高效多喷嘴射流曝气器的制作方法

本发明涉及污水处理设备技术领域，特别涉及高效多喷嘴射流曝气器。

背景技术：

在污水处理领域，曝气是保证好氧池活性污泥良好处理能力的关键因素，此外，曝气也是整个污水处理运营过程中主要的耗能之处，约占整个污水处理系统能耗的40～60％，为保证活性污泥对污染物的去除能力，需要提供一定量的曝气量，在不影响污水的处理效率前提下降低曝气系统的能耗，对污水厂的节能降耗有重要意义，因此通过提高曝气装置氧传质效率来降低能耗是当前污水处理发展中的重要课题。

目前常用的曝气装置主要有机械曝气器、鼓风曝气器和射流曝气器。

机械曝气是通过机械搅动水体与空气接触使水中充氧，其能耗高充氧效率低；鼓风曝气通过鼓风机将空气扩散至水体中，是目前国内应用最多最成熟的曝气方式，其能耗与充氧效率与扩散装置相关，存在的问题有运行参数不稳定、装置易堵塞等；

射流曝气器通过水泵高压射流带气，充氧效率较高，不易堵塞减少了检修，但也存在一些问题，目前的射流曝气器水气混合后单方向曝气导致污水池溶氧分布不均，同时局部搅拌力度不够而导致污泥沉积，此外，目前的射流曝气器氧利用率为15～30％，仍有可提升的空间。

因此，如何提高曝气效率成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供高效多喷嘴射流曝气器，实现的目的是提供一种结构更加简单、曝气搅拌更加均匀、溶氧效率更高的高效多喷嘴射流曝气器。

为实现上述目的，本发明公开了高效多喷嘴射流曝气器，包括进气管、进水管、壳体、气水分隔罩和多根气水混合喷射管。

其中，所述进气管位于所述射流曝气器的顶部，与外部供气管连接；

所述进水管位于所述射流曝气器的底部，与外部供水管连接；

所述气水分隔罩设置于所述壳体内，与所述壳体内壁之间的空腔构成气室；所述气室的上部与所述进气管连通；

所述气水分隔罩的上端呈薄壁的半球形，设置于所述壳体内；所述气水分隔罩的中部及下端呈薄壁的圆形管状，从所述壳体的下面穿出，并与所述进水管连通；所述气水分隔罩内部的空腔为水体分配室；

所述气水分隔罩位于所述壳体内，靠近所述上端的圆形管状部分，设有多根所述气水混合喷射管；

每一所述气水混合喷射管的一端均与所述气水分隔罩连接，另一端从所述壳体的对应位置穿出，朝下倾斜安装；

每一所述气水混合喷射管，从与所述气水混合喷射管连接的一端向另一端，均依次包括一级喷嘴、混合区、二级喷嘴、喉管和扩散管；

每一所述气水混合喷射管的所述一级喷嘴均与所述气水分隔罩的内部的所述水体分配室连通；

每一所述混合区均为气水混合区域，沿着管壁均均布若干小孔；每一所述混合区均位于所述气室的范围内，使每一所述小孔均与所述气室连通；

每一所述二级喷嘴均位于相应的所述喉管的前侧，与相应的所述混合区相邻；

每一所述喉管均位于相应的所述扩散管的前侧，所述扩散管用于将混合后的气水喷出。

优选的，所述进气管与所述外部供气管之间通过法兰连接；所述进水管与所述外部供水管之间通过法兰连接。

优选的，所述二级喷嘴、所述喉管和所述扩散管外设有管壳体。

优选的，与所述气水分隔罩连接的多根所述气水混合喷射管围绕所述气水分隔罩呈薄壁的圆形管状的轴线均布，数量为4、5或6。

优选的，每一所述气水混合喷射管均与水平面呈一定朝下的倾角安装，倾角为10°至15°。

优选的，每一所述气水混合喷射管的所述二级喷嘴和所述喉管均为相同管径的直管，所述扩散管为管径逐渐增大的锥形管；

所述喉管的长度与所述喉管的管径的比值范围为4至8；

所述扩散管的扩散角度范围为3°至5°；

所述扩散管末端管径与前端管径的比值范围为1.2至2.0。

优选的，所述一级喷嘴和所述二级喷嘴之间的距离与所述二级喷嘴的管径的比值范围为0.5至1.0。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比结构更加简单、安装维护更加方便、服务面积更大、水体混合更均匀、氧传质效率更加高、能耗更低。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例的侧面结构示意图。

