CN2791033Y - 一种造流曝气灭藻装置 - Google Patents

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一种造流曝气灭藻装置，包括混气室(3)、扩大器(7)，所述混气室(3)入口设有射流口(2)，该射流口(2)为入口大于出口之锥形口，其上装有进气管(4)，出口与出水管(5)连通，且通过扩大器连接条(8)与扩大器(7)连接；所述出水管(5)外表面套有至少一个磁环(6)，与扩大器(5)为同一中心线上之同心筒体，扩大器(7)入口大于出水管(5)出口。在出水管(5)和扩大器(7)内壁，还镀有催化剂膜(9)，该催化剂膜(9)主要成份为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合。本实用新型通过结构设计可使污水产生二次射流及能量转换，人工造流、曝气增氧和杀菌净化水质等三种功能可同时完成，净化效率高，成本低，且特别节能。

Description

一种造流曝气灭藻装置
技术领域：
本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种用于河流、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池等水体人工造流、曝气增氧以及消灭藻类之造流曝气灭藻装置。
背景技术：
随着社会经济的高度发展，人类社会的工业化和城市化日益加剧，水污染日益严重。近10年来，我国城市生活污水排放量每年以5％的速度递增，在1999年首次超过工业污水排放量。2001年城市生活污水排放量为221亿吨，古全国污水排放总量的53.2％。2002年全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨，其中城镇生活废水排放总量为232.3亿吨，比上年增长0.9％。由于如此巨大的排污压力，使各地污水处理厂长期超负荷运作，甚至未经处理过的污水被直接排放到江河湖泊，使江河湖泊慢慢失去自净能力，形成以黑臭缺氧为代表的第一代水污染，或形成以重金属、有毒化学品污染为代表的第二代水污染，或形成以营养元素超量污染为代表的第三代水污染，更甚的是在很多江河湖泊中三代污染同时出现，使我国的江河湖泊水污染日益严重。目前，用于污水净化的装置很多，传统的曝气及灭藻设备为达到其曝气增氧效果，大多是采用附加的螺旋桨与潜水泵相结合产生射流，或采用专门的射流器使水流达到一定的速度后进入混合室，进行流量放大来实现，以使微小气泡在水中行程远，增强推流与增氧能力。但这种方式仅含有一次水射流放大造流效果，且能耗高，占地面积大，运行成本高。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种能耗低、增氧效率高，可利用本身结构设计实现二次射流之造流曝气灭藻装置。
本实用新型所提出的技术方案是：
一种造流曝气灭藻装置，其特征在于：包括混气室、扩大器，所述混气室入口设有射流口，其上装有进气管，出口与出水管连通，且通过扩大器连接条与扩大器连接；
所述出水管外表面套有至少一个磁环；
所述射流口为入口大于出口之锥形口；
所述扩大器内壁镀有催化剂膜，该催化剂膜主要成份为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合；
所述出水管与扩大器为同一中心线上之同心筒体，扩大器入口大于出水管出口，出水管内壁亦镀有催化剂膜，该催化剂膜主要成份为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合。
本实用新型通过在出水管上设置无能耗的磁环制造强磁区磁化污水的方法，使之流经的污水降低了其表面张力，改变了水的溶解性，提高了氧迁移率。同时，本实用新型运用最先进的流体力学设计原理，利用了二级射流及整流放大的能量转换原理，通过巧妙的结构设计，在不需要外加设备的情况下可使其污水产生二次射流，消耗同样的电力能营造出比普通水泵大20-30倍的水流量，可在水中形成庞大的水平循环水流，进一步进行高效曝气增氧，因而特别节能，用很小的耗能就能将庞大的水体搅动，使整个水体由死水变为富含氧气流动水，因而提高了河流、湖泊的自净能力。水与空气在射流中心及前端产生较高的负压和强烈的紊动、搅拌、剪切，促使液膜与气膜高频振荡，使气泡直径大幅度减小，气泡数目增多，增大气泡的比表面积，同时也使气液膜变薄，即极大降低传质阻力，使氧分子更好地从气相转移到液相。
本实用新型净化效率高，成本低，解决了传统射流装置的增氧效率不高及高能耗等问题。
附图说明：
图1为本实用新型结构实施例示意图。
图中：
1-连接法兰；       2-射流器；              3-混气室；
4-进气管；         5-出水管喷嘴；          6-磁环；
7-扩大器；         8-扩大器连接条；        9-催化剂膜；
10-扩大器支撑架。
具体实施方式：
如图1所示，本实用新型包括混气室3、扩大器7，所述混气室3端部加工有连接法兰1，可与潜水泵连接，由潜水泵与射流器2协同工作，将待净化水射入混气窒3，混气窒3入口设有射流口2，该射流口2为进口大于出口之锥形口，可在加工时实现。由于污水入口截面积的突然改变，可提高入口处水流的速度，使之形成射水流高速喷出，进入混气室3内。在混气室3之上部，装有进气管4，进气管4由多节组成，一段连通混气室3，另一端露出水面，与大气相通，为混合水提供氧气。混气室3出口与出水管5连通，其外表面套有至少一个磁环6，可对流经该管之污水进行强磁化处理，降低水的表面张力，改变水的溶解性，以提高氧迁移率。出水管5内壁镀有催化剂膜9，该催化剂膜9主要成份为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合，具有很强的氧化性，能氧化大多数的有机污染物及部分无机污染物，将各种细菌、病毒杀灭及将有机物完全氧化为二氧化碳和水。
如图所示，所述出水管5管径小于混气室3内径，使之从混气室3流入出水管5之水流截面积又突然变小，可提高出水管5内水流的速度，使之重新形成第二次高速射水流。所述扩大器5与出水管5为同一中心线上之同心筒体，内壁镀有催化剂膜9，该催化剂膜9主要成份亦为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合，可对流经此处的水流再次氧化。扩大器7底部通过扩大器支撑架10支撑，可使其固定于污水池内，出水管5通过扩大器连接条8与扩大器7连接，使两者连成整体，且中间具有一定的间距，其间距可根据整体装置的大小不同而设定。当水流从出水管5喷出时，由于扩大器7入口大于出水管5出口，流量被大幅放大，且同时由于此时水流并非在封闭的空腔内运动，其吸能的作用会使其将周围的水卷入，在水中形成庞大的循环水流，可产生较强的曝气增氧效果。
本实用新型工作过程：
当污水从射流口2射入混气窒3内时，由于负压作用，进气管4不断吸入空气，使水与空气充分混合而形成微小气泡，形成气液混合流，进行乳化反应，促进了氧分子的扩散作用，加速了溶氧过程。经出水管5高速喷出的气液混合体强制通过磁环6产生的强磁区，当气液混合流经一适当聚集的强磁场时，磁力线与水垂直相交，水作为导体将产生一个电动势，这个电动势将使水带上直流正电荷而互相排拆、分离，导致水的表面张力大大降低，从而使水具有溶解性，这样水能溶解更多的可溶解性物质，从而提高了氧在水中的溶解率，进而提高水中溶解氧的饱和度(能提高25％)。当出水管5高速喷出的气液混合体喷向扩大器7时，由于射流卷吸原理，出水管5高速喷出的气液混合体由于遇到水的阻力，外围的水源源不断地被卷吸进入扩大器7，在进入扩大器7的水再进一步气水混合进行二次充氧。在由出水管喷嘴5喷入到扩大器7的距离可为10-20cm，由于扩大器7是长圆筒形设计，空间面积比出水管喷嘴5可大出50倍以上。经磁化和气水混合的水由出水管5喷入到扩大器7时，再进一步乳化增氧后形成均速大水流，由于速度均一的大动量水流，大幅减少了在水中扇面喷射时的动量损失，流量得以大幅度放大，通常可以增量20倍以上，使得在水中营造出的可见水流长度大幅提高数倍，达到100米以上，形成大幅波浪。同时由于出水管5及扩大器7的内壁度有催化剂膜9，当经出水管5高速喷出的气液混合体强制通过磁环6产生的强磁区时，磁力线与水垂直相交，水作为导体将产生一个电动势，激发催化剂膜9进行催化氧化反应，在磁电势下催化剂膜9禁带(valence联合)上的电子吸收电磁波而被激发到导带(传导)上，即在导带上产生带有很强负电性的高活性电子，同时在禁带上产生带正电的空穴(h+)，从而产生具有很强活性的电子--空穴对，形成氧化还原体系。这些电子--空穴对迁移到催化剂膜表面后，与溶解氧及H2O发生作用，最终产生具有高度化学氧化活性的羟基自由基(.OH)和超氧化物离子(superoxide离子)，.OH是强氧化剂，常常可以将有机物完全矿化为CO2和H2O。同时，空穴本身也可夺取吸附在催化剂膜9表面的有机污染物中的电子，且对氧化物的氧化作用具有广谱性，OH自由基的电子亲和能力可达到569.3kj，容易攻击高电子云密度的有机分子部位，更进一步氧化的中间产物，形成氧化还原体系，实现对污水水中消毒副产物的烃、卤代有机物(包括卤代脂肪烃、卤代羧酸、卤代芳香烃)、羧酸、表面活性剂、含氮有机物、有机磷等有机物，以及有毒金属离子等无机物等达到完全无机化，实现去除如剩余农药、氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等污染物的催化氧化过程，以达到杀菌、灭藻及去除部分BOD(生物需氧量)、COD(化学需氧量)、SS(悬浮物)的目的。经过上述一连串过程及反应，从而使人工造流、曝气增氧和杀菌净化水质等三种功能同时完成，达到了本实用新型的设计目的。

