专利名称：一种污水处理双向潜流推流器的制作方法
技术领域：
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水处理的推流器。
背景技术：
污水处理反应器的死区问题已引起众多研究人员关注。在生物反应器内，死角容 积包括两部分水力死区和生物死区。生物死区是微生物占据而造成的，水力死区是由于 反应器构造设计造成的。死区的存在使得反应器中污水的实际平均停留时间总是小于理论 平均停留时间，容易造成反应器处理效果的下降，使出水恶化。死区的产生原因有很多。有 研究认为死区主要产生于反应器的死角，如反应器两端、导流板与反应器壁交接处、反应器 的进口等。同时，还有研究表明死区的大小不仅与反应器构造有关，还与处理器中污泥的状 态、存在形式等因素有关，随着HRT的增大，反应器内部水流变慢，水流对污泥床的冲击作 用变小，就会导致整体死区有变大的趋势。现有死区应对技术大多采用定期冲洗，反冲洗，以及对流态的微调等。楼菊青等人 设计了改进型移动床生物膜反应器，通过反应器分区，改变反应器的设计流态，防止反应器 死区问题。蔡明凯等提出改变反应器中污水的流态，采用波式流的废水流动方式来防止基 质的堵塞。张羽等通过流体力学计算，分析得出了可以避免发生较大面积污泥沉降的工况。 原建光等通过增大流速来解决Carrousel氧化沟中的死区问题。这些技术都可以在一定程 度上解决污水处理反应器死区问题，但这些技术的实现或者需要定期进行人工操作，或者 需要对反应器进行较大规模的改造，改进的成本较高。
发明内容
本发明针对污水处理反应器中的死区问题，提出设计双向潜流推流器来解决这一 问题。这样可以在不对现有反应器进行大规模改造的基础上达到降低死区率的极大降低， 同时不增加运行成本。一种双向潜流推流器，其包括电机、减速器、传动轴、单万向联轴器、旋转轴、主轴、 螺旋桨、防水轴承和搅拌桨。所述电机连接减速器，减速器连接传动轴，作为动力输入。所 述传动轴设置有两节，通过单万向联轴器连接，第一节的前端与减速器连接，第二节的末端 通过另一单万向联轴器连接主轴，所述主轴的位置相对于第一节传动轴平行平移，由此实 现传动方向的平移，在实际应用中，传动即由水面上转移至水面下。所述搅拌桨通过中心的 旋转轴套安装在主轴上，旋转轴套与主轴采用健与键槽配合的结构，并采用螺栓将两者锁 定，旋转轴可以在主轴键槽长度上任意移动，并且通过旋转轴上的螺栓与主轴锁紧，确定工 作位置。螺旋桨7与主轴通过花键连接。所述螺旋桨安装在主轴末端，与主轴通过花键连接；
所述防水轴承安装在主轴上靠向单万向联轴器一端，防水轴承与主轴配合并与支架的 轴承套接触，实现推流器整体在空间中的位置固定。双向潜流推流器各部件尺寸通过实验确定，螺旋桨D1和搅拌桨仏的直径比D1 D2比例；螺旋桨和搅拌桨之间的间距d和螺旋桨D1直径的比例ChD1比值I2为 1:1—1:1. 5。所述搅拌桨由旋转轴套、径向搅拌杆和叶片组成。所述径向搅拌杆均勻固定在旋 转轴套上，在每根径向搅拌杆的顶端通过螺栓固定一个叶片，所述叶片与径向搅拌杆的旋 转平面垂直，并且可以根据实际需要对叶片位置进行调整。本双向潜流推流器通过在时间上定时改变污水处理反应器中的污水流向，同时通 过对推流器扭矩作用的强化设计，在空间上使污水在反应器中形成水平方向的螺旋流态。 这两个方面的作用可使污水处理反应器中污泥沉降区域与大流速区域发生转换，防止污泥 沉积，解决污水处理反应器中水力学死区、生物死区、污泥沉降等问题，从而提高反应器容 积利用率，强化污水处理效率。本推流器通过两个单万向联轴器和传动轴构成双万向联轴器，实现传动由水面上 平移至水面下。旋转轴和叶片的旋转实现流体在竖直平面内的预旋，然后通过主轴前端的 螺旋桨将已在竖直平面内预旋的流体向前方推动，实现了流体在整个空间内的运动。通过 电机的正反转控制，即可实现正反转推流。本双向潜流推流器器的工作过程是
(1)污水处理反应器开始运行时启动推流器。反应器中污水在螺旋桨的推动下在水平 方向上沿顺时针(或逆时针)流动。同时，污水在搅拌桨的带动下在垂直方向上也呈顺时针 (或逆时针)流动。这两个方向上的合力，使得污水在反应器中呈螺旋状态流动，这种流态可 以极大降低反应器中的死区率。(2)在运行一定时间后关闭推流器，切换推流器的电流方向，推流器开始反转。反 应器中污水在螺旋桨的推动下在水平方向上沿逆时针(或顺时针)流动。同时，污水在搅拌 桨的带动下在垂直方向上也呈逆时针(或顺时针)流动。这两个方向上的合力，使得污水在 反应器中呈与第一阶段完全相反的螺旋状态流动。污水流向的改变，可以克服反应器结构 中的缺陷，可使污水处理反应器中污泥沉降区域与大流速区域发生转换，防止污泥沉积，从 而进一步降低反应器中的死区率。(3)重复(1)和(2)步骤。本发明的优点如下
