一种双喷嘴射流曝气装置及其曝气方法
【专利摘要】一种曝气装置，包括外筒、盖、底座和能够对气泡进行充分切割的气泡切割装置。底座内部有两个呈180°、对称分布的能够形成螺旋线上升流体的喷嘴结构，螺旋上升的流体经过气泡切割装置进行充分混合切割。根据本发明，能够快速有效的增加污水中氧气含量，使污水池中气泡分布更均匀，并形成竖向螺旋状环流上升，内部的切割模块对流体进行更加充分均匀的搅拌混合，得到更加均匀更加小的气泡；流体流出散射角度增大，增大了反应接触面积，保证了氧的利用率。该曝气装置的气泡小、氧利用率高、动力效率高，能够保证污水处理过程的稳定高效率运行。
【专利说明】
_种双喷嘴射流曝气装置及其曝气方法
技术领域
[0001]本发明涉及污水处理技术领域，本发明特别涉及一种双喷嘴射流曝气装置及其曝气方法，所述双喷嘴射流曝气装置及其曝气方法能够形成螺旋线上升流体，是一种工作稳定性好、动力效率高、溶解氧量大和不堵塞的曝气装置。
【背景技术】
[0002]曝气是指将气体强制向液体中分散的过程，其目的是获得足够的溶解氧量。在纺织、印染、造纸、化工等工业污水和城市生活污水生化处理工艺过程中，生化污水处理需要溶解氧，曝气装置是实现曝气、提供溶解氧的必备设备。目前，国内外曝气装置种类繁多，但是基本上都是产生50微米以上的大气泡。而气泡越大，比表面积越小，气体利用率越低，曝气成本越高。目前国内产生细小的气泡都是采用的微小孔隙扩散法的技术，空气经过微小孔隙向水体中排放时产生较小的气泡，但是微小孔隙扩散法也有其不足:
[0003]1、曝气过程中阻力过大；
[0004]2、孔隙容易堵塞;3、
[0005]该种方法曝气装置耐用性和可靠性不够高。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的问题和实际需求，本发明的目的在于提供一种双喷嘴射流曝气装置及其曝气方法，所述双喷嘴射流曝气装置及其曝气方法能够形成螺旋线上升流体，是一种工作稳定性好、动力效率高、溶解氧量大和不堵塞的曝气装置。
[0007]为解决上述问题，本发明的一种双喷嘴射流曝气装置技术方案如下:
[0008]—种曝气装置，所述曝气装置用于污水生化处理时曝气过程中气泡的切割及小气泡的生成，包括盖1、外筒2、底座4及安装于底座4的进气管道和喷嘴，其特征在于，
[0009]所述外筒2内同轴安装有对气泡进行切割的气泡切割装置3，
[0010]所述气泡切割装置3为筒状，包括:用于对流体进行切割、减少流体上升切割过程中沿程阻力的大蘑菇头状切割组件301和小蘑菇头状切割组件的小蘑菇头状切割组件302;
[0011]所述大蘑菇头状切割组件301为具有内、外圆柱表面的圆环状，其内圆柱表面设置有用于切割气泡的大蘑菇头状凸起结构3012，所述小蘑菇头状切割组件302为具有内、外圆柱表面的圆环状，其内圆柱表面设置有用于切割气泡的、径向内凸的小蘑菇头状凸起结构3022。
[0012]根据本发明所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0013]设置于所述大蘑菇头状切割组件301内圆柱表面的用于切割气泡的大蘑菇头状凸起结构3012及设置于所述小蘑菇头状切割组件302内圆柱表面的用于切割气泡的的小蘑菇头状凸起结构3022分别选自带有棱角的多面体结构，所述小蘑菇头状凸起结构3022尺寸小于大蘑菇头状凸起结构3012尺寸。
[0014]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0015]所述带有棱角的多面体结构选自圆柱体、锥形体及球形体。
[0016]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0017]设置于所述大蘑菇头状切割组件301内圆柱表面的用于切割气泡的大蘑菇头状凸起结构3012及设置于所述小蘑菇头状切割组件302内圆柱表面的用于切割气泡的的小蘑菇头状凸起结构3022分别选自带有棱角的圆柱形、锥形或者球形结构，所述小蘑菇头状凸起结构3022尺寸小于大蘑菇头状凸起结构3012尺寸。
[0018]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0019]所述小蘑菇头状切割组件串接有2-4个小蘑菇头状凸起结构3022。
[0020]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0021]小蘑菇头状切割组件302所述大蘑菇头状切割组件301外圆柱表面有用于与外筒沟槽202相接触配合的凸起结构3011;
[0022]所述小蘑菇头串接切割装置302外圆柱表面有用于与外筒沟槽202相接触配合的凸起结构3021。
