CN105600919A

CN105600919A - 一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置

Info

Publication number: CN105600919A
Application number: CN201610179729.9A
Authority: CN
Inventors: 吴盟盟; 庄洪雷; 童京华; 王东伟; 李平元; 陈国军; 訾晓峰; 安慰
Original assignee: Beijing Sinorichen Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: Zhongguancun Zhizhen environmental protection Co., Ltd
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: CN105600919B

Abstract

本发明公开了一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，包括：布气区、气水混合区和曝气区三个独立区域从下至上设置组合为一体结构；布气区内设有刚玉曝气盘和连接刚玉曝气盘的气腔，气腔与外部设置的气源装置连接；刚玉曝气盘上设有三种孔径不同的曝气孔；气水混合区为底部粗于上部的弧形腔体结构，该气水混合区的底部内角和顶部外角均为弧形，该气水混合区中部均匀布设有多个长条椭圆形注水孔；曝气区采用曝气顶盘，曝气顶盘的直径大于气水混合区的顶部直径。

Description

一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置

技术领域

本发明涉及环境保护的水处理设备领域，特别是涉及一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置。

背景技术

悬浮(浮筒)式表面曝气机是在污水处理中，使用一定的方法和设备，向污水中强制加入空气，使池内污水与空气接触充氧，并搅动液体，加速空气中的氧气向液体中的转移，防止池内悬浮体下沉，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，这种向污水中强制增氧的设备称为曝气设备。曝气设备悬浮在水体表面，被称为悬浮(浮筒)式表面曝气机。悬浮(浮筒)式表面曝气机不需修建鼓风机房及设置大量布气管道和曝气头，设施简单、集中，常被用作池塘水体修复以及江河水体的应急修复。然而，悬浮(浮筒)式表面曝气机在使用中存在以下不足：(1)处理效率低、能耗高；(2)维护过程复杂，操作繁琐；(3)曝气效率和氧传速率低。

针对上述问题，嘉园环保股份有限公司卓祥和等曾发明了“多功能表面曝气机，授权公告号：CN101734784B)”。该发明利用水泵基本原理，可发挥曝气充氧、推动水流和搅拌三种作用。然而，该发明并不能解决常规悬浮(浮筒)式表面曝气机处理效率低、能耗高，维护过程复杂，操作繁琐，曝气效率和氧传速率低等问题。同时，该发明也并不具备水体修复功能。

发明内容

针对现有悬浮(浮筒)式表面曝气机所存在的不足，本发明提供一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，具备水体修复功能，同时具有处理效率高、能耗低，操作和维护过程简便，曝气效率和氧传速率高等优点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，包括：

布气区、气水混合区和曝气区三个独立区域从下至上设置组合为一体结构；

所述布气区内设有刚玉曝气盘和连接所述刚玉曝气盘的气腔，所述气腔与外部设置的气源装置连接；所述刚玉曝气盘上设有三种孔径不同的曝气孔；

所述气水混合区为底部粗于上部的弧形腔体结构，该气水混合区的底部内角和顶部外角均为弧形，该气水混合区中部均匀布设有多个长条椭圆形注水孔；

所述曝气区采用曝气顶盘，所述曝气顶盘的直径大于所述气水混合区的顶部直径。本发明的有益效果为：

(1)本发明的曝气装置由于布气区采用了独创的具有三种不同孔径的刚玉曝气盘，可同时产生不同直径的气泡以及其独特的裹挟水流形成强大紊流的设计，除对水体具有增氧曝气功能外，使本发明的曝气在这种还同时具有修复水体的作用，可去除水中的BOD、COD、SS、油等污染物并增加水体的溶解氧。

(2)本发明的曝气装置具有能耗低，操作和维护过程简便，曝气效率和氧传速率高等优点。该曝气装置与传统的悬浮(浮筒)式表面曝气机相比，可降低能耗80％左右。是现有悬浮(浮筒)式表面曝气机产品的良好替代品。

(3)本发明的曝气装置具有除臭功能，可去除水中臭味。

(4)本发明的曝气装置具有除藻功能，可去除水体中的蓝藻、红藻。

(5)本发明的曝气装置为便携式的，可临时放置在河岸使用，也可放置在各种船只上使用。

(6)本发明的曝气装置可全天候运转。

(7)本发明的曝气装置运行噪音低，低于60dB(A)。

(8)本发明的曝气装置在使用过程中不添加任何化学药剂，不使用润滑剂，不会造成二次污染节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的具有水体修复功能的悬浮曝气装置示意图；

