CN215626894U - 气浮用旋流式溶气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是针对现有技术气浮用溶气装置溶气效率较低的技术问题，提供一种气浮用旋流溶气装置，它包括旋流体，旋流体包括筒体、上封堵板、下封堵板及旋流子，旋流子包括管体，在管体上设置有切向小孔，小孔为通孔且沿管体的轴向呈螺旋状排列，上封堵板和下封堵板上分别设置有内径与管体两端的内径相当的通孔，由上封堵板和下封堵板分别连接筒体的两端，使筒体成为容腔，旋流子的管体设置在上封堵板和下封堵板间，且管体与通孔相对设置，管体通过通孔与外界连通，采用本实用新型提供的旋流式气浮溶气装置，增强了溶气效果，动力损失小，使溶解的气体能多溶解一倍，因此溶解效率高，气体利用率大，气泡微小，使气浮效果好。

Description

气浮用旋流式溶气装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，特别涉及气浮用溶气装置。

背景技术

气浮技术是在待处理水中通入大量的、高度分散的微气泡，微气泡作为载体与悬浮在水中的颗粒或絮状物粘附形成整体密度小于水的浮体，依靠水的浮力作用使悬浮物浮到水面，形成浮渣后去除，完成水中的颗粒或絮状物与水的分离。其中采用溶气装置向待处理的液体内释放含有一定压力气体的水也就是溶气水从而产生微气泡。目前气浮设备广泛用于污水处理行业，专门用于去除污水中的悬浮物和油。气浮溶气系统的作用都是产生一定的微小气泡，与污水中的悬浮物和油结合在一起，作为悬浮物和油的载体使之上浮，达到与水分离之目的。传统的加压溶气系统一般包括一个大的溶气罐本体1、水泵6和空压机7(如图1所示)，溶气罐本体1中装有填料9。水和空气分别通过进水旋流体5和进气管4同时进入溶气罐本体1，在里面停留3-5分钟，液体体积一般不超过溶气罐容积的2/3，内部压力一般为0.4mPa，空气首先溶解于水，形成所谓的溶气水。当溶气水与原水混合时，由于压力降低，溶解度降低，从而在溶气水中释放出空气，作为悬浮物和油的载体使之上浮，达到与水分离之目的。气泡一般在90-80μm，效果较好，是一个很典型的传统溶气系统。采用上述结构的溶气系统，需要采用体积相当大的溶气罐，且由于要形成微气泡，因此，其内气体的压力大，因此溶气罐构成了压力容器，成本很高。

为解决上述技术问题，公告号为CN2652916Y、名称为一种旋流溶气装置的中国专利公开了一种旋流式溶气罐，溶气罐本体采用旋流溶气管，在旋流溶气管内壁上设有一个或多个空腔，在每个空腔的出口设有微孔板，该空腔的进口通过进气管与空气压缩机的出口相连；所述的进水旋流体采用切向进水旋流体；这种溶气装置结构简单，但也存在溶气效率低的问题。

另外，现有技术中，采用石英砂滤池对污水进行过滤，在有效去除水中的悬浮物的同时，对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物也有明显的去除作用，但是，由于进水的气泡大，含气量低，因此，存在如下问题，比如，其对进水的含油量有一定的限制，当进水含油量超过限定范围时，会使过滤池的运行周期缩短，过滤能力下降，滤池内滤料板易发生板结、易形成球泥，当反洗时过滤池内停止进水停止处理污水，造成其它滤池负荷增大，影响出水的水质，另外，为了解决进水中含油量高的问题，通常在石英砂过滤池前增设专门的除油设备，造成占地面积增加，管理费用增加，因此，采用现有技术的设备无法高效地对含油量大的水进行污水处理。

