申请日2011.02.28
公开(公告)日2011.08.10
IPC分类号C02F3/12; C02F3/00
摘要
本发明提出一种污水处理双向潜流推流器，其包括电机、减速器、两节传动轴、搅拌桨、单万向联轴器、旋转轴、主轴、螺旋桨和防水轴承等。传动轴通过单万向联轴器连接，第一节的前端与减速器连接，第二节的末端通过另一单万向联轴器连接主轴，主轴相对于第一节传动轴位置错开并相互平行;搅拌桨安装在主轴上，螺旋桨安装在主轴末端，与主轴通过花键连接;螺旋桨与搅拌桨的直径比例I1为1:3—1:4;螺旋桨和搅拌桨的间距和螺旋桨直径的关系I2为1:1—1:1.5。该推流器可以在时序上运用双向流技术改变反应器中的污水流向，在空间上使污水在反应器中形成水平方向的螺旋流态，解决水力学死区、生物死区、污泥沉降等问题，从而提高容积利用率，强化污水处理效率。
权利要求书
1.一种污水处理双向潜流推流器，其包括电机、减速器、传动轴和搅拌桨;所述电机连接减速器，减速器连接传动轴;其特征在于：其还包括单万向联轴器、旋转轴、主轴、螺旋桨和防水轴承;
所述传动轴设置有两节，通过单万向联轴器连接，第一节的前端与减速器连接，第二节的末端通过另一单万向联轴器连接主轴，所述主轴相对于第一节传动轴位置错开并相互平行;
所述搅拌桨安装在主轴上，所述螺旋桨安装在主轴末端，与主轴通过花键连接;
所述防水轴承安装在主轴上靠向单万向联轴器一端;
所述螺旋桨与搅拌桨的直径比例I1为1:3—1:4;
螺旋桨和搅拌桨的间距和螺旋桨直径的关系I2为1:1—1:1.5。
2.根据权利要求1所述的污水处理双向潜流推流器，其特征在于;所述搅拌桨由旋转轴套、径向搅拌杆和叶片组成，所述径向搅拌杆以旋转轴套为圆心均匀固定在旋转轴套上，在每根径向搅拌杆的顶端固定一个叶片，所述叶片与径向搅拌杆的旋转平面垂直，所述搅拌桨通过中心的旋转轴套安装在主轴上，旋转轴套与主轴采用健与键槽配合的结构，并采用螺栓将两者锁定。
说明书
一种污水处理双向潜流推流器
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水处理的推流器。
背景技术
污水处理反应器的死区问题已引起众多研究人员关注。在生物反应器内，死角容积包括两部分：水力死区和生物死区。生物死区是微生物占据而造成的，水力死区是由于反应器构造设计造成的。死区的存在使得反应器中污水的实际平均停留时间总是小于理论平均停留时间，容易造成反应器处理效果的下降，使出水恶化。死区的产生原因有很多。有研究认为死区主要产生于反应器的死角，如反应器两端、导流板与反应器壁交接处、反应器的进口等。同时，还有研究表明死区的大小不仅与反应器构造有关，还与处理器中污泥的状态、存在形式等因素有关，随着HRT的增大，反应器内部水流变慢，水流对污泥床的冲击作用变小，就会导致整体死区有变大的趋势。
现有死区应对技术大多采用定期冲洗，反冲洗，以及对流态的微调等。楼菊青等人设计了改进型移动床生物膜反应器，通过反应器分区，改变反应器的设计流态，防止反应器死区问题。蔡明凯等提出改变反应器中污水的流态，采用波式流的废水流动方式来防止基质的堵塞。张羽等通过流体力学计算，分析得出了可以避免发生较大面积污泥沉降的工况。原建光等通过增大流速来解决Carrousel氧化沟中的死区问题。这些技术都可以在一定程度上解决污水处理反应器死区问题，但这些技术的实现或者需要定期进行人工操作，或者需要对反应器进行较大规模的改造，改进的成本较高。
发明内容
本发明针对污水处理反应器中的死区问题，提出设计双向潜流推流器来解决这一问题。这样可以在不对现有反应器进行大规模改造的基础上达到降低死区率的极大降低，同时不增加运行成本。
