潛水曝氣機(jī)及生物接觸氧化池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型潛水曝氣機(jī)及生物接觸氧化池涉及污水處理設(shè)備，具體涉及自吸式離心潛水曝氣機(jī)。目的是提供一種充氧均勻高效的潛水曝氣機(jī)。技術(shù)方案要點(diǎn)是：潛水曝氣機(jī)包括潛水電機(jī)的傳動(dòng)軸連接位于曝氣盤(pán)內(nèi)腔的葉輪，曝氣盤(pán)上端設(shè)置進(jìn)氣口、下端設(shè)置進(jìn)水口，曝氣盤(pán)周邊設(shè)置將水、氣混合液排入水中的流道，所述的流道斜向下設(shè)置，流道出口連接噴射管，噴射管設(shè)置多個(gè)，噴射管的管壁上設(shè)置多個(gè)分流孔。曝氣盤(pán)的流道向下傾斜，使噴出的水、氣混合流體對(duì)池底污泥進(jìn)行攪動(dòng)，防止污泥沉淀。同時(shí)，延長(zhǎng)了氣泡在水中的停留時(shí)間。噴射管管壁上的多個(gè)分流孔可以在每個(gè)管上的多個(gè)部位分流，進(jìn)一步分散水氣混合流體，避免氣體集中。達(dá)到均勻、高效地給污水充氧的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】潛水曝氣機(jī)及生物接觸氧化池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種污水處理設(shè)備，具體涉及自吸式離心潛水曝氣機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]自吸式離心潛水曝氣機(jī)，在水處理工藝中是一種用于向水體中曝氣充氧的專(zhuān)用設(shè)備。其工作原理是:潛水電機(jī)傳動(dòng)軸直接驅(qū)動(dòng)內(nèi)置于曝氣盤(pán)中的半開(kāi)式葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)葉輪離心力的作用下產(chǎn)生高壓，空氣和水分別從曝氣盤(pán)上、下兩端的進(jìn)氣口被吸入；葉輪與通入水上的進(jìn)氣管相通，導(dǎo)入空氣。曝氣盤(pán)四周布有多個(gè)流道，水、氣混合液進(jìn)入流道內(nèi)被充分混合后從出口處沿徑向方向高速噴出，并迅速向四周擴(kuò)散，細(xì)碎的微小氣泡充分與池中的水體融合，使大氣中的氧溶解于水中，從而達(dá)到向水體曝氣充氧的目的。
[0003]該種曝氣機(jī)由于靠葉輪旋轉(zhuǎn)排水時(shí)所產(chǎn)生的負(fù)壓吸入空氣，不需要配置鼓風(fēng)設(shè)備，設(shè)備設(shè)備投資少，因此被廣泛在污水處理工藝中使用。但目前使用的該種曝氣機(jī)存在如下缺陷:
[0004]曝氣機(jī)工作時(shí)，空氣是通過(guò)進(jìn)氣管從葉輪軸心孔被吸入到葉輪腹腔內(nèi)，由于電機(jī)是放置在曝氣盤(pán)上方，且與葉輪同軸，使得進(jìn)氣管無(wú)法與葉輪上方的軸心孔對(duì)接。為解決此問(wèn)題，曝氣機(jī)的進(jìn)氣方式目前有兩種結(jié)構(gòu)形式:一是進(jìn)氣管彎成180度從葉輪下方的軸心孔進(jìn)入；二是在混氣室上方與潛水電機(jī)之間設(shè)置一中間氣室，與進(jìn)氣管相通，中間氣室下方的孔與葉輪軸心孔相通，將空氣導(dǎo)入。
[0005]這兩種結(jié)構(gòu)存的缺陷是:高速空氣經(jīng)過(guò)管道彎頭或氣室時(shí)產(chǎn)生附加阻力，造成進(jìn)氣負(fù)壓壓頭損失，進(jìn)氣量減少，降低了曝氣機(jī)的曝氣效率。
[0006]且曝氣機(jī)混氣室四周的流道呈水平散射形分布，在工作時(shí)水、氣混合液從出口也沿水平方向噴出。安裝時(shí)，為了使池底污泥不沉淀，曝氣機(jī)需緊貼池底放置，這樣曝氣機(jī)進(jìn)水口和流道容易被污泥中的雜物堵塞，易造成葉輪損壞。雖然有的廠家在曝氣機(jī)進(jìn)水口處安裝了攔渣網(wǎng)，但攔渣網(wǎng)也會(huì)被水中的纖維物堵塞，導(dǎo)致曝氣機(jī)曝氣量下降甚至不能正常工作。
