CN204111403U - 一种虹吸曝气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种虹吸曝气装置，包括高水位水池(1)及低水位水池(8)，所述高水位水池(1)的出水管道上设有控制水流的阀门，所述高水位水池(1)下方设有进水槽(4)，所述进水槽(4)与所述低水位水池(8)间通过虹吸管(7)连接，所述虹吸管(7)的一端设有伸入所述进水槽(4)内向下开口的折弯头(11)，另一端设有伸入所述低水位水池内的曝气头(9)。此实用新型提供的这种虹吸曝气装置，结构简单，成本低，无需借助外部能源，便于调控，具有较强的实用性。

Description

一种虹吸曝气装置

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体的说，涉及一种无动力的虹吸曝气装置。

背景技术

目前我国我环境污染问题越来越严重，其中水污染更是重中之重。在环境工程领域已经提出很多的解决方法，其中以好氧生物处理方法为主要方法之一。在好氧生物处理污水的过程中，最主要的耗能在于给污水曝气。现在污水处理过程中进行污水曝气主要是利用风机等电力设备，通过鼓风的方式给好氧池曝气。这些曝气装置结构复杂，能耗高，造价高，且检修复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种结构简单，成本低，无需借助外部能源的虹吸曝气装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：所提供的这种虹吸曝气装置，包括高水位水池及低水位水池，所述高水位水池的出水管道上设有控制水流的阀门，所述高水位水池下方设有进水槽，所述进水槽与所述低水位水池间通过虹吸管连接，所述虹吸管的一端设有伸入所述进水槽内向下开口的折弯头，另一端设有伸入所述低水位水池内的曝气头。

为使上述技术方案更加详尽和具体，本实用新型还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：

所述高水位水池的出水管道包括主管道及由所述主管道分出的分支管道，所述主管道上设有总阀门，所述每个分支管道上均连接有水龙头。

所述进水槽内设有分隔板，所述分隔板将所述进水槽分隔成多个与所述水龙头分别对应的分隔槽。

所述每个分隔槽的侧壁上均设有穿设虹吸管的穿管孔。

所述曝气头为排列分布于所述低水位水池底部的伸长的圆管结构体，所述曝气头的端部封闭且侧壁上分布有若干曝气孔。

所述进水槽及所述低水位水池与所述虹吸管连接处均设密封胶。

本新型曝气装置与现有技术相比，具有以下优点：将水池高低排放，主要利用水流的动能以及水池之间的势能，给污水进行曝气，提供所需要的溶解氧，不需要再借助外部能量。主要有进水与进气一体化的效果。通过虹吸的方式，利用势能为好氧池曝气，具有造价低，结构简单，无动力等特点，能够最大限度降低能耗，特别适合应用在小型污水厂，或者农村污水处理等场所；设置分支管道及对应连接的多个曝气头，并列排布的多个曝气装置可便于调控曝气量，改善曝气效果，具有较强的实用性。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型曝气原理示意图。

图中标记为：1、高水位水池，2、总阀门，3、水龙头，4、进水槽，5、分隔板、6、穿管孔，7、虹吸管，8、低水位水池，9、曝气头，10、曝气孔，11、折弯头。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实用新型虹吸曝气装置，利用虹吸流体力学现象，管道两端的液体势能差能够推动液体越过最高点，从另一端排出，从而将管道中的气体挤排出。如图1、图2所示，本装置包括布置在高处的高水位水池1及位于低处的低水位水池8，在高水位水池1的出水管道上设有控制水流开闭及大小的阀门。高水位水池1中的水流入下方的进水槽4内，进水槽4与低水位水池8间通过虹吸管7连接。虹吸管7的一端设有伸入进水槽4内的折弯头11，折弯头11的折弯端向下开口，距离进水槽4的底面一段距离；虹吸管7的另一端设有伸入低水位水池内的曝气头9。

本实用新型中，高水位水池1的出水管道包括主管道及由主管道分出的分支管道。主管道上设有总阀门2，以控制总的水流量及流速，每个分支管道上均连接有水龙头3。进水槽4内设有分隔板5，分隔板5将进水槽4分隔成多个与水龙头3分别对应的分隔槽，每个分隔槽均为独立的空间。本实用新型给出的实施例，如图1所示，设有均匀分布的六个水龙头3及设于对应水龙头3下方的六个分隔槽。将主管道分出多个分别调控的分支管道，便于控制水流量及流速。同时设置多个分隔槽，每个分隔槽的侧壁上均设有穿设虹吸管7的穿管孔6，这样可增大低水位水池8中的曝气量，及根据实际需要通过关闭其中的一个或多个分支水龙头实现对曝气量的控制。

本实用新型中，多个曝气头排列分布与低水位水池8底部，为进一步增大曝气量将曝气头9设计为伸长的圆管形结构体，端部封闭，并在曝气头9侧壁上设有若干曝气孔10。

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。给好氧池曝气除了搅拌作用以为主要就是为了增加水中的溶解氧，所以溶解氧的大小决定了曝气设备的好坏。

通过曝气的方法要增加溶解氧的方法有三种。一、提高液体的紊流程度，应使得曝气头进来接近水池底部，增大气水接触时间。二、减小气泡体积。三、增加气泡数量。为了达到上述效果，本实施例中将曝气头9设计为一根一头堵死的空管，在侧面均匀开了三排曝气孔，使得虹吸管内出来的气体体积减小，且增加气泡数量。

