CN104741003A - 曝气装置及包括曝气装置的过滤系统 - Google Patents

Abstract

提供曝气装置和包括曝气装置的过滤系统。曝气装置包括：壳体，具有被限定在壳体中的内腔，壳体包括至少一个侧壁和连接到至少一个侧壁的上表面；第一隔板，形成在内腔内并从上端延伸到下端以限定第一腔和第二腔；以及第二隔板，形成在内腔内在第一隔板和第一侧壁之间并从上端延伸到下端以限定第二腔的第一室和第二室，其中壳体包括与第一腔连通的入口开口和与第二室连通的出口开口，第一隔板在其上端与壳体的上表面隔开以形成第一开口，第一腔和第二腔通过第一开口彼此连通，第二隔板的上端连接到壳体的上表面，第一室和第二室在第二隔板的下端的下方彼此连通，第二室朝向壳体的上表面逐渐变窄。

Description

曝气装置及包括曝气装置的过滤系统

相关申请的交叉引用

此申请要求2013年12月31日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2013-0168826号的权益，其全部公开通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及曝气装置及包括曝气装置的过滤系统。

背景技术

浸在水中的水净化过滤器可以由包括至少一束中空纤维膜的膜组件或盒组成。在诸如脱盐、水处理、污水处理、水再利用等的应用中，水可泵浦通过纤维膜，以便过滤水。取决于过滤的目的，纤维膜包括具有不同尺寸的孔，使得过滤器可以将具有比孔的尺寸更大的尺寸的污染物从被引入到中空纤维膜的水中过滤出。这种过滤可以分为例如纳米过滤、超滤和微滤，孔通常具有0.001微米至10微米的尺寸。在浸没式过滤器中，为了清洁过滤膜，可以用气泡对过滤膜曝气。

已经进行各种尝试来提供用于清洁膜过滤器的曝气机。

美国专利公开文本2011/0198283和WO 2008/153818公开一种被附着到膜组件的下端的曝气机，其中两相流体流供应到模块中的纤维束，以清洁膜。

美国专利公开文本2011/0049047公开一种包括管道的曝气机，气泡通过该管道产生并被引入到过滤模块中的纤维束。

美国专利8,038,882公开具有用于产生待引入到过滤模块内的气泡的管结构的曝气机。类似于上述公开文本，该文献公开曝气机和过滤模块的单件结构。

然而，在上述文献中，空气供应单元被配置为通过在气体扩散到膜过滤器之前阻塞室来降低气体移动的速率，从而使污泥沉积在室中。此外，空气供应单元被整合到过滤模块中，从而与具有不同形状的其它类型过滤模块不能很好地兼容。而且，空气供应单元具有管状的内部结构，从而提供低的生产力。

为了解决相关技术中这样的问题，本发明的发明人开发了包括多个室的曝气装置。但是，这种曝气装置具有空气气泡会残留在室中的问题。因此，需要一种能够完全释放收集的空气的曝气装置。

发明内容

本发明的实施例提供一种曝气装置，该曝气装置包括被分隔成空气储存隔室、空气滞留隔室和空气气泡流动隔室的室。进入该装置的空气被保持一段时间，随后通过形成在隔板的上部的出口开口在短时间内释放。根据发明的实施例，所释放的空气提供以低空气消耗量清洁诸如膜过滤器的过滤器的高空气冲刷效果。

本发明的一个方面涉及一种曝气装置，其包括：壳体，具有被限定在壳体中的内腔，壳体包括至少一个侧壁和连接到至少一个侧壁的上表面；第一隔板，形成在内腔内并从上端延伸到下端以限定第一腔和第二腔；以及第二隔板，形成在内腔内在第一隔板和第一侧壁之间并从上端延伸到下端以限定第二腔的第一室和第二室，其中壳体包括与第一腔连通的入口开口和与第二室连通的出口开口，第一隔板在其上端与壳体的上表面隔开以形成第一开口，第一腔和第二腔通过第一开口彼此连通，第二隔板的上端连接到壳体的上表面，第一室和第二室在第二隔板的下端的下方彼此连通，第二室朝向壳体的上表面逐渐变窄。

