一种曝气装置
【技术领域】
本发明涉及污水处理技术领域,尤其涉及一种曝气装置,用于生活污水处理。
【背景技术】
污水处理是指为使污水达到排水或者再次使用的水质要求对其净化的过程。按照污水来源分类,污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生活污水处理一般包括过滤、曝气、沉淀等步骤。曝气是指将空气中的氧强制向液体中转移的过程,其目的是使得污水获得溶解氧,从而保证污水中的微生物在分解有机质时的具有充足的溶解氧。
申请号为201110194583.2的专利揭露了一种曝气装置,该曝气装置中的曝气器与搅拌机构一般是分别单独设置的,曝气效率较低。
【发明内容】
本发明旨在克服现有技术的以上缺陷,提供了能一种曝气装置。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提出了一种曝气装置,所述曝气装置包括曝气箱体、第一电机、第一转动杆、浮动搅拌件、鼓风机、曝气搅拌杆、出气阀门、多个曝气器、排气囱、排水管和排水阀;
所述曝气箱体具有一曝气腔,所述曝气箱体开设有一污水进口,所述曝气腔为回转腔体;
所述第一电机安装于所述曝气箱体外壁,所述第一电机的转动中心与所述曝气腔同轴,所述曝气箱体开设有一转动孔,所述第一电机的输出轴转动安装于所述转动孔内,且所述输出轴与所述转动孔动密封,所述输出轴开设有第四输气通道,所述转动孔的内壁环绕设置有回转槽,所述第四输气通道与所述回转槽连通;
所述第一转动杆与所述第一电机的输出轴固定,所述第一转动杆设置有与所述第四输气通道连通的第二输气通道;
所述浮动搅拌件的密度小于水,所述浮动搅拌件包括套筒和至少2个浮动搅拌杆,所述套筒滑动安装于所述第一转动杆,所述套筒相对于所述第一转动杆轴向可滑动,所述套筒包绕所述第一转动杆,所述第一转动杆带动所述套筒作旋转运动,所述浮动搅拌杆固定安装于所述套筒外壁;
所述曝气搅拌杆固定安装于所述第一转动杆的底端,所述曝气搅拌杆开设有与所述第二输气通道连通的第一输气通道,所述第一输气通道设置有多个出气开口,所述出气开口具有一锥形腔壁;
所述出气阀门包括阀芯和第一弹性元件,所述阀芯具有与所述锥形腔壁相适配的锥形部,初始时所述锥形部抵靠于所述锥形腔壁,所述第一弹性元件用于向所述阀芯施加一抵靠所述锥形腔壁的弹性力;
所述曝气器与所述出气开口连通,所述曝气箱体开设有第三输气通道,所述第三输气通道一端与所述回转槽连通,另一端与所述鼓风机连通;
所述排气囱一端连接至所述曝气腔的上部、另一端伸至所述曝气箱体外;
所述排水管一端连接至所述曝气腔的底部、另一端延伸至所述曝气箱体外;
所述排水阀安装于所述排水管,所述排水阀用于控制所述排水管的打开或关闭。
优选地,所述曝气器包括第一孔板、曝气筒和两第二孔板,所述曝气筒为两端开口的圆筒状结构,所述曝气筒具有一旋转腔和进气口,所述旋转腔为一回转腔体,所述进气口与所述出气开口连通,所述进气口与所述旋转腔连通,所述进气口的延伸方向垂直于所述旋转腔的轴向,所述进气口具有一与所述旋转腔内壁相切的切侧壁,所述第一孔板设置于所述进气口,所述两第二孔板分别设置于所述曝气筒的两端。
优选地,所述曝气装置还包括控制模块和触发机构;
所述控制模块与所述第一电机电性连接,所述控制模块与所述鼓风机电性连接;
所述触发机构包括挡板、触发板和触发开关,所述挡板转动安装于所述曝气腔,所述挡板具有相对的第一侧面和第二侧面,所述第一侧面与所述污水进口的外缘相适配,所述触发板固定安装于所述挡板的第二侧面,所述触发板为与所述挡板的转动中心同轴的圆弧板状结构,所述曝气箱体开设有与所述触发板形状相匹配的弧形腔,所述弧形腔的圆心与所述挡板的转动中心相同,所述触发开关安装于所述弧形腔内,所述触发开关与所述控制模块电性连接,初始时所述挡板封闭所述污水进口,当所述污水进口的污水流动使得所述挡板转动超过预设角度,所述触发板触发所述触发开关;
