專利名稱：新型水力旋渦流生化塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
活性污泥、污水處理過程中都會用到生化反應(yīng)器，但是現(xiàn)有的生化反應(yīng)器在工作原理概念和工作狀態(tài)模型上存在著明顯的局限性，主要表現(xiàn)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(yīng)區(qū)的水流影響較大，且鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓的具有局限性；(3)有效容積反應(yīng)器有死區(qū)，難以實現(xiàn)均勻布水、布?xì)夂脱醯挠行髻|(zhì)；(4)生物量生物量少，容易流失；(5)分散性各處理單元獨立設(shè)置，不利于同步運行和集中控制管理。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種能使氣-液-固三相充分接觸混合反應(yīng)，在流體中形成更為合理的微物理-微生態(tài)環(huán)境，達(dá)到更快、更高效傳質(zhì)這一核心目的，并且實現(xiàn)高度可調(diào)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(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的新型水力旋渦流生化塔，包括進(jìn)水管、增壓泵、旋渦流反應(yīng)室、環(huán)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(jìn)水管與增壓泵連接，增壓泵與旋渦流反應(yīng)室之間設(shè)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(yīng)室連接，環(huán)形擋流板、泥水分離室和懸浮生物填料均設(shè)在旋渦流反應(yīng)室內(nèi)，環(huán)形擋流板固定在旋渦流反應(yīng)室的頂端，排水管連接在環(huán)形擋流板上， 并貫穿旋渦流反應(yīng)室筒壁，環(huán)形擋流板內(nèi)置有環(huán)形溢流槽與排水管配合，泥水分離室位于環(huán)形擋流板的下方，泥水分離室與環(huán)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(yīng)室的底端連接有排空管。上述結(jié)構(gòu)集剪切曝氣、分散、混合、 氣泡水平/垂直/環(huán)周轉(zhuǎn)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(yīng)，在流體中形成更為合理的微物理-微生態(tài)環(huán)境，達(dá)到更快、更高效傳質(zhì)這一核心目的，并且實現(xiàn)高度可調(diào)和立體迭置功能，集中控制管理，同步運行。作為優(yōu)選，所述射流曝氣器為可調(diào)沖壓式射流曝氣器，可調(diào)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(lián)結(jié)構(gòu)，二級噴射嘴位于一級噴射嘴和末端喉管之間，一級進(jìn)氣管與一級噴射嘴連通，二級進(jìn)氣管一端與一級進(jìn)氣管連通，另一端與二級噴射嘴連通，一級進(jìn)氣管上的進(jìn)氣口與二級進(jìn)氣管接口之間設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，可調(diào)沖壓式射流曝氣器的末端喉管沿旋渦流反應(yīng)室筒體外殼的切線方向與筒壁連接，并與旋渦流反應(yīng)室連通。該優(yōu)選方案降低了正壓供氣能耗、提高了二次噴射效率、實現(xiàn)了螺旋式氣-水混合方式、水流流速可調(diào)控，并且保證噴射的水流沿旋渦流反應(yīng)室筒體外殼的切線方向進(jìn)入旋渦流反應(yīng)室。為了導(dǎo)流螺旋上升，促進(jìn)剪切混合，并且利用重力場和旋流力場對不同密度物質(zhì)作用的差異能及時地轉(zhuǎn)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(yīng)力促成懸浮生物填料-活性污泥自身固定化機(jī)制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，減小螺旋上升阻力，不造成偏流，所述旋渦流反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片沿旋渦流反應(yīng)室內(nèi)壁逐層間隔設(shè)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(yīng)室的有效水深Hl/直徑Dl在1 2以內(nèi)。為了實現(xiàn)循環(huán)回流水的循環(huán)射流曝氣處理，所述進(jìn)水管與旋渦流反應(yīng)室之間設(shè)有循環(huán)回流管，循環(huán)回流管一端與旋渦流反應(yīng)室底端連通，另一端與進(jìn)水管連通，進(jìn)水管和循環(huán)回流管上都設(shè)有流量調(diào)節(jié)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(huán)周轉(zhuǎn)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(yīng)，在流體中形成更為合理的微物理-微生態(tài)環(huán)境，達(dá)到更快、更高效傳質(zhì)這一核心目的，并且實現(xiàn)高度可調(diào)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(diào)沖壓式射流曝氣器，可調(diào)沖壓式射流曝氣器沿旋渦流反應(yīng)室筒體外殼的切線方向與漩渦流反應(yīng)室筒壁連接，并與旋渦流反應(yīng)室連通，其提高了二次噴射效率、實現(xiàn)了螺旋式氣-水混合方式、水流流速可調(diào)控，并且保證噴射的水流沿旋渦流反應(yīng)室筒體外殼的切線方向進(jìn)入旋渦流反應(yīng)室；還有所述旋渦流反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片，實現(xiàn)導(dǎo)流螺旋上升，促進(jìn)剪切混合并且利用重力場和旋流力場對不同密度物質(zhì)作用的差異能及時地轉(zhuǎn)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(yīng)力促成懸浮生物填料-活性污泥自身固定化機(jī)制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，減小螺旋上升阻力， 不造成偏流；最后所述進(jìn)水管與旋渦流反應(yīng)室之間設(shè)有循環(huán)回流管，實現(xiàn)循環(huán)回流水的循環(huán)射流曝氣處理。

