CN108128891A - 一种新式节能型曝气池装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新式节能型曝气池装置，其包括曝气池（11）、电机（1）、曝气板（12）、空气压缩机（4）等，其特征在于所述底面为正方形的方柱型曝气池（11）活动连接两组隔板单元，每组隔板单元共四个竖直隔板和三个倾斜隔板，竖直隔板的外侧面和倾斜隔板的上侧面为光滑面，竖直隔板的内侧面和倾斜隔板的下侧面为分布有小正四棱锥体（10）的粗糙面；方柱型曝气池（11）被每组隔板单元的七块隔板分成了三个区域，每组隔板单元的三个搅拌叶（3）分别设在三个反应区内；曝气板（12）上均匀分布有与其连通的曝气头（6），本发明将曝气产生的气泡由直线上升改为折线上升的方式逸出水面，增加了气泡在水中的停留时间，提高了氧气利用率，降低了曝气能耗。

Description

一种新式节能型曝气池装置

技术领域：

本发明涉及一种曝气池装置，尤其涉及一种能够充分利用曝气气泡中的氧气的新式节能型曝气池装置，属于城市生活污水生物处理技术领域。

背景技术：

目前,我国城市污水处理厂一般都采用活性污泥法。在以活性污泥法为主导的污水处理系统中，曝气池在池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件，是污水系统的重要组成部分。但传统的曝气过程的氧利用率较低，基本上在20%～30%之间。而且活性污泥法的曝气系统的曝气过程中要消耗大量的电能，一般可占整个污水处理厂能耗的45%～75%。因此，增加曝气效率，提高氧气利用效率对于污水处理来讲具有重要的意义。从现有的研究方向看，主要采用以下几点：①压缩空气，提高氧的浓度；②分散更细小的气泡，增大接触面积；③深水曝气，延长接触时间。④在曝气设备方面进行改良。但在所有的方法中，均有一个共同的缺点，就是气泡从曝气头产生后都是在浮力的作用直接以直线上升的方式到逸出水面。因此，也就造成了气泡在水体中停留时间较短，气泡中氧气利用率低，因此浪费了大量能耗。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种提高气泡在水中的停留时间，增加了氧搬运的功率，提高氧气利用率的新式节能型曝气池装置。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种新式节能型曝气池装置，其包括曝气池、电机，曝气池的下部连接有中空结构曝气板，曝气板通过进气管路连接空气压缩机，曝气池上部设有进水阀，下部设有排水阀，其特征在于曝气池为底面为正方形的方柱型曝气池，方柱型曝气池内设有两组对称分布的隔板单元，每组隔板单元均由七块隔板构成，七块隔板与方柱型曝气池活动连接，七块隔板分别为第一竖直隔板、第一倾斜隔板、第二竖直隔板、第二倾斜隔板、第三竖直隔板、第三倾斜隔板、第四竖直隔板，第一竖直隔板、第二竖直隔板、第三竖直隔板和第四竖直隔板均垂直水平面且第一倾斜隔板、第二倾斜隔板和第三倾斜隔板均倾斜水平面30°～45°，第一竖直隔板的上端和第一倾斜隔板的下端相连，第二竖直隔板的上端和第二倾斜隔板的下端相连，第三竖直隔板的上端和第三倾斜隔板的下端相连，其中一组隔板单元的第一竖直隔板和第三竖直隔板设在方柱型曝气池的一侧，且上下分布，第二竖直隔板和第四竖直隔板设在方柱型曝气池的中部；另一组隔板单元的第一竖直隔板和第三竖直隔板设在方柱型曝气池的另一侧，且上下分布，第二竖直隔板和第四竖直隔板设在方柱型曝气池的中部；每组隔板单元的第一竖直隔板的外侧、第三竖直隔板的外侧均与方柱型曝气池内壁之间形成空间；两组隔板单元的第二竖直隔板的外侧之间形成空间，两组隔板单元的第四竖直隔板的外侧之间形成空间；每组隔板单元的第一倾斜隔板和第三倾斜隔板均上下平行分布，第二倾斜隔板设在第一倾斜隔板和第三倾斜隔板之间，与第一倾斜隔板和第三倾斜隔板之间呈60°～90°夹角；第一竖直隔板、第二竖直隔板、第三竖直隔板和的第四竖直隔板的外侧面均为光滑面，内侧面均为均匀分布有小正四棱锥体的粗糙面；第一倾斜隔板、第二倾斜隔板和第三倾斜隔板的上侧面均为光滑面，下侧面均为均匀分布有小正四棱锥体的粗糙面；方柱型曝气池被两组隔板单元的十四块隔板分成了六个区域，被每组隔板单元的七块隔板分成了三个区域，分别为由第一竖直隔板、第一倾斜隔板、第二竖直隔板围成的Ⅰ反应区，第一倾斜隔板和第二竖直隔板之间留有空隙；由第一倾斜隔板、第二倾斜隔板、第三竖直隔板围成的Ⅱ反应区，第一倾斜隔板、第二倾斜隔板、第三竖直隔板之间均留有空隙；由第二倾斜隔板、第三倾斜隔板和第四竖直隔板围成的Ⅲ反应区，第二倾斜隔板、第三倾斜隔板、第四竖直隔板之间均留有空隙；曝气池的曝气池上盖通过两个电机支架连接两个电机，每个电机连接一个转动轴，每个转动轴均穿过一组隔板单元的第一倾斜隔板、第二倾斜隔板和第三倾斜隔板，转动轴上设有三个搅拌叶，三个搅拌叶分别设在方柱型曝气池内的Ⅰ反应区、Ⅱ反应区和Ⅲ反应区内；曝气板的上表面均匀分布有曝气头，曝气板与曝气头连通，下部的搅拌叶位于曝气头的上方，下部的搅拌叶转动时不会与曝气头干涉。

