申請日2015.10.23

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號C02F7/00

　　摘要

　　本發(fā)明的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機，屬于工業(yè)廢水和城鄉(xiāng)生活污水凈化處理的技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)有方形承重臺平板(7)上方裝有防護罩(1)、高壓風(fēng)機(2)和聚氧排氮裝置(3);在方形承重臺平板(7)下方的球端圓柱形浮體(9)和兩個圓球形浮體(11)以及氧的激活裝置(12);由進氣優(yōu)化分流三通(14)、雙端輸出軸潛水電機(16)、極短空心軸(25)、螺旋推流器(28)和水氣攪拌葉(27)構(gòu)成的雙向推流曝氣裝置。各裝置中的所有永磁體均采用中間軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)。本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)提高了曝氣增氧的效果，進而提高了污水凈化效果;并且可以自身平衡，運行更平穩(wěn)，提高使用壽命。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機，由下述結(jié)構(gòu)組成： 在方形承重臺平板(7)上方裝有防護罩(1)、高壓風(fēng)機(2)和聚氧排氮裝置(3); 在方形承重臺平板(7)下方和外側(cè)裝有浮體;由潛水電機、極短空心軸和螺旋 推流器構(gòu)成推流曝氣裝置;其特征在于，

　　在浮體下方裝有氧的激活裝置(12)，氧的激活裝置(12)由氧激活裝置外 殼(40)封閉，氧激活裝置外殼(40)上端接通高壓風(fēng)機出氣管(4)，下端有氧 激活裝置出風(fēng)管(38)，氧激活裝置外殼(40)內(nèi)橫向裝有一排中間有軸向穿孔 的稀土永磁環(huán)(32)，中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)通過稀土永磁環(huán)橫穿 定位螺絲(41)固定在氧激活裝置外殼(40)上，左右相鄰的中間有軸向穿孔的 稀土永磁環(huán)(32)之間異性磁極相對，并由套在稀土永磁環(huán)橫穿定位螺絲(41) 上的稀土永磁環(huán)定位套管(35)隔開;

　　所述的聚氧排氮裝置(3)由頂蓋板(37)和側(cè)壁均開有通氣孔的外殼(30)、 外殼(30)內(nèi)有豎向成串安裝的中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)構(gòu)成，中間 有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)通過稀土永磁環(huán)豎穿定位螺絲(33)固定在頂蓋 板(37)和底板之間;上下相鄰的中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)之間同性 磁極相對，并由套在稀土永磁環(huán)豎穿定位螺絲(33)上的稀土永磁環(huán)定位套管(35) 隔開;外殼(30)下端開口連接高壓風(fēng)機進氣管(31);