[0007]因上述兩種因素影響，曝氣機(jī)對(duì)污水的攪動(dòng)和充氧能力受到局限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種充氧均勻高效的潛水曝氣機(jī)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種潛水曝氣機(jī)，包括潛水電機(jī)的傳動(dòng)軸連接位于曝氣盤(pán)內(nèi)腔的葉輪，曝氣盤(pán)上端設(shè)置進(jìn)氣口、下端設(shè)置進(jìn)水口，曝氣盤(pán)周邊設(shè)置將水、氣混合液排入水中的流道，所述的流道斜向下設(shè)置，流道出口連接噴射管，噴射管設(shè)置多個(gè)，噴射管的管壁上設(shè)置多個(gè)分流孔。
[0010]優(yōu)選的，所述的分流孔位于噴射管下側(cè)管壁上；并由噴射管內(nèi)側(cè)向外端分流孔面積逐漸增大。
[0011]優(yōu)選的，所述的分流孔呈大端遠(yuǎn)離曝氣盤(pán)的雨滴形。[0012]優(yōu)選的，所述的多個(gè)噴射管按長(zhǎng)度繞曝氣盤(pán)周邊規(guī)律布置；噴射管的軸向沿曝氣盤(pán)的切線方向設(shè)置。
[0013]優(yōu)選的，所述的潛水電機(jī)設(shè)置在曝氣盤(pán)下方，進(jìn)氣口連接的進(jìn)氣管與葉輪同軸布置，并豎直延伸到水池液面以上；所述的潛水電機(jī)下部連接底座。
[0014]優(yōu)選的，所述的進(jìn)水口由設(shè)置在曝氣盤(pán)上的進(jìn)水板中間位置的通孔構(gòu)成，所述通孔的邊緣向內(nèi)均勻設(shè)置多個(gè)齒形凸起。
[0015]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供利用該潛水曝氣機(jī)的生物接觸氧化池。
[0016]采取的技術(shù)方案是:利用所述的潛水曝氣機(jī)的生物接觸氧化池，所述的生物接觸氧化池內(nèi)均勻布置好氧填料，好氧填料下方中間位置安裝所述潛水曝氣機(jī)，生物接觸氧化池底部邊緣安裝穿孔排泥管，上部出水一側(cè)安裝與豎流沉淀池相通的連通管，連通管的進(jìn)水口中心高度與好氧填料的上沿等高；生物接觸氧化池出水的一側(cè)設(shè)置內(nèi)回流管與水解酸化池進(jìn)水區(qū)域相通。
[0017]采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案后，曝氣盤(pán)中的流道由原來(lái)的水平改成向下傾斜，使噴出的水、氣混合流體對(duì)池底污泥進(jìn)行攪動(dòng)，防止污泥沉淀。同時(shí)，延長(zhǎng)了氣泡在水中的停留時(shí)間。流道出口外接噴射管，噴射管的長(zhǎng)度長(zhǎng)短不一，避免了曝氣時(shí)曝氣盤(pán)周邊環(huán)形氣泡帶的形成，減少了氣泡合并變大的概率。噴射管管壁上的多個(gè)分流孔可以在每個(gè)管上的多個(gè)部位分流，進(jìn)一步分散水氣混合流體，避免氣體集中。達(dá)到均勻、高效地給污水充氧的目的。曝氣機(jī)進(jìn)水板上凸起與葉輪構(gòu)成剪刀狀，當(dāng)污水中的纖維物或片狀物被吸入通過(guò)進(jìn)水口時(shí)，旋轉(zhuǎn)的葉輪上的葉片將其在凸起上剪斷、撕裂，從而達(dá)到防堵塞和保護(hù)葉輪的目的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1的一種實(shí)施方式的俯視圖；
[0020]圖3是圖1的另一種實(shí)施方式的俯視圖；
[0021 ] 圖4是圖1中的進(jìn)水口的仰視圖；
