CN105384238B - 差压式空气扩散装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种差压式空气扩散装置，其在污废水处理厂所进行的曝气工艺中，可提高对曝气池的空气(氧气)转移效率，且不清空曝气池也能轻易地处理堵塞及损坏的易于维护、管理、维修及更换。该差压式空气扩散装置，包括：罐体，其定义出空气进入的第一区域以及接收曝气池液体的位于该第一区域下方的第二区域；进气管，其连接在该罐体顶部，用于向该第一区域供应空气；进液管，其连接在所述罐体侧面，用于向该第二区域供应曝气池液体；清扫口，其连接在该第二区域的罐体底部，用于对该罐体清扫时排出杂质；以及多个管道混合器型喷管，其以一端位于所述第一区域和第二区域的界面上而另一端到达该罐体的第一区域外部的方式连接在该罐体的侧面上。

Description

差压式空气扩散装置
技术领域
本发明涉及一种差压式空气扩散装置，其在污废水处理厂所进行的曝气工艺中，可提高对曝气池的空气(氧气)转移效率，且不清空曝气池也能轻易地处理堵塞及损坏的易于维护、管理、维修及更换。
背景技术
为了处理污废水主要采用与物理处理法、化学处理法相结合的生物处理法。这种生物处理法大致可分为厌氧处理法和好氧处理法，其中厌氧处理法是无需向处理池内另供应空气(氧气)，利用结合在有机物中的氧进行处理的方法，而好氧处理法是利用空气扩散装置等向处理池(曝气池)内供应空气(氧气)使其溶解于水中，以自由氧的形式利用空气进行处理的方法。
因此，通过所述好氧处理法对污废水进行处理时，重要的是利用空气扩散装置等向曝气池内以优异的效率转移空气(氧气)。这种空气扩散装置通常设置在曝气池内，为了用空气扩散装置以优异的效率转移及供应空气(氧气)，需要尽量使空气的气泡尺寸变小后再供应。因为这样就会增加空气气泡与待处理液(曝气池液体)的接触比表面积，从而可进一步提高对所述曝气池液体的空气(氧气)转移率。如此，当空气(氧气)转移率得到提高时，还可以减少设于具有相同处理量的曝气池内的空气扩散装置的数量或尺寸、鼓风机风量，因此管理变得容易且相关设备的设置费用也会大大降低。
另外，以往作为这种空气扩散装置主要使用了利用膜片的膜片空气扩散装置或者球型空气扩散装置或者水下曝气机等。
其中，膜片空气扩散装置的工作方式如下：进入膜片空气扩散装置的压缩空气使所述膜片像气球一样鼓起之后，通过膜片的气孔形成气泡，向曝气池供应空气。然而，由于污废水中包含大量的有机物及无机物，可能有污泥沉积在所述空气扩散装置外部如膜片上而阻碍气泡产生，因此不能显示出充分的空气(氧气)转移效率。再者，如果长时间使用这种膜片空气扩散装置，则由于膜片的变形及损坏等会造成空气转移效率大大降低，尤其这种膜片空气扩散装置在停机期间也会有污泥沉积在膜片上造成气孔堵塞。因此，如果这种膜片空气扩散装置的运行和停机频繁轮替，则因膜片堵塞、损坏、变形所造成的预期寿命缩短及空气转移率降低会更加速。
尤其，为了更换、修理或者管理等目的，对膜片空气扩散装置进行维修时，清空曝气池后才能进行上述操作，因此整体的污废水处理工艺效率或者经济性会大大降低。
另外，对于球型空气扩散装置，空气扩散装置主体中塞入球形塑料球并用网状盖封闭顶部，而从底部送入的空气通过球的碰撞产生微小气泡，藉以将空气(氧气)供应到曝气池。然而，这种球型空气扩散装置在停机期间及停电时也会有大量的杂质流进空气扩散装置主体而产生堵塞现象，从而导致空气转移率大大降低。再者，为了更换、修理或者管理等目的，对这种球型空气扩散装置进行维修时，也得清空曝气池后才能进行上述操作，因此整体的污废水处理工艺效率或者经济性会大大降低。
