專利名稱：新型水力旋渦流生化塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種污水處理裝置，特別是新型水力旋渦流生化塔。
背景技術：
活性污泥、污水處理過程中都會用到生化反應器，但是現有的生化反應器在工作原理概念和工作狀態模型上存在著明顯的局限性，主要表現為一下五點；(1)曝氣氣泡過大、氣泡運行路徑短，或者微氣泡阻力和耗能較高；(2)高度活性污泥床高度對反應區的水流影響較大，且鼓風機的風壓的具有局限性；(3)有效容積反應器有死區，難以實現均勻布水、布氣和氧的有效傳質；(4)生物量生物量少，容易流失；(5)分散性各處理單元獨立設置，不利于同步運行和集中控制管理。
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種能使氣-液-固三相充分接觸混合反應，在流體中形成更為合理的微物理-微生態環境，達到更快、更高效傳質這一核心目的，并且實現高度可調和立體迭置功能，集中控制管理，同步運行的新型水力旋渦流生化塔。為了實現上述目的，本實用新型所設計的新型水力旋渦流生化塔，包括進水管、增壓泵、旋渦流反應室、環形擋流板、排水管、泥水分離室、污泥回流管和懸浮生物填料，其特征是進水管與增壓泵連接，增壓泵與旋渦流反應室之間設有射流曝氣器，增壓泵與射流曝氣器連接，射流曝氣器與旋渦流反應室連接，環形擋流板、泥水分離室和懸浮生物填料均設在旋渦流反應室內，環形擋流板固定在旋渦流反應室的頂端，排水管連接在環形擋流板上， 并貫穿旋渦流反應室筒壁，環形擋流板內置有環形溢流槽與排水管配合，泥水分離室位于環形擋流板的下方，泥水分離室與環形擋流板之間形成溢流潛孔，污泥回流管密封連接在泥水分離室的下端，旋渦流反應室的底端連接有排空管。上述結構集剪切曝氣、分散、混合、 氣泡水平/垂直/環周轉移、活性污泥懸浮生長、同步過程耦合于一體，能使氣-液-固三相充分接觸混合反應，在流體中形成更為合理的微物理-微生態環境，達到更快、更高效傳質這一核心目的，并且實現高度可調和立體迭置功能，集中控制管理，同步運行。作為優選，所述射流曝氣器為可調沖壓式射流曝氣器，可調沖壓式射流曝氣器包括一級吸氣管、二級吸氣管、一級噴射嘴、二級噴射嘴和末端喉管，一及噴射嘴、二級噴射嘴和末端喉管為串聯結構，二級噴射嘴位于一級噴射嘴和末端喉管之間，一級進氣管與一級噴射嘴連通，二級進氣管一端與一級進氣管連通，另一端與二級噴射嘴連通，一級進氣管上的進氣口與二級進氣管接口之間設有進氣調節閥，可調沖壓式射流曝氣器的末端喉管沿旋渦流反應室筒體外殼的切線方向與筒壁連接，并與旋渦流反應室連通。該優選方案降低了正壓供氣能耗、提高了二次噴射效率、實現了螺旋式氣-水混合方式、水流流速可調控，并且保證噴射的水流沿旋渦流反應室筒體外殼的切線方向進入旋渦流反應室。為了導流螺旋上升，促進剪切混合，并且利用重力場和旋流力場對不同密度物質作用的差異能及時地轉移氣泡，克服氣泡匯聚，使破碎的氣泡保持微米級水平，最大限度地挖掘剪切曝氣的潛能，同時剪切應力促成懸浮生物填料-活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構，減小螺旋上升阻力，不造成偏流，所述旋渦流反應室內設有導流葉片，導流葉片沿旋渦流反應室內壁逐層間隔設置，層距e自下而上逐級遞減，葉片仰角a為10-45°， 旋渦流反應室的有效水深Hl/直徑Dl在1 2以內。為了實現循環回流水的循環射流曝氣處理，所述進水管與旋渦流反應室之間設有循環回流管，循環回流管一端與旋渦流反應室底端連通，另一端與進水管連通，進水管和循環回流管上都設有流量調節閥。