实用新型内容

本实用新型的目的是，针对现有技术气浮用溶气装置溶气效率较低的技术问题，提供一种气浮用旋流溶气装置。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一种气浮用旋流式溶气装置，包括旋流体，所述旋流体包括筒体、上封堵板、下封堵板及旋流子，所述旋流子包括管体，在管体上设置有切向小孔，所述小孔为通孔且沿管体的轴向呈螺旋状排列，上封堵板和下封堵板上分别设置有内径与管体两端的内径相当的通孔，由上封堵板和下封堵板分别连接筒体的两端，使筒体成为容腔，所述旋流子的管体设置在上封堵板和下封堵板间，且管体与通孔相对设置，管体通过所述通孔与外界连通，由上封堵板和下封堵板分别封闭相应端的各管体间的缝隙，在所述筒体上设置有切向进水口，所述通孔为进气孔和溶气水排出孔；

所述管体沿筒体的轴向设置在上封堵板和下封堵板间，所述通孔的孔中心线与所述管体的轴线共线；

所述筒体为罐体的一部分，位于罐体的上部，所述旋流体通过通孔与罐体内腔连通，在罐体的下部设置有曝气器，罐体的出水口设置在罐体的底部；

所述罐体下部的容腔的横截面积大于罐体上部的横截面积；

在罐体的上部与下部间设置有填料床，填料床上设置有填料，填料与填料床与罐体对应部分的横截面积与罐体上部的横截面积相等；

填料上方和下封堵板间相隔一段距离、构成水气混合段；

在填料床与罐体的下部设置有变径段，填料床与罐体下部间设置有液位检测装置，通过液位检测装置检测溶气水的液位，使溶气水的最高液位与填料床相距一段距离；

与水气混合段相对应的罐体上设置手孔；

在所述罐体的顶部设置有放气口；

曝气器为曝气管，所述曝气管为微孔曝气管，所述微孔曝气管采用如下结构，在带孔的不锈钢管外套装微气泡膜片也称为微孔膜片，形成曝气管，所述曝气管的轴向与罐体的径向同向设置，至少曝气器的出气端位于溶气水内。

采用本实用新型提供的旋流式气浮溶气装置，高压水沿切向进入到旋流体内，在上封堵和下封堵间形成旋流，在重力作用下向下移动，形成水膜，可与进入旋流体内的高压气体相遇被切割成细小的水柱经由管体上设置的切向小孔切向进入到旋流子的管体内形成旋流，由于小孔沿管体的轴向螺旋向下排列且每个小孔均为切向，因此，从切向小孔进入到管体内的水形成不同方向的水柱相互交织在一起，相互碰撞同时与管体内壁发生碰撞，因此在管体内形成水雾，水雾与从管体上下两端的开口进入的高压气体相遇时，形成水膜，使水和气的比表面积增大，因此，可以较多地溶解气体。

本实用新型的旋流式气浮溶气装置，采用三级溶气对水进行溶气处理，水首先切向旋流进入到上封堵板和下封堵板间，在旋流体内沿罐体内壁形成旋流，并在重力的作用下向下流动，由于进入到旋流体内的水为高压水，与位于旋流体内的旋流子的管体相遇从沿螺旋线排列的进水孔中沿切向进入旋流子的管体中，一方面沿旋流子的内壁向下流动形成水膜，另一方面水从各进水孔中喷射进入到旋流子的管体内形成旋流水柱相互交织，形成不同方向的射流，与进入到管体内的高压气体充分接触，在高压气体的作用下分散地旋流形成气膜，增大水和气的比表面积，形成一级溶气，溶气水从旋流子的管体内喷淋流下经过填料段与填料混合，水渗入到填料间的缝隙中增大水与气的接触面积，同样增加比表面积，再次加强空气与水分子的结合，提升溶气率完成二级溶气，在溶气水区由于设置有曝气器，在曝气器的作用下形成微气泡，由于在水中溶解有气体，且经过两次溶气，因此，曝气时产生的气泡小，溶解不完的压力气体上升到填料段与填料区的溶气水相遇一部分溶入到溶气水中，由于水在填料段被增大了水与气的接触面积，因此，气体溶解量大，没有溶解的气体，再进入到旋流子段与旋流子段的射流相切进一步溶气，如此循环溶气，气体经三级溶气，因此压缩空气利用率显著提高，增强了溶气效果，动力损失小，使溶解的气体能多溶解一倍，因此溶解效率高，气体利用率大，气泡微小，使气浮效果好。