此外，水下曝气机是指对出自空气管道的空气气泡用搅拌器等施加物理力量打散成小气泡的装置。对于这种水下曝气机，与所述的其他形式的空气扩散装置不同，在停机期间不易产生堵塞现象或者空气扩散装置内外的污泥积聚现象，而且没有维护、管理及维修时要清空曝气池的麻烦。然而，这种水下曝气机附带具有电机的搅拌器，因此重量沉重需要用其他装备(吊车等)吊起，而且由于设置在水下，搅拌器的电机热会造成曝气池液体温度上升，从而导致空气(氧气)的液体饱和度降低。因此，整体的污废水处理工艺效率或者经济性会大大降低。
发明内容
为此，本发明提供一种在污废水处理厂所进行的曝气工艺中，可提高对曝气池的空气(氧气)转移效率，且不清空曝气池也能轻易地处理堵塞及损坏的易于维护、管理、维修及更换的差压式空气扩散装置。
本发明提供一种差压式空气扩散装置10，包括：罐体(tank)200，其定义出空气进入的第一区域210以及接收曝气池液体的位于所述第一区域210下方的第二区域220；进气管100，其连接在所述罐体200顶部，用于向所述第一区域210供应空气；进液管400，其连接在所述罐体200侧面，用于向所述第二区域220供应曝气池液体；清扫口500，其连接在所述第二区域220的罐体200底部，用于对所述罐体200清扫时排出杂质；以及多个管道混合器型喷管300，其以一端位于所述第一区域210和第二区域220的界面上而另一端到达所述罐体200的第一区域210外部的方式连接在所述罐体200的侧面上。
所述本发明的差压式空气扩散装置，例如在不锈钢等非腐蚀性金属罐体的内部大大增加空气气泡和待处理液(曝气池液体)的接触面积，使空气的微小气泡与曝气池液体接触以供应空气，而且如此得到空气供应的曝气池液体经由多个管道混合器型喷管排出，从而可进一步增加所述空气和曝气池液体的接触时间及接触表面积。
因此，所述差压式空气扩散装置与现有的膜片空气扩散装置或者球型空气扩散装置相比，可大大提高对曝气池的空气转移效率。而且，使用了不同于现有膜片空气扩散装置材料(P.E+EPDM橡胶)的非腐蚀性金属(不锈钢)材料，因此具有耐久性以及耐腐蚀。在所述非腐蚀性金属罐体内部，空气与液体之间的界面上通过差压形成第一次接触，当所述罐体内部达到一定压力时，空气通过多个管道混合器型喷管喷射到曝气池液体中而形成第二次接触，从而通过空气(氧气)与曝气池液体间的接触比表面积增加等获得优异的空气转移效率。再者，通过改善装置主体材料可以增加空气扩散装置的预期寿命并大幅减少损坏及腐蚀，而且通过第一、第二次接触反应接触效率得到提高，可以期待减少设置数量及鼓风机(Blower)风量的效果。另外，还可以大大减少随着使用时间的增加空气扩散装置内外沉积污泥而导致空气转移效率降低的现象。
尤其，更具体的说明有待后述，但不清空曝气池内的液体也能吊起设置在所述曝气池内的多个空气扩散装置，因此可以更容易地处理空气扩散装置的堵塞及损坏等，空气扩散装置的维护、管理、维修及更换可在短时间内完成。
附图说明
图1为示出本发明示例性实施方案的差压式空气扩散装置的大致结构的剖视图。
图2为示出所述图1的差压式空气扩散装置的大致结构的俯视图。
图3为示出本发明示例性实施方案的差压式空气扩散装置在曝气池中的安装状态的示意图。
附图标记
10：差压式空气扩散装置 100：进气管
200：罐体 210、220：第一区域、第二区域
300：管道混合器型喷管 400：进液管
500：清扫口 600：吊索
700：曝气池顶部(吊索固定部) 800：供气主管道
900：树脂软管 901：分配管
具体实施方式