图2示出本发明一实施例的顶面结构示意图。

图3示出本发明一实施例的纵向剖面结构示意图。

具体实施方式

实施例

如图1至图3所示，高效多喷嘴射流曝气器，包括进气管1、进水管2、壳体3、气水分隔罩4和多根气水混合喷射管5。

其中，进气管1位于射流曝气器的顶部，与外部供气管连接；

进水管2位于射流曝气器的底部，与外部供水管连接；

气水分隔罩4设置于壳体3内，与壳体3内壁之间的空腔构成气室；气室的上部与进气管1连通；

气水分隔罩4的上端呈薄壁的半球形，设置于壳体3内；气水分隔罩4的中部及下端呈薄壁的圆形管状，从壳体3的下面穿出，并与进水管2连通；气水分隔罩4内部的空腔为水体分配室；

气水分隔罩4位于壳体3内，靠近上端的圆形管状部分，设有多根气水混合喷射管5；

每一气水混合喷射管5的一端均与气水分隔罩4连接，另一端从壳体3的对应位置穿出，朝下倾斜安装；

每一气水混合喷射管5，从与气水混合喷射管5连接的一端向另一端，均依次包括一级喷嘴51、混合区52、二级喷嘴53、喉管54和扩散管55；

每一气水混合喷射管5的一级喷嘴51均与气水分隔罩4的内部的水体分配室连通；

每一混合区52均为气水混合区域，沿着管壁均均布若干小孔；每一混合区52均位于气室的范围内，使每一小孔均与气室连通；

每一二级喷嘴53均位于相应的喉管54的前侧，与相应的混合区52相邻；

每一喉管54均位于相应的扩散管55的前侧，扩散管55用于将混合后的气水喷出。

本发明的原理如下：

本发明采用了阵列式多喷嘴布置，360°全方位立体喷射，确保曝气池内无搅动死角；射流曝气器每一气水混合喷射管5均为朝下倾斜安装，充分利用了流体重力作用，减小了阻力损失。

在多根气水混合喷射管5特殊的结构下，在喉管54段，由于射流所具有的动能及射流器末端的反压力的双重作用下，气液形成混合激波，气液两相之间进行激烈的能量交换，气体被击成乳化状，形成均质乳化液，气泡直径很小，进入扩散管后，由于流速压头转变为压力压头，气泡进一步压缩，氧传质效率得到显著提升，经清水实验测得，本发明射流曝气器氧传质效率为30％至45％。

本发明射流曝气器可以不使用鼓风机，进气管1与外部供气管连接，进水管2与外部供水管连接，通过外部供水管的高速水流喷射形成负压带气。

在某些实施例中，进气管1与外部供气管之间通过法兰连接；进水管2与外部供水管之间通过法兰连接。

在某些实施例中，二级喷嘴53、喉管54和扩散管55外设有管壳体56。

在某些实施例中，与气水分隔罩4连接的多根气水混合喷射管5围绕气水分隔罩4呈薄壁的圆形管状的轴线均布，数量为4、5或6。

在某些实施例中，每一气水混合喷射管5均与水平面呈一定朝下的倾角安装，倾角为10°至15°。

在某些实施例中，每一气水混合喷射管5的二级喷嘴53和喉管54均为相同管径的直管，扩散管55为管径逐渐增大的锥形管；

喉管54的长度与喉管54的管径的比值范围为4至8；

扩散管55的扩散角度范围为3°至5°；

扩散管55末端管径与前端管径的比值范围为1.2至2.0。

在某些实施例中，一级喷嘴51和二级喷嘴53之间的距离与二级喷嘴53的管径的比值范围为0.5至1.0。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。