[發(fā)明專利]潛水式就地充氧機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01101240.4
• 申請(qǐng)日: 2001-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1324685A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·T·Y·程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普萊克斯技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01F3/04
• 分類號(hào): B01F3/04;B01F5/02;C02F3/12
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,邰紅

總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及為液體和固體充氣，具體地說(shuō)涉及把氧溶解在液體中并伴有對(duì)含有多種化學(xué)品的液體和固體進(jìn)行攪動(dòng)的設(shè)備和方法。

需氧廢水處理是在含水系統(tǒng)中消除有害化學(xué)廢物的非常經(jīng)濟(jì)的手段。氧或空氣被供給廢水中的生物休，以使有毒或有害化學(xué)品被生物劑作為食物消耗掉而形成無(wú)害的副產(chǎn)物。通常，主要的呼吸產(chǎn)物為二氧化碳和水。

最廉價(jià)的充氣池形式為土基水池，從地表挖去土壤深達(dá)10至15英尺(3.0至4.6米)。但是，這種結(jié)構(gòu)類型會(huì)引起很多潛在的環(huán)境問(wèn)題。有危害作用的化合物會(huì)通過(guò)土基水池的底部滲漏，從而污染土壤或地下水。由于有污染危險(xiǎn)，環(huán)保機(jī)構(gòu)將不再允許含有陸地禁用化學(xué)品如苯的廢水在這樣的設(shè)施中進(jìn)行處理。因此，大而淺的土基水池已失去了它作為優(yōu)選充氣池類型的地位。

有巨大表面積的充氣水池也是一個(gè)巨大的蒸發(fā)池，其中有很大部分的揮發(fā)性化合物會(huì)蒸發(fā)到大氣中去。隨著“潔凈空氣法規(guī)”的被通過(guò)，這些設(shè)施也不能再依靠蒸發(fā)除去揮發(fā)性化合物的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)。因此，有多個(gè)廢水處理設(shè)施正在轉(zhuǎn)變?yōu)榈厣仙畈邸５厣仙畈鄣牡撞渴卿摪澹粫?huì)滲漏有毒化學(xué)品污染周圍區(qū)域，它的逸散排放的表面積-容積比比較小。在歐洲和亞洲，深槽要通用得多。

用通常的廢水充氣裝置往這樣的深槽中送氧會(huì)很困難。表面充氣機(jī)只能給整個(gè)廢水槽的頂導(dǎo)提供困難。表面充氣機(jī)只能給整個(gè)廢水槽的頂層提供足夠的氧。好的氣泡擴(kuò)散器需用很大的馬力來(lái)壓縮空氣并克服充氣機(jī)的的靜水頭．

細(xì)菌或生物體在消耗有害廢物的同時(shí)也會(huì)在廢水處理槽中生長(zhǎng)。細(xì)菌或生物體也被叫作淤渣，并在從廢水中分離時(shí)形成濕的固體。通常進(jìn)行分離的手段典型的是離心或過(guò)濾。一部分淤渣必須再循環(huán)返回到充氣槽中，以在槽的內(nèi)容物被進(jìn)水稀釋時(shí)保持生物體的濃度足夠地高。為使生物體真正起到作用，必須使淤渣充分懸浮，否則就會(huì)發(fā)生分離，造成廢水的生物降解作用不良。現(xiàn)有技術(shù)的表面充氣裝置不能有效地解決深槽底部的淤渣問(wèn)題。深槽的深度范圍通常在約30至100英尺(9.1至30米)，平均的深度范圍為40至50英尺(12至15米)。

表面充氣機(jī)，例如美國(guó)專利4,681,711所公開(kāi)的那種表面充氣機(jī)，只能對(duì)大約10英尺(3.1米)的深度有效。美國(guó)專利Re32,562所公開(kāi)的利用向下泵送的葉輪來(lái)提高來(lái)自上部空間的氧的溶解度這一方法，在深槽上的使用效果很有限。由于該裝置是裝置在反應(yīng)容器上的，它不可能使固體懸浮達(dá)到最佳狀態(tài)。運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)的裝置為加大從引流管流出的液體的速度，要求加大攪動(dòng)的速度。但是，一臺(tái)螺旋形葉輪能轉(zhuǎn)動(dòng)多快是有實(shí)際限制的。大型24英寸(61cm)葉輪系統(tǒng)用的工業(yè)用軸承的轉(zhuǎn)速可為300至400轉(zhuǎn)/分，速度再高就會(huì)發(fā)生震動(dòng)并出現(xiàn)其它機(jī)械問(wèn)題而使軸承和齒輪箱損壞。更大的36英寸(92cm)的葉輪的轉(zhuǎn)速在250-300轉(zhuǎn)/分。即使機(jī)械上的問(wèn)題可被克服，該系統(tǒng)在攪動(dòng)上也需使用極大的功率。在很多情況下，足以使固體和淤渣懸浮的攪動(dòng)所需的功率為充氧所需功率的3～4倍。這一功率很多是被浪費(fèi)掉的。在氧的溶解作用只需要少量能源的情況下，耗費(fèi)這么大的能量是沒(méi)有意義的。

攪動(dòng)要求的功率特別高的原因是氧的氣泡由于浮力關(guān)系而具有向上的沖力。向下泵送葉輪是以噴射物流中載帶氧的氣泡向下走，而向上的浮力與向下的液體沖力是方向相反的。液氣流向下走得愈遠(yuǎn)，液體的沖力就會(huì)變得愈弱。噴射物流也因向外擴(kuò)散而降低其速度。到達(dá)某一點(diǎn)后，噴射物流將會(huì)減弱到再也不能載帶氧的氣泡向下走。此時(shí)，氧的氣泡就會(huì)從液體流束中分離出來(lái)而反向向上運(yùn)動(dòng)。此時(shí)的液體流束已經(jīng)衰弱到不能再前進(jìn)到水槽的底部或起到攪動(dòng)作用。

獲得特別高的攪動(dòng)率的另一個(gè)辦法是提供單獨(dú)的機(jī)械攪動(dòng)系統(tǒng)來(lái)與表面充氣裝置結(jié)合使用。機(jī)械攪動(dòng)系統(tǒng)系裝在槽的側(cè)面的底部，用以作攪動(dòng)來(lái)使固體懸浮。但是，仍需用相當(dāng)大的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)槽底的攪動(dòng)器，這會(huì)增大基本建設(shè)費(fèi)用。

考慮到現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題和缺陷，因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種為深槽中的廢水充氣的裝置和方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在深槽中攪動(dòng)固體的裝置和方法。

本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種在深槽中同時(shí)給液體充氣和攪動(dòng)固體的裝置和方法。

本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種耗能最少的在深槽中給液體充氣和攪動(dòng)固體的裝置和方法。