本實用新型得到的新型水力旋渦流生化塔，其集剪切曝氣、分散、混合、氣泡水平 /垂直/環周轉移、活性污泥懸浮生長、同步過程耦合于一體，能使氣-液-固三相充分接觸混合反應，在流體中形成更為合理的微物理-微生態環境，達到更快、更高效傳質這一核心目的，并且實現高度可調和立體迭置功能，集中控制管理，同步運行；同時所述射流曝氣器為可調沖壓式射流曝氣器，可調沖壓式射流曝氣器沿旋渦流反應室筒體外殼的切線方向與漩渦流反應室筒壁連接，并與旋渦流反應室連通，其提高了二次噴射效率、實現了螺旋式氣-水混合方式、水流流速可調控，并且保證噴射的水流沿旋渦流反應室筒體外殼的切線方向進入旋渦流反應室；還有所述旋渦流反應室內設有導流葉片，實現導流螺旋上升，促進剪切混合并且利用重力場和旋流力場對不同密度物質作用的差異能及時地轉移氣泡，克服氣泡匯聚，使破碎的氣泡保持微米級水平，最大限度地挖掘剪切曝氣的潛能，同時剪切應力促成懸浮生物填料-活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構，減小螺旋上升阻力， 不造成偏流；最后所述進水管與旋渦流反應室之間設有循環回流管，實現循環回流水的循環射流曝氣處理。
圖1是實施例1的前視剖面結構示意圖；圖2是實施例1的俯視結構示意圖；圖3是實施例2的整體結構剖視圖；圖4是實施例3的整體結構示意圖。圖中進水管1、增壓泵2、可調沖壓式射流曝氣器3、旋渦流反應式4、導流葉片5、 環周布水槽6、溢流潛孔7、環形擋流板8、泥水分離室9、環形溢流槽10、排水管11、污泥回流管12、排空管13、進氣口 14、一級吸氣管15、二級吸氣管16、一級噴射嘴17、二級噴射嘴 18、未端喉管19、懸浮生物填料20、進氣調節閥21、循環回流管22、流量調節閥23、二級進氣管接口 156。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。實施例1 如圖1、圖2所示，本實用新型提供的新型水力旋渦流生化塔，包括進水管1、增壓泵2、旋渦流反應室4、環形擋流板8、排水管11、泥水分離室9、污泥回流管12和懸浮生物填料20，旋渦流反應室4的有效水深Hl/直徑Dl為貳，進水管1與增壓泵2連接，增壓泵2與旋渦流反應室4之間設有射流曝氣器，增壓泵2與射流曝氣器連接，射流曝氣器與旋渦流反應室4連接，環形擋流板8、泥水分離室9和懸浮生物填料20均安裝在旋渦流反應室4內， 環形擋流板8固定安裝在旋渦流反應室4的頂端，排水管11連接在環形擋流板8上，并貫穿旋渦流反應室4，環形擋流板8內置有環形溢流槽10與排水管11配合，泥水分離室9安裝在環形擋流板8的下方，泥水分離室9的直段有效水深H2為壹點貳米，直徑D2/有效水深H2為叁，錐底傾角b為45°，泥水分離室9與環形擋流板8之間形成溢流潛孔7，泥水分離室9、環形擋流板8與旋渦流反應室4之間形成環周布水槽6，污泥回流管12密封連接在泥水分離室9的下端，旋渦流反應室4的底端連接有排空管13。其中，所述射流曝氣器為可調沖壓式射流曝氣器3，可調沖壓式射流曝氣器3包括一級吸氣管15、二級吸氣管16、一級噴射嘴17、二級噴射嘴18和末端喉管19，一級噴射嘴 17、二級噴射嘴18和末端喉管19為串聯結構，二級噴射嘴18位于一級噴射嘴17和末端喉管19之間，一級進氣管15與一級噴射嘴17連通，二級進氣管16 —端與一級進氣管15連通，另一端與二級噴射嘴18連通，一級進氣管15上的進氣口 14與二級進氣管接口 156之間安裝有進氣調節閥21，可調沖壓式射流曝氣器3的末端喉管19沿旋渦流反應室4筒體外殼的切線方向與筒壁連接，并與旋渦流反應室4連通，上述結構降低了正壓供氣能耗、提高了二次噴射效率、實現了螺旋式氣-水混合方式、水流流速可調控，并且保證噴射的水流沿旋渦流反應室4筒體外殼的切線方向進入旋渦流反應室4。