CN102219315A

CN102219315A - 高效节能超微米气泡曝气充氧装置

Info

Publication number: CN102219315A
Application number: CN2011101689041A
Authority: CN
Inventors: 徐佳蕊
Original assignee: KUNMING DIBO PUMPS CO Ltd
Current assignee: KUNMING DIBO PUMPS CO Ltd
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2011-10-19

Abstract

一种高效节能超微米气泡曝气充氧装置，把吸气装置、气体进入泵中后还能正常工作的离心泵、气水混合蓄能器、宽逢隙超微米气泡喷头和可反冲洗的过滤系统五个部分组合在一起，所述离心泵的进水口上安装吸气装置，吸气装置的与过滤系统相联；在吸气装置侧壁有与外部相通的吸气管，依靠泵叶的高速旋转作用,把吸入的气体强制混入水中得到气水混合液；气水混合液送入一个气水混合蓄能器内部，气水混合蓄能器下部连接缝隙宽度2~3mm的宽逢隙超微米气泡喷头，微纳米级气泡喷头安装在需要曝气的污水水底制造超微米气泡，超微米气泡把自身所携带的气体释放到污水中曝气充氧，保持污水中的溶解氧在2.5mg/L~5mg/L。

Description

高效节能超微米气泡曝气充氧装置

技术领域

本发明涉及污水处理的新装置，特别是一种高效节能超微米气泡曝气充氧装置。

背景技术

目前污水处理采用的常规曝气充氧法，曝气时存在着气泡大(1至10毫米级)、对水体振动大、上升速度快、充氧效率低等不足。当气泡直径小到微纳米级时它的比表面、面积是常规(毫米级)气泡的几万倍, 因此对水体振动小、上升速度慢、能把更多的气体释放到污水中。

发明内容

本发明提出一种高效节能超微米气泡曝气充氧装置，它促进并提高了污水处理过程中的曝气充氧, 使充氧效率提高。

本发明把吸气装置、气体进入泵中后还能正常工作的离心泵、气水混合蓄能器、宽逢隙超微米气泡喷头和可反冲洗的过滤系统五个部分组合在一起实现上述的本发明目的。

本发明技术方案如下：

一种高效节能超微米气泡曝气充氧装置，有一离心泵，特征在于：所述离心泵的进水口上安装一个吸气装置，吸气装置的另一端经由进水管与过滤系统相联；在吸气装置内腔中位于液流通道上装设一个进水流量调节阀，在泵的进水口与泵叶之间的负压区段装有固定在吸气装置侧壁并与外部相通的吸气管形成自吸气的离心泵，依靠泵叶的高速旋转作用对进入的气体和水体进行剪切, 把吸入的气体强制混入水中得到初级气水混合液；该初级气水混合液送入一个气水混合蓄能器内顶部，所说气水混合蓄能器内的3/5上部空间为气体，下部装气水混合液，气水混合蓄能器下部连接缝隙宽度1.2~2.3mm的宽逢隙超微米气泡喷头，微纳米级气泡喷头安装在需要曝气的污水水底制造超微米气泡，超微米气泡把自身所携带的气体释放到污水中曝气充氧，保持污水中的溶解氧在2.5mg/L~5mg/L之间。

所说的吸气管上装有一个吸气量调节阀，通过吸气量调节阀控制吸入离心泵的空气按体积比为8%~12%。

所说的过滤系统通过反冲洗进水管另外连接大流量反冲洗专用泵，反冲洗流量大于正向流量的六倍以上。

所说的离心泵泵叶作1500~3000r/min高速旋转。

所说的气水混合蓄能器是一竖起设置的气水混合筒。

地球空气中大约含有体积为20.947%的以单质形式存在的氧气。当人工制造的用空气制成的气泡进入污水中，气泡把自身所携带的气体释放到污水中曝气充氧, 促使污水中有益微生物大量繁殖、抑制有害微生物繁殖,因此对改善污水水体有重大作用。通过污水充氧试验证明, 本发明提供的一台带单微米气泡喷头的充氧装置, 在1~3分钟时间能使1立方米污水中的溶解氧从≦0.5 mg/L提高到≧7mg/L以上, 用本发明提供的装置能够高效、节能处理污水, 促使污水复清。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图中各构件标号：1、过滤网，2、可反冲洗的过滤器，3、反冲洗进水管，4、已处理的复清水进水管，5、吸气装置，6、进水流量调节阀, 7、负压区，8、吸气管, 9、吸气量调节阀，10、空气进气口，11、泵叶，12、离心泵体，13、导叶，14、初级气水混合液, 15、气水混合蓄能器，16、气体，17、气水混合液，18、宽逢隙超微米气泡喷头。

