CN111153490A - 一种深井曝气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深井曝气装置，属于曝气污水处理装置领域，其技术方案要点是包括用于容纳完成曝气处理的处理槽，处理槽底面竖直设置有深井外筒体，深井外筒体中安装固定有深井内筒体，深井内筒***于的轴线上，深井内筒体的顶部设置有连接固定有进水管和污泥管，深井外筒体中还竖直设置有进气管，进气管的顶端固定连接有空气压缩机，空气压缩机安装在处理槽的边缘处，进气管的底端连接固定有曝气室，曝气室的底部设置有用于和深井内筒体连通的注气管，曝气室的侧壁上连接固定有第二补气管，第二补气管嵌入到深井内筒体的内壁上，这种深井曝气装置的优点在于污水和空气混合效果好，曝气效果好，成本低，经济效益高。

Description

一种深井曝气装置
技术领域
本发明涉及曝气污水处理装置，特别涉及一种深井曝气装置。
背景技术
公开号为CN102745803A的中国专利公开了一种深井曝气装置，包括深井筒体、顶槽、下降管和上升管，还设置有脱气池，脱气池与顶槽连通，顶槽设置有侧内循环通道，侧内循环通道的数量≥2，该通道与上升管连通，上升管位于下降管与深井筒体之间，下降管的顶部设置有防喷板，下降管的1/2-1/3处设置有高效气液紊流器，下降管与深井筒体为同心圆结构，深井筒体为“U”型结构。
这种深井曝气装置，其井深往往在百米左右，通过空气压缩机将压缩空气加压之后注入到井的底部，但是在实际使用过程中，曝气的效率低下，为了提高曝气的效率，所以对空气压缩机选择要求极其严格，往往性能越好的空气压缩机占地面积大，增加了建筑成本，在进行污水处理的时候，需要大功率空压机24小时连续运行，造成很大的能耗，不利于能源的节约和利用，并且还增加了处理成本，经济效益低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种深井曝气装置，其优点在于污水和空气混合效果好，曝气效果好，成本低，经济效益高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种深井曝气装置，包括用于容纳完成曝气处理的处理槽，所述处理槽底面竖直设置有深井外筒体，深井外筒体中安装固定有深井内筒体，所述深井内筒***于深井外筒体的中轴线上，所述深井内筒体的顶部设置有连接固定有进水管和污泥管，所述深井外筒体中还竖直设置有进气管，进气管的顶端固定连接有空气压缩机，所述空气压缩机安装在处理槽的边缘处，所述进气管的底端连接固定有曝气室，所述曝气室的底部设置有用于和深井内筒体连通的注气管，所述曝气室的侧壁上连接固定有第二补气管，所述第二补气管嵌入到深井内筒体的内壁上。
通过采用上述技术方案，在工作的时候，污水和回流污泥分别通过进水管和污泥管注入到深井内筒体中，污水沿深井内筒体向下流入到深井外筒体，同时空气压缩机启动，将空气压缩之后通过进气管注入到曝气室中，之后空气通过注气管注入到深井内筒体中与污水混合之后，一同注入到深井外筒体的底部，污水和空气充分混合完成曝气的过程，之后混合液向上流入到处理池中，之后流入到脱气池中除去固体颗粒物。当污水流过第二补气管端部的时候，污水的流速越快，第二补气管端部处产生负压中，驱使曝气室中更多的空气向深井内筒体中运动，提高曝气效率，不需要使用大功率的空气压缩机，节约成本，提高经济效益。
进一步的，所述进气管的底部设置有呈锥形设置的射流喷嘴，所述曝气室顶部设置有连接套筒，所述射流喷嘴***到连接套筒的内部。
通过采用上述技术方案，空气在通过射流喷嘴的时候，由于射流喷嘴的半径逐渐变小，空气流过射流喷嘴的过程中，空气流速进一步加快，使空气更加有力地注入到曝气室中，提高空气的流速，并且不需要提高空气压缩器的功率，降低成本。
进一步的，所述第二补气管的端部设置注气弯嘴，所述注气弯嘴镶嵌在深井内筒体的内壁上，并且第二补气管通过注气弯嘴与深井内筒体连通。
通过采用上述技术方案，注气弯嘴主要用于和深井内筒体连通，当污水流过注气弯嘴的端部的时候，污水的流速越快，深井内筒体的中压力就越小，即产生负压区域，使空气注入到深井内筒体中。
