汙水治理高效混流增氧的裝置的製作方法
2024-02-11 19:10:15
專利名稱：汙水治理高效混流增氧的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種汙水治理增氧的裝置，特別是一種汙水治理的高效混流增氧的裝置，屬於環保汙水處理領域。
在我國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、磷總負荷中，約有50％來自城市汙水，50％來自流域非點源地表徑流和湖區降水，在離城市較遠或者受城市工業廢水、生活汙水排放影響較小的湖泊、水庫，如高州水庫、澱山湖、南四湖等，營養負荷主要來自湖泊流域的面源汙染，其氮、磷負荷約佔入湖總負荷的60-70％。因此汙水治理中控制汙染源和水域抑藻是當前防治我國湖泊富營養化的重要環節，利用物理法進行除藻、抑藻是最安全可靠的方法之一，從現有技術的檢索資料進行分析，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％，美國專利號4774031，Aire-O2aspirator aerator(含氧抽吸充氣機)，此裝置用於工業與城市汙水處理，充氣機安裝在浮艇或PVC的漂流裝置上，馬達露出水面，運轉時，螺旋槳帶動水高速運動，在傳動軸的空氣室內形成內向的壓力，使空氣在大氣壓力的推動下被吸入空氣室，並使細小氣泡進入螺旋槳周圍的水域，該充氣機的主要部件由馬達、空心傳動軸、在傳動軸位置有空氣室、以及安裝在傳動軸頂端的螺旋槳、擴散器等。由於該充氧機為固定式充氧機，通過組合的方式擴大充氧範圍，對於流動的水體效果較好，但在不流動的水體中由於其每一臺充氧機的充氧範圍是一定的，且在一定時間後會與充氧區域以外的水域間形成隔離帶，使得充氧效率大大降低(形成隔離帶後氧的利用率低於10％)，使用範圍局限性大。當此裝置固定安裝時，只能服務部分區域，曝氣不均勻，易產生死角；裝置在浮艇或PVC裝置上時，由於使用岸電作動力，操作不方便，而且在惡劣天氣情況下，不夠穩定。在實際深水及淺水中，受機械因素的影響，螺旋槳不可能做的很長或很短；在水位較低時，空氣與水的接觸時間較短，會降低氧傳遞速率；而且價格較高，能耗也較高，不適合我國現階段汙水處理廠、中小型河道和湖泊汙水處理的應用。
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種汙水治理高效混流增氧的裝置。
本發明的技術方案如下主要包括進水管、進氣管、穿孔進氣盤管、混流攪拌筒、出水管、曝氣器，進水管與混流攪拌筒側面下部的進水口連接，進氣管分成兩支分別與混流攪拌筒上進氣口和下進氣口連接，又進一步與穿孔進氣盤管連接，外接空壓機或儲氣罐。混流攪拌筒內設層狀套筒結構，外層與進水口接通，每兩層間通過孔連通，最裡的內層與出水管連接，出水管再進一步與曝氣器連接。在進氣管上設置三通閥門，一端與氧氣罐連接，一端與空壓機連接，根據水質和需要選擇氣源，另一端與穿孔進氣盤管連接，穿孔進氣盤管上設有微孔，微孔孔徑的大小和數量也可根據要選擇確定。混流攪拌筒為一筒狀，筒內的層狀套筒結構可以根據要求選擇確定層數，筒頂設排氣閥。曝氣器外形可以設置成三角形或環形或條狀形，或者為幾種形狀綜合的，並開設有出水孔，孔徑大小和數量根據水質和需要確定。
在廢水的好氧生物處理中，需不斷向處理系統輸入空氣，以提供基質氧化分解和微生物生長所需的氧。氧氣從氣相到液相的遷移過程，由於氣液兩相間存在一個界面，在任何流體動力學條件下，界面兩側都各有一層穩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，然後穿過液膜，再進入液相主體。由於主體流中流體的充分湍動，兩相中氧的濃度基本上是均勻的，可以認為主體流中的傳質阻力趨於零；儘管氣膜和液膜很薄，卻構成主要的傳質阻力；氧分子在一系列的擴散過程中，每一步都存在傳質阻力，整個過程需要克服的總阻力等於各步阻力之和。
本發明用泵給水加壓通過進水管進入混流攪拌筒內進行高速旋轉，在高速離心作用下形成高強旋流；進氣管的氣源可以是純氧或者是空氣，通過空壓機或氧氣罐把空氣或氧氣壓入混流攪拌筒內；在混流攪拌中，水與氣在多層筒體內充分攪動混合，在高速流動的水流的切割下，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，而高強紊流乘氣相與液相界面消失的瞬間，完成氣相向液相質的傳遞；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曝氣器流出，增加了氣水的接觸時間和接觸面積，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，本裝置內氣泡的平均直徑在1．8μm以下，超過了美國環保組織制訂的2．2μm的標準；在水位越深的地方，氣體與水的接觸時間也越長，氧的利用率也就越高，充氧效果越好，DO最高可達16mg／l。
