CN108373207B - 一种污水处理系统的曝气装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理系统的曝气装置及其方法，包括曝气池、曝气组件、导向滑板和位移驱动机构，所述曝气池为长方形的槽体结构，在所述曝气池的上端边缘上设置有导向滑板，所述导向滑板沿曝气池的宽度方向架设，所述位移驱动机构设置在曝气池外部，且所述位移驱动机构驱动导向滑板沿曝气池的长度方向往复位移；所述曝气组件转动设置在导向滑板的下方，且所述曝气组件深入至曝气池内；所述曝气组件通过位移驱动机构的往复位移驱动，扰动曝气池内的污水持续流动。本发明提供一种污水处理系统的曝气装置及其方法，可高效的的对曝气池内的污水进行曝气处理。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种污水处理系统的曝气装置及其方法。
背景技术
在治理城市生活污水时，常采用好氧工艺对污水进行处理。怎样在节约工程耗费的情况下提高曝气充氧系统的处理效果一直是污水处理中的关键问题。一般在曝气池中都设置有曝气器、搅拌器和曝气管，曝气管多为铺设在曝气池池底的多跟管道，通过曝气器向曝气管内泵入气体，以增加曝气池内的含氧量，整个过程漫长，而且耗资较大，还容易造成曝气管的堵塞，维修时十分麻烦，而且还需要增加搅拌器来增加污水的流动，需要投入较多的设备。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种污水处理系统的曝气装置及其方法，可高效的的对曝气池内的污水进行曝气处理。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种污水处理系统的曝气装置，包括曝气池、曝气组件、导向滑板和位移驱动机构，所述曝气池为长方形的槽体结构，在所述曝气池的上端边缘上设置有导向滑板，所述导向滑板沿曝气池的宽度方向架设，所述位移驱动机构设置在曝气池外部，且所述位移驱动机构驱动导向滑板沿曝气池的长度方向往复位移；所述曝气组件转动设置在导向滑板的下方，且所述曝气组件深入至曝气池内；所述曝气组件通过位移驱动机构的往复位移驱动，扰动曝气池内的污水持续流动。
进一步的，所述曝气组件包括螺旋曝气管、支撑杆和转轴，所述转轴上、下贯穿导向滑板，且转轴转动设置在导向滑板上，所述螺旋曝气管同轴间距套设在转轴的外圈，若干所述支撑杆螺旋设置在转轴上，且所述螺旋曝气管通过若干支撑杆与转轴固定支撑连接，所述螺旋曝气管的一端设置有曝气器；
所述支撑杆为内空腔的管体结构，所述支撑杆的一端设置在转轴上，且所述支撑杆的另一端与螺旋曝气管连通设置，所述支撑杆的底部侧壁上贯通开设有若干气孔。
进一步的，若干所述支撑杆形成若干组支撑杆组，若干所述支撑杆组以转轴圆形整列设置，且所述支撑杆组中包含的多个支撑杆在竖向方向上位于同一平面内；在同一组中的两个相邻的支撑杆，位于上方的一个支撑杆的射流冲击在位于下方的一个支撑杆上。
进一步的，所述螺旋曝气管的内腔中穿设有螺旋通液管，所述螺旋通液管与螺旋曝气管间距设置形成气流通道，所述气流通道与支撑杆导通；所述螺旋通液管的两端均伸出螺旋曝气管的两端，所述螺旋通液管靠近曝气池池底的底端连接有泥浆泵，所述螺旋通液管靠近曝气池上方的顶端为自由端，且螺旋通液管的顶端伸出至曝气池内的污水上表面。
进一步的，还包括连接管和支撑固定板，所述曝气器设置在支撑固定板上，所述支撑固定板固定设置在转轴上，且所述支撑固定板垂直于转轴的轴线设置，所述支撑固定板高于曝气池内的污水上表面，所述支撑固定板上设置有连接管，所述连接管的一端与螺旋曝气管的底端连通，且所述连接管的另一端与曝气器连接。