所述控制模块在所述触发开关触发时控制所述第一电机启动,且根据所述触发开关的触发时长控制所述第一电机运行第一工作时间;
所述控制模块在所述触发开关触发结束后控制所述鼓风机启动,且根据所述触发开关的触发时长控制所述鼓风机运行第二工作时间。
优选地,所述预设角度为0-3°。
优选地,所述浮动搅拌杆包括横杆和多个纵杆,所述横杆垂直于所述套筒的滑动方向,所述纵杆垂直固定于所述横杆。
优选地,所述触发开关包括光电发射器和光电接收器,所述光电发射器发出的光由所述光电接收器接收,所述光电接收器与所述控制模块电性连接,所述光电发射器和光电接收器分别安装于所述弧形腔的两相对的侧壁,当所述挡板转动超过预设角度时,所述触发板阻断所述光电发射器与所述光电接收器之间的光路,所述触发开关触发。
优选地,所述第一工作时间与所述触发时长呈正比关系,所述第二工作时间与所述触发时长呈正比关系。
优选地,所述曝气腔中设置有液位传感器,所述液位传感器用于检测所述曝气腔中的液位深度,所述液位传感器与所述控制模块电性连接;所述排水阀为与所述控制模块电性连接的电磁阀,当所述曝气腔中的液位深度超过第一液位时,所述控制模块控制所述排水阀打开。
优选地,所述第一转动杆设置有第一限位块和第二限位块,所述第一限位块和所述第二限位块沿所述第一转动杆的延伸方向设置,所述套筒位于所述第一限位块和所述第二限位块之间,所述第一限位块的高度低于所述污水进口,所述第二限位块的高度高于所述曝气器。
优选地,所述曝气装置还包括多个固定搅拌杆,所述多个固定搅拌杆固定安装于所述第一转动杆,所述多个固定搅拌杆相互平行;所述套筒设置有一使得所述固定搅拌杆通过的滑动开口;所述第一转动杆的横截面呈多边形、半圆形或扇形。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明实施例的曝气装置,通过将曝气器设置于曝气搅拌杆,当污水进入曝气腔后,在曝气的同时进行搅拌,提高了该曝气装置的曝气效率,促进了污水中的微生物对有机物的分解作用;并且本发明实施例将曝气搅拌杆设置于曝气腔的底部,可以防止污水中的包含有微生物的悬浮体下沉,从而进一步加强了微生物的分解作用。并且本发明实施例还设置有浮动搅拌杆,可以促进新旧污水的混合。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的曝气装置的结构示意图;
图2是图1中A处结构的放大图;
图3是图1中B处结构的放大图;
图4是图3所示结构的一种具体实现形式;
图5是图4中E处结构的放大图;
图6是图1中C处结构的放大图;
图7是图6中的套筒与第一转动杆的装配示意图(呈俯视角度);
图8是本发明实施例的曝气装置的控制原理图;
图9是图1中D处结构的放大图;
图10是图9所示的触发机构被触发时的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参照图1至图10,本发明实施例提供了一种曝气装置,曝气装置包括曝气箱体100、第一电机200、第一转动杆310、浮动搅拌件330、鼓风机340、曝气搅拌杆350、出气阀门360、多个曝气器370、排气囱400、排水管510和排水阀520。
曝气箱体100具有一曝气腔101,曝气箱体100开设有一污水进口102,污水进口102与曝气腔101连通,污水进口102优选位于曝气箱体的上部,曝气腔101为回转腔体(是指内壁为一回转面的腔体,例如圆柱腔、圆锥腔、圆球腔、圆环腔等),曝气箱体100外连接有第一输送管道800,第一输送管道800与污水进口102连通,第一输送管道800用于向曝气腔101内输送污水。
