[发明专利]聚风增压风能光能水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及水处理装置，特别是涉及利用风能、光能自然能的水处理装置。

背景技术

在铁路、市政水处理工艺中，活性污泥法是一种应用最广泛的耗氧生化水处理技术，而曝气则是好氧生化处理工艺中的重要环节。曝气的作用是向水处理设施的水中充氧，在曝气区内产生足够的混合作用和水循环流动，产生并维持有效的气水接触，使泥、水、气三者充分混合，保持污水内微生物、底物、溶解氧状态平衡，在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度，保证微生物生化作用所需的溶解氧，并使水中的生物固体处于悬浮状态，为微生物降解有机物提供有利的生化反应条件。

现有技术采用的曝气方法有鼓风曝气、机械曝气、射流曝气以及多方法联合使用的混合曝气。

鼓风曝气是由电动机驱动的鼓风机通过送风管鼓风进入曝气池内，使空气中的氧更多地进入水中，增加水中溶解氧含量。

机械曝气利用装设在曝气池内叶轮的转动，剧烈地搅动池内的水面，使池内的水循环流动，不断变化和更新液面并产生强烈水跃，从而使空气中的氧与水滴或水气界面充分接触并传入液相中去。

射流曝气是通过水射流泵将空气吸入，使空气与水充分混合并增加水中溶解氧含量。

常用的曝气设备有：转盘曝气机，转刷曝气机，立式表曝机，射流曝气机，离心曝气机等。

不论上述哪种曝气方法和应用哪种曝气装置都需要大量电能，使曝气成为好氧生化处理系统中运转费用最高的工艺环节，曝气充氧电耗一般占总动力消耗的60％～70％。因此，曝气设备的选择和改进是曝气技术运行成本控制和经济效益提高的关健。

发明内容

针对上述现有的水处理曝气过程存在耗电量大、运行成本高的问题，本发明推出聚风增压风能光能水处理装置，其目的在于，直接利用风能和光能的自然能源，实现水搅拌、充氧、浮选过程，完成耗氧水处理曝气，以克服水处理设施完全依赖电力资源，减轻水处理企业面临的能耗高和运行费用大的困难局面。

本发明涉及的聚风增压风能光能水处理装置呈立式结构，由上部聚风装置和下部固定支撑装置组成。上部聚风装置包括聚风罩、励磁风力增压发电装置、异径弯管、重力泄风装置、风向三角翼。下部固定支撑装置包括风力增压狭管、风力输送管道、固定支撑架、光电转换装置、电能存储自控装置。

上部聚风装置和下部固定支撑装置通过套管连接，并通过套管间的环形滑动轴承将上部聚风装置重载传递到下部固定支撑装置。

聚风罩位于整个装置的顶部，呈喇叭状，聚风罩前端的聚风口设置有格网。聚风罩内设置励磁风力增压发电装置，励磁风力增压发电装置包括定子动子耦合励磁线圈、风速离心开关、发电电动转换装置和设置在外部的风叶。风叶的转轴联接动子耦合励磁线圈的转轴，风速离心开关设置在风叶的转轴上，风速离心开关的活动电刷连接发电电动转换装置。励磁风力增压发电装置在风速离心开关的不同连接状态下，可以进入电动机工作状态或者进入发电机工作状态。当风叶转轴快速旋转时，风速离心开关通过发电电动转换装置使励磁风力增压发电装置进入发电机工作状态，向外部输出电能；当风叶转轴慢速旋转时，风速离心开关通过发电电动转换装置使励磁风力增压发电装置进入电动机工作状态，接收外部输入的电能，使风叶转速加快。

聚风罩后端由法兰连接异径弯管，异径弯管背部设置风向三角翼，异径弯管背部上端设置重力泄风装置。重力泄风装置由扣在异径弯管背部上端通风口上的凹形片构成，凹形片上侧由活动铰链连接在异径弯管的侧壁上。

下部固定支撑装置的固定支撑架将风力增压狭管、风力输送管道固定设置在曝气水处理装置近旁，风力输送管道与曝气水处理装置连通。

风力增压狭管设置在固定支撑装置上部双法兰短管内，固定支撑装置上部的双法兰短管与上部聚风装置的异径弯管下部的双法兰短管联接。风力增压狭管上部连接的法兰短管套在异径弯管下部连接的双法兰短管内，从而形成上部聚风装置和下部固定支撑装置连接的套管，套管间的环形滑动轴承将上部聚风装置重载传递到下部固定支撑装置。

风力增压狭管上部内径大，下部内径小，内径小的下端连接风力输送管的风力输送垂直管。风力输送垂直管的另一端连接风力输送水平管，风力输送水平管通入曝气水处理装置中，从而使风力输送管道与曝气水处理装置连通。风力输送水平管通入曝气水处理装置中的一端设置空气扩散装置，空气扩散装置为带喷气孔的短管。