气喷动引射曝气器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种气喷动引射曝气器，应用在生物接触氧化法污水处理过程，是一种用于多相（气－液相、气－液－固相）接触、混合的元件，包括：喷嘴１、吸液室２、混合室３、扩散室４、分散挡板５。在生物接触氧化好氧生物法污水处理过程应用本实用新型专利技术实现微生物降解有机物的溶氧曝气过程，可替代目前一些已在应用的溶氧曝气器，具有结构简单、加工容易，维护方便的特点，同时也具备较高的氧转移系数和较低的能量消耗。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于化工机械领域，是污水处理设备中一种用于多相(气-液相、气-液-固相)接触、混合的元件，具体涉及一种气喷动引射曝气器。技术背景目前，国内外的污水(工业污水和生活污水)达标处理过程中几乎全部用到了好 氧生物法这一工艺，该工艺原理是采用某种方式对废水进行充氧和搅拌，即将空气与污水 接触混合，使空气中的氧气溶解在水中，在溶解氧存在的条件下，微生物使污水中有害物质 降解，该工艺中关键设备是气_液相混合元件，衡量该元件性能的关键参数是氧转移系数， 这些元件一般称为溶氧曝气器。曝气器的型式很多，如微气泡式、中气泡式、大气泡式、水力 剪切力式等等。上述类型的曝气器在各具特点的同时又存在着各自不同的缺点，如前面提 到各种气泡式曝气器(微气泡式、中气泡式、大气泡式)是用机械开孔或是烧制的办法在元 件上形成孔道，通过这些孔道将气相分散到液相中，在这一类曝气器中，微气泡式气液相间 接触面积大、氧转移系数较大(0. 12 0. 14)，但压力损失大，易损坏，微细的孔道易阻塞， 通入的空气需要预先进行除尘等处理；中气泡式、大气泡式虽然克服了微气泡式曝气器的 弱点，但氧转移系数较小，一般在0. 07 0. 09之间。属于水力剪切力式的射流曝气器是以 水为工作介质，采用循环泵为水提供动能以产生剪切力，利用水的剪切力使空气分散到废 水中。射流曝气器克服了微孔曝气器存在易损、阻塞问题，与中气泡式、大气泡式类曝气器 相比也具有较高的氧转移系数，但能量消耗大、运行费用高是射流曝气器的缺点。
技术实现思路
为了克服上述类型曝气器的不足，本技术提出了一种气喷动引射曝气器，该 气喷动引射曝气器在同等能量消耗下具有较高的氧转移系数，同时具有不易阻塞，使用维 护简便的特点。 本技术提出的气喷动引射曝气器的技术方案如下 —种气喷动引射曝气器，自下而上依次包括五个功能结构喷嘴1、吸液室2、混合 室3、扩散室4和分散挡板5，喷嘴1、吸液室2、混合室3、扩散室4相连通。Dl-D5分别代表 相应各结构直径。L0-L5分别代表以下各结构的长度喷嘴1长度L0、吸液室2长度Ll、混 合室3长度L2+L3、扩散室4长度L4、分散挡板5距扩散室4出口距离L5。混合室3分两部 分，上部(长度L3)为柱状，下部(长度L2)呈向下放射状，其锥壳半顶角角度为a 。扩散 室4呈向上放射状，其锥壳半顶角角度为13。喷嘴1设置在吸液室2内部，处于轴向中心位 置，开口指向上方，并伸入混合室3，即L。大于;吸液室2上部依次连接混合室3和扩散室 4 ;扩散室4上端设有分散挡板5，分散挡板5位于距扩散室4出口 、高度为L5处；扩散室4 与分散挡板5采用"拉筋"的方式(也可采用管状物及锥管状物开孔方式)连接；分散挡板 5的开孔率为5 40%，其型式包括但不限于平板，还可以如曲面板、板内开孔以及板的边 缘加装"锯齿"状结构。 本技术的气喷动引射曝气器具有以下特定的尺寸特征 1、喷嘴1的长度L0、吸液室2的长度Ll、混合室3的长度L2+L3、扩散室4的长度 L4、分散挡板5距扩散室4出口距离L5的各尺寸比例范围如下1 : 0.5 0.95 : l io : i ioo : i ioo : i 50。其中，混合室3上部长度L3与混合室3下部长度L2的比例范围为12 28 : 1。 2、混合室3下部的锥壳半顶角角度为，r《a《30° ，扩散室4的锥壳半顶角角度为，r《e《30° 。 3、喷嘴1开口的直径Dl、吸液室2的直径D2、混合室3上部的直径D3、扩散室4 的出口直径D4、分散挡板5的直径D5的尺寸比例范围如下1 : 3 20 : 1 5 : l io : i 20。 