CN108892230A - 一种智能螺旋潜流曝气系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种智能螺旋潜流曝气系统和方法。包括浮体、设置在浮体下端的曝气腔，所述浮体漂设于水面，所述曝气腔上端部分镶嵌在所述浮体底部，所述曝气腔上侧设置有进气口，所述曝气腔内设置有叶轮，所述叶轮通过转轴与设置在浮体上端的电机电机连接；所述曝气腔正下方设置有散流板，所述散流板下方设置有挡板，通过转动叶轮使得空气与水水混合导向散流板和挡板向四周扩散。本发明采用潜流曝气无臭气外溢，无水花外溅，无噪声干扰，不会产生大量气泡影响表面曝气。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种智能螺旋潜流曝气系统和方法。
背景技术
曝气装置是生物预处理及污水生物处理的关键设施，主要用于采用生化处理工艺的水体污染治理。曝气装置主要可以分为鼓风曝气、机械表面曝气、潜水机械曝气等。
曝气管鼓风曝气是由鼓风机压缩的空气通过管路运输至池底的曝气管，再由曝气管上的微孔扩散至水体。该种类型的曝气方式具有占地面积大、成本高、安装复杂等不足。机械表面曝气是通过大功率电机带动盘片在水面旋转溅起水花，进而达到曝气的目的，该种曝气方式效率低、耗能大且机器易出现故障。
而目前的潜水机械曝气通过真空原理将空气吸入水底，由混气叶轮高速旋转、切割完成水气混合后，通过离心力将其扩散进入水体，实现向水体中充氧的目的。该种方式曝气效率较高，但作用范围有限，特别是对于自然水体，在丰水期存在气泡扩散效果不佳、曝气范围不足的问题，在枯水期则存在冲击底泥，导致水体污染加剧等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种智能螺旋潜流曝气系统和方法。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：
一种智能螺旋潜流曝气系统，包括浮体、设置在浮体下端的曝气腔，所述浮体漂设于水面，所述曝气腔上端部分镶嵌在所述浮体底部，所述曝气腔上侧设置有进气口，所述曝气腔内设置有叶轮，所述叶轮通过转轴与设置在浮体上端的电机电机连接；所述曝气腔正下方设置有散流板，所述散流板下方设置有挡板，通过转动叶轮使得空气与水水混合导向散流板和挡板向四周扩散。
所述挡板向中间凹陷的球面状，所述挡板中心竖直设置升降台，所述升降台上端的升降杆与所述散流板连接。
所述散流板由多个等角度圆形阵列的挡水瓣体组成，所述挡水瓣体根部相互连接且与升降杆上端部固定连接。
所述浮体上端的电机两侧设置有离合器，所述离合器与电机下方均设置齿轮且相互啮合，所述离合器上设置有绕线器，所述电机两侧的绕线器分别通过缆绳与挡板两端连接，所述浮体一侧设置有用于控制离合器的控制器。
所述挡板两侧的缆绳均设置有拉力计。
所述挡板底部一侧设置有测距仪。
所述曝气腔侧壁上的行间距的圆形阵列有一圈过滤孔。
所述方法为：系统运行时，电机启动后通过转轴带动叶轮旋转工作，在叶轮产生的负压作用下，水流和空气分别通过过滤孔和进气口进入曝气腔，在叶轮的搅拌、分割作用下实现水气的充分混合和接触，使得空气融入水中形成曝气射流，曝气射流从曝气腔的底部向下射出；当曝气射流到达散流板时，部分射流在散流板叶片的导流作用下，方向转为水平，实现向周围作用射流扩散；未被散流板阻挡的射流继续往下，冲击挡板后向四周扩散。通过散流板和挡板的扩散作用，曝气射流可实现对水体的充氧、搅动，使好氧菌与氧气充分接触，提高污水处理效果。
一、当挡板距底部小于10～50cm时，控制器控制绕线器收线使得挡板抬升5～20cm；如本例设置挡板距底部小于20cm时，收线使得挡板抬升10cm；
二、当挡板距底部大于100～300cm时，控制器控制绕线器放线使得挡板下降20～100cm；如本例设置挡板距底部大于150cm时，放线使得挡板下降50cm；
三、当拉力计所测各组拉力变异系数大于10％，则控制器控制绕线器收线直至变异系数小于5％；
