[发明专利]一种多爪旋流喷射筛网强化曝气装置及曝气过程

说明书

本发明公开了一种多爪旋流喷射筛网强化曝气装置及曝气过程，包括气体缓冲室，气体缓冲室套设在液体缓冲室外侧，气体缓冲室与液体缓冲室之间呈环形阵列连接有多个曝气爪，曝气爪包括液体旋流段和气液分散管，其中，液体旋流段的一端伸入液体缓冲室内，另一端与气液分散管连接，伸入液体缓冲室内的液体旋流段的端部分布有若干旋流孔，气液分散管内沿其轴向设有多个筛网内构件。本发明通过在流动中引入旋流，使流体产生径向流动，增强传质效率；通过筛网内构件将分散的大气泡破碎成具有较大比表面积和较高相间传质系数的小气泡或者微气泡，从而改善混合器内的流动状态和流体之间的接触效果、增强径向范围内各相之间的传质，促进曝气池中各相的混合。

技术领域

本发明涉及一种曝气装置及曝气过程，尤其涉及一种多爪旋流喷射筛网强化曝气装置及曝气过程。

背景技术

曝气器作为污水处理的核心装备，其性能的好坏直接决定了污水处理的效果和成本，因此设计新型高效的曝气装置具有较好的应用前景。通常良好的曝气设备需要具备以下特点：一是可以向曝气池中通入足够的气体，并且通入的气体可以转换成直径较小的气泡，进而提高气体与水的接触面积和氧气的利用率。二是使曝气池中各相之间充分混合，增加接触面积，提高污染物的去除率。通常曝气设备可以分为鼓风曝气器、机械曝气器和射流曝气器。

鼓风曝气器是指通过鼓风机或空气压缩机将气体送到曝气池底部的气体分布器或空气扩散管中，随后空气被分散成不同尺寸的小气泡并在混合液中扩散，使混合液处于剧烈的湍动状态，同时气泡中的氧转移到混合液中。鼓风曝气装置的缺点是供气管路比较复杂、噪音较大、气体扩散管容易堵塞、使用寿命较短。机械曝气器是利用机械的转动使水体表面旋转产生水跃，把大量液体抛向空中，液体与空气充分接触使氧气很快溶入到水中，在曝气过程中，池底含氧量较少的水体不断向上环流，从而不断地充氧。这种设备简单且集中，适合小规模的污水处理，但是存在能耗较高、动力效率低以及对水深要求高的缺点。

射流曝气是介于鼓风曝气和机械曝气之间的一种方法，具有上述两种曝气装置的优点，射流曝气器是指通过射流将空气或气液混合体注入曝气池中，通过水力剪切和气泡扩散达到混合的目的，这类曝气器主要由喷嘴、吸入室、混合管和扩散管组成，射流曝气装置将液体与空气在曝气器内部混合后一起注入曝气池中，良好的气液混合效果使得曝气器的充氧性能较好，并且可以在曝气池内起到很好的搅拌作用，根据供气的方式可以分为压力供气和自吸供气两种。喷射式曝气器是一种比较常见的射流曝气装置，可以将气体破碎成大量小气泡甚至微气泡，从而提高气液两相的接触面积，同时在气液接触部分呈现较强的湍流混合状态，可以实现各相之间的快速混合、传质。这种喷射式曝气器操作简单、无运动部件、气液混合效果好、传质性能优异以及氧转移效率高，近年来已被广泛应用在生活污水和各类工业废水的处理过程中。

发明内容

发明目的：本发明目的是提出一种多爪旋流喷射筛网强化曝气装置及曝气过程，采用旋流设计和内构件设计对曝气装置进行强化，使该曝气装置具备高效自吸气能力的同时，有效降低混合管内的气泡直径，强化气泡在液相中的高效分散。

技术方案：本发明包括气体缓冲室、液体缓冲室和曝气爪，所述气体缓冲室套设在液体缓冲室外侧，气体缓冲室与液体缓冲室之间呈环形阵列连接有多个曝气爪，所述曝气爪包括液体旋流段和气液分散管，其中，液体旋流段的一端伸入液体缓冲室内，另一端与气液分散管连接，伸入液体缓冲室内的液体旋流段的端部分布有若干旋流孔，所述气液分散管内沿其轴向设有多个筛网内构件。

所述旋流孔的中心线与管壁处的法线之间有夹角，进而在流动中引入旋流，使流体产生径向流动，强化流体之间的混合、提高流体内部湍动能水平及耗散速率，增强传质效率。

所述液体旋流段的内径小于气液分散管的内径，从而使气体从液体旋流段与气液分散管之间的空隙进入气液分散管。

所述气体缓冲室上表面环形阵列有多个进气口。

所述液体缓冲室下部设有进水口。

所述曝气爪沿径向贯穿气体缓冲室与液体缓冲室。