CN105036307A - 曝气盘、包括其的曝气器及对液体充气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于曝气器的曝气盘，整体为板状，其中间有孔；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通。本发明还提供利用该曝气盘制成的曝气器及对液体充气的方法，曝气口由所述曝气盘凸台上的槽形成，为非固定大小的出口，因此，如果曝气口堵塞，则通过增大通入气体的气压，实现曝气口的尺寸变化，有利于污染物冲出，使微孔重新处于“干净”状态。这样，可以克服刚玉曝气器，橡胶曝气器等曝气增氧设备固定开孔存在运行阻力大、易堵塞、易老化撕裂、氧利用率运行不高、耗电、维修困难、不可再生等问题。

Description

曝气盘、包括其的曝气器及对液体充气的方法

技术领域

本发明涉及用于对液体环境充气的设备及对液体充气的方法，更具体而言，涉及一种用于曝气池中曝气管道上的曝气盘及包括其的曝气器，以及对液体充气的方法。

技术背景

在液体环境(例如鱼塘、水族馆、家用鱼缸、微生物培养池、污水处理池等)中，有时需要充气(包括充氧)，将气体送入液体体系内，这类充气设备称为曝气器，如果输送的气体主要是氧气时，又称为曝气增氧设备。在培养微生物以净化污水的体系中，曝气增氧设备有许多种，其中最为普遍使用的是机器搅拌曝气增氧设备和鼓风曝气增氧设备。现在污水处理厂使用的大部分鼓风曝气增氧设备是刚玉曝气器(砂轮材质曝气器的孔经烧结成型)和橡胶膜片曝气器(橡胶膜片材质上通过机器打孔和激光打孔)等曝气增氧设备。现有曝气器的曝气口都是固定孔，由于气体中含有油分和灰分，刚玉曝气器的曝气口易堵塞，从而运行中的阻力迅速加大，电耗迅速增加，以致无法运行，因此，不可再生的刚玉曝气器容易造成二次污染。对于橡胶膜片曝气器，已有数据表明，机器打孔和激光打孔的橡胶膜片材质的曝气口开孔运行阻力大，易老化撕裂，寿命短，长期运行气泡不均匀，氧利用率不高，电能损耗大，适应性差，且维修困难，影响长期运行效果。

鉴于上述提及的曝气口易堵塞、氧利用率不高、耗电多等问题，期望提供一种曝气器能解决上述问题，实现高效、节能、可持续地运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种曝气器和相关的部件曝气盘，以克服现有技术的问题。

为此，在本发明的第一方面，提供一种用于曝气器的曝气盘，整体为板状，其中间有孔；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通。

另一方面，本发明还提供一种曝气器，为下列实施方案之一：

实施方案1：一种曝气器，包括

一个连接杆；

一个曝气盘，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，以固定至所述连接杆；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通；

一块或两块固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆；

所述连接杆为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；所述固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，无其他的通透的孔或洞，或者在对应于所述曝气盘的凸台围绕的中间位置开有洞，所述洞不与其中间的孔连通；但是，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且连接在所述连接杆上、处于曝气盘两个外侧的固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，都无其他通透的洞；

实施方案2：一种曝气器，包括

一个连接杆；

两个或更多个曝气盘，各曝气盘整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，以固定至所述连接杆；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通；

所述连接杆为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；

任选的固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆；

但是，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且连接在所述连接杆上、处于曝气盘两个外侧的固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，都无其他通透的洞。

本发明还提供一种对液体充气的方法，其中采用本发明的曝气器，包括如下步骤：

a.在第一压力下以第一供气量对曝气器供气；

b.继续以第一供气量对曝气器供气，同时供气压力升高为第二压力；

c.以高于第一供气量的第二供气量对曝气器供气；

d.以低于第二供气量的第三供气量对曝气器供气。

本发明的曝气器的优点是，曝气口由所述曝气盘凸台上的槽形成，为非固定大小的出口，因此，如果曝气口堵塞，则通过增大通入气体的气压，实现曝气口的尺寸变化，有利于污染物冲出，使微孔重新处于“干净”状态。这样，可以克服刚玉曝气器，橡胶曝气器等曝气增氧设备固定开孔存在运行阻力大、易堵塞、易老化撕裂、氧利用率运行不高、耗电、维修困难、不可再生等问题。

