一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，属污水处理曝气设备领域，本装置由空气压缩机，压缩空气输气管系，水面跃水曝气、水下鼓风曝气和水下搅拌机构组成，水面跃水曝气机构是经压缩空气输气支管串接连通的曝气转斧轮排，通过输气支管与输气干管上部连通，设在水体表面；水下鼓风曝气机构是微孔曝气环管，通过其微孔径向连接管与压缩空气输气干管连通，设在水体中；搅拌机构是经压缩空气输气支管串接连通的搅拌轮排，通过输气支管与输气干管连通，分别设在曝气转斧轮排与微孔曝气环管组之间、上下微孔曝气环管组之间，通过采用一套压缩空气动力源，实现了水体中溶解氧整体性高效同步提升、快速均匀分布，显著提高了曝气效率和能源利用率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置
本技术一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，属污水处理曝气设备领域。
技术介绍
能耗过高是城市污水处理厂运行中存在的主要问题，如何对城市污水处理厂进行节能降耗以减少污水处理成本一直是研究的重点。研究表明城市污水厂的能耗主要集中于污水处理工艺必需的好氧曝气处理环节，该过程能耗一般占污水厂总能耗的80%以上，因此提高好氧曝气处理中曝气器的效率是污水厂实现高效低耗运行的关键。目前用于污水处理的曝气器有两大类:水面跃水曝气器和水下鼓风曝气器。水面跃水曝气器是通过电机驱动其高速转动，跃动表层水体使之腾空跃起形成不同形态的水幕，因水幕下落撞击水体表面而产生多重紊流及大量的气泡，使水体实现曝气增氧。水面跃水曝气器对曝气池表层水面传质效果相对较好，对深层水体传质效果较差，故其曝气效率偏低。水下鼓风曝气器一般安装于水下，压缩空气强制通过水下的鼓风曝气器微孔而形成大量微气泡逸出，该微气泡在水中上升的过程中将其氧传质到水体中实现曝气充氧。水下鼓风曝气器因其产生的微气泡尺寸小、比表面积大、与水体接触时间相对较长，故其界面传质效率较高，但由于微气泡紊动作用较弱，导致传质到曝气池中的溶解氧无法在水体中混合均匀，因此水体中的溶解氧横、纵向分布不均，故其曝气效果较差。由于水面跃水曝气器和水下鼓风曝气器需要不同的动力源，若同时采用这两种装置则需要两套动力系统，而且，水面跃水曝气器和水下鼓风曝气器需要安装在曝气池不同水深处，如何将两者有机结合应用于曝气池中具有较大难度。故现有污水处理技术中，均局限于单一采用水面跃水曝气器或水下鼓风曝气器，并且因忽视水体中溶解氧分布均匀性的问题，基本未采用搅拌机构，导致污水曝气处理过程出现效率低、能耗高的不良状况。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，以提高污水处理中曝气器的传质能力和曝气效果。本技术一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，由空气压缩机，压缩空气输气管系，水面跃水曝气机构，水下鼓风曝气机构和水下搅拌机构组成，压缩空气输气管系由压缩空气输气干管、压缩空气输气支管组成，所述压缩空气输气干管与空气压缩机连接垂直设置在水体；水面跃水曝气机构由曝气转斧轮排组成，所述曝气转斧轮排之曝气转斧轮设有进气孔和驱动气孔，所述曝气转斧轮沿压缩空气输气支管间隔设置，各曝气转斧轮轮心圆管两端分别通过一个旋转法兰经压缩空气输气支管串接连通成排，串接后的压缩空气输气支管两端头封闭；水下鼓风曝气机构由微孔曝气环管组组成，微孔曝气环管组由内外连通的微孔环管和微孔径向连接管组成；水下搅拌机构由搅拌转轮排组成，所述搅拌转轮排之搅拌转轮设有进气孔和驱动气孔，所述搅拌转轮沿压缩空气输气支管间隔设置，各搅拌转轮轮心圆管两端分别通过一个旋转法兰经压缩空气输气支管串接连通成排，串接后的压缩空气输气支管两端头封闭；所述水面跃水曝气机构通过其曝气转斧轮排水平设置的压缩空气输