为了进一步实现本发明的目的，所述的小正四棱锥体的高:底边=4:1，高为方柱型曝气池的底面边长的1/20，且小正四棱锥体之间的间距为一个小正四棱锥体的底边长。

为了进一步实现本发明的目的，所述的方柱型曝气池内设有温度电极、溶解氧电极，温度电极、溶解氧电极通过上盖上的孔，沿边缘进入曝气池内部，同时分别通过数据线连接溶解氧-温度测定仪。

为了进一步实现本发明的目的，所述的进气管路上设有气体流量计。

为了进一步实现本发明的目的，所述的方柱型曝气池的下端设有排泥阀。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：

①在好氧曝气阶段进行反应，本发明的隔板结构可使大多数曝气产生的气泡在曝气池内不再以产生后直接直线上升逸出水面，而是采用折线上升的方式，而且在折线上升的过程中在搅拌叶和小正四棱锥体的作用下，气泡会被反复地切割、打碎，从而增大了气泡与污水的接触面积。这种气泡运行方式也极大的增加了气泡在水体内的滞留时间，提高了氧气的利用效率，因此可以节省大量的曝气量。

②隔板结构不影响活性污泥的正常沉降，隔板结构可拆卸，便于日常的清理和维护。

③本曝气池两侧与竖直隔板及两组竖直隔板间均留有空间，作用是为了在曝气过程中，保持污水中如氮、磷等浓度的整体均匀性，更利于污水整体处理效果的增加。

④本发明也充分考虑到在曝气过程中会产生污泥上浮，当曝气停止处于静止阶段后，活性污泥将会沿着倾斜隔板光滑面下滑，沉降到底部。又考虑到防止活性污泥在棱锥体大面积挂膜和保证气泡搅拌、上浮过程中对气泡的切割作用，因此采用具有一定高度的小正四棱锥体的均匀分布（高:底边=4:1，高为方柱型曝气池底面（正方形）边长的1/20），且小正四棱锥体之间间距为一个小正四棱锥体的底边长。保证曝气停止后，悬浮在水体中任意位置的活性污泥最后均可达到完全沉降到曝气池底部，保证污水的处理效果。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的隔板的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例：一种新式节能型曝气池装置（参见图1、图2），其包括底面为正方形的方柱型曝气池11，方柱型曝气池11内设有两组对称分布的隔板单元，每组隔板单元均由七块隔板构成，七块隔板与方柱型曝气池11活动连接，七块隔板分别为第一竖直隔板9-1、第一倾斜隔板9-2、第二竖直隔板9-3、第二倾斜隔板9-4、第三竖直隔板9-5、第三倾斜隔板9-6、第四竖直隔板9-7，第一竖直隔板9-1、第二竖直隔板9-3、第三竖直隔板9-5和第四竖直隔板9-7均垂直水平面且第一倾斜隔板9-2、第二倾斜隔板9-4和第三倾斜隔板9-6均倾斜水平面30°～45°，第一竖直隔板9-1的上端和第一倾斜隔板9-2的下端相连，第二竖直隔板9-3的上端和第二倾斜隔板9-4的下端相连，第三竖直隔板9-5的上端和第三倾斜隔板9-6的下端相连，其中一组隔板单元的第一竖直隔板9-1和第三竖直隔板9-5设在方柱型曝气池11的一侧，且上下分布，第二竖直隔板9-3和第四竖直隔板9-7设在方柱型曝气池11的中部；另一组隔板单元的第一竖直隔板9-1和第三竖直隔板9-5设在方柱型曝气池11的另一侧，且上下分布，第二竖直隔板9-3和第四竖直隔板9-7设在方柱型曝气池11的中部。