附图说明

现将参照附图详细地描述本发明的优点、特征，在附图中，各部件未必按比例绘制，其中：

图1a-1b是根据本发明的曝气盘的一个实施方案的示意图；

图2是根据本发明的曝气器的一个实施方案的剖视图；

图3是根据本发明的曝气器的一个实施方案的分解视图；

图4是图3的曝气器装配完成状态下的剖视图；以及

图5是根据本发明的曝气器的一个实施方案的剖视图。

具体实施方式

在本说明书中，曝气器和曝气盘、隔板及固定板之间为整体与部件的关系，曝气盘、隔板及固定板与连接杆配合，形成曝气器。其中曝气器与曝气盘、隔板及固定板之间存在内在联系，因此，涉及曝气盘、隔板及固定板的说明均适用于曝气器。

在本说明书中，为叙述的方便与简明，曝气盘按有槽的凸台表面处于水平方向的方位为准，此时认为曝气盘处于水平方向。

类似地，为叙述的方便与简明，整体为板状的隔板、固定板以其面积最大的平面处于水平位置为准，此方位作为其水平位置，此时隔板、固定板与曝气盘可以以最大的面积叠置(一个置于另一个之上)。

本发明的曝气盘整体为板状，在曝气盘处于水平方向时，其中间的孔沿竖直方向穿透曝气盘，供所述连接杆穿过；其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，使得曝气盘处于水平方向时，整体截面呈“凹”字形，即外缘部分高、中间部分低的构型；凸台沿曝气盘外周缘分布，凸台表面设有在凸台的内外侧(即凸台朝向曝气盘中心的一侧和朝向曝气盘外侧的一侧)端部均有开口的槽，使得槽在凸台表面是贯通的；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通。穿透的洞有利于在串联在连接杆上的多个曝气盘之间形成一体的容纳气体的腔室。在定义所述曝气盘时，“孔”与“洞”均穿透曝气盘，所不同的是仅仅是所起的作用：“孔”供连接杆穿过，而“洞”不接触连接杆；应当理解的是，固定板的中间位置未必仅仅在固定板的中央。曝气盘可以两面均具有凸台，凸台开有槽；也可以仅仅单面具有凸台，凸台开有槽，而另一面光滑。

本发明的固定板整体为板状，中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆，可以理解的是，这种固定可以采用螺栓等，或者在固定板的孔内设有螺纹，与连接杆上的螺纹配合实现固定。由于这种情形的固定属于常规的方式，在本说明书内不作赘述。另外，在定义所述固定板时，“孔”与“洞”均穿透固定板，所不同的是仅仅是所起的作用：“孔”供连接杆穿过，而“洞”不接触连接杆；“洞”开在固定板安装至连接杆时对应于所述曝气盘的凸台围绕的、但是在“孔”之外的位置。同时，尽管限定“孔”在曝气盘中间，但是其位置未必仅仅在曝气盘的中央，只要“孔”在曝气盘盘面之内，均属于曝气盘“中间”的位置。

当曝气盘有槽的凸台处于水平方向时，沿与水平方向垂直的竖向观察，槽的轮廓可以是V字形、矩形、弧形(包括半圆形)或其他任何可用的形式。槽在曝气盘上有多种分布方式，例如沿径向(即从中心向外发散；但是，此处术语“径向”未必意味着曝气盘为某种特定的形状，例如圆形)分布，螺旋式分布等。另外，槽在曝气盘凸台表面可以为连续、均匀分布，也可以离散分布(例如一组槽与另一组槽存在间距，该间距与组内各槽之间的间隔不同)。槽的长度可根据实际需要和加工工艺来设定，如果为径向分布，则其长度为凸台沿径向的长度。但是，只要曝气盘凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽，使得槽在凸台表面是贯通的，则可实现发明目的，并属于发明的范围，其具体尺寸不限。例如，曝气盘凸台表面上设有的槽宽度优选地为0.07mm至小于0.1mm(即0.07-0.1mm，但是不包括0.1mm；如果一个槽在整个槽长度上宽度不一致时，其最大值与最小值在0.07mm至小于0.1mm范围内变化)，槽深度为0.1-1.2mm(如果一个槽在整个槽长度上深度不一致时，其最大值与最小值在0.1-1.2mm范围内变化)。出乎意料的是，发明人通过实验证实，只要槽宽度在0.07mm至小于0.1mm之间，不管槽的高度如何，都可以实现有利的效果：低于0.07mm时，曝气阻力大；高于0.1mm则出气为大气泡，气体利用率低。槽之间的间隔为0.05-2mm。例如，凸台的高度(从曝气盘中间平面起算)为0.1-2.0mm，凸台的宽度(按凸台沿由曝气盘中心向外的直线方向上计)为0.5-30mm。优选地，凸台高度大于槽的深度，这样有助于在凸台围绕的空间内形成储存气体的腔室，利于曝气过程的稳定操作。

