CN116040822A - 一种异向双涡流曝气器及曝气方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异向双涡流曝气器，在曝气筒的顶部及底部筒壁上间隔设置有混合喷嘴口，在混合喷嘴口内安装有涡流气流条，在曝气筒的筒身中部设有水平伸入筒体内的进气管，在筒体的内部进气管上安装有涡流异向球，在进气管的出气口处以及各混合喷嘴口处均设置有安装在筒体内的螺旋切割器。本发明还涉及一种曝气方法，气体自进气管进入，经混合喷嘴及涡流叶轮的作用后喷射到内筒，再经螺旋切割器及混合喷嘴口处涡流气流条的作用，喷射到曝气筒外部。本发明可使气体形成大范围涡流状态，螺旋切割器可对气泡进行多级多次的分割，使气泡更小，更均匀，使内部气体全部呈涡流状态，从而提高了传质效果。

Description

一种异向双涡流曝气器及曝气方法

技术领域

本发明属于污水处理设备领域，涉及一种曝气器，特别是一种异向双涡流曝气器及曝气方法。

背景技术

曝气器是给排水曝气充氧的必备设备。旋混式曝气器是一种常见的曝气设备，其工作原理为：当气流进入曝气器时，气流首先会通过二道螺旋切割***，而后进入下层的多层锯齿形曝气头，在该处进行多层切割，使气泡切割成微气泡，最后由喷嘴口喷出。

现有的混合喷嘴口有圆柱形混合喷嘴口、梯形混合喷嘴口、螺旋形混合喷嘴口，但只是外部结构发生了变化，其内部结构非常单一，没有防止混合喷嘴口堵塞的结构，工作时只是单方面的加大了动力效率、氧利用率等，从而在气体喷出的过程中会出现堵塞的问题。

另外，现有的曝气器，气流进入时的动力效率不足，容易导致供氧量不足的问题；气流在曝气器内停留的时间短，容易造成氧利用率不高的问题；其使用材质过于简单，容易导致经常更换外部、内部配件，从而使施工成本大大增加；其内部结构过于简单，容易导致搅拌效率不高，导致混合液与水混合不完全，去除COD、氨氮效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构设计科学合理、传质效果好、氧利用率高、动力效率高、搅拌混合充分、节约成本、易于实现的异向双涡流曝气器及曝气方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种异向双涡流曝气器，包括曝气筒，其特征在于：还包括顶盖、底座、进气管、涡流异向球、螺旋切割器及涡流气流条，在所述曝气筒的顶部及底部筒壁上延其周向间隔设置有混合喷嘴口，在混合喷嘴口内安装有涡流气流条，所述的顶盖及底座分别安装在曝气筒的顶部及底部筒口处，在曝气筒的筒身中部设有水平伸入筒体内的进气管，在筒体的内部进气管上安装有涡流异向球，在进气管的出气口处以及各混合喷嘴口处均设置有安装在筒体内的螺旋切割器。

而且，所述的涡流异向球包括球体、混合喷嘴及涡流叶轮，所述的球体为一空心的球体，在所述球体的后端面上设有混合喷嘴，在球体的前端面以及上下端面上均设置有涡流叶轮，上端面及下端面的涡流叶***露在曝气筒内。

而且，所述的曝气筒由外筒及内筒构成，在外筒的内部嵌套有内筒，所述的外筒为ABS材质，所述的内筒为PE材质。

一种异向双涡流曝气器的曝气方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，气体自曝气主管道进入伸入曝气筒内部的进气管，进气管将气体送到涡流异向球处；

步骤2，气体在涡流异向球的作用下，使内筒内部呈大范围的涡流状态，同时进行混合搅拌：气体被涡流异向球前端涡流叶轮异向输送至进气管出气口处上下两侧的螺旋切割器；气体被涡流异向球顶部与底部的涡流叶轮，异向输送至顶部与底部的四个螺旋切割器中，螺旋切割条把气体进行多级多次的充分切割，螺旋上升、螺旋下降，形成涡流微小气泡，顶部、底部同时吸入侧流流体与动力流体进行强烈的混合搅拌作用，同时，使内筒内部全部范围内的气体全部形成涡流状态，在内筒内瞬间将压力能转化成为动能；

步骤3，带有压力的微小气泡以涡流状态在曝气筒内形成负压，由于能量交换经过四个对称分布的混合喷嘴口中的涡流气流条，对气体进行深层切割，使内筒内部的涡流状态加强，并进行强烈的混合搅拌，最后加速排出曝气筒。

本发明的优点和有益效果为：

1.本异向双涡流曝气器及曝气方法，通过内部涡流异向球的设计，可使气体形成大范围涡流状态，内筒内部的螺旋切割器可对气泡进行多级多次的分割，使气泡更小，更均匀，使内部气体全部呈涡流状态，从而提高了传质效果。