每组隔板单元的第一竖直隔板9-1的外侧、第三竖直隔板9-5的外侧均与方柱型曝气池11内壁之间形成空间，两组隔板单元的第二竖直隔板9-3的外侧之间形成空间，两组隔板单元的第四竖直隔板9-7的外侧之间形成空间。每组隔板单元的第一倾斜隔板9-2和第三倾斜隔板9-6均上下平行分布，第二倾斜隔板9-4设在第一倾斜隔板9-2和第三倾斜隔板9-6之间，与第一倾斜隔板9-2和第三倾斜隔板9-6之间呈60°～90°夹角。第一竖直隔板9-1、第二竖直隔板9-3、第三竖直隔板9-5和第四竖直隔板9-7的外侧面均为光滑面，内侧面均为均匀分布有小正四棱锥体10的粗糙面，参见图2，小正四棱锥体的高:底边=4:1，高为方柱型曝气池底面（正方形）边长的1/20，且小正四棱锥体之间的间距为一个小正四棱锥体的底边长。每组隔板单元的第一倾斜隔板9-2、第二倾斜隔板9-4和第三倾斜隔板9-6的上侧面均为光滑面，下侧面均为均匀分布有小正四棱锥体的粗糙面，参见图2，小正四棱锥体的高:底边=4:1，高为方柱型曝气池底面（正方形）边长的1/20，且小正四棱锥体之间的间距为一个小正四棱锥体的底边长。方柱型曝气池11被两组隔板单元的十四块隔板分成了六个区域，被每组隔板单元的七块隔板分成了三个区域，分别为由第一竖直隔板9-1、第一倾斜隔板9-2、第二竖直隔板9-3围成的Ⅰ反应区14，第一倾斜隔板9-2和第二竖直隔板9-3之间留有空隙；由第一倾斜隔板9-2、第二倾斜隔板9-4、第三竖直隔板9-5围成的Ⅱ反应区15，第一倾斜隔板9-2、第二倾斜隔板9-4、第三竖直隔板9-5之间均留有空隙；由第二倾斜隔板9-4、第三倾斜隔板9-6和第四竖直隔板9-7围成的Ⅲ反应区16，第二倾斜隔板9-4、第三倾斜隔板9-6、第四竖直隔板9-7之间均留有空隙。

方柱型曝气池11的曝气池上盖17通过两个电机支架18连接两个电机1，每个电机1连接一个转动轴2，每个转动轴2均穿过一组隔板单元的第一倾斜隔板9-2、第二倾斜隔板9-4和第三倾斜隔板9-6，每个转动轴2上均设有三个搅拌叶3，三个搅拌叶3分别设在方柱型曝气池11内的Ⅰ反应区14、Ⅱ反应区15和Ⅲ反应区16内。方柱型曝气池11的下部连接有曝气板12，曝气板12为中空结构，曝气板12右侧的进气口通过进气管路13连接空气压缩机4，进气管路13上设有气体流量计5，曝气板12的上表面均匀分布有若干曝气头6，曝气板12与曝气头6连通，下部的搅拌叶3位于曝气头6的上方，下部的搅拌叶3转动时不会与曝气头6干涉，空气压缩机4可以将空气输送至曝气板12，最终由曝气头6排出。方柱型曝气池11左侧壁的上部设有进水阀7-1，下部设有排水阀7-2，方柱型曝气池11的下端设有排泥阀8。方柱型曝气池11内设有温度电极20-1、溶解氧电极20-2，温度电极20-1、溶解氧电极20-2通过上盖17上的孔，沿边缘进入曝气池内部，同时分别通过数据线连接溶解氧-温度测定仪19。

