CN105984970A - 一种板式微孔曝气器以及曝气系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种应用于市政污水处理的板式微孔曝气器以及曝气系统，本发明的曝气器通过在承载板上设置加固结构和固定环，来有效增强承载板的刚性，防止曝气过程中承载板在长度方向上发生弯曲；本发明的曝气系统的进气管道通过鞍形连接件与多个曝气器连接，可以实现将多个曝气器稳固连接在进气管道上，有效防止曝气过程中进气管道与曝气器之间发生移动；并且鞍形连接件上设置有与设置在加固结构上的条状槽对应的条状凸起，这些条状凸起嵌入设置于条状槽内，在增强承载板刚性的同时提升了进气管道与曝气器的连接强度，进而大大提升曝气性能，改善污水处理效果。

Description

一种板式微孔曝气器以及曝气系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种应用于市政污水处理的板式微孔曝气器以及曝气系统。

背景技术

微孔曝气器是鼓风曝气充氧的必备设备，在污水处理领域，微孔曝气器以其曝气气泡直径小，气泡扩散均匀，气液界面面积大等优势被越来越广泛应用。

现有技术中普遍使用的微孔曝气器有管式曝气器(曝气管)、盘式曝气器(曝气盘)以及板式曝气器(曝气板)。其中，曝气板的结构主要由支撑板、曝气薄膜、连接件等组成，这样的曝气板具有通气量大，阻力损失小，氧转移率高等优点。但是如图1所示，因曝气板上设置的用于稳固支撑板A的交叉横杆B的稳固性不强，随着使用时间的推移，曝气板易呈现向上弯曲的趋势，导致产生的微气泡在曝气板上分布不均，曝气板的曝气性能达不到工业要求，严重影响了污水处理效果；并且连接在曝气板上的进气管道因为连接处强度不够，容易在曝气过程中发生偏移现象，导致曝气过程被迫中止，影响污水处理进程。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种板式微孔曝气器以及曝气系统，增强了承载板的强度，有效防止承载板向上弯曲；同时加强承载板与进气管道之间的连接稳固性，有效防止曝气过程中进气管道移动。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种板式微孔曝气器，其特征在于，固定设置于曝气系统中的进气管道上，所述曝气器包括：

承载板，具有一承载面以及相对于所述承载面的背面，所述承载板上开设有沿所述承载面向所述背面方向贯穿所述承载板的曝气孔；

加固结构，包括若干沿所述承载板的长度方向延伸，以增强所述承载板在长度方向上刚性的条状槽；

固定环，形状与所述承载板的形状匹配；所述固定环的内壁开设有闭合的卡槽，且所述加固结构贴附于所述承载板的所述背面，以与所述承载板一起卡接固定于所述卡槽中；

其中，所述加固结构上开设有连接孔，所述进气管道上开设有出气口，所述出气口通过所述连接孔与所述曝气孔贯通连接。

优选的，上述的曝气器还包括曝气薄膜，覆盖于所述承载板的所述承载面上并卡接固定于所述卡槽中；并且

所述曝气薄膜上设置有大量微孔，所述进气管道内的氧气通过所述出气口经由所述连接孔和所述曝气孔溢出，并通过所述大量微孔形成微气泡注入水中。

优选的，上述的曝气器中，所述曝气薄膜的材质为三元乙丙橡胶或硅胶。

优选的，上述的曝气器中，所述加固结构还包括若干沿所述承载板宽度方向延伸的第一支撑条，所述若干第一支撑条与所述若干条状槽交叉设置，以增强所述承载板在宽度方向上的刚性。

优选的，上述的曝气器中，所述固定环包括两个对称设置且开口朝向所述承载板中心的子固定环，并且

每个所述子固定环上设置有横跨所述固定环且沿所述承载板宽度方向延伸的若干第二支撑条，以增强所述固定环的刚性，使所述固定环稳固卡接所述加固结构与所述承载板。

优选的，上述的曝气器中，所述若干第一支撑条的形状为长条形和/或弯弓形；和/或

所述若干第二支撑条的形状为长条形和/或弯弓形。

优选的，上述的曝气器还包括：

鞍形连接件，具有一第一表面以及相对于所述第一表面的第二表面，所述第一表面上设置有若干尺寸与所述条状槽尺寸相匹配的条状凸起，所述条状凸起嵌入设置于所述条状槽内，以将所述鞍形连接件固定于所述承载板的所述背面；并且