2.本异向双涡流曝气器及曝气方法，通过对圆柱体混合喷嘴口中涡流气流条的设计，可以对气体进行深层切割，解决了传统曝气器中喷嘴易堵塞的问题，即使停止曝气再次启动，出气口也不会发生堵塞现象，涡流气流条会将深层切割的气体，与曝气池外部的混合液与污水进行充分混合，快速吹扫曝气器出气口位置的混合液，达到不堵塞、充分混合的效果。

3.本异向双涡流曝气器及曝气方法，通过对涡流异向球上三个涡流叶轮的设计，可以起到搅拌器的作用，解决了传统曝气器中因搅拌不均匀，曝气池中混合液与水混合不彻底，导致去除COD、脱氮、除磷效果降低的问题，达到了防止污泥沉积底部、搅拌混合效率高以及去除COD、脱氮、除磷效果好的目的，与传统曝气器相比，，本异向双涡流曝气器的搅拌效率提高一倍以上。

4.本异向双涡流曝气器及曝气方法，通过对涡流异向球上锥形混合喷嘴的设计，可以对水中溶解氧持续保持在稳定状态，解决了传统曝气器中因供氧量不足，氧利用率低，导致水中溶解氧量低的问题，锥形混合喷嘴会对气体进行持续喷出且效果不会因为持续而降低，达到了氧利用率高、供氧量充足的理想效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明涡流异向球的结构示意图；

图3为本发明在主曝气管道上安装的结构示意图；

图4为图3的俯视图。

附图标记

1-混合喷嘴口、2-涡流气流条、3-顶盖、4-螺旋切割器、5-涡流异向球、6-底座、7-进气管、8-涡流叶轮、9-球体、10-混合喷嘴、11-曝气筒。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种异向双涡流曝气器，包括曝气筒11，其创新之处在于：所述的曝气筒由外筒及内筒构成，在外筒的内部嵌套有内筒，所述的外筒为ABS材质，所述的内筒为PE材质。ABS材质具有很好的耐热性、抗冲击性、硬度非常高，可以起保护作用，所以用于曝气器外筒；内筒采用PE材质，具有较强的抗腐蚀能力，不与酸碱反应，防水、绝缘，用PE材质作为内筒，延长其使用寿命，节约维修、更换成本；

还包括顶盖3、底座6、PE材质的进气管7、涡流异向球5、螺旋切割器4及涡流气流条2，在所述曝气筒的顶部及底部筒壁上延其周向间隔设置有混合喷嘴口1，在混合喷嘴口内安装有涡流气流条，所述的顶盖及底座分别安装在曝气筒的顶部及底部筒口处，在曝气筒的筒身中部设有水平伸入筒体内的进气管，在筒体的内部进气管上安装有涡流异向球，涡流异向球的顶部及底部由进气管的管体上部及底部凸出，在进气管的出气口处以及各混合喷嘴口处均设置有安装在筒体内的螺旋切割器。

所述的涡流异向球包括球体9、混合喷嘴10及涡流叶轮8，所述的球体为一空心的球体，在所述球体的后端面上设有混合喷嘴，在球体的前端面以及上下端面上均设置有涡流叶轮，上端面及下端面的涡流叶***露在曝气筒内。所述混合喷嘴的形状为锥形，可进一步加大气流流速。

所述的涡流异向球设计成球形的目的：球形可以使曝气器筒内的气体进行大面积扩散，服务面积变大，气体更充分的进行混合搅拌，气体扩散的更均匀。球形的筒壁把周围的涡流叶轮与锥形喷嘴全部包裹起来，没有棱棱角角，全方位的保护了涡流叶轮与锥形喷嘴。与涡流叶轮相结合，涡流叶轮使内筒内部形成大范围涡流状态，球形的筒壁会将大范围的涡流状态持续保持在大范围的状态下，为后面螺旋切割器与涡流气流条，减轻切割气体的压力，大大加强了动力效率。

气体自进气管进入，经混合喷嘴及涡流叶轮的作用后喷射到内筒，再经螺旋切割器及混合喷嘴口处涡流气流条的作用，喷射到曝气筒外部。进入进气管的气体进入涡流异向球内部右侧锥形混合喷嘴处，气体由锥形混合喷嘴快速喷出后，球体上涡流叶轮的设计可使内筒呈大范围的涡流状态，并同时进行混合搅拌，异向输送至曝气筒的顶部、底部及前端。