进一步的，所述螺旋通液管的自由端为出液端，所述出液端为缩口状结构，所述出液端刚好伸出螺旋曝气管的顶端，所述气流通道内的气体冲击在出液端流出的污水溶液上；所述出液端内设置有至少一个隔板，所述隔板将出液端的水流分割成多股水流。
进一步的，所述隔板为的两侧壁均有锯齿状结构，且锯齿的齿尖抵接在出液端的内壁上，通过锯齿状结构将出液端分隔成若干污水流道。
一种污水处理系统的曝气装置的方法：包括：
S1：启动位移驱动机构，驱动导向滑板在曝气池的上方沿曝气池的长度方向往复位移，并使曝气组件在曝气池内往复移动，进而带动曝气池内的污水和活性污泥持续流动，液体处于动态的环境中；且在曝气组件位移的过程中，曝气池内的污水相互翻滚流动，增加污水与空气的接触面积，以增加溶氧量；
S2：启动转轴转动和曝气器工作，驱动螺旋曝气管进行周向转动，螺旋状的螺旋曝气管本体在转动的作用下，扰动曝气池内的污水流动，使位于曝气池内底部的污水及活性污泥向上翻动，增加曝气池内的溶氧量；同时转动的螺旋曝气管在周向旋转力的作用下，使污水产生轻微的流动漩涡，增加污水之间的相互流动；
S3：曝气器的气流的一部分通过气流通道通入到若干支撑杆的内腔中，然后支撑杆的内腔中的气体通过若干气孔流出，形成若干初级气泡；
若干初级气泡在水流及空气气流冲击的作用下继续向下移动，形成的初级气泡撞击在相邻该支撑杆下方的支撑杆杆体上，部分初级气泡在冲击力的作用下形成若干体积较小的次级气泡，若干次级气泡上浮后逐渐破裂，气泡中的氧气溶于液体中；曝气器的气流的另一部分通过螺旋曝气管的管体延伸方向，从螺旋曝气管的顶端向外流动；
S4：在转轴启动的同时也启动泥浆泵工作，泥浆泵将曝气池内底部的污水和活性污泥从螺旋通液管的底端向顶端抽送，从出液端流出的污水及活性污泥与空气接触，增加曝气池内的溶氧量；同时将曝气池内的液体进行循环抽离和补充，曝气池内的污水及活性污泥的位置动态变更，减少曝气池内死角的死泥和淤泥；
污水及活性污泥从螺旋通液管的出液端向液面跌落时，产生液体冲击，引起污水表面的液体向下翻滚，使表面含氧量较高的液体层向下运动，下方含氧量低的液体层向上运动，不断循环交换；
S5：出液端内的隔板将出液端的水流分割成若干股水流，增加污水与空气的接触面积，以增加污水的含氧量；同时通过螺旋曝气管的顶端出气口的气流对出液端流出的污水进行冲击，使出液端的水流形成扩散状，增加污水及活性污泥与空气的接触面积。
有益效果：本发明通过位移驱动机构使曝气组件在曝气池内往复移动，进而带动曝气池内的污水和活性污泥持续流动，液体处于动态的环境中；且在曝气组件位移的过程中，曝气池内的污水相互翻滚流动，增加污水与空气的接触面积，以增加曝气池内污水中的溶氧量；并且通过螺旋曝气管的自旋转，搅动污水转动，替代了搅拌器的使用，减少了设备投入，而且，通过设置移动的曝气组件，其安装及维修都十分方便。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图；
附图2为本发明的整体结构的透视图；
附图3为本发明的曝气组件和导向滑板的结构示意图；
附图4为本发明的曝气组件的半剖结构示意图；
附图5为本发明的转轴及支撑杆组的半剖结构示意图；
附图6为本发明的对于图4中螺旋曝气管的内部结构剖视图；
附图7为本发明的螺旋曝气管与连接管内部的结构示意图；
附图8为本发明的螺旋曝气管与螺旋通液管出液端的结构示意图；
