申请日2018.07.11
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F3/02; F28D11/04; F28F1/32
摘要
本发明公开了一种用于污水净化的加温曝气池，包括曝气池，所述曝气池的池腔内设置有旋转曝气叶轮，所述旋转曝气叶轮浸没于所述池腔内的污水液面以下;本发明的结构简单，导气冷凝管在流过一段高温水蒸气之后紧接着会流过一段常温空气，在导气冷凝管流过一段常温空气的过程中，常温空气会带走导气冷凝管部分热量，同时导气冷凝管还向换热翅片将热量传递扩散至池腔的水中，进而在导气冷凝管流过常温空气的过程中会受到降温，进而使下一段高温水蒸气经过导气冷凝管时，导气冷凝管处于温度较低的状态，进而较低温度的导气冷凝管对蒸汽冷凝的效率更高，进而维持了任意周期的导气冷凝管的高效冷凝。
权利要求书
1.一种用于污水净化的加温曝气池，其特征在于：包括曝气池(15)，所述曝气池(15)的池腔(17)内设置有旋转曝气叶轮(16)，所述旋转曝气叶轮(16)浸没于所述池腔(17)内的污水液面以下。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水净化的加温曝气池，其特征在于：所述曝气叶轮(16)包括圆柱状蓄气壳体(30)，所述蓄气壳体(30)内腔中一体化设置有水平隔盘(29)，所述水平隔盘(29)的上侧为圆柱形的蓄气腔(27)，所述水平隔盘(29)的下侧为密闭的浮腔(28);
所述蓄气壳体(30)的圆柱外壁还一体化连接有若干导热金属材质的搅动散热叶片(35)，各所述搅动散热叶片(35)为竖向矩形叶片结构，若干所述搅动散热叶片(35)沿所述蓄气壳体(30)轴线呈圆周阵列分布;所述搅动散热叶片(35)的叶片所在面上还一体化垂直设置有若干换热翅片(32)，若干换热翅片(32)在所述搅动散热叶片(35)上呈等距阵列分布;所述搅动散热叶片(35)上还一体化设置有若干导气冷凝管(34)，所述导气冷凝管(34)的长度方向沿所述蓄气壳体(30)的径向方向延伸，单个搅动散热叶片(35)上的若干导气冷凝管(34)呈纵向等距阵列分布，且各所述导气冷凝管(34)的根部连通所述蓄气腔(27)，各所述导气冷凝管(34)的末端均连通连接有喷气弯管(33)，且各所述喷气弯管(33)的喷气口(31)的喷射方向一致且均与所对应的搅动散热叶片(35)垂直;各个喷气口(31)喷射气体的反冲力可驱动所述曝气叶轮(16)连续旋转;各所述导气冷凝管(34)中均设置有防止水回流至蓄气腔(27)中的单向阀。
3.根据权利要求2所述的一种用于污水净化的加温曝气池，其特征在于：所述蓄气壳体(30)的上端同轴心一体化竖向设置有立管(39)，所述立管(39)下端导通连接所述蓄气腔(27);
还包括离心式增压风机(18)和竖向风管(23)，所述竖向风管(23)的上端连接所述离心式增压风机(18)的出风口，所述竖向风管(23)的下端出风口的内壁一体化设置有环状凸起(26)，所述环状凸起(26)的内壁可转动套接所述立管(39)的上端;
所述竖向风管(23)的内壁同轴心一体化设置有配气圆盘(3)，所述配气圆盘(3)的盘面轮廓边缘呈圆周阵列镂空设置有六个静态空气通过孔(1)，所述配气圆盘(3)将所述竖向风管(23)的管内分隔成上通道(2)和下通道(21);所述下通道(21)的内壁镂空设置有六纵列蒸汽孔(7)，六纵列所述蒸汽孔(7)沿所述下通道(21)轴线呈圆周阵列分布;有所述蒸汽孔(7)的局部壁体(6)外侧包裹有柱形状的蒸汽配气壳体(10)，所述蒸汽配气壳体(10)内壁与所述局部壁体(6)之间形成蒸汽配气环腔(5);
