本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及一种无动力管式旋流充氧设施。
背景技术：
“一种多级管式旋流充氧生物滤池污水处理系统及处理方法”，申请号201610596482.0，是一项山地污水处理技术，它由无动力多级管式旋流充氧管及生物滤池单元串联组成，充分利用坡地势能优势，通过污水在管道内旋流形成水膜与空气接触实现充氧，再结合生物滤池进行过滤和降解，从而使出水达到理想效果。
该系统主要由渗滤池、旋流充氧管、生物滤池和竖流沉淀池构成；其中渗滤池内装填袋装颗粒滤料，通过厌氧渗滤有效去污水中的悬浮物；旋流充氧管由过渡段、充氧段和配水段组成，对污水进行旋流充氧；生物滤池内装填颗粒填料，利用填料附着微生物在好氧和兼氧条件下降解、去除碳、氮、磷等污染物；竖流沉淀池根据需要实现化学除磷。该方法利用山地坡度，设施沿坡安装，渗滤池位于系统最高处，往下依次是多级的旋流充氧管和生物滤池组合设施，每级配备竖流沉淀池。通过多级旋流充氧和降解污染物，进而逐级削减污染物，最终使污水处理达标。该方法解决了山岳地形条件下污水处理设施建设及长效运行的难题，并且建设费用低、运行费用低廉，管理维护简单。
污水曝气方式主要有鼓风曝气和机械曝气，鼓风曝气是利用鼓风机将空气通过一系列管道输送至曝气池底部的空气扩散设施，从而形成气泡，完成污水的充氧过程。机械曝气是借助机械设备（如叶片、叶轮等)使活性污泥法曝气池中废水和污泥充分混合，并使混合液液面不断更新与空气接触，来增加水中的溶解氧的方法。该两种方式都是需要动力机械设备实现充氧，在山地污水处理过程中，由于地形坡度起伏较大、可利用的场地有限，设备或设施的场地条件难以满足，而且土建施工困难，设备和设施的维护管理复杂，所以鼓风曝气和机械曝气并不适合山地污水处理。
另外，也有通过跌水或者水面和空气自然接触的方式来实现水体充氧，但是处理过程中水体裸露，对于污水，容易产生臭味、滋生蚊蝇，影响感观环境，同时，跌水曝气虽然曝气效果良好，但是一般针对河湖水体，需要建设专门大型的跌水设施，而自然充氧过程效率低，所需处理场地面积大，对于山地污水处理也不适合。
技术实现要素：
1.要解决的技术问题
针对山岳地形的污水处理设施建设的可使用面积小、维修困难、普通自然充氧方式效率低的问题，本实用新型提供了一种无动力多级管式旋流充氧设施。它利用旋流充氧管道使螺旋的水膜和空气的形成对流流动，从而强化氧分子的扩散作用，解决了山地污水处理的无动力充氧问题，并且提高了自然充氧的效率。
2.技术方案
本实用新型提供了一种无动力管式旋流充氧设施，包括加速管、旋流管、配水管、出气管、进气管，所述加速管、旋流管、配水管按依次连接，加速管在最高位置，配水管在最低位置；所述螺旋叶片安装在旋流管道内；所述进气管位置在旋流管尾端，顶端安装风帽；所述出气管位置在旋流管首端，顶端安装风球；所述加速管接污水进水口，配水管接出水口；污水从进水口流入，经加速管到旋流管，再到配水管，最后接出水口排出；空气从风帽进入，经进气管到旋流管，再到出气管，最后从风球排出。
优选的，所述旋流管内的螺旋叶片为中空螺旋叶片，长度为旋流管长度，螺旋叶片外缘贴合管道内壁。
优选的，所述加速管与旋流管直线连接，为一直管，配水管和旋流管可以存在夹角。配水管与旋流管不限于直线连接，或向下或弯折连接。
优选的，所述加速管和旋流管沿坡地地形坡度倾斜安装，进气管和出气管垂直于地心，进气管进气口低于出气管出气口。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
（1）本实用新型通过水膜与空气的对流来实现污水的表面充氧，提高了自然充氧的效率。
