一种气体分散装置及其应用
[0042] 按照本发明，所述支撑骨架4主要起到支撑其腔体内部结构的作用，且所述支持 骨架4的支撑端连接到壁1的内表面上。避免当停止曝气后，由于腔体内部的压力减小，夕卜 界水压过大而使腔体被压缩而变形。并且所述支撑骨架4可以以任意适当的方式设置在所 述腔体2的内部，如，可以平行设置，也可以交错(如互相垂直)设置。此外，所述支撑骨架4 的数量和形状也可以根据对腔体内部的支撑效果进行适当的选择，例如，可以为三角支架， 也可以为支撑杆等。形成所述支撑骨架4的材质的种类的可选择范围较宽，可以根据实际 需要选择适当的材料，只要具有一定的刚性能够起到支撑腔体的作用即可。优选情况下，形 成所述支撑骨架4的材质优选选自聚异戊二烯、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、乙丙橡胶、丁基 橡胶、聚烯烃类、聚氨酯类、聚酯类中的一种或多种。此外，所述支撑骨架4的固定方法亦可 以采用本领域技术人员公知的任意方法，亦可以参考上述进气管6的固定方法，S卩，所述支 撑骨架4的支撑端固定到壁1的内表面的限位孔内。
[0043] 按照本发明，所述进气管6的数量可以根据曝气量进行适当选择，通常可以为1-2 条，且进气口 3的数量与进气管6的数量相对应。优选情况下，所述进气管6为圆管，管直 径至少为5_，优选为8-30_。此外，形成所述进气管6的材质的种类的可选择范围较宽， 可以根据实际需要选择适当的材料。形成所述进气管6与形成所述支撑骨架4的材质可 以相同或不同。优选情况下，为了满足更易于在进气管6的管壁上形成气孔7,又能够使其 起到支撑骨架的作用，优选情况下，形成所述进气管6的材质优选选自聚异戊二烯、丁苯橡 胶、聚丁二烯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、聚烯烃、聚氨酯和聚酯中的一种或多种。
[0044] 按照本发明，所述进气管6的管壁上设置的所述气孔7主要用于将含氧气体形成 气泡引入腔体内，为了使气泡通过壁1表面的气孔扩散通孔5扩散后更为细小，所述气孔7 的孔直径为〇. 5-10mm，优选为l-5mm。所述气孔7在进气管6的管壁的分布情况(即数量和 分布形式)可以根据污水处理过程中的实际需要和被扩散至空腔2外部的气体量进行选择， 优选情况下，为了更好地保证曝气供氧效果，气孔7在进气管6管壁上的分布使得其孔隙率 为5-40%，优选为8-35%。所述气孔7在进气管6的管壁上的形成方式可以采用本领域技术 人员公知的方法进行，例如通过机械式穿刺通孔。按照本发明的一种具体的实施方式，所述 气孔7沿着进气管6的中心轴线设置在管壁上。这样设计的好处是布气均匀。
[0045] 按照本发明的一个具体的实施方式，如图1所示，所述空腔2为空心球体，优选情 况下，所述支撑骨架4和进气管6均过球心，且相互垂直。两条支撑骨架4分别沿X轴方向 和Y轴方向相互垂直，一条进气管6沿Z轴方向与两条支撑骨架4垂直，目的是使球体受力 均匀。优选情况下，如图1和4所示，所述进气管6管壁上的气孔7的中心轴线不过球心， 且进气管6与支撑骨架4的连接处的进气管6的位置不设置气孔7以便于布置与进气管6 相垂直的支撑骨架4。优选情况下，如图2所示，所述气体扩散通孔5在壁1的整个圆周表 面均匀分布。并更优选满足在所述气体扩散装置的内外压差为I-IOOkPa的使用状态下，所 述气体扩散通孔5的孔直径为0. 2-1_，孔隙率为1-30%的要求。
[0046] 下面通过图1-5具体详细说明采用本发明的气体扩散装置进行污水处理的方法。
[0047] 如图1-4所示，按照本发明的一种具体的实施方式，所述气体分散装置包括由壁1 (材质为丁苯橡胶，壁厚度为IOmm)围成的球形空腔2 (空腔的容积为60ml)，所述壁1的表 面设置有气体扩散通孔5 (在壁1的每平方厘米的外表面上，所述气体扩散孔5的个数为6 个，所述气体扩散通孔5的中心轴线与球心之间的距离h为0. 8cm)，所述装置还包括进气 口 3,所述球形空腔2中设置有1条进气管6 (材质为丁苯橡胶）以及对腔体起到支撑作用 的2条支撑骨架4 (材质为丁苯橡胶)，且所述支撑骨架4和进气管6均过球心，2条支撑骨 架4分别沿X方向和Y方向相互垂直，1条进气管6沿Z方向分别与2条支撑骨架4垂直。 所述进气管6的管壁上沿着进气管6 (圆管，管直径为IOmm,材质为丁苯橡胶）的中心轴线 方向设置有8个排气孔7 (每排气孔的个数为8个，气孔直径为3mm，孔隙率为20%，且所述 进气管6管壁上的气孔7的中心轴线不过球心)。所述进气管6的一端与进气口 3连通，另 一端为通过端头8密封的密封结构，且该另一端延伸并固定于壁1的内表面上的限位孔（图 中未示出）内，2条所述支撑骨架4的两端的端头固定在壁1的内表面的限位孔（图中未示 出）内。本发明所述气体分散装置是通过把两个半球形的外壳和内部骨架装配而成。
