CN109019904B - 一种曝气设备和采用该曝气设备的曝气池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曝气设备和采用该曝气设备的曝气池，曝气设备包括：导泡组件，其包括若干导泡板，所述若干导泡板中的每块导泡板均能以相对于水平面倾斜的状态浸入曝气池的池体内的废水中使得从曝气头中释放的气泡能够至少部分地沿相应的导泡板的下表面斜向上移动；和/或至少一个第一驱动机构，所述第一驱动机构能够驱动所述导泡组件上下移动并在移动后使得所述导泡组件保持在相应的高度。本发明可以延长气泡与废水的接触时间，有效延长提高曝气效率，并且这一过程是通过安装在可以上下移动的承载件内的导泡板实现的，不会出现现有技术中固定安装的导泡板影响曝气池和曝气头的清洗、检修和/或维护过程。

Description

一种曝气设备和采用该曝气设备的曝气池

技术领域

本发明涉及水处理领域，可以用于有机废水的处理，尤其涉及一种曝气设备和采用该曝气设备的曝气池。

背景技术

在当前污水处理领域中，活性污泥法是应用最为广泛的处理工艺之一，该工艺以曝气池为核心处理设备，在曝气作用下，曝气池混合液得到足够的氧气并使存活在活性污泥上的微生物分解可溶性有机物，使污水得到净化。其中，曝气池中溶解氧浓度的高低直接影响有机物的去除效率，并在活性污泥法污水处理过程中影响活性污泥的生长，同时也是影响运行费用和出水水质的重要因素，所以在活性污泥法处理系统的运行中溶解氧浓度是过程控制的重要控制参数。在曝气过程中，水体溶解氧含量高，有利于对水体中各类污染物的降解去除，从而使水体较快得以净化；反之，溶解氧低，水体中污染物降解缓慢。一方面，水体中的有机物厌氧降解时产生H₂S、甲硫醇及FeS等致黑致臭物质被充入的溶解氧迅速氧化分解，有效改善水体的黑臭状况。另一方面，曝气过程中的气泡能搅拌水体，增强水体的紊动，有利于氧的传递、扩散以及和水体的混合。合理的曝气可有效的增加溶解氧含量，并能保证有机物及微生物充分接触从而加速污染物的生物降解过程，即提高污水处理效率。

传统的曝气池中的气泡在水中停留时间较短，氧的利用率较低，曝气效果与含氧量提升有限。因此，增加气泡在水中的停留时间，提高氧的利用率，方能减少能耗，增强水体净化效果。因此，出现了在曝气池中安装倾斜的导向板的技术。

比如，公开号为CN108191088A的中国专利文献公开了一种污水处理用高效曝气池，包括池体；所述池体的顶部设置有门型架；所述门型架的内顶面上安装有电机，电机的输出轴上连接有转轴；所述池体的内腔壁上沿竖直方向等距固定有多个支撑框；两两所述支撑框之间设置有搅拌件。该发明在工作的过程中，由转轴带动曝气板转动，可以使得气泡在池体中分布的更加均匀，提升曝气效率；气泡在上浮的过程中会顺着导向板的倾斜面运动，从而延长气泡在池体中的停留时间，使得污水与气泡的接触更加充分，提高曝气效率；弹性连接的叶片会在离心力和水流的作用下产生伸缩，从而不断改变搅拌范围，提升污水的紊流效果，使得污水与空气充分混合，提高曝气效率。

又比如，公开号为CN108191087A的中国专利文献公开了一种带有延时板的生活污水处理用曝气池，包括池体、支架、框架、曝气板和鼓风机；所述支架固定在池体的顶部；所述曝气板设置在池体的底部；所述框架固定在池体的内腔壁上，框架内设置有延时板。该发明在工作时，由滑移套上下移动，扩大搅拌叶的搅拌范围，使得污水与气泡充分接触，提高曝气效率；且由于曝气板会跟随着转轴转动，从而使得气泡在污水中分布的更加均匀，避免出现曝气死角；同时气泡在上升的过程中会沿着延时板的斜面移动，从而延长了气泡在搅拌叶所作用区域的停留时间，进一步加强污水与气泡的充分接触，提高曝气效率。

