申请日2000.12.07
公开(公告)日2001.05.02
IPC分类号C02F7/00; C02F3/20
摘要
污水治理的高效混流增氧的装置主要包括:进水管、进气管、穿孔进气盘管、混流搅拌筒、出水管、曝气器,进水管与混流搅拌筒侧面下部的进水口连接,进气管分成两支分别与混流搅拌筒上进气口和下进气口连接,又进一步与穿孔进气盘管连接,外接空压机或储气罐,混流搅拌筒内层与出水管连接,出水管又进一步与曝气器连接。
摘要附图
权利要求书
1、一种污水治理的高效混流增氧的装置，主要包括：进水管(1)、进气 管(2)和出水管(5)，其特征在于还包括：穿孔进气盘管(3)、混流搅拌筒 (4)、曝气器(6)，进水管(1)与混流搅拌筒(4)侧面下部的进水口连接， 进气管(1)分成两支分别与混流搅拌筒(4)上进气口和下进气口连接，又进 一步与穿孔进气盘管(3)连接，外接空压机或储气罐，混流搅拌筒(4)内层 与出水管(5)连接，出水管(5)又进一步与曝气器(6)连接。
2、据权利要求1所述的这种污水治理的高效混流增氧的装置，其特征还 在于混流搅拌筒(4)为一筒状，筒内的层状套筒结构可以根据要求选择确定 层数。
3、据权利要求1或2所述的这种污水治理的高效混流增氧的装置，其特 征还在于混流搅拌筒(4)内设层状套筒结构，外层与进水口接通，每两层间 通过孔连通，最里的内层与出水管(5)连接，出水管(5)再进一步与曝气器 (6)连接。
4、根据权利要求1所述的这种污水治理的高效混流增氧的装置，其特征 还在于在进气管(1)上设置三通阀门(7)，一端与氧气罐连接，一端与空压 机连接，根据水质和需要选择气源，另一端通过混流搅拌筒(4)上进气口和 下进气口与穿孔进气盘管(3)连接，穿孔进气盘管(3)上设有微孔，微孔孔 径的大小和数量也可根据需要选择确定。
5、根据权利要求1所述的这种污水治理的高效混流增氧的装置，其特征 还在于曝气器(6)外形可以设置成三角形或环形或条状形，或者为几种形状 的综合，并开设有出水孔，孔径的大小和数量根据水质和需要确定。
说明书
污水治理高效混流增氧的装置
本发明涉及的是一种污水治理增氧的装置，特别是一种污水治理的高效混 流增氧的装置，属于环保污水处理领域。
在我国靠近城市的较大湖泊，如昆明滇池、合肥巢湖等，输入湖泊的氮、 磷总负荷中，约有50%来自城市污水，50%来自流域非点源地表径流和湖区降 水，在离城市较远或者受城市工业废水、生活污水排放影响较小的湖泊、水库， 如高州水库、淀山湖、南四湖等，营养负荷主要来自湖泊流域的面源污染，其 氮、磷负荷约占入湖总负荷的60-70%。因此污水治理中控制污染源和水域抑 藻是当前防治我国湖泊富营养化的重要环节，利用物理法进行除藻、抑藻是最 安全可靠的方法之一，从现有技术的检索资料进行分析，大多充氧或充气装置 均存在充氧利用率低的情况，常在25～30%，美国专利号4774031，Aire-O2aspirator aerator(含氧抽吸充气机)，此装置用于工业与城市污水处理，充 气机安装在浮艇或PVC的漂流装置上，马达露出水面，运转时，螺旋桨带动 水高速运动，在传动轴的空气室内形成内向的压力，使空气在大气压力的推动 下被吸入空气室，并使细小气泡进入螺旋桨周围的水域，该充气机的主要部件 由马达、空心传动轴、在传动轴位置有空气室、以及安装在传动轴顶端的螺旋 桨、扩散器等。由于该充氧机为固定式充氧机，通过组合的方式扩大充氧范围， 对于流动的水体效果较好，但在不流动的水体中由于其每一台充氧机的充氧范 围是一定的，且在一定时间后会与充氧区域以外的水域间形成隔离带，使得充 氧效率大大降低(形成隔离带后氧的利用率低于10%)，使用范围局限性大。 当此装置固定安装时，只能服务部分区域，曝气不均匀，易产生死角;装置在 浮艇或PVC装置上时，由于使用岸电作动力，操作不方便，而且在恶劣天气 情况下，不够稳定。在实际深水及浅水中，受机械因素的影响，螺旋桨不可能 做的很长或很短;在水位较低时，空气与水的接触时间较短，会降低氧传递速 率;而且价格较高，能耗也较高，不适合我国现阶段污水处理厂、中小型河道 和湖泊污水处理的应用。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种污水治理高效混流增 氧的装置。