[0022]圖5是生物接觸氧化池的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1到4所述的潛水曝氣機(jī)，包括潛水電機(jī)I，潛水電機(jī)I的傳動(dòng)軸連接位于曝氣盤(pán)2內(nèi)腔的葉輪3，曝氣盤(pán)2上端設(shè)置進(jìn)氣口、下端設(shè)置進(jìn)水口，曝氣盤(pán)2周邊設(shè)置將水、氣混合液排入水中的流道4，這些都是與本實(shí)用新型的改進(jìn)相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，至于傳動(dòng)軸如何傳動(dòng)、固定，曝氣盤(pán)2、葉輪3的具體結(jié)構(gòu)和布置方式則是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)或者自身創(chuàng)造力進(jìn)一步改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)的，具有許多種實(shí)施方式。本實(shí)用新型的一個(gè)改進(jìn)在于:所述曝氣盤(pán)2周邊的流道4斜向下設(shè)置，流道4出口連接噴射管5，噴射管5設(shè)置多個(gè)，噴射管5的管壁上設(shè)置多個(gè)分流孔501。噴射管5設(shè)置多個(gè)利于向不同方向排出水氣混合物。曝氣盤(pán)2中的流道4由原來(lái)的水平改成向下傾斜，使噴出的水、氣混合液對(duì)池底污泥進(jìn)行攪動(dòng)，防止污泥沉淀。同時(shí)，水、氣混合液斜向下，然后在浮力作用下向上運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)路徑類(lèi)似于開(kāi)口朝上的拋物線，運(yùn)動(dòng)路徑加長(zhǎng)，延長(zhǎng)了氣泡在水中的停留時(shí)間；顯著提高向水池中充氧的效果。而噴射管5管壁上的多個(gè)分流孔501可以在每個(gè)管上的多個(gè)部位分流，進(jìn)一步分散水氣混合流體，避免氣體集中。達(dá)到均勻、高效地給污水充氧的目的。圖1中左側(cè)的噴射管5為局剖視圖，詳細(xì)展示了分流孔501的設(shè)置方式，向外側(cè)(圖1左側(cè))密集且孔大。分流孔501會(huì)分散一些流體，所以為了同時(shí)保證對(duì)污泥的攪動(dòng)效果，則根據(jù)泵的輸出功率、噴射管5的數(shù)量、大小適當(dāng)調(diào)整分流孔501的尺寸和數(shù)量等參數(shù)即可。
[0024]根據(jù)此技術(shù)思路，進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施方式是:所述的分流孔501位于噴射管5下側(cè)管壁上；并由噴射管5內(nèi)側(cè)向外端分流孔501面積逐漸增大。增大的實(shí)施方式有孔的排布加密或者孔尺寸設(shè)置的更大或者兩者結(jié)合。更好的是:所述的分流孔501呈大端遠(yuǎn)離曝氣盤(pán)2的雨滴形。位于下壁時(shí)，流體受管壁阻擋分裂為從噴射管5兩側(cè)上升，進(jìn)一步分散了流體。雨滴形也就是靠近曝氣盤(pán)2 —端小、噴射管5懸伸端大、且整體表面光滑的形狀，這樣便于管內(nèi)流體快速向前噴射，減小流體從分流孔501經(jīng)過(guò)時(shí)的阻力，較普通圓孔具有更好的分散效果。而分流孔501越往外端排布越密則符合在曝氣機(jī)周?chē)傮w均勻排出水氣混合流體的要求。
[0025]如圖1所示的，進(jìn)氣口位于曝氣盤(pán)2和葉輪3上方，并由進(jìn)氣管7內(nèi)吸入空氣；空氣流向如圖1中箭頭8所示。進(jìn)水口位于曝氣盤(pán)2下端中間位置。連接架10上端連接曝氣盤(pán)2、下端連接潛水電機(jī)I。連接架10周邊為鏤空結(jié)構(gòu)，水流如圖1中箭頭9所示的方向進(jìn)入連接架10內(nèi)并向上由進(jìn)水口進(jìn)入曝氣盤(pán)2 ;然后空氣和水在葉輪3的作用下混流并由流道4斜向下噴射到水池中實(shí)現(xiàn)給污水充氧的工作過(guò)程。
[0026]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述的多個(gè)噴射管5按長(zhǎng)度繞曝氣盤(pán)2周邊規(guī)律布置；所述的噴射管5的軸向沿曝氣盤(pán)2的切線方向設(shè)置。切線方向設(shè)置可以減小水、氣混合液噴射的阻力損失，便于向水池中噴射地更遠(yuǎn)、更均勻；進(jìn)一步避免氣泡團(tuán)聚。噴射管5通常就是一段直管，連接在曝氣盤(pán)2周邊上即可。然后水、氣混合液經(jīng)流道4和噴射管5內(nèi)腔沖射到水池中。當(dāng)曝氣盤(pán)2的尺寸與葉輪3直徑相當(dāng)時(shí)，噴射管5直接連接在葉輪3邊緣的曝氣盤(pán)2外壁，此時(shí)噴射管5的管腔也就是流道4的一種實(shí)施方式了。在這樣的改進(jìn)中，通常曝氣盤(pán)2直徑可適當(dāng)縮小,節(jié)省鑄造加工成本；流道4出口外接噴射管5,噴射管5的長(zhǎng)度長(zhǎng)短不一，避免了曝氣時(shí)曝氣盤(pán)2周邊環(huán)形氣泡帶的形成，減少了氣泡合并變大的概率。