气支管与压缩空气输气干管上部连通，设置在水体表面；水下鼓风曝气机构通过其微孔径向连接管与压缩空气输气干管连通，设置在水体中；水下搅拌机构通过其搅拌转轮排水平设置的压缩空气输气支管与压缩空气输气干管连通，分别设置在曝气转斧轮排与微孔曝气环管组之间、上下微孔曝气环管组之间，如此，即可以空气压缩机提供的压缩空气为动力，驱动水面跃水曝气机构曝气转斧轮强力转动形成水面跃水曝气、向水下鼓风曝气机构微孔曝气环管组鼓风进行水下微孔曝气、同时驱动水下搅拌机构的搅拌转轮有力旋转而搅动水体，从而全面提高曝气效率和传质均匀性。所述组成曝气转斧轮排的曝气转斧轮由轮心圆管和斧形空腔叶片组成，叶片上端封闭，其下端口为进气口与轮心圆管径向间隔连通，驱动气孔按曝气转斧轮转动方向设置在其各斧形叶片的同一侧面排布成列，通过一顺方向的成列驱动气孔驱动曝气转斧轮转动。所述曝气转斧轮之斧形叶片上与驱动气孔列相背侧面设置有跃水尖齿。所述曝气转斧轮轮心圆管两端与压缩空气输气支管连接的旋转法兰的转动接头与曝气转斧轮轮心圆管端部连接，其固定接头与对应压缩空气输气支管连接固定，各曝气转斧轮通过转动接头相对固定接头绕压缩空气输气支管转动。所述组成搅拌转轮排的搅拌转轮由轮心圆管和搅拌方管组成，搅拌方管为空腔且上端封闭，其下端口为进气口与轮心圆管径向间隔连通，驱动气孔按搅拌转轮转动方向设置在各搅拌方管的同一侧面排布成列，通过一顺方向的成列驱动气孔驱动搅拌转轮转动。所述搅拌转轮搅拌方管两侧对称设有搅拌齿，与驱动气孔同侧面的搅拌齿与驱动气孔交错布置。所述搅拌转轮轮心圆管两端与压缩空气输气支管连接的旋转法兰的转动接头与搅拌转轮轮心圆管端部连接，其固定接头与对应压缩空气输气支管连接固定，各搅拌转轮通过转动接头相对固定接头绕压缩空气输气支管转动。所述微孔曝气环管组的各环管为方形或圆形微孔环管，直接连通或经微孔曝气支管连通，与压缩空气输气干管连通的微孔连接管径向设置与中心微孔内环管连通。所述设置在水体表面的曝气转斧轮排呈一字或十字形，垂直于压缩空气输气干管与其对称交叉连通。所述设置在水体中的搅拌转轮排呈一字或十字形，垂直于压缩空气输气干管与其对称交叉连通。所述压缩空气输气干管底端为盲端。本技术创造性的设计了由水面跃水曝气机构，水下搅拌机构和水下鼓风曝气机构组成的一体化曝气装置，通过水面跃水曝气机构快速转动使曝气池表层水面形成水幕卷入空气使得氧气进入水体以完成水面跃水曝气；通过水下鼓风曝气机构产生大量微气泡从曝气池下部水体中进入，这些微气泡在水体中上升的同时进行着界面传质以完成水下鼓风曝气；通过水下搅拌机构的强搅拌混合作用使经上述水面跃水曝气和水下鼓风曝气进入曝气池水体中的氧迅速的分布于整个曝气池水体中。本技术通过水面跃水曝气机构、水下搅拌机构和水下鼓风曝气机构的合理设置实现了水面跃水曝气——水下搅拌混合一水下鼓风曝气一水下搅拌混合一水下鼓风曝气…的运行模式，使得曝气池中同一水深的不同点、不同水深的各点的溶解氧能够快速同步增加，实现了水体中溶解氧横、纵向均匀分布。同时为简化动力源，本技术对水面跃水曝气机构、水下搅拌机构进行了创新性的结构设计，使之不同于传统的水面跃水曝气机构和水下搅拌机构依靠电机驱动，而是采用压缩空气驱动，从而实现了通过唯一动力源一空压机就可同时驱动水面跃水曝气机构和水下搅拌机构，并且空压机还作为水下鼓风曝气机构的气源以实现水下鼓风曝气，解决了水面跃水曝气、水下搅拌混合、水下鼓风曝气机构各需要一套动力源和气源系统的问题，大大优化了系统结构并降低了能耗。本技术高效率一体化曝气装置集成了水面跃水曝气器和水下鼓风曝气器的各自优点，并克服了两者各自的缺点，真正实现了水体中溶解氧高效同步提升、快速均匀分布，从而大大提高了曝气效率。同时，本技术仅使用一套动力源，不仅简化了动力系统，也充分利用了能源。本技术一体化曝气装置效率较高，单位服务面积较大，故在曝气池中的布置数量较少，节省了设备投资成本。因此，采用本技术高效率一体化曝气装置不仅提升了曝气效率且降低了建设和运行成本，使污水厂真正实现高效低耗运行。