Claims (7)

1、一种造流曝气灭藻装置，其特征在于：包括混气室(3)、扩大器(7)，所述混气室(3)入口设有射流口(2)，其上装有进气管(4)，出口与出水管(5)连通，且通过扩大器连接条(8)与扩大器(7)连接。
2、根据权利要求1所述的造流曝气灭藻装置，其特征在于：所述出水管(5)外表面套有至少一个磁环(6)。
3、根据权利要求1或2所述的造流曝气灭藻装置，其特征在于：所述射流口(2)为入口大于出口之锥形门。
4、根据权利要求1或2所述的造流曝气灭藻装置，其特征在于：所述扩大器(7)内壁镀有催化剂膜(9)，该催化剂膜(9)主要成份为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合。
5、根据权利要求1或2所述的造流曝气灭藻装置，其特征在于：所述出水管(5)与扩大器(5)为同一中心线上之同心筒体，扩大器(7)入口大于出水管(5)出口。
6、根据权利要求1或2所述的造流曝气灭藻装置，其特征在于：所述出水管(5)内壁镀有催化剂膜(9)，该催化剂膜(9)主要成份为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合。
7、根据权利要求5所述的造流曝气灭藻装置，其特征在于：所述扩大器(7)内壁镀有催化剂膜(9)，该催化剂膜(9)主要成份为纳米二氧化钛及纳米铁粉的组合。
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