实用新型是对污水处理例如Carrousel氧化沟用表面曝气设备一倒伞曝气机的 改进，尤其涉及一种可以较大幅度高充氧能力的鼓风充氧混合型倒伞曝气机。

  Carrousel氧化沟作为城市污水处理工艺之一，其特定的沟型，一般会用竖轴式形 状像一把倒开着的伞一倒伞型表面曝气机，作为推流、混合及充氧机械，同时承担推流、混 合、充氧功能。其充氧是利用流体力学中旋转液体真空抽吸原理，和高速流动液体卷吸作 用，靠叶轮上若干个叶片刮水推流产生旋流，裹挟空气向水中充氧。由于仅靠叶轮非常快速地旋转 产生旋流对液面上部空气抽吸、卷吸，不仅挟裹空气量有限，而且空气和水只是在水浅表面 混合，推流旋转水流撞击气泡碎裂，气泡大小不均，无法达到细气泡效果，部分大气泡极易 从水面溢出，因此这种表面浅层充氧，当表面溶氧达到一定值后很难再提高，实际充氧效果 不高，无法达到转碟等表曝机的充氧能力。其次，如果仅是推流只需满足一定转速即可，但 为同时提高充氧能力，则必须加大转速，以形成更强大的对空气抽吸、卷吸裹挟能力，这样 必须增加转速，从而需增大电机功率，即使在推流满足条件下也仍需保持高的转速，以满足 充氧要求，造成所需电机功率较大。标准Carrousel氧化沟通常配备45kw电机，为提高充氧 能力需提高至55kw，而Carrousel2000型氧化沟，其倒伞型表面曝气机叶轮直径Φ3500πιπι 至Φ3750πιπι，配备电机功率介于90kw至160kw。大的运行功率，整体动力效率较低，能源消 耗过大，并且充氧一般只能达到1. 6-2. 4kg02/kwh，最高也只能达到2. 5-2. 6kg02/kwh。虽然 人们对倒伞曝气机在伞形结构、伞形材质、转速方面等做了大量改进，并也能提高一些充氧 能力和溶氧量，但由于充氧仍然是“叶片旋转产生旋流抽吸、卷吸挟裹空气”方式，以及溶氧 仅在水体浅表面，因此实际真正提高充氧能力有限。此外，倒伞曝气机的非常快速地旋转，还易造 成水体流向紊乱，也会影响处理效果。中国专利CN1657445公开的倒伞型复合叶轮表面曝气机，通过在叶轮骨架支承面 以上的锥体外凸面上呈辐射状均布有气液混合管，气液混合管内端入口处的叶轮体上设有 吸气通孔，叶片上端面和下端面呈齿状结构。通过叶轮高速 旋转，叶轮锥体压着水面，水从 气液混合管通过离心力甩出去，使气液混合管内端同时成为负压区，空气从气液混合管内 端叶轮体负压吸气进入气液混合管，水气在气液混合管内混合被连续甩出，以提高充氧能 力。然而由于实际充氧仍然为搅动水流“抽吸、卷吸挟裹”，虽然设置有带吸气孔的气液混合 管，由于是在水下，实际靠负压吸入空气量仍然有限，所以实际提高充氧能力仍然有限。另 夕卜，设置在伞面上气液混合管内无压力，在停机或转速较低情况下，污水中污泥容易进入堵 塞气液混合管，造成其功能丧失，所以实际增加效果作用不大。中国专利CN101125709公开的新型倒伞型叶轮，通过在相邻叶片间以若干阶梯形 幅板连接，从而形成百页窗结构，通过工作非常快速地旋转产生吸气提升力，其解决的是氧化沟内 污泥沉淀问题，对提高充氧基本无作用。因此现有倒伞曝气机，虽然各有不同改进，但并没有改变实际充氧原理，充氧仍仅是依靠旋流产生负压裹挟空气，并且为表面浅层混合溶氧，当表面溶氧达到一定值后很难 再提高，充氧效率低下局面没有得到本质改变，曝气效果不是很好，动力充氧效率低，例如 在面积较大的曝气池里，需安装多台且不同方向同时推流曝气才能满足充氧要求，处理能 耗较高，为倒伞曝气机长期以没有得到有效解决的技术难题。因此仍有值得改进的地方。实用新型内容实用新型目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种能够改变充氧方式，且在 基本不增加动力下，可以较大幅度提高充氧能力的倒伞曝气机。