附图9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作更进一步的说明。
如附图1和附图2所示，一种污水处理系统的曝气装置，包括曝气池1、曝气组件2、导向滑板3和位移驱动机构4，所述位移驱动机构4为丝杆机构，丝杆机构中的电机为正反转电机，丝杆沿曝气池的长度方向设置，导向滑板3与丝杆对应设置，所述曝气池1为长方形的槽体结构，在所述曝气池1的上端边缘上设置有导向滑板3，所述导向滑板3沿曝气池的宽度方向架设，导向滑板3为倒U型结构，两个U型臂卡设在曝气池的两侧，通过曝气池对导向滑板进行导向，所述位移驱动机构4设置在曝气池1外部，且所述位移驱动机构4驱动导向滑板3沿曝气池1的长度方向往复位移；所述曝气组件2转动设置在导向滑板3的下方，且所述曝气组件2深入至曝气池1内；所述曝气组件2通过位移驱动机构4的往复位移驱动，扰动曝气池1内的污水持续流动。启动位移驱动机构，驱动导向滑板在曝气池的上方沿曝气池的长度方向往复位移，并使曝气组件在曝气池内往复移动，进而带动曝气池内的污水和活性污泥持续流动，液体处于动态的环境中；且在曝气组件位移的过程中，曝气池内的污水相互翻滚流动，增加污水与空气的接触面积，以增加溶氧量。
如附图3所示，所述曝气组件2包括螺旋曝气管11、支撑杆10和转轴12，所述转轴12上、下贯穿导向滑板3，且转轴12转动设置在导向滑板3上，所述转轴上固定套设有限位板21，所述限位板21设置在导向滑板3的上方，通过限位板21限位转轴的高度，也即曝气组件的高度，使曝气组件的高度可调节，转轴12通过电机20进行驱动，该电机为正反转电机，所述螺旋曝气管11同轴间距套设在转轴12的外圈，若干所述支撑杆10螺旋设置在转轴上，且所述螺旋曝气管11通过若干支撑杆10与转轴12固定支撑连接，所述螺旋曝气管11的一端设置有曝气器5；螺旋状的螺旋曝气管11本体在转动的作用下，扰动曝气池内的污水流动，使位于曝气池内底部的污水及活性污泥向上翻动，增加曝气池内的溶氧量；同时转动的螺旋曝气管在周向旋转力的作用下，使污水产生轻微的流动漩涡，增加污水之间的相互流动；在螺旋曝气管的管体上开设有若干微孔22，从若干微孔22渗出气体，向污水中通入空气，增加含氧量。
所述曝气器5也可为高压气泵，所述支撑杆10为内空腔的管体结构，所述支撑杆10的一端设置在转轴12上，且所述支撑杆10的另一端与螺旋曝气管11连通设置，所述支撑杆10的底部侧壁上贯通开设有若干气孔13。曝气器的气流的一部分通过气流通道17通入到若干支撑杆10的内腔中，然后支撑杆10的内腔中的气体通过若干气孔13流出，形成若干气泡，增加污水中的含氧量。
如附图4和附图5所示，若干所述支撑杆10形成若干组支撑杆组14，若干所述支撑杆组14以转轴12圆形整列设置，且所述支撑杆组14中包含的多个支撑杆10在竖向方向上位于同一平面内；在同一组中的两个相邻的支撑杆，位于上方的一个支撑杆10A的射流冲击在位于下方的一个支撑杆10B上。曝气器的气流的一部分通过气流通道17通入到若干支撑杆10的内腔中，然后支撑杆10的内腔中的气体通过若干气孔13流出，形成若干初级气泡；若干初级气泡在水流及空气气流冲击的作用下继续向下移动，形成的初级气泡撞击在相邻该支撑杆下方的支撑杆杆体上，部分初级气泡在冲击力的作用下形成若干体积较小的次级气泡，若干次级气泡上浮后逐渐破裂，气泡中的氧气溶于液体中；曝气器的气流的另一部分通过螺旋曝气管11的管体延伸方向，从螺旋曝气管的顶端向外流动。