附图说明

图1为现有技术溶气装置结构示意图；

图2本实用新型旋流式气浮溶气装置实施例结构示意图；

图3为图2的A向示图示意图；

图4为在管体上开设切向小孔时管体和小孔位置示意图；

图5为旋流体实施例结构 示意图。

附图标记说明

6-溶气水区 7-填料区 8-旋流子区 9-罐体

601-曝气器

701-填料床 702-填料

801-旋流子 802-螺旋线 803-小孔 804-管体 805-上封堵板 806-下封堵板807-通孔

901-进气口 902-放气口 903-进水口 904-手孔 905-液位计接口一 906-液位计接口二 911-出水口 914-排查口 915-水气混合段 916-罐体座

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步地描述：

如图2-5所示，本实用新型提供的旋流式气浮溶气装置，包括多个旋流子，每个旋流子包括管体804，在管体上设置有多个小孔803，小孔沿螺旋线802分布在管体上，实际上，在管体上并没有螺旋线802，只是小孔的孔中心位于一假想的螺旋线上，小孔的孔中心线沿管壁的切线方向设置并据管壁的中心线有一定距离B，此小孔称为切向小孔，在旋流子上方和下方分别设置有上封堵板805和下封堵板806，上封堵板805和下封堵板806及旋流子均设置在筒体内，上封堵板805和下封堵板806与筒体侧壁密封固定连接，在上封堵板和下封堵板上相互对应的位置分别设置有通孔807，多个旋流子801并列竖向设置在筒体内、位于上封堵板和下封堵板间，通孔807的数量和位置与旋流子的管体的数量和位置相对应，通孔的直径与管体的内径一致或小于管体的内径，每个旋流子的上下两端分别与上封堵板和下封堵板密封固定连接，由上封堵板和下封堵板将各旋流子的管体两端间的空隙进行封闭，在筒体上设置有进水口903，进水口903的孔中心线沿筒体壁的切线方向设置，为切向设置的进水口，进水口位于上封堵板和下封堵板间，上封堵板和下封堵板、设置有切向进水口903的筒体、旋流子构成了旋流体、组成溶气装置，进水口903与水泵的出水口相连通。采用上述结构的气浮用旋流式溶气装置，水从进水口903以旋流切线进入到旋流体内与进入到旋流体内的高压气体相遇分散成细小水柱，从小孔旋流切线进入每个旋流子的管体804中，由于高压水从切向小孔进入到管体内且小孔沿螺旋线分布，因此在管体内形成了旋流，从小孔803喷射进入到管体804内的交织的水柱形成不同方向的射流相互撞击同时冲击管壁形成水雾，被旋流携带形成带气的水膜，与进入到管体内的高压空气充分接触，增加了比表面积，可与空气更充分地接触相溶，增加溶气效果，形成溶气水。溶气水在压力和重力作用下从管体的下开口也就是通孔807内喷淋而出。

最好采用如下结构的旋流式溶气装置，其具有密封的罐体9，上封堵板、下封堵板和旋流子设置在罐体内，罐体的上部分作为筒体，下部分汇集经旋流体溶气的溶气水，罐体的下部为溶气水区6，上部设置有旋流体的部分为旋流子区8。在溶气水区6设置有曝气器601，在罐体上设置有进气口901，与曝气器的进气端连通，曝气器的出气端位于罐体内。曝气器的进气口901与空气压缩机的出气口相连通。曝气器最好采用曝气管，特别好地采用微孔曝气管。微孔曝气管最好采用如下结构，在带孔的不锈钢管外套装微气泡膜片也称为微孔膜片，形成曝气管。最好曝气管的轴向与罐体的径向同向设置。至少曝气器的出气端位于溶气水内。在溶气水区相对应的罐体上，最好在罐体的下方设置出水口911，溶气水从出水口进入到气浮装置内。为了便于操作，溶气装置的出水口通过管路设置在罐体座916外。