在一个实施例中，出口开口可以通过壳体的上表面与第二室连通。

在另一实施例中，出口开口可以形成在第一侧壁的上部。

第一隔板和第二隔板可以具有平坦表面、弯曲表面或多边形表面。

在一些实施例中，至少一个侧壁可以包括一对第一相对侧壁和连接到第一相对侧壁的一对第二相对侧壁，一对第一相对侧壁包括所述第一侧壁，第一隔板和第二隔板可以从第二相对侧壁的一个延伸到第二相对侧壁的另一个。

出口开口可以包括在宽度方向上平行于第二隔板延伸的槽。

曝气装置可以进一步包括将第一隔板的下端连接到第一侧壁的第三隔板，其中第三隔板与第二隔板的下端隔开以形成第二开口，第一室和第二室可以通过第二开口彼此连通。

曝气装置可以配置为浸没在液体介质中，并且当气体通过入口开口供应到第一腔中时，从出口开口间歇地释放气体气泡。

在一个实施例中，第二室可以包括：彼此面对的第二隔板和第一侧壁；以及连接第二隔板和第一侧壁的一对第二相对子侧壁，其中第二隔板可以平行于第一侧壁，第二相对子侧壁可以是倾斜的，使得第二相对子侧壁之间的距离朝向壳体的上表面逐渐减小。

在另一实施例中，第二室可以包括：彼此面对的第二隔板和第一侧壁；以及连接第二隔板和第一侧壁的一对第二相对子侧壁，其中第二相对子侧壁可以彼此平行，第二隔板和第一侧壁可以是倾斜的，使得第二隔板和第一侧壁之间的距离朝向壳体的上表面逐渐减小。

在又一实施例中，第二室可以包括：彼此面对的第二隔板和第一侧壁；以及连接第二隔板和第一侧壁的一对第二相对子侧壁，其中由第二隔板的上端、第一侧壁和一对第二相对子侧壁限定的上部面积A1比由第二隔板的下端、第一侧壁和一对第二相对子侧壁限定的下部面积A2小。

在一些实施例中，上部面积A1与下部面积A2的比率的范围可以为1:1.5至1:10。

本发明的另一方面涉及一种过滤系统。该过滤系统包括过滤器和如上所述的曝气装置，曝气装置布置在过滤器下方，过滤器和曝气装置浸没在液体介质中。

过滤器可以包括纤维膜过滤器，并且过滤系统可以进一步包括泵以使液体介质流动通过纤维膜过滤器。

过滤器可以包括多个过滤模块，曝气装置可以包括多个曝气单元。多个曝气单元中的各个曝气单元可以布置在多个模块中的每个过滤模块下方。

本发明的一个目的是提供一种允许收集的空气完全释放而空气气泡不会残留在室中的曝气装置。

本发明的另一目的是提供一种配置为使得喷发的气体气泡直接并有效地用于冲刷诸如膜过滤器的过滤器的曝气装置，以减少气体气泡的再分配并利用气体气泡的初始能量，从而保证高效率和低能量消耗。

