專利名稱：高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理的新裝置，特別是一種高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置。
背景技術(shù)：
目前污水處理采用的常規(guī)曝氣充氧法，曝氣時(shí)存在著氣泡大(1至10毫米級(jí))、對(duì)水體振動(dòng)大、上升速度快、充氧效率低等不足。當(dāng)氣泡直徑小到微納米級(jí)時(shí)它的比表面、面積是常規(guī)(毫米級(jí))氣泡的幾萬倍，因此對(duì)水體振動(dòng)小、上升速度慢、能把更多的氣體釋放到污水中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，它促進(jìn)并提高了污水處理過程中的曝氣充氧，使充氧效率提高。本發(fā)明把吸氣裝置、氣體進(jìn)入泵中后還能正常工作的離心泵、氣水混合蓄能器、寬逢隙超微米氣泡噴頭和可反沖洗的過濾系統(tǒng)五個(gè)部分組合在一起實(shí)現(xiàn)上述的本發(fā)明目的。本發(fā)明技術(shù)方案如下
一種高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，有一離心泵，特征在于所述離心泵的進(jìn)水口上安裝一個(gè)吸氣裝置，吸氣裝置的另一端經(jīng)由進(jìn)水管與過濾系統(tǒng)相聯(lián)；在吸氣裝置內(nèi)腔中位于液流通道上裝設(shè)一個(gè)進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥，在泵的進(jìn)水口與泵葉之間的負(fù)壓區(qū)段裝有固定在吸氣裝置側(cè)壁并與外部相通的吸氣管形成自吸氣的離心泵，依靠泵葉的高速旋轉(zhuǎn)作用對(duì)進(jìn)入的氣體和水體進(jìn)行剪切，把吸入的氣體強(qiáng)制混入水中得到初級(jí)氣水混合液；該初級(jí)氣水混合液送入一個(gè)氣水混合蓄能器內(nèi)頂部，所說氣水混合蓄能器內(nèi)的3/5上部空間為氣體，下部裝氣水混合液，氣水混合蓄能器下部連接縫隙寬度1. 2^2. 3mm的寬逢隙超微米氣泡噴頭，微納米級(jí)氣泡噴頭安裝在需要曝氣的污水水底制造超微米氣泡，超微米氣泡把自身所攜帶的氣體釋放到污水中曝氣充氧，保持污水中的溶解氧在2. 5mg/L^5mg/L之間。所說的吸氣管上裝有一個(gè)吸氣量調(diào)節(jié)閥，通過吸氣量調(diào)節(jié)閥控制吸入離心泵的空氣按體積比為89Γ12%。所說的過濾系統(tǒng)通過反沖洗進(jìn)水管另外連接大流量反沖洗專用泵，反沖洗流量大于正向流量的六倍以上。所說的離心泵泵葉作150(T3000r/min高速旋轉(zhuǎn)。所說的氣水混合蓄能器是一豎起設(shè)置的氣水混合筒。地球空氣中大約含有體積為20. 947%的以單質(zhì)形式存在的氧氣。當(dāng)人工制造的用空氣制成的氣泡進(jìn)入污水中，氣泡把自身所攜帶的氣體釋放到污水中曝氣充氧，促使污水中有益微生物大量繁殖、抑制有害微生物繁殖，因此對(duì)改善污水水體有重大作用。通過污水充氧試驗(yàn)證明，本發(fā)明提供的一臺(tái)帶單微米氣泡噴頭的充氧裝置，在廣3分鐘時(shí)間能使1立方米污水中的溶解氧從=0. 5 mg/L提高到3 7mg/L以上，用本發(fā)明提供的裝置能夠高效、節(jié)能處理污水，促使污水復(fù)清。


