CN1163423C - 污水治理混流增氧的装置 - Google Patents

Abstract

污水治理的混流增氧的装置主要包括：进水管、进气管、穿孔进气盘管、混流搅拌筒、出水管、曝气器，穿孔进气盘管位于混流搅拌筒的下方，进水管与混流搅拌筒侧面下部的进水口连接，进气管分成两支分别与混流搅拌筒上进气口和下进气口连接，又进一步与穿孔进气盘管连接，外接空压机或储气罐，混流搅拌筒内层与出水管连接，出水管又进一步与曝气器连接。

Description

污水治理混流增氧的装置

本发明涉及的是一种污水治理增氧的装置，特别是一种污水治理的混流增氧的装置，属于环保污水处理领域。

在我国靠近城市的较大湖泊，如昆明滇池、合肥巢湖等，输入湖泊的氮、磷总负荷中，约有50％来自城市污水，50％来自流域非点源地表径流和湖区降水，在离城市较远或者受城市工业废水、生活污水排放影响较小的湖泊、水库，如高州水库、淀山湖、南四湖等，营养负荷主要来自湖泊流域的面源污染，其氮、磷负荷约占入湖总负荷的60-70％。因此污水治理中控制污染源和水域抑藻是当前防治我国湖泊富营养化的重要环节，利用物理法进行除藻、抑藻是最安全可靠的方法之一，从现有技术的检索资料进行分析，大多充氧或充气装置均存在充氧利用率低的情况，常在25～30％，美国专利号4774031，Aire-O₂aspirator aerator(含氧抽吸充气机)，此装置用于工业与城市污水处理，充气机安装在浮艇或PVC的漂流装置上，马达露出水面，运转时，螺旋桨带动水高速运动，在传动轴的空气室内形成内向的压力，使空气在大气压力的推动下被吸入空气室，并使细小气泡进入螺旋桨周围的水域，该充气机的主要部件由马达、空心传动轴、在传动轴位置有空气室、以及安装在传动轴顶端的螺旋桨、扩散器等。由于该充氧机为固定式充氧机，通过组合的方式扩大充氧范围，对于流动的水体效果较好，但在不流动的水体中由于其每一台充氧机的充氧范围是一定的，且在一定时间后会与充氧区域以外的水域间形成隔离带，使得充氧效率大大降低(形成隔离带后氧的利用率低于10％)，使用范围局限性大。当此装置固定安装时，只能服务部分区域，曝气不均匀，易产生死角；装置在浮艇或PVC装置上时，由于使用岸电作动力，操作不方便，而且在恶劣天气情况下，不够稳定。在实际深水及浅水中，受机械因素的影响，螺旋桨不可能做的很长或很短；在水位较低时，空气与水的接触时间较短，会降低氧传递速率；而且价格较高，能耗也较高，不适合我国现阶段污水处理厂、中小型河道和湖泊污水处理的应用。

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种污水治理混流增氧的装置。

本发明的技术方案如下：主要包括：进水管、进气管、穿孔进气盘管、混流搅拌筒、出水管、曝气器，进水管与混流搅拌筒侧面下部的进水口连接，进气管分成两支分别与混流搅拌筒上进气口和下进气口连接，又进一步与穿孔进气盘管连接，外接空压机或储气罐。混流搅拌筒内设层状套筒结构，外层与进水口接通，每两层间通过孔连通，最里的内层与出水管连接，出水管再进一步与曝气器连接。在进气管上设置三通阀门，一端与氧气罐连接，一端与空压机连接，根据水质和需要选择气源，另一端与穿孔进气盘管连接，穿孔进气盘管上设有微孔，微孔孔径的大小和数量也可根据要选择确定。混流搅拌筒为一筒状，筒内的层状套筒结构可以根据要求选择确定层数，筒顶设排气阀。曝气器外形可以设置成三角形或环形或条状形，或者为几种形状综合的，并开设有出水孔，孔径大小和数量根据水质和需要确定。

在废水的好氧生物处理中，需不断向处理系统输入空气，以提供基质氧化分解和微生物生长所需的氧。氧气从气相到液相的迁移过程，由于气液两相间存在一个界面，在任何流体动力学条件下，界面两侧都各有一层稳定的气相或液相滞流层所组成的薄膜，在两层薄膜以外分别是气、液两相的主体流。在氧气的传递过程中，氧分子首先以分子扩散的方式，从气相主体穿过气膜，在相界面上完成溶解过程，然后穿过液膜，再进入液相主体。由于主体流中流体的充分湍动，两相中氧的浓度基本上是均匀的，可以认为主体流中的传质阻力趋于零；尽管气膜和液膜很薄，却构成主要的传质阻力；氧分子在一系列的扩散过程中，每一步都存在传质阻力，整个过程需要克服的总阻力等于各步阻力之和。

