[发明专利]倒伞型曝气机

说明书

技术领域

本发明是对主要用于Carrousel 氧化沟的倒伞曝气机的改进，尤其涉及一种自重轻，充氧深度大，充氧动力效率和充氧能力高的倒伞型曝气机。

背景技术

Carrousel 氧化沟作为城市污水处理工艺之一，其特定的沟型，通常采用竖轴式形状像一把倒开着的伞——倒伞型表面曝气机，例如中国专利CN2837298、CN2878370所述倒伞式曝气机，作为推流、混合及充氧机械，同时承担推流、混合、充氧功能。其充氧是利用流体力学中旋转液体真空抽吸原理，和高速流动液体卷吸作用，靠叶轮上若干个叶片刮水推流产生旋流，裹挟空气向水中充氧。

由于仅靠倒伞形叶轮高速旋转产生旋流对液面上部空气抽吸、卷吸，空气和水只是在水浅表面混合；其次，推流旋转水流撞击气泡碎裂，气泡大小不均，无法达到细气泡效果，部分大气泡极易从水面溢出。因此这种表面表层充氧，当表面溶氧达到一定值后很难再提高，实际充氧效果不高，无法达到转碟等表曝机的充氧能力，如果加大转速，形成更强大的对空气抽吸、卷吸裹挟能力，这样必须增大电机功率，即使在推流满足条件下也仍需保持高的转速，以满足充氧要求，造成所需电机功率较大；并且倒伞型曝气机自重大，以及为实现曝气、推流、搅拌功能，还在伞面下设置推流叶轮，更是增加了整个曝气机的自重，使得运行电耗大，标准Carrousel 氧化沟通常配备45kw电机，为提高充氧能力需提高至55kw，而Carrousel2000型氧化沟，其倒伞型表面曝气机叶轮直径Φ3500mm至3750mm，配备电机功率介于90kw至160kw。大的运行功率，整体动力充氧效率较低，能源消耗过大，并且充氧一般只能达到1.6-2.4kwO²/kwh，最高也只能达到2.5-2.6kwO²/kwh。

中国专利CN1657445倒伞型复合叶轮表面曝气机，通过在叶轮骨架支承面以上的锥体外凸面上呈辐射状均布有气液混合管，气液混合管内端入口处的叶轮体上设有吸气通孔，叶片上端面和下端面呈齿状结构。通过叶轮高速旋转，叶轮锥体压着水面，水从气液混合管通过离心力甩出去，使气液混合管内端同时成为负压区，空气从气液混合管内端叶轮体负压吸气进入气液混合管，水气在气液混合管内混合被连续甩出，以提高充氧能力。然而由于实际充氧仍然为搅动水流“抽吸、卷吸挟裹”，虽然设置有带吸气孔的气液混合管，由于是在水下，实际靠负压吸入空气量仍然有限，所以实际提高充氧能力仍然有限。另外，设置在伞面上气液混合管内无压力，在停机或转速较低情况下，污水中污泥容易进入堵塞气液混合管，造成其功能丧失，所以实际增加效果作用不大。

中国专利CN101125709新型倒伞型叶轮，通过在相邻叶片间以若干阶梯形幅板连接，从而形成百页窗结构，通过工作高速旋转产生吸气提升力，其解决的是氧化沟内污泥沉淀问题，对提高充氧基本无作用。

中国专利CN200981837新型曝气机的叶轮，叶片延伸倒伞型叶轮锥体平面外上方，成为开放性锥体，以增强径向搅拌力。延伸叶片其主要是为增强推流，而对提升曝气效果作用极小，而且延长叶片运行阻力变大，相应消耗功率增大，充氧动力效率反而降低。

申请人再先申请专利CN101624232倒伞曝气机，包括转轴和固定在转轴上的倒伞叶片，转轴呈中空结构，至少末端区通过布气管或微孔曝气器向水中曝气。提高了倒伞曝气机的充氧能力和溶氧浓度，以及水体深层充氧。虽然能够增强曝气量和曝气深度，但要求另外连接气管等设备，增加成本尤其是对于没有鼓风机房的污水厂需单独设置鼓风机。

上述现有技术客观表明：虽然有从多个角度对倒伞曝气机进行改进，并也能提高一些充氧能力和溶氧量，但基本结构：倒伞面+叶片结构仍然没有改变，并且其自重大动力消耗大，表面浅层混合溶氧，溶氧仅在水体浅表面，两大缺点没有得到克服。客观上表面浅层混合溶氧当表面溶氧达到一定值后很难再提高，因此所作改进实际真正提高充氧能力有限，充氧动力基本没有提高，充氧动力效率低下局面没有得到本质改变，曝气效果仍不是很好，通常在面积较大的曝气池里，需安装多台且不同方向同时推流曝气才能满足充氧要求，造成处理能耗较高。曝气深度浅，重量大、能耗大，充氧动力效率不高，已成为倒伞曝气机长期以来没有得到有效解决的技术难题。因此仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种自重轻，充氧深度大，充氧动力效率和充氧能力高的倒伞型曝气机。