CN107500424A - 一种多相流弥漫溶气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多相流弥漫溶气装置，属于污水处理领域。包括进液管、进气管、溶气泵、混合管、压力溶气罐、输出管和气泡释放器，所述溶气泵的进气口、进液口分别与进气管、进液管连接，溶气泵的输出口通过混合管与压力溶气罐的进料口连接，所述压力溶气罐内设有第一气泡石层、第二气泡石层和第三气泡石层，压力溶气罐底部设有进料口，上部设有出料口，出料口通过输出管与气泡释放器连接，所述进液管上设有液体流量计，所述进气管上设有截止阀和气体流量计，所述输出管上设有截止阀和止回阀。本发明溶氧效率高、气液比高、结构简单、节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种多相流弥漫溶气装置，属于污水处理领域。
背景技术
我国大小河川总长42万公里，湖泊7.56万平方公里，占国土总面积的0.8%，与此同时，我国污水、废水排放量每天约为1×108m3之多，水污染现状触目惊心。现有的水体治理技术都有局限性，如岸带修复：以恢复景观效果为主，截污效果十分有限；植物生态净化：在河道内种花种草效果甚微、很难解决根本问题；原位化学混凝处理：只是污染物转移，没有移除和去除，对与污水中的杂志有机物和含氮化合物的处理效果非常有限。而人工投加化学处理药剂会对生态系统造成不利影响，日积月累会对生态系统造成不可恢复的破坏，不宜提倡；原位生物处理：对有机物有一定效果，对氮磷基本没有效果；人工投加生物制剂，难以发挥长效作用。
根据双膜理论和亨利定律，氧气气泡尺寸的大小对水体修复的效果有着很重要的影响，气泡的尺寸越小对水体修复的效果越有利。自然状态下，仅靠水体中的自然溶氧是无法实现黑臭杂志的去除，需采取增氧措施才能保证除臭除腥。增氧通常采用曝气的方式实现，保证在河塘川缺氧或溶氧上下分布不均等情况下达到适宜溶氧量。目前，国内的增氧机有水车式、叶轮式、射流式和充气式等多种类型。各种类型的增氧机都是基于扩散原理增氧，扩散速率取决于缺氧程度、水与空气接触的表面积及水体搅动程度等因素。增氧可促进河塘水体上下交换，增加空气中氧气向水体的溶解，同时起水体透析与去除黑臭作用。现在的水体增氧装置一般采用空压机、喷射器将氧气喷入水中，并通过搅拌器使氧气溶解在水体中，存在结构复杂、氧气溶解效率低、气液比低、充气量小、气泡尺寸大等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种多相流弥漫溶气装置，它解决了目前的增氧装置结构复杂、成本高、溶解效率低、气液比低的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种多相流弥漫溶气装置，包括进液管、进气管、溶气泵、混合管、压力溶气罐、输出管和气泡释放器，所述溶气泵的进气口、进液口分别与进气管、进液管连接，溶气泵的输出口通过混合管与压力溶气罐的进料口连接，所述压力溶气罐内设有第一气泡石层、第二气泡石层和第三气泡石层，压力溶气罐底部设有进料口，上部设有出料口，出料口通过输出管与气泡释放器连接，所述进液管上设有液体流量计，所述进气管上设有截止阀和气体流量计，所述输出管上设有截止阀和止回阀。
通过采用上述技术方案，将氧气通入溶气泵的进气口，水通入溶气泵的进水口，通过气体流量计观测氧气的通入量，通过液体流量计观测水的通入量，截止阀用于控制氧气通入流量，氧气在溶气泵进气口负压的作用下进入泵体内，无需使用空压机和喷射器，氧气和水在泵体内被搅拌混合，在泵体内氧气的溶解效率可达90%以上，因此无需大型加压容器罐或反应塔即可制取高度溶解液，气液比可达1:8，提高溶解效率，节约成本；氧气在水中溶解后形成带有大量气泡的混合液由混合管进入到压力溶气罐中，气泡在压力溶气罐中上浮时依次经过第一气泡石层，第二气泡石层，第三气泡石层，在气泡石气孔的作用下形成更多更小的细小气泡，并最终通过气泡释放器形成弥漫状的微小气泡群进入到气浮池内，这些气泡群气泡的数目极多、半径小，极大的增加了与水体的接触面积，与水体内的微生物、杂质等充分接触，同时，在气泡上浮过程中，一部分固体颗粒在气泡的浮托力作用下从水体底部上浮，有利于进行固液分离，通过截止阀调节溶气泵的工作压力，控制输出管喷射量，止回阀的作用是当整个装置停止时避免气浮池内的污水回流使泵倒转造成损坏。
作为优选实例，所述第一气泡石层、第二气泡石层、第三气泡石层从下向上依次设置在压力溶气罐内，第一气泡石层、第二气泡石层、第三气泡石层的气孔逐渐减小。
通过采用上述技术方案，气泡在依次经过第一气泡石层、第二气泡石层、第三气泡石层时被气孔分割形成更多更细小的气泡群，提高气泡数量，进一步减小气泡半径，提高水体净化能力。
作为优选实例，所述溶气泵为开式叶轮溶气泵。
通过采用上述技术方案，开式叶轮溶气泵对水质的耐受性强，且运行时故障率低，使整个装置平稳运行。
作为优选实例，所述溶气泵的进水口连接有过滤器。
通过采用上述技术方案，过滤器过滤掉水体中的固体异物，避免对溶气泵泵体和叶轮造成破坏。
作为优选实例，所述溶气泵进气口上设有截止阀，用于调节进气口真空度。
通过采用上述技术方案，利用截止阀调节溶气泵的真空度，使氧气能被吸入泵中。
作为优选实例，所述溶气泵上设有真空表。
通过采用上述技术方案，直接观测溶气泵的真空度，并通过截止阀做出相应调节。
作为优选实例，所述溶气泵上设有压力表。
