本發(fā)明涉及曝氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種零能耗充氧裝置。

背景技術(shù)：

我國是農(nóng)業(yè)人口大國，農(nóng)村地域遼闊，人口達七億多人，每天產(chǎn)生生活污水數(shù)千萬噸，而且各村莊皆缺乏專門的污水收集處理設(shè)施，僅部分住戶建有化糞池或沼氣池系統(tǒng)對生活污水進行簡單的發(fā)酵處理，大部分居民習慣于將生活污水隨意排放。污水不經(jīng)處理，直接流入附近的溪河，加劇水體污染，對周邊環(huán)境構(gòu)成不利影響，并威脅周邊群眾的身體健康。因此，重視與加強農(nóng)村地區(qū)的水污染治理工作，是改善和提高當前農(nóng)村人居環(huán)境工作中最重要的工作之一。

好氧生物處理系統(tǒng)是新農(nóng)村污水處理中最常用的一種處理技術(shù)。好氧生物處理法就是人為通過適當設(shè)備向生化曝氣池中通入空氣，向污水輸氧?？諝獾谋M可能細化，可保證微生物能充分與溶解氧接觸解。通過菌種和微生物的好氧生物作用把污水中的大部分有機物充分氧化分解為無污染的二氧化碳、水等物質(zhì)，少部分合成為細胞物質(zhì)，促使微生物增長，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以凈化排放，但此種方法都需要進行曝氣處理，現(xiàn)在有曝氣方法有很多，比如，壓縮空氣擴散曝氣法、低速表面曝氣法等，但這些方法都需要動力，而且，不可避免的出現(xiàn)機械故障，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了利用入水口和蓄水池的高度差自動曝氣的裝置，但這種裝置無法拆卸，曝氣效率不高，曝氣時間較短，無法達到高效的充氧效率，好氧微生物無法生長，不利于微生物對有機物進行充分的好氧分解，污水處理效果不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種零能耗充氧裝置，提高曝氣效率，有利于微生物對有機物進行充分的好氧分解，提高污水處理效果，占地面積小，管理方便，成本低廉，利用自然高差實現(xiàn)無動力運行，節(jié)省電耗。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種零能耗充氧裝置，包括殼體、中心軸、錐形過水裝置和孔洞曲面裝置，殼體的頂部設(shè)有進水管，殼體的底部設(shè)有出水管，中心軸豎直設(shè)置于殼體內(nèi)，中心軸的兩端分別與殼體的頂板和底板連接固定，錐形過水裝置和孔洞曲面裝置由上至下依次套裝于中心軸上，孔洞曲面裝置的側(cè)壁上分布有多個孔洞，殼體底部的出水管設(shè)置于孔洞曲面裝置的一側(cè)，進水管和錐形過水裝置之間設(shè)有過水篩。

按上述技術(shù)方案，錐形過水裝置包括正過水錐和反過水錐，正過水錐和反過水錐的個數(shù)均為一個或多個，正過水錐和反過水錐交替分布于中心軸上，正過水錐的尖端朝上設(shè)置，反過水錐的尖端朝下設(shè)置，反過水錐的底面直徑大于正過水錐的底面直徑，反過水錐的下端沿周向均勻間隔分布有數(shù)個過水孔。

按上述技術(shù)方案，正過水錐和反過水錐均為圓錐殼體結(jié)構(gòu)。

按上述技術(shù)方案，正過水錐和反過水錐分別與中心軸之間設(shè)有密封環(huán)。

按上述技術(shù)方案，正過水錐的外表面和反過水錐的內(nèi)表面上由內(nèi)至外設(shè)有數(shù)圈劃水板。

按上述技術(shù)方案，劃水板為橫截面為三角形的階梯狀臺階結(jié)構(gòu)。

按上述技術(shù)方案，相鄰兩條劃水板之間的間隔相同。

按上述技術(shù)方案，反過水錐的底邊外圈設(shè)有擋水板。

按上述技術(shù)方案，錐形過水裝置包括兩個正過水錐和一個反過水錐，反過水錐設(shè)置于兩個正過水錐之間。

按上述技術(shù)方案，中心軸為伸縮套管結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、污水由于過水篩呈水滴狀拍打進入錐形過水裝置，延長污水與空氣接觸時間，擴大污水與空氣接觸面積，達到充分曝氣目的，錐形過水裝置使得污水通過重力沿圓周從各角度流下，使得曝氣效率更高，孔洞曲面裝置，使污水沿曲面壁流下，經(jīng)過孔洞，孔洞邊緣將水流打破，污水與外部空氣進行傳質(zhì)作用，數(shù)千個孔洞使傳質(zhì)次數(shù)成指數(shù)倍增長，達到充分曝氣的目的，有利于微生物對有機物進行充分的好氧分解，提高污水處理效果，占地面積小，管理方便，成本低廉，利用自然高差實現(xiàn)無動力運行，節(jié)省電耗。

