CN106830290A - 一种无动力曝气装置及方法 - Google Patents

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柳超颖
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Abstract

本发明提出一种无动力曝气装置及方法，该装置包括壳体、旋转中心轴和数组过水装置，旋转中心轴上下两端与壳体的顶板和底板均通过轴承相连，壳体底部设有出水管，数组过水装置沿旋转中心轴间隔设置，旋转中心轴顶部靠近壳体顶板的位置设有集水箱，集水箱通过引水管与水源相连，其底部设有喷嘴。本发明结构简单，使用方便，充氧效率高。

Description

一种无动力曝气装置及方法
技术领域
本发明属于污水处理的技术领域，尤其涉及一种无动力曝气装置及方法。
背景技术
我国是农业人口大国，农村地域辽阔，人口达七亿多人，每天产生生活污水数千万吨，而且各村庄皆缺乏专门的污水收集处理设施，仅部分住户建有化粪池或沼气池***对生活污水进行简单的发酵处理，大部分居民习惯于将生活污水随意排放。污水不经处理，直接流入附近的溪河，加剧水体污染，对周边环境构成不利影响，并威胁周边群众的身体健康。因此，重视与加强农村地区的水污染治理工作，是改善和提高当前农村人居环境工作中最重要的工作之一。
好氧生物处理***是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理法就是人为通过适当设备向生化曝气池中通入空气，向污水输氧。空气的尽可能细化，可保证微生物能充分与溶解氧接触解。通过菌种和微生物的好氧生物作用把污水中的大部分有机物充分氧化分解为无污染的二氧化碳、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。如SBR法，集曝气、沉淀、排水功能于一体，不断地转换，省去了传统的污泥回流设备，大大降低了建设费用；A20法具有脱氮、除磷功能，还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理***比较，占地面积小，抗气候等外界影响的能力强，建设的地点选择范围大，处理稳定，处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理***。
现在有曝气方法有很多，比如，压缩空气扩散曝气法、低速表面曝气法等，但这些方法都需要动力，而且，不可避免的出现机械故障，现在已经出现了利用入水口和蓄水池的高度差自动曝气的装置，但这种装置无法拆卸，倾斜度液无法调节，使水的流速和流程无法控制，无法达到高效的充氧效率，好氧微生物无法生长，不利于微生物对有机物进行充分的好氧分解，污水处理效果不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种无动力曝气装置及方法，达到充分曝气的目的，有利于微生物对有机物进行充分的好氧分解，提高污水处理效果。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种无动力曝气装置，其特征在于，包括壳体、旋转中心轴和数组过水装置，所述旋转中心轴上下两端与所述壳体的顶板和底板均通过轴承相连，壳体底部设有出水管，所述数组过水装置沿旋转中心轴间隔设置，旋转中心轴顶部靠近壳体顶板的位置设有集水箱，所述集水箱通过引水管与水源相连，集水箱底部设有喷嘴。
按上述方案，所述过水装置包括正过水锥和反过水锥，所述正、反过水锥均为圆锥壳体结构，正过水锥尖端朝上设置，反过水锥尖端朝下设置，正、反过水锥的尖端均穿过所述旋转中心轴，并通过密封环密封相连，反过水锥的底面直径大于正过水锥的底面直径，反过水锥的下部沿周向均匀间隔设有数个过水孔。
按上述方案，所述正过水锥的外表面上和所述反过水锥的内表面上沿母线方向均匀间隔设有数条凸棱。
按上述方案，所述凸棱为齿尖朝上的齿条结构。
按上述方案，所述旋转中心轴为伸缩套管结构。
按上述方案，所述相邻的两条凸棱的高度不同。
一种无动力曝气方法，其特征在于，包括如下步骤：首先通过引水管向集水箱中引水，喷嘴将水流喷出落到最上一组过水装置的正过水锥的外表面上，形成一定切向角度，可带动正过水锥绕旋转中心轴旋转，水流落入最上一组过水装置的反过水锥的内表面上并通过过水孔流出，依次经过数组过水装置后，落入壳体底部，并通过出水管排出。
本发明的有益效果是：1、提供一种无动力曝气装置及方法，面积使用率高，管理方便，成本低廉，利用自然高差实现无动力运行，节省电耗；2、设置数组过水装置使得污水落下时能沿圆周从各角度流下，使得曝气效率更高，并且凸棱能打破流下的水面，造成湍流，从而破坏液膜，降低扩张阻力，延长污水与空气接触的时间，达到充分曝气的目的，有利于微生物对有机物进行充分的好氧分解，提高污水处理效果；3、旋转中心轴可伸缩调节长度，由此控制各组过水装置及正、反过水锥的间距，从而达到控制水流流速的效果；4、可根据需要适当增加或减少过水装置的数量，拆装方便。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
其中：1.壳体，2.旋转中心轴，3.集水箱，4.喷嘴，5.出水管，6.正过水锥，7.反过水锥，8.过水孔，9.凸棱。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
如图1所示，一种无动力曝气装置，设置在有落差的入水口和蓄水池间，包括壳体1、旋转中心轴2和数组过水装置，旋转中心轴上下两端与壳体的顶板和底板均通过轴承相连，壳体底部设有出水管5，数组过水装置沿旋转中心轴间隔设置，旋转中心轴顶部靠近壳体顶板的位置设有集水箱3，集水箱通过引水管与水源相连，其底部设有喷嘴4。
过水装置包括正过水锥6和反过水锥7，正、反过水锥均为圆锥壳体结构，正过水锥尖端朝上设置，反过水锥尖端朝下设置，正、反过水锥的尖端均穿过旋转中心轴，并通过密封环密封相连，反过水锥的底面直径大于正过水锥的底面直径，反过水锥的下部沿周向均匀间隔设有数个过水孔8。
正过水锥的外表面上和所述反过水锥的内表面上沿母线方向均匀间隔设有数条凸棱9，凸棱为齿尖朝上的齿条结构，相邻的两条凸棱的高度不同，当水流以一定速度自喷嘴喷出，与正过水锥的外表面成一定切向角度射至凸棱，可带动正过水锥以旋转中心轴为旋转中心做水平旋转，起到辅助搅拌的作用，增加曝气率，污水流过正、反过水锥时，能分布在表面上，厚度变薄，凸棱能打破流下的水流，造成湍流，从而破坏液膜，降低扩张阻力，延长污水与空气接触的时间，到达充分曝气的目的。
旋转中心轴为伸缩套管结构，由此控制过水装置之间及正、反过水锥之间的间距，从而达到控制水流流速的效果。
采用本装置进行曝气时：首先通过引水管向集水箱中引水，喷嘴将水流喷出落到最上一组过水装置的正过水锥的外表面上，形成一定切向角度，可带动正过水锥绕旋转中心轴旋转，水流落入最上一组过水装置的反过水锥的内表面上并通过过水孔流出，依次经过数组过水装置后，落入壳体底部，并通过出水管排出。
实施例1
取30L高度水样，将水样引入集水箱进行第一道汇集，调控进入装置的水量在恒定值，调节旋转中心轴长度为150cm，水样经过喷嘴形成一束有初速度的水柱打向铺有凸棱的正过水锥外表面，水样与正过水锥外表面成一定切向角度，带动正过水锥以旋转中心轴为旋转中心做水平旋转，流经正过水锥外表面外侧，自正过水锥外表面外缘流出，流入反过水锥内侧，水样经过水孔流出至第二组过水装置，过水孔孔径为2mm，与相邻孔间隔1cm，呈圆周布置，水样流经两组正反布置的过水装置后，汇集于壳体底部，由壳体底部出水管引出。
实施例2
取30L中度水样，将水样引入集水箱进行第一道汇集，调控进入装置的水量在恒定值，调节旋转中心轴长度为100cm，水样经过喷嘴形成一束有初速度的水柱打向铺有凸棱的正过水锥外表面，水样与正过水锥外表面成一定切向角度，带动正过水锥以旋转中心轴为旋转中心做水平旋转，流经正过水锥外表面外侧，自正过水锥外表面外缘流出，流入反过水锥内侧，水样经过水孔流出至第二组过水装置，过水孔孔径为2mm，与相邻孔间隔1.5cm，呈圆周布置，水样流经两组正反布置的过水装置后，汇集于壳体底部，由壳体底部出水管引出。
实施例3
取30L低度水样，将水样引入集水箱进行第一道汇集，调控进入装置的水量在恒定值，调节旋转中心轴长度为50cm，水样经过喷嘴形成一束有初速度的水柱打向铺有凸棱的正过水锥外表面，水样与正过水锥外表面成一定切向角度，带动正过水锥以旋转中心轴为旋转中心做水平旋转，流经正过水锥外表面外侧，自正过水锥外表面外缘流出，流入反过水锥内侧，水样经过水孔流出至第二组过水装置，过水孔孔径为2mm，与相邻孔间隔2cm，呈圆周布置，水样流经两组正反布置的过水装置后，汇集于壳体底部，由壳体底部出水管引出。
以上实施例中预处理工艺前后效果对比如下表所示
实施例1 实施例2 实施例3
进水COD含量(mg/L) 82.4 50.8 22.1
出水COD含量(mg/L) 41.7 32.6 16.9
COD去除率(％) 49.4 35.8 23.5
进水溶解氧含量(mg/L) 1.60 1.79 2.01
出水溶解氧含量(mg/L) 2.72 2.83 3.09
曝气充氧增量(mg/L) 1.12 1.04 1.08

