CN108996594A - 一种流体输送系统的消能导气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流体输送系统的消能导气装置。该装置包括消能部和导气部；消能部为上敞口容器结构，包括上口、容器身、容器底，该上口位于第二流体单元内的流体之外，并与流体输送系统的输送立管的另一端无缝连接；容器身下侧均匀设有多个供流体流出的出流口；导气部包括主导气管和设于主导气管上的主排气阀，主导气管首端以与上口近距离相对的方式位于输送立管内，末端从输送立管伸出并位于第二流体单元内的流体上侧。本发明的消能导气装置设于流体输送系统处，作用于两衔接流体单元的流体介质，对其输送的流体介质进行能、气液分相疏离、气体导排等。

Description

一种流体输送系统的消能导气装置

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种流体输送系统的消能导气装置。

背景技术

在污水处理领域中经常需要输送诸如污泥、污水等单相或混相的流体介质，当流体介质中挟带着溶解氧，进入诸如厌氧池、缺氧池的后续单元，极易破坏该单元的厌氧或缺氧环境条件，影响后续反应的进行，造成污水处理不达标。

针对污水或污泥等输送系统，由于污水或污泥厌氧腐败产生H₂S(硫化氢)、CO(一氧化碳)等毒害或腐蚀性混合气体，当这些毒害或腐蚀性混合气体富集时，也很容易造成后续设备管材的腐蚀。虽然可在进入如厌氧池、缺氧池、水解池等后续单元时，通过加盖封闭、增加引风除臭系统等措施来解决，但存在投资及运行费用高、运行效果不稳定等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种流体输送系统的消能导气装置，通过该消能导气装置对所述流体输送系统输送的流体介质进行消能、气液分相疏离、气体导排等，从而，不仅可避免对后续单元厌(缺)氧环境条件的破坏，还可避免腐蚀性气体等对后续设备管材的腐蚀。

为了解决上述技术问题，本发明的流体输送系统的消能导气装置中，所述流体输送系统包括第一流体单元、第二流体单元和流体输送单元，所述流体输送单元包括输送横管和输送立管；所述输送横管与所述第一流体单元连接，所述输送立管一端与所述输送横管连接、另一端延伸至所述第二流体单元内；所述消能导气装置预先对输送中的流体进行消能并对流体携带的气体进行导排，以避免气体进入所述第二流体单元，包括消能部和导气部；所述消能部为上敞口容器结构，包括上口、容器身、容器底，所述上口位于所述第二流体单元内的流体之外，并与所述输送立管的所述另一端无缝连接；所述容器身下侧均匀设有多个供流体流出的出流口；所述导气部包括主导气管和设于所述主导气管上的主排气阀，所述主导气管首端以与所述上口近距离相对的方式位于所述输送立管内，末端从所述输送立管伸出并位于所述第二流体单元内的流体上侧。

优选地，所述导气部还包括辅助导气管和设于所述辅助导气管上的辅助排气阀，所述辅助导气管整体位于所述流体输送单元外侧，首端与所述输送立管顶端连接，末端位于所述第二流体单元内的流体上侧。

优选地，所述消能导气装置还包括尾气处理部件。所述尾气处理部件包括：装有吸收液的吸收反应罐；经由吸收液输送管路向所述吸收反应罐提供吸收液的吸收液投加机构；与所述吸收反应罐连接以接收处理后尾液的尾液接收机构。所述主导气管和所述辅助导气管各自的所述末端伸入所述吸收反应罐内。

优选地，所述消能部为上窄下宽的上敞口容器结构；所述出流口设在所述容器身下侧、距所述容器底相同距离的位置。

优选地，所述消能部为半球体或椎体结构。

优选地，所述主导气管和所述辅助导气管均包括导气立管和与所述导气立管连接的导气弯管；所述主导气管的所述导气立管与所述输送立管平行，并且，中下部位于所述输送立管内壁附近，上部从所述输送立管伸出并与所述导气弯管连接，所述主导气管的所述导气弯管的末端伸入所述吸收反应罐内；所述辅助导气管的所述导气立管开口朝下地与所述输送立管的所述顶端连接，所述辅助导气管的所述导气弯管的末端伸入所述吸收反应罐内。