气体在涡流异向球的作用下，使内筒内部呈大范围的涡流状态后，同时进行混合搅拌，气体被涡流异向球前端涡流叶轮异向输送至进气管出气口处上下两侧的螺旋切割器，气体被涡流异向球顶部与底部的涡流叶轮，异向输送至顶部与底部的四个螺旋切割器中，螺旋切割条把气体进行多级多次的充分切割，螺旋上升、螺旋下降，形成涡流微小气泡，顶部、底部同时吸入侧流流体与动力流体进行强烈的混合搅拌作用，同时，使内筒内部全部范围内的气体全部形成涡流状态，在内筒内瞬间将压力能转化成为动能，带有压力的微小气泡以涡流状态在组合筒内形成负压，由于能量交换经过四个对称分布的混合喷嘴口中的涡流气流条，对气体进行深层切割，使内筒内部的涡流状态加强，并进行强烈的混合搅拌，然后加速排出，达到了在供氧同时进行搅拌的效果，达到了高效、节能的理想效果。

涡流异向球内的三个涡流叶轮，可以起到搅拌器的作用，使曝气池内的混合液与污水进行充分混合搅拌，并且防止污泥沉积底部，与传统曝气器相比，是传统曝气器搅拌效率的一倍以上。涡流异向球内的三个涡流叶轮可以加强氧的利用率，使曝气池内的氧气全部充分的利用起来，从而使曝气池内的溶解氧，持续保持在最佳状态。

涡流异向球内的混合喷嘴为锥形结构，可以对气体进行连续不间断的加速喷出，且效果不会降低，大大保证了曝气池内的供氧效率。

本异向双涡流曝气器可使进入的气体进行三次供氧与搅拌：1，进气管内部设有涡流异向球，涡流异向球内有三个涡流叶轮，使内筒内部形成大范围的涡流状态，可以使内筒顶部与底部、前端，达到双层同时进行搅拌与供氧的效果；2，气体从涡流异向球内喷出后，经涡流异向球上下两侧的螺旋切割器作用，可以使气体进行进一步的供氧与搅拌；3，涡流异向球的前端涡流叶轮异向输送至进气管出气口处上下的螺旋切割器上，可以使气体同时达到双层搅拌与供氧的效果，进行顶部与底部同时供氧与搅拌。

如图3及图4所示，本异向双涡流曝气器通过进气管与主曝气管道螺纹连接，即在主曝气管道上间隔均布有内螺纹孔，在各内螺纹孔上螺纹连接异向双涡流曝气器，方便安装以及拆卸维修。在主曝气管道的下部设有托架，主曝气管道通过U形抱箍固定在托架上。

使用时，可根据曝气池池深、池型、池容、其内的混合液体、所需的曝气充氧效率等，对主曝气管道上的异向双涡流曝气器数量、安装间距进行调整，没有安装异向双涡流曝气器的内螺纹孔处装配堵头。

为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (4)

1.一种异向双涡流曝气器，包括曝气筒，其特征在于：还包括顶盖、底座、进气管、涡流异向球、螺旋切割器及涡流气流条，在所述曝气筒的顶部及底部筒壁上延其周向间隔设置有混合喷嘴口，在混合喷嘴口内安装有涡流气流条，所述的顶盖及底座分别安装在曝气筒的顶部及底部筒口处，在曝气筒的筒身中部设有水平伸入筒体内的进气管，在筒体的内部进气管上安装有涡流异向球，在进气管的出气口处以及各混合喷嘴口处均设置有安装在筒体内的螺旋切割器。

2.根据权利要求1所述的一种异向双涡流曝气器，其特征在于：所述的涡流异向球包括球体、混合喷嘴及涡流叶轮，所述的球体为一空心的球体，在所述球体的后端面上设有混合喷嘴，在球体的前端面以及上下端面上均设置有涡流叶轮，上端面及下端面的涡流叶***露在曝气筒内。

3.根据权利要求1所述的一种异向双涡流曝气器，其特征在于：所述的曝气筒由外筒及内筒构成，在外筒的内部嵌套有内筒，所述的外筒为ABS材质，所述的内筒为PE材质。

4.一种基于权利要求1-3任一所述异向双涡流曝气器的曝气方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，气体自曝气主管道进入伸入曝气筒内部的进气管，进气管将气体送到涡流异向球处；

步骤2，气体在涡流异向球的作用下，使内筒内部呈大范围的涡流状态，同时进行混合搅拌：气体被涡流异向球前端涡流叶轮异向输送至进气管出气口处上下两侧的螺旋切割器；气体被涡流异向球顶部与底部的涡流叶轮，异向输送至顶部与底部的四个螺旋切割器中，螺旋切割条把气体进行多级多次的充分切割，螺旋上升、螺旋下降，形成涡流微小气泡，顶部、底部同时吸入侧流流体与动力流体进行强烈的混合搅拌作用，同时，使内筒内部全部范围内的气体全部形成涡流状态，在内筒内瞬间将压力能转化成为动能；

步骤3，带有压力的微小气泡以涡流状态在曝气筒内形成负压，由于能量交换经过四个对称分布的混合喷嘴口中的涡流气流条，对气体进行深层切割，使内筒内部的涡流状态加强，并进行强烈的混合搅拌，最后加速排出曝气筒。

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