[0023]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0024]所述大蘑菇头状切割组件301和串接的小蘑菇头状切割组件302交错叠层水平设置，其交错叠层总层数为6-10。
[0025]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0026]所述底座为一直径上小下大的中空锥体，上部开口连通所述气泡切割装置3，所述底座下部呈180°对称设置有两个喷嘴，所述两个喷嘴连通设置于底座4下部的进气管道，连接鼓入的气源。
[0027]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0028]中空底座内表面402是一个按流体流线型设计的渐缩型口径结构，所述底座的两个喷嘴出口端轴心线呈与水平面15?60°角度向上与底座内表面402相切。
[0029]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于，
[0030]所述底座的两个喷嘴直径渐缩，以增加气体流出速度，出口内径为14-18mm，贴近进气管道端进口直径为20-24mm。
[0031 ]所述底座的两个喷嘴直径渐缩尺寸根据气源进气量选定，优选的是，出口内径为16mm，贴近进气管道端进口直径为22mm左右。
[0032]另外，根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，优选的是，所述中空锥体底座下部设置有支撑装置5，支撑装置5包括一个锥形的支撑连接结构407，支撑连接结构407轴心线与底座轴心线重合。
[0033]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，优选的是，支撑连接结构下端圆柱表面有标准螺纹结构用于连接。
[0034]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，优选的是，所述底座法兰405用于与气源相连接，法兰内表面有外接螺纹管的内螺纹，法兰可以通过法兰结构或者螺接管道连接气源。
[0035]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，优选的是，
[0036]为在所述中空锥体底座下部固定进气管道，设置有垂直于所述进气管道横梁结构。所述底座的进气管道406通过两根梁与底座下端圆柱结构固定，上述梁的截面形状为方形或者圆柱形。
[0037]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，优选的是，
[0038]所述的外筒2通过螺纹连接在底座上端圆柱结构处。
[0039]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，优选的是，
[0040]所述支撑装置5下端是一个保证稳定性的渐扩型口径结构。
[0041]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置，优选的是，
[0042]所述外筒2螺接在底座4上端，所述外筒外壁面有固定的吊环结构203，所述盖I螺接在外筒出口端201，所述盖外壁面也有固定的吊环结构。
[0043]所述二个吊环结构利用绳索将曝气装置与池底连接固定，另一个与伸入水池中气源进气管连接固定，这样防止曝气器晃动。
[0044]本发明又提供一种双喷嘴射流曝气方法，其特征在于，
[0045]—种双喷嘴射流曝气方法，用于污水生化处理时曝气过程中气泡的切割及小气泡的生成，其特征在于，使用上述气泡切割装置3，
[0046]打开鼓风装置11，气源空气经进气管道进入中空底座内，从所述底座的两个喷嘴出口端呈与水平面15?60°角度向上，与底座内表面402相切喷射，成螺旋状向上流入气泡切割装置3，
[0047]在气泡切割装置3，交错叠层水平设置的所述大蘑菇头状切割组件301和串接的小蘑菇头状切割组件302对，对流体进行充分均匀的搅拌混合同时，切割气泡，得到更加均匀的小气泡，同时，流体流出散射角度增大，增大了反应接触面积，保证氧利用率。
[0048]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气方法，其特征在于，
[0049]所述底座的两个喷嘴直径渐缩，以增加气体流出速度，出口内径为14-18mm，贴近进气管道端进口直径为20-24mm。
[0050]根据本发明，能够观察到外筒出口端有螺旋状环流散射出去，且水池中充满小气泡。
[0051 ]同时观察溶氧仪7的氧气含量变化趋势，经过2min之后，水池中氧气含量达到8.5mg/L，气压表10读数为61000Pa，流量计读出实际气体量为32m3/h。
[0052]经过多次试验得到污水中氧气含量随时间的变化趋势，并对数据进行计算处理后，计算得到该曝气装置的阻力损失为lOOOPa，充氧能力为1.55kg/h，氧利用率为23%，理论动力效率为5.5kg/kw.ho
