专利名称:高新双层高效超细微孔曝气头技术
技术领域:
本发明属于环保设备领域,涉及双层高效超细微孔曝气头。
背景技术:
中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2200立方米,仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。随着经济、社会的快速发展,我国如今正面临着水资源短缺、水污染严重的现状。水处理在国民生产和生活中占有非常重要地位,有无水处理、水处理技术的先进与否,是一个国家生产、生活水平高低和文明程度的重要标志之一。然而水处理服务在中国还是一个新型行业,目前全国各地虽然新建了大批的水处理厂,但是其处理工艺和处理设备的耗能较高,导致水处理成本居高不下。例如,目前污水生化处理所用的表面曝气设备如转刷表面曝气机,倒伞型表面曝气机,转碟表面曝气机的能耗利用率为每千瓦小时充氧量为1. 6 1. 7kg,而中微孔等底部曝气器的能耗利用率为每千瓦小时充氧量为2. m^g,均普遍存在着能耗高效率低的缺陷。从我国中长期发展战略来看,污染物减排将被放到首位,而能耗高的处理设备将失去竞争力,毫无疑问,节能降耗型的水处理技术将成为我国长期的发展方向。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有曝气器能耗高效率低的不足,提供一种双层高效超细微孔曝气头。本发明的另一目的是提供一种安装有该曝气头的双层曝气器,该曝气器无需增加辅助装置,能实现在6 7米水下曝气时使充氧效率和能耗利用率有很大提高。一种双层高效超细微孔曝气头,包括孔径为150 250 μ m的内层常规棕刚玉曝气头以及涂布于所述的棕刚玉曝气头外表面的厚度为0. 3 0. 7mm,孔径为56 80 μ m的刚玉超细微孔层。其中,所述的内层常规棕刚玉曝气头的壁厚为12mm至14mm,形状为钟罩型、圆拱形、球型、平板型、管状型、瓦形或方板形。所述的刚玉超细微孔层中刚玉颗粒的粒径为100 μ π!至200 μ m。所述的刚玉超细微孔层中的刚玉为棕刚玉或白刚玉。所述的双层高效超细微孔曝气头可通过如下方法制备(1)将所述的棕刚玉曝气头成品的表面磨光;(2)用粒径在ΙΟΟμπι至200μπι间的棕刚玉或白刚玉颗粒,加入相当于棕刚玉或白刚玉总重量5% 20%的羧甲基纤维素,搅拌成泥浆状,再用机械喷涂于步骤(1)中所述的棕刚玉曝气头成品表面形成刚玉超细微孔层,凉干或烘干,经100(TC 1200°C煅烧使表面刚玉超细微孔层与内层棕刚玉曝气头完全结合成坚固的双层成品。
一种双层高效超细微孔曝气头的制备方法,包括如下步骤(1)将所述的棕刚玉曝气头成品的表面磨光;(2)用粒径在ΙΟΟμπι至200μπι间的棕刚玉或白刚玉颗粒,加入相当于棕刚玉或白刚玉总重量5% 20%的羧甲基纤维素,搅拌成泥浆状,再用机械喷涂于步骤(1)中所述的棕刚玉曝气头成品表面形成刚玉超细微孔层,凉干或烘干,经100(TC 1200°C煅烧使表面刚玉超细微孔层与内层棕刚玉曝气头完全结合成坚固的双层成品。步骤(1)所述的棕刚玉曝气头的制备方法为用粒径在40至65目的棕刚玉砂,加入木屑和黄糊精材料,经机械混合制成壁厚为12mm 14mm的棕刚玉曝气头,凉干或烘干, 12000C 14000C煅烧,制得棕刚玉曝气头成品。所述的木屑用量为棕刚玉砂总重量的3% 6%,黄糊精材料的用量为棕刚玉砂总重量的1% 3%。所述的刚玉曝气头形状为钟罩型、圆拱形、球型、平板型、管状型、瓦形或方板形。