2、通過多個正過水錐和反過水錐交錯成對分布，延長污水通過重力落下路程，并沿圓周反復(fù)流轉(zhuǎn)，從各角度流下，提高曝氣效率，并且劃水板能打破流下的水面，造成湍流，從而破壞液膜，降低擴張阻力，延長污水與空氣接觸的時間，達到充分曝氣的目的，可根據(jù)需要適當增加或減少過水裝置的數(shù)量，拆裝、運輸方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中零能耗充氧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的K局部視圖；

圖中，1-殼體，2-中心軸，3-孔洞曲面裝置，4-過水篩，5-篩孔，6-進水管，7-出水管，8-正過水錐，9-反過水錐，10-過水孔，11-劃水板，12-孔洞，13-擋水板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

參照圖1～圖2所示，本發(fā)明提供的一個實施例中的零能耗充氧裝置，包括殼體1、中心軸2、錐形過水裝置和孔洞曲面裝置3，殼體1的頂部設(shè)有進水管6，殼體1的底部設(shè)有出水管7，中心軸2豎直設(shè)置于殼體1內(nèi)，中心軸2的兩端分別與殼體1的頂板和底板連接固定，錐形過水裝置和孔洞曲面裝置3由上至下依次套裝于中心軸2上，殼體1底部的出水管7設(shè)置于孔洞曲面裝置3的一側(cè)，孔洞曲面裝置3的側(cè)壁上設(shè)有多個孔洞12，進水管6和錐形過水裝置之間設(shè)有過水篩4。

首先通過進水管6引水，混合液經(jīng)過水篩4呈水滴狀打在正過水水錐表面，并經(jīng)過三組正反過水水椎后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過空洞與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進行傳質(zhì)，最終落入殼體1底部，并通過出水管7排出。經(jīng)數(shù)組錐形過水裝置后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過孔洞12與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進行傳質(zhì)，最終實現(xiàn)充氧的目的。

進一步地，錐形過水裝置包括正過水錐8和反過水錐9，正過水錐8和反過水錐9的個數(shù)均為一個或多個，正過水錐8和反過水錐9交替分布于中心軸2上，正過水錐8的尖端朝上設(shè)置，反過水錐9的尖端朝下設(shè)置，反過水錐9的底面直徑大于正過水錐8的底面直徑，反過水錐9的下端沿周向均勻間隔分布有數(shù)個過水孔10。

進一步地，錐形過水裝置的最上層即可是正過水錐8也可以是反過水錐9，同樣錐形過水裝置最下端與孔洞曲面裝置3對接的即可是正過水錐8也可以是反過水錐9，錐形過水裝置可以根據(jù)中心軸的長度和殼體的高度，增加相應(yīng)數(shù)量的正過水錐和反過水錐。

進一步地，正過水錐8和反過水錐9均為圓錐殼體1結(jié)構(gòu)，正過水錐8和反過水錐9分別與中心軸2之間設(shè)有密封環(huán)。

進一步地，正過水錐8的外表面和反過水錐9的內(nèi)表面上沿母線方向由圓內(nèi)至外設(shè)有數(shù)圈劃水板11。

進一步地，劃水板11為橫截面為直角三角形的階梯狀臺階結(jié)構(gòu)。

進一步地，相鄰兩條劃水板11之間的間隔相同。

進一步地，反過水錐9的底邊外圈設(shè)有垂直的擋水板13。

進一步地，中心軸2為伸縮套管結(jié)構(gòu)；套接點設(shè)置于正過水錐8與反過水錐9之間，由此調(diào)節(jié)多組錐形過水裝置之間和正過水錐8與反過水錐9之間的間距，從而達到控制水流流速的效果。

進一步地，錐形過水裝置包括兩個正過水錐8和一個反過水錐9，反過水錐9設(shè)置于兩個正過水錐8之間。

進一步地，過水篩4上設(shè)有多個篩孔5，篩孔5的直徑為1.5mm～2.5mm。

進一步地，篩孔5的直徑為2mm。

進一步地，中心軸2的兩端分別通過軸承與殼體1的頂板和底板連接固定。

進一步地，孔洞曲面裝置3為無蓋罐體，罐體的側(cè)壁上分布有多個孔洞。

本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明的工作原理：

如圖1所示，一種零能耗充氧裝置，設(shè)置在有落差的入水口和出水口間，包括殼體1、中心軸2、數(shù)組圓錐形過水裝置和孔洞曲面裝置3，中心軸2上下兩端與殼體1的頂板和底板均通過軸承相連，孔洞曲面裝置3底部旁側(cè)設(shè)有出水管7，數(shù)組圓錐形過水裝置沿中心軸2間隔設(shè)置，倒圓錐邊設(shè)有擋水板13，頂板上部分設(shè)置有篩孔5的過水篩4，好氧池頂部與進水管6相連，原水通過過水篩4后由水滴狀自由落體擊打在圓錐形過水裝置上。