【附图说明】图1本技术装置示意图图2本技术装置之曝气转斧轮结构示意图图3本技术装置之微孔曝气方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，其特征在于，由空气压缩机，压缩空气输气管系，水面跃水曝气机构，水下鼓风曝气机构和水下搅拌机构组成，压缩空气输气管系由压缩空气输气干管、压缩空气输气支管组成，所述压缩空气输气干管与空气压缩机连接垂直设置在水体；水面跃水曝气机构由曝气转斧轮排组成，所述曝气转斧轮排之曝气转斧轮设有进气孔和驱动气孔，所述曝气转斧轮沿压缩空气输气支管间隔设置，各曝气转斧轮轮心圆管两端分别通过一个旋转法兰经压缩空气输气支管串接连通成排，串接后的压缩空气输气支管两端头封闭；水下鼓风曝气机构由微孔曝气环管组组成，微孔曝气环管组由内外连通的微孔环管和微孔径向连接管组成；水下搅拌机构由搅拌转轮排组成，所述搅拌转轮排之搅拌转轮设有进气孔和驱动气孔，所述搅拌转轮沿压缩空气输气支管间隔设置，各搅拌转轮轮心圆管两端分别通过一个旋转法兰经压缩空气输气支管串接连通成排，串接后的压缩空气输气支管两端头封闭；所述水面跃水曝气机构通过其曝气转斧轮排水平设置的压缩空气输气支管与压缩空气输气干管上部连通，设置在水体表面；水下鼓风曝气机构通过其微孔径向连接管与压缩空气输气干管连通，设置在水体中；水下搅拌机构通过其搅拌转轮排水平设置的压缩空气输气支管与压缩空气输气干管连通，分别设置在曝气转斧轮排与微孔曝气环管组之间、上下微孔曝气环管组之间。...

【技术特征摘要】
1.一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，其特征在于，由空气压缩机，压缩空气输气管系，水面跃水曝气机构，水下鼓风曝气机构和水下搅拌机构组成，压缩空气输气管系由压缩空气输气干管、压缩空气输气支管组成，所述压缩空气输气干管与空气压缩机连接垂直设置在水体；水面跃水曝气机构由曝气转斧轮排组成，所述曝气转斧轮排之曝气转斧轮设有进气孔和驱动气孔，所述曝气转斧轮沿压缩空气输气支管间隔设置，各曝气转斧轮轮心圆管两端分别通过一个旋转法兰经压缩空气输气支管串接连通成排，串接后的压缩空气输气支管两端头封闭；水下鼓风曝气机构由微孔曝气环管组组成，微孔曝气环管组由内外连通的微孔环管和微孔径向连接管组成；水下搅拌机构由搅拌转轮排组成，所述搅拌转轮排之搅拌转轮设有进气孔和驱动气孔，所述搅拌转轮沿压缩空气输气支管间隔设置，各搅拌转轮轮心圆管两端分别通过一个旋转法兰经压缩空气输气支管串接连通成排，串接后的压缩空气输气支管两端头封闭；所述水面跃水曝气机构通过其曝气转斧轮排水平设置的压缩空气输气支管与压缩空气输气干管上部连通，设置在水体表面；水下鼓风曝气机构通过其微孔径向连接管与压缩空气输气干管连通，设置在水体中；水下搅拌机构通过其搅拌转轮排水平设置的压缩空气输气支管与压缩空气输气干管连通，分别设置在曝气转斧轮排与微孔曝气环管组之间、上下微孔曝气环管组之间。2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，其特征在于，组成曝气转斧轮排的曝气转斧轮由轮心圆管和斧形空腔叶片组成，叶片上端封闭，其下端口为进气口与轮心圆管径向间隔连通，驱动气孔按曝气转斧轮转动方向设置在其各斧形叶片的同一侧面排布成列。3.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的高效率一体化曝气装置，其特征在于，曝气转斧轮之斧形叶片上与驱动气孔列相背侧面设置有跃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尔，曾祥英，饶世雄，柯昌春，姚华，蒋乐，
申请(专利权)人：武汉市政工程设计研究院有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：