本发明的又一目的是提供一种能够通过强脉冲操作提供强冲刷效果而空气不会残留在曝气装置中的曝气装置。

本发明的又一目的是提供一种能够通过将持续空气供应转化为间歇气体气泡而实现具有低能耗的高清洁效率的曝气装置。

本发明的又一目的是提供一种可以从空气供给单元提供有效曝气同时减少所用的空气的量和操作成本的曝气装置。

本发明的又一目的是提供一种通过减少污泥堆积而能够稳定地长时间操作的曝气装置。

本发明的又一目的是提供一种可以串联或并联组合和/或扩展以对应于并有效地曝气过滤器的各种结构中的任意一种的曝气装置。

本发明的又一目的是提供一种具有简单的结构以提高生产力同时降低制造成本的曝气装置。

本发明的又一目的是提供一种包括如上所述的曝气装置的过滤系统。

根据本发明，曝气装置允许收集的空气完全释放，而空气气泡不会残留在室中，并允许喷发的气体气泡直接并有效地用来冲刷诸如膜过滤器的过滤器，以减少气体气泡的再分配并利用气体气泡的初始能量，从而保证高效率和低能量消耗。此外，曝气装置能够通过强脉冲操作提供强冲刷效果，而空气不会残留在曝气装置中，能够通过将持续空气供应转化为间歇气体气泡而实现具有低能耗的高清洁效率，可以从空气供给单元提供有效曝气同时减少所用的空气的量和操作成本。此外，曝气装置能通过减少污泥堆积稳定地长时间操作，能串联或并联组合和/或扩展，以对应于并有效地曝气过滤器的各种结构中的任意一种，并具有简单的结构以提高生产力同时降低制造成本。此外，本发明提供包括如上面提出的曝气装置的过滤系统。

附图说明

图1例示根据本发明的一个实施例的曝气装置的透视图。

图2A例示沿图1中的线A-A'截取的剖视图，图2B例示根据本发明的另一实施例的曝气装置的剖视图，图2C例示根据本发明的又一实施例的曝气装置的剖视图，图2D例示根据本发明的又一实施例的曝气装置的剖视图，图2E例示根据本发明的又一实施例的曝气装置的剖视图。

图3A至图3E例示图1的曝气装置的间歇气体气泡产生的阶段。

图4例示包括根据本发明的实施例的曝气装置的过滤系统的透视图。

图5例示包括根据本发明的实施例的曝气装置的过滤系统的下部。

图6例示根据本发明的另一实施例的曝气装置的示意俯视图。

图7例示根据本发明的另一实施例的曝气装置的透视图。

图8例示根据本发明的另一实施例的曝气装置的示意俯视图。

图9例示根据本发明的又一实施例的曝气装置的示意俯视图。

图10例示根据本发明的又一实施例的曝气装置的透视图。

图11例示显示对于示例1和对比示例1中的通量的TMP增加率的曲线图。

图12例示根据本发明的又一实施例的曝气装置的透视图。

图13例示根据本发明的又一实施例的曝气装置的透视图。

具体实施方式

在下文中将参照附图更详细地描述发明的示例性实施例。应该理解的是，在不脱离发明的精神或范围的情况下，本发明可以由本领域技术人员以不同方式实施。下述实施例仅以例示的方式给出，以向本领域技术人员提供对发明的充分理解。

应当注意，附图不是精确地按比例，在图中为了描述清楚，某些尺寸(例如宽度、长度、厚度等)被放大。此外，应当理解，当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件可以直接形成在另一元件上或下，或者在它们之间也可以存在一个或多个中间元件。此外，表示空间定向的表述，诸如“上(部)”和“下(部)”，将解释为表示相对方向，而不是绝对方向。此外，应该理解，对某个实施例的功能或特征的描述也可应用到其它实施例的类似功能或特征。

参照图1和图2，根据本发明的一个实施例的曝气装置10包括：壳体20，它包括一对第一相对侧壁22A和22B；连接到第一相对侧壁22A和22B的一对第二相对侧壁24；以及连接到第一相对侧壁22A和22B和第二相对侧壁24的上表面25，其中内腔30由第一相对侧壁22A和22B、第二相对侧壁24和上表面25限定在壳体20中。在此实施例中，上表面25放置在壳体的上部，并垂直于侧壁。上表面25将至少一个侧壁连接到壳体的上部，并且可以构成壳体的盖或顶棚。虽然在图中上表面25被示为具有平坦的形状，但应当理解，本发明不限于此。可替代地，上表面25可以具有各种形状，诸如弯曲表面、多边形表面等。另外，上表面可形成台阶部分。例如，参照图2C，第一腔32和第一室36具有形成在第一平面的上表面25A，第二室38具有形成在可以和第一平面不同的第二平面的上表面25B。例如，第一平面和第二平面可以垂直于侧表面，或者可以相对于彼此以某一角度倾斜。例如，第一平面和第二平面可以以100°至170°的角度倾斜。

