本發(fā)明涉及曝氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種零能耗充氧裝置。

背景技術(shù)：

我國是農(nóng)業(yè)人口大國，農(nóng)村地域遼闊，人口達(dá)七億多人，每天產(chǎn)生生活污水?dāng)?shù)千萬噸，而且各村莊皆缺乏專門的污水收集處理設(shè)施，僅部分住戶建有化糞池或沼氣池系統(tǒng)對生活污水進(jìn)行簡單的發(fā)酵處理，大部分居民習(xí)慣于將生活污水隨意排放。污水不經(jīng)處理，直接流入附近的溪河，加劇水體污染，對周邊環(huán)境構(gòu)成不利影響，并威脅周邊群眾的身體健康。因此，重視與加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的水污染治理工作，是改善和提高當(dāng)前農(nóng)村人居環(huán)境工作中最重要的工作之一。

好氧生物處理系統(tǒng)是新農(nóng)村污水處理中最常用的一種處理技術(shù)。好氧生物處理法就是人為通過適當(dāng)設(shè)備向生化曝氣池中通入空氣，向污水輸氧?？諝獾谋M可能細(xì)化，可保證微生物能充分與溶解氧接觸解。通過菌種和微生物的好氧生物作用把污水中的大部分有機(jī)物充分氧化分解為無污染的二氧化碳、水等物質(zhì)，少部分合成為細(xì)胞物質(zhì)，促使微生物增長，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以凈化排放，但此種方法都需要進(jìn)行曝氣處理，現(xiàn)在有曝氣方法有很多，比如，壓縮空氣擴(kuò)散曝氣法、低速表面曝氣法等，但這些方法都需要?jiǎng)恿?，而且，不可避免的出現(xiàn)機(jī)械故障，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了利用入水口和蓄水池的高度差自動(dòng)曝氣的裝置，但這種裝置無法拆卸，曝氣效率不高，曝氣時(shí)間較短，無法達(dá)到高效的充氧效率，好氧微生物無法生長，不利于微生物對有機(jī)物進(jìn)行充分的好氧分解，污水處理效果不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種零能耗充氧裝置，提高曝氣效率，有利于微生物對有機(jī)物進(jìn)行充分的好氧分解，提高污水處理效果，占地面積小，管理方便，成本低廉，利用自然高差實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力運(yùn)行，節(jié)省電耗。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種零能耗充氧裝置，包括殼體、中心軸、錐形過水裝置和孔洞曲面裝置，殼體的頂部設(shè)有進(jìn)水管，殼體的底部設(shè)有出水管，中心軸豎直設(shè)置于殼體內(nèi)，中心軸的兩端分別與殼體的頂板和底板連接固定，錐形過水裝置和孔洞曲面裝置由上至下依次套裝于中心軸上，孔洞曲面裝置的側(cè)壁上分布有多個(gè)孔洞，殼體底部的出水管設(shè)置于孔洞曲面裝置的一側(cè)，進(jìn)水管和錐形過水裝置之間設(shè)有過水篩。

按上述技術(shù)方案，錐形過水裝置包括正過水錐和反過水錐，正過水錐和反過水錐的個(gè)數(shù)均為一個(gè)或多個(gè)，正過水錐和反過水錐交替分布于中心軸上，正過水錐的尖端朝上設(shè)置，反過水錐的尖端朝下設(shè)置，反過水錐的底面直徑大于正過水錐的底面直徑，反過水錐的下端沿周向均勻間隔分布有數(shù)個(gè)過水孔。

按上述技術(shù)方案，正過水錐和反過水錐均為圓錐殼體結(jié)構(gòu)。

按上述技術(shù)方案，正過水錐和反過水錐分別與中心軸之間設(shè)有密封環(huán)。

按上述技術(shù)方案，正過水錐的外表面和反過水錐的內(nèi)表面上由內(nèi)至外設(shè)有數(shù)圈劃水板。

按上述技術(shù)方案，劃水板為橫截面為三角形的階梯狀臺階結(jié)構(gòu)。

按上述技術(shù)方案，相鄰兩條劃水板之間的間隔相同。

按上述技術(shù)方案，反過水錐的底邊外圈設(shè)有擋水板。

按上述技術(shù)方案，錐形過水裝置包括兩個(gè)正過水錐和一個(gè)反過水錐，反過水錐設(shè)置于兩個(gè)正過水錐之間。

按上述技術(shù)方案，中心軸為伸縮套管結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、污水由于過水篩呈水滴狀拍打進(jìn)入錐形過水裝置，延長污水與空氣接觸時(shí)間，擴(kuò)大污水與空氣接觸面積，達(dá)到充分曝氣目的，錐形過水裝置使得污水通過重力沿圓周從各角度流下，使得曝氣效率更高，孔洞曲面裝置，使污水沿曲面壁流下，經(jīng)過孔洞，孔洞邊緣將水流打破，污水與外部空氣進(jìn)行傳質(zhì)作用，數(shù)千個(gè)孔洞使傳質(zhì)次數(shù)成指數(shù)倍增長，達(dá)到充分曝氣的目的，有利于微生物對有機(jī)物進(jìn)行充分的好氧分解，提高污水處理效果，占地面積小，管理方便，成本低廉，利用自然高差實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力運(yùn)行，節(jié)省電耗。

