申请日2016.05.09
公开(公告)日2016.11.16
IPC分类号B01F5/02; B01F3/04; C02F1/00
摘要
根据本发明的用于净化废水的微气泡型扩散器，能够当将流入废水腔室内部的增压废水喷射到与废水腔室隔离的混合腔室时，通过由于流经间隙的空气的流入速度的增加而引起的废水和空气之间的接触面积的增加来提高废水与空气的混合效率。用于净化废水的微气泡型扩散器包括：管状主体，其上部分和下部分是敞开的;上盖，覆盖主体的上部分以在其中形成废水腔室;下盖，覆盖主体的下部分以在其中形成气体停留腔室和混合腔室;喷射器，安装在主体的下部分和下盖之间，其中喷射器包括板和多个喷嘴头，喷嘴头形成在板的中心部分以限定用于将废水喷射到混合腔室的倾斜废水通道，流经空气进入通道的空气和从喷嘴头喷射的废水彼此搅拌和相撞以流入到混合腔室中。
权利要求书
1.一种用于净化废水的微气泡型扩散器，包括：
管状的主体，所述主体的上部分和下部分是敞开的;
上盖，所述上盖覆盖所述主体的上部分以在其中形成废水腔室;
下盖，所述下盖覆盖所述主体的下部分以在其中形成气体停留腔室和混合腔室;以及
喷射器，所述喷射器安装在所述主体的下部分和所述下盖之间，
其中，所述喷射器包括板和多个喷嘴头，所述多个喷嘴头形成在所述板的中心部分以限定倾斜的废水通道，所述废水通道用于将废水喷射到所述混合腔室，并且
在将废水从所述废水腔室喷射到所述混合腔室期间，流经空气进入通道的空气和从所述喷嘴头喷射的废水彼此搅拌和相撞以流入到所述混合腔室中。
2.根据权利要求1所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述板具有以环形形状在所述板中形成的多个喷射孔，所述多个喷嘴头插入所述多个喷射孔中，并且
每个喷嘴头朝向所述混合腔室的进口突出，并且形成为具有从喷嘴头的进口朝向喷嘴头的出口逐渐减小的横截面面积的锥形形状。
3.根据权利要求2所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述喷嘴头的进口的横截面面积与所述喷嘴头的出口的横截面面积的比例为1:0.1到1:0.9。
4.根据权利要求1所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述混合腔室包括多孔盘，所述多孔盘安装在所述混合腔室的进口中，并且
所述多孔盘具有在其中形成的流入孔，所述流入孔用于空气流入到从所述喷嘴头喷射的废水中。
5.根据权利要求4所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述流入孔的横截面面积与所述喷嘴头的横截面面积的比例为1.5:1到1.7:1。
6.根据权利要求1所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述多个喷嘴头偏斜地安装，以使得从所述喷嘴头喷射的废水在旋转的同时在一个集中点处被集中，并且
基于所述集中点，所述喷嘴头的倾斜角度在竖直方向上为2°到20°，在水平方向上为1°到20°。
7.根据权利要求1所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，还包括安装在所述废水腔室的内部的清洁器，
其中所述清洁器包括：举升主体，其在所述废水腔室中竖直地上升和下降;针杆，其形成在所述举升主体的下端部上，以被插入到所述喷嘴头的废水通道中;以及隔膜，其耦接至所述举升主体，以根据施加到所述隔膜的外力而使所述举升主体上升和下降，并且
通过控制填充在被所述隔膜和所述上盖包围的封闭空间中的操作流体的供给来使所述举升主体的针杆上升和下降。
8.根据权利要求7所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述清洁器包括导向杆，所述导向杆的一侧固定至所述上盖，其中所述导向杆插入到形成在所述举升主体中的导向孔中，以对所述举升主体的竖直运动进行引导。
9.根据权利要求7所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述隔膜的外边缘固定至所述上盖和所述主体之间的耦接部分，并且所述隔膜的内边缘通过固定螺母紧固至所述举升主体的举升主体头部。
10.根据权利要求7所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，打开和关闭装置安装在流体进口端口中，所述流体进口端口与所述上盖的封闭空间连通，以便根据所述打开和关闭装置的控制将所述操作流体供给到所述封闭空间。