在另一实施例中，上表面可以形成倾斜表面，而不是台阶部分。例如，第一相对侧壁22B可以具有比第一相对侧壁22A更大的高度，使得从第一相对侧壁22B延伸到第一相对侧壁22A的上表面具有倾角。可替代地，连接第一腔32和第一室36的上表面25A平行于壳体的底表面，第二室38的上表面25B可以具有倾角，如图2D所示。

在又一实施例中，如图2E所示，上表面25B可以连接在第二隔板50的上端52和第一相对侧壁22A之间，使得上表面25B形成倾斜表面，而不形成弯曲部分。

在一个实施例中，第一相对侧壁22A、22B可以彼此平行，第二相对侧壁24可以彼此平行并垂直于第一相对侧壁22A、22B。壳体20可具有六面体形状、圆柱形形状等。壳体20可以由金属、塑料、玻璃纤维、陶瓷或其它合适的材料形成。

在另一实施例中，一对第一相对侧壁22A、22B和一对第二相对侧壁24中的至少一对可以被形成为彼此倾斜。

曝气装置10包括在内腔30内从下端44延伸到上端42的第一隔板40。第一隔板40放置在第一相对侧壁22A、22B之间，并限定在内腔30内的第一腔32和第二腔34。第一隔板40的上端42与上表面25隔开以形成第一开口，第一腔32通过第一开口与第二腔34连通。

曝气装置10进一步包括在内腔30内从上端52延伸到下端54的第二隔板50。第二隔板50放置在第一隔板40和第一侧壁22A之间，并限定第二腔34内的第一室36和第二室38。

第二隔板50的上端52连接到上表面25，第一室36和第二室38在第二隔板50的下端54下方彼此连通。

第二室38朝向上表面25逐渐变窄。这样，第二室的其上部比其下部窄的结构允许收集的空气完全释放，而不会残留在室中。

在一个实施例中，如图1所示，第二室38包括彼此面对的第二隔板50和第一侧壁22A；连接第二隔板50和第一侧壁22A的一对第二相对子侧壁124A、124B，其中第二隔板50和第一侧壁22A彼此平行，第二相对子侧壁124A、124B倾斜，使得第二相对子侧壁124A、124B之间的距离朝向上表面逐渐减小。在这种情况下，第二相对子侧壁124A、124B可以不平行于第二相对侧壁24。尽管两个第二相对子侧壁124A、124B都被示为倾斜的，但本发明不限于此。可替代地，第二相对子侧壁124A、124B中的仅一个可以是倾斜的，使得第二室38朝向上表面25逐渐变窄。

在另一实施例中，如图2B所示，第二室38包括彼此面对的第二隔板50和第一侧壁22A；以及连接第二隔板50和第一侧壁22A的一对第二相对子侧壁124A、124B，其中第二相对子侧壁124A、124B彼此平行，第二隔板50和第一侧壁22A是倾斜的，使得第二隔板50和第一侧壁22A之间的距离朝向上表面逐渐减小。在这种情况下，第二隔板50被设置成平行于第一隔板40，仅第一侧壁22A可以是倾斜的，使得第二室38朝向上表面逐渐变窄。可替代地，第一侧壁22A被设置成平行于第一隔板40，仅第二隔板50是倾斜的，使得第二室38朝向上表面逐渐变窄。可替代地，第二隔板50和第一侧壁22A两者都是倾斜的，使得第二室38朝向上表面逐渐变窄。在这种情况下，第二相对子侧壁124A、124B和第二相对侧壁24可以彼此平行。

