CN108455721B - 一种高效旋切混流曝气器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效旋切混流曝气器，包括进气管、导流切割柱、螺旋叶片、外筒以及底座，所述导流切割柱套在所述进气管的外部，所述导流切割柱上设置有若干碰撞凸起；所述外筒套在所述导流切割柱的外部，并与所述进气管下方的底座固定连接；所述第一、第三螺旋叶片与空气管转动连接，旋转产生的水力剪切力加强了叶片切割气泡的效果，从而形成大量超微气泡并达到提高充氧效率和气液固三相高效混合的目的。所述底座的下方设置有支脚，所述支脚为高度可调节结构，所述支脚的数量为三个，每个所述支脚包括支架和调节杆，通过调节支脚的长度，以应对池底凹凸不平或斜面结构的状况，能保证曝气器与池底稳固契合，使曝气器在工作时不会出现晃动的情况。

Description

一种高效旋切混流曝气器

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种节能高效的旋切混流曝气器。

背景技术

好氧生物处理工艺在各类工业废水和城市生活污水处理工程中应用广泛。曝气是其关键的工艺环节，通过曝气设备实现向污水中充氧，为好氧微生物分解有机物提供氧气并维持好氧微生物的活性，另外，曝气也起到搅拌混合的作用，保证活性污泥、溶解氧、有机污染物三者的充分接触，提高污水处理效果。鼓风曝气是国内主流采用的曝气方式，由鼓风机、空气扩散装置和空气输送管道组成。根据产生的气泡大小，空气扩散装置可分为微气泡扩散装置、中气泡扩散装置和大气泡扩散装置。理论上，气泡越小，气液接触面积越大，氧利用率越高，所以目前膜片式微孔曝气装置以其高利用率得到了广泛应用。然而，现有曝气设备在实际运行过程中却不可避免的出现好氧池内曝气不均匀，总体溶氧效率低，池底污泥淤积厌氧化，因曝气器的脱落、堵塞、老化等导致的氧利用率急速下降、高能耗、高运行成本等问题。

发明内容

本发明提供一种新型高效旋切混流曝气器，以解决现有技术中好氧池内曝气不均匀，总体溶氧效率低的问题；为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种高效旋切混流曝气器，包括进气管、导流切割柱、螺旋叶片、外筒以及底座，所述导流切割柱套在所述进气管的外部，所述导流切割柱上设置有若干碰撞凸起；所述外筒套在所述导流切割柱的外部，并与所述进气管下方的底座固定连接；所述底座的下方设置有支脚，所述支脚为高度可调节结构。

在本发明的一优选实施方式中，所述支脚的数量至少为三个，每个所述支脚包括支架和调节螺杆，所述支架内壁设置有螺纹，所述调节螺杆表面或部分表面设置有螺纹，所述调节螺杆上的螺纹与所述支架内壁的螺纹相匹配。

在本发明的一优选实施方式中，所述支脚的数量至少为三个，每个所述支脚包括支脚和调节杆，所述支脚为空心结构，所述调节杆的一端设置在所述支架内，所述支脚侧壁设置有螺纹孔，通过一与之相匹配的螺杆固定所述支脚内的调节杆。

在本发明的一优选实施方式中，所述导流切割柱下方设置有一第一螺旋叶片，所述第一螺旋叶片与所述进气管可旋转连接。

在本发明的一优选实施方式中，所述导流切割柱与所述第一螺旋叶片之间设置有一第二螺旋叶片，所述第二螺旋叶片固定设置在所述进气管上，所述第一螺旋叶片与所述第二螺旋叶片之间设置有缓冲距离。

在本发明的一优选实施方式中，所述第一螺旋叶片与所述第一螺旋叶片的螺旋方向一致。

在本发明的一优选实施方式中，所述进气管的下端设置有一分流器，所述分流器呈空心的倒置椎体结构，所述分流器的外侧设置有分流器支板，所述支板将所述分流器固定在所述底座上，所述分流器用于将空气聚拢到所述外筒与所述进气管之间的夹层中。

在本发明的一优选实施方式中，所述导流切割柱上方的进气管上设置有一第三螺旋叶片，所述第三螺旋叶片与所述进气管可转动连接。

在本发明的一优选实施方式中，所述碰撞凸起为下窄上宽的棱柱结构，便于切割气泡，使水气充分接触。

在本发明的一优选实施方式中，所述碰撞凸起的较窄的下部向水流来的方向偏转。

在本发明的一优选实施方式中，所述碰撞凸起在竖直方向上不处在同一直线。

在本发明的一优选实施方式中，所述进气管的上端口设置有法兰，便于与外部的进气通道连接。

在本发明的一优选实施方式中，所述高效旋切混流曝气器均为非金属材质，防止被污水腐蚀。

在本发明的一优选实施方式中，所述外筒与所述底座通过螺纹连接。

通过采用上述技术方案，使其与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本结构在下方设置一用于支撑该曝气器的底座，底座上设置有三个长度可调节的支脚，该支脚能有效为整体设备提供支撑作用，减小对上方进气通道的负担，避免曝气器长时间处于悬挂状态导致进气管道变形下坠，影响曝气效果；同时，增加可调节支脚结构能应对池底凹凸不平或斜面结构的状况，通过调节支脚的长度，能保证曝气器与池底稳固契合，使曝气器在工作时不会出现晃动的情况，且该装置能够调节曝气器的高度，使池中的多个曝气器处在同一高度，保证曝气池整体曝气均匀。