曝气盘中间的孔可以是圆形、矩形、椭圆形等，优选为圆形，其尺寸优选地稍大于连接杆的外径尺寸，这样便于安装至连接杆，孔的形状优选地与连接杆的外部轮廓一致，但这只是出于加工和装配方便的考虑(连接时，可以采用垫片等，密封孔与连接杆的连接处)。曝气盘的大小、厚度不限，可以按实际需要确定。例如，曝气盘直径(非圆形时，按内切圆的直径计)可以为5-250mm，厚度例如为1-5mm。

优选地，曝气盘上设有固位装置，例如，在相邻的两个曝气盘中，其中一个曝气盘在凸台围绕的表面上设有凹陷，另一个曝气盘在对应表面上设有与该凹陷对应的突起，突起可以插入凹陷内，由此，可以有效防止在曝气过程中曝气盘之间的窜动位移，从而可靠地工作。

曝气盘和固定板可以为圆形、椭圆形、长方形等任何形状，优选为圆形或椭圆形，特别是圆形。固定板优选和曝气盘外形一致，以形成一体的整齐的曝气器。

本发明的曝气盘在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通，这样，在多个曝气盘串联在连接杆上形成组合式曝气器时，这些洞有助于各个曝气盘之间形成一体的容纳气体的腔室，有利于曝气器操作时气压的稳定。若采用无这种穿透的洞的曝气盘，则曝气盘连接至连接杆形成曝气器时，曝气盘之间形成单独的、互不直接连通的腔室，在个别曝气盘的曝气口堵塞时，易造成瞬时的局部压力不均衡，导致曝气器整体出现“脉冲式”的抖动或振动，不利于曝气器平稳运行。基于凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间的面积计，洞的面积占5-60％，优选为10-45％。洞可以有多个，各洞的面积可以相同，也可以不同，但是优选为面积相同、均匀分布的洞。

本发明的固定板在对应于曝气盘凸台的区域与供所述连接杆穿过的孔之间，可以有穿透的洞，也可以没有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通。基于固定板在对应于曝气盘凸台的区域与中间供所述连接杆穿过的孔之间的面积计，洞的面积占5-60％，优选为10-45％。洞可以有多个，各洞的面积可以相同，也可以不同，但是优选为面积相同、均匀分布的洞。显然，无洞的固定板适用于在连接杆端部封堵曝气盘，而有洞的固定板适用于兼作曝气用气体的入口。

本发明的曝气盘之间还可以有隔板，借助其与曝气盘凸台上的槽形成曝气口，特别是在曝气盘与曝气盘为槽对着槽叠置时，使用隔板可以减小槽形成的曝气口的大小(如果一个曝气盘的槽对着另一个曝气盘的槽形成曝气口，则单个的槽与槽之间形成一个曝气口；而槽-隔板-槽的构型则形成两个曝气口，即两个槽-板形成的曝气口)。隔板形状与有洞的固定板类似，整体为板状，中间有孔，供所述连接杆穿过以便固定至所述连接杆；洞可方便气体流动通过。在具体使用时，甚至可以直接使用有洞的固定板(在这种情况下，隔板与固定板并无实质性区别，只是用途不同：隔板用于隔离曝气盘，以形成曝气口；而固定板用于固定曝气盘至连接杆，通常位于曝气盘外侧，例如在连接杆的端部)。