下面，参照附图详细描述本发明示例性实施方案的差压式空气扩散装置。图1为示出本发明示例性实施方案的差压式空气扩散装置的大致结构的剖视图，图2为示出所述图1的差压式空气扩散装置的大致结构的俯视图。
请参见图1及图2，本发明示例性实施方案的差压式空气扩散装置10，包括：罐体200，其定义出空气进入的第一区域210以及接收曝气池液体的位于所述第一区域210下方的第二区域220；进气管100，其连接在所述罐体200顶部，用于向所述第一区域210供应空气；进液管400，其连接在所述罐体200侧面，用于向所述第二区域220供应曝气池液体；清扫口500，其连接在所述第二区域220的罐体200底部，用于对所述罐体200清扫时排出杂质；以及多个管道混合器型喷管300，其以一端位于所述第一区域210和第二区域220的界面上而另一端到达所述罐体200的第一区域210外部的方式连接在所述罐体200的侧面上。
对于该空气扩散装置10，在另提供的外部空压机等被压缩的空气可通过进气管100进入罐体200上部的第一区域210，而待处理液即从设有空气扩散装置的曝气池流入的曝气池液体可从连接于罐体200侧面的进液管400进入所述罐体200下部的第二区域220。
如此进入罐体的空气和曝气池液体可在所述第一区域210和第二区域220的界面(即，气液界面)相接触，而且在该气液界面因压缩空气的压力和曝气池液体的液压之间的压差会产生罐体200内部的乱流。由于这种乱流所述压缩空气和曝气池液体以更宽的比表面积相接触，从而压缩空气的气泡可被供应及转移到曝气池液体中，以此可以完成第一次空气(氧气)供应。
如此完成第一次空气供应的曝气池液体通过一端形成在所述第一区域210和第二区域220的界面上的多个管道混合器型喷管300可排出到外部即曝气池，此时第二次形成空气(氧气)与曝气池液体之间的接触。对如此得到空气(氧气)供应的曝气池液体可进行采用好氧处理法的污废水处理工艺。
尤其，得到所述第一次空气供应的曝气池液体可依靠所述压缩空气的上升压力通过所述多个管道混合器型喷管300(螺旋管状)，在这些曝气池液体沿管道混合器型喷管旋转通过的过程中，所述曝气池液体中的气液接触时间及接触表面积会进一步增加。此时，所述空气的气泡变得更微小，进而气液接触比表面积会大大提高，结果利用示例性实施方案的空气扩散装置可以达到大为提高的对曝气池液体的空气转移效率。
因此，当使用示例性实施方案的空气扩散装置时，曝气池内的空气(氧气)转移效率可以大为提高，因此曝气池内的空气扩散装置的设置数量及容量也可以大为减少，还可以大大提高曝气工艺或者污废水处理工艺的管理效率及经济性。
在所述的示例性实施方案的空气扩散装置10中，所述罐体200可以是圆筒形的非腐蚀性金属罐体如圆筒形的不锈钢罐体，所述进气管100、进液管400及管道混合器型喷管300也可以用与所述罐体200相同的材料制成或者根据需要用树脂等不同材料制成。
由于所述罐体200等用这种非腐蚀性金属材料制成，可以最大限度地减少所述空气扩散装置在曝气池内长时间使用而导致的损坏或者腐蚀等。再者，所述罐体200具有较少发生污泥及杂质堵塞的结构，因此还可以大大减少随着使用时间的增加空气扩散装置内沉积污泥而降低空气转移效率的现象。
进一步地，所述空气扩散装置10具有连接于所述第二区域220的罐体200底部的清扫口500，通过该清扫口500可在对所述罐体200清扫时排出杂质。
另外，图3为示出本发明示例性实施方案的差压式空气扩散装置在曝气池中的安装状态的示意图。
请参见图3，曝气池内可设置多个空气扩散装置10，这些空气扩散装置10可设置及连接成更易于起吊及管理。为此，还可以包括连接于所述各空气扩散装置10的罐体200顶部的吊索600，所述吊索600可通过其他固定工具如挂钩等连接在具有所述空气扩散装置10的曝气池顶部700。