　　所述的推流曝氣裝置是雙向推流曝氣裝置，由雙端輸出軸潛水電機(16)、 分左右兩套的進氣倉(18)、開有進氣孔(43)的極短空心軸(25)、裝在極短空 心軸(25)外端頭的螺旋推流器(28)和水氣攪拌葉(27)構(gòu)成，極短空心軸(25) 分別與雙端輸出軸潛水電機(16)的兩端輸出軸對接安裝;左右兩端的螺旋推流 器(28)上的漿葉片方向必須相反;氧激活裝置出風(fēng)管(38)連接一個進氣優(yōu)化 分流三通(14)，進氣優(yōu)化分流三通(14)經(jīng)左邊供氣管(56)和右邊供氣管(57) 將富氧氣體分別輸送到雙端輸出軸潛水電機(16)兩端的進氣倉(18)內(nèi)，再通 過進氣孔(43)進入極短空心軸(25)內(nèi)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機， 其特征在于，在所述的雙向推流曝氣裝置兩端裝有拉瓦爾筒形導(dǎo)流罩(22)，拉 瓦爾筒形導(dǎo)流罩(22)安裝在極短空心軸(25)上并將螺旋推流器(28)和水氣 攪拌葉(27)罩在其內(nèi);在瓦爾筒形導(dǎo)流罩(22)的腰部環(huán)繞安裝環(huán)狀磁化處理 水裝置(21);所述的環(huán)狀磁化處理水裝置(21)，是用稀土永磁環(huán)環(huán)穿定位螺絲 (50)將中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)按圓周排列在拉瓦爾筒導(dǎo)流罩(22) 的腰部構(gòu)成，并且所有的中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)N極朝向拉瓦爾筒 導(dǎo)流罩(22)的中心軸線，而S極朝向拉瓦爾筒導(dǎo)流罩(22)的徑向向外輻射。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機， 其特征在于，所述的進氣優(yōu)化分流三通(14)，在左邊供氣管(56)和右邊供氣 管(57)相接的內(nèi)部尖角處安裝一個具有彈性的閥片(54)，閥片(54)將左邊 供氣管(56)和右邊供氣管(57)隔開，閥片(54)的上端對準可自由伸縮的通 氣軟管(13)與進氣優(yōu)化分流三通(14)套接處的中軸線;左側(cè)承受進氣流的壓 力板(55)和右側(cè)承受進氣流的壓力板(58)分裝在閥片(54)兩側(cè);左側(cè)承受 進氣流的壓力板(55)的平面和右側(cè)承受進氣流的壓力板(58)的平面與閥片(54) 的平面的夾角均為10°～20°。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機， 其特征在于，雙端輸出軸潛水電機(16)兩端固定有豎直的環(huán)套，環(huán)套套在設(shè)備 支撐立柱(15)上，能使雙端輸出軸潛水電機(16)沿設(shè)備支撐立柱(15)上下 滑動，并能夠由潛水電機的固定件(17)將雙端輸出軸潛水電機(16)固定在水 下任意深度。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機， 其特征在于，所述的浮體，是一個安裝在方形承重臺平板(7)下面的球端圓柱 形浮體(9)和在球端圓柱形浮體(9)兩側(cè)對稱安裝的兩個圓球形浮體(11)組 成;方形承重臺平板(7)通過下面的球端圓柱形浮體鞍座(8)騎在球端圓柱形 浮體(9)上。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機， 其特征在于，極短空心軸(25)上的進氣孔是圓形的，而且左邊極短空心軸圓形 進氣孔正方向的斜面(49)與右邊極短空心軸圓形進氣孔正方向的斜面是相反的。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項所述的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流 曝氣機，其特征在于，所有的中間軸向穿孔的稀土永磁環(huán)(32)均用不導(dǎo)磁材料 的稀土永磁環(huán)外殼(42)包裹。

　　說明書

　　高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于工業(yè)廢水和城鄉(xiāng)生活污水凈化處理的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物法 處理工藝中的聚氧強氧化雙向推流曝氣增氧裝置。

　　背景技術(shù)

　　在污水中存在著大量的微生物，它們具有消化降解污水中復(fù)雜的有機物和有 些品種的無機物，并將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為簡單無毒無害的物質(zhì)的能力。實踐證明， 利用微生物處理污水中有害的污染物質(zhì)，具有投資少、效率高、操作簡單、運行 穩(wěn)定、費用低、出水水質(zhì)好、污泥沉降速度快、性能好，且可用作肥料等優(yōu)點。 在生物處理方法中，活性污水 法又以其基本沒有臭味，處理所需時間短，處理增 長率高等優(yōu)點，具有極其重要的地位。在該方法中，曝氣是不可缺少的，其作用 是供應(yīng)充足的氧，并對混合液進攪拌，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，以便與廢水進 行充分接觸混合進行降解、氧化;同時污泥里的絮狀物也大量懸浮在污水中;攪 拌和磁性處理能提供大量微小氣泡，這些小氣泡與水的界面存在較大的表面張 力，于是在小氣泡表面就吸附一層懸浮物，形成空心球漂浮在水面上，這就是氣 浮的作用，促進污泥的快速沉淀。

　　目前國內(nèi)外常用的曝氣方法有鼓風(fēng)曝氣法，機械攪拌法和射流曝氣法等，但 普遍存在充氣能力和氧的利用率偏低，布氣不均勻等缺點;經(jīng)常堵塞或曝列，維 修更換非常困難，其動力效益更低。到目前為止，國內(nèi)外所有的曝氣增氧裝置的 研發(fā)制造工藝都是原始的，全是簡單，直接用機械方法，把普通空氣送到水里， 促使空氣中的氧自然低效的混入水中，所以氧的利用率機械的動力效率很低。