(2)在靠近进气口出口一端的管道上安装有一可绕管道的螺旋叶片，进气管处在竖直方向上，空气管道通过进气口法兰与进气管连接，进气管直通曝气器底部分流器位置，气流在分散上升过程中使得局部水体的密度下降，由于存在密度差，底部的水流往上涌入曝气筒内。气液混流在螺旋叶片的作用下螺旋上升并被切割，螺旋叶片同时在混流的作用下开始绕曝气筒中心旋转，而旋转产生的水力剪切力也加强了叶片切割气泡的效果，从而形成大量超微气泡，可以在不额外增加功耗、仅依靠水流的动力的情况下进一步加强气液固三相高效的混合程度，提高氧气的利用率，强化曝气池的效率。

(3)在外筒上方的进气管上设置有一可围绕管道的螺旋叶片，该螺旋叶片安装在气液混合出口处，螺旋叶片在上升水流的作用下转动，其转动作用可有效防止气泡的聚拢情况，同时随这叶片的转动，可向周围扩大气体的面积，利用较小的体积增大氧气的扩散范围，有利于提高曝气池的全面曝气，减小曝气器的占地空间。

(4)在导流切割柱的外表面设置有多个碰撞凸起，该碰撞凸起呈下窄上宽的棱柱结构，因在导流切割柱下方设置有螺旋叶片，气液混流在上升过程中成螺旋状盘旋上升，本方案中将碰撞凸起的下窄部分向水流来的方向进行偏转，可有效增强切割效果，同时减小水流螺旋运动的阻力，有利于形成循环流，从而带动第一螺旋叶片与第三螺旋叶片的转动。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中导流切割柱的俯视结构示意图；

图3为本发明中第三螺旋叶片结构示意图；

图4为本发明中第二螺旋叶片结构示意图；

图5为本发明中第一螺旋叶片结构示意图；

图6为本发明中分流器俯视结构示意图；

标号说明

1‐法兰，2‐进气管，3‐第三螺旋叶片，4‐出水口，5‐外筒，

6‐导流切割柱，7‐第二螺旋叶片，8‐第一螺旋叶片，9‐分流器，

10‐分流器支撑板，11‐底座，12‐支架，13‐调节杆，14‐进水口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，结合下面说明，本发明的优点和特征将更加清楚，需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且非精准的比率，仅用以方便明晰的辅助说明本实施例的目的。

请参阅图1至图6，本发明提供的一种新型高效旋切混流曝气器，包括进气管2、导流切割柱6、外筒5以及底座11，其中：

进气管2为一管体，在进气管2的上部端口处有一用于连接的法兰1；

导流切割柱6为一管体，其内径与进气管2的外径大小相等，导流切割柱6套在进气管2的外部，且导流切割柱6的长度小于进气管2的长度，在导流切割柱6的外部设置有多个碰撞凸起61，碰撞凸起61为下窄上宽的棱柱结构，碰撞凸起61垂直于导流切割柱6的外表面；

外筒5套在导流切割柱6的外部，外筒5的两端为开口结构，且导流切割柱6的长度大于导流切割柱6的长度；

底座11设置在导流切割柱6与进气管2的下方，通过螺纹与外筒5连接，底座的下方设置有开口，用于使液体进入底座上方的结构中，在底座11上设置有长度可调节的支脚。

具体地，支架12数量为三个，每个支脚均包括支架12和调节杆13，支架12为下端开口的管体结构，支架12的内表面设置有螺纹，调节杆13的外表面有与支架12的内表面螺纹相匹配的螺纹，其中调节杆13的外表面的螺纹可以在靠近支架12上方的端部部分设置，也可以在调节杆13的表面通体设置，调节杆13可通过旋转调节在支架12的内部的位置。

上述支架的实施方案不局限于此，以下提供另一种实施方式，支架12数量为三个，每个支脚均包括支架12和调节杆13，支架12为下端开口的管体结构，在支架12靠近下端口处设置有一螺纹孔，调节杆13在支架12的内部可往复运动，利用一与螺纹孔相匹配的螺杆可固定调节杆13在支架内的位置，从而控制支脚的高度，为曝气器提供支撑，使曝气器处于竖直状态。

在本发明的一优选实施例中，在导流切割柱6的下方、进气管2的外表面设置有第一螺旋叶片8，该螺旋叶片包括三个扇叶片，第一螺旋叶片8与进气管2外部之间的连接处通过一用于减小摩擦的转轴连接，第一螺旋叶片8与进气管2之间可相对转动。

在导流切割柱6与第一螺旋叶片8之间还包括一第二螺旋叶片7，该螺旋叶片包括四个扇叶片，该装置的扇叶片与第一螺旋叶片8的扇叶片的螺旋方向相同，第二螺旋叶片7与进气管2之间为固定连接，第二螺旋叶片7与进气管2不可相对转动。