在下封堵板与罐体的上部间也就是曝气管间最好设置填料区7，在填料区7设置填料床701，填料床与罐体内壁固定连接，填料位于下封堵板下方并最好与下封堵板间具有一段距离。填料和填料床所处的区域为填料区7。罐体的下封堵板与填料间的区域为水气混合段915。

最好在罐体上设置手孔904，手孔位于旋流子区8与填料区7间的罐体9上。

本实用新型中，罐体的上端设置旋流子区8，下端设置溶气水区6，溶气水区6设置曝气器，气体从曝气管进入到罐体内，填料区位于溶气水区与旋流子区之间，进水口位于上封堵板和下封堵板间，水由罐体的进水口903进入到旋流子区8，水经过旋流子区后气水比表面积增大，促进气和水相溶，水经过旋流子形成旋流与高压气体相遇形成溶气水，溶气水从旋流子中喷淋出来后进入到填料区7，当水从旋流子区8喷淋而下与填料702相遇，填料间有缝隙使溶气水进一步分散，进一步增大水与气的接触面积，可再次加强空气与水分子的结合，再进一步溶气，而后进一步溶气的水流入到溶气水区6内，同时曝气器601不断曝气，再次溶气，溶气水区6、填料区7和旋流子区8形成三级溶气区域。

液位计设置在曝气管与填料床间，监测罐体内的高水位和低水位，防止水位超过水位上限进入填料区，控制下限水位保证有够的水量供气浮使用。如图2所示的实施例中，液位计接口一905位于上方、靠近填料床701位于填料床下，液体计接口二906位于液位计接口一905下方，靠近曝气器位于曝气器上方。这样设置使得溶气水区与填料床间距有距离，增加溶气效果。

工作时，高压水从进水口903切向旋流进入到罐体9的旋流体内，高压气体从进气口901进入到罐体9内，罐体内充满高压气体，高压水从进水口旋流进入到旋流子的管体间与高压气体相遇形成细小的水柱，水柱经由管体上螺旋分布的小孔旋流切线进入到管体内在管体内壁形成旋流向下流动同时经不同方向的小孔进入的水柱相互交织形成射流相互撞击或与管壁发生撞击形成水雾与高压气体相遇形成气膜，增加了水与气的比表面积，高压气体与水相溶，增加了水的溶气量，形成一级溶气；一级溶气的溶气水从旋流子的管体内喷流而出与位于填料区上方的气体相遇混合，流入到填料区，各填料间存在缝隙，使溶气水的比表面积增大，进一步溶气，形成二级溶气，经二次溶气的溶气水下流到溶气水区，高压空气从曝气器内进入到溶气水内对溶气水进行曝气，由于经过旋流子区和填料区水的比表面积被二次增加，因此曝气时水与气的比表面积大，曝气可获得比在未经增加比表面积的水中曝气产生的气泡小形成微气泡，溶解到水中的气体量更多，在此形成三级溶气。通过液位计监测和控制水位的上限和下限，当水中溶气量增多时，气体消耗量增加，使水位达到上限时向罐体内充入高压气体将水位压下，当液位低于水位下限时停止向罐体内充气。