本发明的技术方案如下：主要包括：进水管、进气管、穿孔进气盘管、混 流搅拌筒、出水管、曝气器，进水管与混流搅拌筒侧面下部的进水口连接，进 气管分成两支分别与混流搅拌筒上进气口和下进气口连接，又进一步与穿孔进 气盘管连接，外接空压机或储气罐。混流搅拌筒内设层状套筒结构，外层与进 水口接通，每两层间通过孔连通，最里的内层与出水管连接，出水管再进一步 与曝气器连接。在进气管上设置三通阀门，一端与氧气罐连接，一端与空压机 连接，根据水质和需要选择气源，另一端与穿孔进气盘管连接，穿孔进气盘管 上设有微孔，微孔孔径的大小和数量也可根据要选择确定。混流搅拌筒为一筒 状，筒内的层状套筒结构可以根据要求选择确定层数，筒顶设排气阀。曝气器 外形可以设置成三角形或环形或条状形，或者为几种形状综合的，并开设有出 水孔，孔径大小和数量根据水质和需要确定。
在废水的好氧生物处理中，需不断向处理系统输入空气，以提供基质氧化 分解和微生物生长所需的氧。氧气从气相到液相的迁移过程，由于气液两相间 存在一个界面，在任何流体动力学条件下，界面两侧都各有一层稳定的气相或 液相滞流层所组成的薄膜，在两层薄膜以外分别是气、液两相的主体流。在氧 气的传递过程中，氧分子首先以分子扩散的方式，从气相主体穿过气膜，在相 界面上完成溶解过程，然后穿过液膜，再进入液相主体。由于主体流中流体的 充分湍动，两相中氧的浓度基本上是均匀的，可以认为主体流中的传质阻力趋 于零;尽管气膜和液膜很薄，却构成主要的传质阻力;氧分子在一系列的扩散 过程中，每一步都存在传质阻力，整个过程需要克服的总阻力等于各步阻力之 和。
本发明用泵给水加压通过进水管进入混流搅拌筒内进行高速旋转，在高速 离心作用下形成高强旋流;进气管的气源可以是纯氧或者是空气，通过空压机 或氧气罐把空气或氧气压入混流搅拌筒内;在混流搅拌中，水与气在多层筒体 内充分搅动混合，在高速流动的水流的切割下，使氧气形成微米气泡，与水流 充分混合，压力使得气相界面与液相界面的滞留层形成的张力迅速破坏，而高 强紊流乘气相与液相界面消失的瞬间，完成气相向液相质的传递;充分混合的 水气由混流出水管流出，流出的气水混合物再经曝气器流出，增加了气水的接 触时间和接触面积，高压水与高压气体剧烈混掺的过程中，打破气液二层膜， 使氧分子在瞬间(1-2ms)完全从气相向液相的转化。在增加水压的条件下， 水压越大，气泡的直径可以被切割得越小，本装置内气泡的平均直径在1.8μm 以下，超过了美国环保组织制订的2.2μm的标准;在水位越深的地方，气体 与水的接触时间也越长，氧的利用率也就越高，充氧效果越好，DO最高可达 16mg/l。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明可安装在船体上，可进行全流 域的曝气充氧，也可按需要进行完全移动式充氧，使水产生大旋流，不存在死 角。完全避免了曝气器产生阻塞现象。在1.1KW功率条件下，流量40m3/h纯 氧混流增氧系统的充氧能力为4.3kgO2/h，动力效率为3.91kgO2/KW.h，混合效 率为0.125KW/m3，氧的利用率>>30%，在价格上仅为国外同类产品的1/5。