四、控制器通过控制升降台使得散流板的深度为挡板深度的1/2～4/5。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用潜流曝气无臭气外溢，无水花外溅，无噪声干扰，不会产生大量气泡影响表面曝气。
(2)本发明在叶轮下方设置散流板，将部分向下的曝气射流转为水平方向的射流，可增大水体的曝气作用范围。
(3)曝气机底部设置挡板可防止曝气射流冲击底泥，因此可以采用动力更强的曝气主机，提高曝气动力，实现对水体的强力搅动。
(4)挡板下端设有测距仪，系统可根据枯水与丰水期水位变化情况调整挡板高度，既能防止曝气射流冲击底泥，又可以避免挡板本身触碰底泥。并且挡板的悬挂缆绳上设有测力仪，挡板底部受到局部异物阻挡时，测力仪指示受力不平衡进行抬升挡板，保持挡板始终水平，保证曝气射流的扩散空间均匀。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1是本发明的一个实施例的整体结构示意图；
图2是图1中散流板的俯视图。
图中：1.进气口，2.绕线器，3.离合器，4.电机，5.转轴，6.齿轮，7.控制器，8.浮体，9.过滤孔，10.叶轮，11.曝气腔，12.拉力计，13.测距仪，14.缆绳，15.散流板，16.升降台，17.挡板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1-2。
本发明公开了一种智能螺旋潜流曝气系统，包括浮体8、设置在浮体8下端的曝气腔11，所述浮体8漂设于水面，所述曝气腔11上端部分镶嵌在所述浮体8底部，所述曝气腔11上侧设置有进气口1，所述曝气腔11内设置有叶轮10，所述叶轮通过转轴5与设置在浮体8上端的电机4电机连接；所述曝气腔11正下方设置有散流板15，所述散流板15下方设置有挡板17，通过转动叶轮10使得空气与水水混合导向散流板15和挡板17向四周扩散。
所述挡板17向中间凹陷的球面状，所述挡板17中心竖直设置升降台(16)，所述升降台(16)上端的升降杆与所述散流板15连接。
所述散流板15由多个等角度圆形阵列的挡水瓣体组成，所述挡水瓣体根部相互连接且与升降杆上端部固定连接。
所述浮体8上端的电机4两侧设置有离合器3，所述离合器3与电机4下方均设置齿轮6且相互啮合，所述离合器3上设置有绕线器2，所述电机4两侧的绕线器2分别通过缆绳14与挡板17两端连接，所述浮体8一侧设置有用于控制离合器3的控制器7。
所述挡板17两侧的缆绳14均设置有拉力计12。
所述挡板17底部一侧设置有测距仪。
所述曝气腔11侧壁上的行间距的圆形阵列有一圈过滤孔9。
本发明的使用原理简述如下：
系统运行时，电机4启动后通过转轴5带动叶轮10旋转工作，在叶轮10产生的负压作用下，水流和空气分别通过过滤孔9和进气口1进入曝气腔11，在叶轮10的搅拌、分割作用下实现水气的充分混合和接触，使得空气融入水中形成曝气射流，曝气射流从曝气腔11的底部向下射出。
当曝气射流到达散流板15时，部分射流在散流板15叶片的导流作用下，方向转为水平，实现向周围作用射流扩散。未被散流板15阻挡的射流继续往下，冲击挡板17后向四周扩散。通过散流板15和挡板17的扩散作用，曝气射流可实现对水体的充氧、搅动，使好氧菌与氧气充分接触，提高污水处理效果。
丰水期或枯水期来临，水体水位发生变化时：
如，水位下降，则系统整体下降，挡板17距水体底部小于20cm时，控制器7控制绕线器2收线使得挡板17抬升10cm；
又如，水位上升，则系统整体上升，挡板17距水体底部大于150cm时，控制器7控制绕线器2放线使得挡板17下降50cm；
当挡板17下降过程，挡板17遇到水体底部局部凸起而受阻碍，则挡板17受阻碍的一段将企图往上翘起，此时测力计12监测到各缆绳14受力不均衡，当不均衡性(用变异系数来反应，变异系数＝标准差÷平均值，如3个缆绳的受力分别为，80、85、69N，计算的变异系数为10.49％)大于10％，则系统判断其中有缆绳14受力过小，对应挡板17底部位置可能有异物(如石头)阻碍，则所有缆绳14收线，挡板17往上抬起，直至3个缆绳14受力均衡为止(如3个缆绳的受力分别达到80、85、78N，变异系数为44.5％)小于5％，则系统判断缆绳14受力重新回到平衡，挡板回归水平位置。