所述的钟罩型、圆拱形、球型、平板型的直径有Φ 100至450mm,圆拱半径高度有30 至190mm,钟罩型的高度为30 40mm。所述的管状形有直径有Φ 50mm至120mm,长600mm至1200mm。所述的瓦形的半径有60至250mm。所述的方板形的长宽有150mmX800mm至1200mmX 2500mm。本发明所述的双层高效超细微孔曝气头制成后将各种形状的成品安装于与其相匹配的曝气托盘上,管状的装上通气接嘴经通气曝气。本发明双层高效超细微孔曝气头可应用于污水生化处理设备以及气浮浮选设备。一种双层曝气器,包括曝气头、曝气头托盘、空气分配管、紧固螺栓、双逆止阀,曝气头与带双逆止阀的曝气头托盘连接,曝气头托盘与空气分配管相连,所述的曝气头为双层高效超细微孔曝气头。本发明的有益效果本发明双层高效超细微孔曝气头用常规的棕刚玉层作为基层(即内层),孔径大、 强度高,抗压强度120kg/cm3,抗杆强度50kg/cm2,透气性好,阻力小,有利于空气大量、快速通过,而当空气到达外层即刚玉超细微孔层时,由于此层孔径细密,被分散成很细的细微气泡进入水中,由于气泡体积很小,因此会较长时间的停留于水体底部而不会很快上升,所以细微气泡中的氧气就会被水充分吸收,以达到在水中快速充氧的目的。同时由于气泡极其细微,使得空气在水中的氧利用率大大提高,加之刚玉超细微孔层很薄,只有0.3 0. 7mm厚,所以大大减少了空气穿过的阻力,从而达到节能高效的目的。当本发明双层高效超细微孔曝气头用在气浮浮选的工况中,经安装有本发明曝气头的曝气器在污水中释放出大量的细微气泡,污水中的颗粒物和悬浮物被这些细微气泡吸附,并随着气泡上升到水体表面,达到清污分离的目的。
图1、一种钟罩型双层高效超细微孔曝气头结构图;其中1为内层刚玉曝气头,2刚玉超细微孔层,Φ为直径,h为高度。图2、一种圆拱型双层高效超细微孔曝气头结构其中1为内层棕刚玉曝气头,2为棕刚玉精密细微孔层,Φ为直径,h为高度。图3、安装有双层高效超细微孔曝气头的双层曝气器剖面图;其中1为钟罩型双层高效超细微孔曝气头,2为曝气头托盘,3为空气分配管,4为紧固螺栓,5为密封圈,6为双逆止阀。图4、安装有双层高效超细微孔曝气头的双层曝气器横截面图;其中1为钟罩型双层高效超细微孔曝气头,2为曝气头托盘,3为空气分配管,4为紧固螺栓,5为密封圈,6为双逆止阀。
具体实施例方式实施例1如图1所示,一种双层高效超细微孔曝气头,内层为常规棕刚玉曝气头1,棕刚玉曝气头外表面涂布有一层厚度为0. 5mm,孔径为65 μ m的刚玉超细微孔层2。内层常规棕刚玉曝气头1的壁厚为13mm,孔径为180 μ m,形状为钟罩型,直径为200mm,高度为38mm。该双层高效超细微孔曝气头可通过如下方法制备(1)用粒径为50目的棕刚玉砂,加入相当于棕刚玉砂重量6%的木屑和相当于棕刚玉砂重量3%的黄糊精材料,经机械混合制成壁厚为13mm的曝气头,凉干后经1200°C的高温烧结成孔径为ISOym的棕刚玉曝气头成品,成品烧成后在其成品的表面用磨具将其表面磨光。(2)用粒径在150 μ m的棕刚玉颗粒,加入相当于棕刚玉颗粒总重量的15%的羧甲基纤维素,搅拌成泥浆状,再用机械喷涂于步骤(1)中所述的棕刚玉曝气头成品表面形成刚玉超细微孔层,凉干,经100(TC煅烧将表面棕刚玉超细微孔层与内层棕刚玉曝气头完全结合成坚固的双层成品。实施例2如图2所示,一种双层高效超细微孔曝气头,内层为常规棕刚玉曝气头1,棕刚玉曝气头外表面涂布有一层厚度为0. 3mm,孔径为56 μ m的棕刚玉精密细微孔层2。