如本文所用，表述“倾斜”是指对应的构件被设置成和垂直于壳体的底表面的平面不平行。

第二室38包括彼此面对的第二隔板50和第一侧壁22A以及连接第二隔板50和第一侧壁22A的一对第二相对子侧壁124A、124B，其中由第二隔板的上端52、第一侧壁22A和一对第二相对子侧壁124A、124B限定的上部面积A1比由第二隔板的下端54、第一侧壁22A和一对第二相对子侧壁124A、124B限定的下部面积A2小。在一些实施例中，上部面积A1与下部面积A2的比率的范围为1:1.5至1:10，优选1:2至1:7。在此范围内，曝气装置可产生强脉冲，从而提供优异的清洁效果。

在一个实施例中，曝气装置10可以进一步包括将第一隔板40的下端44连接到第一侧壁22A的第三隔板55。第三隔板55与第二隔板50的下端54隔开以形成第二开口，第一室36和第二室38通过第二开口彼此连通。此外，第一隔板40、第二隔板50和第三隔板55可以由金属、塑料、玻璃纤维和其它合适的材料形成。

在一个实施例中，第一隔板40、第二隔板50和第三隔板55中的至少一个是基本上直的，使得曝气装置10简单并易于制造。

在另一实施例中，第一隔板40、第二隔板50和第三隔板55中的至少一个可以具有平坦表面、弯曲表面或多边形表面。

在又一实施例中，第三隔板55可以被形成有污泥等能够排放通过的通孔。

在一个实施例中，第一隔板40和第二隔板50可以从第二相对侧壁24中的一个延伸到另一第二侧壁24。另外，第一隔板40和第二隔板50可以平行于第一相对侧壁22A、22B延伸。

在一个实施例中，壳体20可包括形成在第一相对侧壁22A、22B和第二相对侧壁24中的至少一个侧壁中的入口开口60。例如，在一个实施例中，入口开口60可以形成在第二侧壁24中的一个中。然而，应当理解，本发明不限于此。在另一实施例中，入口开口可以形成在第一侧壁22A、22B中的至少一个中，或放置在壳体的下部，并可以与第一腔32连通。入口开口60对应于空气或气体能够通过其流入到第一腔32中的入口。

壳体20可以进一步包括出口开口62，其被形成为穿过上表面25并与第二室38连通，用于使气体气泡从第二室38释放到曝气装置10外。

在一个实施例中，出口开口62可以是在第二隔板的宽度方向上平行于第二隔板50延伸的槽。这里，第二隔板50的宽度方向是指平行于相对侧壁22A、22B的方向。

在一些实施例中，出口开口62被形成为穿过第二室38的上表面25，第二室38由彼此面对的第二隔板50和第一侧壁22A以及连接第二隔板50和第一侧壁22A的一对第二相对子侧壁124A、124B限定。在如图2C所示的其中上表面具有台阶部分的结构中，出口开口62可以形成在构成第二室38的上表面25B的第二平面中。

在另一实施例中，出口开口62可形成在第一侧壁22A的上部。图12显示出口开口62形成在第一侧壁22A的上部，而不是在上表面25。出口开口62可放置在对应于距离第一侧壁22A的上部末端第一侧壁22A的整个长度的15％或更少的位置。虽然出口开口62被示出为具有槽的形状，但本发明不限于此。

在又一实施例中，如图13所示，出口开口62可以形成在连接第二隔板和第一侧壁的第二相对侧壁124A、124B中的至少一个中。

参照图3A至图3E，显示曝气装置10的间歇气体气泡产生的阶段。曝气装置10浸没在诸如待过滤的水的液体介质中。

参照图3A，气体70通过入口开口60供应到曝气装置10的内腔30中。入口开口60可直接连接到壳体20，诸如穿过壳体20的相对侧壁22A、22B中的至少一个。然而，应当理解，本发明不限于此。在一个实施例中，气体可以是空气，但并不限于此。在另一实施例中，气体可以是任何其它合适的气体。在一个实施例中，气体70可以以基本上恒定的速率持续供应。