图2为本发明实施例提供的具有水体修复功能的悬浮曝气装置的刚玉曝气盘平面图；

图3为本发明实施例提供的具有水体修复功能的悬浮曝气装置的俯视图；

图4为本发明实施例提供的具有水体修复功能的悬浮曝气装置的仰视图；

图中各标号对应的部件为：Ⅰ-布气区；Ⅱ-气水混合区；Ⅲ-曝气区；1-空压机；2-供气调节阀；3-流量计；4-软管；5-卡箍；6-气腔；7-紧固螺栓；8-刚玉曝气盘；81-微孔；82-中孔；83-大孔；9-曝气柱；10-注水孔；11-水流；12-曝气顶盘；13-混合气泡。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，包括：

布气区、气水混合区和曝气区三部分，三部分为三个独立区域，三个独立区域从下至上设置有机组合为一体结构；

布气区内设有刚玉曝气盘和连接刚玉曝气盘的气腔，气腔与外部设置的气源装置连接，具体的，气腔横向设置在布气区底部，刚玉曝气盘处于气腔上方，设在布气区内的中间部位，通过紧固螺栓与气腔固定连接。优选的，气源装置包括：空压机，连接空压机和气腔的软管，和设在软管上的供气调节阀和供气流量计，软管接头处通过卡箍与上述气腔的进气口连接，空压机优选采用功率为65W，排气量最高为100L/min的空压机；布气区采用空压机为气源，可实现经气腔缓冲后通过刚玉曝气盘进行曝气；

如图2所示，刚玉曝气盘上设有三种孔径不同的曝气孔，即直径Φ0.2mm的微孔、直径Φ1.0mm的中孔和直径Φ5.0mm的大孔，优选的，微孔布设在刚玉曝气盘的圆心区域，中孔布设在微孔外周的环形区域，大孔布设在中孔外周的最外侧环形区域。三种不同尺度的孔径可以将水中分别处于微孔、中孔和大孔尺度范围内的污染物黏附、聚集增大后沉降去除，可大大提高对水中污染物质的去除效率。

气水混合区为底部粗于上部的弧形腔体结构，即下粗上细的弧形腔体结构，该气水混合区的底部内角和顶部外角均为弧形，底部内角弧度为75°，顶部外角弧度为30°；该气水混合区中部均匀布设有多个长条椭圆形注水孔，具体设有四个长条椭圆形注水孔，每个注水孔横长5cm，纵高30cm，顶角75°。这种结构的气水混合区，当曝气启动后，气泡急剧上浮，带动水流从四眼注水孔裹挟进入。同时，气水混合区底粗上窄，有利于气水混合和紊流状态的加剧，增加对水中污染物质的去除效果。

曝气区采用曝气顶盘，曝气顶盘的直径大于气水混合区的顶部直径。优选的，曝气区采用曝气顶盘的直径大于布气区内刚玉曝气盘的直径，刚玉曝气盘的直径大于气水混合区的上端的直径(参见图3、4)。这种曝气区，混合气泡携带水流从曝气顶盘四周紊流射出，之后完成对水中污染物质的黏附、聚集、沉降和去除作用。

上述悬浮曝气装置中，布气区底部的气腔为圆盘形结构，其直径大于布气区本体底部的直径。

上述悬浮曝气装置中，布气区、气水混合区和曝气区三个独立区域的主体材料全部采用PVC材质，具有质量轻、坚固耐用的优点。

下面结合具体实施例对本发明的曝气装置作进一步说明。

本实施例提供一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，可作为悬浮曝气盘，其较佳的运行过程为：启动空压机1，空压机功率为65W，排气量最高为100L/min。气体经软管4在气腔6缓冲后经刚玉曝气盘8微孔、中孔和大孔切割喷出。曝气量可由软管4上的供气调节阀2调节，并采用流量计3进行计量。在气水混合区，气泡急剧上浮，带动水流从四个注水孔10裹挟进入。气、水得到充分混合，形成强有力的紊流。然后，呈紊流状态的气水混合两相物从顶部曝气区曝气顶盘12四周紊流射出，之后完成对水中污染物质的黏附、聚集、沉降和去除作用。