　　與本發(fā)明相近的現(xiàn)有技術(shù)是專利號為201410031267.7的發(fā)明專利，專利名 稱是“凈化增氧氣浮曝氣裝置”，采用超短軸、飛刀形強力推流;并由高端高壓 風(fēng)機通過無渦流儲存供氣倉調(diào)節(jié)供氣量，再由無阻力導(dǎo)風(fēng)管將富聚氧的高壓空氣 大量送入供氣倉，然后經(jīng)過超短空心軸上的斜形吸氣孔，進入超短空心軸內(nèi)，再 經(jīng)過超短空心軸尾端的增壓攪拌葉和該攪拌中心上的高速旋轉(zhuǎn)磁力線的切割和 增壓攪拌變成很微小的氣泡，最后被這里的高度真空負壓區(qū)強力的抽吸而進入水 里，微小氣泡里的被激活的氧就在這高速旋流的水里充分混合溶于水里，從而達 到高效增氧氣浮曝氣凈化污水目的。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是改進現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，設(shè)計雙向推流曝氣 裝置、具有高梯度磁性場的聚氧排氮裝置和氧的激活裝置，達到提高曝氣增氧的 效果進而提高介質(zhì)(污水)凈化的效果的目的。

　　本發(fā)明是以物理學(xué)為基礎(chǔ)，以分子原子物理學(xué)、磁學(xué)、流體力學(xué)、空氣動力 學(xué)、微生物學(xué)為主導(dǎo)，圍繞著本發(fā)明所涉及的兩個主體，即空氣中的氧(O2)、 污水里的水(H2O)，充分認識氧和水的屬性，比如氧(O2)的比重、氧化活潑 性、順磁性;水(H2O)的分子極性、滲透性、溶解性、表面張力等，去研發(fā)污 水凈化的技術(shù)方法。結(jié)合污水生物凈化工藝，應(yīng)用上述多學(xué)科知識研發(fā)制造本發(fā) 明的高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機。

　　本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下。

　　一種高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機，由下述結(jié)構(gòu)組成：在方 形承重臺平板7上方裝有防護罩1、高壓風(fēng)機2和聚氧排氮裝置3;在方形承重 臺平板7下方和外側(cè)裝有浮體;由潛水電機、極短空心軸和螺旋推流器構(gòu)成推流 曝氣裝置;其特征在于，

　　在浮體下方裝有氧的激活裝置12，氧的激活裝置12由氧激活裝置外殼40 封閉，氧激活裝置外殼40上端接通高壓風(fēng)機出氣管4，下端有氧激活裝置出風(fēng) 管38，氧激活裝置外殼40內(nèi)橫向裝有一排中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)32，中 間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)32通過稀土永磁環(huán)橫穿定位螺絲41固定在氧激活裝 置外殼40上，左右相鄰的中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)32之間異性磁極相對， 并由套在稀土永磁環(huán)橫穿定位螺絲41上的稀土永磁環(huán)定位套管35隔開;

　　所述的聚氧排氮裝置3由頂蓋板37和側(cè)壁均開有通氣孔的外殼30、外殼30 內(nèi)有豎向成串安裝的中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)32構(gòu)成，中間有軸向穿孔的 稀土永磁環(huán)32通過稀土永磁環(huán)豎穿定位螺絲33固定在頂蓋板37和底板之間; 上下相鄰的中間有軸向穿孔的稀土永磁環(huán)32之間同性磁極相對，并由套在稀土 永磁環(huán)豎穿定位螺絲33上的稀土永磁環(huán)定位套管35隔開;外殼30下端開口連 接高壓風(fēng)機進氣管31;

　　所述的推流曝氣裝置是雙向推流曝氣裝置，由雙端輸出軸潛水電機16、分 左右兩套的進氣倉18、開有進氣孔43的極短空心軸25、裝在極短空心軸25外 端頭的螺旋推流器28和水氣攪拌葉27構(gòu)成，極短空心軸25分別與雙端輸出軸 潛水電機16的兩端輸出軸對接安裝;左右兩端的螺旋推流器28上的漿葉片方向 必須相反;氧激活裝置出風(fēng)管38連接一個進氣優(yōu)化分流三通14，進氣優(yōu)化分流 三通14經(jīng)左邊供氣管56和右邊供氣管57將富氧氣體分別輸送到雙端輸出軸潛 水電機16兩端的進氣倉18內(nèi)，再通過進氣孔43進入極短空心軸25內(nèi)。

　　在所述的雙向推流曝氣裝置兩端裝有拉瓦爾筒形導(dǎo)流罩22，拉瓦爾筒形導(dǎo) 流罩22安裝在極短空心軸25上并將螺旋推流器28和水氣攪拌葉27罩在其內(nèi); 在瓦爾筒形導(dǎo)流罩22的腰部環(huán)繞安裝環(huán)狀磁化處理水裝置21;所述的環(huán)狀磁化 處理水裝置21，是用稀土永磁環(huán)環(huán)穿定位螺絲50將中間有軸向穿孔的稀土永磁 環(huán)32按圓周排列在拉瓦爾筒導(dǎo)流罩22的腰部構(gòu)成，并且所有的中間有軸向穿孔 的稀土永磁環(huán)32的N極朝向拉瓦爾筒導(dǎo)流罩22的中心軸線，而S極朝向拉瓦 爾筒導(dǎo)流罩22的徑向向外輻射。