另外，参照图3B，随着内腔30中的气体70的量增加，气体70上升到第一腔32和第二腔34的第一室36的顶部，由此使第一腔32和第一室36中的液位降低。也就是说，第一腔32是气体储存区，第一室36是气体滞留区。

此外，参照图3C，当第一室36的液位变得比第二隔板50的下端54低时，气体70从第一室36通过第二隔板50的下端54下方的开口向第二室38移动。气体70然后通过第二室38上升，并作为气体气泡72通过出口开口62释放。这里，由于第二室38具有比其下端窄的上端，也就是，由于第二室38的上部面积A1比第二室38的下部面积A2小，气泡可产生强脉冲，第一室36和第一腔32中的大部分气体70通过出口开口62在短时间内释放。也就是，第二室38是气体气泡流动区。这里，上部面积A1由第二隔板的上端52、第一侧壁22A和一对第二相对子侧壁124A、124B限定，下部面积A2由第二隔板的下端54、第一侧壁22A和一对第二相对子侧壁124A、124B限定。

参照图3D，气体70经由虹吸效应继续通过第二室38流出，第一腔32的液位上升。

最后，参照图3E，第一腔32中的液位上升，直到达到充当堰的第一隔板40的上端42，然后液体流过第一隔板40的上端42并进入第一室36中。如参照图3A所描述的那样，通过入口开口60供应到内腔30中的气体70再次上升到第一腔32和第一室36的顶部，并再次导致第一腔32和第一室36中的液位降低。曝气装置10的气体气泡产生的这些阶段被重复，从而形成气体气泡产生的间歇短周期。

参照图4和图5，根据一个实施例的过滤系统100包括如上所述的曝气装置110。在此实施例中，曝气装置110具有和上述的曝气装置10相同或基本相同的结构，并具有间歇地产生气体气泡的功能。然而，应该理解，本发明不限于此。在另一实施例中，过滤系统100可包括根据本发明的其它实施例的曝气装置。

在一个实施例中，过滤系统100包括曝气装置110和过滤器120。在一个实施例中，为了清洁过滤器120的表面，安装在过滤器120下方的曝气装置110使得从曝气装置110释放的气体气泡192可上升到过滤器120的构件周围和之间。在一个实施例中，曝气装置110可以与过滤器120隔开，使得曝气装置110可以位于过滤器120附近以提供过滤器120的有效清洁。在一个实施例中，曝气装置110可以布置在过滤器120的子模块或构件之间的间隙中。曝气装置110包括壳体112、气体通过其供应到壳体112的内腔的入口开口114以及气体气泡192通过其在向上方向被释放到过滤器120的出口开口116。在一个实施例中，过滤器120可以包括膜过滤器，膜过滤器包括一个或多个诸如中空纤维的纤维束、平板和其它类型的膜。在另一实施例中，过滤器120可以包括和膜过滤器不同的诸如沙过滤器的其它类型的过滤器。然而，应该理解，本发明不限于此。在另一实施例中，过滤器120可以包括将由曝气装置110曝气的任何其它合适的过滤装置。过滤系统100可以浸没在待过滤的液体介质中。液体介质可以包括待过滤的任何液体介质，诸如水和混合溶液等。

在一个实施例中，过滤系统100进一步包括框架130、下头部140以及支撑过滤器120的上头部150。另外，过滤系统100包括连接到曝气装置110的入口开口114以将气体供应到曝气装置110的内腔中的气体源160。入口开口114可以通过壳体112的侧壁连接到壳体112，或者可以直接连接到壳体的其它部分，例如壳体的底部。在一个实施例中，过滤系统100可包括液体出口170，以将过滤后的液体从过滤器120移除。液体出口170可以连接到泵180或用于使过滤后的液体从过滤器120流动的其它合适的装置。