第一电机200安装于曝气箱体100外壁,具体而言,第一电机200安装于曝气箱体100的顶部,第一电机200的转动中心与曝气腔101的回转中心线同轴。曝气箱体100开设有一转动孔103,第一电机200的输出轴210转动安装于转动孔103内,输出轴210与转动孔103动密封,输出轴210开设有第四输气通道201,转动孔103的内壁环绕设置有回转槽106,第四输气通道201与回转槽106连通,具体而言,第四输气通道201通过导气孔202与回转槽106连通,导气孔202径向设置于输出轴210,导气孔202一端连通第四输气通道201、另一端连通回转槽106.设置回转槽106的好处是,在输出轴210的转动过程中,第四输气通道201始终与回转槽106连通。
具体而言,为了减少输出轴210与转动孔103的接触面积,以及为了方便输出轴210安装于转动孔103,曝气箱体100还设置有通过孔107,通过孔107的截面大于转动孔103,通过孔107与转动孔103同轴,通过孔107一端连通至曝气箱体100的外壁、另一端连通转动孔103,转动孔103连通至曝气腔101.
本发明实施例并不限制输出轴210与转动孔103之间的动密封形式,输出轴210与转动孔103的动密封形式优选为接触式动密封,例如油封、胀圈密封、机械密封、填料密封、成型密封、防尘密封等。进一步参照图5,该曝气装置还包括两个填料件900,两个填料件900分别安装于转动孔103的端面,转动孔103的端面环绕设置有填料腔108,填料件900包括填料盖910、螺钉920和填料930,填料930填充于填料腔108中,填料盖910通过螺钉920固定安装于转动孔103的端面,填料盖910环绕设置有压舌911,压舌911压入填料腔108中并压紧填料930,填料930在压力作用下径向挤压输出轴210,从而实现输出轴210与转动孔103之间的动密封。
第一转动杆310与第一电机200的输出轴固定,第一转动杆310与曝气腔101同轴(即第一转动杆310的转动中心与曝气腔101的回转中心线同轴)。第一转动杆310设置有第二输气通道302b,第二输气通道302b与第四输气通道201连通。
浮动搅拌件330的密度小于水,浮动搅拌件330包括套筒331和至少2个浮动搅拌杆332,浮动搅拌杆332呈中心对称分布(避免浮动搅拌件330浮动不平衡),套筒331滑动安装于第一转动杆310,套筒331包绕第一转动杆310,套筒331相对于第一转动杆310轴向可滑动,当第一转动杆310旋转时,第一转动杆310可带动套筒331作旋转运动(具体实施时,套筒331可相对于第一转动杆310周向固定,或者套筒331相对于第一转动杆可作小角度的周向转动,即套筒331不能相对于第一转动杆310作整周运动),浮动搅拌杆332固定安装于套筒331外壁。设置浮动搅拌杆332的好处是可以搅拌最上层的污水,使得新进入曝气腔101的污水被搅动,促进新旧污水的混合。为了使得套筒331相对于第一转动杆310周向固定且轴向可滑动,第一转动杆310的截面形状可以为多边形、半圆形、扇形等,优选地,在本发明实施例中第一转动杆310的截面形状为矩形,套筒331与第一转动杆310之间具有滑动间隙301,滑动间隙301方便浮动搅拌件330的上下浮动。由于滑动间隙301的存在,使得套筒331与第一转动杆310在初始时可能存在小角度的周向转动,但是不影响第一转动杆310带动套筒331作转动。
曝气搅拌杆350固定安装于第一转动杆310的底端,曝气搅拌杆350开设有与第二输气通道302b连通的第一输气通道302a,第一输气通道302a设置有多个出气开口303,出气开口303具有一锥形腔壁303a,出气开口303的数量与曝气器370的数量相同。