所述固定环的边缘设置有凸起法兰，所述鞍形连接件的两端部设置有螺纹孔，通过螺栓贯穿所述螺纹孔与所述凸起法兰的孔眼，以紧固连接所述鞍形连接件和所述固定环；

其中，所述加固结构上的所述连接孔凸起于所述加固结构表面形成连接腔体，且所述鞍形连接件上开设有连接通孔，所述连接通孔通过所述连接腔体与所述曝气孔贯通连接，以形成曝气腔体。

优选的，上述的曝气器中，所述鞍形连接件的两端部和所述固定环的连接处设置有橡胶密封圈，以密封连接所述鞍形连接件的两端部和所述固定环。

优选的，上述的曝气器还包括：

套设所述进气管道的进气管套环，且所述鞍形连接件的所述第二表面上设置有连接组件，所述进气管套环通过所述连接组件与所述鞍形连接件固定连接；

其中，所述进气管套环上开设有开口，所述进气管道内的氧气通过所述出气口以及所述开口，并经由所述曝气腔体溢出。

本发明还提供一种曝气系统，其特征在于，包括若干个如上述的曝气器；

其中，任一所述曝气器的进气管套环均套设在所述曝气系统的所述进气管道上，以使任一所述曝气器均固定连接在所述进气管道上，所述进气管道内的氧气通过所述若干个曝气器完成曝气。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：本发明提供的一种板式微孔曝气器以及曝气系统，通过在承载板上增加固定环，并于固定环上增加支撑条，有效增强承载板的刚性，防止曝气过程中承载板在长度方向上发生弯曲；同时通过增加鞍形连接件，将曝气器稳固连接在曝气系统的进气管道上，有效防止曝气过程中进气管道移动；并且在鞍形连接件上设置有与承载板的条状槽对应的条状凸起，在增强承载板刚性的同时提升了进气管道与承载板的连接强度，进而大大改善污水处理效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是现有技术中板式曝气器的结构图；

图2是本发明的曝气器的承载板结构图；

图3是本发明的曝气器的承载板上设置加固结构的示意图；

图4是本发明的曝气器的俯视图；

图5是本发明的曝气器的固定环的结构图；

图6是本发明的曝气器与鞍形连接件和进气管套环连接的背面结构图；

图7是本发明的曝气器与鞍形连接件和进气管套环连接的正面结构图；

图8和图9是本发明的曝气器的鞍形连接件和进气管套环的连接结构图。

具体实施方式

下面结合两个具体的实施例来详细阐述本发明的板式微孔曝气器以及曝气系统。

实施例一

本发明的板式微孔曝气器(fine bubble plate aerator)，主要应用于市政污水处理(aerobic municipal and industrial waste watertreatment)，包括用于承载曝气薄膜(membrane)以及产生的微气泡(fine bubbles)，并且在曝气过程中吸收压缩空气产生的力以及板式微孔曝气器本身的浮力的承载板(base plate)、用于产生微气泡的曝气薄膜以及用于稳固承载板与曝气薄膜的固定环(retaining ring)。

具体的，如图2所示，本实施例中的承载板1优选为四角呈圆弧状的长方形承载板，当然其他板型的承载板也适用于本发明，本实施例以该四角呈圆弧状的长方形承载板1为例进行阐述。在承载板1的中心，开设有贯穿承载板1的曝气孔10，在曝气过程中曝气系统的进气管道内的氧气通过该曝气孔10溢出；曝气孔10的截面尺寸可根据工业需求作具体的调整，本发明对此不作限制。

进一步的，承载板1具有一承载面(top side)以及相对于该承载面的背面(back side)(需要注意的是，本发明中提及的承载面以及背面仅用于区分承载板1的两个相对的面，而并不构成对本发明的限制)，继续参见图2，在该承载板1的承载面上覆盖有一层带有大量微孔(fine pores)的曝气薄膜2，在曝气过程中进气管道内的氧气通过曝气孔10溢出后，进入曝气薄膜2与承载板1的之间形成的夹层空间内(曝气薄膜2的边缘一圈贴合于承载板1的承载面上，但除边缘一圈的其余部分，也即中间部分与承载板1之间形成有一夹层空间)，再经由曝气薄膜2上的大量微孔形成微小的氧气泡(finebubbles)注入水中。优选的，曝气薄膜2的材质为三元乙丙橡胶(EPDM)或硅胶(silicone)，其上形成的大量微孔在防止曝气器堵塞的同时，可将氧气变成微小的氧气泡注入水中，以提高水体的含氧量。溢出的氧气泡的平均截面直径例如可小于3mm。