还包括高温蒸汽供给管(20)、蒸汽分流壳体(19)和蒸汽分流管(13);所述高温蒸汽供给管(20)的一端连接蒸汽锅炉的高温蒸汽出口，另一端连通蒸汽分流壳体(19);三根所述蒸汽分流管(13)的一端共同连通所述蒸汽分流壳体(19)，三根所述蒸汽分流管(13)的另一端共同连通所述蒸汽配气环腔(5)，且三根所述蒸汽分流管(13)与蒸汽配气环腔(5)的三个连通处呈圆周阵列均布;
所述下通道(21)中还同轴心包括配气旋转阀芯(25)，所述旋转阀芯(25)为柱筒结构，所述旋转阀芯(25)顶部一体化设置顶盘(4)，所述旋转阀芯(25)的底部设置开口(12);所述旋转阀芯(25)的圆柱外壁(22)与所述局部壁体(6)的内壁可转动间隙配合，所述顶盘(4)的上表面接触所述配气圆盘(3)下表面;
还包括传动杆(11)，所述传动杆(11)同轴心穿设入立管(39)中，且所述传动杆(11)下端固定连接所述水平隔盘(29)，所述传动杆(11)上端同轴心固定连接所述顶盘(4);
所述顶盘(4)的盘面呈圆周阵列镂空分布有六个活动空气通过孔(1.1)，六所述活动空气通过孔(1.1)分别与六所述静态空气通过孔(1)相对应，顶盘(4)可转动至六所述活动空气通过孔(1.1)分别与六所述静态空气通过孔(1)相互重合或相互错开;
所述旋转阀芯(25)的圆柱外壁(22)上镂空设置有六条活动蒸汽通过孔(8)，所述活动蒸汽通过孔(8)为长度方向与所述旋转阀芯(25)轴线平行的条形孔结构;六条所述活动蒸汽通过孔(8)沿所述旋转阀芯(25)呈圆周阵列分布;六条所述活动蒸汽通过孔(8)分别与六纵列所述蒸汽孔(7)相对应，旋转阀芯(25)可旋转至六条所述活动蒸汽通过孔(8)分别与六纵列所述蒸汽孔(7)相重合或相互错开;
六所述活动空气通过孔(1.1)分别与六所述静态空气通过孔(1)相互重合状态下，六条所述活动蒸汽通过孔(8)分别与六纵列所述蒸汽孔(7)相互错开。
4.根据权利要求3所述的一种用于污水净化的加温曝气池的曝气方法，其特征在于：同时启动蒸汽锅炉和离心式增压风机(18)，进而增压风机(18)使上通道(2)中产生高压空气，蒸汽锅炉使蒸汽配气环腔(5)内产生高压高温水蒸气;此时配气旋转阀芯(25)若处于六所述活动空气通过孔(1.1)分别与六所述静态空气通过孔(1)相互重合的状态，则上通道(2)与下通道(21)处于导通状态，而此状态下六条所述活动蒸汽通过孔(8)分别与六纵列所述蒸汽孔(7)相互错开，进而蒸汽配气环腔(5)与下通道(21)之间处于不导通状态，进而该状态下蒸汽配气环腔(5)处于蓄压状态，且上通道(2)中产生高压空气迅速进入到下通道(21)中，并且通过立管(39)将高压空气导入到蓄气腔(27)中，随着蓄气腔(27)中气体的累积，蓄气腔(27)中的蓄压气体通过各个导气冷凝管(34)上的喷气弯管(33)的喷气口(31)以气泡的形式喷出至曝气池(15)的池腔(17)内，进而各个喷气口(31)喷射气体的反冲力驱动曝气叶轮(16)开始旋转，进而传动杆(11)同步带动配气旋转阀芯(25)开始转动，使配气旋转阀芯(25)旋转至六所述活动空气通过孔(1.1)分别与六所述静态空气通过孔(1)相互错开的状态，则上通道(2)与下通道(21)处于不导通状态，而此状态下六条所述活动蒸汽通过孔(8)分别与六纵列所述蒸汽孔(7)相互重合，进而