本发明用泵给水加压通过进水管进入混流搅拌筒内进行高速旋转，在高速离心作用下形成高强旋流；进气管的气源可以是纯氧或者是空气，通过空压机或氧气罐把空气或氧气压入混流搅拌筒内；在混流搅拌中，水与气在多层筒体内充分搅动混合，在高速流动的水流的切割下，使氧气形成微米气泡，与水流充分混合，压力使得气相界面与液相界面的滞留层形成的张力迅速破坏，而高强紊流乘气相与液相界面消失的瞬间，完成气相向液相质的传递；充分混合的水气由混流出水管流出，流出的气水混合物再经曝气器流出，增加了气水的接触时间和接触面积，高压水与高压气体剧烈混掺的过程中，打破气液二层膜，使氧分子在瞬间(1-2ms)完全从气相向液相的转化。在增加水压的条件下，水压越大，气泡的直径可以被切割得越小，本装置内气泡的平均直径在1.8μm以下，超过了美国环保组织制订的2.2μm的标准；在水位越深的地方，气体与水的接触时间也越长，氧的利用率也就越高，充氧效果越好，DO最高可达16mg/l。

本发明具有实质性特点和显著进步，本发明可安装在船体上，可进行全流域的曝气充氧，也可按需要进行完全移动式充氧，使水产生大旋流，不存在死角。完全避免了曝气器产生阻塞现象。在1.1KW功率条件下，流量40m³/h纯氧混流增氧系统的充氧能力为4.3kgO₂/h，动力效率为3.91kgO₂/KW.h，混合效率为0.125KW/m³，氧的利用率＞＞30％，在价格上仅为国外同类产品的1/5。

以下结合附图对本发明进一步描述：

图1本发明结构示意图

图2本发明局部结构示意图

如图1和图2所示，本发明主要包括：进水管1、进气管2、穿孔进气盘管3、混流搅拌筒4、出水管5、曝气器6，进水管1与混流搅拌筒4侧面下部的进水口连接，进气管2分成两支分别与混流搅拌筒4上进气口和下进气口连接，又进一步与穿孔进气盘管3连接，外接空压机或储气罐。混流搅拌筒4内设层状套筒结构，外层与进水口接通，每两层间通过孔连通，最里的内层与出水管5连接，出水管5再进一步与曝气器6连接。在进气管2上设置三通阀门7，一端与氧气罐连接，一端与空压机连接，根据水质和需要选择气源，另一端通过混流搅拌筒`4上进气口和下进气口与穿孔进气盘管3连接，穿孔进气盘管3上设有微孔，微孔孔径的大小和数量也可根据要选择确定。混流搅拌筒4为一筒状，筒内的层状套筒结构可以根据要求选择确定层数，筒顶设排气阀8。曝气器6外形可以设置成三角形或环形或条状形，或者为几种形状的综合，并开设有出水孔，孔径的大小和数量根据水质和需要确定。

本发明用泵给水加压通过进水管1进入混流搅拌筒4内进行高速旋转，在高速离心作用下形成高强旋流；进气管2的气源可以是纯氧或者是空气，通过空压机或氧气罐把空气或氧气压入混流搅拌筒4内；在混流搅拌中，水与气在多层内充分搅动混合，在高速流动的水流的切割下，使氧气形成微米气泡，与水流充分混合，压力使得气相界面与液相界面的滞留层形成的张力迅速破坏，而高强紊流乘气相与液相界面消失的瞬间，完成气相向液相质的传递；充分混合的水气由混流出水管5流出，流出的气水混合物再经曝气器6流出，增加了气水的接触时间和接触面积，高压水与高压气体剧烈混掺的过程中，打破气液二层膜，使氧分子在瞬间(1-2ms)完成从气相向液相的转化。

Claims (5)

1、一种污水治理的混流增氧的装置，主要包括：进水管(1)、进气管(2)和出水管(5)，其特征在于还包括：穿孔进气盘管(3)、混流搅拌筒(4)、曝气器(6)，进水管(1)与混流搅拌筒(4)侧面下部的进水口连接，进气管(2)分成两支分别与混流搅拌筒(4)上进气口和下进气口连接，又进一步与穿孔进气盘管(3)连接，外接空压机或储气罐，混流搅拌筒(4)内层与出水管(5)连接，出水管(5)又进一步与曝气器(6)连接。

2、据权利要求1所述的这种污水治理的混流增氧的装置，其特征还在于混流搅拌筒(4)为一筒状，筒内的层状套筒结构根据要求选择确定层数。

3、据权利要求1或2所述的这种污水治理的混流增氧的装置，其特征还在于混流搅拌筒(4)内设层状套筒结构，外层与进水口接通，每两层间通过孔连通，最里的内层与出水管(5)连接，出水管(5)再进一步与曝气器(6)连接。

4、根据权利要求1所述的这种污水治理的混流增氧的装置，其特征还在于在进气管(2)上设置三通阀门(7)，一端与氧气罐连接，一端与空压机连接，根据水质和需要选择气源，另一端通过混流搅拌筒(4)上进气口和下进气口与穿孔进气盘管(3)连接，穿孔进气盘管(3)上设有微孔，微孔孔径的大小和数量也根据需要选择确定。

5、根据权利要求1所述的这种污水治理的混流增氧的装置，其特征还在于曝气器(6)外形设置成三角形或环形或条状形，或者为几种形状的综合，并开设有出水孔，孔径的大小和数量根据水质和需要确定。

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