但是，目前这类通过安装导向板延长气泡与水体的接触时间的现有技术都存在一个普遍的问题，那就是导向板采用固定方式安装在曝气池内，在实际运用过程中，这些固定安装的导向板会不同程度的影响曝气池和曝气头的清洗、检修和/或维护过程。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种曝气设备和采用该曝气设备的曝气池，本发明可以延长气泡与废水的接触时间，有效延长提高曝气效率，并且这一过程是通过安装在可以上下移动的承载件内的导泡板实现的，不会出现现有技术中固定安装的导泡板影响曝气池和曝气头的清洗、检修和/或维护过程。而且，该曝气设备可以利用自身的部件的周期性动作去除导泡板上的污物，既节约了劳动力和清洁用品，又避免了现有技术中难于清洁固定安装的导泡板而导致形成顽固性污垢的问题。

根据一个优选实施方式，一种曝气设备，包括：导泡组件，其包括若干导泡板，所述若干导泡板中的每块导泡板均能以相对于水平面倾斜的状态浸入曝气池的池体内的废水中使得从曝气头中释放的气泡能够至少部分地沿相应的导泡板的下表面斜向上移动；和/或至少一个第一驱动机构，所述第一驱动机构能够驱动所述导泡组件上下移动并在移动后使得所述导泡组件保持在相应的高度。

根据一个优选实施方式，所述导泡组件包括用于调整导泡板的倾斜角度的第二驱动机构和用于安装所述若干导泡板的承载件，所述若干导泡板中相邻的两块导泡板之间按照在被浸入废水的情况下沿位于下方的导泡板的下表面斜向上运动的气泡脱离位于下方的导泡板的下表面后能够至少部分地被位于上方的导泡板的下表面阻挡并沿位于上方的导泡板的下表面斜向上运动的方式安装在所述承载件上。

根据一个优选实施方式，所述曝气设备还包括控制模块和用于调节若干曝气头的曝气量的曝气阀，所述控制模块控制连接于曝气阀、第一驱动机构和/或第二驱动机构，所述控制模块被配置为：获取池体的废水的目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度，根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀、第一驱动机构和/或第二驱动机构以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内。

根据一个优选实施方式，根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀、第一驱动机构和/或第二驱动机构以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内的处理包括：在控制模块控制所述第一驱动机构将所述导泡组件浸入废水前，先根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀调整曝气量使实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内以后，并在控制第二驱动机构将导泡组件中导泡板的倾斜角度调整并保持到预设的第一倾斜角度的情况下，按照使实时溶解氧浓度保持在目标溶解氧浓度范围之内的方式关联控制第一驱动机构调整导泡组件的高度和曝气阀调整曝气量直至在导泡组件的高度调整范围内找到能使曝气量达到最小的导泡组件的第一高度并使导泡组件保持在第一高度。

根据一个优选实施方式，根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀、第一驱动机构和/或第二驱动机构以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内的处理还包括：在导泡组件保持在第一高度后，按照使实时溶解氧浓度保持在目标溶解氧浓度范围之内的方式关联控制第二驱动机构调整导泡板的倾斜角度和曝气阀调整曝气量直至在导泡板的角度调整范围内找到能使曝气量达到最小的导泡板的第二倾斜角度并保持在第二倾斜角度。

根据一个优选实施方式，所述控制模块还被配置为：在曝气池曝气过程中，能根据预设条件周期性地控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间做往复运动和/或控制第二驱动机构使得导泡板在预设角度区间做往复运动。

根据一个优选实施方式，根据预设条件周期性地控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间做往复运动和/或控制第二驱动机构使得导泡板在预设角度区间做往复运动的处理包括：在控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间做往复运动的同时关联地控制第二驱动机构使得导泡板在预设角度区间做往复运动。

根据一个优选实施方式，在控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间做往复运动的同时关联地控制第二驱动机构使得导泡板在预设角度区间做往复运动的处理包括：在控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间内向上运动的过程中，同步控制第二驱动机构使得导泡板在预设角度区间向倾斜角度增大的方向运动；和/或在控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间内向下运动的过程中，同步控制第二驱动机构使得导泡板在预设角度区间向倾斜角度减小的方向运动。