内层常规棕刚玉曝气头1的壁厚为12mm,孔径为150 μ m,形状为圆拱型,直径为300mm,圆拱半径高度为 IOOmm0该双层高效超细微孔曝气头可通过如下方法制备(1)用粒径为45目的棕刚玉砂,加入相当于棕刚玉砂重量3%的木屑和相当于棕刚玉砂重量的黄糊精材料,经机械混合制成壁厚为12mm的曝气头,凉干后经1400°C的高温烧结成孔径为150μπι的棕刚玉曝气头成品,成品烧成后在其成品的表面用磨具将其表面磨光。(2)用粒径在100 μ m的棕刚玉颗粒,加入相当于棕刚玉颗粒总重量的5%的羧甲基纤维素,搅拌成泥浆状,再用机械喷涂于步骤(1)中所述的棕刚玉曝气头成品表面形成棕刚玉精密细微孔层,凉干,经1200°C煅烧将表面棕刚玉涂层与内层棕刚玉曝气头完全结合成坚固的双层成品。实施例3如图1所示,一种双层高效超细微孔曝气头,内层为常规棕刚玉曝气头1,棕刚玉曝气头外表面涂布有一层厚度为0. 7mm,孔径为80 μ m的白刚玉精密细微孔层2。内层常规
5棕刚玉曝气头1的壁厚为14mm,孔径为250 μ m,形状为钟罩型,直径为200mm,厚度为40。该双层高效超细微孔曝气头可通过如下方法制备(1)用粒径为65目的棕刚玉砂,加入相当于棕刚玉砂重量5%的木屑和相当于棕刚玉砂重量2%的黄糊精材料,经机械混合制成壁厚为14mm的曝气头,凉干后经1300°C的高温烧结成孔径为250μπι的棕刚玉曝气头成品,成品烧成后在其成品的表面用磨具将其表面磨光。(2)用粒径在200 μ m的白刚玉颗粒,加入相当于棕刚玉颗粒总重量的20%的羧甲基纤维素,搅拌成泥浆状,再用机械喷涂于步骤(1)中所述的棕刚玉曝气头成品表面形成白刚玉精密细微孔层,凉干,经1200°C煅烧将表面白刚玉涂层与内层棕刚玉曝气头完全结合成坚固的双层成品。实施例4如图3和图4所示,一种双层曝气器,包括实施例1制备的钟罩型双层高效超细微孔曝气头1,曝气头托盘2、空气分配管3,紧固螺栓4,密封圈5,双逆止阀6,钟罩型双层高效超细微孔曝气头1通过密封圈5与带双逆止阀6的曝气头托盘2密封连接,并通过紧固螺栓4、密封圈5固定,曝气头托盘2与空气分配管3相连,空气分配管3通过卡箍与底座相连。双层曝气器工作状态描述将双层曝气器安装于需要处理的污水池底部,用鼓风机或空气压缩机将空气通过管道送入双层曝气器内,空气很快进入曝气头的内层进行初步分散,然后进入刚玉超细微孔层(外层)被进一步分散成细微孔泡。这些细微气泡的直径只有0. 05 0. 5mm,这些气泡几乎成雾状易溶于水,使空气中的氧气被水充分吸收,使水中的溶解氧深度大大提高,使能降解有害成份的微生物大量生长和繁殖而达到提高污水处理的效率,并可大大降低能耗量。目前已有的各种曝气器工作时的氧利用率为16 35%,每千瓦的充氧量为1. 6 3. Wcg,而空气通过本发明的双层微细孔曝气器进行工作的曝气时氧的利用率将达到50 55%,每千瓦小时的充氧量将达到5. 7Ag,提高了 60%。节能量与原有技术的曝气器比节能 60%。本发明未详细描述之处,均为本领域的现有技术。上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计构思前提下,本领域中普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进,均应落入本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。
权利要求
1.一种双层高效超细微孔曝气头,其特征在于包括孔径为150 250 μ m的内层常规棕刚玉曝气头以及涂布于所述的内层棕刚玉曝气头外表面的厚度为0. 3 0. 7mm,孔径为 56 80 μ m的刚玉超细微孔层。