11.根据权利要求1所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述下盖具有在其中形成的喷射废水流入管，并且
一延伸管道耦接至所述喷射废水流入管的出口侧。
12.根据权利要求11所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述延伸管道在其纵向方向上延伸一预定长度，并且形成为使得其直径在距所述喷射废水流入管的距离增加时增加，
所述延伸管道中的进口的直径与出口的直径的比例被设定为1:1.5到1:3.0，并且
所述延伸管道具有被设定为比其进口直径长10到30倍的长度。
13.根据权利要求11所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，还包括传输管道，所述传输管道连接至所述延伸管道的出口侧，以传输在所述混合腔室中混合的废水和流入空气的混合物。
14.根据权利要求13所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，所述传输管道在其纵向方向上延伸一预定长度，且所述传输管道的出口侧上的端部部分是弯曲的，并且传输管道出口是弯曲的以便在预定高度处平行于废水处理罐的底部，而且
所述传输管道的直径形成在比所述延伸管道的出口的直径大1.1到1.5倍的范围内，并且所述传输管道出口具有设定成1m或更大的曲率半径。
15.根据权利要求1所述的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中，废水止回阀安装在所述空气进入通道中，以防止所述废水流回到所述空气进入通道。
说明书
用于净化废水的微气泡型扩散器
技术领域
本发明涉及用于净化废水的微气泡型扩散器，尤其涉及能够通过增加废水与空气之间的接触面积来改进被污染废水的净化效率的用于净化废水的微气泡型扩散器，其中接触面积的增加是由于：在将废水腔室内部流动的增压废水喷射到与废水腔室隔离的混合腔室时，流经形成在喷嘴头(位于混合腔室的进口中)周围的间隙的空气的流入速度增加了。
背景技术
随着现代工业的快速发展，每天倾倒的大量工业废弃物、食品废弃物、污水和家庭污水，以及农业、畜牧业和渔业废弃物导致二次环境污染，即，土壤酸化和难闻的气味。因此，其治理正显著成为环境相关的首要问题。
当排放高浓度废水时(因为没有净化该高浓度废水)，由于多种有机物质、微生物、有毒化合物等等，可能发生富营养化等，从而导致水域生态系统的破坏，以及对人类的严重伤害。
在相关领域的活性污泥处理中，由于使用单独的泵将空气喷射到扩散器中，因此存在以下问题：需要很多动力，气泡和废水之间的接触面积是小的，并且氧气完全溶解在废水中所需的停留时间是不够的。
而且，在传统的微气泡型扩散器中，当在设备中发生堵塞现象时(由于待被多种类型的材料处理的被污染流体的特性)难以使用设备，并且存在诸如制造成本非常昂贵的缺点。为了在设备发生堵塞现象之前将累积在设备内部的残余物或异物移除，有必要频繁地清洁设备，但是用户应该一个接一个拆卸和重新装配设备，这是麻烦的。特别地，在畜牧业废水的情况，由于动物皮毛，通道之间的堵塞现象频繁地发生
为了解决上述问题，由本申请人提交并且被授权的韩国专利登记号10-1108279公开了一种微气泡型扩散器，其中流进扩散器中的增压废水与空气彼此搅拌和相撞以生成微气泡，通过使用安装在扩散器内部的清洁器来扩大通道，并且水的流动是变化的，从而防止由于废水残余物或异物引起的通道堵塞现象的发生。
上述专利具有通过竖直地安装在扩散器的中心部分处的空气供给管道而将空气供给到空气和废水混合腔室中的配置，并且需要改变扩散器的内部结构以进一步增加空气和废水之间的接触面积(因为由于结构特性，空气和废水之间的接触面积被大大限制了)。
另外，上述专利包括用于清洁废水通道的清洁器。然而，当由于长期使用异物或残余物沉积在通道的内壁上时，不可能通过简单改变水的流动来完全穿透通道。因此，仍然需要一种能够防止通道堵塞并且能够简单清洁通道的改进的清洁方法。
发明内容
因此，本发明的目标是提供一种用于净化废水的微气泡型扩散器，其中喷射器安装在废水腔室和混合室之间，并且喷射器的多个喷嘴头位于混合腔室的进口中，使得可以通过增加流经在各喷嘴头周围形成的间隙的空气的流入速度而增加从喷嘴头喷射的废水与空气的混合效率。
本发明的另一目标是提供一种用于净化废水的微气泡型扩散器，其能够通过驱动举升主体来防止由于流动通道堵塞而引起的失效，其中举升主体能够在废水腔室内部上升和下降，以通过在举升主体的下端部处形成的针杆来移除累积在限定废水通道的喷嘴头上的残余物。