根据一个优选实施方式，根据预设条件周期性地控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间做往复运动的处理包括：在控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间内向上运动的过程中采用加速向上的运动方式，加速向上的运动过程的第一加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡组件运动到预设高度区间的顶部时，控制第一驱动机构使得导泡组件的第一加速度和速度均变为零；和/或在控制第一驱动机构使得导泡组件在预设高度区间内向下运动的过程中采用加速向下的运动方式，加速向下的运动过程的第二加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡组件运动到预设高度区间的底部时，控制第一驱动机构使得导泡组件的第二加速度和速度均变为零。

根据一个优选实施方式，一种曝气池，包括：池体，其内具有用于将废水中含有的至少部分有机物分解为无机物的微生物；若干曝气头，其用于向所述池体内的废水通入氧气；曝气设备，其包括：导泡组件，其包括若干导泡板，所述若干导泡板中的每块导泡板均能以相对于水平面倾斜的状态浸入曝气池的池体内的废水中使得从曝气头中释放的气泡能够至少部分地沿相应的导泡板的下表面斜向上移动；和/或至少一个第一驱动机构，所述第一驱动机构能够驱动所述导泡组件上下移动并在移动后使得所述导泡组件保持在相应的高度。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施方式在导泡组件被提升到池体上方的状态下的简化轴测图；

图2是本发明的一个优选实施方式在导泡组件被降到池体内的状态下的简化轴测图；

图3是本发明的一个优选实施方式在导泡组件被提升到池体上方的状态下的简化局部视图；

图4是本发明的一个优选实施方式在导泡组件被降到池体内的状态下的简化局部视图；

图5是本发明的一个优选实施方式的模块连接示意图；和

图6是两块彼此相邻的导泡板在铰接状态下的简化轴测示意图。

附图标记列表

100：导泡组件 110：导泡板 120：承载件

130：支架 200：池体 300：曝气头

410：第一驱动机构 420：第二驱动机构 500：控制模块

600：曝气阀 700：曝气设备 α：倾斜角度

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“第一”、“第二”等术语，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，若出现术语“多个”，其含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，除非另有明确的规定和/或限定。

在本发明的描述中，还需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

本实施例公开了一种曝气设备，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，参见图1、2和4，一种曝气设备，可以包括：若干曝气头300、导泡组件100和至少一个第一驱动机构410中的至少一个。优选地，若干曝气头300可以用于向曝气池的池体200内的废水通入氧气。导泡组件100可以包括若干导泡板110。若干导泡板110中的每块导泡板110可以以相对于水平面倾斜的状态浸入池体200内的废水中使得从曝气头300中释放的气泡能够至少部分地沿相应的导泡板110的下表面斜向上移动。至少一个第一驱动机构410可以驱动导泡组件100上下移动并在移动后使得导泡组件100保持在相应的高度。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，延长了气泡与废水的接触时间，使得相同的资源耗费情况下能够有更多地氧气被溶解到废水中，提升了资源的利用率；第二，导泡组件100采用非固定方式安装，能够使得导泡组件100能上下移动，在需要延长气泡与废水的接触时间时，可以通过第一驱动机构410将导泡组件100移动到至少一块导泡板110至少部分浸入废水中的高度，在需要清洗、检修和/或维护时，可以将导泡板110向上提升到一定的高度，从而不会影响曝气池和曝气头300的清洗、检修和/或维护过程；第三，导泡组件100也可以通过上下反复移动的方式实现清洁聚集在导泡板110上的污物；第四，由于一些原有的曝气池存在曝气设施技术落后，导致氧利用率不高的问题，但改造原有的池体200结构、管路、曝气头300和/或空压机等工程量巨大，而可以在不改变原有的池体200内部结构的情况下对已建成的曝气池进行升级改造，方便高效。优选地，第一驱动机构410驱动导泡组件100上下运动的运动范围按照能够将至少一块导泡板110至少部分地浸入废水中或者提升至池体200允许的最高液面之上的方式设置，尤其优选地，能提升至池体200的上表面之上。优选地，第一驱动机构410的支撑部安装在池体200的岸边。优选地，向曝气池的池体200内的废水通入氧气可以是通过氧气泵将氧气存储器中的纯氧输送到曝气头300释放以向池体200内通入纯氧。或者，用于向曝气池的池体200内的废水通入氧气可以是通过空气压缩机吸入空气并将空气输送到曝气头300释放以向池体200内通入含有氧气的空气。再或者，向曝气池的池体200内的废水通入氧气可以是将纯氧和空气的混合后再输送到曝气头300释放含有氧气的混合气。优选地，池体200内具有用于将池体200内废水中含有的至少部分有机物分解为无机物的微生物。优选地，导泡板110可以采用不锈钢板、钢化玻璃板、塑料板和陶瓷板中的至少一种。尤其优选地，导泡板110可以采用透明的钢化玻璃板和透明的塑料板中的至少一种。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：采用透明的钢化玻璃板或者塑料板可以透光，让废水中的藻类进行光合作用产生氧气，相对于采用非透明的导泡板110而言可以进一步减小曝气量。优选地，第一驱动机构410可以安装在固定在池体之内或者之外的支架130上。优选地，支架130安装在池体的岸边上。