圖1是本發(fā)明的示意圖。圖中各構(gòu)件標(biāo)號(hào)1、過濾網(wǎng)，2、可反沖洗的過濾器，3、反沖洗進(jìn)水管，4、已處理的復(fù)清水進(jìn)水管，5、吸氣裝置，6、進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥，7、負(fù)壓區(qū)，8、吸氣管，9、吸氣量調(diào)節(jié)閥，10、空氣進(jìn)氣口，11、泵葉，12、離心泵體，13、導(dǎo)葉，14、初級(jí)氣水混合液，15、氣水混合蓄能器，16、氣體，17、氣水混合液，18、寬逢隙超微米氣泡噴頭。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以下結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明
一、本發(fā)明提出的高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置的工作環(huán)境是污水處理，污水中含有大量懸浮物。必須避免大顆粒懸浮物進(jìn)入設(shè)備中，保證過濾器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。污水由過濾網(wǎng)1過濾后進(jìn)入到可反沖洗的過濾器2，當(dāng)污水通過過濾網(wǎng)時(shí)、懸浮物被阻擋在過濾網(wǎng) 1外，不可能進(jìn)入設(shè)備中。經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間使用，抽吸過濾、懸浮物必然堵塞在過濾網(wǎng)外，為了避免過濾網(wǎng)被懸浮物堵塞，本設(shè)計(jì)采用大流量反沖洗專用泵，連接一根反沖洗進(jìn)水管3對(duì)過濾器中的過濾網(wǎng)進(jìn)行定時(shí)、輪換自動(dòng)反沖洗控制。反沖洗流量大于正向所需流量六倍以上，確保有足夠的清潔水從過濾器內(nèi)部反向沖向外部，沖洗粘附在過濾器上外部的粘附物、始終保持過濾器具有設(shè)定的通流面積，保證主機(jī)高效穩(wěn)定工作，沖洗與定時(shí)時(shí)間可根據(jù)工況設(shè)定，需要反沖洗時(shí)來自大流量反沖洗專用泵的反沖洗水從反沖洗進(jìn)水管3中進(jìn)入過濾器2，在沖洗時(shí)段主機(jī)可不間斷工作，為全自動(dòng)控制奠定了基礎(chǔ)，形成可反沖洗的過濾系統(tǒng)。二、吸氣裝置裝設(shè)在離心泵的進(jìn)水部位，并在內(nèi)部安裝進(jìn)入泵的進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥6 調(diào)節(jié)進(jìn)水流量。在泵的進(jìn)水口和泵葉進(jìn)口之間形成一定的負(fù)壓區(qū)7，該負(fù)壓段安裝吸氣管 8，吸氣管上安裝可控或固定的吸氣量調(diào)節(jié)閥9，控制從空氣進(jìn)氣口 10吸入的空氣，使泵形成自吸氣系統(tǒng)。三、一般離心式泵如有氣體進(jìn)入都會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致泵流量與揚(yáng)程降低、效率低、壽命短，嚴(yán)重的還造成泵不能工作。本發(fā)明把泵葉的入口角減小、加大入口寬度和導(dǎo)葉的導(dǎo)入角，避免氣蝕的發(fā)生。當(dāng)氣體與水進(jìn)入離心泵中，利用泵葉的高速旋轉(zhuǎn)作用對(duì)氣體和水體進(jìn)行剪切，把吸入的氣體強(qiáng)制混入水中形成初級(jí)氣水混合液14。采用的離心泵為立式離心泵、多級(jí)泵或潛水離心多級(jí)泵。吸氣裝置由進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥6、負(fù)壓區(qū)7、吸氣管8、吸氣量調(diào)節(jié)閥9、空氣進(jìn)氣口 10組成，在吸入已處理的復(fù)清水的同時(shí)從空氣進(jìn)氣口 10吸入空氣。離心泵的泵葉11形成的壓力水進(jìn)入導(dǎo)葉13，由于導(dǎo)葉13為多葉片定子，泵葉是多葉片轉(zhuǎn)子，因而它們之間對(duì)壓力水有強(qiáng)力剪切、攪拌作用，并把離心力轉(zhuǎn)化成為壓力，使水壓達(dá)到0. 