CN103332778A - 潜浮式通用微孔曝气装置 - Google Patents

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张立国
李俊杰
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Abstract

本发明涉及一种潜浮式通用微孔曝气装置，包括由潜浮器升降控制系统和潜浮器组成的潜浮器升降单元；由曝气自控制系统和微孔曝气管束组成的微孔曝气单元依次连接而成。由于本发明采用潜浮器与微孔曝气管束一体化结构和微孔曝气自控系统、潜浮器升降控制系统的设计，实现深层曝气、浅层曝气和微孔爆气管束自动反冲的连续运行模式，有效提高生产效率和降低系统运行能耗。本装置可用于好氧微生物的培养、制作设备(器皿或实验装备)的供氧系统，同时，可广泛应用于各种水处理工程中好氧生化处理的供氧装置，该装置运行中可在液体中上下移动，实现均匀供氧，其处理效果好，结构紧凑、安装维护方便，所需能源消耗不大，通用性强。

Description

潜浮式通用微孔曝气装置
技术领域
本发明涉及一种潜浮式通用微孔曝气装置，属于生物化学技术领域。适用于液体生化处理的深层、浅层和表层曝气，尤其对污水生化处理的效果好。
技术背景
我国传统的液体好氧生化处理主要采用以下几种工艺技术：一是，通过电机驱动叶轮的高速旋转对液体的剧烈搅动实现液体增氧目的；二是，通过机泵将液体喷出液面，使其充分与空气接触实现液体增氧目的；第三是，通过射流曝气机将空气混入实现液体增氧目的。以上三种增氧方式存在两个缺陷：①机械设备负荷较大、工作效率低、能源消耗高；②深层增氧效果不明显。另外，我国污水处理工程项目中的好氧生化工艺，普遍采用生化池内固定穿孔管道、固定曝气头的布气方式进行好氧曝气，这种方式解决了深层增氧效果问题，但是固定在池内的曝气管或曝气头易被污染，形成挂膜、结垢现象将曝气管或曝气头的气孔堵塞影响曝气效果并难以修复，同时，池内布气的供氧方式进行维修时，需将池内污水全部排出方能进行维护保养影响工作效率和损失大量能源及人力资源。
发明内容
为克服现有技术上的不足和缺陷，本发明提供了一种潜浮式通用微孔曝气装置。这种装置可用于好氧微生物的培养、制作设备(器皿或实验装备)的供氧装置，同时，可广泛应用于各种水处理工程中好氧生化处理工艺的供氧装置，该装备运行中可在液体中上下移动，实现均匀供氧，其处理效果好，结构紧凑、安装维护方便，所需能源消耗不大，通用性强。
下面是对本发明专利做概括说明。
本发明实现上述目的技术方案是：一种潜浮式通用微孔曝气装置，主要包括由潜浮器升降控制系统和潜浮器组成的潜浮器升降单元；由曝气自控制系统和微孔曝气管束组成的微孔曝气单元依次连接而成。所述潜浮器升降控制系统由两个离心泵和两个管道止回阀连接而成；所述潜浮器由潜浮器配重液仓、排/进配重液管道、潜浮器弧形吃水板、微孔曝气管固定架和排空管道连接而成。所述曝气自控制系统由气泵、压力站气罐、气动止回阀、电磁压力表和PAC控制台连接而成；所述微孔曝气管束由数只微孔曝气管和固定架及抱箍连接成矩阵式曝气管束。本发明设置的潜浮器升降控制系统是通过离心泵将配重液(或可采用比重较大液体)注入潜浮器水仓加重潜浮器重力使之下潜，下潜程度控制注入配重液(或较大比重液体)量，将潜浮器配重液仓内配重液(较大比重液体)通过离心泵抽排出，使之上浮，上浮程度可控制抽排配重液(较大比重液体)量，另外进水离心泵和抽吸排液离心泵上行安装止回阀，使之形成互锁状态。本发明所述潜浮器采用镂空的方体结构，方体立面中间为空趟，构成中空环形正方体，即潜浮器配重液仓，似“回”字形，环形体底部是弧形吃水板，用以平衡潜浮器和下潜/上浮吃水控制，潜浮器上平面的对称位置分别安装进/排配重液管道和排空管道，进/排液管道插入潜浮器配重液仓，深度距潜浮器配重液仓底部50mm，微孔曝气管固定架对称安装在潜浮器内侧壁上，将微孔曝气管采用抱箍固定在支架上。