發(fā)明主要包括進(jìn)水管1、進(jìn)氣管2、穿孔進(jìn)氣盤管3、混流攪拌筒4、出水管5、曝氣器6，進(jìn)水管1與混流攪拌筒4側(cè)面下部的進(jìn)水口連接，進(jìn)氣管1分成兩支分別與混流攪拌筒4上進(jìn)氣口和下進(jìn)氣口連接，又進(jìn)一步與穿孔進(jìn)氣盤管3連接，外接空壓機(jī)或儲(chǔ)氣罐?；炝鲾嚢柰?內(nèi)設(shè)層狀套筒結(jié)構(gòu)，外層與進(jìn)水口接通，每?jī)蓪娱g通過孔連通，最里的內(nèi)層與出水管5連接，出水管5再進(jìn)一步與曝氣器6連接。在進(jìn)氣管1上設(shè)置三通閥門7，一端與氧氣罐連接，一端與空壓機(jī)連接，根據(jù)水質(zhì)和需要選擇氣源，另一端通過混流攪拌筒4上進(jìn)氣口和下進(jìn)氣口與穿孔進(jìn)氣盤管3連接，穿孔進(jìn)氣盤管3上設(shè)有微孔，微孔孔徑的大小和數(shù)量也可根據(jù)要選擇確定?；炝鲾嚢柰?為一筒狀，筒內(nèi)的層狀套筒結(jié)構(gòu)可以根據(jù)要求選擇確定層數(shù)，筒頂設(shè)排氣閥8。曝氣器6外形可以設(shè)置成三角形或環(huán)形或條狀形，或者為幾種形狀的綜合，并開設(shè)有出水孔，孔徑的大小和數(shù)量根據(jù)水質(zhì)和需要確定。
本發(fā)明用泵給水加壓通過進(jìn)水管1進(jìn)入混流攪拌筒4內(nèi)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，在高速離心作用下形成高強(qiáng)旋流；進(jìn)氣管2的氣源可以是純氧或者是空氣，通過空壓機(jī)或氧氣罐把空氣或氧氣壓入混流攪拌筒4內(nèi)；在混流攪拌中，水與氣在多層內(nèi)充分?jǐn)噭?dòng)混合，在高速流動(dòng)的水流的切割下，使氧氣形成微米氣泡，與水流充分混合，壓力使得氣相界面與液相界面的滯留層形成的張力迅速破壞，而高強(qiáng)紊流乘氣相與液相界面消失的瞬間，完成氣相向液相質(zhì)的傳遞；充分混合的水氣由混流出水管5流出，流出的氣水混合物再經(jīng)曝氣器6流出，增加了氣水的接觸時(shí)間和接觸面積，高壓水與高壓氣體劇烈混摻的過程中，打破氣液二層膜，使氧分子在瞬間(1-2ms)完成從氣相向液相的轉(zhuǎn)化。
權(quán)利要求
1.一種污水治理的高效混流增氧的裝置，主要包括進(jìn)水管(1)、進(jìn)氣管(2)和出水管(5)，其特征在于還包括穿孔進(jìn)氣盤管(3)、混流攪拌筒(4)、曝氣器(6)，進(jìn)水管(1)與混流攪拌筒(4)側(cè)面下部的進(jìn)水口連接，進(jìn)氣管(1)分成兩支分別與混流攪拌筒(4)上進(jìn)氣口和下進(jìn)氣口連接，又進(jìn)一步與穿孔進(jìn)氣盤管(3)連接，外接空壓機(jī)或儲(chǔ)氣罐，混流攪拌筒(4)內(nèi)層與出水管(5)連接，出水管(5)又進(jìn)一步與曝氣器(6)連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的這種污水治理的高效混流增氧的裝置，其特征還在于混流攪拌筒(4)為一筒狀，筒內(nèi)的層狀套筒結(jié)構(gòu)可以根據(jù)要求選擇確定層數(shù)。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的這種污水治理的高效混流增氧的裝置，其特征還在于混流攪拌筒(4)內(nèi)設(shè)層狀套筒結(jié)構(gòu)，外層與進(jìn)水口接通，每?jī)蓪娱g通過孔連通，最里的內(nèi)層與出水管(5)連接，出水管(5)再進(jìn)一步與曝氣器(6)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種污水治理的高效混流增氧的裝置，其特征還在于在進(jìn)氣管(1)上設(shè)置三通閥門(7)，一端與氧氣罐連接，一端與空壓機(jī)連接，根據(jù)水質(zhì)和需要選擇氣源，另一端通過混流攪拌筒(4)上進(jìn)氣口和下進(jìn)氣口與穿孔進(jìn)氣盤管(3)連接，穿孔進(jìn)氣盤管(3)上設(shè)有微孔，微孔孔徑的大小和數(shù)量也可根據(jù)需要選擇確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種污水治理的高效混流增氧的裝置，其特征還在于曝氣器(6)外形可以設(shè)置成三角形或環(huán)形或條狀形，或者為幾種形狀的綜合，并開設(shè)有出水孔，孔徑的大小和數(shù)量根據(jù)水質(zhì)和需要確定。
全文摘要
污水治理的高效混流增氧的裝置主要包括:進(jìn)水管、進(jìn)氣管、穿孔進(jìn)氣盤管、混流攪拌筒、出水管、曝氣器,進(jìn)水管與混流攪拌筒側(cè)面下部的進(jìn)水口連接,進(jìn)氣管分成兩支分別與混流攪拌筒上進(jìn)氣口和下進(jìn)氣口連接,又進(jìn)一步與穿孔進(jìn)氣盤管連接,外接空壓機(jī)或儲(chǔ)氣罐,混流攪拌筒內(nèi)層與出水管連接,出水管又進(jìn)一步與曝氣器連接。
文檔編號(hào)C02F7/00GK1293158SQ0012781
公開日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者章永泰 申請(qǐng)人:章永泰