CN114538631A - 一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，包括：导流装置挡板(1)、导流装置支架(2)，本发明能够显著提高倒伞型曝气机的充氧性能及氧传递效率。通过在曝气池底部加装导流装置，倒伞曝气机在运行过程中，曝气池内水体受到导流装置影响，内部流体流动特征发生改变，深层污水更容易、更快提升至浅层，使环流加快，加快气液接触面更新，加强了氧传质速率；叶轮旋转裹起更多污水与氧气的接触，增大气液接触面积，增强了充氧性能。与传统装置相比，本发明显著增强了倒伞型曝气机的充氧性能，且本发明设计合理，优化效果显著。
Description
技术领域
本发明属于环保设备以及流体机械研究领域，具体涉及一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置。
背景技术
我国一个水资源严重缺乏的国家，淡水资源总量居世界第四位，但人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。随着工业和社会经济的迅速发展，水污染问题日益突出，生活污水和工业污水的处理对自然环境的保护以及城市的发展起着十分重要的作用，故污水治理是生态文明建设的重要环节。
倒伞型曝气机作为一种传统机械，集搅拌、混合、充氧为一体，在污水处理领域发挥着至关重要的作用，随着科技的不断进步发展，以及保护环境的迫切需求，如今对倒伞型曝气机的充氧性能提出了更高的要求。倒伞型曝气机的原理是叶轮旋转卷起的污水与大量裹入的空气接触，进行充氧，同时不断将深层污水提升至浅层，形成环流，最终达到净水目的。现实中由于受多种条件限制，如氧化沟不断向深度化发展，倒伞型曝气机运行时叶轮抛出的流体未与空气充分接触，导致充氧能力一般，且深层污物沉积，影响流体环流及深层污水提升，导致无法对氧化沟中下部分提供充足的氧气，不能达到较好的充氧效果，直接导致曝气充氧性能差。
为加强氧传递效率，使空气与污水接触更加充分，深层污水更快提升至浅层，本发明提供一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置。
发明内容
针对现有曝气装置的不足，本发明提供了一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，能够显著提高倒伞型曝气机的充氧性能。本发明在曝气池底部安装导流优化装置，倒伞曝气机在运行过程中，曝气池内流体受到导流优化装置影响，曝气池内部流体流动特征发生改变，深层液体加速上升，浅层液体下沉加快，环流加快，液面更新加快，加强了氧传质速率；同时叶轮裹起更多水体飞跃，增大了与氧气的接触面积，增强了充氧能力。与传统装置相比，本发明显著增强了倒伞型曝气机的充氧性能，且本发明设计合理，制作简单，成本较低。
本发明的技术方案是：一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，所述导流装置由挡板和支架焊接而成，支架固定在曝气池底部，采用螺钉与曝气池底部螺纹连接。
上述方案中，所述导流优化装置支架提供支撑、固定作用，对充氧能力影响不大。本发明支架处遍布孔洞，使较大的氧气气泡经过支架时破裂成多个小氧气气泡，利于氧气溶解。
上述方案中，所述导流优化装置挡板为贴合氧化沟内流体的流动趋势呈螺线形，其上下面直径相等，中心截面处直径最小。倒伞曝气机在运行过程中，曝气池内流体受到导流优化装置影响，曝气池内部流体流动特征发生改变，深层液体加速上升，浅层液体下沉加快，环流加快，液面更新加快，加强了氧传质速率；同时叶轮裹起更多水体飞跃，增大了与氧气的接触面积，增强了充氧能力。
上述方案中，所述导流优化装置挡板的上下面直径D1、中心横截面直径面直径D2、挡板高度H2这三个参数为优化装置主要参数且与叶轮外径D相关，对倒伞型曝气机的曝气性能产生较大影响。选取这三个参数作为试验设计变量，比较不同水平下标准充氧能力STOR。设计不同的三个参数如表1所示。
线性组合相关参数，并设计多组试验并测量STOR水平，研究所述倒流优化装置最佳参数。
表1 试验因素及水平
表2 试验设计方案及结果
拟合得到标准充氧能力的回归方程如下：
式中：STOR——标准充氧能力
x1.x2——优化装置上下面直径与中心截面直径的交互项
x1.x3——优化装置上下面直径与挡板高度的交互项
x2.x3——优化装置挡板高度与中心截面直径的交互项
综上，倒伞型曝气机充氧能力达到最佳时，所述导流优化装置的上下面直径D1＝1.2D，导流优化装置的中心横截面直径面直径D2＝0.5D，所述导流优化装置挡板高度H2＝1.5D。
上述方案中，所述导流优化装置距离叶轮底部高度H1越近，曝气池内氧含量增加越快，但考虑到距离过近，由于温度变化或者装置长期使用，导致装置可能发生形变，使得在倒伞曝气机运动时，叶轮外缘与优化装置发生碰撞，影响曝气机的正常运行，故规定优化装置距离叶轮底部高度H1＝10mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明所述导流优化装置壁面经过设计，呈贴合流场的螺线形，能够有效地优化氧化沟内流体流动特征，加强内部环流。