如附图4何附图6所示，所述螺旋曝气管11的内腔中穿设有螺旋通液管16，所述螺旋通液管16与螺旋曝气管11间距设置形成气流通道17，所述气流通道17与支撑杆10导通；所述螺旋通液管16的两端均伸出螺旋曝气管11的两端，所述螺旋通液管16靠近曝气池1池底的底端连接有泥浆泵8，通过泥浆泵将曝气池1内底部的污水及活性污泥抽送至螺旋通液管道的自由端，在转轴的底端固定设置有承载板9，所述泥浆泵设置在承载板9上，所述螺旋通液管16靠近曝气池1上方的顶端为自由端，且螺旋通液管16的顶端伸出至曝气池1内的污水上表面。所述螺旋通液管16的自由端高于污水表面，污水及活性污泥从螺旋通液管16的出液端160向液面跌落时，产生液体冲击，引起污水表面的液体向下翻滚，使表面含氧量较高的液体层向下运动，下方含氧量低的液体层向上运动，不断循环交换。
如附图7至附图9所示，附图7为附图3中B的局部示意图，附图8为附图3中A的局部示意图，还包括连接管7和支撑固定板6，所述曝气器5设置在支撑固定板6上，所述支撑固定板6固定设置在转轴12上，且所述支撑固定板6垂直于转轴的轴线设置，所述支撑固定板6高于曝气池1内的污水上表面，防止污水对曝气器的影响，所述支撑固定板6上设置有连接管7，所述连接管7的一端与螺旋曝气管11的底端连通，且所述连接管7的另一端与曝气器5连接。通过连接管使螺旋曝气管的底端与曝气器连接，连接管与螺旋曝气管相互导通，螺旋通液管16的底端穿过连接管的壁体伸出到外部与泥浆泵的出水口相连。
所述螺旋通液管16的自由端为出液端160，所述出液端160为缩口状结构，所述出液端160刚好伸出螺旋曝气管11的顶端，所述气流通道17内的气体冲击在出液端160流出的污水溶液上；所述出液端160内设置有至少一个隔板18，所述隔板18将出液端的水流分割成多股水流。所述隔板18为的两侧壁均有锯齿状结构，且锯齿的齿尖抵接在出液端160的内壁上，通过锯齿状结构将出液端160分隔成若干污水流道19。出液端160内的隔板18将出液端的水流分割成若干股水流，增加污水与空气的接触面积，以增加污水的含氧量，同时通过螺旋曝气管11的顶端出气口的气流对出液端160流出的污水进行冲击，使出液端的水流形成扩散状，增加污水及活性污泥与空气的接触面积。
一种污水处理系统的曝气装置的方法：包括：
S1：启动位移驱动机构4，驱动导向滑板3在曝气池1的上方沿曝气池的长度方向往复位移，并使曝气组件2在曝气池内往复移动，进而带动曝气池4内的污水和活性污泥持续流动，液体处于动态的环境中；且在曝气组件位移的过程中，曝气池1内的污水相互翻滚流动，增加污水与空气的接触面积，以增加溶氧量；
S2：启动转轴12转动和曝气器5工作，驱动螺旋曝气管11进行周向转动，螺旋状的螺旋曝气管11本体在转动的作用下，扰动曝气池内的污水流动，使位于曝气池内底部的污水及活性污泥向上翻动，增加曝气池内的溶氧量；同时转动的螺旋曝气管在周向旋转力的作用下，使污水产生轻微的流动漩涡，增加污水之间的相互流动；
S3：曝气器的气流的一部分通过气流通道17通入到若干支撑杆10的内腔中，然后支撑杆10的内腔中的气体通过若干气孔13流出，形成若干初级气泡；
若干初级气泡在水流及空气气流冲击的作用下继续向下移动，形成的初级气泡撞击在相邻该支撑杆下方的支撑杆杆体上，部分初级气泡在冲击力的作用下形成若干体积较小的次级气泡，若干次级气泡上浮后逐渐破裂，气泡中的氧气溶于液体中；曝气器的气流的另一部分通过螺旋曝气管11的管体延伸方向，从螺旋曝气管的顶端向外流动；
