CN209193647U - 一种曝气用微气泡发生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种曝气用微气泡发生装置，属于水处理技术领域。本实用新型曝气主要由外筒水腔管构成，外筒水腔管内依次设有旋转叶轮，孔板，进水喷嘴，吸气室，切向入气孔，整流板，喉管，喉管喷嘴,喉部，微孔板，渐扩段，出水口用微气泡发生装置可快速产生大量微纳米气泡，气泡浓度，均匀性方面表现出较好的优势，溶氧效率高，直接通入空气充氧，增氧速度快；本实用新型曝气用微气泡发生装置在底层增氧，使底层水体溶氧充足，全部水体溶氧均匀，且功率小，作用大，节能降耗，经济效果明显；本实用新型曝气用微气泡发生装置能稳定产生大量均匀分布的微细气泡，大部分气泡粒径稳定在20～80μm，且装置体积小，结构简单，增氧效率高，在污水处理领域中有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种曝气用微气泡发生装置，属于水处理技术领域。
背景技术
自从2011年12月以来，随着城镇化建设的推进，城市人口集中，中国城镇人口首次突破总人口数的50%。中国城镇化建设带来的相关环境问题愈来愈凸显。随着生活品质的提高，城市生活污水的产生成为城市污水的主体原因之一。随着城市化进程加速发展，污水处理的需求越来越明显，为此，国家颁布了一系列排放标准和政策，加强了污水处理和排放的管理。
在大部分污水处理过程中均需通过充气或搅动的方法将空气与水体相接触并传质，达到提升水体氧含量的目的，此过程称为曝气。曝气是污水处理过程中耗能最多的一个过程，在发达国家能够占到发电量的1%。气体与液体的共混程度与曝气效率有着直接关系，气泡大小、发泡数量等曝气工艺参数与发泡效率的离低直接决定污水处理的整体耗能与效果。
当前污水处理的主要渠道为利用生物、化学、物理等方法，将其中有机物分离，或通过氧化还原反应转化为无机物，以达到净化水域的目的。生物法是在污染水体当中种植水生植物或鱼类将污染水体的溶氧量提高。化学法主要是将过氧化氢等化学物质投放于污染水体当中，利用化学反应释放氧气，形成微气泡，提高水体溶解氧。
物理曝气方法在工业上以及大部分污水处理厂的应用主要有射流曝气、鼓风曝气和机械曝气三种常见的方法，其他现存方法大部分是基于这三种方式的改进。目前鼓风曝气形式的氧气综合使用率上限约为20%，虽然在宏观上可以在工艺流程中通过曝气提升主体污水的氧含量，但是鼓风曝气的装置相对较为传统，曝气产生的气泡尺寸过大，上浮速度快，分布均匀性太小，还没有充分与水体发生传质就已经脱离水体，整体氧利用率低。同时，鼓风曝气会对污水周边环境产生气溶胶二次污染。目前此种方法应用广泛，但效率较低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对传统曝气装置曝气产生的气泡尺寸过大，上浮速度快，分布均匀性太小，整体氧利用率低的问题，本发明提供了一种曝气用微气泡发生装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述微气泡发生装置由外筒水腔管构成，外筒水腔管内依次设有旋转叶轮，孔板，进水喷嘴，吸气室，切向入气孔，整流板，喉管，喉管喷嘴，喉部，微孔板，渐扩段，出水口。
所述一段喷嘴为渐缩型，喷嘴口半径为3~5mm。
所述吸气室内部设有切向入气孔，并外接通气装置。
所述喉管长度为100~120mm，所述喉管喷嘴长度为10~20mm，与管壁夹角为22.5°。
所述喉部长度为25~30mm，所述渐扩段长度为50~55mm，与管壁夹角为7.5°。
所述孔板设置在进水喷嘴进水端，可将旋转叶轮推送至入口处的水流分解成多束射流进入进水喷嘴中。
所述整流板设置在吸气室出口，可将液流在气流推动力或水流剪切冲刷力作用下，剪切成大量的液滴与气体一起运动，将气体粉碎成微小气泡，气泡分散在液体中形成稳定的气泡流。
所述微孔板设置在喉部中段，可将气泡流迅速减速和变形。
本发明的有益效果是：