根据一个优选实施方式，导泡组件100可以包括用于调整导泡板110的倾斜角度α的第二驱动机构420和/或用于安装若干导泡板110的承载件120。若干导泡板110中相邻的两块导泡板110之间可以按照在被浸入废水的情况下沿位于下方的导泡板110的下表面斜向上运动的气泡脱离位于下方的导泡板110的下表面后能够至少部分地被位于上方的导泡板110的下表面阻挡并沿位于上方的导泡板110的下表面斜向上运动的方式安装在承载件120上。比如，参见图3，导泡组件100包括至少两块导泡板110、第二驱动机构420和用于安装至少两块导泡板110的承载件120，至少两块导泡板110至少包括相对处于下方第一导泡板和相对处于上方的第二导泡板，第一导泡板的一端枢转连接于承载件120上，第一导泡板的另一端枢转连接于第二导泡板的一端，第二驱动机构420能够驱动第二导泡板的另一端相对于承载件120上下移动以使得第一导泡板和/或第二导泡板相对于水平面的倾斜角度α发生变化。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，能够通过改变导泡板110与水平面的夹角的方式改变气泡与废水的接触时间，以便根据实际溶解氧浓度需求进行调整；第二，能够通过改变导泡板110与水平面的夹角的方式让集聚在相应的导泡板110的上表面上的污泥从导泡板110上滑落，以达到防止污泥长时间集聚而板结形成顽固污物不便于后期清理；第三，相应的导泡板110改变倾斜角度α的过程也会改变池体200内的废水的流动特性，可以加剧紊流效果，不仅使得溶解氧更均匀，也会使得池内的微生物有更好地条件充分地分解有机物。优选地，第一驱动机构和/或第二驱动机构420可以采用液压伸缩机构、直线电机、推杆电机和/或旋转电机。第二驱动电机能够驱动第二导泡板的另一端相对于承载件120上下移动可以是通过将第二导泡板的另一端枢转连接在直线电机的上下移动的移动部上、通过将第二导泡板的另一端枢转连接在推杆电机上下伸缩的推杆和通过将第二导泡板的另一端枢转连接在丝杆螺母上且将丝杆螺母安装在由旋转电机驱动的竖直设置的丝杆上中的至少一种方式实现的。