本發明具有實質性特點和顯著進步，本發明可安裝在船體上，可進行全流域的曝氣充氧，也可按需要進行完全移動式充氧，使水產生大旋流，不存在死角。完全避免了曝氣器產生阻塞現象。在1．1KW功率條件下，流量40m3／h純氧混流增氧系統的充氧能力為4．3kgO2／h，動力效率為3．91kgO2／KW．h，混合效率為0．125KW／m3，氧的利用率＞＞30％，在價格上僅為國外同類產品的1／5。
以下結合附圖對本發明進一步描述
圖1本發明結構示意2本發明局部結構示意圖如圖1和圖2所示，本發明主要包括進水管1、進氣管2、穿孔進氣盤管3、混流攪拌筒4、出水管5、曝氣器6，進水管1與混流攪拌筒4側面下部的進水口連接，進氣管1分成兩支分別與混流攪拌筒4上進氣口和下進氣口連接，又進一步與穿孔進氣盤管3連接，外接空壓機或儲氣罐。混流攪拌筒4內設層狀套筒結構，外層與進水口接通，每兩層間通過孔連通，最裡的內層與出水管5連接，出水管5再進一步與曝氣器6連接。在進氣管1上設置三通閥門7，一端與氧氣罐連接，一端與空壓機連接，根據水質和需要選擇氣源，另一端通過混流攪拌筒4上進氣口和下進氣口與穿孔進氣盤管3連接，穿孔進氣盤管3上設有微孔，微孔孔徑的大小和數量也可根據要選擇確定。混流攪拌筒4為一筒狀，筒內的層狀套筒結構可以根據要求選擇確定層數，筒頂設排氣閥8。曝氣器6外形可以設置成三角形或環形或條狀形，或者為幾種形狀的綜合，並開設有出水孔，孔徑的大小和數量根據水質和需要確定。
本發明用泵給水加壓通過進水管1進入混流攪拌筒4內進行高速旋轉，在高速離心作用下形成高強旋流；進氣管2的氣源可以是純氧或者是空氣，通過空壓機或氧氣罐把空氣或氧氣壓入混流攪拌筒4內；在混流攪拌中，水與氣在多層內充分攪動混合，在高速流動的水流的切割下，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，而高強紊流乘氣相與液相界面消失的瞬間，完成氣相向液相質的傳遞；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曝氣器6流出，增加了氣水的接觸時間和接觸面積，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化。
權利要求
1.一種汙水治理的高效混流增氧的裝置，主要包括進水管(1)、進氣管(2)和出水管(5)，其特徵在於還包括穿孔進氣盤管(3)、混流攪拌筒(4)、曝氣器(6)，進水管(1)與混流攪拌筒(4)側面下部的進水口連接，進氣管(1)分成兩支分別與混流攪拌筒(4)上進氣口和下進氣口連接，又進一步與穿孔進氣盤管(3)連接，外接空壓機或儲氣罐，混流攪拌筒(4)內層與出水管(5)連接，出水管(5)又進一步與曝氣器(6)連接。
2.據權利要求1所述的這種汙水治理的高效混流增氧的裝置，其特徵還在於混流攪拌筒(4)為一筒狀，筒內的層狀套筒結構可以根據要求選擇確定層數。
3.據權利要求1或2所述的這種汙水治理的高效混流增氧的裝置，其特徵還在於混流攪拌筒(4)內設層狀套筒結構，外層與進水口接通，每兩層間通過孔連通，最裡的內層與出水管(5)連接，出水管(5)再進一步與曝氣器(6)連接。
4.根據權利要求1所述的這種汙水治理的高效混流增氧的裝置，其特徵還在於在進氣管(1)上設置三通閥門(7)，一端與氧氣罐連接，一端與空壓機連接，根據水質和需要選擇氣源，另一端通過混流攪拌筒(4)上進氣口和下進氣口與穿孔進氣盤管(3)連接，穿孔進氣盤管(3)上設有微孔，微孔孔徑的大小和數量也可根據需要選擇確定。
5.根據權利要求1所述的這種汙水治理的高效混流增氧的裝置，其特徵還在於曝氣器(6)外形可以設置成三角形或環形或條狀形，或者為幾種形狀的綜合，並開設有出水孔，孔徑的大小和數量根據水質和需要確定。
全文摘要
汙水治理的高效混流增氧的裝置主要包括:進水管、進氣管、穿孔進氣盤管、混流攪拌筒、出水管、曝氣器,進水管與混流攪拌筒側面下部的進水口連接,進氣管分成兩支分別與混流攪拌筒上進氣口和下進氣口連接,又進一步與穿孔進氣盤管連接,外接空壓機或儲氣罐,混流攪拌筒內層與出水管連接,出水管又進一步與曝氣器連接。
文檔編號C02F7/00GK1293158SQ0012781
公開日2001年5月2日 申請日期2000年12月7日 優先權日2000年12月7日
發明者章永泰 申請人:章永泰