圓錐形過水裝置包括正過水錐8和反過水錐9，正過水錐8和反過水錐9均為圓錐殼體結(jié)構(gòu)，正過水錐8尖端朝上設(shè)置，反過水錐9尖端朝下設(shè)置，正過水錐8、反過水錐9的尖端均穿過旋轉(zhuǎn)中心軸2，并通過密封環(huán)密封相連，反過水錐9的底面直徑大于正過水錐8的底面直徑，反過水錐9的下部沿周向均勻間隔設(shè)有數(shù)個過水孔10。

正過水錐8的外表面上和所述反過水錐9的內(nèi)表面上沿母線方向均勻間隔設(shè)有數(shù)圈劃水板11，劃水板11為齒尖朝上的階梯狀結(jié)構(gòu)，相鄰的兩圈劃水板11的高度相同，當原水水滴以一定速度擊打在劃水板11上，水滴四濺，并由重力作用流過正過水錐8、反過水錐9時，能分布在表面上，厚度變薄，劃水板11能打破流下的水流，造成湍流，從而破壞液膜，降低擴張阻力，延長污水與空氣接觸的時間，到達充分充氧的目的。

混合液經(jīng)三組正反過水水椎后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過孔洞12與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進行傳質(zhì)，最終實現(xiàn)充氧的目的。

中心軸2為伸縮套管結(jié)構(gòu)，由此控制過水裝置之間正過水錐8、反過水錐9之間的間距，從而達到控制水流流速的效果。

采用本裝置充氧時：首先通過進水管6向好氧池內(nèi)引水，混合液經(jīng)過水篩4呈水滴狀打在正過水水錐表面，并經(jīng)過三組正反過水水椎后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過空洞與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進行傳質(zhì)，最終落入殼體1底部，并通過出水管7排出。

實施例1

取30L高度水樣，將水樣引入集水箱進行第一道匯集，調(diào)控進入裝置的水量在恒定值，調(diào)節(jié)中心軸2長度為150cm，水樣經(jīng)過過水篩形成有初速度的水滴團打向鋪有凸棱的正過水錐8外表面，流經(jīng)正過水錐8外表面外側(cè)，自正過水錐8外表面外緣流出，流入反過水錐9內(nèi)側(cè)，水樣經(jīng)過水孔10流出至第二組過水裝置，過水孔10孔徑為2mm，與相鄰孔間隔1cm，呈圓周布置，水樣流經(jīng)兩組正反布置的過水裝置后，沿孔洞曲面裝置3流下，匯集于殼體1底部，由殼體1底部出水管7引出。

實施例2

取30L中度水樣，將水樣引入集水箱進行第一道匯集，調(diào)控進入裝置的水量在恒定值，調(diào)節(jié)中心軸2長度為100cm，水樣經(jīng)過過水篩4形成有初速度的水滴團打向鋪有凸棱的正過水錐8外表面，流經(jīng)正過水錐8外表面外側(cè)，自正過水錐8外表面外緣流出，流入反過水錐9內(nèi)側(cè)，水樣經(jīng)過水孔10流出至第二組過水裝置，過水孔10孔徑為2mm，與相鄰孔間隔1.5cm，呈圓周布置，水樣流經(jīng)兩組正反布置的過水裝置后，沿孔洞曲面裝置3流下，匯集于殼體1底部，由殼體1底部出水管7引出。

實施例3

取30L低度水樣，將水樣引入集水箱進行第一道匯集，調(diào)控進入裝置的水量在恒定值，調(diào)節(jié)中心軸2長度為50cm，水樣經(jīng)過過水篩4形成有初速度的水滴團打向鋪有凸棱的正過水錐8外表面，流經(jīng)正過水錐8外表面外側(cè)，自正過水錐8外表面外緣流出，流入反過水錐9內(nèi)側(cè)，水樣經(jīng)過水孔10流出至第二組過水裝置，過水孔10孔徑為2mm，與相鄰孔間隔2cm，呈圓周布置，水樣流經(jīng)兩組正反布置的過水裝置后，沿孔洞曲面裝置3流下，匯集于殼體1底部，由殼體1底部出水管7引出。

以上實施例中預(yù)處理工藝前后效果對比如下表所示

以上的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護范圍。