CN113173637A - 一种多级溶氧悬混曝气器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及曝气器装置领域，具体提供一种多级溶氧悬混曝气器。所述多级溶氧悬混曝气器包括呈上下分布的多级反应气罩，每级反应气罩向上凸起，上方封闭下方开口，所述反应气罩表面有布水孔，相邻两反应气罩之间有一定空间，形成溶气反应区；位于溶气反应区下方的反应气罩凸起处为缩颈结构，形成空气释放器；进气口，位于最下方反应气罩之下。解决现有技术中动力曝气器所需能耗高，氧利用率低，无动力曝气器曝气效率低，处理时间长的问题。

Description

一种多级溶氧悬混曝气器
技术领域
本公开涉及曝气器装置领域，具体提供一种多级溶氧悬混曝气器。
背景技术
这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
随着工业化的发展，废水处理成为了难题，现有技术中处理废水的方式主要有化学法，离子膜交换法和生物法，其中，生物法由于污染较小，无需后续处理而广泛应用，生物法根据协同处理菌种的不同通常分为厌氧工艺与好氧工艺。
其中，曝气器是水处理过程中好氧工艺必不可少的设备，用以给好氧单元供氧的风机通过曝气器使空气形成颗粒不同的气泡在水中释放，气泡在水中上升的过程中与水及水中的微生物接触得以实现给水或微生物供氧，但发明人发现，现有曝气器不管是膜片曝气器、旋流曝气器还是射流曝气器均为将空气经压缩后直接投加水中，空气中氧的利用率低，导致曝气量大，曝气所需的能耗高，现有技术中还有无动力曝气器，但发明人发现，现有技术中的无动力曝气器曝气效率低，处理时间长，难以实现工业应用。
发明内容
针对现有技术中动力曝气器所需能耗高，氧利用率低，无动力曝气器曝气效率低，处理时间长的问题。
本公开一个或一些实施方式中，提供一种多级溶氧悬混曝气器，包括呈上下分布的多级反应气罩，每级反应气罩向上凸起，上方封闭下方开口，所述反应气罩表面有布水孔，相邻两反应气罩之间有一定空间，形成溶气反应区；
位于溶气反应区下方的反应气罩凸起处为缩颈结构，形成空气释放器；
进气口，位于最下方反应气罩之下。
本公开一个或一些实施方式中，提供一种好氧工艺废水处理装置，包括好氧生物填充层，上述多级溶氧悬混曝气器。
本公开一个或一些实施方式中，提供一种好氧工艺废水处理方法，在上述好氧工艺废水处理装置中进行，包括如下步骤，将空气源源不断通入进气口，检测废水表面的污染物浓度，将处理合格的废水排放。
上述技术方案中的一个或一些技术方案具有如下优点或有益效果：
1)本公开根据密度小的流体自然上升的原理，设计了多级溶氧悬混曝气器，该曝气器中，包括多级反应气罩，每级反应气罩有多个布水孔，反复切割气泡，由于溶气水密度小于废水，显然溶气水无动力上升，在上升过程中气泡被反复切割，始终保持溶气水中氧气溶解度，避免由于氧气溶解度下降，使反应速率减慢。
2)本公开在溶气反应区设计缩颈结构，溶气水经过缩颈结构处速率增大，大大提高溶气速率，提高反应效率，经测算，在达到同样的溶解氧的条件下，本公开所述的多级溶氧悬混曝气器与传统曝气器相比，可节省30％以上的动力。
3)本公开缩颈结构与溶气反应区相互配合，溶气水在缩颈结构处速率增大，提高溶气效率，在溶气反应区速率减慢，与废水充分接触，为好氧生物处理提供稳定的溶解氧。
附图说明
构成本公开一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1所述多级溶氧悬混曝气器示意图。
其中：1.空气接入管；2.气包；3.一级空气释放器；4.一级反应气罩；5.二级空气释放器；6.二级反应气罩。
具体实施方式
下面将对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
针对现有技术中动力曝气器所需能耗高，氧利用率低，无动力曝气器曝气效率低，处理时间长的问题。
本公开一个或一些实施方式中，提供一种多级溶氧悬混曝气器，包括呈上下分布的多级反应气罩，每级反应气罩向上凸起，上方封闭下方开口，所述反应气罩表面有布水孔，相邻两反应气罩之间有一定空间，形成溶气反应区；
位于溶气反应区下方的反应气罩凸起处为缩颈结构，形成空气释放器；
进气口，位于最下方反应气罩之下。