35MPa以上，獲得初級(jí)氣水混合液，通過輸送管道把初級(jí)氣水混合液送入氣水混合蓄能器15。四、氣水混合蓄能器15是一豎起設(shè)置的氣水混合筒，在混合筒內(nèi)部，上部有3/5 的空間被空氣16占有，當(dāng)氣與水進(jìn)入混合蓄能器內(nèi)時(shí)，水為噴射狀態(tài)，噴射狀態(tài)的水碰到蓄能器壁上成為瀑雨，在近3/5的空間從氣體16中落下，氣與水進(jìn)一步混勻成為氣水混合液17并蓄能。把含氣率超過8%的氣水混合液17送入寬逢隙超微米氣泡噴頭18。
五、寬逢隙超微米氣泡噴頭是在中國(guó)專利ZL200820080920.9、名稱為“一種旋切式釋放器”基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)。原設(shè)計(jì)為了保持液體釋放前的壓力差，釋放縫隙都較小， 容易被堵塞，是一大缺點(diǎn)。本發(fā)明提供的寬逢隙超微米氣泡噴頭18，把來自氣水混合蓄能器15的氣水混合液17強(qiáng)行送入寬逢隙超微米氣泡噴頭18，在超微米氣泡噴頭18中，氣水混合液17的最高流速3 50m/s，寬逢隙超微米氣泡噴頭利用壓力水形成高速液流，制造兩股壓力相對(duì)高的含氣水，在超微米氣泡噴頭18內(nèi)部制造液體沖擊、促使液流互相碰撞激發(fā)，產(chǎn)生粉碎膨脹的效果，并使高壓的、被粉碎的含氣液流上下串動(dòng)造成液體阻力。工作流程當(dāng)已被復(fù)清的一般清水進(jìn)入離心泵12前，先從過濾網(wǎng)1經(jīng)過，進(jìn)入可反沖洗的過濾系統(tǒng)2，再通過已處理的復(fù)清水進(jìn)水管4進(jìn)入吸氣裝置，水在泵的進(jìn)水口和泵葉之間形成負(fù)壓區(qū)7，吸氣管8吸入氣體比例為89Γ12%的空氣，可用吸氣控制閥9 控制。氣水同時(shí)進(jìn)入泵葉11。泵葉11作150(T3000r/min高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力后轉(zhuǎn)化為氣水的壓力。導(dǎo)葉13為多葉片定子，多葉片定子與泵葉11之間形成強(qiáng)力剪切、攪拌作用，獲得初級(jí)氣水混合液14，并把離心力轉(zhuǎn)化成為壓力，達(dá)到0.35MPa以上，把初級(jí)氣水混合液14送入氣水混合蓄能器15，在氣水混合蓄能器15內(nèi)氣與水進(jìn)一步混勻，氣水混合蓄能器15內(nèi)有近3/5的空間被空氣占有，在壓力下空氣成為蓄能的彈性體。把含氣率超過8%氣水混合液送入寬逢隙超微米氣泡噴頭18中，在超微米氣泡噴頭18的加速口中最高流速3 50M/S，當(dāng)此高壓的含氣激流向外釋放，產(chǎn)生粉碎膨脹的效果，并使高壓的、 被粉碎的、含氣液體，通過交錯(cuò)的鋸齒槽，迫使液流上下串動(dòng)造成繁流液阻，固此縫隙適當(dāng)擴(kuò)大后，升高的壓力得以保持，當(dāng)此高壓的含氣激流到達(dá)環(huán)形釋放槽時(shí)空間突然擴(kuò)大、 壓力突降，此現(xiàn)象類似爆米花。氣水混合液中被壓縮的氣體產(chǎn)生爆炸，內(nèi)外壓差越大爆炸效果越好，爆炸等于萬倍以上的膨脹，因此當(dāng)它從剪切過渡孔中噴出時(shí)再次受到剪切而產(chǎn)生出微納米級(jí)的氣泡。微納米級(jí)氣泡噴頭安裝在需要曝氣的污水中并在水底制造超微米氣泡，超微米氣泡把自身所攜帶的氣體釋放到污水中曝氣充氧，微米級(jí)氣泡曝氣充氧與毫米級(jí)氣泡曝氣相比溶氣效率提高百倍以上，本裝置可以使污水中的溶解氧提高到2. 5mg/L^5mg/L以上。原理如下當(dāng)溶氣量一定時(shí)，氣泡的總面積與其直徑的平方成反比，因此微米級(jí)氣泡的總面積與毫米級(jí)氣泡相比至少增大了幾千倍，密集度則增大了幾萬倍。