[實用新型]水力壓氣式聯合曝氣機

無效

• 申請號: 200820190709.2
• 申請日: 2008-09-10
• 公開（公告）號: CN201264944Y
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 宋永宏;王志勤
• 申請（專利權）人: 王志勤;宋永宏
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F7/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本實用新型涉及一種水力空氣曝氣裝置，特別涉及一種水力壓氣式聯合曝氣機，適用于深水、高濃度、負荷變幅大的污水處理行業，尤其適用于礦山污水處理、化工污水處理和丘陵地區的污水處理企業的節能技改。

背景技術

曝氣設備主要可分為氣泡曝氣、氣泡機械曝氣、機械曝氣等。氣泡曝氣是將空壓機和鼓風機產生的空氣輸入至污水中，空氣在水中各種因素和輔助設備的作用下形成尺寸大小不同的氣泡，氣泡在孔口處形成，在液面破裂，促使液體形成環流。氣泡越小越利于提高氧傳遞速率，因此，通常配套有擴散管、板等多孔性設備，或水力剪切和水力沖擊等非多孔性設備。氣泡機械曝氣是采用葉輪將通入水中的氣泡分割，并使得小氣泡在曝氣池內循環混合，從而得到較高的氧吸收率。一般設置環噴氣器，用空氣壓縮機送入空氣，并用葉輪將空氣切割粉碎，但氧吸收率和動力消耗等指標最終還要取決于曝氣池的形狀、葉輪型式、空氣量和不同的葉輪轉速。機械曝氣是利用曝氣器的旋轉產生水躍，把大量的水滴拋撒空中，和空氣混合，再跌回水體，另一方面，機械曝氣器旋轉攪拌水體以保持活性污泥懸浮狀態，使得富含溶解氧的水與活性污泥充分混合，維持微生物需要的足夠氧氣。

氣泡曝氣供氧能力大、使用靈活，可根據污水需氧量的變化大范圍調節，但動力消耗過多，采用輔助多孔擴散器，產生氣泡小、氧的吸收率及動力效果較高，但易于堵塞，經常維修成本較大，而采用輔助非多性擴散器，雖堵塞狀況減輕，但氧吸收率和動力效率低；氣泡機械曝氣適合處理高濃度廢水，完全混合條件好，但動力效果不高，經常費用大，機械曝氣設備比較簡單，維修不困難，但對需氧率變化的調節較小，不利于負荷變幅較大的污水處理。

水輪泵已成功應用于我國水利建設40余年，實用新型專利“水力曝氣裝置”(專利號：ZL200720088012.X，申請人：宋永宏、王志勤)將水輪泵作為曝氣裝置的驅動機構，利用污水的富余能量推動轉輪作功，使得泵水裝置泵水時產生負壓，吸進空氣，最后形成氣水混合物排出，實現曝氣。“水力曝氣裝置”有三種形式：水力離心式、水力射流式、渦流泵式，分別適用于潛水曝氣和氣浮等污水處理工藝，具有投資小，安裝方便等優點，但由于這三種曝氣方式，均是利用泵旋轉水運動產生負壓吸氣，效率較低，又因泵水裝置受深度影響較大，曝氣實際深度有限，難以在高濃度廢水、負荷變幅大的污水和深水曝氣中廣泛應用。

空氣壓縮機和鼓風機在我國的技術應用非常成熟和廣泛。空氣壓縮機通常分為速度式和容積式，容積式可分為回轉式和往復式，回轉式又可分為滑片式、轉子式、螺桿式等，而往復式則可分為活塞式、隔膜式等；按照表壓力區分又可分為低壓(≤1MPa)、中壓(1MPa～10MPa)、高壓(≥10MPa)。常規污水處理一般使用無油潤滑低壓空氣壓縮機或鼓風機，而常用的鼓風機一般采用離心鼓風機和羅茨鼓風機，常見工作表壓力在0.03MPa和0.5Mpa之間。

利用水輪泵旋轉推動表曝機做功，同時將空氣抽吸、加壓輸進至污水中，完成曝氣，是充分利用水力并轉變為機械力和空氣的壓力，促使了能量高效的轉變，同時緊密地結合了污水處理中的高效氣泡曝氣方式，實現雙重聯合曝氣。經查詢，除了專利號：ZL200720088012.X，名稱：水力曝氣裝置，申請人：宋永宏、王志勤，目前尚無此類專利，“水力曝氣裝置”存在需要改進的地方：1)是通過泵水方式旋轉液體，產生負壓，吸進空氣混合，實現氣液傳輸，完成曝氣；因水體密度較空氣大，用泵旋轉水體吸進氣體消耗的能量較單純抽吸空氣大，存在效率不高的問題；2)以泵水產生負壓吸氣的原理工作，而負壓吸氣受制于泵的排水能力，泵排除氣水混合物的能力隨水深降低，加之效率不高，作為深水曝氣設備有一定困難，在曝氣深度上實際存在限制，若采用串聯和其它措施，卻增加了管道和設備的復雜程度，增加了投資成本；3)采用氣液混合體最終完成曝氣的方式，產品曝氣方式和性能單一，難以勝任高濃度廢水處理和污水負荷變幅大的污水處理。

發明內容

本實用新型的目的是在于提供了一種水力壓氣式聯合曝氣機，它以污水水力作為能量來源，以水輪泵中的水力轉輪作為驅動裝置，通過傳動機構帶動壓縮機產生壓縮空氣，通過軸承中間傳動中空軸的中空氣道，將氣體傳送至曝氣環，實現氣泡曝氣，同時通過傳動中空軸帶動表面曝氣葉輪曝氣，實現雙重曝氣，它解決了水力潛水射流式等曝氣裝置曝氣效率不高的問題；因采用了兩種曝氣方式，可較強的適應污水負荷的變化；由于采用了壓縮機輸出壓縮空氣，將泵類吸氣的負壓工作流程改變為壓縮機產生壓縮空氣的工作流程，為深水曝氣創造了條件。