4、吸液室2的侧壁开孔、形成一种"笼状"结构，吸液室2内部与外部的连通部分 的面积与隔离部分(即内部与外部的未连通部分)面积的比例为10% 90%，扩散室4 与分散挡板5之间"拉筋"部位(也可采用管状物及锥管状物开孔方式)的内部与外部的 连通部分的面积与隔离部分(即内部与外部的未连通部分)面积的比例为10% 90%。 本技术提出的气喷动引射曝气器可以用于工业污水及生活污水处理场合中 生物接触氧化好氧工艺溶氧曝气过程，可替代目前一些已在应用的溶氧曝气器。具体工作 过程如下 在污水处理装置(处理塔或处理池)底部布置一个或多个如图1所示的曝气器 (如图2)，具备一定动能的空气(可由罗茨风机或空压机供给)由喷嘴l喷出与液(固)相 接触，同时与液(固)相撞击剪切而分散，挟带液(固)相形成液(固)气混合相经由吸液 室2、混合室3、扩散室4并撞击分散挡板5完成二次分散后，气相继续上升与静液层接触， 穿过一定高度的静液层后汇入大气。液相连续不断的由吸液室2被气体巻吸破碎后经由吸 液室2、混合室3、扩散室4并撞击分散挡板5完成二次破碎后融入液相主体。 本技术具有以下优点与水力剪切式曝气器不同，气相为工作介质而液相为 引射介质，可以降低运行过程中的能量消耗和成本，并且在特定的工艺过程中，如添加生物 载体的工艺过程，以气相作为工作介质，相间剪切力较小，有效的避免了载体的磨损，同时， 运动部件不接触液固相，运行稳定并使生物附载效果得到改善。与微气泡式曝气器不同的 是工作前空气不需要净化。在气喷动引射曝气器内部，液体和气体均有二次分布及破碎过 程，而一般曝气器仅有一次接触。气喷动引射曝气器中液体环流改变了一般曝气器应用中 出气口以下液体相对静止的状态，实现了部分液体的往复流动。由于具有上述诸多优点，本 技术提出的气喷动引射曝气器能够实现气_液相或气_液_固相的低能耗高效率(低 耗高效)接触混合，具有较高的氧转移系数，可达到O. 14 0. 15之间。同时还具有结构简 单、加工容易、维护方便的优点。附图说明图1为气喷动引射曝纵向剖面示意图。 图2为气喷动引射曝安装及工作原理图。具体实施方式结合以下实例和图2中对气喷动引射曝气器的工作过程进一步描述，但本实用新 型绝非仅限于此。实施方式中对一些参数的测定的过程和数据处理方法为本领域中公知和 公以。 如图l所示，本技术气喷动引射曝气器的结构如下自下而上依次包括五个 功能结构喷嘴1、吸液室2、混合室3、扩散室4和分散挡板5，喷嘴1、吸液室2、混合室3、 扩散室4相连通。混合室3分两部分，上部为柱状，下部呈向下放射状；扩散室4呈向上放 射状。 将图l所示的气喷动引射曝气器安装在一个塔式容器的底部(见如图2)，喷嘴1 的一端连接气源，塔器中注满清水，将本曝气器全部浸没并标记和计量清水体积及温度之 后，将经过校准后水溶解氧测定仪的测量探头插入清水中(图2中没有标示)。将恒定压力 工业品氮气通过喷嘴1连续的通入气喷动引射曝气器，一定时间后通过水溶解氧测定仪记 录水中溶解氧的浓度，之后断开氮气，将气源迅速切换，经过喷嘴1向气喷动引射曝气器通 入具有一定压力和流量的空气，水溶解氧测定仪同步工作记录下不同时刻的水中氧浓度的 瞬时值，通过计算可以获得气喷动引射曝气器的氧转移系数在O. 14 0. 15之间。与微气 泡式曝气器在相同条件下的对照表明，氧转移系数平均值提高11. 5%。其它衡量曝气器性 能的辅助参数，如充氧能力、氧利用率等均是氧转移系数的增函数。权利要求一种气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气喷动引射曝气器，其特征在于：该曝气器自下而上依次设置五个功能结构：喷嘴（１）、吸液室（２）、混合室（３）、扩散室（４）和分散挡板（５），喷嘴（１）、吸液室（２）、混合室（３）、扩散室（４）相连通；混合室（３）分两部分，上部为柱状，下部呈向下放射状；扩散室（４）呈向上放射状。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明昊，周春雨，龙飞，
申请(专利权)人：中国中化股份有限公司，沈阳化工研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]