根据本发明的一个实施方案，所述连接杆、曝气盘、隔板和固定板由金属(铝、铁等)、塑料材料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚碳酸酯等材料)或硬橡胶制成。

隔板和固定板的厚度在整体上是一致的，优选为0.05-15mm，进一步优选为0.1-10mm；大小与曝气盘类似，或者不同，但是优选与曝气盘相同。优选地，在隔板、固定板和曝气盘均处于水平方向时(即面积最大的面处于水平方向)，沿竖直方向俯视三者时，它们的整体外形相同，这样有助于形成整齐的结构。

本发明中，串联、叠置在连接杆上的曝气盘、隔板和固定板个数可以不限，在技术上无任何限制与困难，例如可以是单个，直至几个、几十个，乃至更多，普通技术人员可以根据需要选择，必要时借助螺母等辅助设备实现固定—这些属于本领域普通技术人员熟知的技术手段，在此不赘述。

基于本发明的曝气盘，本发明还提供一种曝气器，为下列实施方案之一：

实施方案1：一种曝气器，包括

一个连接杆；

一个曝气盘，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，以固定至所述连接杆；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通；

一块或两块固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆；

所述连接杆为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；所述固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，无其他的通透的孔或洞，或者在对应于所述曝气盘的凸台围绕的中间位置开有洞，所述洞不与其中间的孔连通；但是，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且连接在所述连接杆上、处于曝气盘两个外侧的固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，都无其他通透的洞；

实施方案2：一种曝气器，包括

一个连接杆；

两个或更多个曝气盘，各曝气盘整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，以固定至所述连接杆；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通；

所述连接杆为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；

任选的固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆；

但是，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且连接在所述连接杆上、处于曝气盘两个外侧的固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，都无其他通透的洞。

在上述两种实施方案中，借助所述曝气盘凸台上的槽，形成曝气口，例如由固定板或隔板覆盖曝气盘，由固定板或隔板与曝气盘凸台上的槽形成曝气孔，或者曝气盘叠置，由槽对槽形成曝气口。例如，如果两个曝气盘设有槽的凸台对置，则曝气口由两个曝气盘的槽配合形成曝气口，或者在两个曝气盘之间设置一个隔板，由隔板与槽形成曝气口---为简便起见，本说明书中，以“在曝气盘中间任选设置隔板”统称这两种情形，即可以有隔板，也可以没有隔板。如果曝气盘仅单面均有设有槽，另一面光滑，则曝气盘之一有槽的一面与另一个曝气盘光滑的一面贴合，形成曝气口—优选有前述的固位装置。因此，在实际使用中，可以仅使用两面均有设槽凸台的曝气盘串联、叠置在连接杆上，中间任选设置隔板；也可以仅使用单面有设槽凸台、另一面光滑的曝气盘串联、叠置在连接杆上，中间任选设置隔板；还可以同时使用两面均有设槽凸台的曝气盘以及单面有设槽凸台、另一面光滑的曝气盘，中间任选设置隔板。在所有的方案中，在处于连接杆的曝气盘的两个外侧，任选使用固定板固定，其中固定板可以都是开洞的，兼作曝气气体的入口，形成两端进曝气气体的构型；也可以是其中一个不带洞，作封堵用，另一个带洞，于是一端进曝气气体。

所述连接杆可以为实心的杆。或者，所述连接杆为空心的、外缘开口的杆，一端开放，一端封闭，或者两端均开放，这样，可以通过连接杆通入曝气所需的气体。外缘开口是指沿连接杆的外周随机或有规律地开设孔，使气体由连接杆内部通向连接杆外部，即曝气盘内部形成的腔室。连接杆径向横截面可以是圆形、矩形、椭圆形等，优选为圆形。连接杆的大小、长度不限，可以按实际需要确定。例如，连接杆直径(非圆形时，按内切圆的直径计)可以为1-25mm，长度例如为10-1000mm。

所述固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，如无其他通透的洞，则起封堵的作用。固定板也可以在对应于所述曝气盘的凸台围绕的中间位置开有洞，所述洞不与其中间的孔连通，这样，固定板上的洞可以兼作通入曝气用气体的入口。固定板上的洞可以与曝气盘的洞位置一致，安装到连接杆上之后，形成有规律的腔室，以容纳气体。