优选地，所述主导气管的所述导气立管下端通过第一支架固定在所述输送立管内壁，上端通过第二支架固定在所述输送立管外壁。

优选地，所述主导气管和所述辅助导气管各自的所述导气弯管的末端开口朝下地伸入所述吸收反应罐内。

优选地，所述消能部上设有污泥排放部件，所述污泥排放部件包括污泥排放口和不排放污泥时挡住所述污泥排放口的挡板。

优选地，所述污泥排放口设在所述容器身下侧或所述容器底。

根据本发明的消能导气装置，可获得的有益效果至少包括：

本发明的消能导气装置，一方面通过消能部对污水、污泥等输送的流体介质进行了消能，将流体介质中挟带的溶解氧、小气泡或H₂S及CO等毒害或腐蚀性混合气体，与输送的流体介质进行了气液分相疏离，再通过导气部，将气泡或气体从泥相或液相中密封收集、导引排出，确保了后续反应单元的厌氧或缺氧环境条件，消除了H₂S、CO等毒害或腐蚀性混合气体或溶解氧的隐患，保证后续设备管材免受侵害。此外，本发明的消能导气装置结构简单、运行稳定，无需另设引风设施，运行成本、维修成本低。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1为概略示出本发明的消能导气装置一优选实施方式的示意图；

图2为将图1所示消能导气装置中的消能部单独示出的俯视图；

图3为将图1所示消能导气装置中的消能部单独示出的侧视图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

为消除或减少流体输送系统的流体介质的溶解氧、毒害或腐蚀性气体，利于现污水处理设施的运行，本发明提供一种流体输送系统的消能导气装置，通过对污水、污泥等输送的流体介质进行消能，将流体介质中挟带的溶解氧、小气泡或H₂S及CO等毒害或腐蚀性混合气体，与输送的流体介质进行气液分相疏离，然后，密封收集分离出的气体并导引排出，消除了H₂S、CO等毒害或腐蚀性混合气体或溶解氧的隐患。

如图1所示，本发明的消能导气装置设于流体输送系统100处，作用于两流体单元之间输送的流体介质，对输送的流体介质进行消能、气液分相疏离、气体导排等。

流体输送系统100的流体介质可以是污水、污泥或二者混合物等，流体输送系统100可包括第一流体单元110、第二流体单元120和将流体从第一流体单元110输送到第二流体单元120的流体输送单元130。通常情况下，第一流体单元110和第二流体单元120之间具有一定的高度差，流体介质可通过自身重力作用从第一流体单元110自流输送到第二流体单元120，第二流体单元120可为厌氧池、缺氧池、水解池或其他的池体单元，此类单元要求低溶解氧(DO)水平或低含量的H₂S、CO等毒害或腐蚀性气味，避免流体介质输送管路或处理设施侵蚀。

流体输送单元130包括输送横管131和输送立管132。输送横管131与第一流体单元110连接，输送立管132一端与输送横管131连接、另一端延伸至第二流体单元内120。可以理解的是，为了连接的需要，输送立管132的与输送横管131连接的一端(顶端)设置有弯管133；不言而喻，该弯管133也可设置在输送横管131的与输送立管132连接的一端(末端)。此外，如图1所示，也可在流体输送单元的前端增设输送泵组件140，该输送泵组件140包含电气设备、输送泵的附件等。通过设置输送泵组件140，能够将第一流体单元110内的流体介质更快速地输送至第二流体单元120。当然，如前所述，通常情况下，第一流体单元110和第二流体单元120之间具有一定的高度差，因此，也可不设输送泵组件140，第一流体单元110内的流体介质可在自身重力作用下自流输送到第二流体单元120内。

为了更好地理解本发明，下面继续结合图1～3对本发明的消能导气装置一优选实施方式进一步详细说明。本发明的消能导气装置预先对流体输送系统中的流体介质进行消能气液分相疏离，并对流体携带的气体进行导排，以避免气体进入所述第二流体单元，主要包括消能部200、导气部300。

