專利名稱：垂直流跌水曝氣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種垂直流跌水曝氣裝置，屬于水污染控制和水處理領域。
背景技術：
人工濕地技術起源于20世紀初期歐洲和美國，由于構造簡單、施工方便、維護管理簡便等優(yōu)勢逐步得到了廣泛應用。發(fā)展到目前，先后出現(xiàn)了表面流濕地、水平潛流濕地、 垂直潛流濕地和復合流垂直流濕地等形式，在我國應用最多的是潛流人工濕地。由于潛流人工濕地存在易壅堵、氨氮去除率低等缺點而不斷加以改進。在潛流人工濕地處理技術中， 由于濕地植物不能提供充分的氧氣量，潛流人工濕地內部溶解氧濃度較低，通常小于Img/ L，限制濕地去除有機物的能力，而且在經過厭氧預處理后，濕地進水溶解氧濃度更低，氨氮硝化過程受限，反硝化過程缺少硝酸鹽，脫氮能力較低。因此通過增加預處理以減輕進水有機物濃度，緩解堵塞，延長使用壽命。通過預曝氣提高氨氮硝化過程，實現(xiàn)反硝化脫氮，提高氨氮去除率。通常的預曝氣是通過曝氣機向水體注入空氣，提高水體溶解氧濃度，但存在能耗較大，運行費用較高等問題。水體大氣復氧理論之一是雙膜擴散理論，該理論認為在氣相和液相之間的界面上、下，存在氣體和液體兩層薄膜，無論水體紊動多么強烈，氣膜、液膜總是存在，由于液膜分子擴散的阻力遠大于氣膜的阻力，故氣體向液膜轉移的速度受控于液膜內的分子擴散。 可通過不斷改變液體流態(tài)，更新液膜表面，實現(xiàn)液體快速充氧。中國專利200420112055. 3 中公開一種階梯型跌水曝氣裝置。中國專利200510123147. 0中公開一種多層跌水擋板構成的跌水曝氣裝置，跌水擋板上開圓孔。上述裝置的缺陷在于液體流態(tài)變化不顯著，水體跌落形成的水柱與空氣的接觸面積有限，仍需改進。

實用新型內容本實用新型提供一種垂直流跌水曝氣裝置，采用自然跌水方式，利用勢能完成預曝氣，增加厭氧出水溶解氧濃度。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括如下技術方案一種垂直流跌水曝氣裝置，其包括進水管1、布水器2、多個跌水復氧槽3、集水槽 5、出水管6和支架7;該進水管1 一端連接溶解氧濃度低或者未飽和的厭氧水源，另一端連接布水器2 ； 布水器2位于垂直流跌水曝氣裝置頂部，固定在支架7上；各跌水復氧槽3置于布水器2下方，在豎直方向上交疊放置，并固定在支架7上； 各跌水復氧槽3底部水平方向設置跌水盤4，該跌水盤4上設有數(shù)個相互平行的開縫10 ；任意兩個相鄰跌水盤4開縫方向間的夾角為45 90° ；該集水槽5位于垂直流跌水曝氣裝置底部、各跌水復氧槽3下方，其底部連接出水管6。如上所述的垂直流跌水曝氣裝置，其中，任意兩個相鄰跌水盤4開縫方向間的夾角優(yōu)選為90°。 如上所述的垂直流跌水曝氣裝置，其中，兩個相鄰跌水盤4間的距離優(yōu)選為 10-20cm。如上所述的垂直流跌水曝氣裝置，其高度優(yōu)選為1. Om 1. 5m。如上所述的垂直流跌水曝氣裝置，其中，該跌水盤開縫10的縫隙寬度優(yōu)選為 2-5mm，相鄰兩個開縫間距優(yōu)選為20_30mm。如上所述的垂直流跌水曝氣裝置，其中，可以沿跌水盤4下表面外延設置止水環(huán) 8。如上所述的垂直流跌水曝氣裝置，其中，布水器2可采用開孔花管或花灑。本實用新型的有益效果在于，該裝置中多個跌水復氧槽豎直方向交疊排列，節(jié)省空間。通過跌水盤的開縫設計及相鄰兩級跌水盤開縫錯位設置，使水體跌落形成的水柱與空氣的接觸面積增加。厭氧水體由頂部布水器均勻分布，經過多級跌水復氧槽逐級跌落濺灑在復氧槽內跌水盤內，經過每一級跌水復氧槽后不斷改變跌落水簾、水滴或者水柱形狀， 破壞液膜表面張力，實現(xiàn)水體快速充氧復氧。水中溶解氧DO濃度可以由0. lmg/L升高到 7mg/L。該裝置結構簡單，能耗低，可以作為低DO水體好氧處理前的預曝氣，非常適合應用于農村生活污水厭氧一人工濕地處理工藝中，增加厭氧出水溶解氧濃度，提高人工濕地氨氮和總氮去除率。

圖1為實施例1的垂直流跌水曝氣裝置示意圖。圖2復氧槽結構示意圖。圖3為復氧槽結構俯視圖。
具體實施方式
