CN108101138A - 一种用于涡凹溶气的气浮头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种溶气效率高、能耗较低的用于涡凹溶气的气浮头，气浮头与中空的旋转轴相连，该气浮头包括与旋转轴连通的中心盘和多个安装在中心盘侧部的溶气支管，溶气支管具有多个用于通气的微孔。本发明的一种用于涡凹溶气的气浮头，与传统气浮头相比，实现了由线状溶气到面状溶气，大大提高了溶气效率，并且由于溶气方式的改变，溶气能力与气浮头直径成平方关系，极大降低了动力消耗，使得制造使用大直径气浮成为可能，极大提高了单台涡凹气浮设备的处理能力。

Description

一种用于涡凹溶气的气浮头

技术领域

本发明涉及一种溶气设备，特别涉及一种用于涡凹溶气的气浮头，属于废水废气处理技术领域。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，生活污水处理率逐步提高，生活污水处理过程中所产生的污泥具有含水率高、体积大、有机质含量高、稳定性差、有恶臭等特点，数量也越来越多，同时由于污泥处理的高成本和污泥中有毒物质和病原体对环境和人体健康的威胁，由此带来的环境问题日益突出，污泥的处理处置引起了高度关注。

气浮技术在污水和污泥处理中占有重要的位置，尤其是涡凹气浮具有设备简单、停留时间短、占地面积小、能耗低等诸多优点，随着污染物排放要求越来越严格，涡凹气浮没有厌氧反应不产生臭气、没有释磷反应不会导致污水磷超标等特性越来越受到重视。但是传统涡凹气浮只在气浮头末端具有溶气能力，增大气浮头直径对溶气能力提升不明显，严重制约了涡凹气浮设备处理能力的提高。

同时由于单个气浮头溶气能力的限制，涡凹气浮设备多采用矩形布置，多个气浮头并列运行，单边上浮，单边回流，进一步限制了气浮能力的发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶气效率高、能耗较低的用于涡凹溶气的气浮头，解决以上背景技术中提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于涡凹溶气的气浮头，气浮头与中空的旋转轴相连，该气浮头包括与旋转轴连通的中心盘和多个安装在中心盘侧部的溶气支管，溶气支管具有多个用于通气的微孔。

本发明的用于涡凹溶气的气浮头，用于将空气溶于污泥中并完成分离的涡凹气浮浓缩池中，通过气浮头实现高效率的均匀溶气。所述的涡凹气浮浓缩池内中心处设置有一个中心反应筒，中心反应筒的中间段呈圆筒状，中心反应筒的上下两端均为喇叭口，所述气浮头安装在中心反应筒内轴心处，涡凹气浮浓缩池的内壁上设有可调出水堰，中心反应筒的顶部外缘与涡凹气浮浓缩池的内壁之间设有污泥槽。在涡凹气浮浓缩池中，通过气浮头实现高效率的均匀溶气，气泡裹挟污泥颗粒在浮力和水流带动下在中心反应筒内快速上浮，通过中心反应筒上部的扩散段减速后，在水平方向上向周边扩散，溶有气泡的污泥与水实现分离，污泥通过污泥槽收集排走，分离后的清液通过可调出水堰收集排走，部分未分离的污泥沿中心反应筒与浓缩池之间的循环通道进入中心反应筒内部，与新进入的污泥一起再次溶气进行气浮浓缩分离。

作为优选，所述的中心盘为顶部设有与旋转轴配合连接的开口且内部为空腔的圆柱体，中心盘的外壁均布若干与溶气支管配合连接的侧孔。

作为优选，所述的各溶气支管以中心盘为中心呈放射状均布于中心盘周围。

作为优选，所述的溶气支管为中空的直线型管或曲线型管。由于直线型管的结构规则，加工方便，直线型管可作为气浮头直径较小情况下的溶气支管的较优选择；气浮头在高速旋转过程中，转速一般为1500r/min-3500r/min，随着气浮头直径的增大，溶气支管远端的线速度较其他部位更大，由于液体的压差阻力与速度成二次方关系，在满足溶气需要后大量的功率消耗在克服压差阻力上。这时采用曲线型管作为溶气支管，在常用转速下，满足溶气需要的线速度后，溶气支管远端部分背离旋转方向弯折成流线型，减小垂直于溶气支管的速度矢量，从而大幅减小压差阻力。这一过程中虽然客观增加了弯折部分沿溶气支管的速度矢量，但是由于粘滞阻力与速度的一次方成正比，而压差阻力与速度的二次方成正比，综合而言，在相同气浮头直径的情况下，曲线型管的溶气支管可以减小20%以上的运行阻力，并且减阻效果随着气浮头直径的增加而进一步优化，从而减少相应的功率消耗，具有良好的节能效果。

