申请日2015.10.23
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F7/00
摘要
本发明的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机，属于工业废水和城乡生活污水净化处理的技术领域。结构有方形承重台平板(7)上方装有防护罩(1)、高压风机(2)和聚氧排氮装置(3);在方形承重台平板(7)下方的球端圆柱形浮体(9)和两个圆球形浮体(11)以及氧的激活装置(12);由进气优化分流三通(14)、双端输出轴潜水电机(16)、极短空心轴(25)、螺旋推流器(28)和水气搅拌叶(27)构成的双向推流曝气装置。各装置中的所有永磁体均采用中间轴向穿孔的稀土永磁环(32)。本发明比现有技术提高了曝气增氧的效果，进而提高了污水净化效果;并且可以自身平衡，运行更平稳，提高使用寿命。
摘要附图
权利要求书
1.一种高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机，由下述结构组成： 在方形承重台平板(7)上方装有防护罩(1)、高压风机(2)和聚氧排氮装置(3); 在方形承重台平板(7)下方和外侧装有浮体;由潜水电机、极短空心轴和螺旋 推流器构成推流曝气装置;其特征在于，
在浮体下方装有氧的激活装置(12)，氧的激活装置(12)由氧激活装置外 壳(40)封闭，氧激活装置外壳(40)上端接通高压风机出气管(4)，下端有氧 激活装置出风管(38)，氧激活装置外壳(40)内横向装有一排中间有轴向穿孔 的稀土永磁环(32)，中间有轴向穿孔的稀土永磁环(32)通过稀土永磁环横穿 定位螺丝(41)固定在氧激活装置外壳(40)上，左右相邻的中间有轴向穿孔的 稀土永磁环(32)之间异性磁极相对，并由套在稀土永磁环横穿定位螺丝(41) 上的稀土永磁环定位套管(35)隔开;
所述的聚氧排氮装置(3)由顶盖板(37)和侧壁均开有通气孔的外壳(30)、 外壳(30)内有竖向成串安装的中间有轴向穿孔的稀土永磁环(32)构成，中间 有轴向穿孔的稀土永磁环(32)通过稀土永磁环竖穿定位螺丝(33)固定在顶盖 板(37)和底板之间;上下相邻的中间有轴向穿孔的稀土永磁环(32)之间同性 磁极相对，并由套在稀土永磁环竖穿定位螺丝(33)上的稀土永磁环定位套管(35) 隔开;外壳(30)下端开口连接高压风机进气管(31);
所述的推流曝气装置是双向推流曝气装置，由双端输出轴潜水电机(16)、 分左右两套的进气仓(18)、开有进气孔(43)的极短空心轴(25)、装在极短空 心轴(25)外端头的螺旋推流器(28)和水气搅拌叶(27)构成，极短空心轴(25) 分别与双端输出轴潜水电机(16)的两端输出轴对接安装;左右两端的螺旋推流 器(28)上的浆叶片方向必须相反;氧激活装置出风管(38)连接一个进气优化 分流三通(14)，进气优化分流三通(14)经左边供气管(56)和右边供气管(57) 将富氧气体分别输送到双端输出轴潜水电机(16)两端的进气仓(18)内，再通 过进气孔(43)进入极短空心轴(25)内。
2.根据权利要求1所述的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机， 其特征在于，在所述的双向推流曝气装置两端装有拉瓦尔筒形导流罩(22)，拉 瓦尔筒形导流罩(22)安装在极短空心轴(25)上并将螺旋推流器(28)和水气 搅拌叶(27)罩在其内;在瓦尔筒形导流罩(22)的腰部环绕安装环状磁化处理 水装置(21);所述的环状磁化处理水装置(21)，是用稀土永磁环环穿定位螺丝 (50)将中间有轴向穿孔的稀土永磁环(32)按圆周排列在拉瓦尔筒导流罩(22) 的腰部构成，并且所有的中间有轴向穿孔的稀土永磁环(32)N极朝向拉瓦尔筒 导流罩(22)的中心轴线，而S极朝向拉瓦尔筒导流罩(22)的径向向外辐射。
3.根据权利要求1所述的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机， 其特征在于，所述的进气优化分流三通(14)，在左边供气管(56)和右边供气 管(57)相接的内部尖角处安装一个具有弹性的阀片(54)，阀片(54)将左边 供气管(56)和右边供气管(57)隔开，阀片(54)的上端对准可自由伸缩的通 气软管(13)与进气优化分流三通(14)套接处的中轴线;左侧承受进气流的压 力板(55)和右侧承受进气流的压力板(58)分装在阀片(54)两侧;左侧承受 进气流的压力板(55)的平面和右侧承受进气流的压力板(58)的平面与阀片(54) 的平面的夹角均为10°～20°。
4.根据权利要求1所述的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机， 其特征在于，双端输出轴潜水电机(16)两端固定有竖直的环套，环套套在设备 支撑立柱(15)上，能使双端输出轴潜水电机(16)沿设备支撑立柱(15)上下 滑动，并能够由潜水电机的固定件(17)将双端输出轴潜水电机(16)固定在水 下任意深度。
