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射流曝氣器是一種常見的曝氣設(shè)備。需要用水泵抽水后與空氣混合后，從噴嘴射出，達(dá)到增加水中溶解氧的效果。射流曝氣有自吸式和供氣式之分。射流曝氣器的噴嘴周圍會(huì)有壓縮空氣（供氣式）或者吸入空氣（自吸式），與水泵供應(yīng)的水強(qiáng)烈攪拌混合在一起，更高的壓強(qiáng)增加了氧氣的溶解。
射流曝氣器氧利用率比較高，這與它的特殊構(gòu)造和原理有關(guān)。首先，高壓空氣與極速水流碰撞會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的氣泡；其次，產(chǎn)生的湍流（也叫紊流）在高速流動(dòng)中形成漩渦，加大了氣液接觸面積；最后，它是在池底水平射出水氣混合流，經(jīng)過水平運(yùn)動(dòng)后再上浮，增加了流動(dòng)時(shí)間就等于增加了氣液接觸的時(shí)間。這一點(diǎn)與旋流曝氣器有異曲同工之效，旋流曝氣器通過自身構(gòu)造讓水氣混合流形成循環(huán)流動(dòng)的方式，也是在增加接觸時(shí)間。
除此之外，射流曝氣器多采用不銹鋼材質(zhì)，堅(jiān)固耐用，使用壽命長。安裝方式比較簡單，不需要在池底大面積布置，省時(shí)省力。
也有一些不足之處。在實(shí)際運(yùn)行中，泰譽(yù)環(huán)保的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)在例如造紙廢水這樣鈣鎂離子含量很高的水中，射流曝氣器易堵塞。而且需要配備風(fēng)機(jī)和水泵兩項(xiàng)，能耗上會(huì)比較高。一般的鼓風(fēng)曝氣只需要配風(fēng)機(jī)的。
針對這些問題，旋流曝氣器在會(huì)表現(xiàn)更好，它的桶狀結(jié)構(gòu)，出水口直徑在十幾厘米以上，難以堵塞。只需要配備風(fēng)機(jī)即可運(yùn)行，對風(fēng)機(jī)型號無要求。在使用壽命和溶氧率上也不輸給射流曝氣。
射流曝氣器
射流曝氣器是一種集吸氣和混合于一體的曝氣設(shè)備，它通過液體射流對氣體進(jìn)行抽吸和壓縮，實(shí)現(xiàn)將空氣帶入水中達(dá)到給污水充氧的目的。由于射流曝氣兼有充氣和推流的作用，動(dòng)力效率比轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)高，維護(hù)比微孔曝氣簡單，在內(nèi)循環(huán)氧化溝工藝中廣泛采用。
一、射流結(jié)構(gòu)組成
典型的射流曝氣器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。在曝氣時(shí)，有壓力的工作液流經(jīng)噴嘴射出形成高速射流，在吸氣室里形成負(fù)壓，將空氣吸入，構(gòu)成氣液混合流經(jīng)過混合管和擴(kuò)散管到曝氣池。由于高速射流的存在，故射流曝氣的流動(dòng)包括兩部分：射流和氣液兩相流。
射流曝氣器的結(jié)構(gòu)組成部分:噴觜、吸入室、喉管、喉管進(jìn)口段及擴(kuò)散段。如圖所示
二、曝氣原理
從宏觀方面看，噴射器采用文丘里噴射，工作水泵出水通過射流器的噴口，隨著噴嘴直徑變小，液體以極高的速度噴射進(jìn)水氣混合室，高速流動(dòng)的液體通過水氣混合室時(shí)，在水氣混合室形成真空，通過導(dǎo)氣管吸入大量空氣，空氣被吸入混合室后，在噴水壓力的作用下，被分割成大量的微小氣泡，與水形成混合體。氣液混合體通過擴(kuò)散管向外排出，其速度減慢，壓力增強(qiáng)，形成強(qiáng)力噴射流，對污水?dāng)嚢璩溲?。氣泡?jīng)過多次切割，噴射擾動(dòng)后，變成無數(shù)的細(xì)小氣泡，其表面積很大，使空氣中的氧氣更容易快速溶解于水中。由于氣泡直徑小，上升速度緩慢，從而增加了氧氣溶解于水中的時(shí)間，促使污水和氧氣充分融合接觸。
三、運(yùn)行特點(diǎn)
1）氧的轉(zhuǎn)移效率高可達(dá)30－35%，可降低曝氣的動(dòng)力消耗
2）采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不易堵塞，并且運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。
3）曝氣池中的污泥和廢水大量循環(huán)提高了系統(tǒng)處理能力，使運(yùn)行更穩(wěn)定，同時(shí)也改善了污泥的沉降性能。
4）不僅具有充氧能力，還具有良好的攪拌功能。
污水處理中的生化處理法，是眾多方法中經(jīng)濟(jì)而有效的方法之一。曝氣器則是該處理法中為被處理污水提供足夠溶解氧的關(guān)鍵設(shè)備，它的充氧性能不僅影響生化效果，而且直接影響遠(yuǎn)期運(yùn)營費(fèi)用。因此，研究具有充氧能力強(qiáng)、氧利用率高、攪拌、推流及服務(wù)面積大等諸多優(yōu)點(diǎn)的新型曝氣器具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。射流曝氣是利用射流曝氣器將氣流或氣 – 液混和流導(dǎo)入曝氣池 ,以增加液體中氧含量的系統(tǒng)，它是目前污水生化處理應(yīng)用的一種曝氣方式。它具有下列優(yōu)點(diǎn):