在承载板1的背面，如图3所示，设置有加固结构3，用以增强承载板1的刚性。加固结构3可以通过胶水固定于承载板1的背面，也可以通过焊接等方式固定于承载板1的背面。该加固结构3具体包括若干沿承载板1的长度方向延伸的条状槽(rips)30，以及若干沿承载板1的宽度方向延伸的第一支撑条31；条状槽30与第一支撑条31交叉设置，例如第一支撑条31可以与条状槽30处于同一平面，以最大限度地增强承载板1的刚性。在曝气过程中，条状槽30用以增强承载板1在长度方向上的刚性，防止承载板1在长度方向上发生弯曲(一般是两端部向上弯曲，即bending upwards)；第一支撑条31用以增强承载板1在宽度方向上的刚性；因实际运用中发现，承载板1更容易在长度方向上发生弯曲，因此条状槽30的数量多于第一支撑条31的数量，当然也可根据实际的需求灵活变化。并且优选的，第一支撑条31的形状可以为长条形和/或弯弓形，且弯弓形的第一支撑条31的开口可以朝向或背向承载板1的中心，本实施例优选将弯弓形第一支撑条设置为朝向承载板1的中心。进一步的，在加固结构3上开设有连接孔32，并且该连接孔32凸起于加固结构3的表面形成连接腔体320，曝气系统的进气管道通过该连接腔体320与上述的曝气孔10贯通连接。

在承载板1的外围，如图4所示，设置有一圈固定环4，该固定环4的形状与承载板1的形状匹配(firmly copy the shape of the baseplate)；固定环4的内壁开设有闭合的卡槽，以将曝气薄膜2、承载板1以及加固结构3卡接固定于卡槽中，以增强承载板1的刚性。

具体的，如图5所示，固定环4优选由两个对称设置的开口朝向承载板1的中心的子固定环(均标示为41)组成，两个子固定环41的结构完全一致，沿承载板1的中心镜像对称设置。在子固定环41的两个端部，凸出设置有若干连接通孔410，通过将两个子固定环41的凸出设置的连接通孔410叠置，形成固定环4的法兰40(参见图4，法兰40的孔眼即为两个子固定环41的连接通孔410叠置而成)。为进一步增强固定环4的强度，本实施例中在两个子固定环41上对称设置有若干第二支撑条420，这些第二支撑条420横跨承载板1的宽度设置，以进一步增强承载板1的刚性，防止承载板1在曝气过程中发生弯曲。第二支撑条420可为条状结构横跨在固定环4上，也可为弓形结构横跨在固定环4上，均能起到加固固定环4的强度进而增强承载板1的刚性的作用。在每个子固定环41的内壁，均开设有卡槽42，两个子固定环41的卡槽42接合形成闭合的卡槽，以将曝气薄膜2、承载板1以及加固结构3稳定卡接在一起。

作为一个优选的实施例，本实施例中的板式微孔曝气器的承载板1的尺寸参照工业需求的标准尺寸设置，例如承载板1的长度×宽度为680mm×170mm，或680mm×189mm，或1110mm×215mm，或1110mm×270mm，实际尺寸可根据不同的工艺需求作具体的调整。

实施例二

本发明的曝气系统，包括多个板式微孔曝气器，每个板式微孔曝气器通过设置在加固结构3上的连接腔体320与曝气系统的进气管道(pipe)贯通连接。并且每个曝气器均通过一鞍形连接件(saddle-shaped connection)和一进气管套环与进气管道连接，如图6所示，曝气器通过加固结构3上的连接腔体320(图6中的连接腔体320被鞍形连接件5覆盖无法看到)与曝气系统的进气管道贯通连接；并且该鞍形连接件5的两端部与固定环4的法兰40连接；进气管道6连接在鞍形连接件5上。鞍形连接件5与进气管套环6连接在曝气器上的示意图可参照图6和图7。需要注意的是，鞍形连接件5与进气管套环6主要用于连接承载板1和进气管道，它们也可视为本发明的曝气器的组成结构。本实施例中将鞍形连接件5与进气管套环6单独划分出来放到曝气系统中阐述，目的在于更加清晰地说明鞍形连接件5与进气管套环6如何实现更加稳固地将曝气器和进气管道连接起来。