5.根据权利要求1所述的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机， 其特征在于，所述的浮体，是一个安装在方形承重台平板(7)下面的球端圆柱 形浮体(9)和在球端圆柱形浮体(9)两侧对称安装的两个圆球形浮体(11)组 成;方形承重台平板(7)通过下面的球端圆柱形浮体鞍座(8)骑在球端圆柱形 浮体(9)上。
6.根据权利要求1所述的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机， 其特征在于，极短空心轴(25)上的进气孔是圆形的，而且左边极短空心轴圆形 进气孔正方向的斜面(49)与右边极短空心轴圆形进气孔正方向的斜面是相反的。
7.根据权利要求1～6任一项所述的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流 曝气机，其特征在于，所有的中间轴向穿孔的稀土永磁环(32)均用不导磁材料 的稀土永磁环外壳(42)包裹。
说明书
高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机
技术领域
本发明属于工业废水和城乡生活污水净化处理的技术领域，涉及一种生物法 处理工艺中的聚氧强氧化双向推流曝气增氧装置。
背景技术
在污水中存在着大量的微生物，它们具有消化降解污水中复杂的有机物和有 些品种的无机物，并将这些物质转化成为简单无毒无害的物质的能力。实践证明， 利用微生物处理污水中有害的污染物质，具有投资少、效率高、操作简单、运行 稳定、费用低、出水水质好、污泥沉降速度快、性能好，且可用作肥料等优点。 在生物处理方法中，活性污水 法又以其基本没有臭味，处理所需时间短，处理增 长率高等优点，具有极其重要的地位。在该方法中，曝气是不可缺少的，其作用 是供应充足的氧，并对混合液进搅拌，使活性污泥处于悬浮状态，以便与废水进 行充分接触混合进行降解、氧化;同时污泥里的絮状物也大量悬浮在污水中;搅 拌和磁性处理能提供大量微小气泡，这些小气泡与水的界面存在较大的表面张 力，于是在小气泡表面就吸附一层悬浮物，形成空心球漂浮在水面上，这就是气 浮的作用，促进污泥的快速沉淀。
目前国内外常用的曝气方法有鼓风曝气法，机械搅拌法和射流曝气法等，但 普遍存在充气能力和氧的利用率偏低，布气不均匀等缺点;经常堵塞或曝列，维 修更换非常困难，其动力效益更低。到目前为止，国内外所有的曝气增氧装置的 研发制造工艺都是原始的，全是简单，直接用机械方法，把普通空气送到水里， 促使空气中的氧自然低效的混入水中，所以氧的利用率机械的动力效率很低。
与本发明相近的现有技术是专利号为201410031267.7的发明专利，专利名 称是“净化增氧气浮曝气装置”，采用超短轴、飞刀形强力推流;并由高端高压 风机通过无涡流储存供气仓调节供气量，再由无阻力导风管将富聚氧的高压空气 大量送入供气仓，然后经过超短空心轴上的斜形吸气孔，进入超短空心轴内，再 经过超短空心轴尾端的增压搅拌叶和该搅拌中心上的高速旋转磁力线的切割和 增压搅拌变成很微小的气泡，最后被这里的高度真空负压区强力的抽吸而进入水 里，微小气泡里的被激活的氧就在这高速旋流的水里充分混合溶于水里，从而达 到高效增氧气浮曝气净化污水目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是改进现有技术存在的不足，设计双向推流曝气 装置、具有高梯度磁性场的聚氧排氮装置和氧的激活装置，达到提高曝气增氧的 效果进而提高介质(污水)净化的效果的目的。
本发明是以物理学为基础，以分子原子物理学、磁学、流体力学、空气动力 学、微生物学为主导，围绕着本发明所涉及的两个主体，即空气中的氧(O2)、 污水里的水(H2O)，充分认识氧和水的属性，比如氧(O2)的比重、氧化活泼 性、顺磁性;水(H2O)的分子极性、渗透性、溶解性、表面张力等，去研发污 水净化的技术方法。结合污水生物净化工艺，应用上述多学科知识研发制造本发 明的高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机。
本发明的具体技术方案如下。
一种高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机，由下述结构组成：在方 形承重台平板7上方装有防护罩1、高压风机2和聚氧排氮装置3;在方形承重 台平板7下方和外侧装有浮体;由潜水电机、极短空心轴和螺旋推流器构成推流 曝气装置;其特征在于，