圖1是實施例1的前視剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實施例2的整體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4是實施例3的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中進(jìn)水管1、增壓泵2、可調(diào)沖壓式射流曝氣器3、旋渦流反應(yīng)式4、導(dǎo)流葉片5、 環(huán)周布水槽6、溢流潛孔7、環(huán)形擋流板8、泥水分離室9、環(huán)形溢流槽10、排水管11、污泥回流管12、排空管13、進(jìn)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(jìn)氣調(diào)節(jié)閥21、循環(huán)回流管22、流量調(diào)節(jié)閥23、二級進(jìn)氣管接口 156。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)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(jìn)水管1、增壓泵2、旋渦流反應(yīng)室4、環(huán)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(yīng)室4的有效水深Hl/直徑Dl為貳，進(jìn)水管1與增壓泵2連接，增壓泵2與旋渦流反應(yīng)室4之間設(shè)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(yīng)室4連接，環(huán)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(yīng)室4內(nèi)， 環(huán)形擋流板8固定安裝在旋渦流反應(yīng)室4的頂端，排水管11連接在環(huán)形擋流板8上，并貫穿旋渦流反應(yīng)室4，環(huán)形擋流板8內(nèi)置有環(huán)形溢流槽10與排水管11配合，泥水分離室9安裝在環(huán)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(huán)形擋流板8之間形成溢流潛孔7，泥水分離室9、環(huán)形擋流板8與旋渦流反應(yīng)室4之間形成環(huán)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(yīng)室4的底端連接有排空管13。其中，所述射流曝氣器為可調(diào)沖壓式射流曝氣器3，可調(diào)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(lián)結(jié)構(gòu)，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(jìn)氣管15與一級噴射嘴17連通，二級進(jìn)氣管16 —端與一級進(jìn)氣管15連通，另一端與二級噴射嘴18連通，一級進(jìn)氣管15上的進(jìn)氣口 14與二級進(jìn)氣管接口 156之間安裝有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥21，可調(diào)沖壓式射流曝氣器3的末端喉管19沿旋渦流反應(yīng)室4筒體外殼的切線方向與筒壁連接，并與旋渦流反應(yīng)室4連通，上述結(jié)構(gòu)降低了正壓供氣能耗、提高了二次噴射效率、實現(xiàn)了螺旋式氣-水混合方式、水流流速可調(diào)控，并且保證噴射的水流沿旋渦流反應(yīng)室4筒體外殼的切線方向進(jìn)入旋渦流反應(yīng)室4。工作時，待處理水由進(jìn)水管1經(jīng)增壓泵2增壓后進(jìn)入可調(diào)沖壓式射流曝氣器3，經(jīng)兩次噴射并吸入空氣后，氣-水兩相混合液進(jìn)入末端喉管19，瞬時接觸混合后沿旋渦流反應(yīng)室4筒壁切線方向噴射進(jìn)入旋渦流反應(yīng)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(chǎn)生的負(fù)壓作用下，循環(huán)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(yīng)室4內(nèi)螺旋上升，被泥水分離室9的底板折射變?yōu)槠矫孑椛淞骱?，進(jìn)入頂部的環(huán)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(jīng)溢流潛孔7導(dǎo)入泥水分離室9中進(jìn)行泥水分離，而氣泡從固-液相中溢出并經(jīng)環(huán)形擋流板8遮擋后從頂部逸散；泥水分離后的澄清水進(jìn)入環(huán)形溢流槽10，再通過排水管11排放或進(jìn)入下一級處理構(gòu)筑物；沉淀下來的活性污泥顆粒和懸浮生物填料20進(jìn)入污泥回流管12連續(xù)回流反應(yīng)。整個生化塔的沉渣可通過排空口 13進(jìn)行清理排放。氣泡-混合液運行路徑?jīng)Q定接觸-反應(yīng)幾率，本反應(yīng)器使路徑由傳統(tǒng)的“活性污泥-水-氣”——“浮力-深度-垂直向上式”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎钚晕勰?懸浮生物填料 20-水-氣”——“浮力/離心力-多層螺旋-環(huán)周向上式”，在同等的HRT和反應(yīng)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(zhì)轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)與實施例1 一致，但是為了導(dǎo)流螺旋上升，促進(jìn)剪切混合并且利用重力場和旋流力場對不同密度物質(zhì)作用的差異能及時地轉(zhuǎn)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(yīng)力促成懸浮生物填料-活性污泥自身固定化機(jī)制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，減小螺旋上升阻力，不造成偏流，所述旋渦流反應(yīng)室4內(nèi)安裝有導(dǎo)流葉片5，導(dǎo)流葉片5沿旋渦流反應(yīng)室4內(nèi)壁逐層間隔設(shè)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(yīng)室4內(nèi)壁的導(dǎo)流葉片5形成的動態(tài)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(jié)構(gòu)與實施例1 一致，但是為了實現(xiàn)循環(huán)回流水的循環(huán)射流曝氣處理，所述進(jìn)水管1與旋渦流反應(yīng)室4之間安裝有循環(huán)回流管22，循環(huán)回流管22 —端與旋渦流反應(yīng)室4底端連通，另一端與進(jìn)水管1 連通，進(jìn)水管1和循環(huán)回流管22上都設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥23。
