一种基于气液混合射流技术的污水处理设备及其处理方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体是涉及一种基于气液混合射流技术的污水处理设备还涉及一种基于气液混合射流技术的污水处理方法。


背景技术：

2.在污水处理过程中，通过向污水中注入空气进行增氧，能够提高污水有机分解处理、生化氧化处理等步骤的效率，现有增氧布气的方式多为使用管网或阵列曝气盘，其不仅投入成本高，而且污水流动性首先导致长时间的曝气容易使曝气微孔蓄积污物而堵塞，大大影响曝气效率。
3.中国专利申请号“cn202110471286.1”公开了基于气液混合射流技术的污水处理系统及污水处理方法，包括污水池、升降驱动机构、平移导轨和气液混合射流设备；气液混合射流设备没入污水池内的污水中，其底部通过平移导轨支撑，且气液混合射流设备通过平移导轨导向平移；升降驱动机构设置于污水池的内侧壁，平移导轨两端分别与对应的升降驱动机构连接，气液混合射流设备通过升降驱动机构调节没入污水中的深度；气液混合射流设备包括从左到右依次对接的锥形气液分布罩、气液输送管、横向旋转接头、曝气容器、滤杂管和潜水泵；气液混合射流设备还包括支架、旋转驱动机构和推水式平移驱动机构。
4.该设备通过射流曝气实现对污水的彻底、有效的防止了出气孔堵塞，但是该设备的射流管喷射方向单一，虽整体可以在水平方向和竖直方向移动但仍存在一定的曝气死角。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种基于气液混合射流技术的污水处理设备及其处理方法。
6.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：
7.一种基于气液混合射流技术的污水处理设备，包括圆形的污水池，污水池顶部设置有环绕污水池的环形轨道；轴柱通过底部的旋转座竖直插装在污水池上，轴柱的旋转轴与污水池的轴线处于同一直线上；顶部支架由轴柱顶部向一侧水平延伸，顶部支架的两端固定安装竖直安装架，竖直安装架竖直向下延伸至污水池底部，平移轨道滑动安装在竖直安装架上，顶部支架远离轴柱的一端设置有驱动头，驱动头限位安装在环形轨道中，驱动头驱动顶部支架带动轴柱旋转；滑动座与平移轨道滑动配合连接，滑动座的顶部转动安装旋转板；气液混合射流装置包括潜污泵，潜污泵固定安装在旋转板上，潜污泵的输出端连接两个曝气管的输入端；曝气管固定安装在旋转板上，两个曝气管的喷射端分别设置在滑动座两侧，两个喷射端的反向设置；曝气管连通进气管的出气端，进气管的进气端竖直向上延伸穿出污水水面。
8.优选的，潜污泵的输入端设置进水管，进水管一端连接潜污泵，进水管的另一端由
滤网构成。
9.优选的，潜污泵的输出端通过出水管与曝气管的输入端连接，出水管为t形管。
10.优选的，曝气管的内部设置有内管，内管的输出端与曝气管的喷射端同侧设置，内管上设置有进气口连接进气管，曝气管内的污水和曝气管内的空气在曝气管的混合部处混合。
11.优选的，进气管的顶端固定插装在漂浮件中，漂浮件漂浮在污水水面。
12.优选的，旋转板上固定安装有防水盖板，气液混合射流装置安装在防水盖板内部，防水盖板上设置有避让潜污泵的进水管、曝气管的喷射端以及进气管的避让孔，避让孔处做密封处理。
13.优选的，滑动座的底部固定安装有至少两个螺旋桨；螺旋桨的旋转轴与平移轨道的长度方向平行，两个螺旋桨分别设置在滑动座位于平移轨道长度方向的两端，两个螺旋桨的输出方向相反。
14.优选的，所述顶部支架两端的竖直安装架上设置有竖直向下延伸的滑槽；平移轨道的两端限位安装在滑槽中移动；顶部支架的一端固定安装有卷扬机，卷扬机上绕卷有连接绳，连接绳的一端固定连接平移轨道。
15.优选的，所述驱动头包括固定安装在顶部支架上的第一旋转驱动装置，第一旋转驱动装置的工作端传动连接驱动齿轮，驱动齿轮的旋转轴竖直设置；污水池的环形轨道内壁一侧设置有齿槽，环绕环形轨道内壁等间距分布，驱动齿轮啮合连接环形轨道的齿槽。
16.一种基于气液混合射流技术的污水处理方法，包括以下步骤：
17.步骤一、将气液混合射流装置固定安装在滑动座的旋转板上方，气液混合射流装置安装完成后安装防水盖板对气液混合射流装置进行密封；
18.步骤二、启动顶部支架一端的卷扬机对连接绳进行放卷，平移轨道在重力作用下沿竖直安装架下移，带动滑动座和气液混合射流装置逐渐沉入污水池底部；