蒸汽配气环腔(5)与下通道(21)之间处于导通状态，进而蒸汽配气环腔(5)中的高压高温蒸汽经过各个蒸汽孔(7)导入到下通道(21)中，并且通过立管(39)将高压蒸汽导入到蓄气腔(27)中，进而蓄气腔(27)中的高温蒸汽通过各个导气冷凝管(34)的过程中发生冷凝放热，产生的热量通过搅动散热叶片(35)上的换热翅片(32)均匀传递扩散至池腔(17)的水中，而且搅动散热叶片(35)在反冲旋转带动下，其搅动作用使周围的水体始终处于流动散开的状态，进而防止了搅动散热叶片(35)放出的热量造成局部高温的现象，进而起到均匀加热整个池腔(17)水体的效果，最终残余的蒸汽和冷凝水通过喷气弯管(33)的喷气口(31)以气泡的形式喷出至曝气池(15)的池腔(17)内，从喷气口(31)喷出残余的蒸汽由于已经经过一道导气冷凝管(34)的冷凝降温因而自身形成次高温状态，进而残余的次高温蒸汽以气泡的形式进一步在池腔(17)内冷凝放热，次高温蒸汽气泡对水体的微生物影响已经较小，并且可以为曝气池(15)的池腔(17)补充部分水分;
随着曝气叶轮(16)带动配气旋转阀芯(25)的连续旋转，使蒸汽配气环腔(5)和上通道(2)呈周期性交替导通下通道(21)，进而下通道(21)中交替性流过高温蒸汽和高压空气，进而使各个导气冷凝管(34)的内通道中交替流过高温蒸汽和空气，进而喷气弯管(33)的喷气口(31)交替性的喷出次高温水蒸气和用于增氧曝气的空气;
在导气冷凝管(34)的内通道中流过高温蒸汽过程中，产生冷凝放热现象，进而使导气冷凝管(34)发热并通过换热翅片(32)将热量传递扩散至池腔(17)的水中，此时若导气冷凝管(34)始终连续流过高温水蒸气，导气冷凝管(34)持续受到连续流过高温水蒸气的加热，进而发热的导气冷凝管(34)持续处于较高温度状态，进而造成导气冷凝管(34)的冷凝效率变低，很容易造成高温蒸汽直接从喷气口(31)喷出，使池腔(17)内的微生物受到高温蒸汽的影响;
而导气冷凝管(34)的内通道中交替流过高温蒸汽和常温空气时，导气冷凝管(34)在流过一段高温水蒸气之后紧接着会流过一段常温空气，在导气冷凝管(34)流过一段常温空气的过程中，常温空气会带走导气冷凝管(34)部分热量，同时导气冷凝管(34)还向换热翅片(32)将热量传递扩散至池腔(17)的水中，进而在导气冷凝管(34)流过常温空气的过程中会受到降温，进而使下一段高温水蒸气经过导气冷凝管(34)时，导气冷凝管处于温度较低的状态，进而较低温度的导气冷凝管(34)对蒸汽冷凝的效率更高，进而维持了任意周期的导气冷凝管(34)的高效冷凝。
说明书
一种用于污水净化的加温曝气池及其方法
技术领域
本发明属于污水净化领域，尤其涉及一种用于污水净化的加温曝气池及其方法。
背景技术
污水曝气是向污水中强制通入空气，使池内污水与空气接触充氧，加速空气中的氧气向污水中的转移，进而加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触，对污水中有机物进行氧化分解;在冬季或者北方气温绞冷的情况下，污水中的好养微生物的活性往往会降低，同时现有的曝气设备还存在曝气不均匀的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种曝气均匀高效的一种用于污水净化的加温曝气池及其方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种用于污水净化的加温曝气池，包括曝气池，所述曝气池的池腔内设置有旋转曝气叶轮，所述旋转曝气叶轮浸没于所述池腔内的污水液面以下。