工作時，待處理水由進水管1經增壓泵2增壓后進入可調沖壓式射流曝氣器3，經兩次噴射并吸入空氣后，氣-水兩相混合液進入末端喉管19，瞬時接觸混合后沿旋渦流反應室4筒壁切線方向噴射進入旋渦流反應室4 ；此時污泥回流管12中的活性污泥顆粒和懸浮生物填料20在高位壓差和氣-水混合液高速噴射所產生的負壓作用下，循環回流融入噴射的氣-水兩相流之中，形成氣-固-液三相流；三相混合液在旋渦流反應室4內螺旋上升，被泥水分離室9的底板折射變為平面輻射流后，進入頂部的環周布水槽6 ；含有活性污泥顆粒和懸浮生物填料20的混合液經溢流潛孔7導入泥水分離室9中進行泥水分離，而氣泡從固-液相中溢出并經環形擋流板8遮擋后從頂部逸散；泥水分離后的澄清水進入環形溢流槽10，再通過排水管11排放或進入下一級處理構筑物；沉淀下來的活性污泥顆粒和懸浮生物填料20進入污泥回流管12連續回流反應。整個生化塔的沉渣可通過排空口 13進行清理排放。氣泡-混合液運行路徑決定接觸-反應幾率，本反應器使路徑由傳統的“活性污泥-水-氣”——“浮力-深度-垂直向上式”轉變為“活性污泥-懸浮生物填料 20-水-氣”——“浮力/離心力-多層螺旋-環周向上式”，在同等的HRT和反應器高度下，延長了氣-固-液三相的運行路徑，提高了生物量，增大了傳質轉移空間。實施例2 如圖3所示，本實施例提供的新型水力旋渦流生化塔，其大體結構與實施例1 一致，但是為了導流螺旋上升，促進剪切混合并且利用重力場和旋流力場對不同密度物質作用的差異能及時地轉移氣泡，克服氣泡匯聚，使破碎的氣泡保持微米級水平，最大限度地挖掘剪切曝氣的潛能，同時剪切應力促成懸浮生物填料-活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構，減小螺旋上升阻力，不造成偏流，所述旋渦流反應室4內安裝有導流葉片5，導流葉片5沿旋渦流反應室4內壁逐層間隔設置，層距e自下而上逐級遞減，葉片仰角a為 35°。工作時，三相混合液沿漩渦流反應室4內壁的導流葉片5形成的動態螺旋曲線上升。實施例3 如圖4所示，本實施例提供的新型水力旋渦流生化塔，其大體結構與實施例1 一致，但是為了實現循環回流水的循環射流曝氣處理，所述進水管1與旋渦流反應室4之間安裝有循環回流管22，循環回流管22 —端與旋渦流反應室4底端連通，另一端與進水管1 連通，進水管1和循環回流管22上都設有流量調節閥23。
權利要求1.一種新型水力旋渦流生化塔，包括進水管(1)、增壓泵O)、旋渦流反應室、環形擋流板(8)、排水管(11)、泥水分離室(9)、污泥回流管(1 和懸浮生物填料(20)，其特征是進水管(1)與增壓泵( 連接，增壓泵( 與旋渦流反應室(4)之間設有射流曝氣器，增壓泵( 與射流曝氣器連接，射流曝氣器與旋渦流反應室(4)連接，環形擋流板(8)、泥水分離室(9)和懸浮生物填料00)均設在旋渦流反應室內，環形擋流板(8)固定在旋渦流反應室的頂端，排水管(11)連接在環形擋流板(8)上，并貫穿旋渦流反應室(4)筒壁，環形擋流板(8)內置有環形溢流槽(10)與排水管(11)配合，泥水分離室(9)位于環形擋流板(8)的下方，泥水分離室(9)與環形擋流板(8)之間形成溢流潛孔(7)，污泥回流管 (12)密封連接在泥水分離室(9)的下端，旋渦流反應室的底端連接有排空管(13)。
2.根據權利要求1所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是所述射流曝氣器為可調沖壓式射流曝氣器(3)，可調沖壓式射流曝氣器C3)包括一級吸氣管(15)、二級吸氣管(16)、 一級噴射嘴(17)、二級噴射嘴(18)和末端喉管(19)，一級噴射嘴(17)、二級噴射嘴(18) 和末端喉管(19)為串聯結構，二級噴射嘴(18)位于一級噴射嘴(17)和末端喉管(19)之間，一級進氣管(1 與一級噴射嘴(17)連通，二級進氣管(16) —端與一級進氣管(15)連通，另一端與二級噴射嘴(18)連通，一級進氣管(1 上的進氣口(14)與二級進氣管接口 (156)之間設有進氣調節閥(21)，可調沖壓式射流曝氣器C3)的末端喉管(19)沿旋渦流反應室(4)筒體外殼的切線方向與筒壁連接，并與旋渦流反應室(4)連通。