出气阀门360包括阀芯361和第一弹性元件362,阀芯361具有与锥形腔壁303a相适配的锥形部361a,初始时锥形部361a抵靠于锥形腔壁303a,第一弹性元件362用于向阀芯361施加一抵靠锥形腔壁303a的弹性力。第一弹性元件362可以为弹簧、弹力绳或弹片等,第一弹性元件362一端连接于阀芯361、另一端连接于曝气搅拌杆350,第一弹性元件362的弹力方向沿着阀芯361的延伸方向。具体而言,阀芯361包括一阀杆361b,锥形部361a安装于阀杆361b的第一端,第一输气通道302a的内壁开设有第一阀孔304,第一阀孔304与出气开口303相对,第一阀孔304与第一输气通道302a连通,阀杆361b经出气开口303伸入第一阀孔304中,第一阀孔304截面与阀杆361b相适配,阀杆361b滑动安装于出气开口303中,阀杆361b的第二端滑动安装于第一阀孔304中,第一弹性元件362为安装于第一阀孔304中的弹簧,第一弹性元件362的一端与阀杆361b的第二端相连、另一端与第一阀孔304的内壁相连。
曝气器370与出气开口303连通,曝气箱体100开设有第三输气通道104,第三输气通道104一端与回转槽302c连通,另一端与鼓风机340连通。在本发明实施例中,不限制曝气器370的结构形式。
排气囱400一端连接至曝气腔101的上部、另一端伸至曝气箱体100外。
排水管510一端连接至曝气腔101的底部、另一端延伸至曝气箱体100外。
排水阀520安装于排水管510,排水阀520用于控制排水管510的打开或关闭。
本发明实施例的曝气装置,通过将曝气器370设置于曝气搅拌杆350,当污水进入曝气腔101后,在曝气的同时进行搅拌,提高了该曝气装置的曝气效率,促进了污水中的微生物对有机物的分解作用;并且本发明实施例将曝气搅拌杆350设置于曝气腔101的底部,可以防止污水中的包含有微生物的悬浮体下沉,从而进一步加强了微生物的分解作用。并且本发明实施例还设置有浮动搅拌杆330,可以促进新旧污水的混合。
进一步参照图2,曝气器370包括第一孔板371、曝气筒372和两第二孔板373,曝气筒372为两端开口的圆筒状结构,曝气筒372的内壁为一回转面,曝气筒372具有一旋转腔305a和进气口305b,旋转腔305a为一回转腔体,进气口305b与出气开口303连通,进气口305b与旋转腔305a连通,进气口305b的延伸方向垂直于旋转腔305a的轴向,进气口305b具有一与旋转腔305a内壁相切的切侧壁305c,第一孔板371设置于进气口305b,第一孔板371为开设有多个第一孔眼371a的板状结构,第二孔板373为开设有多个第二孔眼373a的板状结构,两第二孔板373分别设置于曝气筒372的两端;第一转动杆310开设有第二输气通道302b,第二输气通道302b与第一输气通道302a连通。第一孔板371的作用是将进气口305b的气流打散后在旋转腔305a内形成气液混合物促进气体溶解于污水,旋转腔305a的作用是使得气液混合物在旋转腔305a内形成旋转涡流使得气体进一步溶解于污水,第二孔板373的作用是使得气液混合物进一步分散从而扩散于曝气腔101中。
进一步参照图8至图10,曝气装置还包括控制模块600和触发机构700,控制模块600可设置于曝气箱体100的任意位置。
控制模块600与第一电机200电性连接,控制模块600与鼓风机340电性连接(具体而言,控制模块600与鼓风机340的驱动电机电性连接)。