[0027]至于所謂“按長(zhǎng)度” “規(guī)律布置”，其目的就是要利用噴射管5將水、氣混合液分散地噴入水池中，避免形成環(huán)形氣泡帶和氣泡聚合。因此，可以是如圖2所示的，噴射管5設(shè)置多組，每組中依次設(shè)置管長(zhǎng)不同的長(zhǎng)噴射管51、中噴射管52、短噴射管53，然后多組噴射管5沿曝氣盤(pán)2周邊均勻布置。或者如圖3所示的，噴射管5包括長(zhǎng)噴射管組54、短噴射管組55，每組中的噴射管5長(zhǎng)短大致相同，長(zhǎng)噴射管組54與短噴射管組55沿曝氣盤(pán)2周邊均勻、間隔地布置。相鄰噴射管5之間的曝氣盤(pán)2外邊緣可以封閉；也可以是流道4直接與外部相通，以排出少量水、氣混合液。還可根據(jù)池平面形狀及大小設(shè)計(jì)成不同長(zhǎng)度，增大曝氣服務(wù)面積，使布?xì)廒呌诰鶆颉＠鐖D3所示的實(shí)施方式就適合長(zhǎng)方形的污水池中使用。噴射管5與曝氣盤(pán)2為裝配式結(jié)構(gòu)，可在使用現(xiàn)場(chǎng)組裝，便于運(yùn)輸。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式:所述的潛水電機(jī)I設(shè)置在曝氣盤(pán)2下方，進(jìn)氣口連接的進(jìn)氣管7與葉輪3同軸布置，并豎直延伸到水池液面以上；所述的潛水電機(jī)I下部連接底座6。潛水電機(jī)I倒置安裝在曝氣盤(pán)2下方，進(jìn)氣管7安裝在曝氣盤(pán)2上方，形成下進(jìn)水、上進(jìn)氣的結(jié)構(gòu)。由于進(jìn)氣管7與葉輪3同一軸心，空氣直接從進(jìn)氣管7進(jìn)入葉輪3工作區(qū)域內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生附加阻力，無(wú)負(fù)壓壓頭損失，提高了曝氣機(jī)的曝氣效率。同時(shí)，潛水電機(jī)I下部安裝的底座6構(gòu)成曝氣的支座，提聞了進(jìn)水口聞度，有效減少了因吸入污泥造成的堵塞和葉輪3的損壞可能性，并且省去和簡(jiǎn)化了潛水電機(jī)I設(shè)置在曝氣盤(pán)2上方時(shí)較大的支座，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了制作成本。
[0029]如圖4所示的，所述的進(jìn)水口由設(shè)置在曝氣盤(pán)2上的進(jìn)水板21中間位置的通孔構(gòu)成，所述通孔的邊緣向內(nèi)均勻設(shè)置多個(gè)齒形凸起22。曝氣盤(pán)2通常是鑄造加工而成，進(jìn)水板21可以便于葉輪3的裝配。將進(jìn)水板21上的圓形通孔邊緣設(shè)置齒形凸起22，那么進(jìn)水口就相應(yīng)地形成鋸齒形或稱齒輪形。葉輪3的葉片與進(jìn)水板21之間的間隙通常很小，且與凸起22構(gòu)成剪刀狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)污水中的纖維物或片狀物被吸入通過(guò)進(jìn)水口時(shí)，旋轉(zhuǎn)的葉片將其在凸起22上剪斷、撕裂，從而達(dá)到防堵塞和保護(hù)葉輪3的目的。