19.步骤三、启动气液混合射流装置，潜污泵带动污水池内的污水同时进入两个曝气管中与进气管提供的空气进行混合曝气，并在气液混合后通过喷射端射出，两个曝气管在异侧反向喷射气流从而带动旋转板在滑动座上旋转，进而改变喷射端的喷射方向；
20.步骤四、驱动滑动座一侧的螺旋桨带动滑动座和气液混合射流装置在平移轨道上水平移动，改变气液混合射流装置的曝气位置，滑动座到达平移轨道一端后启动螺旋桨停止工作另一侧的螺旋桨启动带动滑动座在平移轨道上反向移动；
21.步骤五、启动顶部支架顶部的驱动头，驱动头在污水池的环形轨道中移动带动气液混合射流装置绕轴柱轴线旋转移动，改变气液混合射流装置的曝气位置；
22.步骤六、定期启动卷扬机收卷连接绳改变平移轨道和气液混合射流装置在污水池中的深度，改变气液混合射流装置的曝气深度。
23.本技术相比较于现有技术的有益效果是：
24.1.本发明通过污水池设置为圆形减少污水池内的拐角，顶部支架的一端通过驱动头在环形轨道中移动，带动顶部支架绕轴柱轴线旋转，实现气液混合射流装置曝气位置的改变，提高污水池内污水充氧的均匀性。
25.2.本发明通过滑动座上安装的螺旋桨在水下产生推力带动滑动座和气液混合射流装置移动，两个反向设置的螺旋桨可以带动滑动座在平移轨道上做往复的水平移动，配
合顶部支架的旋转保证气液混合射流装置的曝气位置均匀覆盖污水池底部的每个位置。
26.3.本发明通过气液混合射流装置的两个曝气管的工作端异侧反向设置从而在喷射端喷射气体时可以驱动旋转板在滑动座上旋转，旋转板的旋转带动气液混合射流装置的喷射方向改变，从而使气液混合射流装置的曝气效果更加均匀。
27.4.本发明通过潜污泵输出端安装的形出水管对液体进行分流，使潜污泵输出的液体可以同时进入两个曝气管中。
28.5.本发明通过顶部支架一端固定安装的卷扬机带动连接绳进行收放卷，卷扬机收卷连接绳时拉动连接绳连接的平移轨道在竖直安装架的滑槽中移动，通过改变平移轨道的水平高度从而改变气液混合射流装置的曝气深度，提高气液混合射流装置的曝气效果。
附图说明
29.图1是本技术的污水处理设备的立体图；
30.图2是图1的a处局部放大图；
31.图3是本技术的污水处理设备去除污水池的立体图；
32.图4是图3的b处局部放大图；
33.图5是本技术的污水处理设备的滑动座和气液混合射流装置的主视图；
34.图6是图5的c-c处截面剖视图；
35.图7是图6的d处局部放大图；
36.图8是本技术的污水处理设备的滑动座和气液混合射流装置在第一视角下的立体结构分解图；
37.图9是本技术的污水处理设备的滑动座和气液混合射流装置在第二视角下的立体结构分解图；
38.图10是本技术的污水处理方法的流程图；
39.图中标号为：
40.1-污水池；1a-环形轨道；1a1-齿槽；
41.2-轴柱；2a-旋转座；
42.3-顶部支架；3a-竖直安装架；3a1-滑槽；3b-平移轨道；3b1-卷扬机；3b2-连接绳；3c-驱动头；3c1-第一旋转驱动装置；3c2-驱动齿轮；
43.4-滑动座；4a-旋转板；4a1-防水盖板；4a2-避让孔；4b-螺旋桨；
44.5-气液混合射流装置；5a-潜污泵；5a1-进水管；5a2-滤网；5a3-出水管；5b-曝气管；5b1-喷射端；5b2-内管；5b3-进气口；5b4-混合部；5c-进气管；5c1-漂浮件。
具体实施方式
45.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
46.如图1至图9所示，本技术提供：
47.一种基于气液混合射流技术的污水处理设备，包括圆形的污水池1，污水池1顶部设置有环绕污水池1的环形轨道1a；轴柱2通过底部的旋转座2a竖直插装在污水池1上，轴柱2的旋转轴与污水池1的轴线处于同一直线上；顶部支架3由轴柱2顶部向一侧水平延伸，顶
部支架3的两端固定安装竖直安装架3a，竖直安装架3a竖直向下延伸至污水池1底部，平移轨道3b滑动安装在竖直安装架3a上，顶部支架3远离轴柱2的一端设置有驱动头3c，驱动头3c限位安装在环形轨道1a中，驱动头3c驱动顶部支架3带动轴柱2旋转；滑动座4与平移轨道3b滑动配合连接，滑动座4的顶部转动安装旋转板4a；气液混合射流装置5包括潜污泵5a，潜污泵5a固定安装在旋转板4a上，潜污泵5a的输出端连接两个曝气管5b的输入端；曝气管5b固定安装在旋转板4a上，两个曝气管5b的喷射端5b1分别设置在滑动座4两侧，两个喷射端5b1的反向设置；曝气管5b连通进气管5c的出气端，进气管5c的进气端竖直向上延伸穿出污水水面。