进一步的，所述曝气叶轮包括圆柱状蓄气壳体，所述蓄气壳体内腔中一体化设置有水平隔盘，所述水平隔盘的上侧为圆柱形的蓄气腔，所述水平隔盘的下侧为密闭的浮腔;
所述蓄气壳体的圆柱外壁还一体化连接有若干导热金属材质的搅动散热叶片，各所述搅动散热叶片为竖向矩形叶片结构，若干所述搅动散热叶片沿所述蓄气壳体轴线呈圆周阵列分布;所述搅动散热叶片的叶片所在面上还一体化垂直设置有若干换热翅片，若干换热翅片在所述搅动散热叶片上呈等距阵列分布;所述搅动散热叶片上还一体化设置有若干导气冷凝管，所述导气冷凝管的长度方向沿所述蓄气壳体的径向方向延伸，单个搅动散热叶片上的若干导气冷凝管呈纵向等距阵列分布，且各所述导气冷凝管的根部连通所述蓄气腔，各所述导气冷凝管的末端均连通连接有喷气弯管，且各所述喷气弯管的喷气口的喷射方向一致且均与所对应的搅动散热叶片垂直;各个喷气口喷射气体的反冲力可驱动所述曝气叶轮连续旋转;各所述导气冷凝管中均设置有防止水回流至蓄气腔中的单向阀。
进一步的，所述蓄气壳体的上端同轴心一体化竖向设置有立管，所述立管下端导通连接所述蓄气腔;
还包括离心式增压风机和竖向风管，所述竖向风管的上端连接所述离心式增压风机的出风口，所述竖向风管的下端出风口的内壁一体化设置有环状凸起，所述环状凸起的内壁可转动套接所述立管的上端;
所述竖向风管的内壁同轴心一体化设置有配气圆盘，所述配气圆盘的盘面轮廓边缘呈圆周阵列镂空设置有六个静态空气通过孔，所述配气圆盘将所述竖向风管的管内分隔成上通道和下通道;所述下通道的内壁镂空设置有六纵列蒸汽孔，六纵列所述蒸汽孔沿所述下通道轴线呈圆周阵列分布;有所述蒸汽孔的局部壁体外侧包裹有柱形状的蒸汽配气壳体，所述蒸汽配气壳体内壁与所述局部壁体之间形成蒸汽配气环腔;
还包括高温蒸汽供给管、蒸汽分流壳体和蒸汽分流管;所述高温蒸汽供给管的一端连接蒸汽锅炉的高温蒸汽出口，另一端连通蒸汽分流壳体;三根所述蒸汽分流管的一端共同连通所述蒸汽分流壳体，三根所述蒸汽分流管的另一端共同连通所述蒸汽配气环腔，且三根所述蒸汽分流管与蒸汽配气环腔的三个连通处呈圆周阵列均布;
所述下通道中还同轴心包括配气旋转阀芯，所述旋转阀芯为柱筒结构，所述旋转阀芯顶部一体化设置顶盘，所述旋转阀芯的底部设置开口;所述旋转阀芯的圆柱外壁与所述局部壁体的内壁可转动间隙配合，所述顶盘的上表面接触所述配气圆盘下表面;
还包括传动杆，所述传动杆同轴心穿设入立管中，且所述传动杆下端固定连接所述水平隔盘，所述传动杆上端同轴心固定连接所述顶盘;
所述顶盘的盘面呈圆周阵列镂空分布有六个活动空气通过孔，六所述活动空气通过孔分别与六所述静态空气通过孔相对应，顶盘可转动至六所述活动空气通过孔分别与六所述静态空气通过孔相互重合或相互错开;
所述旋转阀芯的圆柱外壁上镂空设置有六条活动蒸汽通过孔，所述活动蒸汽通过孔为长度方向与所述旋转阀芯轴线平行的条形孔结构;六条所述活动蒸汽通过孔沿所述旋转阀芯呈圆周阵列分布;六条所述活动蒸汽通过孔分别与六纵列所述蒸汽孔相对应，旋转阀芯可旋转至六条所述活动蒸汽通过孔分别与六纵列所述蒸汽孔相重合或相互错开;
六所述活动空气通过孔分别与六所述静态空气通过孔相互重合状态下，六条所述活动蒸汽通过孔分别与六纵列所述蒸汽孔相互错开。
进一步的，一种用于污水净化的加温曝气池的曝气方法：