其中，消能部200为内部空心的构造，具体来讲为上敞口容器结构，包括容器身210、容器底220和设置在容器身210上部中间位置的上口230，该上口230位于第二流体单元120内的流体之外，并与输送立管132的另一端无缝连接。容器身210下侧、距容器底220相同距离的位置，均匀设有多个供流体流出的出流口240。流体介质从流体输送单元130通过消能部200的上口230进入消能部200内部，经消能、气液分离后，流体介质通过容器身210下侧的出流口240进入第二流体单元120。可以理解的是，出流口240在容器身210上可以在同一高度位置均匀设置，也可在不同高度位置均匀地交错设置。此外，严格来讲，出流口240并不限于多个，也可设置1～2个。

此外，容器身210与输送立管132可密封连接，优选地，如图2所示，输送立管132的管径应等于或略小于上口230的管径，具体实施时二者可承插后密封焊接，也可借助密封部件螺纹密封连接。

消能部200作为本发明中的重要部件，其作用主要是对流体介质进行消能及气液分离。为实现更好地实现该功能，消能部200优选为上窄下宽的上敞口容器结构，具有一定重力势能的流体介质跌落至消能部200，流体介质在消能部200内部进行较好的反弹消能，流体介质中所含的小气泡或其他气体，经多次反弹碰撞，与流体介质进行了气液分相疏离。更优选的是，消能部200为半球体或椎体结构。如图1～图3所示，作为本发明的优选实施方式，消能部200为内部空心、四周封闭的类球面体结构，也可称之为消能罩。消能罩包括下端水平部、周侧部，其中下端水平部为圆形结构、周侧部为圆弧形结构。如图3所示，球面体的直径R为输送立管132管径的2～3倍，也可取0.5～1.2m；球面体的高度H为输送立管132管径的1.2～2倍，也可取0.4～0.8m。在消能罩的周侧部、距离下端水平部一定间距，沿圆周开多个圆形出流孔。

由于流体介质既可能为污水，也可能为污泥或污水污泥的混合物，因此，为避免污泥在消能部200内淤积，优选在消能部200上设有污泥排放部件(图示未给出)，污泥排放部件包括污泥排放口和不排放污泥时挡住所述污泥排放口的挡板。更优选的是，污泥排放口设在所述容器身下侧或容器底，从而便于将污泥从消能部200排出。可以理解的是，为便于加工制造实施，消能部200的容器身210和容器底220可以焊接、铸为一体等一体式连接，也可为活动插销连接，当采用活动插销连接时，将消能部200的容器身210和容器底220分离开即可进行污泥清理，从而可在消能部200省略设置污泥排放部件。

此外，消能部200的顶部优选位于第二流体单元120的液面以上，更优选是，位于第二流体单元120的液面上至少5cm，还优选的是，位于第二流体单元120的液面上5cm～20cm。由此，便于在消能部200的内部形成气水分离界面。即，消能部200不完全浸入第二流体单元120的流体介质内，而是在内部上层有一定的气体空间。流体介质在消能部200的内部进行消能和气液分相疏离后，被剥离的小气泡或气体上升，聚集在消能部200的内顶层，需要借助导气部300对气体进行导流。

此外，导气部300可包括主导气管310和设于主导气管310上的主排气阀320，主导气管310首端以与上口230近距离相对的方式位于输送立管132内，末端从输送立管132伸出并位于第二流体单元120内的流体上侧。优选地，导气部300还包括辅助导气管330和设于辅助导气管330上的辅助排气阀340，辅助导气管340整体位于流体输送单元130的外侧，首端与输送立管132顶端连接，即图2中的输送弯管133的位置处，末端位于第二流体单元120内的流体上侧。

当上述主排气阀320、辅助排气阀340打开后，聚集在消能部200的内顶层的气体即可排出。此外，为了防止流体介质中所含的毒害性或腐蚀性气体直接排放至大气环境中，可通过在导气部300末端增设尾气处理部件400对排出前的气体进行处理。