48.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是如何对污水池1进行全方位无死角的曝气。为此，本技术通过将污水池1设置为圆形减少污水池1内的拐角，轴柱2插装在污水池1轴线位置对顶部支架3进行安装，顶部支架3的一端通过驱动头3c在环形轨道1a中移动，带动顶部支架3绕轴柱2轴线旋转，顶部支架3旋转可以带动竖直安装架3a底部的平移轨道3b旋转，平移轨道3b上滑动连接的滑动座4可以改变旋转板4a上安装的气液混合射流装置5在污水池1中的曝气位置，配合顶部支架3自身的旋转可以带动气液混合射流装置5对顶部支架3各个位置进行曝气，提高污水池1内污水充氧的均匀性，气液混合射流装置5在工作时，潜污泵5a向曝气管5b输送污水，曝气管5b内产生负压通过进气管5c吸收空气在曝气管5b内混合，气液混合后通过喷射端5b1喷射处，由于曝气管5b具有两个且两个曝气管5b的工作端异侧反向设置从而在喷射端5b1喷射气体时可以驱动旋转板4a在滑动座4上旋转，旋转板4a的旋转带动气液混合射流装置5的喷射方向改变，从而使气液混合射流装置5的曝气效果更加均匀。
49.进一步的，如图5所示：
50.潜污泵5a的输入端设置进水管5a1，进水管5a1一端连接潜污泵5a，进水管5a1的另一端由滤网5a2构成。
51.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是潜污泵5a如何向曝气管5b内输送不含杂质的污水。为此，本技术通过潜污泵5a输入端的进水管5a1引入污水池1内的污水，污水通过进水管5a1一端的滤网5a2进入潜污泵5a内，滤网5a2对污水内的固定杂质进行过滤，配合潜污泵5a本身的排污效果保证进入曝气管5b混合的液体内不包含固体杂质，提高曝气的效果。
52.进一步的，如图6和8所示：
53.潜污泵5a的输出端通过出水管5a3与曝气管5b的输入端连接，出水管5a3为t形管。
54.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是潜污泵5a如何同时向两个曝气管5b内输送液体。为此，本技术通过潜污泵5a输出端安装的t形出水管5a3对液体进行分流，使潜污泵5a输出的液体可以同时进入两个曝气管5b中。
55.进一步的，如图6和7所示：
56.曝气管5b的内部设置有内管5b2，内管5b2的输出端与曝气管5b的喷射端5b1同侧设置，内管5b2上设置有进气口5b3连接进气管5c，曝气管5b内的污水和曝气管5b内的空气在曝气管5b的混合部5b4处混合。
57.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是曝气管5b如何进行气液混合。为此，本技术通过在曝气管5b内设置内管5b2，所述曝气管5b和内管5b2均可采用文丘里管的
形状提高气液混合后的喷射速度，进气管5c通过进气口5b3将空气引入内管5b2中，所述内管5b2可以连接电机进行旋转从而实现对空气和污水的剪切，提高曝气效果，内管5b2的输出端设置在曝气管5b的内径较小的咽部新城混合部5b4，从气体喷出后在混合部5b4处与污水混合并经过喷射端5b1快速喷出。
58.进一步的，如图5、图8和图9所示：
59.进气管5c的顶端固定插装在漂浮件5c1中，漂浮件5c1漂浮在污水水面。
60.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是如何保证漂浮件5c1的一端始终位于污水水面之上。为此，本技术通过将进气管5c的一端插装在漂浮件5c1中，从而在气液混合射流装置5下沉后漂浮件5c1漂浮在污水表面维持进气管5c一端的位置，保证气液混合射流装置5启动后稳定的空气输送，所述漂浮件5c1可以是气囊等，漂浮件5c1也可以跟随气液混合射流装置5的旋转和移动改变自身的位置。
61.进一步的，如图8和9所示：
62.旋转板4a上固定安装有防水盖板4a1，气液混合射流装置5安装在防水盖板4a1内部，防水盖板4a1上设置有避让潜污泵5a的进水管5a1、曝气管5b的喷射端5b1以及进气管5c的避让孔4a2，避让孔4a2处做密封处理。