（1）本发明曝气用微气泡发生装置可快速产生大量微纳米气泡，气泡浓度，均匀性方面表现出较好的优势，溶氧效率高，直接通入空气充氧，增氧速度快；
（2）本发明曝气用微气泡发生装置在底层增氧，使底层水体溶氧充足，全部水体溶氧均匀，且功率小，作用大，节能降耗，经济效果明显；
（3）本发明曝气用微气泡发生装置能稳定产生大量均匀分布的微细气泡，大部分气泡粒径稳定在20～80μm，且装置体积小，结构简单，增氧效率高，在污水处理领域中有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种曝气用微气泡发生装置的构造示意图。
其中，1、外筒水腔管；2、旋转叶轮；3、孔板；4、进水喷嘴；5、吸气室；6、切向入气孔；7、整流板；8、喉管；9、喉管喷嘴；10、喉部；11、微孔板；12、渐扩段；13、出水口。
具体实施方式
水经旋转叶轮2推进至孔板3处加压射流进入进水喷嘴4中形成高速射流，在吸气室5中产生负压，射流表面与周围空气产生摩擦，流体质点与空气质点进行换位，空气被卷入射流，且通过切向入气孔6形成旋转射流，射流将气体从吸气室5带入喉管8中，经整流板7剪切成大量的液滴与气体一起运动，液滴在喉管8内作高速运动与周围的气体分子不断地碰撞，将气体粉碎成微小气泡，气泡分散在液体中形成稳定的气泡流，气泡流经喉管8流向喉管喷嘴9，由于喷嘴为渐缩型，容积减小，导致压力陡增，加速涌至微孔板11处，随着气泡逐步上升，局部流场的滞止作用造成气泡速度迅速下降，气液相间相对运动趋势增强，形成更强烈的相互作用，使附加质量力、压力梯度力迅速增加，致使气泡产生变形，直至破碎，而当气泡流在离开装置出口喷嘴时，由于管内外压差，气泡外压骤降促使气泡迅速膨胀最后破裂，形成超微泡。
Claims (8)
1.一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述微气泡发生装置由外筒水腔管（1）构成，外筒水腔管（1）内依次设有旋转叶轮（2），孔板（3），进水喷嘴（4），吸气室（5），切向入气孔（6），整流板（7），喉管（8），喉管喷嘴（9），喉部（10），微孔板（11），渐扩段（12），出水口（13）。
2.根据权利要求1所述的一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述进水喷嘴（4）为渐缩型，喷嘴口半径为3~5mm。
3.根据权利要求1所述的一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述吸气室（5）内部设有切向入气孔（6），并外接通气装置。
4.根据权利要求1所述的一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述喉管（8）长度为100~120mm，所述喉管喷嘴（9）长度为10~20mm，与管壁夹角为22.5°。
5.根据权利要求1所述的一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述喉部（10）长度为25~30mm，所述渐扩段（12）长度为50~55mm，与管壁夹角为7.5°。
6.根据权利要求1所述的一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述孔板（3）设置在进水喷嘴（4）进水端，可将旋转叶轮（2）推送至入口处的水流分解成多束射流进入进水喷嘴（4）中。
7.根据权利要求1所述的一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述整流板（7）设置在吸气室（5）出口，可将液流在气流推动力或水流剪切冲刷力作用下，剪切成大量的液滴与气体一起运动，将气体粉碎成微小气泡，气泡分散在液体中形成稳定的气泡流。
8.根据权利要求1所述的一种曝气用微气泡发生装置，其特征在于，所述微孔板（11）设置在喉部（10）中段，可将气泡流迅速减速和变形。
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