曝气池工作时，首先气泡通过空气压缩机4从底部的曝气头6产生，上升的过程中经过隔板，实现了垂直上升变为曲线阶段式上升的形式。其中Ⅰ反应区14、Ⅱ反应区15和Ⅲ反应区16，在转动轴上都相应的搅拌叶，气泡通过搅拌作用及粗糙面正四棱锥体的切割作用，在Ⅰ反应区14被细分更多微小气泡，由于浮力作用大部分的气泡将通过第一倾斜隔板9-2和第二竖直隔板9-3之间的缝隙而进入Ⅱ反应区15，进入Ⅱ反应区15的气泡由于底部有第一倾斜隔板9-2的阻挡作用，因此不直接受由曝气头6产生气泡的直接冲击，气泡有更多的时间处于悬浮状态。且由于第一倾斜隔板9-2、第二倾斜隔板9-4和第三竖直隔板9-5这三块隔板的结构，在Ⅱ反应区15形成了一个相对密闭的空间，进入此区域的气泡在搅拌叶的作用及粗糙面的正四棱锥体的切割下，充分的与污水混合，从而滞留相对更长的时间。经过Ⅱ反应区15的气泡，通过Ⅱ反应区15、Ⅲ反应区16间的空隙随后又通过Ⅲ反应区16，由于第三倾斜隔板9-6的作用，部分气泡不会立即逸出水面，滞留在水体内的时间还会增加。同样在搅拌轴及粗糙面正四棱锥体的切割下继续与污水混合，最后，在浮力的作用下所有气泡将会通过第三倾斜隔板9-6与第四竖直隔板9-7间的空隙最后完全逸出水体，完成曝气过程。同时方柱型曝气池11上方有曝气池上盖17，温度电极20-1、溶解氧电极20-2通过曝气池上盖17上的孔进入水体中，通过溶解氧-温度测定仪19随时监测水体中溶解氧和温度情况。曝气池上盖的孔洞，也起到了与外部大气相连通，内外气压相同，保证曝气过程中产生的气泡最后能顺利的逸出水面。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分都属于现有技术。上述针对较佳实施例的描述较细致，但不能因此认为是对本发明专利保护范围的限制。

Claims (5)