具体实施方式

本发明以下结合附图对具体实施方式作进一步说明：

一、本发明提出的高效节能超微米气泡曝气充氧装置的工作环境是污水处理, 污水中含有大量悬浮物。必须避免大颗粒悬浮物进入设备中,保证过滤器长期稳定运行。污水由过滤网1过滤后进入到可反冲洗的过滤器2，当污水通过过滤网时、悬浮物被阻挡在过滤网1外, 不可能进入设备中。经较长时间使用，抽吸过滤、悬浮物必然堵塞在过滤网外,为了避免过滤网被悬浮物堵塞, 本设计采用大流量反冲洗专用泵，连接一根反冲洗进水管3对过滤器中的过滤网进行定时、轮换自动反冲洗控制。反冲洗流量大于正向所需流量六倍以上, 确保有足够的清洁水从过滤器内部反向冲向外部, 冲洗粘附在过滤器上外部的粘附物、始终保持过滤器具有设定的通流面积, 保证主机高效稳定工作,冲洗与定时时间可根据工况设定, 需要反冲洗时来自大流量反冲洗专用泵的反冲洗水从反冲洗进水管3中进入过滤器2, 在冲洗时段主机可不间断工作,为全自动控制奠定了基础,形成可反冲洗的过滤系统。

二、吸气装置装设在离心泵的进水部位，并在内部安装进入泵的进水流量调节阀6调节进水流量。在泵的进水口和泵叶进口之间形成一定的负压区7, 该负压段安装吸气管8，吸气管上安装可控或固定的吸气量调节阀9, 控制从空气进气口10吸入的空气,使泵形成自吸气系统。

三、一般离心式泵如有气体进入都会产生气蚀现象,导致泵流量与扬程降低、效率低、寿命短, 严重的还造成泵不能工作。本发明把泵叶的入口角减小、加大入口宽度和导叶的导入角, 避免气蚀的发生。当气体与水进入离心泵中,利用泵叶的高速旋转作用对气体和水体进行剪切,把吸入的气体强制混入水中形成初级气水混合液14。采用的离心泵为立式离心泵、多级泵或潜水离心多级泵。吸气装置由进水流量调节阀6、负压区7、吸气管8、吸气量调节阀9、空气进气口10组成,在吸入已处理的复清水的同时从空气进气口10吸入空气。离心泵的泵叶11形成的压力水进入导叶13，由于导叶13为多叶片定子，泵叶是多叶片转子,因而它们之间对压力水有强力剪切、搅拌作用，并把离心力转化成为压力, 使水压达到0.35MPa以上，获得初级气水混合液，通过输送管道把初级气水混合液送入气水混合蓄能器15。

四、气水混合蓄能器15是一竖起设置的气水混合筒，在混合筒内部, 上部有3/5的空间被空气16占有,当气与水进入混合蓄能器内时,水为喷射状态, 喷射状态的水碰到蓄能器壁上成为瀑雨,在近3/5的空间从气体16中落下,气与水进一步混匀成为气水混合液17并蓄能。把含气率超过8％的气水混合液17送入宽逢隙超微米气泡喷头18。

五、宽逢隙超微米气泡喷头是在中国专利ZL200820080920.9、名称为 “一种旋切式释放器”基础上的进一步改进。原设计为了保持液体释放前的压力差,释放缝隙都较小, 容易被堵塞, 是一大缺点。

本发明提供的宽逢隙超微米气泡喷头18，把来自气水混合蓄能器15的气水混合液17强行送入宽逢隙超微米气泡喷头18, 在超微米气泡喷头18中,气水混合液17的最高流速≧50m/s, 宽逢隙超微米气泡喷头利用压力水形成高速液流, 制造两股压力相对高的含气水,在超微米气泡喷头18内部制造液体冲击、促使液流互相碰撞激发,产生粉碎膨胀的效果, 并使高压的、被粉碎的含气液流上下串动造成液体阻力。