63.基于上述实施例，本技术通过防水盖板4a1安装在气液混合射流装置5外部对气液混合射流装置5就那些防水处理，提高气液混合射流装置5的使用寿命，防水盖板4a1上设置有避让潜污泵5a的进水管5a1、曝气管5b的喷射端5b1以及进气管5c的避让孔4a2，保证气液混合射流装置5的正常工作，避让孔4a2处做密封处理。
64.进一步的，如图9所示：
65.滑动座4的底部固定安装有至少两个螺旋桨4b；螺旋桨4b的旋转轴与平移轨道3b的长度方向平行，两个螺旋桨4b分别设置在滑动座4位于平移轨道3b长度方向的两端，两个螺旋桨4b的输出方向相反。
66.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是滑动座4如何在平移轨道3b上移动。为此，本技术通过滑动座4上安装的螺旋桨4b在水下产生推力带动滑动座4和气液混合射流装置5移动，两个反向设置的螺旋桨4b可以带动滑动座4在平移轨道3b上做往复的水平移动，配合顶部支架3的旋转保证气液混合射流装置5的曝气位置均匀覆盖污水池1底部的每个位置。
67.进一步的，如图3和4所示：
68.所述顶部支架3两端的竖直安装架3a上设置有竖直向下延伸的滑槽3a1；平移轨道3b的两端限位安装在滑槽3a1中移动；顶部支架3的一端固定安装有卷扬机3b1，卷扬机3b1上绕卷有连接绳3b2，连接绳3b2的一端固定连接平移轨道3b。
69.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是如何改变气液混合射流装置5在污水池1内的曝气深度。为此，本技术通过顶部支架3一端固定安装的卷扬机3b1带动连接绳3b2进行收放卷，卷扬机3b1收卷连接绳3b2时拉动连接绳3b2连接的平移轨道3b在竖直安装架3a的滑槽3a1中移动，通过改变平移轨道3b的水平高度从而改变气液混合射流装置5的曝气深度，提高气液混合射流装置5的曝气效果。
70.进一步的，如图2和3所示：
71.所述驱动头3c包括固定安装在顶部支架3上的第一旋转驱动装置3c1，第一旋转驱
动装置3c1的工作端传动连接驱动齿轮3c2，驱动齿轮3c2的旋转轴竖直设置；污水池1的环形轨道1a内壁一侧设置有齿槽1a1，1a2环绕环形轨道1a内壁等间距分布，驱动齿轮3c2啮合连接环形轨道1a的齿槽1a1。
72.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是驱动头3c如何在污水池1的环形轨道1a中移动带动顶部支架3旋转。为此，本技术的驱动头3c通过第一旋转驱动装置3c1驱动驱动齿轮3c2旋转，所述第一旋转驱动装置3c1可以是伺服电机，驱动齿轮3c2与环形轨道1a内一侧的齿槽1a1啮合连接从而在驱动齿轮3c2旋转时沿污水池1内壁移动，进入带动顶部支架3和轴柱2绕污水池1轴线位置旋转。
73.进一步的，如图10所示：
74.一种基于气液混合射流技术的污水处理方法，包括以下步骤：
75.步骤一、将气液混合射流装置5固定安装在滑动座4的旋转板4a上方，气液混合射流装置5安装完成后安装防水盖板4a1对气液混合射流装置5进行密封；
76.步骤二、启动顶部支架3一端的卷扬机3b1对连接绳3b2进行放卷，平移轨道3b在重力作用下沿竖直安装架3a下移，带动滑动座4和气液混合射流装置5逐渐沉入污水池1底部；
77.步骤三、启动气液混合射流装置5，潜污泵5a带动污水池1内的污水同时进入两个曝气管5b中与进气管5c提供的空气进行混合曝气，并在气液混合后通过喷射端5b1射出，两个曝气管5b在异侧反向喷射气流从而带动旋转板4a在滑动座4上旋转，进而改变喷射端5b1的喷射方向；
78.步骤四、驱动滑动座4一侧的螺旋桨4b带动滑动座4和气液混合射流装置5在平移轨道3b上水平移动，改变气液混合射流装置5的曝气位置，滑动座4到达平移轨道3b一端后启动螺旋桨4b停止工作另一侧的螺旋桨4b启动带动滑动座4在平移轨道3b上反向移动；
79.步骤五、启动顶部支架3顶部的驱动头3c，驱动头3c在污水池1的环形轨道1a中移动带动气液混合射流装置5绕轴柱2轴线旋转移动，改变气液混合射流装置5的曝气位置；
80.步骤六、定期启动卷扬机3b1收卷连接绳3b2改变平移轨道3b和气液混合射流装置5在污水池1中的深度，改变气液混合射流装置5的曝气深度。
81.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。