從中國(guó)冶金科工集團(tuán)有限公獲悉，3月31日，由中冶華天水務(wù)技術(shù)研究院研發(fā)的水處理環(huán)保裝備——“離心自吸混合式倒傘型曝氣機(jī)”順利獲得美國(guó)專利授權(quán)，這是我國(guó)企業(yè)自主研發(fā)的“曝氣裝備”所取得的唯一國(guó)際專利。該項(xiàng)專利技術(shù)，成功破解了“深層污水不能進(jìn)行曝氣充氧”這一世界性技術(shù)難題，為中國(guó)水處理裝備獨(dú)占鰲頭提供了最新佐證。

　　2015年6月底，由中冶華天研發(fā)成功的《離心自吸混合式倒傘曝氣機(jī)》《聯(lián)通平衡轉(zhuǎn)碟式高效曝氣機(jī)》《少齒差減速潛水推流器》等三項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品通過(guò)中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主持的國(guó)家級(jí)鑒定。業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為包括《離心自吸混合式倒傘曝氣機(jī)》在內(nèi)的前兩項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，后一項(xiàng)為國(guó)際先進(jìn)水平。

　　2015年12月，以“離心自吸混合式倒傘型曝氣機(jī)”為核心的專利群獲評(píng)安徽省專利金獎(jiǎng)。

　　曝氣設(shè)備是污水處理廠的核心，也是最主要的能源消耗設(shè)備之一。一般而言，一個(gè)污水處理廠單位供氧曝氣而消耗的電能約為全廠能耗的一半以上，因此，曝氣設(shè)備的供氧能力和能效一直是判斷其性能是否優(yōu)異的關(guān)鍵指標(biāo)。

　　據(jù)了解到，此次獲得美國(guó)專利的的離心自吸混合式倒傘型曝氣機(jī)已經(jīng)是中冶華天研發(fā)的第四代產(chǎn)品，并已經(jīng)成功應(yīng)用于山東壽光、平陰，安徽宣城、來(lái)安、天長(zhǎng)，福建長(zhǎng)樂(lè)等多家污水處理廠。

　　這個(gè)第四代產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn)在于對(duì)水力構(gòu)件進(jìn)行了顛覆性的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)徹底改變了曝氣機(jī)在氧化溝中的運(yùn)行質(zhì)態(tài)，使氧化溝中的流體流場(chǎng)、流態(tài)得到了徹底改變，實(shí)現(xiàn)了氧化溝表、中、底污水得到了提升，溶解氧均勻，氧化溝中不再存在充氧盲區(qū)，污水中的厭氧有機(jī)物得到充分有效的氧化，同時(shí)為耗氧菌種提供生命源。

　　中冶華天第二、三代、四代倒傘曝氣技術(shù)都獲得過(guò)國(guó)家發(fā)明專利，并都成功運(yùn)用。比如第二代產(chǎn)品在山東平陰已經(jīng)使用了11年，到現(xiàn)在未發(fā)生任何機(jī)械故障，第三代產(chǎn)品應(yīng)用在山東壽光，也已平穩(wěn)運(yùn)行8年，9臺(tái)4米的曝氣機(jī)每年可節(jié)約電費(fèi)230多萬(wàn)元。

　　在業(yè)內(nèi)知名裝備專家看來(lái)，第四代產(chǎn)品更是一次顛覆性技術(shù)突破，不但水力構(gòu)件(曝氣葉輪)顛覆了世界上的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減速機(jī)也突破了世界上現(xiàn)有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

　　據(jù)悉，目前該技術(shù)已經(jīng)獲得8項(xiàng)國(guó)家專利，其中國(guó)內(nèi)發(fā)明專利4項(xiàng)，美國(guó)專利1項(xiàng)，并被錄入2014年版“國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄”。

　　現(xiàn)在世界上所有同類表面曝氣機(jī)都存在致命的缺陷，即在4～6米深的水池中進(jìn)行曝氣時(shí)，只能對(duì)距水面2～3米的污水進(jìn)行曝氣而不能將深層污水提升進(jìn)行曝氣充氧，故氧化溝表、中、底部溶解氧不均勻，使得曝氣設(shè)備運(yùn)行能耗加大、費(fèi)用增高。

　　中冶華天研發(fā)的新一代曝氣設(shè)備葉輪設(shè)有梳齒葉片、自吸氣口、汲水管、水氣固三相混合區(qū)，集整流、提升、吸氣、混合、噴射、二次挾氣混合等多功能于一體，大幅度提高了曝氣充氧能力。

　　同時(shí)減速機(jī)的設(shè)計(jì)摒棄了傳統(tǒng)曝氣機(jī)采用的平行軸斜齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，采用了少齒差行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，且減速機(jī)與曝氣葉輪采用傳動(dòng)軸做過(guò)渡連接、對(duì)合式限位結(jié)構(gòu)和自鎖緊螺母等技術(shù)，使減速機(jī)的軸向和徑向受力更合理，維修方便。

　　中冶華天自主研發(fā)的離心自吸混合型倒傘型曝氣機(jī)檢測(cè)結(jié)果是：理論動(dòng)力效率為3.83kgO2/kW·h，總動(dòng)力效率高于3.2kgO2/kW·h。與國(guó)內(nèi)外同類曝氣技術(shù)產(chǎn)品相比，同種工況下，“離心自吸混合式倒傘型曝氣機(jī)”徹底地解決了深層污水不能進(jìn)行曝氣充氧的世界性技術(shù)難題，充氧量提高50%以上，污水處理的能耗降低30%以上，有效水深提高至6米。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，國(guó)內(nèi)污水廠應(yīng)用的立軸式旋轉(zhuǎn)曝氣機(jī)占整個(gè)污水處理項(xiàng)目的20%左右，過(guò)去因?yàn)榱⑤S式旋轉(zhuǎn)曝機(jī)的工作性能與充氧效率較低，所以逐漸被新的曝氣方式替代，但是新的曝氣方式都存在著曝氣效率逐年衰減的致命弱點(diǎn)，基本上6年左右需要重新更換，重置成本高，同時(shí)每年的保養(yǎng)、維修極為麻煩，需放空水池，停產(chǎn)維修。據(jù)他們估算，除應(yīng)用于新建項(xiàng)目以外，僅單對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有采用立軸式旋轉(zhuǎn)曝氣機(jī)進(jìn)行改造，每年將會(huì)為國(guó)家節(jié)約近35億度電量，折合約為43萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。