工作流程:当已被复清的一般清水进入离心泵12前, 先从过滤网1经过,进入可反冲洗的过滤系统2, 再通过已处理的复清水进水管4进入吸气装置,水在泵的进水口和泵叶之间形成负压区7, 吸气管8吸入气体比例为8%~12%的空气, 可用吸气控制阀9控制。气水同时进入泵叶11。泵叶11作1500~3000r/min高速旋转, 产生离心力后转化为气水的压力。导叶13为多叶片定子,多叶片定子与泵叶11之间形成强力剪切、搅拌作用，获得初级气水混合液14, 并把离心力转化成为压力,达到0.35MPa以上,把初级气水混合液14送入气水混合蓄能器15, 在气水混合蓄能器15内气与水进一步混匀, 气水混合蓄能器15内有近3/5的空间被空气占有, 在压力下空气成为蓄能的弹性体。把含气率超过8％气水混合液送入宽逢隙超微米气泡喷头18中, 在超微米气泡喷头18的加速口中最高流速≧50M/s, 当此高压的含气激流向外释放,产生粉碎膨胀的效果, 并使高压的、被粉碎的、含气液体, 通过交错的锯齿槽,迫使液流上下串动造成繁流液阻, 固此缝隙适当扩大后,升高的压力得以保持, 当此高压的含气激流到达环形释放槽时空间突然扩大、压力突降,此现象类似爆米花。气水混合液中被压缩的气体产生爆炸,内外压差越大爆炸效果越好,爆炸等于万倍以上的膨胀, 因此当它从剪切过渡孔中喷出时再次受到剪切而产生出微纳米级的气泡。

微纳米级气泡喷头安装在需要曝气的污水中并在水底制造超微米气泡，超微米气泡把自身所携带的气体释放到污水中曝气充氧，微米级气泡曝气充氧与毫米级气泡曝气相比溶气效率提高百倍以上,本装置可以使污水中的溶解氧提高到2.5mg/L~5mg/L以上。

原理如下: 当溶气量一定时, 气泡的总面积与其直径的平方成反比, 因此微米级气泡的总面积与毫米级气泡相比至少增大了几千倍, 密集度则增大了几万倍。试验证明微气泡的直径越小, 在水中的上升速度越慢,在水中释放溶解气体的能力越强,这可以用界面能理论来解释,当微气泡的总面积呈几何数增加时,则等效于水中气、水两相总届面呈几何数增加, 于是在密集的气泡上升过程中,气泡直径越细小其密集度越高,促使微气泡在水中的上升速度越慢，停留时间越长,因此形成的微气泡来不及上升到水面而已被迫在水中把84~90％的气体溶入水中,达到往水中高效率曝气、用物理的方法在水中增加溶解氧浓度的目的。

Claims

1.一种高效节能超微米气泡曝气充氧装置，有一离心泵，其特征在于：所述离心泵的进水口上安装一个吸气装置，吸气装置的另一端经由进水管与过滤系统相联；在吸气装置内腔中位于液流通道上装设一个进水流量调节阀，在泵的进水口与泵叶之间的负压区段上装有固定在吸气装置侧壁并与外部相通的吸气管，构成的自吸气离心泵，依靠泵叶的高速旋转作用对进入的气体和水体进行剪切, 把吸入的气体强制混入水中得到初级气水混合液；该初级气水混合液送入一个气水混合蓄能器内部，所说气水混合蓄能器内的3/5上部空间为气体，下部空间装有气水混合液，气水混合蓄能器下部连接缝隙宽度2~3mm的宽逢隙超微米气泡喷头，微纳米级气泡喷头安装在需要曝气的污水水底制造超微米气泡，超微米气泡把自身所携带的气体释放到污水中曝气充氧，保持污水中的溶解氧在2.5mg/L~5mg/L之间。

2.根据权利要求1所述的高效节能超微米气泡曝气充氧装置，其特征在于：所说的吸气管上装有一个吸气量调节阀，通过吸气量调节阀控制吸入离心泵的空气按体积比为8%~12%。

3.根据权利要求1所述的高效节能超微米气泡曝气充氧装置，其特征在于：所说的吸气装置另一端连接一个可反冲洗的过滤系统，过滤系统通过反冲洗进水管另外连接大流量反冲洗专用泵，反冲洗流量大于正向流量的六倍以上。

4.根据权利要求1所述的高效节能超微米气泡曝气充氧装置，其特征在于：所说的离心泵泵叶作1500~3000r/min高速旋转。

5.根据权利要求1所述的高效节能超微米气泡曝气充氧装置，其特征在于：所说的气水混合蓄能器是一竖起设置的气水混合筒。