Claims (7)

1.一种无动力曝气装置，其特征在于，包括壳体、旋转中心轴和数组过水装置，所述旋转中心轴上下两端与所述壳体的顶板和底板均通过轴承相连，壳体底部设有出水管，所述数组过水装置沿旋转中心轴间隔设置，旋转中心轴顶部靠近壳体顶板的位置设有集水箱，所述集水箱通过引水管与水源相连，集水箱底部设有喷嘴。
2.根据权利要求1所述的一种无动力曝气装置，其特征在于，所述过水装置包括正过水锥和反过水锥，所述正、反过水锥均为圆锥壳体结构，正过水锥尖端朝上设置，反过水锥尖端朝下设置，正、反过水锥的尖端均穿过所述旋转中心轴，并通过密封环密封相连，反过水锥的底面直径大于正过水锥的底面直径，反过水锥的下部沿周向均匀间隔设有数个过水孔。
3.根据权利要求2所述的一种无动力曝气装置，其特征在于，所述正过水锥的外表面上和所述反过水锥的内表面上沿母线方向均匀间隔设有数条凸棱。
4.根据权利要求3所述的一种无动力曝气装置，其特征在于，所述凸棱为齿尖朝上的齿条结构。
5.根据权利要求1所述的一种无动力曝气装置，其特征在于，所述旋转中心轴为伸缩套管结构。
6.根据权利要求3所述的一种无动力曝气装置，其特征在于，所述相邻的两条凸棱的高度不同。
7.一种无动力曝气方法，其特征在于，包括如下步骤：首先通过引水管向集水箱中引水，喷嘴将水流喷出落到最上一组过水装置的正过水锥的外表面上，形成一定切向角度，可带动正过水锥绕旋转中心轴旋转，水流落入最上一组过水装置的反过水锥的内表面上并通过过水孔流出，依次经过数组过水装置后，落入壳体底部，并通过出水管排出。
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