實施例1圖1所示為本實用新型一種優(yōu)選實施方式的結構示意圖，該裝置包括進水管1、布水器2、多個跌水復氧槽3、集水槽5、出水管6和支架7。進水管1 一端連接溶解氧濃度低或者未飽和的厭氧水源，另一端連接布水器2。布水器2采用開孔花管，其位于垂直流跌水曝氣裝置頂部，并固定在支架7上。各跌水復氧槽3置于布水器2下方，在豎直方向上交疊放置，并固定在支架7上。 為了增加跌水曝氣級數(shù)，復氧槽3高度為5-lOcm。如圖2和圖3所示，各跌水復氧槽3底部水平方向設置跌水盤4，跌水盤與復氧槽3壁粘合無縫隙。兩個相鄰跌水盤4間的距離為10-20cm。為了形成均勻水簾效果，跌水盤4上設有數(shù)個相互平行的開縫10，縫隙寬度為2-5mm，相鄰兩個開縫間距為20_30mm。任意兩個相鄰跌水盤4開縫方向間的夾角為 45-90°。沿跌水盤4下表面外延設置止水環(huán)8，以阻止水沿跌水盤下表面流出復氧槽。復氧槽3外壁設有支撐耳9，用于將復氧槽3固定在支架7上。集水槽5位于垂直流跌水曝氣裝置底部、各跌水復氧槽3下方，其底部連接出水管 6。支架7為豎向的三根或四根角鋼或者鋼管制作，沿垂直方向在支架7上開孔，通過螺栓將復氧槽3固定在支架內，由于采用簡單的螺栓固定，可以實現(xiàn)復氧槽3沿支架7上下自由移動和調整跌水級數(shù)。垂直流跌水曝氣裝置整體高度為1. Om 1. 5m，超過1. 5m自然跌水充氧效果提高不明顯。裝置 運行時，厭氧出水或其它DO未飽和水體通過進水管1進入垂直流跌水曝氣裝置頂部，由布水器2將水體均勻分布后自由跌落入多級復氧槽3內，在跌落至跌水盤4過程中形成一層水簾，增大了氣水接觸面積，有利于自然復氧。當水到達下一級跌水盤時將改變原來水的形狀，通過跌水盤4的縫隙后形成新的液膜，原液膜表層的DO阻力被消除，經過不斷的跌落過程，實現(xiàn)快速充氧，最后飽和DO水體由集水槽5經出水管6排出，進入人工濕地等后續(xù)處理工藝中。在高程允許的地區(qū)，厭氧出水或其它DO未飽和水體通過管道1自流進入垂直流跌水曝氣裝置，在高程落差不允許的地區(qū)，利用提升水泵富余揚程將水體送入跌水曝氣裝置， 無須單獨提升。本跌水曝氣裝置可以設置于室內，解決冬季冰凍問題。實施例2利用實施例1中所述的裝置，對厭氧濾池出水開展了跌水曝氣試驗。共設計10級復氧槽，其中，復氧槽高7cm，相鄰兩個跌水盤間距10cm，跌水盤開縫寬度為2mm，相鄰兩個開縫間距為25mm。表1為10次試驗結果，隨著級數(shù)的增加，溶解氧濃度逐漸增大，水中溶解氧DO濃度可以由0. lmg/L升高到7mg/L。表 權利要求1.一種垂直流跌水曝氣裝置，其特征在于其包括進水管(1)、布水器(2)、多個跌水復氧槽(3)、集水槽(5)、出水管(6)和支架(7)；該進水管(1) 一端連接溶解氧濃度低或者未飽和的厭氧水源，另一端連接布水器(2)； 布水器(2)位于垂直流跌水曝氣裝置頂部，固定在支架(7)上；各跌水復氧槽(3)置于布水器(2)下方，在豎直方向上交疊放置，并固定在支架(7) 上；各跌水復氧槽(3)底部水平方向設置跌水盤(4)，該跌水盤(4)上設有數(shù)個相互平行的開縫(10)；任意兩個相鄰跌水盤(4)開縫方向間的夾角為45 90° ；該集水槽(5)位于垂直流跌水曝氣裝置底部、各跌水復氧槽(3)下方，其底部連接出水管(6)。
2.如權利要求1所述的垂直流跌水曝氣裝置，其特征在于所述任意兩個相鄰跌水盤 (4)開縫方向間的夾角為90°。
3.如權利要求1所述的垂直流跌水曝氣裝置，其特征在于所述兩個相鄰跌水盤(4) 間的距離為10-20cm。
4.如權利要求1所述的垂直流跌水曝氣裝置，其特征在于所述裝置高度為1.Om 1. 5m0
5.如權利要求1所述的垂直流跌水曝氣裝置，其特征在于所述跌水盤開縫(10)的縫隙寬度為2-5mm，相鄰兩個開縫間距為20_30mm。
6.如權利要求1所述的垂直流跌水曝氣裝置，其特征在于沿所述跌水盤(4)下表面外延設置止水環(huán)(8)。
專利摘要一種厭氧出水垂直流跌水曝氣裝置，主要由布水器、多級跌水復氧槽、集水槽和支架組成，前三部分由上至下呈垂直立體固定在支架內，多級跌水復氧槽間距可以上下自由調整。多級跌水復氧槽為圓形或方形，槽內底部安裝跌水盤，跌水盤開縫，跌水盤下表面設置止水環(huán)。該裝置適合應用于生活污水厭氧--人工濕地處理工藝中，增加厭氧出水溶解氧濃度，提高人工濕地氨氮和總氮去除率。本裝置針對溶解氧濃度低的水體，利用自然高程或者提升水泵富余揚程，增加后續(xù)處理工藝供氧量，降低強化曝氣能耗。
文檔編號C02F3/02GK202116366SQ20112024010
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權日2011年7月8日
發(fā)明者何剛, 孟慶義, 廖日紅, 李其軍, 王培京, 邱彥昭, 顧永剛, 黃赟芳 申請人:北京市水利科學研究所