S4：在转轴启动的同时也启动泥浆泵8工作，泥浆泵8将曝气池内底部的污水和活性污泥从螺旋通液管16的底端向顶端抽送，从出液端160流出的污水及活性污泥与空气接触，增加曝气池内的溶氧量；同时将曝气池内的液体进行循环抽离和补充，曝气池内的污水及活性污泥的位置动态变更，减少曝气池内死角的死泥和淤泥；
污水及活性污泥从螺旋通液管16的出液端160向液面跌落时，产生液体冲击，引起污水表面的液体向下翻滚，使表面含氧量较高的液体层向下运动，下方含氧量低的液体层向上运动，不断循环交换；
S5：出液端160内的隔板18将出液端的水流分割成若干股水流，增加污水与空气的接触面积，以增加污水的含氧量；同时通过螺旋曝气管11的顶端出气口的气流对出液端160流出的污水进行冲击，使出液端的水流形成扩散状，增加污水及活性污泥与空气的接触面积。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种污水处理系统的曝气装置，其特征在于：包括曝气池(1)、曝气组件(2)、导向滑板(3)和位移驱动机构(4)，所述曝气池(1)为长方形的槽体结构，在所述曝气池(1)的上端边缘上设置有导向滑板(3)，所述导向滑板(3)沿曝气池的宽度方向架设，所述位移驱动机构(4)设置在曝气池(1)外部，且所述位移驱动机构(4)驱动导向滑板(3)沿曝气池(1)的长度方向往复位移；所述曝气组件(2)转动设置在导向滑板(3)的下方，且所述曝气组件(2)深入至曝气池(1)内；所述曝气组件(2)通过位移驱动机构(4)的往复位移驱动，扰动曝气池(1)内的污水持续流动；
所述曝气组件(2)包括螺旋曝气管(11)、支撑杆(10)和转轴(12)，所述转轴(12)上、下贯穿导向滑板(3)，且转轴(12)转动设置在导向滑板(3)上，所述螺旋曝气管(11)同轴间距套设在转轴(12)的外圈，若干所述支撑杆(10)螺旋设置在转轴上，且所述螺旋曝气管(11)通过若干支撑杆(10)与转轴(12)固定支撑连接，所述螺旋曝气管(11)的一端设置有曝气器(5)；
所述支撑杆(10)为内空腔的管体结构，所述支撑杆(10)的一端设置在转轴(12)上，且所述支撑杆(10)的另一端与螺旋曝气管(11)连通设置，所述支撑杆(10)的底部侧壁上贯通开设有若干气孔(13)，在螺旋曝气管的管体上开设有若干微孔(22)；
所述螺旋曝气管(11)的内腔中穿设有螺旋通液管(16)，所述螺旋通液管(16)与螺旋曝气管(11)间距设置形成气流通道(17)，所述气流通道(17)与支撑杆(10)导通；所述螺旋通液管(16)的两端均伸出螺旋曝气管(11)的两端，所述螺旋通液管(16)靠近曝气池(1)池底的底端连接有泥浆泵(8)，所述螺旋通液管(16)靠近曝气池(1)上方的顶端为自由端，且螺旋通液管(16)的顶端伸出至曝气池(1)内的污水上表面。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理系统的曝气装置，其特征在于：若干所述支撑杆(10)形成若干组支撑杆组(14)，若干所述支撑杆组(14)绕转轴(12)圆形阵列设置，且所述支撑杆组(14)中包含的多个支撑杆(10)在竖向方向上位于同一平面内；在同一组中的两个相邻的支撑杆，位于上方的一个支撑杆(10A)的射流冲击在位于下方的一个支撑杆(10B)上。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理系统的曝气装置，其特征在于：还包括连接管(7)和支撑固定板(6)，所述曝气器(5)设置在支撑固定板(6)上，所述支撑固定板(6)固定设置在转轴(12)上，且所述支撑固定板(6)垂直于转轴的轴线设置，所述支撑固定板(6)高于曝气池(1)内的污水上表面，所述支撑固定板(6)上设置有连接管(7)，所述连接管(7)的一端与螺旋曝气管(11)的底端连通，且所述连接管(7)的另一端与曝气器(5)连接。