而且，所述罐体200顶部的进气管100可通过分配管901与具有所述空气扩散装置10的曝气池上方的供气主管道800连接，在空压机等被压缩的空气可通过该供气主管道800及与此相连的分配管901供应到各空气扩散装置10的进气管100。
此外，如图3所示，所述供气主管道800通过多个分配管901可与多个空气扩散装置10连接，所述供气主管道800和多个分配管901通过具有柔韧性的树脂软管900可拆分地连接。
通过这种连接结构，利用所述吊索600在不清空曝气池的情况下可轻易地吊起各空气扩散装置10，由此可以更容易地处理空气扩散装置的堵塞及损坏等，空气扩散装置的维护、管理、维修及更换会变得更为容易。再者，如此将各空气扩散装置10吊起时，可将供气主管道800和多个分配管901之间轻易地拆分后吊起、管理、维修及检查，因此具有所述空气扩散装置便于更换或修理且易于维护管理的优点。
如上所述，本发明的差压式空气扩散装置与现有的膜片空气扩散装置或者球型空气扩散装置相比，可大大提高对曝气池的空气转移效率，空气扩散装置的寿命增加，而且大大减少空气扩散装置的损坏及腐蚀，还可以大大减少随着使用时间的增加空气扩散装置内沉积污泥而降低空气转移效率的现象。
再者，不清空曝气池内的液体也能更轻易地吊起设于所述曝气池内的多个空气扩散装置，因此可以更容易地处理空气扩散装置的堵塞及损坏等，空气扩散装置的维护、管理、维修及更换会变得更为容易。

Claims (5)

1.一种差压式空气扩散装置(10)，包括：
罐体(200)，其定义出压缩空气进入的第一区域(210)以及接收曝气池液体的位于所述第一区域(210)下方的第二区域(220)；
进气管(100)，其连接在所述罐体(200)顶部，用于向所述第一区域(210)供应压缩空气；
进液管(400)，其连接在所述罐体(200)侧面，用于向所述第二区域(220)供应曝气池液体；
清扫口(500)，其连接在所述第二区域(220)的罐体(200)底部，用于对所述罐体(200)清扫时排出杂质；以及
多个具有螺旋管状的管道混合器型喷管(300)，其以一端位于所述第一区域(210)和第二区域(220)的界面上而另一端到达所述罐体(200)的第一区域(210)外部的方式连接在所述罐体(200)的侧面上，
在所述第一区域(210)和第二区域(220)的界面，所述压缩空气和曝气池液体接触并向曝气池液体供应空气，得到空气供应的曝气池液体通过所述管道混合器型喷管(300)向外排出。
2.根据权利要求1所述的差压式空气扩散装置(10)，其中，
所述罐体(200)是圆筒形的非腐蚀性金属罐体。
3.根据权利要求1所述的差压式空气扩散装置(10)，还包括：
吊索(600)，其连接在所述罐体(200)顶部，
其中，所述吊索(600)连接具有所述空气扩散装置(10)的曝气池顶部(700)和所述罐体(200)。
4.根据权利要求1所述的差压式空气扩散装置(10)，其中，
所述进气管(100)通过分配管(901)与具有所述空气扩散装置(10)的曝气池上方的供气主管道(800)连接，
所述供气主管道(800)通过多个分配管(901)与多个空气扩散装置(10)连接。
5.根据权利要求4所述的差压式空气扩散装置(10)，其中，
所述供气主管道(800)和多个分配管(901)通过具有柔韧性的树脂软管(900)可拆分地连接。
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