[0048] 如图5所示，在曝气池内放置本发明上述优选的气体分散装置10,并将污水（C0D 值为500mg/L)和活性污泥（3000mg/L)引入曝气池内，污水水力停留时间为3h。将压缩空 气通过泵通过本发明所述气体分散装置的进气口 3引入进气管6中，通过进气管6管壁上 的气孔7扩散到由壁1围成的空腔2的内部，并通过分布在壁1表面的气体扩散孔5再次 被分散成为更细小的气泡而从空腔2内部均匀扩散到空腔2外面(在所述气体扩散装置的 内外压差为35kPa的使用状态下，所述气体扩散通孔5的孔直径为0. 8mm，孔隙率为15%)， 进入污水与活性污泥和污水充分接触，测得氧转移效率为37%。
[0049] 其中，氧转移效率Ia按照下式计算：
【主权项】
1. 一种气体分散装置，该气体分散装置包括由壁（1)围成的空腔（2)，所述壁（1)的表 面设置有气体扩散通孔（5)，所述装置还包括通向所述空腔（2)的进气口（3)，其特征在于， 所述空腔（2)中设置有进气管（6)，所述进气管（6)的一端与所述进气口（3)相通、另一端封 闭，且管壁上设置有气孔（7)。
2. 根据权利要求1所述的气体分散装置，其中，在壁（1)的每平方厘米的外表面上，所 述气体扩散孔（5)的个数为1-30个。
3. 根据权利要求1或2所述的气体分散装置，其中，所述气体扩散通孔（5)的中心轴线 与球心之间的距离h为0. 3-3cm。
4. 根据权利要求1所述的气体分散装置，其中，所述气孔（7)的孔直径为0. 5-10mm，优 选为l-5mm，孔隙率为5-40%，优选为8-35% ;优选，所述气孔（7)沿着进气管（6)的中心轴线 设置在管壁上。
5. 根据权利要求1所述的气体分散装置，其中，所述空腔（2)的容积为30-4000ml。
6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的气体分散装置，其中，所述空腔（2)为空心球 体。
7. 根据权利要求6所述的气体分散装置，其中，所述空腔（2)中还设置有对腔体（2)起 到支撑作用的支撑骨架（4)，且所述支持骨架（4)的支撑端连接到壁（1)的内表面上。
8. 根据权利要求7所述的气体分散装置，其中，所述支撑骨架（4)和进气管（6)均过球 心,且相互垂直。
9. 根据权利要求8所述的气体分散装置，其中，所述进气管（6)管壁上的气孔（7)的中 心轴线不过球心。
10. 根据权利要求7-9中任意一项所述的气体分散装置，其中，所述进气管（6)的另一 端延伸并固定到壁（1)的内表面上的限位孔内，所述支撑骨架（4)的支撑端固定到壁（1)的 内表面的限位孔内。
11. 根据权利要求7-9中任意一项所述的气体分散装置，其中，所述进气管（6)为圆管， 管直径至少为5mm，优选为8_30mm。
12. 根据权利要求1-11中任意一项所述的气体分散装置，其中，形成所述壁（1)的材质 为弹性材料，所述弹性材料选自聚异戊二烯、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、乙丙橡胶和丁基橡 胶中的一种或多种，所述壁（1)的厚度为〇. 2-4cm，优选为0. 5-2cm ;形成所述进气管（6)与 形成所述支撑骨架（4)的材质相同或不同，各种独立地选自聚异戊二烯、丁苯橡胶、聚丁二 烯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、苯乙烯、聚烯烃、聚氨酯和聚酯中的一种或多种。
13. 权利要求1-12中任意一项所述气体分散装置在用于污水处理的应用。
14. 根据权利要求13所述的应用，其中，在所述气体扩散装置的内外压差为I-IOOkPa 的使用状态下，所述气体扩散通孔（5)的孔直径为0. 2-1_，孔隙率为1-20%。
【专利摘要】本发明公开了一种气体分散装置，该气体分散装置包括由壁（1）围成的空腔（2），所述壁（1）的表面设置有气体扩散通孔（5），所述装置还包括通向所述空腔（2）的进气口（3），其中，所述空腔（2）中设置有进气管（6），所述进气管（6）的一端与所述进气口（3）相通、另一端封闭，且管壁上设置有气孔（7）。本发明还公开了该气体分散装置用于污水处理的应用。采用本发明提供的气体扩散装置进行污水处理，扩散出来的气泡直径小于1mm，氧转移效率可以稳定在30%以上，最高可达35%-40%。
【IPC分类】C02F3-12
【公开号】CN104556363
【申请号】CN201310522780
【发明人】张超
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月29日
文档序号 :
【 8242391 】
技术研发人员：张超
技术所有人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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