磁技術(shù)在污水處理工程中的應(yīng)用 —聚氧活化曝氣增氧機(jī)
聚氧活化曝氣增氧機(jī),首次應(yīng)用法拉第原理,采用磁性生物工程技術(shù),把從空氣中富聚、活化的氧氣與經(jīng)磁化的污水充分結(jié)合,提高污水溶解氧的飽和度25%左右,創(chuàng)下了曝氣機(jī)中深水大容量水氣合成技術(shù)的先例,在世界曝氣增氧史上第一個(gè)徹底甩掉了鼓風(fēng)機(jī)、供氣管道網(wǎng)絡(luò)和曝氣頭等耗能大、造價(jià)高的笨重設(shè)備。取得了五項(xiàng)發(fā)明專利,即ZL94104389.4、ZL97120975.8、ZL97117239.0、ZL99103087.7、ZL99205224.6等,先后獲得1995年中國(guó)專利技術(shù)博覽會(huì)金牌獎(jiǎng)、1996年全國(guó)星火計(jì)劃實(shí)施十周年暨八五農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)成果博覽會(huì)優(yōu)秀獎(jiǎng)、1999年第十二屆全國(guó)發(fā)明博覽會(huì)金獎(jiǎng)、1999年浙江省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng),達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,是我國(guó)環(huán)保設(shè)備史上一項(xiàng)重大改革。
聚氧活化曝氣增氧機(jī)根據(jù)法拉第原理,利用氧、氮磁性之差,以高性能稀土永磁材料為基礎(chǔ),創(chuàng)造了聚氧器和螺旋磁化器。從空氣中制取富氧活化的氣體,再通過(guò)向心加壓、離心增壓及負(fù)壓等技術(shù),將其強(qiáng)制充到經(jīng)過(guò)磁化處理的污水里,從而達(dá)到各類污水高效增氧之目的。
與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的同類設(shè)備相比,聚氧活化曝氣增氧機(jī)具有以下一系列特點(diǎn):
—空氣聚氧活化
聚氧活化器由數(shù)片嵌裝在框架上的高能稀土永磁材料制成,形成高梯度磁性空間場(chǎng)。由于空氣中的氧是順磁性物體,而氮是抗磁性物體,因此,當(dāng)空氣通過(guò)聚氧活化器時(shí),空氣中的氧能讓空間的磁力線更多的通過(guò)自己,而氮?jiǎng)t會(huì)排斥磁力線,從而使空氣中的氧富聚在一起并得以活化。
—污水磁化
螺旋磁化器采用非導(dǎo)磁材料和高性能釹鐵硼(NdFeB)稀土永磁材料制成,固定在空心主導(dǎo)軸的水下一端,與空心主導(dǎo)軸同步高速旋轉(zhuǎn),在螺旋槳周圍形成一個(gè)磁性空間,同時(shí)把大量污水推流攪動(dòng),使污水成為磁化污水,為微小的富氧氣泡里的活化氧提供了混合的良好條件,從而使污水溶解更多的氧氣。
—暢通的供氧通道
在聚氧活化器和螺旋磁化器之間裝有空心主導(dǎo)軸,聚氧活化器的向心葉輪固定在空心主導(dǎo)軸上,向心葉輪的出氣孔和空心主導(dǎo)軸的進(jìn)氣孔對(duì)準(zhǔn)并保持適當(dāng)?shù)拈g隙,構(gòu)成富氧空氣進(jìn)入污水的主通道。同時(shí)在空心主導(dǎo)軸外裝有外筒殼,形成輔助供氣通道以保證供氧的暢通。
—大體積的曝氣水域
在螺旋磁化器的槳葉上裝有槳前增壓葉輪和槳后增壓葉輪,槳后增壓葉輪把輔助供氣筒里的富氧空氣抽出增壓后,輻射到環(huán)形對(duì)流污水里。槳前增壓葉輪的前端裝有直射螺旋槳,把紊流靜區(qū)的氣、水混合液穿過(guò)直射洞射向更深層的污水中。同時(shí)按輻射規(guī)律安裝有導(dǎo)流筒,其數(shù)量和角度根據(jù)污水池形狀而定,使已經(jīng)形成的污水環(huán)形對(duì)流射向更深更遠(yuǎn)的服務(wù)水域。