一种双向潜流推流器，其包括电机、减速器、传动轴、单万向联轴器、旋转轴、主轴、螺旋桨、防水轴承和搅拌桨。所述电机连接减速器，减速器连接传动轴，作为动力输入。所述传动轴设置有两节，通过单万向联轴器连接，第一节的前端与减速器连接，第二节的末端通过另一单万向联轴器连接主轴，所述主轴的位置相对于第一节传动轴平行平移，由此实现传动方向的平移，在实际应用中，传动即由水面上转移至水面下。所述搅拌桨通过中心的旋转轴套安装在主轴上，旋转轴套与主轴采用健与键槽配合的结构，并采用螺栓将两者锁定，旋转轴可以在主轴键槽长度上任意移动，并且通过旋转轴上的螺栓与主轴锁紧，确定工作位置。螺旋桨7与主轴通过花键连接。
所述螺旋桨安装在主轴末端，与主轴通过花键连接;
所述防水轴承安装在主轴上靠向单万向联轴器一端，防水轴承与主轴配合并与支架的轴承套接触，实现推流器整体在空间中的位置固定。
双向潜流推流器各部件尺寸通过实验确定,螺旋桨D1和搅拌桨D2的直径比D1:D2比例I1为1:3—1:4;螺旋桨和搅拌桨之间的间距d和螺旋桨D1直径的比例d:D1 比值I2为1:1—1:1.5。
所述搅拌桨由旋转轴套、径向搅拌杆和叶片组成。所述径向搅拌杆均匀固定在旋转轴套上，在每根径向搅拌杆的顶端通过螺栓固定一个叶片，所述叶片与径向搅拌杆的旋转平面垂直，并且可以根据实际需要对叶片位置进行调整。
本双向潜流推流器通过在时间上定时改变污水处理反应器中的污水流向，同时通过对推流器扭矩作用的强化设计，在空间上使污水在反应器中形成水平方向的螺旋流态。这两个方面的作用可使污水处理反应器中污泥沉降区域与大流速区域发生转换，防止污泥沉积，解决污水处理反应器中水力学死区、生物死区、污泥沉降等问题，从而提高反应器容积利用率，强化污水处理效率。
本推流器通过两个单万向联轴器和传动轴构成双万向联轴器，实现传动由水面上平移至水面下。旋转轴和叶片的旋转实现流体在竖直平面内的预旋，然后通过主轴前端的螺旋桨将已在竖直平面内预旋的流体向前方推动，实现了流体在整个空间内的运动。通过电机的正反转控制，即可实现正反转推流。
本双向潜流推流器器的工作过程是：
(1)污水处理反应器开始运行时启动推流器。反应器中污水在螺旋桨的推动下在水平方向上沿顺时针(或逆时针)流动。同时，污水在搅拌桨的带动下在垂直方向上也呈顺时针(或逆时针)流动。这两个方向上的合力，使得污水在反应器中呈螺旋状态流动，这种流态可以极大降低反应器中的死区率。
(2)在运行一定时间后关闭推流器，切换推流器的电流方向，推流器开始反转。反应器中污水在螺旋桨的推动下在水平方向上沿逆时针(或顺时针)流动。同时，污水在搅拌桨的带动下在垂直方向上也呈逆时针(或顺时针)流动。这两个方向上的合力，使得污水在反应器中呈与第一阶段完全相反的螺旋状态流动。污水流向的改变，可以克服反应器结构中的缺陷，可使污水处理反应器中污泥沉降区域与大流速区域发生转换，防止污泥沉积，从而进一步降低反应器中的死区率。
(3)重复(1)和(2)步骤。
本发明的优点如下
(1)在水平方向上实现时序上的双向推流，使污泥沉降区域与大流速区域发生转换，防止污泥沉积，解决污水处理反应器中水力学死区、生物死区、污泥沉降等问题。
(2)在垂直于方向实现污水的搅拌，增加污水、污泥在反应器中的混合，提高反应效率，减少污泥沉降。
(3)通过水平方向和垂直方向的双向搅拌，实现了污水在水平方向上的螺旋流态，降低了反应器死区率。
(4)采用双万向联轴器传动，将电机至于水面以上，优化推流器流线结构，同时简化电机放水密封结构，方便电机维修、更换。