曝气装置110可以由单个或多个曝气单元组成。例如，曝气装置110可以由串联或并联布置的曝气单元组成。这里，曝气单元意味着包括单个出口开口的曝气装置10。

在一些实施例中，过滤器120可以包括多个过滤模块，曝气装置110可以由多个曝气单元组成。在这种情况下，多个曝气单元中的各个曝气单元布置在多个模块中的每一个过滤模块的下面。

在一个实施例中，如图6所示，曝气装置310的每一个包括单个出口开口62，并且可以布置在第一方向上。在这种情况下，各个曝气单元的第一侧壁22A可以面对相邻的曝气单元的第一侧壁22B。

在另一实施例中，如图7和图8所示，曝气单元310可以布置为使得各个曝气单元的第二侧壁24可面对与其相邻的另一曝气单元的第二侧壁。在这种情况下，曝气单元310的出口开口62可以在相同的方向上布置在一条线上，或可交替地布置在相反的方向上。图7显示曝气单元的其中各个曝气单元的第二侧壁24A面对与其相邻的另一曝气单元的第二侧壁24A的偏移布置，图8显示曝气单元的其中各个曝气单元的第二侧壁24A面对与其相邻的另一曝气单元的第二侧壁24B的线性布置。

在又一实施例中，如图9所示，多个曝气单元可以以偏移布置布置在多行。

尽管根据本发明的曝气装置在发明的实施例中已经被例示为具有的矩形或盒形壳体，但是应当理解，本发明不限于此。例如，参照图10，根据另一实施例的曝气装置10可包括圆柱形壳体20。在其它实施例中，曝气装置可包括具有诸如棱镜形状、金字塔形状、圆顶形状、截头棱镜形状、截头圆锥形状等其它合适的形状的壳体。在这种情况下，隔板可以具有平坦表面、多边形表面或弯曲表面。

在下文中将参考一些示例更详细地描述本发明。但是，应该注意，提供这些示例仅是用于例示，不应被解释为以任何方式限制本发明。为了清楚，对本领域技术人员来说明显的细节的描述将省略。

示例

示例1

在好氧池中制备具有8,000毫克/升至10,000毫克/升的浓度的混合液体。将混合液体泵入三个膜模块安装在其中的膜罐中。每个膜模块具有约24平方米的表面积，测试的总膜面积为72平方米。膜的每一个在其下部被提供如图1所示的曝气机。操作协议首先设置操作通量，每个过滤周期保持在包含14.5分钟过滤和0.5分钟反冲洗加空气冲刷的15分钟。对于每个通量率执行两个周期。在后续阶段改变通量速度。在一个过滤周期中，当注意到实质上的渗透性降低或跨膜压(TMP)上升，停止过滤系统的操作。以0.13立方米/平方米/小时的通量注入空气，在3天的操作中测量空气消耗量和TMP增加率。结果被示于表1和图11。

对比示例1

除了对比示例1中使用的曝气装置不包括在向上方向上逐渐变窄的第二室，使用具有和示例1中使用的曝气装置相同的结构和尺寸的曝气机测量空气消耗量和TMP增加率。

表1

*在20℃的通量＝实际通量×(η1/η0)

η1：水在测量温度的粘度

η0：水在20℃的粘度

如表1和图11所示，可以确定在相同空气通量的条件下，示例1的曝气装置相比对比示例1的曝气装置将TMP增加率降低35％。

尽管已经参考一些实施例描述了本发明，但是应当理解，提供前述实施例仅是为了例示，不应当被解释为以任何方式限制本发明，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行各种修改、变化、改变和等效实施例。

Claims (15)