3.根據權利要求1或2所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是旋渦流反應室(4)的有效水深Hl/直徑Dl在1 2以內，旋渦流反應室(4)內設有導流葉片(5)，導流葉片(5) 沿旋渦流反應室(4)內壁逐層間隔設置，層距e自下而上逐級遞減，葉片仰角a為10-45°。
4.根據權利要求1或2所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是所述泥水分離室(9) 的直段有效水深為H2在1 1. 5m之間，直徑D2/有效水深/H2 ( 3. 0，錐底傾角b > 45°。
5.根據權利要求3所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是所述泥水分離室(9)的直段有效水深為H2在1 1. 5m之間，直徑D2/有效水深H2 ^ 3. 0，錐底傾角b > 45°。
6.根據權利要求1或2所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進水管(1)與旋渦流反應室(4)之間設有循環回流管(22)，循環回流管0 —端與旋渦流反應室(4)底端連通，另一端與進水管(1)連通，進水管(1)和循環回流管0 上都設有流量調節閥03)。
7.根據權利要求3所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進水管(1)與旋渦流反應室(4)之間設有循環回流管(22)，循環回流管0 —端與旋渦流反應室(4)底端連通，另一端與進水管(1)連通，進水管(1)和循環回流管0 上都設有流量調節閥03)。
8.根據權利要求4所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進水管(1)與旋渦流反應室(4)之間設有循環回流管(22)，循環回流管0 —端與旋渦流反應室(4)底端連通，另一端與進水管(1)連通，進水管(1)和循環回流管0 上都設有流量調節閥03)。
9.根據權利要求5所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進水管(1)與旋渦流反應室(4)之間設有循環回流管(22)，循環回流管0 —端與旋渦流反應室(4)底端連通，另一端與進水管(1)連通，進水管(1)和循環回流管0 上都設有流量調節閥03)。
專利摘要本實用新型公開了一種新型水力旋渦流生化塔，包括進水管、增壓泵、旋渦流反應室、環形擋流板、排水管、泥水分離室、污泥回流管和懸浮生物填料，進水管與增壓泵連接，增壓泵與旋渦流反應室之間設有射流曝氣器，環形擋流板和泥水分離室均設在旋渦流反應室內，環形擋流板固定在旋渦流反應室的頂端，排水管連接在環形擋流板上，并貫穿旋渦流反應室，環形擋流板內置有環形溢流槽與排水管配合，泥水分離室位于環形擋流板下方，泥水分離室與環形擋流板之間形成溢流潛孔，污泥回流管連接在泥水分離室的下端。本實用新型使氣-液-固三相反應，在流體中形成合理的微物理-微生態環境，實現更快、更高效傳質，實現高度可調和立體迭置，集中控制管理，同步運行。
文檔編號C02F3/00GK202080944SQ20112014484
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月9日 優先權日2011年5月9日
發明者楊青淼, 鐘國昌 申請人:寧波永峰環保工程科技有限公司