在本发明的一优选实施例中，在导流切割柱6的上方、进气管2的外表面设置有一第三螺旋叶片3，该螺旋叶片包括三个扇叶片，第三螺旋叶片3与进气管2外部之间的连接处通过一用于减小摩擦的转轴连接，第三螺旋叶片8与进气管2之间可相对转动。

在本发明的一优选实施例中，在进气管2的出口端与底座11之间设置有一呈倒置圆锥结构的分流器9，分流器9为中空结构，分流器9的外部设置有四个分流器支撑板10，分流器9靠分流器支撑板10的支撑作用固定在进气管2出口处的底座11上，此时分流器9处在外筒5、底座11和进气管2围成的空间中。

本方案中涉及的结构均为PA66+30％GF材质，可有效抵抗污水的腐蚀。

应当理解，上述所提到的方案均为帮助理解而提供的一具体实施例，如扇叶和支撑板的数量不局限于上述实施例，本领域技术人员根据本方案得到的启示所做出的改动均应落入本方案的保护范围内。

以下结合本发明的工作流程对本方案做进一步详细描述：

如图1所述，曝气器有底座支架12竖直安装在曝气池底，根据池底地面的凹凸状况确定调节杆13的长度，从而提升或降低曝气器的高度；空气管道通过进气口处的法兰1与进气管2连接，进气管2直通曝气器底部的分流器9处，气流在分散上升过程中使得局部水体的密度下降，由于存在密度差，底部的水流往上涌入导流切割柱6与外筒5之间形成的夹层空间中，气液混流在第二螺旋叶片7与第一螺旋叶片8的作用下将较大的气泡进行切割，同时，因为扇叶片呈螺旋结构，其对上升的气液混流起到导流的作用，使气液混流以螺旋向上的状态上升，在螺旋上升的过程中，气液混流与碰撞凸起61相接触，将液体中的气体进行进一步切割，由于此时液体的速度水头转为压头，使得空气快速溶解到水中，在旋流的同时带动第三螺旋叶片3转动，旋转产生的水力剪切力再次切割、破碎气泡并使得雾化的气液混流扩散上升，与此同时在以曝气设备为中心的区域会形成循环流，可大大强化对底部区域的搅拌作用，污泥池底不淤积。

在气液混流螺旋上升的过程中，第一螺旋叶片8在水流的带动下会进行转动，随着第一螺旋叶片8的旋转，而旋转产生的水力剪切力也加强了叶片切割气泡的效果，从而形成大量超微气泡并达到气液固三相高效混合的目的。

因在曝气操作时气液混流成螺旋状在导流切割柱6与外筒5之间的空间中旋转上升，为了使碰撞凸起61的切割效果更理想，将碰撞凸起61下方的尖锐部分超向气液混流来的方向做适当偏转，从而减小对气液混流的阻力。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方案，即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，包括进气管、导流切割柱、螺旋叶片、外筒以及底座，所述导流切割柱套在所述进气管的外部，所述导流切割柱上设置有若干碰撞凸起；所述进气管上设置有螺旋叶片；所述外筒套在所述导流切割柱的外部，并与所述进气管下方的底座固定连接；所述底座的下方设置有支脚，所述支脚为高度可调节结构；

所述导流切割柱下方设置有一第一螺旋叶片，所述第一螺旋叶片与所述进气管可旋转连接；

所述导流切割柱与所述第一螺旋叶片之间设置有一第二螺旋叶片，所述第二螺旋叶片固定设置在所述进气管上，所述第一螺旋叶片与所述第二螺旋叶片之间设置有缓冲距离；所述第一螺旋叶片与所述第二螺旋叶片的螺旋方向一致；

所述导流切割柱上方的进气管上设置有第三螺旋叶片，所述第三螺旋叶片与所述进气管可转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述支脚的数量至少为三个，每个所述支脚包括支架和调节杆，所述支架内壁设置有螺纹，所述调节杆表面或部分表面设置有螺纹，所述调节杆上的螺纹与所述支架内壁的螺纹相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述支脚的数量至少为三个，每个所述支脚包括支架和调节杆，所述支架为空心结构，所述调节杆的一端设置在所述支架内，所述支架侧壁设置有螺纹孔，通过一与之相匹配的螺杆固定所述支架内的调节杆。

4.根据权利要求1所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述进气管的下端设置有一分流器，所述分流器呈空心的倒置圆锥结构，所述分流器的外侧设置有分流器支板，所述支板将所述分流器固定在所述底座上，所述分流器用于将空气聚拢到所述外筒与所述进气管之间的夹层中。

5.根据权利要求1所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述碰撞凸起为下窄上宽的棱柱结构，便于切割气泡，使水气充分接触。

6.根据权利要求5所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述碰撞凸起的较窄的下部向水流来的方向偏转。

7.根据权利要求1所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述碰撞凸起在竖直方向上不处在同一直线。

8.根据权利要求1所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述高效旋切混流曝气器均为非金属材质，避免被污水腐蚀。

9.根据权利要求1所述的一种高效旋切混流曝气器，其特征在于，所述外筒与所述底座通过螺纹连接。