鞍形连接件5与进气管套环6具体的连接方式如图8和图9所示，鞍形连接件5包括一第一表面以及相对于该第一表面的一第二表面；第一表面上设置有若干尺寸与条状槽30的尺寸相匹配的条状凸起51(主要指条状凸起51的宽度与条状槽30的宽度匹配)，这些条状凸起51嵌入设置于条状槽30内(interlock with the rips)，以将套设有进气管道(图中未示出)的进气管套环6稳固地连接在承载板1上；同时，在鞍形连接件5的两端部设置有尺寸与子固定环41的连接通孔410(也即固定环4的法兰40的孔眼)的尺寸相匹配的螺纹孔(screwconnection)50，在组装鞍形连接件5与曝气器时，一方面将鞍形连接件5的条状凸起51嵌入曝气器的承载板1背面的条状槽30内，另一方面通过螺栓贯穿螺纹孔50与法兰40的孔眼(也即连接通孔410)，以紧固连接鞍形连接件5和固定环4。进一步的，为增强连接鞍形连接件5和固定环4之间的连接稳固性，在鞍形连接件5和固定环4的连接处还可以设置一橡胶密封圈(rubber sealing ring，图中未示出)，以实现更为密封和稳定的连接。

在鞍形连接件5的第二表面(需要注意，此处的第一表面和第二表面仅用于区分鞍形连接件5相对的两个面，而并不作为对本发明的限制)上，设置有连接组件53，进气管套环6通过该连接组件53与鞍形连接件5连接；优选的该连接组件53可以设置为沿鞍形连接件5的长度方向延伸的若干连接条，进气管套环6通过这些连接条稳固地连接在鞍形连接件5上，从而防止进气管道在曝气过程中发生轻微的移动而影响曝气性能。在进气管套环6内，即套设曝气系统的进气管道(图中未示出)；并且在鞍形连接件5上开设有通孔52，在进气管套环6上开设有开口60，该开口60、通孔52，与上述的连接腔体320、连接孔32和曝气孔10一起组成一个贯通且四周密封的曝气腔体。在曝气过程中，进气管道内的氧气通过进气管道上相应的出气口，经由曝气腔体溢出至曝气薄膜2与承载板1的之间的夹层空间内，再通过曝气薄膜2上的大量微孔形成细小的氧气泡注入水中。

在曝气过程中，进气管道套设在进气管套环6内，多个板式微孔曝气器通过鞍形连接件5、进气管套环6和进气管道实现贯通连接，形成整体的曝气系统，放置于污水处理的曝气池中，进气管道通往鼓风机的出气管道，以向曝气系统中输送氧气；因为本发明的板式微孔曝气器通过鞍形连接件5稳定地连接在进气管道上，因此在整个曝气过程中进气管道可以牢牢地与多个板式微孔曝气器连接，不发生偏移；同时本发明通过设置加固结构3以及固定环4增强了承载板1的刚性，因此在曝气过程中承载板1不容易发生弯曲，曝气器产生的氧气泡均匀分布在承载板1上，为污水处理提供充足的氧气，增强了曝气性能。实验证明，使用本发明的板式微孔曝气器以及曝气系统，在污水处理过程中不会发生因承载板弯曲或者进气管道偏移而导致的中断，极大地提升了污水处理的效率；并且本发明的板式微孔曝气器产生的氧气泡均匀分布于承载板表面，保证了污水处理的可持续进行，能够满足长时间的持续工作。