采用本实用新型结构的溶气装置，经过三级溶气区溶气，在旋流区水被旋流切割成气水混合膜，第一次增大了比表面积，在填料区溶气水经过很多填料比表面积增大，水和气接触面积增大，水和气直接接触，气体进一步溶在水中，水有表面张力，具有粘性，在填料区水被高压气体进一步打散，打散后的水的粘性降低，溶气量增加，气水的比表面积进一步增加，增加了气与水的混合能力，水喷淋而下进入到溶气水区6，进一步通过曝气器601溶气，显著提高了压缩空气的利用率，增加了溶气效果，减小了动力损失，溶气能力显著提高，经过三级溶气，一升水中溶气量由7g增加到13g以上，溶气量提高了40%以上。以上空气经过三级溶气处理，使压缩空气利用率显著提高，增强了溶气效果，减小了动力损失。

可具体采用如下实施例进行三级溶气。进入到罐体内的空气的压力为0.4兆帕，水的压力 是0.3MPa，曝气器采用管状曝气单元，曝气管采用微气泡膜片管，曝气管型号规格为tld-65，旋流子的管体内径为80mm，旋流子的管体上设置的小孔的直径为2mm，填料采用不锈钢环，环径为20mm。液位计与进气口处设置的电磁阀电信号连接。

最好，在旋流子区8与填料区7间设置水气混合段915，使在旋流子区形成的溶气水向下喷淋到达填料区时有一定的距离，使溶气水与气体充分混合，再次溶气。

最好，罐体的下部的横截面积大于填料区和旋流子区对应的罐体部分的横截面积，这样可以容纳更多的溶气水在溶气区曝气，使溶气效果更好。最好出水口911设置在罐体的底部，在罐体的顶部设置 放气口902，调节罐体内的压力。最好在罐体座上设置排查口914。

Claims (10)

1.一种气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，包括旋流体，所述旋流体包括筒体、上封堵板（805）、下封堵板（806）及旋流子（801），所述旋流子包括管体（804），在管体上设置有切向小孔（803），所述小孔为通孔且沿管体的轴向呈螺旋状排列，上封堵板和下封堵板上分别设置有内径与管体两端的内径相当的通孔（807），由上封堵板和下封堵板分别连接筒体的两端，使筒体成为容腔，所述旋流子的管体设置在上封堵板和下封堵板间，且管体与通孔相对设置，管体通过所述通孔（807）与外界连通，由上封堵板和下封堵板分别封闭相应端的各管体间的缝隙，在所述筒体上设置有切向进水口（903），所述通孔为进气孔和溶气水排出孔。

2.如权利要求1所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，所述管体（804）沿筒体的轴向设置在上封堵板（805）和下封堵板（806）间，所述通孔的孔中心线与所述管体的轴线共线。

3.如权利要求1所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，所述筒体为罐体的一部分，位于罐体的上部，所述旋流体通过通孔与罐体内腔连通，在罐体的下部设置有曝气器（601），罐体的出水口（911）设置在罐体的底部。

4.如权利要求3所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，所述罐体下部的容腔的横截面积大于罐体上部的横截面积。

5.如权利要求4所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，在罐体的上部与下部间设置有填料床，填料床上设置有填料，填料与填料床与罐体对应部分的横截面积与罐体上部的横截面积相等。

6.如权利要求4所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，填料上方和下封堵板间相隔一段距离、构成水气混合段（915）。

7.如权利要求4所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，在填料床与罐体的下部设置有变径段，填料床与罐体下部间设置有液位检测装置，通过液位检测装置检测溶气水的液位，使溶气水的最高液位与填料床相距一段距离。

8.如权利要求6所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，与水气混合段（915）相对应的罐体上设置手孔（904）。

9.如权利要求3所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，在所述罐体的顶部设置有放气口（902）。

10.如权利要求3所述的气浮用旋流式溶气装置，其特征在于，曝气器为曝气管，所述曝气管为微孔曝气管，所述微孔曝气管采用如下结构，在带孔的不锈钢管外套装微气泡膜片也称为微孔膜片，形成曝气管，所述曝气管的轴向与罐体的径向同向设置，至少曝气器的出气端位于溶气水内。

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