实用新型目的实现，主要改进是使将倒伞曝气机旋转主轴，由原来的实心改为中 空结构，通过向中空轴注入空气，向水中强制注气，注入空气经倒伞机叶片的切割、混合，成 为细小气泡，从而大大提高了充氧量和水体深层充氧，以及溶解氧浓度，克服了现有技术的 不足，实现实用新型目的。具体说，实用新型倒伞曝气机，包括转轴和固定在转轴上的倒伞 叶片，其特征在于转轴呈中空结构，至少末端区通过布气管或微孔曝气器向水中曝气。实用新型所说至少末端区向水中曝气，可以包括转轴末端曝气，还可以在中空转轴水中部分的 轴向表面开有曝气孔，同时向水中曝气。末端向水中曝气，一种较好方式为在倒伞曝气机末 端连接有若干放射状分布的曝气管，以增加曝气面积和均勻曝气，以及降低注气阻力，降低 注气动力。此外，为进一步提高注入空气的溶氧能力，防止气泡过大容易上浮溢出水面，降低 溶氧效果，一种更好为使倒伞叶片上边或上下二边加工成锯齿结构，以及还可以在布气管 径向外设置锯齿环，叶片两面设置若干相间锯齿条等方式，通过非常快速地旋转的锯齿对气泡切 害I]，提高注入水体中空气破碎程度，产生类似微孔曝气的微细气泡效应，进一步提高注入空 气在水中的溶解能力。此外，锯齿结构还具有对水流的整流、稳流功能，有利于改善曝气池 或氧化沟内水流流态，从而提高处理效果。此外，对于一些深度较深的曝气池或沟型较深的氧化沟，还可以加长下伸中空主 轴，下伸部分表面有曝气孔和/或轴向有一或若干层曝气管、或微孔曝气器，增加深度充氧。实用新型倒伞曝气机，相对于现有技术倒伞曝气机，由于将倒伞曝气机旋转主轴 改为中空轴，利用空心轴作为气源通入管道，向水中注入空气进行充氧，使得倒伞曝气机， 既有旋转产生旋流的裹挟空气充氧，并且向水中充氧更多来自强制注入空气充氧，注入空 气经叶轮旋转对通入水中气泡进行切割、搅拌，尤其是锯齿切割使得气泡更细，成为类似微 孔曝气的微细气泡，充氧效果可以基本接近底曝效果，从而大幅度的提升了充氧量和水体深层 充氧，以及实际溶解氧浓度。由于充氧主要依靠通过中空轴向水中注入空气，因此在配置 动力时，可以只需考虑推流、混合，这样可以降低电机功率，小试比较通常可以减小功率约 10-20%，而向水中注入空气只需增加一低压鼓风机例如5千瓦，使得在基本保持相同电机 功率下，较大提高了充氧能力，充氧量至少可以增加20-50%，提升了好氧例如氧化沟处理 的处理效能。此外，由于采用以注气充氧为主，因而使倒伞曝气机能够适应深水型氧化沟和 好氧池，这是现有倒伞曝气机所不能达到的。再就是，根据处理水情况，倒伞曝气机工作能 够满足处理溶氧要求，可以停开鼓风机，也降低运行能耗。注气风机还可以通过变频控制， 根据需要调节气量，也能节省能耗。由于充氧效率提高，还使得在卡鲁塞尔氧化沟可以减少倒伞曝气机开启台数，也能降低运行能耗。叶片上切割剧齿，不仅具有切割气泡作用，而且 还具有整流、稳流功能，能够改善氧化沟内水流流态，从而提高处理效果。布气支管设置于 倒伞曝气机背面，以及布气管内有气压，有效避免了污泥可能造成的堵塞，确保长期运行有 效。实用新型倒伞曝气机，由于改变了充氧方式，从而解决了倒伞曝气机以高能耗来提高充 氧问题技术难题，本质上提高了充氧能力，而且总体造价并未增加，在造价、施工、运行上更 具优势。以下结合三个优化具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解实用新型，但实施 例具体细节仅是为了说明实用新型，并不代表实用新型构思下全部技术方案，因此不应理 解为对实用新型总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离实用新型构思的非实质 性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属实 用新型保护范围。