为达到该曝气装置管道良好的密封性，将进水槽4及低水位水池8与虹吸管7连接处均涂设密封胶。虹吸管7包括两端的折弯头11与曝气头9及中间连接管道，可设为一体结构或是分体结构。如采用分体结构各连接处均采用密封连接，中间连接管道可选用塑料软管，曝气效果好且便于排布。

如图3所示，为本实用新型虹吸曝气装置的原理示意图，初始状态下进水槽4内没水；打开高水位水池1的控水阀门总阀门2，通过调控总阀门2及各个分水龙头3控制水流大小及流速，水逐渐流入进水槽4内，水位上升，虹吸管7内有气体；当水位继续上升，超过折弯头11的折弯处时，产生虹吸现象，水流顺着管道流出，管道内的气体被水流挤出，通过虹吸管7的曝气头9进入低水位水池8中，完成一次曝气。通过控制高水位水池1的阀门，调节水流量，使得出水流量小于虹吸管道中的流量，则在一次曝气完成后进水槽4中的水位将低于折弯头11的开口端，空气再次进入管道内，重复上述过程实现不断的曝气现象。

气水比指的是在生物好氧池中曝气的体积与水的体积的比，在本实验过程中，管道中的气水比就可以等效认为是好氧池中的水气比。根据实验发现，影响气水比的因素跟进入虹吸设备的水流速度有关。当进入虹吸设备的水流速度大于或等于虹吸设备弯管的出水速度时，气体不可能进入虹吸管，此时气水比为0。当进入虹吸设备的水流速度小于虹吸设备出水速度时，只要增加管道的长度可以使气水比达到无穷大。实际实验过程中发现，由于要增加曝气效果，虹吸设备的出水口要伸入右边水池底部，即右边虹吸管的出口压力大于大气压，所以气水比有一个最大值，达不到无穷大。

本设备能达到给水曝气的效果，能增加水中溶解氧。如果在出水口阻力相同的情况下高水位水池1与低水位水池8之间的高度差的大小对溶解氧的大小影响不大。实验得出，要出现虹吸现象弯管的直径不能过粗，而且不能漏气，即水流在弯管内某一小段必须是充满弯管的。否则不能出现虹吸曝气现象，既液体顺着管壁留下而管道中气体不能被压下去。

在污水处理越来越普及的今天，特别是某些农村小型污水处理设施，依据地势等因素本设备将有很大的应用空间。

我们对应设计了一个农村污水分散处理工艺，以农村村落为主体，采用无动力虹吸曝气加活性污泥处理方法。能达到氮磷减排的效果。可以采用以下工艺流程。

进水→集水池→虹吸曝气设备→活性污泥池→二沉池→出水

在农村污水处理过程中本设备能起到更大的作用，据调查显示，我们农村我国农村污水日排放量达320.5万吨，总氮日排放达283.1吨，总磷日排放56.6吨。采用本工艺氮磷的去除效率能达到30％至％40，基本能达到城市污水排放标准。如果在全国范围内推广，那一天能减少排放的总氮达100吨左右，总磷能减少排放达20吨作用，一年下来总氮，总磷的减排将是十分巨大的，对农村污水的治理意义巨大。

本实用新型虹吸曝气装置，将水池高低排放，主要利用水流的动能以及水池之间的势能，给污水进行曝气，提供所需要的溶解氧，不需要再借助外部能量。通过虹吸的方式，利用势能为好氧池曝气，具有造价低，结构简单，便于控制，无动力等特点，能够最大限度降低能耗，特别适合应用在小型污水厂，或者农村污水处理等场所；设置分支管道及对应连接的多个曝气头，并列排布的多个曝气装置可便于调控曝气量，改善曝气效果，具有较强的实用性。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，但是本实用新型并不受限于上述方式，只要采用本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种虹吸曝气装置，其特征在于：包括高水位水池(1)及低水位水池(8)，所述高水位水池(1)的出水管道上设有控制水流的阀门，所述高水位水池(1)下方设有进水槽(4)，所述进水槽(4)与所述低水位水池(8)间通过虹吸管(7)连接，所述虹吸管(7)的一端设有伸入所述进水槽(4)内向下开口的折弯头(11)，另一端设有伸入所述低水位水池内的曝气头(9)。 

2.按照权利要求1所述的虹吸曝气装置，其特征在于：所述高水位水池(1)的出水管道包括主管道及由所述主管道分出的分支管道，所述主管道上设有总阀门(2)，所述每个分支管道上均连接有水龙头(3)。 

3.按照权利要求2所述的虹吸曝气装置，其特征在于：所述进水槽(4)内设有分隔板(5)，所述分隔板(5)将所述进水槽(4)分隔成多个与所述水龙头(3)分别对应的分隔槽。 

4.按照权利要求3所述的虹吸曝气装置，其特征在于：所述每个分隔槽的侧壁上均设有穿设虹吸管(7)的穿管孔(6)。 

5.按照权利要求1至4任一项所述的虹吸曝气装置，其特征在于：所述曝气头(9)为排列分布于所述低水位水池(8)底部的伸长的圆管结构体，所述曝气头(9)的端部封闭且侧壁上分布有若干曝气孔(10)。 

6.按照权利要求5所述的虹吸曝气装置，其特征在于：所述进水槽(4)及所述低水位水池(8)与所述虹吸管(7)连接处均设密封胶。