在浮体下方装有氧的激活装置12，氧的激活装置12由氧激活装置外壳40 封闭，氧激活装置外壳40上端接通高压风机出气管4，下端有氧激活装置出风 管38，氧激活装置外壳40内横向装有一排中间有轴向穿孔的稀土永磁环32，中 间有轴向穿孔的稀土永磁环32通过稀土永磁环横穿定位螺丝41固定在氧激活装 置外壳40上，左右相邻的中间有轴向穿孔的稀土永磁环32之间异性磁极相对， 并由套在稀土永磁环横穿定位螺丝41上的稀土永磁环定位套管35隔开;
所述的聚氧排氮装置3由顶盖板37和侧壁均开有通气孔的外壳30、外壳30 内有竖向成串安装的中间有轴向穿孔的稀土永磁环32构成，中间有轴向穿孔的 稀土永磁环32通过稀土永磁环竖穿定位螺丝33固定在顶盖板37和底板之间; 上下相邻的中间有轴向穿孔的稀土永磁环32之间同性磁极相对，并由套在稀土 永磁环竖穿定位螺丝33上的稀土永磁环定位套管35隔开;外壳30下端开口连 接高压风机进气管31;
所述的推流曝气装置是双向推流曝气装置，由双端输出轴潜水电机16、分 左右两套的进气仓18、开有进气孔43的极短空心轴25、装在极短空心轴25外 端头的螺旋推流器28和水气搅拌叶27构成，极短空心轴25分别与双端输出轴 潜水电机16的两端输出轴对接安装;左右两端的螺旋推流器28上的浆叶片方向 必须相反;氧激活装置出风管38连接一个进气优化分流三通14，进气优化分流 三通14经左边供气管56和右边供气管57将富氧气体分别输送到双端输出轴潜 水电机16两端的进气仓18内，再通过进气孔43进入极短空心轴25内。
在所述的双向推流曝气装置两端装有拉瓦尔筒形导流罩22，拉瓦尔筒形导 流罩22安装在极短空心轴25上并将螺旋推流器28和水气搅拌叶27罩在其内; 在瓦尔筒形导流罩22的腰部环绕安装环状磁化处理水装置21;所述的环状磁化 处理水装置21，是用稀土永磁环环穿定位螺丝50将中间有轴向穿孔的稀土永磁 环32按圆周排列在拉瓦尔筒导流罩22的腰部构成，并且所有的中间有轴向穿孔 的稀土永磁环32的N极朝向拉瓦尔筒导流罩22的中心轴线，而S极朝向拉瓦 尔筒导流罩22的径向向外辐射。
所述的进气优化分流三通14，在左边供气管56和右边供气管57相接的内 部尖角处，安装一个具有弹性的阀片54，阀片54将左边供气管56和右边供气 管57隔开，阀片54的上端对准可自由伸缩的通气软管13与进气优化分流三通 14套接处的中轴线;左侧承受进气流的压力板55和右侧承受进气流的压力板58 分装在阀片54两侧;左侧承受进气流的压力板55的平面和右侧承受进气流的压 力板58的平面与阀片54的平面的夹角均为10°～20°。
双端输出轴潜水电机16两端固定有竖直的环套，环套套在设备支撑立柱15 上，能使双端输出轴潜水电机16沿设备支撑立柱15上下滑动，并能够由潜水电 机的固定件17将双端输出轴潜水电机16固定在水下任意深度。
所述的浮体，是一个安装在方形承重台平板7下面的球端圆柱形浮体9和在 球端圆柱形浮体9两侧对称安装的两个圆球形浮体11组成;方形承重台平板7 通过下面的球端圆柱形浮体鞍座8骑在球端圆柱形浮体9上。
极短空心轴25上的进气孔是圆形的，而且左边极短空心轴圆形进气孔正方 向的斜面49与右边极短空心轴圆形进气孔正方向的斜面是相反的。
所有的中间轴向穿孔的稀土永磁环32均用不导磁材料的稀土永磁环外壳42 包裹。
有益效果：
本发明的双端输出轴潜水电机16正常运行时，左右两边被推流的介质(污 水)各自沿着扇形辐射向两边的更远方;同时，两边扇形的角度越来越大，当超 过180°时，两边介质(污水)的流动就互相叠加，混流后的介质(污水)的推 流搅拌提高了曝气增氧的效果。并且无需外加支撑或牵引装置就可以自身平衡， 使振动最小，运行平稳，保证曝气推流设备正常运行，提高使用寿命。
本发明在工作时，被聚氧排氮装置3富集的氧又经过氧的激活装置12被激 活高速度的进入介质(污水)里;这里的介质(污水)又是被环状磁化处理水装 置21进行磁化后，其表面张力和溶解能力较高，对激活的富氧有较大的亲和力， 又经过双向推流曝气装置的推流、搅拌、混流、水气互相充分的接触，提高了氧 的转移率，所以本发明的“高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机”的动 力效率比同类设备提高近三分之一，更好的提高了介质(污水)净化的效果。
本发明的极短空心轴25比已有同类设备的短空心轴缩短三分之一，当潜水 电机在水下运行时的振动量就大大的减小，实验证明本发明的极短空心轴比已有 同类设备的短空心轴又减短三分之一之后的寿命可以延长三分之一以上。
本发明的进气优化分流三通14能将被激活的富集氧气体均匀合理的分配到 左边供气管56和右边供气管57，克服环境影响，使左边供气管和右边供气管的 进气量自动保持平衡，使得左、右螺旋推流器28的推流、曝气增氧充分平衡。
球端圆柱形浮体9和圆球形浮体11的形状在流体介质(污水)里和在空气 中受风浪的冲击时受力最小。本发明采用这种流线形浮体，使高梯度磁性场聚氧 排氮强氧化双向推流曝气机运行更平稳。