權(quán)利要求1.一種新型水力旋渦流生化塔，包括進(jìn)水管(1)、增壓泵O)、旋渦流反應(yīng)室、環(huán)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(jìn)水管(1)與增壓泵( 連接，增壓泵( 與旋渦流反應(yīng)室(4)之間設(shè)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(yīng)室(4)連接，環(huán)形擋流板(8)、泥水分離室(9)和懸浮生物填料00)均設(shè)在旋渦流反應(yīng)室內(nèi)，環(huán)形擋流板(8)固定在旋渦流反應(yīng)室的頂端，排水管(11)連接在環(huán)形擋流板(8)上，并貫穿旋渦流反應(yīng)室(4)筒壁，環(huán)形擋流板(8)內(nèi)置有環(huán)形溢流槽(10)與排水管(11)配合，泥水分離室(9)位于環(huán)形擋流板(8)的下方，泥水分離室(9)與環(huán)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(yīng)室的底端連接有排空管(13)。
2.根據(jù)權(quán)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(diào)沖壓式射流曝氣器(3)，可調(diào)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(lián)結(jié)構(gòu)，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(jìn)氣管(1 與一級噴射嘴(17)連通，二級進(jìn)氣管(16) —端與一級進(jìn)氣管(15)連通，另一端與二級噴射嘴(18)連通，一級進(jìn)氣管(1 上的進(jìn)氣口(14)與二級進(jìn)氣管接口 (156)之間設(shè)有進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(21)，可調(diào)沖壓式射流曝氣器C3)的末端喉管(19)沿旋渦流反應(yīng)室(4)筒體外殼的切線方向與筒壁連接，并與旋渦流反應(yīng)室(4)連通。
3.根據(jù)權(quán)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(yīng)室(4)的有效水深Hl/直徑Dl在1 2以內(nèi)，旋渦流反應(yīng)室(4)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片(5)，導(dǎo)流葉片(5) 沿旋渦流反應(yīng)室(4)內(nèi)壁逐層間隔設(shè)置，層距e自下而上逐級遞減，葉片仰角a為10-45°。
4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進(jìn)水管(1)與旋渦流反應(yīng)室(4)之間設(shè)有循環(huán)回流管(22)，循環(huán)回流管0 —端與旋渦流反應(yīng)室(4)底端連通，另一端與進(jìn)水管(1)連通，進(jìn)水管(1)和循環(huán)回流管0 上都設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥03)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進(jìn)水管(1)與旋渦流反應(yīng)室(4)之間設(shè)有循環(huán)回流管(22)，循環(huán)回流管0 —端與旋渦流反應(yīng)室(4)底端連通，另一端與進(jìn)水管(1)連通，進(jìn)水管(1)和循環(huán)回流管0 上都設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥03)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進(jìn)水管(1)與旋渦流反應(yīng)室(4)之間設(shè)有循環(huán)回流管(22)，循環(huán)回流管0 —端與旋渦流反應(yīng)室(4)底端連通，另一端與進(jìn)水管(1)連通，進(jìn)水管(1)和循環(huán)回流管0 上都設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥03)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型水力旋渦流生化塔，其特征是進(jìn)水管(1)與旋渦流反應(yīng)室(4)之間設(shè)有循環(huán)回流管(22)，循環(huán)回流管0 —端與旋渦流反應(yīng)室(4)底端連通，另一端與進(jìn)水管(1)連通，進(jìn)水管(1)和循環(huán)回流管0 上都設(shè)有流量調(diào)節(jié)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(jìn)水管、增壓泵、旋渦流反應(yīng)室、環(huán)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(jìn)水管與增壓泵連接，增壓泵與旋渦流反應(yīng)室之間設(shè)有射流曝氣器，環(huán)形擋流板和泥水分離室均設(shè)在旋渦流反應(yīng)室內(nèi)，環(huán)形擋流板固定在旋渦流反應(yīng)室的頂端，排水管連接在環(huán)形擋流板上，并貫穿旋渦流反應(yīng)室，環(huán)形擋流板內(nèi)置有環(huán)形溢流槽與排水管配合，泥水分離室位于環(huán)形擋流板下方，泥水分離室與環(huán)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(yīng)，在流體中形成合理的微物理-微生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)更快、更高效傳質(zhì)，實現(xiàn)高度可調(diào)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(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者楊青淼, 鐘國昌 申請人:寧波永峰環(huán)保工程科技有限公司