同时启动蒸汽锅炉和离心式增压风机，进而增压风机使上通道中产生高压空气，蒸汽锅炉使蒸汽配气环腔内产生高压高温水蒸气;此时配气旋转阀芯若处于六所述活动空气通过孔分别与六所述静态空气通过孔相互重合的状态，则上通道与下通道处于导通状态，而此状态下六条所述活动蒸汽通过孔分别与六纵列所述蒸汽孔相互错开，进而蒸汽配气环腔与下通道之间处于不导通状态，进而该状态下蒸汽配气环腔处于蓄压状态，且上通道中产生高压空气迅速进入到下通道中，并且通过立管将高压空气导入到蓄气腔中，随着蓄气腔中气体的累积，蓄气腔中的蓄压气体通过各个导气冷凝管上的喷气弯管的喷气口以气泡的形式喷出至曝气池的池腔内，进而各个喷气口喷射气体的反冲力驱动曝气叶轮开始旋转，进而传动杆同步带动配气旋转阀芯开始转动，使配气旋转阀芯旋转至六所述活动空气通过孔分别与六所述静态空气通过孔相互错开的状态，则上通道与下通道处于不导通状态，而此状态下六条所述活动蒸汽通过孔分别与六纵列所述蒸汽孔相互重合，进而蒸汽配气环腔与下通道之间处于导通状态，进而蒸汽配气环腔中的高压高温蒸汽经过各个蒸汽孔导入到下通道中，并且通过立管将高压蒸汽导入到蓄气腔中，进而蓄气腔中的高温蒸汽通过各个导气冷凝管的过程中发生冷凝放热，产生的热量通过搅动散热叶片上的换热翅片均匀传递扩散至池腔的水中，而且搅动散热叶片在反冲旋转带动下，其搅动作用使周围的水体始终处于流动散开的状态，进而防止了搅动散热叶片放出的热量造成局部高温的现象，进而起到均匀加热整个池腔水体的效果，最终残余的蒸汽和冷凝水通过喷气弯管的喷气口以气泡的形式喷出至曝气池的池腔内，从喷气口喷出残余的蒸汽由于已经经过一道导气冷凝管的冷凝降温因而自身形成次高温状态，进而残余的次高温蒸汽以气泡的形式进一步在池腔内冷凝放热，次高温蒸汽气泡对水体的微生物影响已经较小，并且可以为曝气池的池腔补充部分水分;
随着曝气叶轮带动配气旋转阀芯的连续旋转，使蒸汽配气环腔和上通道呈周期性交替导通下通道，进而下通道中交替性流过高温蒸汽和高压空气，进而使各个导气冷凝管的内通道中交替流过高温蒸汽和空气，进而喷气弯管的喷气口交替性的喷出次高温水蒸气和用于增氧曝气的空气;
在导气冷凝管的内通道中流过高温蒸汽过程中，产生冷凝放热现象，进而使导气冷凝管发热并通过换热翅片将热量传递扩散至池腔的水中，此时若导气冷凝管始终连续流过高温水蒸气，导气冷凝管持续受到连续流过高温水蒸气的加热，进而发热的导气冷凝管持续处于较高温度状态，进而造成导气冷凝管的冷凝效率变低，很容易造成高温蒸汽直接从喷气口喷出，使池腔内的微生物受到高温蒸汽的影响;
而导气冷凝管的内通道中交替流过高温蒸汽和常温空气时，导气冷凝管在流过一段高温水蒸气之后紧接着会流过一段常温空气，在导气冷凝管流过一段常温空气的过程中，常温空气会带走导气冷凝管部分热量，同时导气冷凝管还向换热翅片将热量传递扩散至池腔的水中，进而在导气冷凝管流过常温空气的过程中会受到降温，进而使下一段高温水蒸气经过导气冷凝管时，导气冷凝管处于温度较低的状态，进而较低温度的导气冷凝管对蒸汽冷凝的效率更高，进而维持了任意周期的导气冷凝管的高效冷凝。
有益效果：本发明的结构简单，导气冷凝管在流过一段高温水蒸气之后紧接着会流过一段常温空气，在导气冷凝管流过一段常温空气的过程中，常温空气会带走导气冷凝管部分热量，同时导气冷凝管还向换热翅片将热量传递扩散至池腔的水中，进而在导气冷凝管流过常温空气的过程中会受到降温，进而使下一段高温水蒸气经过导气冷凝管时，导气冷凝管处于温度较低的状态，进而较低温度的导气冷凝管对蒸汽冷凝的效率更高，进而维持了任意周期的导气冷凝管的高效冷凝。