根据一个优选实施方式，参见图6，若干导泡板110中的各导泡板110两两铰接，其中相邻的两块导泡板110之间按照在被浸入废水的情况下沿位于下方的导泡板110的下表面斜向上运动的气泡脱离位于下方的导泡板110的下表面后能够至少部分地被位于上方的导泡板110的下表面阻挡并沿位于上方的导泡板110的下表面斜向上运动的方式设置。例如，彼此铰接的处于相对下方的导泡板110的铰接在处于相对上方的导泡板110的两端之间的位置且铰接处存在过气间隙，以此引导从曝气头300喷出的至少部分的气泡沿折线向上移动。比如，导泡组件100包括第一导泡板和第二导泡板，其按照相邻的两块导泡板110中的处于下方的第一导泡板的一端铰接在处于上方的导泡板110的两端之间的位置且两者铰接处存在过气间隙的方式设置。比如，第一导泡板的一端除铰接点以外的区域是以向第一导泡板的另一端方向内凹或者开槽的方式以构成过气间隙。比如，第一导泡板的一端除铰接点以外的区域是以向第一导泡板的另一端方向内凹或者开槽的方式以构成过气间隙。

根据一个优选实施方式，参见图5，曝气设备可以包括控制模块500和/或曝气阀600。控制模块500控制连接于曝气阀600、第一驱动机构410和/或第二驱动机构420中的至少一个。控制模块500可以被配置为执行以下步骤中的至少一个：获取池体200的废水的目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度，根据目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀600、第一驱动机构410和/或第二驱动机构420以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内。优选地，控制模块500例如是能用于处理数据和/或传输数据的专用集成电路ASIC、FPGA、CPU、通用计算机或者任何其他硬件和/或软件等同物中的至少一种。

根据一个优选实施方式，根据目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀600、第一驱动机构410和/或第二驱动机构420以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内的处理包括以下至少一个：在控制模块500控制第一驱动机构410将导泡组件100浸入废水前，先根据目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀600调整曝气量使实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内以后，并在控制第二驱动机构420将导泡组件100中导泡板110的倾斜角度α调整并保持到预设的第一倾斜角度的情况下，按照使实时溶解氧浓度保持在目标溶解氧浓度范围之内的方式关联控制第一驱动机构410调整导泡组件100的高度和曝气阀600调整曝气量直至在导泡组件100的高度调整范围内找到能使曝气量达到最小的导泡组件100的第一高度并使导泡组件100保持在第一高度。调整导泡组件100的高度时调整了浸入废水的导泡组件100的浸水深度，这也决定了浸入废水中的导泡板110的数量和深度，改变了气泡的移动路径。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：通过第一驱动机构410的高度调整，能够找到一个在高度调整范围内实现最小曝气量的第一高度，由此在节约资源的情况下实现相同的曝气效果。优选地，导泡板110的倾斜角度α是指导泡板110与水平面的锐角夹角的角度。

优选地，根据目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀600、第一驱动机构410和/或第二驱动机构420以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内的处理还包括以下处理中的至少一个：在导泡组件100保持在第一高度后，按照使实时溶解氧浓度保持在目标溶解氧浓度范围之内的方式关联控制第二驱动机构420调整导泡板110的倾斜角度α和曝气阀600调整曝气量直至在导泡板110的角度调整范围内找到能使曝气量达到最小的导泡板110的第二倾斜角度并保持在第二倾斜角度。调整导泡板110的倾斜角度α时调整了气泡在导泡板110上所经历的时间，在不同的导泡板110材料、废水水质或气泡体积等条件下，并非都是经历的时间越长氧的利用率越高，因此，本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：能够自动通过调整导泡板110的倾斜角度α以进一步减小曝气量，提高资源利用率。

根据一个优选实施方式，控制模块500可以被配置为：在曝气池曝气过程中，可以根据预设条件周期性地控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间做往复运动和/或控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间做往复运动。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，在不借助其他清洁设备和人员的情况下，能够通过周期性地控制第一驱动机构410和/或第二驱动机构420做往复运动以将集聚在导泡板110上的大部分污物去除，例如污泥，节省了大量劳动力和设备成本；第二，能搅拌水体，增强水体的紊动，有利于氧的传递、扩散以及和水体的混合，并能保证有机物及微生物充分接触从而加速污染物的生物降解过程，即提高污水处理效率。优选地，预设条件可以是系统预设或者由用户设定的。比如，系统预设每间隔0.5h由控制模块500控制第一驱动机构410在以导泡组件100的第一高度为基准往上0.3m的预设高度区间做往复运动10次。又比如，用户设定每隔一定时间由控制模块500控制第二驱动机构420在以第二倾斜角度到第三倾斜角度的预设角度区间做往复运动20次。