本发明设置的曝气自控系统是通过电磁压力表和时间续电器控制压力站气罐、气泵启动和停止的运行，PAC控制台设定曝气运行的时间端，启动气泵可按设置的时间段进行曝气运行，电磁压力表设置曝气压力上限/下线值，压力站气罐压力超过上限值，说明微孔曝气管束堵塞现象，由电磁压力表反馈到PAC台电源控制系统停止气泵运行，同时，PAC控制台启动潜浮器升降控制系统电源系统，启动抽吸排水泵将潜浮器上浮出水面，压力站气罐气体反冲微孔曝气管束，曝气管束达到通量后，压力站气罐电磁压力表恢复到设置的下限值，PAC控制台自动开启气泵电源系统，同时，潜浮器升降控制系统自动开启进水泵，潜浮器下潜到指定位置，系统恢复正常运行。本发明采用微孔陶瓷管作为曝气管束的材料，潜浮器、潜浮器升降控制系统、微孔曝气管束、曝气自控系统的合理组合。
由于本发明设计的总体工艺流程合理，符合物理学、生物化学和材料学原理，运用微孔陶瓷曝气管的耐腐蚀、耐高温、耐高压、抗污染能力强和曝气均匀、气泡小的特点，有效提高曝气水域溶氧量；运用曝气自控系统和潜浮器升降控制系统实现深层曝气、浅层曝气和微孔爆气管束反冲一体的连续化运行模式，有效提高生产效率和降低系统运行能耗。
此外，本发明适用于大、中、小型水处理工程好氧生化工艺和工矿、学校、部队、机关团体及自然灾害应急的液体好氧生化处理工艺，通用性强。
以下结合说明书附图及实施例，进一步说明本发明专利的具体工艺、技术和结构特征。
附图说明
图1系统方框图
图2工艺技术原理图
图3结构平面图
图4结构正立面图
图5结构侧立面图
具体实施方式
以上附图是本发明的实施例之一。参照附图，对本发明实施例做一些说明。图1是本发明的系统框图。这是本发明实施例的总体框架。结合图1和图2，对装置的工艺技术和结构特征进行了解。由图1可见，潜浮式通用微孔宝气曝气装置有两大板块组成：100是潜浮器升降单元，包括：潜浮器配重液仓、液仓进/排液管、潜浮器排空管、微孔曝气管固定架和潜浮器升降控制系统的进液/吸液泵、配重液罐及管道止回阀等构成；200是微孔曝气单元，包括：微孔曝气管束和曝气自控系统的PAC控制台、气泵、压力站气罐、电磁压力表止回阀及连接管道等构成。潜浮式通用微孔曝装置需要潜入液体深层进行曝气运行，由图1和图2可见，启动潛浮曝气升降控制系统，进液泵(104)将将配重液注入潜浮器配重液仓，仓内空气随着配重液的注入由排空管(102)排出，同时潜浮式通用微孔宝气装置(101)开始潜入液内，潜入设定位置后停止进液泵(104)，启动曝气自控系统，气泵(208)开始运行，空气由管道进入(204)压力站气罐(设定气压上限和下限值)气压达到设定的下限值后自动冲开(203)气动式止回阀，空气通过(202)进入微孔陶瓷曝气管，潜浮式通用微孔曝装置进入正常运行。潜浮式通用微孔曝装置运行过程中由于曝气管道被污染堵塞气孔或输气管道堵塞系统压力升高，压力站气罐上的电磁压力表(206)超过安全值(压力表上限值)，由表内信号装置(205)反馈到(207)PAC控制台，曝气自控系统停止气泵(208)运行，同时，(207)PVC控制台自动开启潜浮器升降控制系统的抽吸泵(105)将潜浮器配重液仓(108)内液体抽吸排出，空气由排空管(102)进入潜浮器配重液仓(108)内，潜浮式通用微孔曝气装置(101)上升浮出水面后，压力站气罐的气体对微孔陶瓷曝气管进行反冲洗运行，随着反冲洗运行，压力站气罐电磁压力表恢复到下限值时，配重液进液泵自动运行，将配重液注入潜浮器配重液仓，同时，潜浮式通用微孔曝气装置下潜制定深度，进入正常运行，循环往复形成完整的自动化运行体系。
综上所述，本发明专利采用潜浮器与微孔陶瓷曝气管束一体化曝气装置和微孔曝气自控系统、潜浮器升降控制系统的装置，实现液体好氧生化处理的深层曝气和浅层曝气，同时实施自动化运行有效降低能耗资源。