进一步的，所述注气弯嘴的主体呈弯曲设置，并且所述注气弯嘴的端部呈向外倾斜的坡口状。
通过采用上述技术方案，由于注气弯嘴的主体呈弯曲设置没有尖锐边缘，当空气经过注气弯嘴的时候，路径增加，空气流速变快，有利于空气顺利通过注气弯嘴，并且注气弯嘴的端部坡口状，为了进一步增加注气弯嘴的通气面积。
进一步的，所述深井外筒体的底部呈穹形设置。
通过采用上述技术方案，污水和空气在深井外筒体的底部充分很合完成曝气的过程，深井外筒体的底部在竖直荷载作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且有水平反力；由于水平反力的作用，拱的弯距大大减小，提高深井外筒体的底部的结构强度。
进一步的，所述曝气室的侧壁上连接固定有第一补气管，所述第一补气管沿竖直方向伸出深井外筒体，所述第一补气管的端部连接有补气风机，所述补气风机安装在处理槽的边缘处，补气风机位于空气压缩机旁。
通过采用上述技术方案，在进行曝气工作的时候，当出现气流压力不足的情况时，补气风机启动，将空气通过第一补气管送入到曝气室中，进一步增加空气压力，空气压力高，混合搅拌作用强，水中溶解氧浓度大。
进一步的，所述深井内筒体中安装固定有一级进水室和二级进水室，一级进水室和二级进水室均位于深井内筒体的中轴线上并且从上到下依次布置。
通过采用上述技术方案，污水在向下流动的过程中，依次经过一级进水室和二级进水室，对的流速进行自然控制，为了加速污水的流速，增加深井内筒体与外界的压力差，提高自然吸气的效果。
进一步的，所述一级进水室的底部设置有高压喷口，所述高压喷口的半径为一级进水室半径的三分之一。
通过采用上述技术方案，高压喷口的半径是一级进水室半径的三分之一，当污水流过高压喷口，使污水成型高速射流，使吸气室内形成负压，进一步提高吸气效果。
进一步的，所述二级进水室呈圆锥台状设置，所述二级进水室的顶部开有进水口，所述二级进水室的底部开有出水口，所述进水口尺寸大于出水口，所述进水口位于高压喷口的正下方。
通过采用上述技术方案，污水流过二级进水室，完成一个二次加速的过程中，进一步提高污水的流速，再次提高压力差，进一步提高吸气效果。
进一步的，所述处理槽的旁设置有脱气池，所述处理槽通过管道与脱气池连通。
通过采用上述技术方案，在废水处理过程中，水中往往会含有不溶性的固体颗粒物，通过微气泡将水中不溶性物质带出水面，然后进行收集。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过进气管和曝气室的设置，驱使曝气室中更多的空气向深井内筒体中运动，提高曝气效率，不需要使用大功率的空气压缩机，节约成本，提高经济效益；
2.通过注气弯嘴的设置，当空气经过注气弯嘴的时候，不会产生过大的阻力，有利于空气顺利通过注气弯嘴，并且注气弯嘴的端部坡口状，为了进一步增加注气弯嘴的通气面积；
3.通过一级进水室和二级进水室的设置，使污水成型高速射流，使吸气室内形成负压，进一步提高吸气效果。
附图说明
图1是深井曝气装置的结构示意图；
图2是深井曝气装置体现顶部的结构示意图。
图中，1、处理槽；11、脱气池；111、出水管；2、深井外筒体；21、深井内筒体；22、一级进水室；221、高压喷口；23、二级进水室；231、进水口；232、出水口；24、进水管；25、污泥管；3、支架；4、空气压缩机；41、进气管；42、射流喷嘴；5、曝气室；51、连接套筒；52、第一补气管；521、补气风机；53、第二补气管；531、注气弯嘴；54、注气管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种深井曝气装置，如图1所示，包括混凝土制成的处理槽1，处理槽1呈圆形设置，其直径范围通常为1～6m，具体尺寸根据实际情况进行选择，这种深井曝气装置与其他污水处理设施相比，占地面积大大缩小，从而减少了场地建设成本。处理槽1的旁设置有脱气池11，脱气池11与处理槽1之间通过管道连接在一起，脱气池11的侧壁上设置有出水管111。脱气池11主要用于污水再次处理，水中往往会含有不溶性的固体颗粒物，这些固体颗粒物会影响之后的污水降解过程，过微气泡将水中不溶性物质带出水面然后通过刮渣机进行收集。