由于曝气盘外缘部分设有高出其中间部分的凸台，所以，曝气盘外缘的凸台围绕的中间部分事实上处于比凸台低的位置，曝气盘与其他的曝气盘叠置时，或者与隔板、固定板叠置时，这些低的中间部分就形成一个空腔，加上曝气盘的洞，以及隔板、有洞的固定板，总体上就形成了气体连通的空间，用于存纳曝气气体；如果连接杆带有开口，则前述空腔进一步与连接杆的内部也处于气体连通的状态，总体上形成连通的曝气气体存纳空间。有助于总体上保持各个曝气口出口压力的一致，便于稳定操作。

本发明曝气器的第一种实施方案涉及仅包括一个曝气盘的方案，并排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且所述固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，无其他的通透的孔或洞。该被排除的方案意味着连接杆与固定板均不能作为曝气气体的入口，因此排除在本发明之外。除此之外，本发明可以包括从两端(按连接杆两端观察)通入曝气气体，或者从一端通入曝气气体的方案；并且，通入的入口可以是连接杆和固定板之一，或者是连接杆及固定板二者。不言而喻，用一块固定板时，固定板与曝气盘带槽的凸台对置，形成曝气口，此时，无论固定板有洞或无洞，曝气盘本身的洞均可以兼作曝气气体的入口。

本发明曝气器的第二种实施方案涉及的曝气器包括：

一个连接杆；

两个或更多个曝气盘，各曝气盘整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，以固定至所述连接杆；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通；

所述连接杆为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；

任选的固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆；

但是，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且所述固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，无其他的通透的孔或洞。

在该第二种实施方案中，“任选的固定板”是指在曝气器中可以使用固定板，也可以不使用固定板。不使用固定板时，可以直接利用曝气盘和隔板的“洞”作为曝气气体的入口，同时利用或不利用连接杆的通气功能。在使用固定板时，与第一种实施方案类似，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且所述固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，无其他的通透的孔或洞。被排除的方案意味着连接杆与固定板均不能作为曝气气体的入口，因此排除在本发明之外。这样，本发明第二种实施方案可以包括从两端(按连接杆两端观察)通入曝气气体，或者从一端通入曝气气体的方案；并且，通入的入口可以是连接杆和固定板之一，或者是连接杆及固定板二者。

无论哪种实施方案的曝气器，在使用时，当曝气量增大时，曝气盘、隔板和固定板可以挠动，使得曝气盘槽形成的曝气口开口增大。这样，就为长期使用的曝气器清洁污物提供了可能，因为曝气口增大有利于污物的冲出。

根据本发明的一个优选实施方案，无论是第一种实施方案，还是第二种实施方案，在连接杆连接的曝气盘的最外侧，或者在有固定板或隔板处于最外侧时，在固定板或隔板的外侧，或者在曝气盘的最外侧与更外侧的固定板或隔板之间，设置预应力圈，预应力圈有弹性，优选橡胶、塑料制成的预应力圈。预应力圈借助于常规方式固定到连接杆上，抵靠至内侧的固定板、隔板或曝气盘；当气体通入连接杆进入槽曝气盘时，预应力圈响应于气压压缩变形，从而实现曝气盘之间形成的曝气口的尺寸变化；特别是在增大曝气量，以冲出曝气口内的污物时，预应力圈尤其适用。应领会，为增大变形量，可设置多个预应力圈。在一个优选实施方案中，固定板可以兼作预应力圈。例如，预应力圈的直径优选地为5-250mm，厚度为0.1-5mm。

根据本发明的一个实施方案，连接杆两端设有将固定板和预应力圈保持就位的紧固装置，优选地，该紧固装置为螺母，且连接杆两端处具有一段螺纹用以装配螺母。然而，其他紧固装置也是可用的，例如紧固销等。

本发明的曝气盘、固定板、隔板以及连接杆可以采用已知的各种制造方法制造，例如，采用注塑、铸造、切削、车削等方法制造。曝气盘、固定板、隔板套在连接杆上，并固定，即形成曝气器。例如，曝气盘、隔板、固定板中间的孔内可以有螺纹，与连接杆上的螺纹配合，可以实现固定，也可以采用螺母等固定。