[0053]根据本发明，本发明能够快速有效的增加污水中氧气含量，使污水池中气泡分布更均匀，并形成竖向螺旋状环流上升，内部的切割组件对流体进行充分均匀的搅拌混合，得到更加均匀更加小的气泡。同时，流体流出散射角度增大，增大了反应接触面积，保证了氧的利用率。
[0054]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气方法，其特征在于，
[0055]设置于所述大蘑菇头状切割组件301内圆柱表面的用于切割气泡的大蘑菇头状凸起结构3012及设置于所述小蘑菇头状切割组件302内圆柱表面的用于切割气泡的的小蘑菇头状凸起结构3022分别选自带有棱角的圆柱形、锥形或者球形结构，所述小蘑菇头状凸起结构3022尺寸小于大蘑菇头状凸起结构3012尺寸。
[0056]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气方法，其特征在于，
[0057]所述小蘑菇头状切割组件串接有2-4个小蘑菇头状凸起结构3022。
[0058]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气方法，其特征在于，
[0059]所述大蘑菇头状切割组件301和串接的小蘑菇头状切割组件302交错叠层水平设置，其交错叠层总层数为6-10。
[0060]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气方法，其特征在于，
[0061 ] 所述底座为一直径上小下大的中空锥体，上部开口连通所述气泡切割装置3，所述底座下部呈180°对称设置有两个喷嘴，所述两个喷嘴连通设置于底座4下部的进气管道，连接鼓入的气源。
[0062]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气方法，所述支撑装置与底座采用标准螺纹连接，用户可以根据需求自己选择中间是否螺接管道增加支撑距离。
[0063]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气方法，所述进气管道进气口为内表面有标准螺纹的法兰结构，用户可以自己选择通过法兰连接气源或者通过螺纹连接管道外接气源。
[0064]根据本发明的一种双喷嘴射流曝气装置及方法，本发明能够快速有效的增加污水中氧气含量，使污水池中气泡分布更均匀，并形成竖向螺旋状环流上升，内部的切割组件对流体进行充分均匀的搅拌混合，得到更加均匀更加小的气泡。同时，流体流出散射角度增大，增大了反应接触面积，保证了氧的利用率。本发明动力效率高，能够保证污水处理过程的稳定尚效率运行。
【附图说明】
[0065]图1为曝气装置的结构示意图；
[0000]图2为所述曝气装置底座示意图；
[0067]图3A为本发明所述曝气装置的外筒立体图；
[0068]图3B为图3A本发明所述曝气装置的外筒剖视图；
[0069]图4为所述曝气装置的大蘑菇头切割装置结构示意图；
[0070]图5为所述曝气装置的小蘑菇头串接切割装置结构示意图；
[0071 ]图6为曝气装置应用于污水池的安装示意图。
[0072]图中，I一盖;2—外筒;3—气泡切割装置;4一底座;5—支撑装置;6—污水池;7—溶氧仪;8—曝气装置;9一球阀；10—气压表；11一鼓风装置；12—管道;201—外筒出口端螺纹；202—外筒沟槽；203—外筒吊环；204—外筒进口端螺纹；301 —大蘑菇头切割装置；302—小蘑菇头串接切割装置;401—喷嘴I; 402—底座内表面;403—底座上端螺纹;404—喷嘴2;405—法兰;406—进气管道;407—支撑连接结构；3011—大蘑菇头外圆柱面凸起；3012—大蘑菇头切割结构;3021—小蘑菇头外圆柱面凸起;3022—小蘑菇头串接切割结构；
【具体实施方式】
[0073]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0074]检测装置实施例:
[0075]本发明所述的曝气装置安装在污水池池底，按如图1所述示意图对曝气装置进行组装。
[0076]如图6所示，本实施例的曝气装置8应用在污水池6中，水池高度为6m。
[0077]鼓风装置11处于关闭状态时，控制阀门球阀9关闭，此时，污水池6中溶氧仪7测得水中氧气含量为零，气压表10读数为OPa。
[0078]打开鼓风装置11，开始通入空气，能够观察到外筒出口端有螺旋状环流散射出去，且水池中充满小气泡。
[0079]同时观察溶氧仪7的氧气含量变化趋势，经过2min之后，水池中氧气含量达到8.5mg/L，气压表10读数为61000Pa，流量计读出实际气体量为32m3/h。