如图1所示，处理槽1底面竖直设置有深井外筒体2，深井外筒体2的深度范围是 50～ 100m。在进行深井曝气处理的时候，随着深井外筒体2深度越深，静水压力越高，静水压力的增加使水中饱和溶解氧量成倍增加，提高曝气效果。
结合图1和图2所示，深井外筒体2中安装固定有深井内筒体21，深井外筒体2的井口处设置有支架3，深井内筒体21通过支架3固定，深井内筒体21使用无缝钢管制成，由于井的深度在50 ～ 100m，并且深井内筒体21会与水接触，出于防锈和结构强度的考虑，优选镀锌不锈钢管，厚度要求10mm以上。深井内筒体21的顶部连接固定有进水管24和污泥管25，进水管24主要用于输送污水，污泥管25主要用于输送回流污泥，回流污泥又称为活性污泥，是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水。
如图1所示，深井内筒体21中安装固定有一级进水室22和二级进水室23，一级进水室22和二级进水室23均位于深井内筒体21的中轴线上并且从上到下依次布置，并且一级进水室22位于进水管24的正下方。一级进水室22的底部设置有高压喷口221，高压喷口221呈圆锥形设置，高压喷口221端口的半径为一级进水室22半径的三分之一。污水经过一级进水室22从高压喷口221喷出形成高压射流，进一步提高污水流速。二级进水室23呈圆锥台状设置，二级进水室23的顶部开有进水口231，二级进水室23的底部开有出水口232，进水口231尺寸大于出水口232，进水口231位于高压喷口221的正下方，在工作的时候，污水经过一级进水室22之后，再次经过二级进水室23排出，进一步提高污水的流速。
结合图1和图2所示，处理槽1的边缘处安装固定空气压缩机4，空气压缩机4上固定连接有一根进气管41，进气管41伸入到深井外筒体2中，进气管41位于深井内筒体21旁。进气管41的底部设置有呈锥形设置的射流喷嘴42，进气管41的底部设置有曝气室5，曝气室5顶部设置有连接套筒51，射流喷嘴42***到连接套筒51的内部，并且两者通过焊接的方式固定连接。在使用的时候，空气经过射流喷嘴42，由于射流喷嘴42的半径减小，空气流速进一步加快，使空气更加有力地注入到曝气室5中，提高空气的流速，并且不需要提高空气压缩器的功率。
结合图1和图2所示，曝气室5的侧壁上连接固定有第一补气管52，第一补气管52在深井外筒体2中竖直设置，第一补气管52远离曝气室5的一端安装有补气风机521，补气风机521安装在处理槽1的边缘处，补气风机521位于空气压缩机4旁。在工作的时候，可能会出现气流压力不足的情况时，补气风机521启动，将空气通过第一补气管52送入到曝气室5中，进一步增加空气压力。曝气室5的侧壁上还连接固定有第二补气管53，第二补气管53的端部设置有注气弯嘴531，注气弯嘴531嵌入到深井内筒体21的筒壁中，并且与深井内筒体21连通，注气弯嘴531呈圆弧设置，并且注气弯嘴531的端部呈向外倾斜的坡口状，增加通气面积。当污水以高速流过深井内筒体21，流速越快，深井内筒体21内部的气压越小，即产生负压区域，促进空气注入到深井内筒体21中。
如图1所示，曝气室5的底部设置有用于和深井内筒体21连通的注气管54，曝气孔中的加压空气通过注气管54注入到深井内筒体21中。
如图1所示，深井外筒体2的底部呈穹形设置，空气和污水在深井外筒体2底部进行混合，当深井内混合液处于 1 ～ 2m /s的流速下，雷诺数可达 105～ 106，雷诺数一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，雷诺数越大惯性对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱，剧烈的紊动使气液接触面更新快，氧的传递速率增大，气泡与水的接触时间可长达 3 ～ 5min，提高曝气处理效率。