本发明的曝气盘可用于向各种液体环境充气，例如用于鱼塘、水族馆、家用鱼缸、微生物培养池、污水处理池等，特别是用于培养微生物，例如，用于污水处理中的微生物培养。使用时，曝气器接通气源之后，没入液体环境内即可。随着使用时间延长，曝气口可能堵塞，气体操作压力增大(此时压力记作P1)；此时加大气量吹洗，清除曝气口的污物，然后恢复常态操作，即可以继续用比P1低的气压操作，这样可以反复操作，可以延长曝气器的使用寿命。

本发明的对液体充气的方法，采用本发明的曝气器，包括如下步骤：

a.在第一压力下以第一供气量对曝气器供气；

b.继续以第一供气量对曝气器供气，同时供气压力升高为第二压力；

c.以高于第一供气量的第二供气量对曝气器供气；

d.以低于第二供气量的第三供气量对曝气器供气。

实际使用时，本发明的曝气器置于液体本体内，第一步(a步骤)，先以第一压力以第一供气量对曝气器供气，此时属于常规使用状态。第二步(b步骤)，随着曝气器的堵塞，继续维持以第一供气量对曝气器供气，需要供气压力升高为第二压力；为了清除堵塞，第三步(c步骤)，以高于第一供气量的第二供气量对曝气器供气，此时的压力高于第二压力，方可实现此步。通过第三步操作，曝气器堵塞的污物被吹出，于是，第四步(d步骤)，以低于第二供气量的第三供气量对曝气器供气；优选地，第三供气量即为第一供气量，即恢复第一步的供气量，但是此时的压力低于第二压力。

结合污水处理的特定体系，本发明的曝气器的优点是，利用非固定开口曝气口，克服刚玉曝气器、橡胶曝气器等曝气增氧设备固定开孔存在运行阻力大、易堵塞、易老化撕裂、氧利用率运行不高、耗电、维修困难、不可再生等问题。槽曝气盘串联曝气器可用于各类水质净化处理，结构简单易行，使用寿命长，不易堵塞，阻力小，运行稳定可靠，再生容易，氧利用率高，服务面积大，气泡均匀，无二次污染，可以替代传统的增氧设备。

以下结合附图，对本发明的若干具体实施方案作说明，但是，本发明不受这些具体实施方案的限制。

图1a图示出根据本发明的曝气盘的一个实施方案。曝气盘11为圆形，用聚乙烯塑料制成，其直径为70mm，厚度为4mm；中间的孔13直径为20mm；凸台14宽度为6mm，高度为1.5mm；曝气盘11为内外环形构型，内环12围绕孔13，外环由凸台14和与凸台相连的部分19构成，两个环形之间均匀开有4个洞18，保留部分构成4个连接臂16，环间洞18沿径向距离7mm。槽15竖向截面为矩形，宽度0.08mm，深度0.2mm，槽间距离1mm(按最大处计，最窄处不低于该值50％)。基于凸台14与中间孔13之间的面积计，洞18的总面积占35％。在有槽的一面上，在各臂16上设有凹陷17，在临近设置的另一个曝气盘上的对应曝气盘11中臂16的位置，设有凸起(未示出)，凸起-凹陷构成定位装置，便于曝气盘的准确固位。

图1b为沿图1a的A-A线的剖面图，其中中间为孔13，向外依次为内环12、臂16、与凸台相连的部分19及凸台14，其中在臂16的表面有凹陷17形成。

图2为根据本发明的曝气器第一个实施方案的一个具体实施方案。如图2所示，曝气器包括连接杆1、塑料曝气盘2和固定板4。连接杆1是空心的，其外围表面上设有用于气体通过的开口6。塑料曝气盘2，在其一个表面设有槽7(截面为椭圆形，直径、宽0.09mm，未示出)。塑料曝气盘2还设有孔，用于供所述连接杆1穿过，且塑料曝气盘2连接至连接杆1。塑料曝气盘2为圆形。固定板4覆盖在塑料曝气盘2上(两侧)，并且连接至连接杆。固定板4与槽7形成曝气口。塑料曝气盘2和固定板4形成的空腔与连接杆的开口6连通，供气体流通。当曝气口堵塞时，通过增大通入气体的气压，曝气盘的槽与固定板之间的间隙增大，从而实现曝气口的尺寸变化，便于污物的流出。

