[发明专利]气升式充氧系统

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理系统，且更具体地，涉及气升式充氧设备。

背景技术

已知，在本领域中，可以在废水处理池的总水量中显著增加摄氧量，并且这种氧气可用性的增加加速池内的生物活性。生物活性能力提高随后改善了水质，减少了气味，并提高了最终的水质。

US 7267328公开了一种使用多个同心管的浸没式气升泵，该多个同心管的直径随其接近水面而增加。最初加速至最低管段的水在随后的管段中逐渐减速，增加气泡的停留时间，从而增加泵的总驱动力。管道比例与气流一起优化，以使极低泵压头的总泵排量最大化，实现超高的泵送效率。该设备可用于促进大量缺氧的深水池水循环至表面，从而以最小的能量需求增加大气与水之间的气体交换。

US 8596989公开了具有中空管体的双注射气升泵，被泵送的液体经中空管体从下进口端向上穿过上出口端。空气或其它气体注入到泵体内的液体中，该低密度气体为液体增加浮力并夹带液体朝出口端抬升。该双注射气升泵包括两个空气注入台，其中第一台或下台具有穿孔内套筒，该穿孔内套筒允许气体经由其穿过以径向注入液体中。第二台，即上台，具有非渗透性套筒，该非渗透性套筒限定该套筒与泵壁内表面之间的间隙，下端密封而上端敞开。空气在该套筒和泵壁之间注入，并在上端或下游端以轴向周向流动模式排出。

US 8056887公开了用于混合气体和液体的表面曝气器。该表面曝气器具有位于尾水管内的向上泵送的叶轮。偏流器将来自叶轮的沿向上的方向行进的泵送液体重新引导至径向向外的方向，在该方向，冲击并使剩余的液体在容器中通气。挡板以较浅深度径向延伸至超过液体冲击区的点，以使冲击区与其余液体分离并促进曝气。

应当理解，当空气从空气扩散器分配并抬升至水面时，发生空气溶解于废水中的过程。空气溶解于废水中的效率由在空气扩散器附近产生的气泡的面积的值来限定。因此，需要提供减小气泡尺寸的设施和方法，从而增加空气-废水接触的总面积并提高废水处理的曝气效率。

发明内容

因此，本发明的一个目的是公开一种用于废水处理生物反应器的气升式充氧系统。上述系统包括（a）上升管元件，所述上升管元件插入生物反应器中，所述管具有下部和上部；（b）空气分配器，所述空气分配器设置在可连接至压缩空气源的管元件内；和（c）喷洒器头部，所述喷洒器头部连接至废水水平面上方的管元件的上部，并且被配置成用于分配空气饱和水。

本发明的核心目的是提供所述喷洒器头部，其包括由第一元件和第二元件限定的缝状通路，所述第二元件设置有伸入所述通路中的肋，并且被配置成用于使空气饱和水流紊流化。所述第一元件可相对于所述第二元件旋转。

本发明的另一个目的是公开限定所述通路的元件中的一个，该元件为具有轴的转子元件。所述转子可绕所述轴旋转。

本发明的另一个目的是公开转子元件，其可通过上升管元件内的空气饱和水流的动能从空气扩散器旋转至施加至用作涡轮叶片的肋的废水水平面。

本发明的另一个目的是公开所述转子元件，其设有动力弹簧并且可以通过所述弹簧以摆动的方式旋转。

本发明的另一个目的是公开具有中空壳体的所述喷洒器头部，所述中空壳体设有安装槽，所述安装槽被配置成用于接收转子元件并使在其内的轴自由旋转。

本发明的另一个目的是公开所述轴是弹簧偏置的，使得所述转子可在升高的气升水下向上移动，从而清除喷洒器头部内的堵塞物。

本发明的另一个目的是公开通过伸入所述中空壳体中的元件，所述安装槽承载在中空壳体内。

本发明的另一个目的是公开所述肋的方向选自径向和螺旋方向。

本发明的另一个目的是公开所述喷洒器头部悬挂至至少一个浮动元件处。

本发明的另一个目的是公开所述浮动元件为将所述系统连接至压缩空气的管。

本发明的另一个目的是公开所述系统包括用于快速连接至现有的空气扩散器的适配器，所述空气扩散器设置在废水池的床体上。

本发明的另一个目的是公开所述上升管在下部设置有进口网筛。

本发明的另一个目的是公开柔性或可折叠（波纹管）上升管是透气的。所述上升管引导从条带圈之间的上升管排出的压缩空气。

本发明的另一个目的是公开上升管元件包括空气扩散器，所述空气扩散器还包括流体连接至压缩空气源的中空环状穿孔元件；所述中空环状穿孔元件设置在内部和外部环形网筛之间，以使来自所述中空环状穿孔元件的空气在上升管元件的内侧和外侧排出。