2.本发明所述导流优化装置使深层污水更容易提升至浅层，同时充足氧气的浅层水体下沉至深层，液面更新加快，加强对氧化沟内部深层污水的充氧作用。
3.本发明所述导流优化装置对于污水水体的提升作用显著，加强了污水向上水跃的能力，倒伞型曝气机叶轮推动水体，裹入更多空气，大量氧分子迅速溶于污水中实现强化充氧性能的目的。
4.本发明支架遍布空隙，使水中较大的气泡破裂成较小的气泡，加速氧气溶解。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置的安装结构示意图：1-挡板、2-支架；
图2为本发明提出的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置三维示意图；
图3为本发明提出的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置安装前后，曝气机曝气性能的对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1为本发明提出的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置的一种实施方式，具体包括：导流优化装置挡板(1)、支架(2)。
如图1所示，电机通过联轴器与减速箱、倒伞座相连，并通过支撑部件固定在地基平面上，倒伞型曝气机安装在倒伞座下，所述倒伞型曝气机叶轮外径D＝150mm。
所述导流优化装置挡板(1)安装在倒伞曝气机正下方，其支架(2)通过螺栓安装固定在氧化沟底部，挡板(1)与支架(2)间通过焊接连接。
所述倒流优化装置支架(2)遍布小孔，使较大的气泡通过支架时破裂成多个小气泡，便于氧气的快速溶解。
所述导流优化装置挡板(1)为贴合氧化沟内流体的流动趋势呈螺线状，其上下面直径相等，中心截面处直径最小。
所述导流优化装置挡板(1)的上下面直径D1，中心横截面直径面直径D2，挡板高度H2对充气性能影响显著，且与叶轮外径D相关，因此采用实验法，比较不同水平下标准充氧能力STOR。设计不同的三个参数如表3所示。
线性组合相关参数，并设计多组试验并测量STOR水平，研究所述倒流优化装置最佳参数。
表3 试验因素及水平
表4 试验设计方案及结果
拟合得到标准充氧能力的回归方程如下：
式中：STOR——标准充氧能力
x1.x2——优化装置上下面直径与中心截面直径的交互项
x1.x3——优化装置上下面直径与挡板高度的交互项
x2.x3——优化装置挡板高度与中心截面直径的交互项
综上所述，为使标准充氧能力达到最大，所述导流优化装置挡板(1)的上下面直径D1＝1.2D＝180mm，导流优化装置挡板(1)的中心横截面直径面直径D2＝0.5D＝75mm，所述导流优化装置挡板(1)高度H2＝1.5D＝225mm。
所述导流优化装置挡板(1)为避免与叶轮底部碰撞，应距离叶轮底部H1＝10mm。
如图3所示为导流优化装置安装前后，倒伞曝气机的充氧性能对比。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，其特征在于，包括：挡板(1)、支架(2)。
2.根据权利要求1所述的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，其特征在于：所述的导流优化装置整体挡板(1)安装在倒伞曝气机正下方，为防止叶轮旋转与装置发生碰撞，造成设备损坏，安装所述导流优化装置应距离倒伞型曝气机叶轮H1＝10mm；通过导流优化装置支架(2)使用螺栓安装在氧化沟底部，挡板(1)与支架(2)通过焊接固定在一起。
3.根据权利要求1所述的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，其特征在于：导流优化装置挡板(1)其上下截面直径相等，挡板中心截面处直径最小，挡板壁面为贴合流体流动特征呈螺线状；这种结构使伞型曝气机在运行过程中，曝气池内流体受到导流优化装置影响，改变了曝气池内部流体的流动特征，使深层液体加速上升，浅层液体下沉加快，环流加快，液面更新加快，加强了氧传质速率；同时叶轮裹起更多水体飞跃，增大了与氧气的接触面积，增强了充氧能力。
4.根据权利要求1所述的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，其特征在于：所述导流优化装置支架(2)主要起支撑、固定作用，通过螺栓固定在氧化沟底部，结构形式为上窄下宽。
5.根据权利要求1所述的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，其特征在于：为使较大的氧气气泡经过支架时破裂成多个小氧气气泡，利于氧气溶解，所述的导流优化装置支架(2)上遍布孔洞，且孔洞直径从上至下依次减小，因为大气泡随着深度加深压力增大会逐渐缩小，因此越靠近底部孔洞越小，才能进一步起到加速氧气溶解的作用。