图3示出根据本发明第二种实施方案的曝气器的另一个具体实施方案。如图3所示，本发明的组合式曝气器由连接杆1、多个塑料曝气盘2、橡胶预应力圈8、固定板4以及固定螺母5组成。

具体地，连接杆1为空心的，用于通入气体，连接杆在其外围壁上设有开孔6，用于通入连接杆1中的气体流出。连接杆1在其两端处具有用于啮合螺母5的螺纹3。

塑料曝气盘2的槽表面上具有多个沿径向延伸的槽7。塑料曝气盘2的与槽表面相对的另一个表面为光滑表面(未示出)。塑料曝气盘2在中心位置具有用于穿过连接杆的孔，且塑料曝气盘2具有洞。在安装过程中，一个塑料盘曝气盘的具有槽的表面和与其相邻的另一个塑料曝气盘的光滑表面接触，光滑表面与具有槽的表面之间形成微孔或中微孔曝气口，用于气体的曝出。塑料曝气盘2相互叠置以串联方式连接，被安装到连接杆1上。

橡胶预应力圈8布置于最外侧曝气盘的外端，用于接合位于最外侧的两个塑料曝气盘2。

固定板4布置在橡胶预应力圈8的外侧，用于支撑橡胶预应力圈8，固定板4是由塑料制成的不透气板材，且任选(可以有或可以没有)至少一个固定板有洞。

固定螺母5通过螺纹3啮合到连接杆1，用于固定固定板4，固定螺母5与固定板4的外侧面接合，从而将固定板4固定就位。螺纹3还可以连接进气管道。

如上所述，多个塑料曝气盘2相互叠置，以串联方式连接，橡胶预应力圈8被布置在最外侧的曝气盘的外端，与两端处的塑料曝气盘接触，用于提供压缩变形量，固定板4布置在橡胶预应力圈8的外侧，用于支撑橡胶预应力圈8，最外侧设有接合固定板4的固定螺母5，并将其固定就位。需要指出的是，本文所提到的“外侧”指的是朝向连接杆端部的一侧。

此实施方案也可以不设置橡胶预应力圈8。

图4是图3的曝气器装配完成状态下的剖视图。曝气器以图4所示的方式装配和使用，通过螺母5固定固定板4、橡胶预应力圈8(与图3类似，3为螺纹)。气体通入到连接杆1中，由开孔6流出连接杆，再通过塑料曝气盘2中间部分形成的空腔流动进入槽7。气压增大时，气压使相邻的塑料曝气盘朝分离的方向移动，最外侧的塑料曝气盘压紧橡胶预应力圈8使其压缩变形，从而进一步促进实现曝气口尺寸的改变。

图5示出了根据本发明的第二种实施方案的曝气器的另一个具体实施方案的剖视图。在图5中，连接杆1’是实心的，为细长的由金属制成的杆，通过螺母固定固定板4’、橡胶预应力圈8。塑料曝气盘2以串联方式连接至连接杆1’。橡胶预应力圈8位于最外侧的曝气盘的外端，与两端处的塑料曝气盘接触，且由固定板4固定就位。固定板4将塑料曝气盘2和橡胶预应力圈8固定就位，10为进气口。来自进气口10的气体通过固定板4和塑料曝气盘2上的洞流向槽7，从而实现曝气。

检测实施例1

为本实施例的目的，图3所示的曝气器采用图1所示曝气盘，曝气器直径70mm，连接杆长度500mm，其中，沿曝气盘竖向计，曝气盘叠置120个曝气盘，但是两端无预应力盘；连接杆直径19.5mm，用橡胶垫与曝气盘密封连接，连接杆一端部开放，另一端封闭，外周面开有多个1mm直径的开口，开口率占连接杆表面积的18％，均匀分布；固定板4与曝气盘厚度、材质相同，无洞；曝气器只通过连接杆通入曝气气体。