1.一种新式节能型曝气池装置，其包括曝气池（11）、电机（1），曝气池（11）的下部连接有中空结构曝气板（12），曝气板（12）通过进气管路（13）连接空气压缩机（4），曝气池（11）上部设有进水阀（7-1），下部设有排水阀（7-2），其特征在于曝气池（11）为底面为正方形的方柱型曝气池，方柱型曝气池（11）内设有两组对称分布的隔板单元，每组隔板单元均由七块隔板构成，七块隔板与方柱型曝气池（11）活动连接，七块隔板分别为第一竖直隔板（9-1）、第一倾斜隔板（9-2）、第二竖直隔板（9-3）、第二倾斜隔板（9-4）、第三竖直隔板（9-5）、第三倾斜隔板（9-6）、第四竖直隔板（9-7），第一竖直隔板（9-1）、第二竖直隔板（9-3）、第三竖直隔板（9-5）和第四竖直隔板（9-7）均垂直水平面且第一倾斜隔板（9-2）、第二倾斜隔板（9-4）和第三倾斜隔板（9-6）均倾斜水平面30°～45°，第一竖直隔板（9-1）的上端和第一倾斜隔板（9-2）的下端相连，第二竖直隔板（9-3）的上端和第二倾斜隔板（9-4）的下端相连，第三竖直隔板（9-5）的上端和第三倾斜隔板（9-6）的下端相连，其中一组隔板单元的第一竖直隔板（9-1）和第三竖直隔板（9-5）设在方柱型曝气池（11）的一侧，且上下分布，第二竖直隔板（9-3）和第四竖直隔板（9-7）设在方柱型曝气池（11）的中部；另一组隔板单元的第一竖直隔板（9-1）和第三竖直隔板（9-5）设在方柱型曝气池（11）的另一侧，且上下分布，第二竖直隔板（9-3）和第四竖直隔板（9-7）设在方柱型曝气池（11）的中部；每组隔板单元的第一竖直隔板（9-1）的外侧、第三竖直隔板（9-5）的外侧均与方柱型曝气池（11）内壁之间形成空间；两组隔板单元的第二竖直隔板（9-3）的外侧之间形成空间，两组隔板单元的第四竖直隔板（9-7）的外侧之间形成空间；每组隔板单元的第一倾斜隔板（9-2）和第三倾斜隔板（9-6）均上下平行分布，第二倾斜隔板（9-4）设在第一倾斜隔板（9-2）和第三倾斜隔板（9-6）之间，与第一倾斜隔板（9-2）和第三倾斜隔板（9-6）之间呈60°～90°夹角；第一竖直隔板（9-1）、第二竖直隔板（9-3）、第三竖直隔板（9-5）和的第四竖直隔板（9-7）的外侧面均为光滑面，内侧面均为均匀分布有小正四棱锥体（10）的粗糙面；第一倾斜隔板（9-2）、第二倾斜隔板（9-4）和第三倾斜隔板（9-6）的上侧面均为光滑面，下侧面均为均匀分布有小正四棱锥体（10）的粗糙面；方柱型曝气池（11）被两组隔板单元的十四块隔板分成了六个区域，被每组隔板单元的七块隔板分成了三个区域，分别为由第一竖直隔板（9-1）、第一倾斜隔板（9-2）、第二竖直隔板（9-3）围成的Ⅰ反应区（14），第一倾斜隔板（9-2）和第二竖直隔板（9-3）之间留有空隙；由第一倾斜隔板（9-2）、第二倾斜隔板（9-4）、第三竖直隔板（9-5）围成的Ⅱ反应区（15），第一倾斜隔板（9-2）、第二倾斜隔板（9-4）、第三竖直隔板（9-5）之间均留有空隙；由第二倾斜隔板（9-4）、第三倾斜隔板（9-6）和第四竖直隔板（9-7）围成的Ⅲ反应区（16），第二倾斜隔板（9-4）、第三倾斜隔板（9-6）、第四竖直隔板（9-7）之间均留有空隙；曝气池（11）的曝气池上盖（17）通过两个电机支架（18）连接两个电机（1），每个电机（1）连接一个转动轴（2），每个转动轴（2）均穿过一组隔板单元的第一倾斜隔板（9-2）、第二倾斜隔板（9-4）和第三倾斜隔板（9-6），转动轴（2）上设有三个搅拌叶（3），三个搅拌叶（3）分别设在方柱型曝气池（11）内的Ⅰ反应区（14）、Ⅱ反应区（15）和Ⅲ反应区（16）内；曝气板（12）的上表面均匀分布有曝气头（6），曝气板（12）与曝气头（6）连通，下部的搅拌叶（3）位于曝气头（6）的上方，下部的搅拌叶（3）转动时不会与曝气头（6）干涉。

2.根据权利要求1所述的一种新式节能型曝气池装置，其特征在于所述的小正四棱锥体（10）的高:底边=4:1，高为方柱型曝气池（11）的底面边长的1/20，且小正四棱锥体（10）之间的间距为一个小正四棱锥体（10）的底边长。

3.根据权利要求1所述的一种新式节能型曝气池装置，其特征在于所述的方柱型曝气池（11）内设有温度电极（20-1）、溶解氧电极（20-2），温度电极（20-1）、溶解氧电极（20-2）通过上盖（17）上的孔，沿边缘进入曝气池内部，同时分别通过数据线连接溶解氧-温度测定仪（19）。

4.根据权利要求1所述的一种新式节能型曝气池装置，其特征在于所述的进气管路（13）上设有气体流量计（5）。

5.根据权利要求1所述的一种新式节能型曝气池装置，其特征在于所述的方柱型曝气池（11）的下端设有排泥阀（8）。