[0030]生物接觸氧化池30內(nèi)安裝好氧填料26，好氧填料26下方安裝潛水曝氣機(jī)25，底部安裝穿孔排泥管11，池子上部的出水一側(cè)安裝與豎流沉淀池32相通的連通管27，連通管27的進(jìn)水口中心高度與好氧填料26的上沿等高。如圖5所示，潛水曝氣機(jī)25安裝于生物接觸氧化池30中間位置，起到曝氣、也就是給廢水充氧的作用，該區(qū)域廢水流動(dòng)性強(qiáng)，幾乎無(wú)沉淀，所以穿孔排泥管11位于圖2所示的池子兩端。也就是說(shuō)生物接觸氧化池30的穿孔排泥管11與水解酸化池31的穿孔排泥管11是連通的，所以可以看作是整體的排泥管，這樣簡(jiǎn)化了裝置，同時(shí)因?yàn)檫@兩個(gè)工序污泥量不大，工作效率也很可靠。連通管27的進(jìn)水口也位于圖5所示的右端。生物接觸氧化池30出水的一側(cè)設(shè)置內(nèi)回流管與水解酸化池31進(jìn)水區(qū)域相通。好氧填料26用來(lái)為好氧微生物提供附著生長(zhǎng)的場(chǎng)所，潛水曝氣機(jī)25連續(xù)曝氣為好氧微生物提供氧氣，附著在好氧填料26上的好氧微生物對(duì)廢水中有機(jī)物進(jìn)行降解，穿孔排泥管11用以排除沉淀的污泥，出水一部分通過(guò)連通管27自流進(jìn)入豎流沉淀池32，一部分通過(guò)內(nèi)回流管回流至水解酸化池31。生物接觸氧化池30內(nèi)溶解氧濃度控制為
2.5-3.5mg/L，廢水的接觸氧化時(shí)間為2.5h。結(jié)合本實(shí)用新型改進(jìn)后的潛水曝氣機(jī)25能起到更好的凈化處理作用。
【權(quán)利要求】
1.一種潛水曝氣機(jī)，包括潛水電機(jī)(I)的傳動(dòng)軸連接位于曝氣盤(pán)(2)內(nèi)腔的葉輪(3)，曝氣盤(pán)(2)上端設(shè)置進(jìn)氣口、下端設(shè)置進(jìn)水口，曝氣盤(pán)(2)周邊設(shè)置將水、氣混合液排入水中的流道(4)，其特征在于:所述的流道(4)斜向下設(shè)置，流道(4)出口連接噴射管(5)，噴射管(5 )設(shè)置多個(gè)，噴射管(5 )的管壁上設(shè)置多個(gè)分流孔(501)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水曝氣機(jī)，其特征在于:所述的分流孔(501)位于噴射管(5)下側(cè)管壁上；并由噴射管(5)內(nèi)側(cè)向外端分流孔(501)面積逐漸增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潛水曝氣機(jī)，其特征在于:所述的分流孔(501)呈大端遠(yuǎn)離曝氣盤(pán)(2)的雨滴形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的潛水曝氣機(jī)，其特征在于:所述的多個(gè)噴射管(5)按長(zhǎng)度繞曝氣盤(pán)(2)周邊規(guī)律布置；噴射管(5)的軸向沿曝氣盤(pán)(2)的切線方向設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的潛水曝氣機(jī)，其特征在于:所述的潛水電機(jī)(I)設(shè)置在曝氣盤(pán)(2)下方，進(jìn)氣口連接的進(jìn)氣管(7)與葉輪(3)同軸布置，并豎直延伸到水池液面以上；所述的潛水電機(jī)(I)下部連接底座(6 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的潛水曝氣機(jī)，其特征在于:所述的進(jìn)水口由設(shè)置在曝氣盤(pán)(2)上的進(jìn)水板(21)中間位置的通孔構(gòu)成，所述通孔的邊緣向內(nèi)均勻設(shè)置多個(gè)齒形凸起(22)。
7.利用權(quán)利要求6所述的潛水曝氣機(jī)的生物接觸氧化池，其特征在于:所述的生物接觸氧化池(30)內(nèi)均勻布置好氧填料(26)，好氧填料(26)下方中間位置安裝所述潛水曝氣機(jī)，生物接觸氧化池(30)底部邊緣安裝穿孔排泥管(11)，上部出水一側(cè)安裝與豎流沉淀池相通的連通管(27)，連通管(27)的進(jìn)水口中心高度與好氧填料(26)的上沿等高；生物接觸氧化池(30 )出水的一側(cè)設(shè)置內(nèi)回流管與水解酸化池進(jìn)水區(qū)域相通。
【文檔編號(hào)】C02F7/00GK203625148SQ201320704189
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月9日
【發(fā)明者】劉紅軍, 李正良, 趙楠 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)