  图1为实用新型第一实施例结构示意图。图2为图1倒伞叶轮放大结构示意。图3为图2仰视结构示意图。图4为图2A部放大结构示意图。图5为实用新型另一实施例倒伞叶轮结构示意图。图6为另一种布气方式示意图。

  实施例1 参见图1-4，实用新型倒伞曝气机，包括驱动电机1和减速装置3，减速 装置输出轴及倒伞叶轮6的转轴5为空心惯通轴，上端口 2通过活接输入压缩空气，整个曝 气机呈竖向搁置在安装座4上。倒伞叶轮6环锥面上幅射状相间分布的各叶片下端为锯齿 边7，各叶片两面上有相间的锯齿条8，最前端有倒伞形布气锥9，伞面上分布有若干与中空 轴连通的曝气管12，其上开有曝气微孔，外圈有锯齿环10，布气管间还相间分布有若干幅 射状锯齿条11。曝气机旋转工作时，低压鼓风机通过活接、中空轴上端口 2，将空气通过倒伞曝气 机中空轴注入，注入空气经中空轴、及连接的辐射状分布的曝气管12向水中曝气。气泡经 倒伞曝气机6的叶片、叶片底边锯齿7、侧面锯齿条8、底部倒伞面上的锯齿条11及环齿10 的，不断反复切割形成细小微气泡(相当于底曝气)，从而提高了向水中充氧能力、溶氧效率。实施例2 参见图5，如实施例1，倒伞叶轮6中空转轴5向下延伸例如加长lm，末 端有另一个相间倒伞形布气锥13，伞面上如例1分布有曝气管、锯齿环、锯齿条，可进一步 提高深度充氧，此结构特别适用于深沟形氧化沟或曝气池。实施例3 参见图6，如前述，倒伞形布气锥上相间辐射状分布的曝气管14呈弯曲 弧形。对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公 开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他 方法，或现存技术中常用公知技术的替代，以及特征间的相互不同组合，例如倒伞上各叶片 上下两面均有锯齿，仅倒伞叶轮转轴中空(减速机轴非中空)，空气通过侧面由转动活接通入，底部曝气管形式的改变例如采用曝气头，省略倒伞曝气机叶片上锯齿(效果稍有降 低)，等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现与上述实施例基本相同功能和效果， 不再一一举例展开细说，均属于本专利保护范围。 为描述上的方便，实用新型所说布气管和曝气管为等义词。

  权利要求倒伞曝气机，包括转轴和固定在转轴上的倒伞叶片，其特征是转轴呈中空结构，至少末端区通过布气管或微孔曝气器向水中曝气。

  2.根据权利要求1所述倒伞曝气机，其特征在于倒伞曝气机末端连接有若干放射状分 布的曝气管。

  4.根据权利要求1、2或3所述倒伞曝气机，其特征在于倒伞叶片上边或上下二边呈锯 齿状。

  5.根据权利要求4所述倒伞曝气机，其特征在于倒伞叶片两面上有若干相间锯齿条。

  6.根据权利要求1、2或3所述倒伞曝气机，其特征在于倒伞曝气机中空轴下伸加长，下 伸部分表面有曝气孔和/或轴向有一或若干层曝气管、或微孔曝气器。

  7.根据权利要求4所述倒伞曝气机，其特征在于倒伞曝气机中空轴下伸加长，下伸部 分表面有曝气孔和/或轴向有一或若干层曝气管、或微孔曝气器。

  8.根据权利要求2、3、5或7所述倒伞曝气机，其特征在于与中空轴连通的若干放射状 曝气管呈弯曲弧形。

  专利摘要本实用新型是对污水处理用表面曝气设备－倒伞曝气机的改进，其特征是转轴呈中空结构，至少末端区通过布气管或微孔曝气器向水中曝气。使得倒伞曝气机，既有旋转产生旋流的裹挟空气充氧，并且向水中充氧更多来自强制注入空气，注入空气经叶轮旋转对通入水中气泡进行搅拌、切割，尤其是锯齿切割使得气泡更细，成为微细气泡，从而大幅度的提升了倒伞曝气机的充氧能力和溶氧浓度，以及水体深层充氧。

  发明者凌建军, 凌美琴, 曹国中, 梁艳杰, 潘明霞, 蒋微, 赵东霞 申请人:江苏凌志环保有限公司;无锡市联创市政工程设计有限公司;江苏凌志环保工程有限公司

  技术所有人：江苏凌志环保有限公司;无锡市联创市政工程设计有限公司;江苏凌志环保工程有限公司

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  1.环境污染控制：环境污染物的高级氧化去除及转化机制 2.环境计算化学：典型污染物的环境相关物性参数预测及构效关系研究

  主要从事海洋生物医药及海洋污染物的微生物修复研究。 （1）海洋微生物中筛选免疫活性物质，用于抗氧化保健品以及抗肿瘤药物的开发。 （2）开展石油烃降解菌的基因组学、转录组以及代谢组和关键酶基因研究，分析其降解石油烃途径。利用分子生物学和生物信息学技术开展与海洋环境污染治理和修复相关的微生物分子数据