所述反应气罩可以由支架进行支撑，反应气罩在支架间分布，形成溶气反应区。具体的，支架可以制成反应气罩边缘，也可以贯通缩颈结构形成支架支撑。
本公开所述所述多级溶氧悬混曝气器原理如下：反应气罩下方有进气口，空气从进气口向上，溶于水后形成溶气水，溶气水的气水密度相对于纯水密度变小，溶气水无动力上升，经过反应气罩，反应气罩表面有布水孔，溶气水中的气泡被布水孔切割，实现再次溶氧，且溶气水在上升过程中，与废水再度混合，使整个反应装置中的废水参与反应。
溶气水经过多级反应气罩，由于溶气水中气泡在上升过程中逐渐融合，但气泡被布水孔反复切割，气泡重新溶于水，溶气水始终呈无动力上升状态，直至上升至最高处的反应气罩，彻底释放。
缩颈结构处形成空气释放器，即溶气水在缩颈结构处，上升速率提高，有利于实现溶气水中气泡快速切割，快速释放空气进入溶气反应区，且由于反应气罩表面有多个布水孔，经过缩颈结构提速切割后，溶气水迅速充斥整个溶气反应区，大大提高溶气效率。
溶气水经缩颈结构释放后，上升速率相对变慢，在溶气反应区与废水进行反应，氧化废水，实现废水处理。
应当理解的是，废水溶气过程中，废水浓度越大，则溶气后溶气水密度与废水密度差异越大，则溶气水上升速率越快，反应效率越高，经测算，在达到同样的溶解氧的条件下，本公开所述的多级溶氧悬混曝气器与传统曝气器相比，可节省30％以上的动力。
由于位于溶气反应区下方的反应气罩凸起处为缩颈结构，显然最上方的反应气罩没有缩颈结构，事实上，最上方反应气罩的作用为使溶气向四周弥漫，尽可能充斥整个反应容器，因此无需缩颈提速。
由于溶气水自下而上穿过各级反应气罩，因此，进气口位于整个多级溶氧悬混曝气器最下方。进气口处可以有引风机或鼓风机，提高进气效率，所供气体可以为氧气或空气，优选为空气，空气中具有一定的含氧量，能够大大降低成本。
优选的，所述进气口处有气包2，所述气包2上方有带有布水孔的缩颈结构，形成空气释放器；
优选的，所述气包2连接空气接入管1；
进一步优选的，空气接入管1连接鼓风机。
优选的，所述缩颈结构位于溶气反应区几何中心处。缩颈结构位于溶气反应区的中心，向溶气反应区各个方向喷射溶气水，实现溶气反应区的均衡反应，避免溶气反应区中废水处理不均。
优选的，所述反应气罩下边缘部分呈圆形，所述缩颈结构几何中心与其上方反应气罩边缘圆形的圆心位于同一垂线上。
优选的，所述反应气罩结构呈旋转体；
优选的，溶气反应区下方的反应气罩为漏斗结构。
优选的，还包括引导片，所述引导片位于溶气反应区，与缩颈结构固定连接，向上方反应气罩方向延伸。
由于溶气水密度小于水，因此会向上升起，为了避免溶气水仅分布于缩颈结构附近，不能很好的充斥溶气反应区，本公开在缩颈结构处固定引导片，所述引导片对溶气水具有引导作用，所述引导片可以沿着缩颈结构呈圆周状分布，向斜上方延伸，促进溶气水向四周弥漫。
优选的，所述引导片固定于缩颈结构边缘处。
优选的，所述布气孔直径为2-7mm，优选为3mm。该布气孔大小可以很好的满足切割功能，实现多次溶气。
优选的，所述多级溶氧悬混曝气器共两级，包括两个反应气罩，位于下方的反应气罩呈漏斗结构，上方的反应气罩呈圆台结构；
所述进气口处有气包2，所述气包2上方有带有布水孔的缩颈结构，形成空气释放器。
本公开根据密度小的流体自然上升的原理，设计了多级溶氧悬混曝气器，该曝气器中，包括多级反应气罩，每级反应气罩有多个布水孔，反复切割气泡，由于溶气水密度小于废水，显然溶气水无动力上升，在上升过程中气泡被反复切割，始终保持溶气水中氧气溶解度，避免由于氧气溶解度下降，使反应速率减慢。
本公开一个或一些实施方式中，提供一种好氧工艺废水处理装置，包括好氧生物填充层，上述多级溶氧悬混曝气器。
好氧生物处理法是在有游离氧的条件下，利用好氧微生物来降解有机物，从而达到处理废水的效果。本公开所述的多级溶氧悬混曝气器中实现多级氧气溶解。所述好氧生物填充层可以为活性污泥层或生物膜层。所述好氧菌可以为反硝化细菌。
优选的，所述好氧生物填充层分布于各溶气反应区中。
本公开缩颈结构与溶气反应区相互配合，溶气水在缩颈结构处速率增大，提高溶气效率，在溶气反应区速率减慢，与废水充分接触，为好氧生物处理提供稳定的溶解氧。
本公开一个或一些实施方式中，提供一种好氧工艺废水处理方法，在上述好氧工艺废水处理装置中进行，包括如下步骤，将空气源源不断通入进气口，检测废水表面的污染物浓度，将处理合格的废水排放。