根据一个优选实施方式，根据预设条件周期性地控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间做往复运动和/或控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间做往复运动的处理可以包括：在控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间做往复运动的同时关联地控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间做往复运动。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，提高清除导泡板110上污物的效率；第二，两者关联动作所产生的动作幅度越大，清除污物更彻底，效果更好。

优选地，在控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间做往复运动的同时关联地控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间做往复运动的处理可以包括以下处理中的至少一个：

在控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间内向上运动的过程中同步控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间向倾斜角度α增大的方向运动；和/或

在控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间内向下运动的过程中同步控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间向倾斜角度α减小的方向运动。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，在导泡组件100向上运动的过程中，导泡板110上表面集聚的污物有向下滑落的趋势，在此情形下，同步控制第二驱动机构420让导泡板110向倾斜角度α增大的方向运动，进一步加剧污物下滑的趋势，使得导泡板110的上表面聚集的污物清除更彻底；第二，在导泡组件100向下运动的过程中，会冲刷导泡板110的下表面，在此情形下，同步控制第二驱动机构420让导泡板110向倾斜角度α减小的方向运动，使得水对导泡板110的下表面冲刷的力度更大，冲刷得更干净彻底。

根据一个优选实施方式，根据预设条件周期性地控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间做往复运动的处理可以包括以下处理中的至少一个：

在控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间内向上运动的过程中采用加速向上的运动方式，加速向上的运动过程的第一加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡组件100运动到预设高度区间的顶部时，控制第一驱动机构410使得导泡组件100的第一加速度和速度均变为零；和/或

在控制第一驱动机构410使得导泡组件100在预设高度区间内向下运动的过程中采用加速向下的运动方式，加速向下的运动过程的第二加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡组件100运动到预设高度区间的底部时，控制第一驱动机构410使得导泡组件100的第二加速度和速度均变为零。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，更容易让污物脱落，清除效果更好；第二，这种加速向上和加速向下运动过程对废水水体造成的影响更加剧烈，加剧紊流效果，不仅使得溶解氧更均匀，也会使得池内的微生物有更好地条件充分地分解有机物。

根据一个优选实施方式，根据预设条件周期性地控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间做往复运动的处理可以包括以下处理中的至少一个：

在控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间内朝倾斜角度增大方向运动的过程中采用第一角加速度，其中，第一角加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡板110运动到预设角度区间的上边界时，控制第一驱动机构410使得导泡板110的第一角加速度和角速度均变为零；和/或

在控制第二驱动机构420使得导泡板110在预设角度区间内朝倾斜角度减小方向运动的过程中采用第二角加速度，其中，第二角加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡板110运动到预设角度区间的下边界时，控制第二驱动机构420使得导泡板110的第二角加速度和角速度均变为零。上边界和下边界可以是指预设角度区间内的最大值和最小值。比如，假设预设角度区间是10°～60°，则上边界是60°，下边界是10°。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，更容易让污物脱落，清除效果更好；第二，与第一驱动机构410一同加速和停止，这种运动过程对废水水体造成的影响更加剧烈，加剧紊流效果，不仅使得溶解氧更均匀，也会使得池内的微生物有更好地条件充分地分解有机物。

实施例2

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了一种曝气池，其可以采用本发明的曝气设备。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，一种曝气池，可以包括：池体200、若干曝气头300和曝气设备中的至少一个。优选地，曝气设备可以包括导泡组件100和/或至少一个第一驱动机构410。优选地，池体200内可以具有用于将废水中含有的至少部分有机物分解为无机物的微生物。若干曝气头300可以用于向池体200内的废水通入氧气。导泡组件100可以包括若干导泡板110。若干导泡板110中的每块导泡板110均能以相对于水平面倾斜的状态浸入曝气池的池体200内的废水中使得从曝气头300中释放的气泡能够至少部分地沿相应的导泡板110的下表面斜向上移动。第一驱动机构410可以驱动导泡组件100上下移动并在移动后使得导泡组件100保持在相应的高度。优选地，曝气池内可以安装至少两个曝气设备。控制模块可以关联地控制至少两个曝气设备在不同的时段驱动其第一驱动机构和/或第二驱动机构。由此，可以防止动作过大导致废水或污物溢出池体之外。