　　所述的進氣優(yōu)化分流三通14，在左邊供氣管56和右邊供氣管57相接的內(nèi) 部尖角處，安裝一個具有彈性的閥片54，閥片54將左邊供氣管56和右邊供氣 管57隔開，閥片54的上端對準可自由伸縮的通氣軟管13與進氣優(yōu)化分流三通 14套接處的中軸線;左側(cè)承受進氣流的壓力板55和右側(cè)承受進氣流的壓力板58 分裝在閥片54兩側(cè);左側(cè)承受進氣流的壓力板55的平面和右側(cè)承受進氣流的壓 力板58的平面與閥片54的平面的夾角均為10°～20°。

　　雙端輸出軸潛水電機16兩端固定有豎直的環(huán)套，環(huán)套套在設(shè)備支撐立柱15 上，能使雙端輸出軸潛水電機16沿設(shè)備支撐立柱15上下滑動，并能夠由潛水電 機的固定件17將雙端輸出軸潛水電機16固定在水下任意深度。

　　所述的浮體，是一個安裝在方形承重臺平板7下面的球端圓柱形浮體9和在 球端圓柱形浮體9兩側(cè)對稱安裝的兩個圓球形浮體11組成;方形承重臺平板7 通過下面的球端圓柱形浮體鞍座8騎在球端圓柱形浮體9上。

　　極短空心軸25上的進氣孔是圓形的，而且左邊極短空心軸圓形進氣孔正方 向的斜面49與右邊極短空心軸圓形進氣孔正方向的斜面是相反的。

　　所有的中間軸向穿孔的稀土永磁環(huán)32均用不導(dǎo)磁材料的稀土永磁環(huán)外殼42 包裹。

　　有益效果：

　　本發(fā)明的雙端輸出軸潛水電機16正常運行時，左右兩邊被推流的介質(zhì)(污 水)各自沿著扇形輻射向兩邊的更遠方;同時，兩邊扇形的角度越來越大，當(dāng)超 過180°時，兩邊介質(zhì)(污水)的流動就互相疊加，混流后的介質(zhì)(污水)的推 流攪拌提高了曝氣增氧的效果。并且無需外加支撐或牽引裝置就可以自身平衡， 使振動最小，運行平穩(wěn)，保證曝氣推流設(shè)備正常運行，提高使用壽命。

　　本發(fā)明在工作時，被聚氧排氮裝置3富集的氧又經(jīng)過氧的激活裝置12被激 活高速度的進入介質(zhì)(污水)里;這里的介質(zhì)(污水)又是被環(huán)狀磁化處理水裝 置21進行磁化后，其表面張力和溶解能力較高，對激活的富氧有較大的親和力， 又經(jīng)過雙向推流曝氣裝置的推流、攪拌、混流、水氣互相充分的接觸，提高了氧 的轉(zhuǎn)移率，所以本發(fā)明的“高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機”的動 力效率比同類設(shè)備提高近三分之一，更好的提高了介質(zhì)(污水)凈化的效果。

　　本發(fā)明的極短空心軸25比已有同類設(shè)備的短空心軸縮短三分之一，當(dāng)潛水 電機在水下運行時的振動量就大大的減小，實驗證明本發(fā)明的極短空心軸比已有 同類設(shè)備的短空心軸又減短三分之一之后的壽命可以延長三分之一以上。

　　本發(fā)明的進氣優(yōu)化分流三通14能將被激活的富集氧氣體均勻合理的分配到 左邊供氣管56和右邊供氣管57，克服環(huán)境影響，使左邊供氣管和右邊供氣管的 進氣量自動保持平衡，使得左、右螺旋推流器28的推流、曝氣增氧充分平衡。

　　球端圓柱形浮體9和圓球形浮體11的形狀在流體介質(zhì)(污水)里和在空氣 中受風(fēng)浪的沖擊時受力最小。本發(fā)明采用這種流線形浮體，使高梯度磁性場聚氧 排氮強氧化雙向推流曝氣機運行更平穩(wěn)。