由于溶气水从下向上提升过程中，气泡反复融合，再次切割，因此，在整个反应容器中，溶气水浓度较为均衡，只需检测表面废水污染物浓度即可完成检测。
优选的，检测废水15-30cm处的污染物浓度。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种多级溶氧悬混曝气器，所述多级溶氧悬混曝气器共两级，包括两个反应气罩，位于下方的反应气罩为一级反应气罩4，呈漏斗结构，一级反应气罩4下方为第一反应区。
上方的反应气罩为二级反应气罩6，呈圆台结构，一级反应气罩4与二级反应气罩6之间形成第二反应区；
一级反应气罩下方有进气口，所述进气口处有气包2，所述气包2上方有带有布水孔的缩颈结构，形成空气释放器。
实施例2
本实施例提供一种好氧工艺废水处理方法，在实施例1所述多级溶氧悬混曝气器中进行，所述第一反应区和第二反应区中均分布有好氧生物填充层，包括如下步骤：
空气通过空气接入管1接入多级溶氧选混曝气器，首先空气经曝气器底部气包2，输送至一级空气释放器3并从一级空气释放器3释放到池中，与池体内的废水进行混合，在第一反应区实现气水的第一次接触混合实现第一步溶氧，由于一级反应气罩4的收集气水混合液所形成的溶气水上升至第二反应区，溶气水通过二级释放器5将溶气水释放到池中，与池体内的废水进行混合，在第二反应区实现气水的第二次接触混合实现第二步溶氧，经第二溶氧后的溶气水被二级反应气罩6收集，在二级反应气罩6表面均匀的开有3mm的布气孔，溶气水在上升过程中被气孔进行二次切开后释放到池体中，实现气水的第三次接触混合实现第三步溶氧。至此空气中的氧气通过多级溶氧悬混曝气器被有效的溶解到废水中，为好氧生物处理提供稳定的溶解氧。
以上所揭露的仅为本公开的优选实施例而已，当然不能以此来限定本公开之权利范围，因此依本公开申请专利范围所作的等同变化，仍属本公开所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多级溶氧悬混曝气器，其特征在于，包括呈上下分布的多级反应气罩，每级反应气罩向上凸起，上方封闭下方开口，所述反应气罩表面有布水孔，相邻两反应气罩之间有一定空间，形成溶气反应区；
位于溶气反应区下方的反应气罩凸起处为缩颈结构，形成空气释放器；
进气口，位于最下方反应气罩之下。
2.如权利要求1所述的多级溶氧悬混曝气器，其特征在于，所述进气口处有气包(2)，所述气包(2)上方有带有布水孔的缩颈结构，形成空气释放器；
优选的，所述气包(2)连接空气接入管(1)；
进一步优选的，空气接入管(1)连接鼓风机。
3.如权利要求1所述的多级溶氧悬混曝气器，其特征在于，所述缩颈结构位于溶气反应区几何中心处；
优选的，所述反应气罩下边缘部分呈圆形，所述缩颈结构几何中心与其上方反应气罩边缘圆形的圆心位于同一垂线上。
4.如权利要求1所述的多级溶氧悬混曝气器，其特征在于，所述反应气罩结构呈旋转体；
优选的，溶气反应区下方的反应气罩为漏斗结构。
5.如权利要求1所述的多级溶氧悬混曝气器，其特征在于，还包括引导片，所述引导片位于溶气反应区，与缩颈结构固定连接，向上方反应气罩方向延伸；
优选的，所述引导片固定于缩颈结构边缘处。
6.如权利要求1所述的多级溶氧悬混曝气器，其特征在于，所述布气孔直径为2-7mm，优选为3mm。
7.如权利要求1所述的多级溶氧悬混曝气器，其特征在于，所述多级溶氧悬混曝气器共两级，包括两个反应气罩，位于下方的反应气罩呈漏斗结构，上方的反应气罩呈圆台结构；
所述进气口处有气包(2)，所述气包(2)上方有带有布水孔的缩颈结构，形成空气释放器。
8.一种好氧工艺废水处理装置，其特征在于，包括好氧生物填充层，权利要求1-7任一项所述的多级溶氧悬混曝气器。
9.如权利要求8所述的好氧工艺废水处理装置，其特征在于，所述好氧生物填充层分布于各溶气反应区中。
10.一种好氧工艺废水处理方法，其特征在于，在权利要求8或9所述的好氧工艺废水处理装置中进行，包括如下步骤，将空气源源不断通入进气口，检测废水表面的污染物浓度，将处理合格的废水排放；
优选的，检测废水15-30cm处的污染物浓度。
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