实施例3

本实施例可以是对实施例1、2或者其结合的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了一种曝气方法，该方法可以由本发明的曝气池和/或曝气设备实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件或者对应的可替代的零部件实现本发明的方法。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，一种曝气方法，其在曝气过程中采用本发明的曝气设备和/或曝气池。

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种曝气设备，其特征在于，包括：

导泡组件（100），其包括若干导泡板（110），所述若干导泡板（110）中的每块导泡板（110）均能以相对于水平面倾斜的状态浸入曝气池的池体（200）内的废水中使得从曝气头（300）中释放的气泡能够至少部分地沿相应的导泡板（110）的下表面斜向上移动；

至少一个第一驱动机构（410），所述第一驱动机构（410）能够驱动所述导泡组件（100）上下移动并在移动后使得所述导泡组件（100）保持在相应的高度；

所述导泡组件（100）包括用于调整导泡板（110）的倾斜角度（α）的第二驱动机构（420）和用于安装所述若干导泡板（110）的承载件（120），所述若干导泡板（110）中相邻的两块导泡板（110）之间按照在被浸入废水的情况下沿位于下方的导泡板（110）的下表面斜向上运动的气泡脱离位于下方的导泡板（110）的下表面后能够至少部分地被位于上方的导泡板（110）的下表面阻挡并沿位于上方的导泡板（110）的下表面斜向上运动的方式安装在所述承载件（120）上；所述曝气设备还包括控制模块（500）和用于调节若干曝气头（300）的曝气量的曝气阀（600），所述控制模块（500）控制连接于曝气阀（600）、第一驱动机构（410）和第二驱动机构（420），

所述控制模块（500）被配置为：

获取池体（200）的废水的目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度，根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀（600）、第一驱动机构（410）和/或第二驱动机构（420）以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内；

根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀（600）、第一驱动机构（410）和/或第二驱动机构（420）以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内的处理包括：

在控制模块（500）控制所述第一驱动机构（410）将所述导泡组件（100）浸入废水前，先根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀（600）调整曝气量使实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内以后，并在控制第二驱动机构（420）将导泡组件（100）中导泡板（110）的倾斜角度（α）调整并保持到预设的第一倾斜角度（α）的情况下，按照使实时溶解氧浓度保持在目标溶解氧浓度范围之内的方式关联控制第一驱动机构（410）调整导泡组件（100）的高度和曝气阀（600）调整曝气量直至在导泡组件（100）的高度调整范围内找到能使曝气量达到最小的导泡组件（100）的第一高度并使导泡组件（100）保持在第一高度；

其中，所述导泡组件（100）的倾斜角度（α）是指所述导泡板（110）与水平面的锐角夹角的角度。

2.如权利要求1所述的曝气设备，其特征在于，根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀（600）、第一驱动机构（410）和/或第二驱动机构（420）以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内的处理还包括：

在导泡组件（100）保持在第一高度后，按照使实时溶解氧浓度保持在目标溶解氧浓度范围之内的方式关联控制第二驱动机构（420）调整导泡板（110）的倾斜角度（α）和曝气阀（600）调整曝气量直至在导泡板（110）的角度调整范围内找到能使曝气量达到最小的导泡板（110）的第二倾斜角度并保持在第二倾斜角度。

3.如权利要求2所述的曝气设备，其特征在于，所述控制模块（500）还被配置为：在曝气池曝气过程中，能根据预设条件周期性地控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间做往复运动和/或控制第二驱动机构（420）使得导泡板（110）在预设角度区间做往复运动。

4.如权利要求3所述的曝气设备，其特征在于，根据预设条件周期性地控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间做往复运动和/或控制第二驱动机构（420）使得导泡板（110）在预设角度区间做往复运动的处理包括：