具体而言，如图1所示，当过流介质由于污泥厌氧腐败产生H₂S、CO等毒害或腐蚀性混合气体时，优选在导气部300的末端增设尾气处理部件400。尾气处理部件400可包括：装有吸收液的吸收反应罐410；经由吸收液输送管路向吸收反应罐410提供吸收液的吸收液投加机构420；与吸收反应罐410连接以接收处理后尾液的尾液接收机构430。主导气管310和辅助导气管330各自的末端伸入吸收反应罐410内。

优选的是，主导气管310和辅助导气管330均包括导气立管和与导气立管连接的导气弯管。如图1所示，主导气管310的导气立管(主导气立管311)与输送立管132平行。并且，主导气立管311的中下部位于输送立管132内壁附近，上部从输送立管132伸出并与导气弯管(主导气弯管312)连接，主导气管310的主导气弯管312的末端(第一末端313)伸入吸收反应罐410内。相应的，辅助导气管330的导气立管(辅导气立管331)开口朝下地与输送立管132的顶端连接，辅助导气管330的导气弯管(辅导气弯管332)的末端(第二末端333)伸入吸收反应罐410内。

应当理解的是，主导气管310和辅助导气管330均应处于第二流体单元内120的液面以上。优选的是，各自的导气弯管的末端(第一末端313和第二末端333)均开口朝下地伸入吸收反应罐410内。当然，本发明并不限于此，主导气管310的第一末端313和辅助导气管330的第二末端333伸入吸收反应罐410内即可，具体实施时，可竖直朝下伸入吸收反应罐410内，也可水平伸入吸收反应罐410内，即，可开口朝下伸入或开口朝左右方向伸入吸收反应罐410。

通过设置上述结构，主导气管310的第一末端313和辅助导气管330的第二末端333均导流进入吸收反应罐410内，并位于吸收液水位以下水封处理，便于吸收分解导气部300排出的尾气。当吸收液不足时，通过吸收液投加机构420进行补充，处理后的尾液通过尾液接收机构430进行收集处置。

此外，作为本发明的一优选实施方式，主导气管310的导气立管(主导气立管311)下端可通过第一支架350固定在输送立管132的内壁，上端可通过第二支架360固定在输送立管132外壁。可以理解的是，主导气立管311与输送立管132通过支架加强上下支撑紧固，为固定更加可靠，主导气管310的导气立管一般为两点以上的固定，上端通过第二支架360固定可以设于输送立管132内，也可设于输送立管132外，还需注意的是，主导气立管311与输送立管132的交接部位应密封处理。相应的，辅助导气管330的辅导气立管331也和输送立管132的顶端或输送横管131的末端密封连接，比如密封焊接。具体实施时，主导气管310和辅助导气管330一般可采用DN10～DN25mm规格。

以上，对本发明的消能导气装置的具体结构进行了详细说明。当然，本发明并不限于此，也可采用其他结构，例如，主导气管310可不设置主排气阀320，辅助导气管330也可不设置辅助排气阀340，分离出的气体及时通过主导气管310、辅助导气管330排出。此外，主导气管310和辅助导气管330的数量并没有绝对限制，可以各设一个，也可分别设置2个以上。

下面，主要结合图1对本发明的消能导气装置一优选实施方式的工作原理进行简要说明。

首先，当流体输送系统100工作时，通过输送泵组件140运行或依靠流体本身重力作用，所输送的污水或污泥等流体介质通过流体输送单元130导入消能部200；由于消能部200为上窄下宽的上敞口容器构造，更具体而言为上敞口的半球体结构，所以，当流体介质遇到消能部(消能罩)200的容器身210、容器底220的内壁后，会对流体介质进行较好的反弹消能，使得流体介质中所含的小气泡或其他气体与流体介质进行气液分相疏离；气液分相疏离后，一方面，脱掉气泡或气体后的流体介质通过出流口240流出并进入第二流体单元120内；另一方面，被剥离出的小气泡或气体上升，聚集在消能部200的上口230(内顶层)及上口230上方。此时，可打开导气部300的主排气阀320，通过主导气管310将上口230处的气体导出，并进一步导流进入尾气处理部件400内进行处置，与此同时，还可打开导气部300的辅助排气阀340，通过辅助导气管330将上口230上方的气体导出，并进一步导流进入尾气处理部件400内进行处置。