6.根据权利要求1所述的一种用于倒伞型曝气机的导流优化装置，其特征在于：所述导流优化装置挡板(1)上下面直径D1、中心横截面直径面直径D2、挡板高度H2对充气性能影响显著且与倒伞型曝气机叶轮外径D相关；通过设计试验，比较不同参数下的标准充氧能力STOR水平，确定最佳参数；通过试验最终确定所述导流优化装置的最佳参数为：挡板(1)上下面直径D1＝1.2D，挡板(1)的中心横截面直径面直径D2＝0.5D，挡板(1)高度H2＝1.5D。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0027911A1 (en) * | 1979-10-02 | 1981-05-06 | Union Carbide Corporation | Apparatus for contacting liquid with a gas |
| CN2156184Y (zh) * | 1993-05-20 | 1994-02-16 | 赵秉森 | 深层曝气机 |
| CN2853784Y (zh) * | 2005-11-16 | 2007-01-03 | 安徽国祯环保节能科技股份有限公司 | 翼盘式深水型叶轮 |
| CN201942561U (zh) * | 2010-12-08 | 2011-08-24 | 安徽国祯环保节能科技股份有限公司 | 一种氧化沟立式表面曝气机导流器 |
| CN202063763U (zh) * | 2011-06-09 | 2011-12-07 | 四川四通欧美环境工程有限公司 | 一种倒伞型叶轮曝气机 |
| CN202953880U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-05-29 | 昆山明宽环保节能科技有限公司 | 一种曝气机的导流系统 |
| CN106542660A (zh) * | 2015-09-21 | 2017-03-29 | 扬州绿都环境工程设备有限公司 | 一种双叶轮液下曝气机充氧控制装置 |
| CN106904735A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-30 | 江苏大学 | 一种提升式倒伞型表面曝气机 |
| CN107055768A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-08-18 | 江苏大学 | 一种搅拌式倒伞型表面曝气机 |
| CN112960767A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-15 | 华东理工大学 | 一种利用气体浮力强化曝气的装置和方法 |
-
2021
- 2021-12-28 CN CN202111621654.2A patent/CN114538631A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0027911A1 (en) * | 1979-10-02 | 1981-05-06 | Union Carbide Corporation | Apparatus for contacting liquid with a gas |
| CN2156184Y (zh) * | 1993-05-20 | 1994-02-16 | 赵秉森 | 深层曝气机 |
| CN2853784Y (zh) * | 2005-11-16 | 2007-01-03 | 安徽国祯环保节能科技股份有限公司 | 翼盘式深水型叶轮 |
| CN201942561U (zh) * | 2010-12-08 | 2011-08-24 | 安徽国祯环保节能科技股份有限公司 | 一种氧化沟立式表面曝气机导流器 |
| CN202063763U (zh) * | 2011-06-09 | 2011-12-07 | 四川四通欧美环境工程有限公司 | 一种倒伞型叶轮曝气机 |
| CN202953880U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-05-29 | 昆山明宽环保节能科技有限公司 | 一种曝气机的导流系统 |
| CN106542660A (zh) * | 2015-09-21 | 2017-03-29 | 扬州绿都环境工程设备有限公司 | 一种双叶轮液下曝气机充氧控制装置 |
| CN106904735A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-30 | 江苏大学 | 一种提升式倒伞型表面曝气机 |
| CN107055768A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-08-18 | 江苏大学 | 一种搅拌式倒伞型表面曝气机 |
| CN112960767A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-15 | 华东理工大学 | 一种利用气体浮力强化曝气的装置和方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 戴友芝 等: "《环境工程学》", 中国环境出版集团•北京, pages: 176 - 178 * |
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