在控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间做往复运动的同时关联地控制第二驱动机构（420）使得导泡板（110）在预设角度区间做往复运动。

5.如权利要求4所述的曝气设备，其特征在于，在控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间做往复运动的同时关联地控制第二驱动机构（420）使得导泡板（110）在预设角度区间做往复运动的处理包括：

在控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间内向上运动的过程中，同步控制第二驱动机构（420）使得导泡板（110）在预设角度区间向倾斜角度（α）增大的方向运动；和/或

在控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间内向下运动的过程中，同步控制第二驱动机构（420）使得导泡板（110）在预设角度区间向倾斜角度（α）减小的方向运动。

6.如权利要求5所述的曝气设备，其特征在于，根据预设条件周期性地控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间做往复运动的处理包括：

在控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间内向上运动的过程中采用加速向上的运动方式，加速向上的运动过程的第一加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡组件（100）运动到预设高度区间的顶部时，控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）的第一加速度和速度均变为零；和/或

在控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）在预设高度区间内向下运动的过程中采用加速向下的运动方式，加速向下的运动过程的第二加速度呈先增加后减小的趋势且当导泡组件（100）运动到预设高度区间的底部时，控制第一驱动机构（410）使得导泡组件（100）的第二加速度和速度均变为零。

7.一种曝气池，其特征在于，包括：

池体（200），其内具有用于将废水中含有的至少部分有机物分解为无机物的微生物；

若干曝气头（300），其用于向所述池体（200）内的废水通入氧气；

曝气设备，其包括：

导泡组件（100），其包括若干导泡板（110），所述若干导泡板（110）中的每块导泡板（110）均能以相对于水平面倾斜的状态浸入曝气池的池体（200）内的废水中使得从曝气头（300）中释放的气泡能够至少部分地沿相应的导泡板（110）的下表面斜向上移动；和/或

至少一个第一驱动机构（410），所述第一驱动机构（410）能够驱动所述导泡组件（100）上下移动并在移动后使得所述导泡组件（100）保持在相应的高度；

所述导泡组件（100）包括用于调整导泡板（110）的倾斜角度（α）的第二驱动机构（420）和用于安装所述若干导泡板（110）的承载件（120），所述若干导泡板（110）中相邻的两块导泡板（110）之间按照在被浸入废水的情况下沿位于下方的导泡板（110）的下表面斜向上运动的气泡脱离位于下方的导泡板（110）的下表面后能够至少部分地被位于上方的导泡板（110）的下表面阻挡并沿位于上方的导泡板（110）的下表面斜向上运动的方式安装在所述承载件（120）上；

所述曝气设备还包括控制模块（500）和用于调节若干曝气头（300）的曝气量的曝气阀（600），所述控制模块（500）控制连接于曝气阀（600）、第一驱动机构（410）和第二驱动机构（420），所述控制模块（500）被配置为：

获取池体（200）的废水的目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度，根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀（600）、第一驱动机构（410）和/或第二驱动机构（420）以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内；

根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀（600）、第一驱动机构（410）和/或第二驱动机构（420）以使在最小的曝气量下使得实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内的处理包括：

在控制模块（500）控制所述第一驱动机构（410）将所述导泡组件（100）浸入废水前，先根据所述目标溶解氧浓度范围和实时溶解氧浓度通过控制曝气阀（600）调整曝气量使实时溶解氧浓度处于目标溶解氧浓度范围之内以后，并在控制第二驱动机构（420）将导泡组件（100）中导泡板（110）的倾斜角度（α）调整并保持到预设的第一倾斜角度（α）的情况下，按照使实时溶解氧浓度保持在目标溶解氧浓度范围之内的方式关联控制第一驱动机构（410）调整导泡组件（100）的高度和曝气阀（600）调整曝气量直至在导泡组件（100）的高度调整范围内找到能使曝气量达到最小的导泡组件（100）的第一高度并使导泡组件（100）保持在第一高度；

其中，所述导泡组件（100）的倾斜角度（α）是指所述导泡板（110）与水平面的锐角夹角的角度。

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