2、通過多個(gè)正過水錐和反過水錐交錯(cuò)成對分布，延長污水通過重力落下路程，并沿圓周反復(fù)流轉(zhuǎn)，從各角度流下，提高曝氣效率，并且劃水板能打破流下的水面，造成湍流，從而破壞液膜，降低擴(kuò)張阻力，延長污水與空氣接觸的時(shí)間，達(dá)到充分曝氣的目的，可根據(jù)需要適當(dāng)增加或減少過水裝置的數(shù)量，拆裝、運(yùn)輸方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中零能耗充氧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的K局部視圖；

圖中，1-殼體，2-中心軸，3-孔洞曲面裝置，4-過水篩，5-篩孔，6-進(jìn)水管，7-出水管，8-正過水錐，9-反過水錐，10-過水孔，11-劃水板，12-孔洞，13-擋水板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照圖1～圖2所示，本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中的零能耗充氧裝置，包括殼體1、中心軸2、錐形過水裝置和孔洞曲面裝置3，殼體1的頂部設(shè)有進(jìn)水管6，殼體1的底部設(shè)有出水管7，中心軸2豎直設(shè)置于殼體1內(nèi)，中心軸2的兩端分別與殼體1的頂板和底板連接固定，錐形過水裝置和孔洞曲面裝置3由上至下依次套裝于中心軸2上，殼體1底部的出水管7設(shè)置于孔洞曲面裝置3的一側(cè)，孔洞曲面裝置3的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)孔洞12，進(jìn)水管6和錐形過水裝置之間設(shè)有過水篩4。

首先通過進(jìn)水管6引水，混合液經(jīng)過水篩4呈水滴狀打在正過水水錐表面，并經(jīng)過三組正反過水水椎后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過空洞與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴(kuò)張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進(jìn)行傳質(zhì)，最終落入殼體1底部，并通過出水管7排出。經(jīng)數(shù)組錐形過水裝置后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過孔洞12與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴(kuò)張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進(jìn)行傳質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)充氧的目的。

進(jìn)一步地，錐形過水裝置包括正過水錐8和反過水錐9，正過水錐8和反過水錐9的個(gè)數(shù)均為一個(gè)或多個(gè)，正過水錐8和反過水錐9交替分布于中心軸2上，正過水錐8的尖端朝上設(shè)置，反過水錐9的尖端朝下設(shè)置，反過水錐9的底面直徑大于正過水錐8的底面直徑，反過水錐9的下端沿周向均勻間隔分布有數(shù)個(gè)過水孔10。

進(jìn)一步地，錐形過水裝置的最上層即可是正過水錐8也可以是反過水錐9，同樣錐形過水裝置最下端與孔洞曲面裝置3對接的即可是正過水錐8也可以是反過水錐9，錐形過水裝置可以根據(jù)中心軸的長度和殼體的高度，增加相應(yīng)數(shù)量的正過水錐和反過水錐。

進(jìn)一步地，正過水錐8和反過水錐9均為圓錐殼體1結(jié)構(gòu)，正過水錐8和反過水錐9分別與中心軸2之間設(shè)有密封環(huán)。

進(jìn)一步地，正過水錐8的外表面和反過水錐9的內(nèi)表面上沿母線方向由圓內(nèi)至外設(shè)有數(shù)圈劃水板11。

進(jìn)一步地，劃水板11為橫截面為直角三角形的階梯狀臺階結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，相鄰兩條劃水板11之間的間隔相同。

進(jìn)一步地，反過水錐9的底邊外圈設(shè)有垂直的擋水板13。

進(jìn)一步地，中心軸2為伸縮套管結(jié)構(gòu)；套接點(diǎn)設(shè)置于正過水錐8與反過水錐9之間，由此調(diào)節(jié)多組錐形過水裝置之間和正過水錐8與反過水錐9之間的間距，從而達(dá)到控制水流流速的效果。

進(jìn)一步地，錐形過水裝置包括兩個(gè)正過水錐8和一個(gè)反過水錐9，反過水錐9設(shè)置于兩個(gè)正過水錐8之間。

進(jìn)一步地，過水篩4上設(shè)有多個(gè)篩孔5，篩孔5的直徑為1.5mm～2.5mm。

進(jìn)一步地，篩孔5的直徑為2mm。

進(jìn)一步地，中心軸2的兩端分別通過軸承與殼體1的頂板和底板連接固定。

進(jìn)一步地，孔洞曲面裝置3為無蓋罐體，罐體的側(cè)壁上分布有多個(gè)孔洞。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的工作原理：

如圖1所示，一種零能耗充氧裝置，設(shè)置在有落差的入水口和出水口間，包括殼體1、中心軸2、數(shù)組圓錐形過水裝置和孔洞曲面裝置3，中心軸2上下兩端與殼體1的頂板和底板均通過軸承相連，孔洞曲面裝置3底部旁側(cè)設(shè)有出水管7，數(shù)組圓錐形過水裝置沿中心軸2間隔設(shè)置，倒圓錐邊設(shè)有擋水板13，頂板上部分設(shè)置有篩孔5的過水篩4，好氧池頂部與進(jìn)水管6相連，原水通過過水篩4后由水滴狀自由落體擊打在圓錐形過水裝置上。