4.根据权利要求3所述的一种污水处理系统的曝气装置，其特征在于：所述螺旋通液管(16)的自由端为出液端(160)，所述出液端(160)为缩口状结构，所述出液端(160)刚好伸出螺旋曝气管(11)的顶端，所述气流通道(17)内的气体冲击在出液端(160)流出的污水溶液上；所述出液端(160)内设置有至少一个隔板(18)，所述隔板(18)将出液端的水流分割成多股水流。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理系统的曝气装置，其特征在于：所述隔板(18)的两侧壁均有锯齿状结构，且锯齿的齿尖抵接在出液端(160)的内壁上，通过锯齿状结构将出液端(160)分隔成若干污水流道(19)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种污水处理系统的曝气装置的使用方法，其特征在于：包括：
S1：启动位移驱动机构(4)，驱动导向滑板(3)在曝气池(1)的上方沿曝气池的长度方向往复位移，并使曝气组件(2)在曝气池内往复移动，进而带动曝气池(1)内的污水和活性污泥持续流动，液体处于动态的环境中；且在曝气组件位移的过程中，曝气池(1)内的污水相互翻滚流动，增加污水与空气的接触面积，以增加溶氧量；
S2：启动转轴(12)转动和曝气器(5)工作，驱动螺旋曝气管(11)进行周向转动，螺旋状的螺旋曝气管(11)本体在转动的作用下，扰动曝气池内的污水流动，使位于曝气池内底部的污水及活性污泥向上翻动，增加曝气池内的溶氧量；同时转动的螺旋曝气管在周向旋转力的作用下，使污水产生轻微的流动漩涡，增加污水之间的相互流动；
S3：曝气器的气流的一部分通过气流通道(17)通入到若干支撑杆(10)的内腔中，然后支撑杆(10)的内腔中的气体通过若干气孔(13)流出，形成若干初级气泡；
若干初级气泡在水流及空气气流冲击的作用下继续向下移动，形成的初级气泡撞击在相邻该支撑杆下方的支撑杆杆体上，部分初级气泡在冲击力的作用下形成若干体积较小的次级气泡，若干次级气泡上浮后逐渐破裂，气泡中的氧气溶于液体中；曝气器的气流的另一部分通过螺旋曝气管(11)的管体延伸方向，从螺旋曝气管的顶端向外流动；
S4：在转轴启动的同时也启动泥浆泵(8)工作，泥浆泵(8)将曝气池内底部的污水和活性污泥从螺旋通液管(16)的底端向顶端抽送，从出液端(160)流出的污水及活性污泥与空气接触，增加曝气池内的溶氧量；同时将曝气池内的液体进行循环抽离和补充，曝气池内的污水及活性污泥的位置动态变更，减少曝气池内死角的死泥和淤泥；
污水及活性污泥从螺旋通液管(16)的出液端(160)向液面跌落时，产生液体冲击，引起污水表面的液体向下翻滚，使表面含氧量较高的液体层向下运动，下方含氧量低的液体层向上运动，不断循环交换；
S5：出液端(160)内的隔板(18)将出液端的水流分割成若干股水流，增加污水与空气的接触面积，以增加污水的含氧量；同时通过螺旋曝气管(11)的顶端出气口的气流对出液端(160)流出的污水进行冲击，使出液端的水流形成扩散状，增加污水及活性污泥与空气的接触面积。
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