实验采用从城市雨天街道收集的污水和污水处理厂的活性污泥，置于实验池中，将曝气器置于污水中，水平放置(连接杆轴线平行于水平方向)，连接杆轴线位于水平面下50cm处。按2m³/小时(按25℃、1大气压计，下同)通压缩空气。初期，曝气器气体入口压力2270Pa。120小时后，曝气器气体入口压力达到2544Pa。于是加大气量，用10m³/小时气量吹洗30分钟。然后恢复2m³/小时气量，检测曝气器气体入口压力，为2430Pa。

实验过程中，曝气器运行稳定，无抖动和振动。

检测实施例2

重复“检测实施例1”，所不同的是，图3所示的曝气器中，两端均有直径50mm、厚度5mm的橡胶预应力盘，预应力盘形状与曝气盘类似。

实验按2m³/小时(按25℃、1大气压计，下同)通气。初期，曝气器气体入口压力2320Pa。120小时后，曝气器气体入口压力达到2635Pa。于是加大气量，用10m³/小时气量吹洗30分钟。然后恢复2m³/小时气量，检测曝气器气体入口压力，为2345Pa。

实验过程中，曝气器运行稳定，无抖动和振动。

虽然在上文展示和描述了示例各种实施方案，但对本领域技术人员显而易见的是，可以在不背离所附权利要求书所定义的本发明范围的前提下作出修改和变化。

Claims (10)

1.一种用于曝气器的曝气盘，其特征在于，整体为板状，其中间有孔；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接杆穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通。

2.根据权利要求1所述的用于曝气器的曝气盘，其特征在于，所述曝气盘两面均具有凸台，凸台开有槽；或者单面具有凸台，凸台开有槽，而另一面光滑；所述曝气盘凸台表面设有的槽在凸台的内外侧端部均有开口，使得槽在凸台表面是贯通的；曝气盘凸台表面上设有的槽宽度为0.07mm至小于0.1mm。

3.根据权利要求1或2所述的用于曝气器的曝气盘，其特征在于，所述曝气盘凸台高度大于槽的深度。

4.根据权利要求1-3之一所述的用于曝气器的曝气盘，其特征在于，所述曝气盘设有固位装置，例如，在相邻的两个曝气盘中，其中一个曝气盘在凸台围绕的表面上设有凹陷，另一个曝气盘在对应表面上设有与该凹陷对应的突起，突起可以插入凹陷内。

5.根据权利要求1-4之一所述的用于曝气器的曝气盘，其特征在于，所述曝气盘和固定板为圆形、椭圆形、长方形等任何形状，优选为圆形或椭圆形，特别是圆形。

6.一种曝气器，其特征在于，为下列实施方案之一：

实施方案1：一种曝气器，包括

一个连接杆；

一个权利要求1-5之一所述的曝气盘；

一块或两块固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆；

所述连接杆为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；所述固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，无其他的通透的孔或洞，或者在对应于所述曝气盘的凸台围绕的中间位置开有洞，所述洞不与其中间的孔连通；但是，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且连接在所述连接杆上、处于曝气盘两个外侧的固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，都无其他通透的洞；

实施方案2：一种曝气器，包括

一个连接杆；

两个或更多个根据权利要求1-5之一所述的曝气盘；

所述连接杆为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；

任选的固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接杆穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接杆；

但是，排除如下的方案：所述连接杆为实心的杆，并且连接在所述连接杆上、处于曝气盘两个外侧的固定板除中间供所述连接杆穿过的孔之外，都无其他通透的洞。

7.根据权利要求6所述的曝气器，其特征在于，为实施方案2的曝气器。

8.根据权利要求7所述的曝气器，其特征在于，在曝气盘中间任选设置隔板。

9.根据权利要求6-8之一所述的曝气器，其特征在于，在连接杆连接的曝气盘的最外侧，或者在有固定板或隔板处于最外侧时，在固定板或隔板的外侧，或者在曝气盘的最外侧与更外侧的固定板或隔板之间，设置预应力圈，预应力圈有弹性，优选橡胶、塑料制成的预应力圈。

10.一种对液体充气的方法，采用权利要求6-9之一的曝气器，包括如下步骤：

a.在第一压力下以第一供气量对曝气器供气；

b.继续以第一供气量对曝气器供气，同时供气压力升高为第二压力；

c.以高于第一供气量的第二供气量对曝气器供气；

d.以低于第二供气量的第三供气量对曝气器供气。