根据本发明的消能导气装置，一方面通过消能部对污水、污泥等输送的流体介质进行了消能，将流体介质中挟带的溶解氧、小气泡或H₂S及CO等毒害或腐蚀性混合气体，与输送的流体介质进行了气液分相疏离，再通过导气部，将气泡或气体从泥相或液相中密封收集、导引排出，确保了后续反应单元的厌氧或缺氧环境条件，消除了H₂S、CO等毒害或腐蚀性混合气体或溶解氧的隐患，保证后续设备管材免受侵害。此外，本发明的消能导气装置结构简单、运行稳定，无需另设引风设施，运行成本、维修成本低。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，当然本发明并不限于此，也可采用其他设置来实现。此外，本发明的消能导气装置主要用于污水处理领域，但是对本领域技术人员来说，不难想到本发明也可以用于其他相关领域。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种流体输送系统的消能导气装置，其特征在于，

所述流体输送系统包括第一流体单元、第二流体单元和流体输送单元，所述流体输送单元包括输送横管和输送立管；所述输送横管与所述第一流体单元连接，所述输送立管一端与所述输送横管连接、另一端延伸至所述第二流体单元内；

所述消能导气装置预先对输送中的流体进行消能并对流体携带的气体进行导排，以避免气体进入所述第二流体单元，包括消能部和导气部；

所述消能部为上敞口容器结构，包括上口、容器身、容器底，所述上口位于所述第二流体单元内的流体之外，并与所述输送立管的所述另一端无缝连接；所述容器身下侧均匀设有多个供流体流出的出流口；

所述导气部包括主导气管和设于所述主导气管上的主排气阀，所述主导气管首端以与所述上口近距离相对的方式位于所述输送立管内，末端从所述输送立管伸出并位于所述第二流体单元内的流体上侧。

2.根据权利要求1所述的消能导气装置，其特征在于，

所述导气部还包括辅助导气管和设于所述辅助导气管上的辅助排气阀，所述辅助导气管整体位于所述流体输送单元外侧，首端与所述输送立管顶端连接，末端位于所述第二流体单元内的流体上侧。

3.根据权利要求2所述的消能导气装置，其特征在于，

所述消能导气装置还包括尾气处理部件；

所述尾气处理部件包括：装有吸收液的吸收反应罐；经由吸收液输送管路向所述吸收反应罐提供吸收液的吸收液投加机构；与所述吸收反应罐连接以接收处理后尾液的尾液接收机构；

所述主导气管和所述辅助导气管各自的所述末端伸入所述吸收反应罐内。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的消能导气装置，其特征在于，

所述消能部为上窄下宽的上敞口容器结构；

所述出流口设在所述容器身下侧、距所述容器底相同距离的位置。

5.根据权利要求4所述的消能导气装置，其特征在于，

所述消能部为半球体或椎体结构。

6.根据权利要求3所述的消能导气装置，其特征在于，

所述主导气管和所述辅助导气管均包括导气立管和与所述导气立管连接的导气弯管；

所述主导气管的所述导气立管与所述输送立管平行，并且，中下部位于所述输送立管内壁附近，上部从所述输送立管伸出并与所述导气弯管连接，所述主导气管的所述导气弯管的末端伸入所述吸收反应罐内；

所述辅助导气管的所述导气立管开口朝下地与所述输送立管的所述顶端连接，所述辅助导气管的所述导气弯管的末端伸入所述吸收反应罐内。

7.根据权利要求6所述的消能导气装置，其特征在于，

所述主导气管的所述导气立管下端通过第一支架固定在所述输送立管内壁，上端通过第二支架固定在所述输送立管外壁。

8.根据权利要求6或7所述的消能导气装置，其特征在于，

所述主导气管和所述辅助导气管各自的所述导气弯管的末端开口朝下地伸入所述吸收反应罐内。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的消能导气装置，其特征在于，

所述消能部上设有污泥排放部件，所述污泥排放部件包括污泥排放口和不排放污泥时挡住所述污泥排放口的挡板。

10.根据权利要求9所述的消能导气装置，其特征在于，

所述污泥排放口设在所述容器身下侧或所述容器底。