综上所述，本发明提供一种板式微孔曝气器以及曝气系统，通过在承载板背面设置加固结构以增强承载板的刚性，同时在承载板外围设置固定环以进一步增强承载板的刚性，防止承载板在曝气过程中发生弯曲；另外，本发明的曝气系统的进气管道通过鞍形连接件与多个曝气器贯通连接，可将多个曝气器稳固连接在进气管道上，有效防止曝气过程中进气管道移动；并且在鞍形连接件上设置有与承载板背面的条状槽对应的条状凸起，这些条状凸起嵌入设置于条状槽内，在增加承载板强度的同时提升了进气管道与曝气器的连接强度，进而大大提升曝气性能，并改善污水处理效果。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种板式微孔曝气器，其特征在于，固定设置于曝气系统中的进气管道上，所述曝气器包括：

承载板，具有一承载面以及相对于所述承载面的背面，所述承载板上开设有沿所述承载面向所述背面方向贯穿所述承载板的曝气孔；

加固结构，包括若干沿所述承载板的长度方向延伸，以增强所述承载板在长度方向上刚性的条状槽；

固定环，形状与所述承载板的形状匹配；所述固定环的内壁开设有闭合的卡槽，且所述加固结构贴附于所述承载板的所述背面，以与所述承载板一起卡接固定于所述卡槽中；

其中，所述加固结构上开设有连接孔，所述进气管道上开设有出气口，所述出气口通过所述连接孔与所述曝气孔贯通连接。

2.如权利要求1所述的曝气器，其特征在于，还包括曝气薄膜，覆盖于所述承载板的所述承载面上并卡接固定于所述卡槽中；并且

所述曝气薄膜上设置有大量微孔，所述进气管道内的氧气通过所述出气口经由所述连接孔和所述曝气孔溢出，并通过所述大量微孔形成微气泡注入水中。

3.如权利要求2所述的曝气器，其特征在于，所述曝气薄膜的材质为三元乙丙橡胶或硅胶。

4.如权利要求1所述的曝气器，其特征在于，所述加固结构还包括若干沿所述承载板宽度方向延伸的第一支撑条，所述若干第一支撑条与所述若干条状槽交叉设置，以增强所述承载板在宽度方向上的刚性。

5.如权利要求1所述的曝气器，其特征在于，所述固定环包括两个对称设置且开口朝向所述承载板中心的子固定环，并且

每个所述子固定环上设置有横跨所述固定环且沿所述承载板宽度方向延伸的若干第二支撑条，以增强所述固定环的刚性，使所述固定环稳固卡接所述加固结构与所述承载板。

6.如权利要求5所述的曝气器，其特征在于，所述若干第二支撑条的形状为长条形和/或弯弓形。

7.如权利要求1所述的曝气器，其特征在于，还包括：

鞍形连接件，具有一第一表面以及相对于所述第一表面的第二表面，所述第一表面上设置有若干尺寸与所述条状槽尺寸相匹配的条状凸起，所述条状凸起嵌入设置于所述条状槽内，以将所述鞍形连接件固定于所述承载板的所述背面；并且

所述固定环的边缘设置有凸起法兰，所述鞍形连接件的两端部设置有螺纹孔，通过螺栓贯穿所述螺纹孔与所述凸起法兰的孔眼，以紧固连接所述鞍形连接件和所述固定环；

其中，所述加固结构上的所述连接孔凸起于所述加固结构表面形成连接腔体，且所述鞍形连接件上开设有连接通孔，所述连接通孔通过所述连接腔体与所述曝气孔贯通连接，以形成曝气腔体。

8.如权利要求7所述的板式微孔曝气器，其特征在于，所述鞍形连接件的两端部和所述固定环的连接处设置有橡胶密封圈，以密封连接所述鞍形连接件的两端部和所述固定环。

9.如权利要求7所述的曝气器，其特征在于，还包括：

套设所述进气管道的进气管套环，且所述鞍形连接件的所述第二表面上设置有连接组件，所述进气管套环通过所述连接组件与所述鞍形连接件固定连接；

其中，所述进气管套环上开设有开口，所述进气管道内的氧气通过所述出气口以及所述开口，并经由所述曝气腔体溢出。

10.一种曝气系统，其特征在于，包括若干个如权利要求1～9中任意一项所述的曝气器；

其中，任一所述曝气器的进气管套环均套设在所述曝气系统的所述进气管道上，以使任一所述曝气器均固定连接在所述进气管道上，所述进气管道内的氧气通过所述若干个曝气器完成曝气。