具体实施过程：污水和回流污泥分别通过进水管24和污泥管25注入到深井内筒体21中，污水沿深井内筒体21向下流入到深井外筒体2，同时空气压缩机4启动，曝气室5充满加压空气，再通过注气管54注入到深井内筒体21中，污水和空气一同注入到深井外筒体2的底部，两者混合均匀完成曝气处理，处理完成的污水沿深井外筒体2向上流入到处理槽1中，污水在处理槽1中沉淀一段时间之后，污水注入到脱气池11中，污水除去固体颗粒物，之后排出脱气池11进行下一步污水处理。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种深井曝气装置，包括用于容纳完成曝气处理的处理槽(1)，其特征在于：所述处理槽(1)底面竖直设置有深井外筒体(2)，深井外筒体(2)中安装固定有深井内筒体(21)，所述深井内筒体(21)位于深井外筒体(2)的中轴线上，所述深井内筒体(21)的顶部设置有进水管(24)和污泥管(25)，所述深井外筒体(2)中还竖直设置有进气管(41)，进气管(41)的顶端固定连接有空气压缩机(4)，所述空气压缩机(4)安装在处理槽(1)的边缘处，所述进气管(41)的底端连接固定有曝气室(5)，所述曝气室(5)的底部设置有用于和深井内筒体(21)连通的注气管(54)，所述曝气室(5)的侧壁上连接固定有第二补气管(53)，所述第二补气管(53)嵌入到深井内筒体(21)的内壁上。
2.根据权利要求1所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述进气管(41)的底部设置有呈锥形设置的射流喷嘴(42)，所述曝气室(5)顶部设置有连接套筒(51)，所述射流喷嘴(42)***到连接套筒(51)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述第二补气管(53)的端部设置注气弯嘴(531)，所述注气弯嘴(531)镶嵌在深井内筒体(21)的内壁上，并且第二补气管(53)通过注气弯嘴(531)与深井内筒体(21)连通。
4.根据权利要求3所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述注气弯嘴(531)的主体呈弯曲设置，并且所述注气弯嘴(531)的端部呈向外倾斜的坡口状。
5.根据权利要求1所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述深井外筒体(2)的底部呈穹形设置。
6.根据权利要求1所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述曝气室(5)的侧壁上连接固定有第一补气管(52)，所述第一补气管(52)沿竖直方向伸出深井外筒体(2)，所述第一补气管(52)的端部连接有补气风机(521)，所述补气风机(521)安装在处理槽(1)的边缘处，补气风机(521)位于空气压缩机(4)旁。
7.根据权利要求1所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述深井内筒体(21)中安装固定有一级进水室(22)和二级进水室(23)，一级进水室(22)和二级进水室(23)均位于深井内筒体(21)的中轴线上并且从上到下依次布置。
8.根据权利要求7所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述一级进水室(22)的底部设置有高压喷口(221)，所述高压喷口(221)的半径为一级进水室(22)半径的三分之一。
9.根据权利要求8所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述二级进水室(23)呈圆锥台状设置，所述二级进水室(23)的顶部开有进水口(231)，所述二级进水室(23)的底部开有出水口(232)，所述进水口(231)尺寸大于出水口(232)，所述进水口(231)位于高压喷口(221)的正下方。
10.根据权利要求1所述的一种深井曝气装置，其特征在于：所述处理槽(1)的旁设置有脱气池(11)，所述处理槽(1)通过管道与脱气池(11)连通。
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