—極高的溶解氧飽和度
輸進(jìn)污水里的富氧空氣在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳及葉輪的作用下,充分?jǐn)嚢琛⑵扑、混合,變成微小的氣泡,均勻地混合在污水中,這些小氣泡里的水在聚氧時(shí)已被強(qiáng)磁活化,在突然失壓后能更好地與磁化污水相混合,從而提高污水中溶解氧的飽和度及氧轉(zhuǎn)移效率。
—長(zhǎng)時(shí)間的氧化過(guò)程
經(jīng)直射洞、導(dǎo)流筒射出的水、氣混合液造成污水池底水域服務(wù)區(qū)間的紊流,構(gòu)成與噴水口、進(jìn)水口的循環(huán),失壓后上浮小氣泡的動(dòng)能傳遞給水介質(zhì),構(gòu)成上層水與噴水口進(jìn)水的循環(huán),且由于富氧小氣泡上浮時(shí)是曲線行程,延長(zhǎng)了在污水里的行程和時(shí)間,促進(jìn)了污水生化處理時(shí)各種氧化過(guò)程。
—無(wú)攪拌死點(diǎn)區(qū)域
在螺旋槳葉前方空心主導(dǎo)軸的出氣口處裝有離心葉輪,與空心主導(dǎo)軸、螺旋槳同步高速旋轉(zhuǎn)時(shí),空心主導(dǎo)軸內(nèi)提供的富氧空氣受到離心作用,能更快加大富氧氣體進(jìn)入污水里的壓力,使深水層充分曝氣增氧,在該離心葉輪的正前端,安裝了一個(gè)較小的直射螺旋槳,并將該直射螺旋槳正前方導(dǎo)流筒底部中心處開(kāi)一個(gè)直射洞,在機(jī)器運(yùn)行時(shí)與空心主導(dǎo)軸同步高速旋轉(zhuǎn)的直射螺旋槳就把槳前離心增壓葉輪底部形成的紊流靜壓死點(diǎn)處的所有污水混合液通過(guò)直射推向污水池的更深處,然后再散射到遠(yuǎn)方。
由山東億達(dá)環(huán)保技術(shù)工程有限公司生產(chǎn)的新一代司南牌聚氧活化曝氣增氧機(jī),經(jīng)山東省鄒城市污水處理廠、北京燕山石化西區(qū)污水處理廠和廣東省韶關(guān)市始興污水處理廠等實(shí)際使用證明,充氧效率高,工作穩(wěn)定可靠,噪聲小,比傳統(tǒng)曝氣設(shè)備節(jié)電30—60%,使用效果良好。經(jīng)國(guó)家環(huán)保總局同濟(jì)水污染設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)中心和遼寧省沈陽(yáng)環(huán)保檢測(cè)中心檢測(cè)確認(rèn)質(zhì)量合格,達(dá)到設(shè)計(jì)要求并符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,并于2001年12月28日,通過(guò)遼寧省科委技術(shù)鑒定。從2005年10月15日起,本公司在山東省鄒城市污水處理廠一組20000噸/天的奧伯爾氧化溝進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)運(yùn)行。其裝機(jī)容量105kW,運(yùn)行功率82.5kW,每天實(shí)際處理水量18000噸,平均噸水耗電0.11kW;聚氧活化曝氣增氧機(jī)的節(jié)電效果明顯,處理后的出水穩(wěn)定,達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn),噪聲小,安裝維護(hù)方便,滿足了奧伯爾氧化溝的工藝要求。聚氧活化曝氣增氧機(jī)的研制成功是中國(guó)環(huán)保史上一項(xiàng)重大創(chuàng)舉,屬世界首創(chuàng),達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
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