作为优选，所述的溶气支管的数量为2个以上。

作为优选，所述的微孔设于溶气支管背离旋转方向的一侧。这样设计的好处是，气浮头顺时针高速旋转时，在旋转方向背面溶气支管与液体有分离趋势，形成低压环境，此处压力低于周围液体及大气压力，空气通过旋转轴、中心盘、溶气支管和微孔进入液体，并在溶气支管高速旋转的搅拌作用下分散成细小气泡，以便裹挟液体中的污泥及其他固体颗粒上浮，实现溶气、气浮分离的过程。

作为优选，所述的微孔直径为0.1mm-20mm。

本发明的有益效果是：

本发明的一种用于涡凹溶气的气浮头，与传统气浮头相比，实现了由线状溶气到面状溶气，大大提高了溶气效率，并且由于溶气方式的改变，溶气能力与气浮头直径成平方关系，极大降低了动力消耗，使得制造使用大直径气浮成为可能，极大提高了单台涡凹气浮设备的处理能力。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的侧视图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图中：1、旋转轴，2、微孔，3、溶气支管，4、中心盘，5、开口，6、侧孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1：

如图1和图2所示的一种用于涡凹溶气的气浮头，气浮头的顶端连接中空的旋转轴1，该气浮头包括六个表面设有多个微孔2并且中空的溶气支管3，以及用于连接旋转轴和溶气支管并中空的中心盘4。溶气支管为具有空心结构的直线型管，微孔设于溶气支管背离旋转方向的一侧，微孔直径为2mm。中心盘为顶部设有可与旋转轴配合连接的开口5且内部为空腔的圆柱体，中心盘的外壁均布六个可与溶气支管配合连接的侧孔6。

每个溶气支管的一端连接中心盘，六个溶气支管以中心盘为中心呈射线状均布于中心盘周围，每个微孔与溶气支管的内部相通，溶气支管、中心盘和空心旋转轴的内部相通。

使用时，该气浮头顺时针高速旋转，在旋转方向背面溶气支管与液体有分离趋势，形成低压环境，此处绝对压力低于周围液体与大气压力之和，空气通过旋转轴、中心盘、溶气支管和微孔进入液体，并在溶气支管高速旋转的搅拌作用下分散成细小气泡，以便裹挟液体中的污泥及其他固体颗粒上浮，实现溶气、气浮分离的过程。

实施例2：

如图3所示的一种用于涡凹溶气的气浮头，气浮头的顶端连接中空的旋转轴1，该气浮头包括六个表面设有多个微孔2并且中空的溶气支管3，以及用于连接旋转轴和溶气支管并中空的中心盘4。溶气支管为具有空心结构的曲线型管，微孔设于溶气支管背离旋转方向的一侧，微孔直径为5mm。中心盘为顶部设有可与旋转轴配合连接的开口5且内部为空腔的圆柱体，中心盘的外壁均布六个可与溶气支管配合连接的侧孔6。

每个溶气支管的一端连接中心盘，六个溶气支管以中心盘为中心呈射线状均布于中心盘周围，每个微孔与溶气支管的内部相通，溶气支管、中心盘和空心旋转轴的内部相通。

气浮头在顺时针高速旋转过程时，转速一般为1500r/min-3500r/min，随着气浮头直径增大，溶气支管远端线速度较其他部位更大，由于液体的压差阻力与速度成二次方关系，在满足溶气需要后大量的功率消耗在克服压差阻力上。通过优化设计，溶气支管为曲线型管，在常用转速下，满足溶气需要的线速度后，溶气支管远端部分背离旋转方向弯折成流线型，减小垂直于溶气支管的速度矢量，从而大幅减小压差阻力。这一过程中虽然客观增加了弯折部分沿溶气支管的速度矢量，但是由于粘滞阻力与速度的一次方成正比，而压差阻力与速度的二次方成正比，综合而言，在相同气浮头直径的情况下，作为优化，实施例2可以减小20%以上的阻力，并且减阻效果随着气浮头直径的增加而进一步优化，从而减少相应的功率消耗，具有良好的节能效果。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种用于涡凹溶气的气浮头，其特征在于：该气浮头与中空的旋转轴相连，所述的气浮头包括与旋转轴连通的中心盘和多个安装在中心盘侧部的溶气支管，溶气支管具有多个用于通气的微孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于涡凹溶气的气浮头，其特征在于：所述的中心盘为顶部设有与旋转轴配合连接的开口且内部为空腔的圆柱体，中心盘的外壁均布若干与溶气支管配合连接的侧孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于涡凹溶气的气浮头，其特征在于：所述的各溶气支管以中心盘为中心呈放射状均布于中心盘周围。

4.根据权利要求1所述的一种用于涡凹溶气的气浮头，其特征在于：所述的溶气支管为中空的直线型管或曲线型管。

5.根据权利要求1所述的一种用于涡凹溶气的气浮头，其特征在于：所述的溶气支管的数量为2个以上。

6.根据权利要求1所述的一种用于涡凹溶气的气浮头，其特征在于：所述的微孔设于溶气支管背离旋转方向的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种用于涡凹溶气的气浮头，其特征在于：所述的微孔直径为0.1mm-20mm。