[0080]经过多次试验得到污水中氧气含量随时间的变化趋势，并对数据进行计算处理后，计算得到该曝气装置的阻力损失为lOOOPa，充氧能力为1.55kg/h，氧利用率为23%，理论动力效率为5.5kg/kw.ho
[0081]根据本发明，本发明能够快速有效的增加污水中氧气含量，使污水池中气泡分布更均匀，并形成竖向螺旋状环流上升，内部的切割组件对流体进行充分均匀的搅拌混合，得到更加均匀更加小的气泡。同时，流体流出散射角度增大，增大了反应接触面积，保证了氧的利用率。
[0082]本发明的曝气装置的气泡小、氧利用率高、动力效率高，能够保证污水处理过程的稳定尚效率运行。
【主权项】
1.一种曝气装置，所述曝气装置用于污水生化处理时曝气过程中气泡的切割及小气泡的生成，包括盖(I)、外筒(2)、底座(4)及安装于底座(4)的进气管道和喷嘴，其特征在于， 所述外筒(2)内同轴安装有对气泡进行切割的气泡切割装置(3)， 所述气泡切割装置(3)为筒状，包括:用于对流体进行切割、减少流体上升切割过程中沿程阻力的大蘑菇头状切割组件(301)和小蘑菇头状切割组件的小蘑菇头状切割组件(302); 所述大蘑菇头状切割组件(301)具有内、外圆柱表面的圆环状，其内圆柱表面设置有用于切割气泡的、径向内凸的大蘑菇头状凸起结构(3012)，所述小蘑菇头状切割组件(302)为具有内、外圆柱表面的圆环状，其内圆柱表面设置有用于切割气泡的、径向内凸的小蘑菇头状凸起结构(3022)。2.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 设置于所述大蘑菇头状切割组件(301)内圆柱表面的用于切割气泡的大蘑菇头状凸起结构(3012)及设置于所述小蘑菇头状切割组件(302)内圆柱表面的用于切割气泡的的小蘑菇头状凸起结构(3022)分别选自带有棱角的多面体结构，所述小蘑菇头状凸起结构(3022)尺寸小于大蘑菇头状凸起结构(3012)尺寸。3.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 所述带有棱角的多面体结构选自圆柱体、锥形体及球形体。4.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 所述小蘑菇头状切割组件串接有2-4个小蘑菇头状凸起结构(3022)。5.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 小蘑菇头状切割组件(302)所述大蘑菇头状切割组件(301)外圆柱表面有用于与外筒沟槽202相接触配合的凸起结构(3011); 所述小蘑菇头串接切割装置(302)外圆柱表面有用于与外筒沟槽(202)相接触配合的凸起结构(3021)。6.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 所述大蘑菇头状切割组件(301)和串接的小蘑菇头状切割组件(302)交错叠层水平设置，其交错叠层总层数为6-10。7.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 所述底座为一直径上小下大的中空锥体，上部开口连通所述气泡切割装置(3)，所述底座下部呈180°对称设置有两个喷嘴，所述两个喷嘴连通设置于底座(4)下部的进气管道，连接鼓入的气源。8.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 中空底座内表面(402)是一个按流体流线型设计的渐缩型口径结构，所述底座的两个喷嘴出口端轴心线呈与水平面15?60°角度向上与底座内表面(402)相切。9.如权利要求1所述一种双喷嘴射流曝气装置，其特征在于， 所述底座的两个喷嘴直径渐缩，以增加气体流出速度，出口内径为14-18mm，贴近进气管道端进口直径为20-24mm。10.一种双喷嘴射流曝气方法，其特征在于， 一种双喷嘴射流曝气方法，用于污水生化处理时曝气过程中气泡的切割及小气泡的生成，其特征在于，使用上述气泡切割装置(3)， 打开鼓风装置(U)，气源空气经进气管道进入中空底座内，从所述底座的两个喷嘴出口端呈与水平面15?60°角度向上，与底座内表面(402)相切喷射，成螺旋状向上流入气泡切割装置(3)， 在气泡切割装置(3)，交错叠层水平设置的所述大蘑菇头状切割组件(301)和串接的小蘑菇头状切割组件(302)，对流体进行充分均匀的搅拌混合同时，切割气泡，得到更加均匀的小气泡，同时，流体流出散射角度增大，增大反应接触面积，保证氧利用率。
【文档编号】C02F7/00GK106064849SQ201610541259
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】吕阳光, 铃木淳司, 谢能达, 张萍萍
【申请人】上海泰誉节能环保科技有限公司