試驗(yàn)證明微氣泡的直徑越小，在水中的上升速度越慢，在水中釋放溶解氣體的能力越強(qiáng)，這可以用界面能理論來解釋，當(dāng)微氣泡的總面積呈幾何數(shù)增加時(shí)，則等效于水中氣、水兩相總屆面呈幾何數(shù)增加，于是在密集的氣泡上升過程中，氣泡直徑越細(xì)小其密集度越高，促使微氣泡在水中的上升速度越慢，停留時(shí)間越長(zhǎng)，因此形成的微氣泡來不及上升到水面而已被迫在水中把84、0%的氣體溶入水中，達(dá)到往水中高效率曝氣、用物理的方法在水中增加溶解氧濃度的目的。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，有一離心泵，其特征在于所述離心泵的進(jìn)水口上安裝一個(gè)吸氣裝置，吸氣裝置的另一端經(jīng)由進(jìn)水管與過濾系統(tǒng)相聯(lián)；在吸氣裝置內(nèi)腔中位于液流通道上裝設(shè)一個(gè)進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥，在泵的進(jìn)水口與泵葉之間的負(fù)壓區(qū)段上裝有固定在吸氣裝置側(cè)壁并與外部相通的吸氣管，構(gòu)成的自吸氣離心泵，依靠泵葉的高速旋轉(zhuǎn)作用對(duì)進(jìn)入的氣體和水體進(jìn)行剪切，把吸入的氣體強(qiáng)制混入水中得到初級(jí)氣水混合液；該初級(jí)氣水混合液送入一個(gè)氣水混合蓄能器內(nèi)部，所說氣水混合蓄能器內(nèi)的3/5上部空間為氣體，下部空間裝有氣水混合液，氣水混合蓄能器下部連接縫隙寬度2 3mm的寬逢隙超微米氣泡噴頭，微納米級(jí)氣泡噴頭安裝在需要曝氣的污水水底制造超微米氣泡，超微米氣泡把自身所攜帶的氣體釋放到污水中曝氣充氧，保持污水中的溶解氧在2. 5mg/L^5mg/ L之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，其特征在于所說的吸氣管上裝有一個(gè)吸氣量調(diào)節(jié)閥，通過吸氣量調(diào)節(jié)閥控制吸入離心泵的空氣按體積比為8%~12%o
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，其特征在于所說的吸氣裝置另一端連接一個(gè)可反沖洗的過濾系統(tǒng)，過濾系統(tǒng)通過反沖洗進(jìn)水管另外連接大流量反沖洗專用泵，反沖洗流量大于正向流量的六倍以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，其特征在于所說的離心泵泵葉作150(T3000r/min高速旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，其特征在于所說的氣水混合蓄能器是一豎起設(shè)置的氣水混合筒。
全文摘要
一種高效節(jié)能超微米氣泡曝氣充氧裝置，把吸氣裝置、氣體進(jìn)入泵中后還能正常工作的離心泵、氣水混合蓄能器、寬逢隙超微米氣泡噴頭和可反沖洗的過濾系統(tǒng)五個(gè)部分組合在一起，所述離心泵的進(jìn)水口上安裝吸氣裝置，吸氣裝置的與過濾系統(tǒng)相聯(lián)；在吸氣裝置側(cè)壁有與外部相通的吸氣管，依靠泵葉的高速旋轉(zhuǎn)作用,把吸入的氣體強(qiáng)制混入水中得到氣水混合液；氣水混合液送入一個(gè)氣水混合蓄能器內(nèi)部，氣水混合蓄能器下部連接縫隙寬度2~3mm的寬逢隙超微米氣泡噴頭，微納米級(jí)氣泡噴頭安裝在需要曝氣的污水水底制造超微米氣泡，超微米氣泡把自身所攜帶的氣體釋放到污水中曝氣充氧，保持污水中的溶解氧在2.5mg/L~5mg/L。
文檔編號(hào)C02F7/00GK102219315SQ20111016890
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者徐佳蕊 申請(qǐng)人:昆明迪波泵業(yè)有限公司