实施例一

采用本发明的曝气装置4台置于北京市密云县某池塘(地表面积26m²)岸边，对池塘水进行处理，在曝气装置运行48h前后，对池塘水中DO、BOD₅、COD、SS、油、NH₃-N、TN和TP浓度进行检测，并对池塘岸边1米处大气中臭味(H₂S)进行检测，结果如下表1所示。

表1经本发明具有水体修复功能的悬浮曝气装置处理前后池塘水中污染物变化一览表

由表1可知，经过具有水体修复功能的悬浮曝气盘处理后，池塘水中DO含量增加4.41mg/L。BOD₅、COD、SS、石油类、NH₃-N、TN和TP的去除率分别为46.67％，64.61％，71.64％，72.12％，89.76％，89.22％和84.20％。池塘岸边1米处大气中臭味(H₂S)的去除率为96.15％，处理效果良好。

实施例二

采用本发明的曝气装置1台置于北京市某公园湖中，空压机固定在驳船上，对湖水进行处理，在装置运行48h前后，对湖水中DO、BOD₅、COD、SS、油、NH₃-N、TN和TP浓度进行检测，并对湖岸边1米处大气中臭味(H₂S)进行检测，结果如下表2所示。

表2经本发明的具有水体修复功能的悬浮曝气装置处理前后湖水中污染物变化一览表

序号	污染物质名称	处理前	处理后(mg/L)	去除率(％)
					1	DO	0.96mg/L	5.53mg/L	/
2	BOD₅	8.6mg/L	5.5mg/L	36.05％
					3	COD	32.5mg/L	15.3mg/L	52.92％
4	SS	18.2mg/L	6.0mg/L	67.03％
					5	石油类	1.22mg/L	0.38mg/L	68.85％
6	NH₃-N	6.8mg/L	0.67mg/L	90.15％
					7	TN	10.5mg/L	1.29mg/L	87.71％
8	TP	0.96mg/L	0.13mg/L	86.46％
					9	臭味(H₂S)	0.25mg/m³	0.01mg/m³	96.0％

由表2可知，经过具有水体修复功能的悬浮曝气盘处理后，湖水中DO含量增加4.57mg/L。BOD₅、COD、SS、石油类、NH₃-N、TN和TP的去除率分别为36.05％，52.92％，67.03％，68.85％，90.15％，87.71％和86.46％。湖岸边1米处大气中臭味(H₂S)的去除率为96.0％，处理效果良好。

从上述实施例可以看出，本发明的具有水体修复功能的悬浮曝气装置，处理前后检测水质差别较大，实现了较高的污染物去除率，是一种结构并不复杂，但使用方便，且运行费用低，无二次污染的水体修复设备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，其特征在于，包括：

所述曝气区采用曝气顶盘，所述曝气顶盘的直径大于所述气水混合区的顶部直径。

2.根据权利要求1所述的一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，其特征在于，所述气源装置包括：空压机，连接所述空压机和所述气腔的软管，和设在软管上的供气调节阀和供气流量计。

3.根据权利要求2所述的一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，其特征在于，所述空压机的功率为65W，排气量最高为100L/min。

4.根据权利要求1或2所述的一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，所述气腔横向设置在所述布气区底部，所述刚玉曝气盘处于所述气腔上方，设在所述布气区内的中间部位，通过紧固螺栓与所述气腔固定连接；

所述刚玉曝气盘上设有三种孔径不同的曝气孔为：直径Φ0.2mm的微孔、直径Φ1.0mm的中孔和直径Φ5.0mm的大孔。

5.根据权利要求4所述的一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，所述微孔布设在所述刚玉曝气盘的圆心区域，所述中孔布设在所述微孔外周的环形区域，所述大孔布设在所述中孔外周的最外侧环形区域。

6.根据权利要求1或2所述的一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，所述气水混合区的底部内角弧度为75°，顶部外角弧度为30°；

所述气水混合区中部均匀布设的长条椭圆形注水孔为四个，每个长条椭圆形注水孔的横长5cm，纵高30cm，顶角75°。

7.根据权利要求1或2所述的一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，其特征在于，所述布气区、气水混合区和曝气区三个独立区域的主体材料全部采用PVC材质。

8.根据权利要求1或2所述的一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置，其特征在于，所述曝气区采用的曝气顶盘的直径大于所述布气区内刚玉曝气盘的直径，所述刚玉曝气盘的直径大于所述气水混合区的上端的直径。