Claims (5)

1.潜浮式通用微孔曝气装置，其特征在于主要包括由潜浮器升降控制系统和潜浮器组成的潜浮器升降单元；由曝气自控系统和微孔曝气管束组成的微孔曝气单元依次连接而成，所述潜浮器升降控制系统由两个离心泵和两个管道止回阀连接而成，所述潜浮器由潜浮器配重液仓、排/进液口、潜浮器弧形吃水板、微孔曝气管固定架和潜浮器排空管连接而成，所述曝气自控制系统由气泵、压力站气罐、气动止回阀、电磁压力表和PAC控制台连接而成，所述微孔曝气管束由数只微孔曝气管和微孔曝气管固定架及抱箍连接成矩阵式曝气束。
2.如权利要求1所述的潜浮式通用微孔曝气装置，其特征在于本发明设置的潜浮器升降控制系统是通过离心泵将配重液(或可采用比重较大液体)注入潜浮器水仓加重潜浮器重力使之下潜，下潜程度控制注入配重液(或较大比重液体)量；将潜浮器配重液仓内配重液(较大比重液体)通过离心泵抽吸排出，使之上浮，上浮程度控制抽排出配重液(较大比重液体)量。
3.如权利要求1所述的潜浮式通用微孔曝气装置，其特征在于本发明所述潜浮器采用喽空的方体结构，方体立面中间为空趟，构成中空环形正方体，即潜浮器配重液仓，似“回”字形，环形体底部是弧形吃水板，用以平衡潜浮器和下潜/上浮吃水控制，潜浮器上平面的对称位置分别安装进/排配重液管道和排空管道，进液/排液管道插入潜浮器配重液仓，深度距潜浮器配重液仓底部50mm，微孔曝气管固定架对称安装在潜浮器内侧壁上，曝气管采用抱箍固定在支架上。
4.如权利要求1所述的潜浮式通用微孔曝气装置，其特征在于本发明设置的曝气自控系统是通过电磁压力表和时间续电器控制压力站气罐、气泵启动和停止的运行，PAC控制台设定曝气运行的时间段，启动气泵可按设置的时间段进行曝气运行，电磁压力表设置曝气压力上限/下线值，压力站气罐压力超过上限值，说明微孔曝气管束堵塞现象，由电磁压力表反馈到PAC控制台，电源控制系统停止气泵运行，同时，PAC控制台启动潜浮器升降控制系统电源系统，启动抽吸排液泵将潜浮器上浮出水面，压力站气罐气体反冲微孔曝气管束，曝气管束达到通量后，压力站气罐电磁压力表恢复到设置的下限值，PAC控制台自动开启气泵电源系统，同时，潜浮器升降控制系统自动开启进水泵，潜浮器下潜到指定位置，系统恢复正常运行。
5.如，权利要求1所述的潜浮式通用微孔曝气装置，其特征在于本发明专利采用潜浮器与微孔陶瓷曝气管束一体化曝气装置和微孔曝气自控系统、潜浮器升降控制系统的设计，实现液体好氧生化处理的深层曝气、浅层曝气和微孔爆气管束的反冲的连续运行模式，同时实施自动化控制。
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