挡板17位置的变化受到控制器7的监视与记录，并通过控制升降台16使得散流板15的深度为挡板17深度的1/2～4/5。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种智能螺旋潜流曝气系统，包括浮体(8)、设置在浮体(8)下端的曝气腔(11)，其特征在于：所述浮体(8漂设于水面，所述曝气腔(11上端部分镶嵌在所述浮体(8)底部，所述曝气腔(11)上侧设置有进气口(1，所述曝气腔(11)内设置有叶轮(10)，所述叶轮通过转轴(5)与设置在浮体(8)上端的电机(4)电机连接；所述曝气腔(11正下方设置有散流板(15)，所述散流板(15)下方设置有散流挡板(17)，通过转动叶轮(10使得空气与水水混合导向散流板(15)和散流挡板(17)向四周扩散。
2.根据权利要求1所述的一种智能螺旋潜流曝气系统，其特征在于：所述散流挡板(17)向中间凹陷的球面状，所述散流挡板(17)中心竖直设置升降台(16)，所述升降台(16)上端的升降杆与所述散流板(15)连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能螺旋潜流曝气系统，其特征在于：所述散流板(15)由多个等角度圆形阵列的挡水瓣体组成，所述挡水瓣体根部相互连接且与升降杆上端部固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能螺旋潜流曝气系统，其特征在于：所述浮体(8上端的电机(4)两侧设置有离合器(3)，所述离合器(3)与电机(4)下方均设置齿轮(6)且相互啮合，所述离合器(3)上设置有绕线器(2)，所述电机(4)两侧的绕线器(2)分别通过缆绳(14)与挡板(17两端连接，所述浮体(8一侧设置有用于控制离合器(3的控制器(7)。
5.根据权利要求4所述的一种智能螺旋潜流曝气系统，其特征在于：所述挡板(17)两侧的缆绳(14)均设置有拉力计(12)。
6.根据权利要求1所述的一种智能螺旋潜流曝气系统，其特征在于：所述挡板(17)底部一侧设置有测距仪。
7.根据权利要求1所述的一种智能螺旋潜流曝气系统，其特征在于：所述曝气腔(11)侧壁上的行间距的圆形阵列有一圈过滤孔(9)。
8.一种使用权利要求1所述的一种智能螺旋潜流曝气系统的方法，其特征在于：所述方法为：系统运行时，电机(4)启动后通过转轴(5)带动叶轮(10)旋转工作，在叶轮(10)产生的负压作用下，水流和空气分别通过过滤孔(9)和进气口(1)进入曝气腔(11)，在叶轮(10)的搅拌、分割作用下实现水气的充分混合和接触，使得空气融入水中形成曝气射流，曝气射流从曝气腔(11)的底部向下射出；当曝气射流到达散流板(15)时，部分射流在散流板(15)叶片的导流作用下，方向转为水平，实现向周围作用射流扩散；未被散流板(15)阻挡的射流继续往下，冲击挡板(17)后向四周扩散。通过散流板(15)和挡板(17)的扩散作用，曝气射流可实现对水体的充氧、搅动，使好氧菌与氧气充分接触，提高污水处理效果。
9.根据权利要求8所述的一种智能螺旋潜流曝气系统的方法，其特征在于：
一、当挡板距底部小于10～50cm时，控制器(7)控制绕线器(2)收线使得挡板抬升5～20cm；如本例设置挡板距底部小于20cm时，收线使得挡板抬升10cm；
二、当挡板距底部大于100～300cm时，控制器(7)控制绕线器(2)放线使得挡板(17)下降20～100cm；如本例设置挡板距底部大于150cm时，放线使得挡板下降50cm；
三、当拉力计所测各组拉力变异系数大于10％，则控制器(7)控制绕线器(2)收线直至变异系数小于5％；
四、控制器(7)通过控制升降台(16)使得散流板(15)的深度为挡板(17)深度的1/2～4/5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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