通过采用上述技术方案，观测溶气泵工作时内部压力，异常时停机检修。
作为优选实例，所述压力溶气罐上设有角阀。
通过采用上述技术方案，用于排出压力溶气罐中的气体以及获取样水检测氧溶量。
作为优选实例，所述气泡释放器为耙形释放器。
本发明的有益效果是：
（1）氧气在溶气泵内完成溶解，溶解效率高，在溶气泵的搅拌下即能充分溶解，装置能迅速达到饱和溶氧态，且气泡在三层气泡石的分割下形成更多更为细小的气泡，提高水体净化效率；
（2）无需使用空压机、射流器、曝气管等设备，节约成本，结构简单，拆装简便、易于维护，便于更换使用场地，并且耗电量小，更加节能；
（3）气泡生成的速率稳定，且形成的气泡浓度大、半径小，增加了水体溶解氧以及水体纳污能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：进液管1，液体流量计11，进气管2，气体流量计21，溶气泵3，真空表31，压力表32，混合管4，压力溶气罐5，第一气泡石层51，第二气泡石层52，第三气泡石层53，角阀54，输出管6，止回阀61，气泡释放器7，过滤器8，截止阀9。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种多相流弥漫溶气装置，包括进液管1、进气管2、溶气泵3、混合管4、压力溶气罐5、输出管6和气泡释放器7，溶气泵3的进气口、进液口分别与进气管2、进液管1连接，溶气泵3的输出口通过混合管4与压力溶气罐5的进料口连接，压力溶气罐5内设有第一气泡石层51、第二气泡石层52和第三气泡石层53，压力溶气罐5底部设有进料口，上部设有出料口，出料口通过输出管6与气泡释放器7连接，进液管1上设有液体流量计11，进气管2上设有截止阀9和气体流量计21，输出管6上设有截止阀9和止回阀61，气泡释放器7安放在气浮池内。
第一气泡石层51、第二气泡石层52、第三气泡石层53从下向上依次设置在压力溶气罐5内，第一气泡石层51、第二气泡石层52、第三气泡石层53的气孔逐渐减小。
溶气泵3为开式叶轮溶气泵。
进液管1上连接有过滤器8。
溶气泵3进气口上设有截止阀9，用于调节进气口真空度，截止阀9在设置时，应确保该阀至泵进口之间的管道直径和泵的进口口径适配，以避免管径的偏差造成真空度等参数波动。
溶气泵3上设有真空表31。
溶气泵3上设有压力表32。
压力溶气罐5上设有角阀54。
气泡释放器7为耙形释放器。耙形释放器由主管道、支管道、喷头构成，主管道通过输出管6与压力溶气罐5连接，主管道上连接一排支管道，构成耙形结构，支管道端部设有喷头。
压力溶气罐5的直径和高度可根据泵的水量及现场空间设计，罐的容积大小使含有气泡的混合液经混合管4流至输出管6上的截止阀9处的时间约为1分钟即可，压力溶气罐5内的压力应保持在0.55Mpa，确保氧溶解度。
溶气泵3出水口后应该采用橡胶软接头缓冲过渡，避免出水口及压力溶气罐5内的水等重量直接落在泵体上，造成泵体部件的损坏。
工作时，氧气和水进入溶气泵3中，在溶气泵3的搅动下氧气充分溶解，同时有一部分氧气以气泡的形式存在水体内，富含气泡的混合液从混合管4进入到压力溶气罐5底部，在经过气浮石时，其中的气泡在气孔的作用下被分割成更细小的气泡，微小的气泡群随着混合液从输出管6流出，通过气泡释放器7形成弥漫状的微小气泡群喷出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于：包括进液管、进气管、溶气泵、混合管、压力溶气罐、输出管和气泡释放器，所述溶气泵的进气口、进液口分别与进气管、进液管连接，溶气泵的输出口通过混合管与压力溶气罐的进料口连接，所述压力溶气罐内设有第一气泡石层、第二气泡石层和第三气泡石层，压力溶气罐底部设有进料口，上部设有出料口，出料口通过输出管与气泡释放器连接，所述进液管上设有液体流量计，所述进气管上设有截止阀和气体流量计，所述输出管上设有截止阀和止回阀。
2.根据权利要求1所述的一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于：所述第一气泡石层、第二气泡石层、第三气泡石层从下向上依次设置在压力溶气罐内，第一气泡石层、第二气泡石层、第三气泡石层的气孔逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于：所述溶气泵为开式叶轮溶气泵。
4.根据权利要求1所述的一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于：所述进液管上连接有过滤器。
5.根据权利要求1所述的一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于:所述溶气泵进气口上设有截止阀，用于调节进气口真空度。
6.根据权利要求1所述的一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于:所述溶气泵上设有真空表。
7.根据权利要求1所述的一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于：所述溶气泵上设有压力表。
8.根据权利要求1所述的一种多相流弥漫溶气装置，其特征在于：所述压力溶气罐上设有角阀。
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