(1)在水平方向上实现时序上的双向推流，使污泥沉降区域与大流速区域发生转换，防 止污泥沉积，解决污水处理反应器中水力学死区、生物死区、污泥沉降等问题。(2)在垂直于方向实现污水的搅拌，增加污水、污泥在反应器中的混合，提高反应 效率，减少污泥沉降。(3)通过水平方向和垂直方向的双向搅拌，实现了污水在水平方向上的螺旋流态， 降低了反应器死区率。(4)采用双万向联轴器传动，将电机至于水面以上，优化推流器流线结构，同时简 化电机放水密封结构，方便电机维修、更换。
图1为双向潜流推流器立体结构图； 图2A为双向潜流推流器正视图；图2B为双向潜流推流器侧视图； 图3为逆时针转动情况下产生流线型态； 图4为顺时针转动情况下产生流线型态。
具体实施例方式以下结合附图进一步说明本发明的结构及工作方式
参见图1和图2A、图2B，本双向潜流推流器包括有电机9、减速器10、传动轴1、单万 向联轴器2、旋转轴套4、主轴5、搅拌桨、螺旋桨6和防水轴承7。电机输出的动力通过减速 器传递给传动轴1。传动轴1设置有两节，通过单万向联轴器2连接，第二节的末端通过另 一单万向联轴器2连接主轴5，主轴5相对于第一节传动轴1位置错开并相互平行。搅拌桨 安装在主轴5上，其由旋转轴套4、径向搅拌杆8和叶片3组成，径向搅拌杆8以旋转轴套 4为圆心均勻固定在旋转轴套4上，在每根径向搅拌杆8的顶端通过螺栓固定一个叶片3， 叶片3与径向搅拌杆8的旋转平面垂直。整个搅拌桨通过中心的旋转轴套4安装在主轴5 上，旋转轴套4与主轴5采用健与键槽配合的结构，可相互滑动，调整位置，并采用螺栓进行 锁定。螺旋桨6安装在主轴5末端，与主轴5通过花键连接。防水轴承7安装在主轴5上 靠向单万向联轴器2 —端，其用与主轴5配合并与反应器的支架(图上未显示反应器)的轴 承套接触，实现推流器整体在反应器空间中的位置固定。取螺旋桨D1和搅拌桨D2的直径比D1 D2为1 3，1 3. 5和1 4 ；螺旋桨和搅拌桨之 间的间距d和螺旋桨D1直径的比例ChD1为1 1，1 1. 25和1 1. 5进行设计，并在氧化沟反 应器中进行实验。(1)推流器顺时针工作3小时；
(2)改变推流器旋转方向，使推流器逆时针工作3小时；
(3)重复(1)(2)步骤，工作30天。推流器在逆时针和顺时针转动情况下产生流线型态参见图3和图4。监测反应器中的死区率，结果见表1。在反应器中安装普通推流器时，死区率为 4%。本发明可以明显降低反应器中的死区率。表1双向潜流推流器不同设计尺寸时反应器死区率
权利要求
1.一种污水处理双向潜流推流器，其包括电机、减速器、传动轴和搅拌桨；所述电机连 接减速器，减速器连接传动轴；其特征在于其还包括单万向联轴器、旋转轴、主轴、螺旋桨 和防水轴承；所述传动轴设置有两节，通过单万向联轴器连接，第一节的前端与减速器连接，第二节 的末端通过另一单万向联轴器连接主轴，所述主轴相对于第一节传动轴位置错开并相互平 行；所述搅拌桨安装在主轴上，所述螺旋桨安装在主轴末端，与主轴通过花键连接； 所述防水轴承安装在主轴上靠向单万向联轴器一端； 所述螺旋桨与搅拌桨的直径比例I1为1:3—1:4 ； 螺旋桨和搅拌桨的间距和螺旋桨直径的关系I2为1:1一1:1. 5。
2.根据权利要求1所述的污水处理双向潜流推流器，其特征在于；所述搅拌桨由旋转 轴套、径向搅拌杆和叶片组成，所述径向搅拌杆以旋转轴套为圆心均勻固定在旋转轴套上， 在每根径向搅拌杆的顶端固定一个叶片，所述叶片与径向搅拌杆的旋转平面垂直，所述搅 拌桨通过中心的旋转轴套安装在主轴上，旋转轴套与主轴采用健与键槽配合的结构，并采 用螺栓将两者锁定。
全文摘要
本发明提出一种污水处理双向潜流推流器，其包括电机、减速器、两节传动轴、搅拌桨、单万向联轴器、旋转轴、主轴、螺旋桨和防水轴承等。传动轴通过单万向联轴器连接，第一节的前端与减速器连接，第二节的末端通过另一单万向联轴器连接主轴，主轴相对于第一节传动轴位置错开并相互平行；搅拌桨安装在主轴上，螺旋桨安装在主轴末端，与主轴通过花键连接；螺旋桨与搅拌桨的直径比例I1为1:3—1:4；螺旋桨和搅拌桨的间距和螺旋桨直径的关系I2为1:1—1:1.5。该推流器可以在时序上运用双向流技术改变反应器中的污水流向，在空间上使污水在反应器中形成水平方向的螺旋流态，解决水力学死区、生物死区、污泥沉降等问题，从而提高容积利用率，强化污水处理效率。
文档编号C02F3/00GK102145934SQ201110047738
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者刘洋毅, 吉芳英, 徐璇, 曹海花, 赵响, 赵艮, 陈瑞弘 申请人:重庆大学