为了完成上升目标，提供了一种用于净化废水的微气泡型扩散器，包括：管状的主体，主体的上部分和下部分是敞开的;上盖，该上盖覆盖主体的上部分以在其中形成废水腔室;下盖，该下盖覆盖主体的下部分以在其中形成气体停留腔室和混合腔室;以及喷射器，该喷射器安装在主体的下部分和下盖之间，其中喷射器包括板和多个喷嘴头，喷嘴头形成在板的中心部分中以限定用于将废水喷射到混合腔室的倾斜的废水通道，并且在将废水从废水腔室喷射到混合腔室期间，流经空气进入通道的空气和从喷射头喷射的废水被搅拌并彼此相撞以流入混合腔室中。
文中，板可以具有以环形形状在板中形成的多个喷射孔，多个喷嘴头插入到喷射孔中，并且每个喷嘴头可以朝向混合腔室的进口突出，并且可以形成为具有从喷嘴头的进口朝向喷嘴头的出口逐渐减小的横截面面积的锥形形状。
进一步地，喷嘴头的进口的横截面面积与喷嘴头出口的横截面面积的比例可以为1:0.1到1:0.9。
进一步地，混合腔室可以包括安装在其进口中的多孔盘，并且多孔盘可以具有在其中形成的流入孔，流入孔用于空气流入到从喷嘴头喷射的废水中。
进一步地，流入孔的横截面面积与喷嘴头的横截面面积的比例可以是1.5:1到1.7:1。
进一步地，多个喷嘴头可以偏斜地安装，以使得从喷嘴头喷射的废水在旋转的同时在一个集中点处被集中，并且基于集中点，喷嘴头的倾斜角度的竖直角度P可以为2°到20°，水平角度H可以为1°到20°。
进一步地，用于净化废水的微气泡型扩散器还可以包括安装在废水腔室内部的清洁器，其中清洁器包括：举升主体，其在废水腔室中竖直地上升和下降;针杆，形成在举升主体的下端部上，以被插入到喷嘴头的废水通道中;以及隔膜，其耦接至举升主体以根据施加到隔膜的外力而使举升主体上升和下降，并且通过控制填充在被隔膜和上盖包围的封闭空间中的操作流体的供给使举升主体的针杆上升和下降。
进一步地，清洁器可以包括导向杆，导向杆的一侧固定至上盖，其中导向杆可以插入到形成在举升主体中的导向孔中，以对举升主体的竖直运动进行引导。
进一步地，隔膜的外边缘可以固定至上盖和主体之间的耦接部分，并且隔膜的内边缘可以通过固有螺母紧固至举升主体的举升主体头部。
进一步地，打开和关闭装置可以安装在流体进口端口中，流体进口端口与上盖的封闭空间连通，以便根据打开和关闭装置的控制将操作流体供给到封闭空间。
进一步地，下盖可以具有在其中形成的喷射废水流入管，并且延伸管道耦接至喷射废水流入管的出口侧。
进一步地，延伸管道可以在其纵向方向上延伸一预定长度，并且可以形成为使得其直径在距喷射废水流入管的距离增加时增加，延伸管道中的进口的直径与出口的直径的比例被设定成1:1.5到1:3.0，并且延伸管道具有设定为比其进口的直径长10到30倍的长度。
进一步地，用于净化废水的微气泡型扩散器还可以包括传输管道，传输管道连接至延伸管道的出口侧，以传输在混合腔室中混合的废水和流入空气的混合物。
进一步地，传输管道可以在其纵向方向上延伸一预定长度，且其出口侧上的端部部分可以是弯曲的，并且传输管道出口可以是弯曲的，以便在预定的高度处平行于废水处理罐的底部，而且传输管道的直径形成在比延伸管道的出口的直径大1.1到1.5倍的范围内，并且传输管道出口具有设定成1m或更大的曲率半径。
进一步地，在传输管道的长度延伸一预定长度或更多，并且微气泡型扩散器安装在废水表面上方(即，地上部分)的情况下，在空气泵操作或停止期间，特别是在空气泵停止期间，由于空气进入通道瞬间保持为真空，因此高增压废水流回到真空状态中的空气进入通道。废水止回阀可以安装在空气进入通道中以防止废水如上述地流回到空气进入通道。
根据本发明的用于净化废水的微气泡具有以下配置：其中用于喷射废水的布置成环形形状的多个喷嘴头是偏斜安装的，使得喷射到混合腔室内部的废水在一个集中点处聚集，并且多个流入孔位于用来限定倾斜废水通道的多个喷嘴头的附近，使得空气流经在各喷嘴头周围形成的间隙。通过上述流入结构，可以通过由于流经间隙的空气的流入速度的增加而引起的废水和空气之间的接触面积的增加来提高废水与空气的混合效率。
根据本发明的微气泡型扩散器可以使用安装在废水腔室内部的具有简单结构的清洁器来防止废水通道的堵塞现象的发生，从而可以减小制造和操作成本。
此外，本发明采用了机械方法，其中形成在清洁器的举升主体上的针杆类似于用针刺穿地插入到喷嘴头的废水通道中，从而可以恰当地进行频繁的清洁操作，并且提高耐久性和便于使用。
进一步地，根据本发明的微气泡型扩散器包括连接到其下盖的延伸管道，从而可以增加废水的喷射速度。
而且，根据本发明，微气泡型扩散器安装在废水处理罐外，并且可以使用传输管道将废水和流入空气的混合物传输到废水处理罐的底部，从而可以安装微气泡型扩散器而不考虑安装环境的限制，并且可以易于进行安装在外面的微气泡型扩散器的清洁工作以及维护。
