[发明专利]一种利用液力剪切和气体浮力强化曝气的装置和方法

权利要求书

1.一种利用液力剪切和气体浮力强化曝气的装置，用于生物法处理废水的曝气池中，其特征在于，所述强化曝气的装置包括气泡发生单元和气升环流单元，其中：

所述气泡发生单元包括设置于曝气池底部的曝气芯管和与设置于所述曝气池外部，通过管道与所述曝气芯管连接的鼓风机和增压泵；所述曝气芯管包括圆柱形的旋流腔段，所述旋流腔段内部为空腔结构，所述旋流腔段的侧壁设有液体进口，且所述液体进口的方向与所述旋流腔段的侧壁相切，所述旋流腔段的底部设有空气进口，顶部设有气泡出口；所述鼓风机的出口通过管道与所述曝气芯管的空气进口连接，所述鼓风机的工作压力为0.02-0.1Mpa，空气进口处的表观气速0.001-0.01m/s；所述增压泵的出口通过管道与所述曝气芯管的液体进口连接；

所述气升环流单元设置于曝气池内的所述气泡发生单元的曝气芯管的上方，包括呈双筒嵌套结构的环流内筒和环流外筒，所述环流内筒内部为内环流区，所述环流内筒与所述环流外筒间为外环流区；所述环流内筒底部安装有底部支架，固定于曝气池的底部；所述环流外筒底部通过外筒支架连接固定于所述环流内筒底部。

2.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，所述鼓风机与空气进口间安装有气体调节阀，用于控制进入所述曝气芯管的空气的进气流量；所述增压泵与所述液体进口间安装有液体调节阀，用于控制进入所述曝气芯管的液体流量。

3.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，根据所述曝气池的水深不同，所述曝气芯管的结构尺寸不同，具体为：

所述曝气池水深为2-4m时，液体进口的直径为2-4mm，空气进口的直径为2-3mm，气泡出口的直径为10-20mm；

所述曝气池水深为4-6m时，液体进口的直径为4-6mm，空气进口的直径为4-5mm，气泡出口的直径为20-30mm；

所述曝气池水深为6-8m时，液体进口的直径为8-10mm，空气进口的直径为8-10mm，气泡出口的直径为30-50mm。

4.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，所述液体进口设置于所述旋流腔段高度的2/3至4/5处。

5.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，所述环流内筒底部高于所述曝气芯管的气泡出口5-10cm，用于留有管道安装空间和形成局部环流的通道；为保证所述外环流区的混合液排入曝气池，所述环流外筒的底部高于所述环流内筒的底部30-50cm。

6.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，根据所述曝气池的水深不同，所述环流内筒的高度不同，具体为：

所述曝气池水深为2-4m时，所述环流内筒的高度为1-3m；

所述曝气池水深为4-6m时，所述环流内筒的高度为3-5m；

所述曝气池水深为6-8m时，所述环流内筒的高度为5-7m。

7.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，为保证所述气升环流单元内高的湍动程度，所述环流外筒的顶部高出水面15-30cm。

8.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，所述环流内筒的直径为25-100cm，所述环流外筒的直径为所述环流内筒直径的1.8-2.5倍。

9.根据权利要求1所述的强化曝气的装置，其特征在于，所述曝气池内包括若干所述强化曝气的装置，所述强化曝气的装置沿着曝气池的宽度方向设置5排，每排设置4个，所述相邻的气升环流单元的间隙宽度为1-2m。