（1） 有較高的氧吸收率和充氧能力,氧利用率高，達(dá) 15 %～30 %，有效的氣體分散及較高的傳質(zhì)系數(shù)，溶解氧及氣泡分布均勻 ,有效減少死區(qū)，混合攪拌作用強(qiáng)；
（2） 污泥活性好 ,基質(zhì)降解常數(shù)較高 ,提高了污泥的沉淀性能 ;
?。?）構(gòu)造簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、便于調(diào)節(jié)、維修管理方便 ，特別適合于高濃度工業(yè)廢水和小型其廢水處理等。
射流曝氣技術(shù)的應(yīng)用與完善 ,有賴于射流曝氣器的研制與發(fā)展。射流曝氣器既不是一種氣泡擴(kuò)散裝置 ,也不是一種機(jī)械曝氣設(shè)備 ,而是介于這二者之間的一種曝氣設(shè)備 ,利用氣泡擴(kuò)散和水利剪切這兩個(gè)作用達(dá)到曝氣和混合的目的 。
射流曝氣器是由噴射器曝氣器（Ejector aerator）發(fā)展而來的 。噴射器曝氣器自20 世紀(jì)40 年代就開始應(yīng)用了。射流曝氣器保留了噴射器曝氣器的優(yōu)點(diǎn) ,同時(shí)克服了它的不足之處。將射流器作為曝氣設(shè)備用于處理污水 ,最早是在 1947 年，由美國 DOW 化學(xué)公司處理其含酚廢水 ,規(guī)模為 185 000m3 / d ,共布置了 724 只射流器 ,采用壓力供氣，工作介質(zhì)為二沉池出水或曝氣池混合液 。此后，Powers獲得射流曝氣活性污泥法的專利 。20 世紀(jì) 50 年代美國賓州大學(xué) Kountz 指出，當(dāng)射流器的工作介質(zhì)是活性污泥混合液 ,在壓力為0.17 —0.21MPa 下循環(huán)流動(dòng)時(shí)，溶解氧速率是噴嘴的函數(shù)，隨后在牛奶廢水的活性污泥法處理中應(yīng)用了射流曝氣系統(tǒng) 。20 世紀(jì) 60 年代末、70 年代初，聯(lián)邦德國Bayer化學(xué)公司，采用獲得專利的四個(gè)一組安裝的被稱為(8/14 型射流器 即噴嘴直徑為 8mm ，混合管直徑14mm） 以壓力供氣方式處理化工廢水。聯(lián)邦德國威爾定根化工廠 1965 年開始用射流曝氣進(jìn)行污水生化處理小型試驗(yàn),，1975 年正式投產(chǎn)，每天處理24 000m3 工 業(yè) 污 水。同 一 時(shí) 期，美 國 的Richard 、Le Compte 及 Wilson 均研究了射流器的曝氣原理和應(yīng)用。日本錦工的日明水廠在擴(kuò)建工程中采用了壓力送風(fēng)射流器，處理廢水量為 8. 4萬 m3 / d。在夏季曝氣池水深 10m 的條件下，充氧動(dòng)力。
專利名稱：高效射流曝氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污水污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效射流曝氣器，可廣泛應(yīng)用于河道治理工程、污水處理廠曝氣池、曝氣沉砂池，對污水污泥的混合液進(jìn)行充氧及混合，以及對污水進(jìn)行生化處理或養(yǎng)殖塘增氧。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)射流曝氣器在泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)下，液體以高的速度從噴嘴噴出，高速流動(dòng)的液體通過混氣室時(shí)，會(huì)在混氣室形成真空，由導(dǎo)氣管吸入大量空氣，空氣進(jìn)入混氣室后， 在喉管處與液體劇烈混合，形成氣液混合體，由擴(kuò)散管排出，空氣在水體中以細(xì)微氣泡上升，在整個(gè)過程中形成高效的物質(zhì)傳遞。傳統(tǒng)的這種射流曝氣器液體直接從噴嘴噴出，其流速、氣水混合效果和充氧效率都有待進(jìn)一步提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的狀況，而提供一種高效射流曝氣器，強(qiáng)化氣水混合效果，氣流粉碎徹底，充氧效率高，動(dòng)力消耗低，運(yùn)行費(fèi)用少，無噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這種高效射流曝氣器，包括噴嘴、混氣室、混合管、 擴(kuò)散管，噴嘴與混氣室連接固定，并且噴嘴出口端安裝在混氣室內(nèi)，混氣室上安裝有吸氣管，混合管與擴(kuò)散管為連接整體，混合管與混氣室出口端連接連通，本實(shí)用新型的特征是在噴嘴出口端固定連接連通有二次增效管。上述技術(shù)方案中，所述的二次增效管一直延伸至混合管內(nèi)。上述技術(shù)方案中，所述的二次增效管前端開口，側(cè)面開孔。