2.根据权利要求1所述的双层高效超细微孔曝气头,其特征在于所述的内层常规棕刚玉曝气头的壁厚为12mm至14mm,形状为钟罩型、圆拱形、球型、平板型、管状型、瓦形或方板形。
3.根据权利要求1所述的双层高效超细微孔曝气头,其特征在于所述的刚玉超细微孔层中刚玉颗粒的粒径为100 μ m至200 μ m。
4.根据权利要求1所述的双层高效超细微孔曝气头,其特征在于所述的刚玉超细微孔层中的刚玉为棕刚玉或白刚玉。
5.根据权利要求1所述的双层高效超细微孔曝气头,其特征在于所述的双层高效超细微孔曝气头可通过如下方法制备(1)将所述的棕刚玉曝气头成品的表面磨光;(2)用粒径在100μ m至200 μ m间的棕刚玉或白刚玉颗粒,加入相当于棕刚玉或白刚玉总重量5% 20%的羧甲基纤维素,搅拌成泥浆状,再用机械喷涂于步骤(1)中所述的棕刚玉曝气头成品表面形成刚玉超细微孔层,凉干或烘干,经100(TC 1200°C煅烧使表面刚玉超细微孔层与内层棕刚玉曝气头完全结合成坚固的双层成品。
6.一种权利要求1所述的双层高效超细微孔曝气头的制备方法,其特征在于包括如下步骤(1)将所述的棕刚玉曝气头成品的表面磨光;(2)用粒径在100μ m至200 μ m间的棕刚玉或白刚玉颗粒,加入相当于棕刚玉或白刚玉总重量5% 20%的羧甲基纤维素,搅拌成泥浆状,再用机械喷涂于步骤(1)中所述的棕刚玉曝气头成品表面形成刚玉超细微孔层,凉干或烘干,经100(TC 1200°C煅烧使表面刚玉超细微孔层与内层棕刚玉曝气头完全结合成坚固的双层成品。
7.根据权利要求6所述的双层高效超细微孔曝气头的制备方法,其特征在于步骤(1) 所述的棕刚玉曝气头的制备方法为用粒径在40至65目的棕刚玉砂,加入木屑和黄糊精材料,经机械混合制成壁厚为12mm 14mm的棕刚玉曝气头,凉干或烘干,1200°C 1400°C煅烧,制得棕刚玉曝气头成品。
8.根据权利要求6所述的双层高效超细微孔曝气头的制备方法,其特征在于所述的木屑用量为棕刚玉砂总重量的3 % 6 %,黄糊精材料的用量为棕刚玉砂总重量的1 % 3 %。
9.根据权利要求7所述的双层高效超细微孔曝气头的制备方法,其特征在于所述的刚玉曝气头形状为钟罩型、圆拱形、球型、平板型、管状型、瓦形或方板形。
10.一种双层曝气器,包括曝气头、曝气头托盘、空气分配管、双逆止阀,曝气头与带双逆止阀的曝气头托盘连接,曝气头托盘与空气分配管相连,其特征在于所述的曝气头为权利要求1所述的双层高效超细微孔曝气头。
全文摘要
本发明属于环保设备领域,公开了双层高效超细微孔曝气头。该双层高效超细微孔曝气头包括孔径为150~250μm的内层常规棕刚玉曝气头以及涂布于所述的棕刚玉曝气头外表面的厚度为0.3~0.7mm,孔径为56~80μm的刚玉超细微孔层。本发明双层高效超细微孔曝气头用常规的棕刚玉层作为基层,孔径大、强度高,透气性好,阻力小,有利于空气大量、快速通过,而当空气到达外层即刚玉超细微孔层时,由于此层孔径细密,被分散成很细的细微气泡进入水中,以达到在水中快速充氧的目的。同时由于气泡极其细微,使得空气在水中的氧利用率大大提高,加之刚玉超细微孔层很薄,所以大大减少了空气穿过的阻力,从而达到节能高效的目的。
文档编号C02F7/00GK102211808SQ20111005752
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者何国明, 凌跃成 申请人:宜兴市溢洋水工业有限公司