圓錐形過水裝置包括正過水錐8和反過水錐9，正過水錐8和反過水錐9均為圓錐殼體結(jié)構(gòu)，正過水錐8尖端朝上設(shè)置，反過水錐9尖端朝下設(shè)置，正過水錐8、反過水錐9的尖端均穿過旋轉(zhuǎn)中心軸2，并通過密封環(huán)密封相連，反過水錐9的底面直徑大于正過水錐8的底面直徑，反過水錐9的下部沿周向均勻間隔設(shè)有數(shù)個(gè)過水孔10。

正過水錐8的外表面上和所述反過水錐9的內(nèi)表面上沿母線方向均勻間隔設(shè)有數(shù)圈劃水板11，劃水板11為齒尖朝上的階梯狀結(jié)構(gòu)，相鄰的兩圈劃水板11的高度相同，當(dāng)原水水滴以一定速度擊打在劃水板11上，水滴四濺，并由重力作用流過正過水錐8、反過水錐9時(shí)，能分布在表面上，厚度變薄，劃水板11能打破流下的水流，造成湍流，從而破壞液膜，降低擴(kuò)張阻力，延長污水與空氣接觸的時(shí)間，到達(dá)充分充氧的目的。

混合液經(jīng)三組正反過水水椎后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過孔洞12與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴(kuò)張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進(jìn)行傳質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)充氧的目的。

中心軸2為伸縮套管結(jié)構(gòu)，由此控制過水裝置之間正過水錐8、反過水錐9之間的間距，從而達(dá)到控制水流流速的效果。

采用本裝置充氧時(shí)：首先通過進(jìn)水管6向好氧池內(nèi)引水，混合液經(jīng)過水篩4呈水滴狀打在正過水水錐表面，并經(jīng)過三組正反過水水椎后流入孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)，通過空洞與外界空氣相接觸，水流在重力的作用下沿孔洞曲面裝置3內(nèi)側(cè)及外側(cè)經(jīng)孔洞12流出，孔洞12壁打破水流，形成湍流，降低擴(kuò)張阻力，混合液通過孔洞12與外部空氣進(jìn)行傳質(zhì)，最終落入殼體1底部，并通過出水管7排出。

實(shí)施例1

取30L高度水樣，將水樣引入集水箱進(jìn)行第一道匯集，調(diào)控進(jìn)入裝置的水量在恒定值，調(diào)節(jié)中心軸2長度為150cm，水樣經(jīng)過過水篩形成有初速度的水滴團(tuán)打向鋪有凸棱的正過水錐8外表面，流經(jīng)正過水錐8外表面外側(cè)，自正過水錐8外表面外緣流出，流入反過水錐9內(nèi)側(cè)，水樣經(jīng)過水孔10流出至第二組過水裝置，過水孔10孔徑為2mm，與相鄰孔間隔1cm，呈圓周布置，水樣流經(jīng)兩組正反布置的過水裝置后，沿孔洞曲面裝置3流下，匯集于殼體1底部，由殼體1底部出水管7引出。

實(shí)施例2

取30L中度水樣，將水樣引入集水箱進(jìn)行第一道匯集，調(diào)控進(jìn)入裝置的水量在恒定值，調(diào)節(jié)中心軸2長度為100cm，水樣經(jīng)過過水篩4形成有初速度的水滴團(tuán)打向鋪有凸棱的正過水錐8外表面，流經(jīng)正過水錐8外表面外側(cè)，自正過水錐8外表面外緣流出，流入反過水錐9內(nèi)側(cè)，水樣經(jīng)過水孔10流出至第二組過水裝置，過水孔10孔徑為2mm，與相鄰孔間隔1.5cm，呈圓周布置，水樣流經(jīng)兩組正反布置的過水裝置后，沿孔洞曲面裝置3流下，匯集于殼體1底部，由殼體1底部出水管7引出。

實(shí)施例3

取30L低度水樣，將水樣引入集水箱進(jìn)行第一道匯集，調(diào)控進(jìn)入裝置的水量在恒定值，調(diào)節(jié)中心軸2長度為50cm，水樣經(jīng)過過水篩4形成有初速度的水滴團(tuán)打向鋪有凸棱的正過水錐8外表面，流經(jīng)正過水錐8外表面外側(cè)，自正過水錐8外表面外緣流出，流入反過水錐9內(nèi)側(cè)，水樣經(jīng)過水孔10流出至第二組過水裝置，過水孔10孔徑為2mm，與相鄰孔間隔2cm，呈圓周布置，水樣流經(jīng)兩組正反布置的過水裝置后，沿孔洞曲面裝置3流下，匯集于殼體1底部，由殼體1底部出水管7引出。

以上實(shí)施例中預(yù)處理工藝前后效果對比如下表所示

以上的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。