上述技術(shù)方案中，所述的二次增效管與噴嘴整體連接成型。優(yōu)點(diǎn)效果(1)射流曝氣器混合攪拌作用強(qiáng)，具有較高的充氧能力、氧利用率和氧動(dòng)力轉(zhuǎn)移效率高。(2)構(gòu)造簡單，工作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，便于調(diào)節(jié)，不易堵塞，易維修管理。(3)采用自吸式射流曝氣器，可取消鼓風(fēng)機(jī)，消除噪音污染。(4)在射流曝氣器喉管內(nèi)，由于射流的紊動(dòng)及能量交換作用，形成了劇烈的混摻現(xiàn)象，不僅在瞬間完成氧從氣相向液相中的轉(zhuǎn)移，而且射流曝氣的工作水流是進(jìn)水和回流污泥的混合液或曝氣池混合液，因此在混合液內(nèi)迅速地進(jìn)行著泥(微生物)-水(有機(jī)物)-氣(溶解氧)三者間的傳質(zhì)與生化反應(yīng)，這是一個(gè)在特定條件下發(fā)生的快速生物反應(yīng)與三相間傳質(zhì)的綜合過程。(5)提高了污泥的活性，基質(zhì)降解常數(shù)較其它活性污泥法高。(6) 土建投資省，占地面積小。(7)采用本實(shí)用新型的高效射流曝氣器，氧的利用率達(dá)觀％以上。混合時(shí)起到攪拌功效，除適用于標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法外，也適用于泥齡較長的高M(jìn)LSS的活性污泥法和完全混合性污泥法。(8)本實(shí)用新型的高效射流曝氣器理論動(dòng)力效率高，可達(dá)3. Okg/kff · h，與一般射流曝氣器相比，能耗低，最多可降低30%以上。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為傳統(tǒng)射流曝氣器結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)注說明 1——噴嘴，2——混氣室，3——混合管，4——擴(kuò)散管，5——吸氣管，6——二次增效管。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型的高效射流曝氣器，包括噴嘴1、混氣室2、混合管、擴(kuò)散管4， 噴嘴與混氣室連接固定，并且噴嘴出口端安裝在混氣室內(nèi)，混氣室上安裝有吸氣管5，混合管3與擴(kuò)散管4為連接整體，混合管與混氣室出口端連接連通，本實(shí)用新型的特征是在噴嘴出口端固定連接連通有二次增效管6，所述的二次增效管6 —直延伸至混合管3內(nèi)，所述的二次增效管6前端開口，側(cè)面開孔，所述的二次增效管6與噴嘴1整體連接成型。本實(shí)用新型通過改進(jìn)射流曝氣器系統(tǒng)中空氣與水混合過程段的結(jié)構(gòu)，對吸入的空氣和液體進(jìn)行二次吸入和高速紊流混合，強(qiáng)化氣水混合效果，提高充氧效率，同時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的。本實(shí)用新型噴嘴及混合結(jié)構(gòu)獨(dú)特，氣流粉碎徹底，有效提高了氧的利用率，動(dòng)力消耗低，運(yùn)行費(fèi)用少，無噪聲，采用整體式安裝，操作簡單，維護(hù)方便。
權(quán)利要求1.一種高效射流曝氣器，包括噴嘴、混氣室、混合管、擴(kuò)散管，噴嘴與混氣室連接固定， 并且噴嘴出口端安裝在混氣室內(nèi)，混氣室上安裝有吸氣管，混合管與擴(kuò)散管為連接整體，混合管與混氣室出口端連接連通，其特征是在噴嘴出口端固定連接連通有二次增效管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效射流曝氣器，其特征在于二次增效管一直延伸至混合管內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效射流曝氣器，其特征在于所述的二次增效管前端開口， 側(cè)面開孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效射流曝氣器，其特征在于所述的二次增效管與噴嘴整體連接成型。
專利摘要一種高效射流曝氣器，包括噴嘴、混氣室、混合管、擴(kuò)散管，噴嘴與混氣室連接固定，并且噴嘴出口端安裝在混氣室內(nèi)，混氣室上安裝有吸氣管，混合管與擴(kuò)散管為連接整體，混合管與混氣室出口端連接連通，本實(shí)用新型的特征是在噴嘴出口端固定連接連通二次增效管。本實(shí)用新型強(qiáng)化了氣水混合效果，氣流粉碎徹底，提高了充氧效率，動(dòng)力消耗低，運(yùn)行費(fèi)用少，無噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。
文檔編號C02F3/02GKSQ
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
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