触发机构700包括挡板710、触发板720和触发开关730,挡板710转动安装于曝气腔101,挡板710具有相对的第一侧面711和第二侧面712,第一侧面711与污水进口102的外缘相适配,触发板720固定安装于挡板710的第二侧面712,触发板720为与挡板710的转动中心同轴的圆弧板状结构(触发板720的内壁和外壁为同轴的两圆柱面),曝气箱体100开设有与触发板720形状相匹配的弧形腔105(弧形腔105具有均呈圆柱面且同轴的两侧壁),弧形腔105的圆心与挡板710的转动中心相同,触发开关730安装于弧形腔105内,触发开关730与控制模块600电性连接,初始时挡板710封闭污水进口102,挡板710呈倾斜状态,挡板710以其自身重力矩抵靠于污水进口102,当污水进口102的污水流动使得挡板710转动超过预设角度,触发板720触发触发开关730。当污水进口102无污水流动时,挡板710以其自身重力矩回转至初始位置。
控制模块600在触发开关730触发时控制第一电机200启动,且根据触发开关730的触发时长控制第一电机200运行第一工作时间;第一工作时间与触发时长呈正相关关系,第一工作时间与触发时长呈正比关系(比例系数为0.5-5,例如可以为0.5、2、5等)。在触发开关730触发时立即对污水进行搅拌,使得新旧污水能够快速混合,方便后续的曝气工作。
控制模块600在触发开关730触发结束后控制鼓风机340启动,且根据触发开关730的触发时长控制鼓风机340运行第二工作时间。第二工作时间与触发时长呈正相关关系;第二工作时间与触发时长呈正比关系(比例系数为0.5-5,例如可以为0.5、2、5等)。在触发开关730触发后启动鼓风机340,避免了在挡板710打开时鼓入空气对挡板710形成闭合压力,导致触发不灵敏;同时在触发结束后向曝气腔101鼓入气体时,挡板710还具有阻挡气体进入第一输送管道800的作用。
进一步而言,预设角度为0-3°,例如预设角度为0.5°、1°、2°、3°等,预设角度越小,触发开关730越灵敏。
进一步参照图1,浮动搅拌杆332包括横杆332a和多个纵杆332b,横杆332a垂直于套筒331的滑动方向,纵杆332b垂直固定于横杆332a。
进一步参照图8至图10,触发开关730包括光电发射器731和光电接收器732,光电发射器731发出的光由光电接收器732接收,光电接收器732与控制模块600电性连接,光电发射器731和光电接收器732分别安装于弧形腔105的两相对的侧壁,当挡板710转动超过预设角度时,触发板720阻断光电发射器731与光电接收器732之间的光路,触发开关730触发。本发明并不限制触发开关730的形式,触发开关730还可以为压电式开关、磁性开关、按压式开关、拨动式开关、滑动式开关等。
进一步参照图1和图8,曝气腔101中设置有液位传感器740,液位传感器740用于检测曝气腔101中的液位深度,液位传感器740与控制模块600电性连接;排水阀520为与控制模块600电性连接的电磁阀,当曝气腔101中的液位深度超过第一液位时,第一液位低于污水进口102的高度,控制模块600控制排水阀520打开。具体而言,排水阀520可采用两位两通的电磁阀,该电磁阀为常闭阀。
进一步参照图1,第一转动杆310设置有第一限位块381和第二限位块382,第一限位块381和第二限位块382沿第一转动杆310的延伸方向设置(即第一限位块381和第二限位块382),套筒331位于第一限位块381和第二限位块382之间,第一限位块381的高度低于污水进口102,第二限位块382的高度高于曝气器370。
进一步参照图1,本发明实施例的曝气装置还包括多个固定搅拌杆320,固定搅拌杆320固定安装于第一转动杆310,多个固定搅拌杆320相互平行。套筒331设置有一使得固定搅拌杆320通过的滑动开口306(设置滑动开口306的好处是当套筒331在上下滑动过程中,固定搅拌杆320始终不阻碍套筒331的滑动)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。