（2）本实用新型采用无动力风球供气，污水靠重力势能加速，运转设备少，管理维修简单。
（3）本实用新型采取的是管道内曝气方式，杜绝了污水飞溅或臭味等情况。
（4）本实用新型可以根据污水量大小，进行多级多次充氧，每次污水达到溶解氧饱和浓度时就进行一次充氧处理，处理后污水再充氧，如此多次。
（5）本实用新型采取的管道以及螺旋叶片，处理过程中表面会附着生物膜，污水在充氧过程中能够进行一部分生物降解，提高了氧利用率，并且降低了后续处理设施的负荷。
附图说明
图1为本实用新型无动力管式旋流充氧装置的结构示意图；
图2为本实用新型无动力管式旋流充氧装置中螺旋叶片的结构示意图；
附图标记说明：
1、加速管；2、旋流管；3、配水管；4、螺旋叶片；5、出气管；6、进气管；7、风球；8、风帽。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
如图1和图2所示，一种无动力管式旋流充氧设施，包括加速管1、旋流管2、配水管3、进气管6和出气管5，加速管1、旋流管2和配水管3依次相连，加速管1与旋流管2直线连接，配水管3与旋流管2不限于直线连接，或向下或弯折连接，进气管6和出气管5分别连接在旋流管2首尾两端，且出气管5出气口安装风球7，进气管6进气口安装风帽8，旋流管2内安装螺旋叶片4，螺旋叶片4为中空螺旋叶片，叶片外缘贴合在旋流管2内壁上。加速管1和旋流管2沿坡地地形坡度倾斜安装，进气管6和出气管5垂直于地心，进气管6进气口低于出气管5出气口。
实例一
管道材质聚丙烯（PP）。加速管1长2m，直径φ160，δ=4.5mm；旋流管2长15m，φ160，δ=4.5mm；配水管3长2m，直径φ110mm，δ=3.5mm；中空螺旋叶片4采用不锈钢304材质，厚度1.0mm，外径φ150mm，内径φ80mm，螺距300mm；进气管6长1.0m，φ110mm，出气管5长1.5m，φ110mm；DN100风球7，DN100PVC承插式防风帽8。
按图1顺序连接各管道和设备，安装角度30°，污水接入加速管1，在非满流状态下开始加速流动，然后进入旋流管2，在螺旋叶片4的作用下，污水以水膜的形态在叶片表面呈螺旋流动，螺旋叶片4中空部位没有水流；在自然风的作用下，风球7转动，出气管5抽气，进气管6进气，使旋流管2内螺旋叶片4中空部位的空气产生流动，然后与水膜接触，发生氧分子的扩散，从而完成了污水的充氧。同时，在螺旋叶片4表面，由于污水长期流动，会形成生物膜，污水中的有机物在旋流管2内也将得到降解。
本实用新型无动力管式旋流充氧设施的使用方法包括如下步骤：
A、向加速管1中通入待处理的污水，污水沿管道方向加速流动；
B、当污水流出加速管1进入旋流管2时，被中空螺旋叶片拦截导流，污水沿螺旋叶片4作螺旋流动，由于污水速度快，污水以水膜形态在螺旋叶片4表面流动；
C、当污水在旋流管2内流动时，同时风球7转动，形成抽气效果，出气管5将旋流管2内空气往外排，风帽8处通过进气管6向旋流管2内进气，空气在螺旋叶片4中空通道内流动，与污水形成对流，通过氧分子的扩散，实现污水充氧；
D、当污水流出旋流管2，完成充氧过程后，污水进入配水管3，然后再进入生物滤池进行处理。
本实用新型通过倾斜安装来实现污水的加速流动，采用风球7实现无动力通风供气，再结合利用中空螺旋叶片，一方面增大了污水表面积，另一方面提供空气流动通道，最终实现了污水的无动力高效充氧，保证了后续的处理效果。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做得任何改动，均落入本实用新型保护范围内。