[發明專利]微納米曝氣器

無效

• 申請號: 201010503485.8
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102001719A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 雷春生;李定龍;張鳳娥;姚倩;唐璐
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/24
• 分類號: C02F1/24;C02F1/74;C02F3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及用于污水處理、氣浮等的曝氣設備，特別涉及充氧曝氣裝置，屬于污水處理技術領域。

背景技術

目前，在污水處理領域中常用的曝氣裝置有以下兩種：一是鼓風曝氣器，由加壓設備、擴散裝置和管道系統組成，加壓設備一般采用回轉式鼓風機，也有采用離心式鼓風機。為了凈化空氣，其進氣管上常裝設空氣過濾器，在寒冷地區，還常在進氣管前設空氣預熱器。擴散裝置一般有：小氣泡擴散裝置，例如擴散板、擴散管或擴散盤等；中氣泡擴散裝置，例如穿孔管；大氣泡擴散裝置，例如豎管曝氣等。在污水處理中，為了提高水中溶解氧，一般采用微孔曝氣裝置，即在擴散板、擴散管或擴散盤上包裹著微孔合成橡膠膜片，膜片上開有150-200mm的同心圓布置的5000個自閉式孔眼。這種曝氣裝置普遍存在的不足之處是：曝氣頭易堵塞，造成氣流短路，供氧不均勻，氧利用率降低(一般在10％以下)，維修時需將池子內污水抽干，造成修理時間長，維修成本高等不足。二是射流曝氣器，包括吸入口、水噴嘴、混合管、擴散管和微管等，將污水和活性污泥混合液送入水噴嘴，在射流的行程中形成一定真空，形成氣、液、固三相混合液，進入擴散管中形成一定的壓力射流從布水器斜向噴出，對水體起到攪拌和充氧的作用。射流曝氣器較之傳統鼓風曝氣，動力效率和氧利用率有所提高，氣泡攪動和混合液比較均勻，但射流曝氣器的結構復雜，吸氣量小，氣泡質量差，動力效率低，影響水處理成本，而且經射流器噴出的氣水混合物由于沒有霧化，微氣泡在上升過程中，在水壓下若干個拼合在一起形成大氣泡，很快浮出水面，造成能源浪費。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供了一種適用于污水處理中提高氧利用率的微納米曝氣器，該微納米曝氣器能使氣水均勻混合后產生霧狀液體噴出，并能長時間滯留在水體中，保持水體中溶解氧在相當一段時間內維持在較高水平。

本發明采用的技術方案是：包括一個外形呈圓柱體的金屬外套，金屬外套的正中側壁上設有一個氣水混合室，氣水混合室與金屬外套之間連通一個擴散管，氣水混合室入口端處設有一個氣水噴嘴，氣水混合室的側部開有一個壓縮空氣入口；在金屬外套中心同軸設置一個兩端為噴射出口的微孔塑料圓管，微孔塑料圓管與金屬外套之間緊密配合設置聚四氟乙烯塑料片，微孔塑料圓管側壁上布滿有微孔，該微孔的孔徑為1～3μm，微孔塑料圓管外壁上包裹有多層蜂窩狀帶孔的聚四氟乙烯塑料片，每層所述聚四氟乙烯塑料片上的微孔互相錯開設置。

本發明較之傳統微孔曝氣和射流曝氣具有如下有益效果：

1、從噴射出口中噴射出來的液體呈霧狀，氣泡直徑為納米級，與霧化的水汽在水體中一起上升，與水體接觸面積大，停留時間長，傳質速率系數大，溶解氧高，在氧分子浮出水面時，不會形成大氣泡而造成不必要的能耗浪費。

2、無需大面積供氣，一套曝氣系統只需附有四個本發明微納米曝氣器，均勻分布在與壓縮管所連接的兩條支管的四端，從一端噴射出來的氣水混合霧狀體長度可達1～2m，兩端噴射出口射出來的氣水混合霧狀體長度可達2～4m，所以一套微納米曝氣器服務面積直徑可達2～4m，這樣就避免了要布置太多曝氣頭所帶來的麻煩，長時間使用不會發生阻塞、氣流短路、溶解氧降低和維修操作不便等現象。

3、本發明吸氣方式有別于普通射流曝氣，無喉管和擴散管，在水泵高速旋轉下氣流直接進入泵腔被打碎成小氣泡，經壓縮管直接進入微納米曝氣器被霧化。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：1.氣水噴嘴；2.壓縮空氣入口；3.氣水混合室；4.擴散管；5.金屬外套；6.聚四氟乙烯塑料片；7.噴射出口；8.微孔塑料圓管。

具體實施方式

如圖1，本發明由氣水噴嘴1、壓縮空氣入口2、氣水混合室3、擴散管4、金屬外套5、聚四氟乙烯塑料片6、噴射出口7、微孔塑料圓管8組成。其中，金屬外套5的外形呈圓柱體，微孔塑料圓管8是一種空心塑料管，在微孔塑料圓管8與金屬外套5之間緊密配合安裝聚四氟乙烯塑料片6。在金屬外套5的正中側壁上設一個氣水混合室3，氣水混合室3與金屬外套5之間連通一個擴散管4，擴散管4連通金屬外套5。在氣水混合室3入口端安裝一個氣水噴嘴1，氣水噴嘴1連接外部的氣水混合泵。氣水混合室3的側部開有一個壓縮空氣入口2。在金屬外套5的中心位置同軸設置一個兩端為噴射出口7的微孔塑料圓管8，兩端的兩個噴射出口7的出口直徑之和應小于擴散管4的氣水混合液入口直徑。微孔塑料圓管8的側壁上布滿了微孔，該微孔的孔徑為1～3μm，在微孔塑料圓管8上包裹著多層蜂窩狀帶孔的聚四氟乙烯塑料片6，每層聚四氟乙烯塑料片6上的微孔互相錯開設置。

本發明在工作時，啟動連接氣水噴嘴1的氣水混合泵，空氣在泵腔中打碎成小氣泡，與水充分混合進入氣水混合室3，同時，壓縮空氣經壓縮管道射流，通過壓縮空氣入口2也進入氣水混合室3，氣體與水流的相互作用使流體形成脈沖表面波并導致水流破裂成滴狀液體，液滴以高速沖撞壓縮空氣，將它粉碎成微小氣泡，充分混合后從氣水混合室3和擴散管4進入高速旋轉的金屬外套5，聚四氟乙烯塑料片6連同微孔塑料圓管8也高速旋轉，由于每層聚四氟乙烯塑料片6上的微孔互相錯開設置，使氣水混合液在撞擊過程中能做切割運動，被霧化，這樣，氣泡經過不斷切割后從微孔塑料圓管8兩端的噴射出口7射出，氣水呈霧狀，在水體中緩慢上升，霧化后的氣水混合液比表面積大，在水體中停留時間較長，水體溶解氧保持在一定水平長時間不會下降，氧利用率增高，達到35％以上，且全程阻力損失小于0.015MPa。