1.一种曝气装置，包括：

壳体，具有被限定在壳体中的内腔，所述壳体包括至少一个侧壁和连接到所述至少一个侧壁的上表面；

第一隔板，形成在所述内腔内并从上端延伸到下端以限定第一腔和第二腔；和

第二隔板，形成在所述内腔内在所述第一隔板和第一侧壁之间并从上端延伸到下端以限定所述第二腔的第一室和第二室，

其中所述壳体包括与所述第一腔连通的入口开口和与所述第二室连通的出口开口，

所述第一隔板在其上端与所述壳体的所述上表面隔开以形成第一开口，所述第一腔和所述第二腔通过所述第一开口彼此连通，

所述第二隔板的所述上端连接到所述壳体的所述上表面，所述第一室和所述第二室在所述第二隔板的所述下端的下方彼此连通，并且

所述第二室朝向所述壳体的所述上表面逐渐变窄。

2.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述出口开口通过所述壳体的所述上表面与所述第二室连通。

3.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述出口开口形成在所述第一侧壁的上部。

4.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述第一隔板和第二隔板具有平坦表面、弯曲表面或多边形表面。

5.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述至少一个侧壁包括一对第一相对侧壁和连接到所述第一相对侧壁的一对第二相对侧壁，并且其中当所述一对第一相对侧壁中的一个是所述第一侧壁时，所述第一隔板和所述第二隔板从所述第二相对侧壁的一个延伸到所述第二相对侧壁的另一个。

6.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述出口开口包括在宽度方向上平行于所述第二隔板延伸的槽。

7.根据权利要求1所述的曝气装置，进一步包括：

将所述第一隔板的所述下端连接到所述第一侧壁的第三隔板，

所述第三隔板与所述第二隔板的所述下端隔开以形成第二开口，所述第一室和所述第二室通过所述第二开口彼此连通。

8.根据权利要求1所述的曝气装置，其中当所述曝气装置浸在液体介质中并且气体通过所述入口开口供应到所述第一腔时，所述曝气装置通过所述出口开口间歇地释放气体气泡。

9.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述第二室包括：彼此面对的所述第二隔板和所述第一侧壁；以及连接所述第二隔板和所述第一侧壁的一对第二相对子侧壁，并且

其中所述第二隔板平行于所述第一侧壁，所述第二相对子侧壁是倾斜的，使得所述第二相对子侧壁之间的距离朝向所述壳体的所述上表面逐渐减小。

10.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述第二室包括：彼此面对的所述第二隔板和所述第一侧壁；以及连接所述第二隔板和所述第一侧壁的一对第二相对子侧壁，并且

其中所述第二相对子侧壁彼此平行，所述第二隔板和所述第一侧壁是倾斜的，使得所述第二隔板和所述第一侧壁之间的距离朝向所述壳体的所述上表面逐渐减小。

11.根据权利要求1所述的曝气装置，其中所述第二室包括：彼此面对的所述第二隔板和所述第一侧壁；以及连接所述第二隔板和所述第一侧壁的一对第二相对子侧壁，并且

其中由所述第二隔板的所述上端、所述第一侧壁和所述一对第二相对子侧壁限定的上部面积比由所述第二隔板的所述下端、所述第一侧壁和所述一对第二相对子侧壁限定的下部面积小。

12.根据权利要求11所述的曝气装置，其中所述上部面积与所述下部面积的比率的范围为1:1.5至1:10。

13.一种过滤系统，包括：

过滤器；和

根据权利要求1至12中的任意一项所述的曝气装置，所述曝气装置布置在所述过滤器下方，

其中所述过滤器和所述曝气装置浸没在液体介质中。

14.根据权利要求13所述的过滤系统，其中所述过滤器包括纤维膜过滤器，并且所述过滤系统进一步包括泵以使所述液体介质流动通过所述纤维膜过滤器。

15.根据权利要求13所述的过滤系统，其中所述过滤器包括多个过滤模块，并且所述曝气装置包括多个曝气单元，所述多个曝气单元中的各个曝气单元布置在所述多个模块中的每个过滤模块下方。