CN116102185A - 一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了废水处理技术领域的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，包括蓄水池、多个连通管、固定机构和外接的导气机构，所述蓄水池左右侧壁分别开设有进水口和出水口，多个所述连通管通过固定机构均匀的固定设置在蓄水池底部，所述连通管下端侧壁均固定连通有对个呈阵列分布的喷气管，所述喷气管内置有封堵机构；通过口径相对较大的喷气管管口进行喷气，使污水与污泥混合物在工作时不易接近喷气管管口，并且配合喷气管管口向下的设计，使气流直接冲击蓄水池池底，将蓄水池池底沉积的活性污泥带起，使活性污泥能够更加快速均匀的与废水混合，进而保证活性污泥中的微生物在废水中分布均匀。

Description

一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置。

背景技术

生活废水处理过程中，在对生活废水中的固态杂质进行去除后，需要对废水中的油脂、溶质等有机物进行去除，现有的去除方式多通过带有微生物的有机污泥与污水混合，利用微生物对有机物进行降解，此过程中为了维持微生物的降解效率和降解工作，需要向污水中导入适量的空气，以维持污水的含氧量（不能过高或过低），进而为微生物的降解提供一个适宜的含氧量环境，这一过程称为曝气处理。

传统的曝气装置通过在曝气池底部均匀铺设出气喷头，向曝气池内的污水中注入空气，由于曝气池内存在大量的有机污泥，且微生物在进行降解的过程中，会产生絮状物等易沾附物质，导致出气喷头长期使用后易于堵塞，导致曝气池内的污水曝气不均匀，进而使曝气池内含氧量不均匀，使部分污水中含氧量存在偏差，影响微生物的降解的工作效率，同时由于出气喷头铺设在曝气池底部，且曝气池内长期存在污水，导致出气喷头堵塞后的维修工作难度大。

基于此，本发明设计了一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，以解决上述背景技术中提出了传统的曝气装置通过在曝气池底部均匀铺设出气喷头，向曝气池内的污水中注入空气，由于曝气池内存在大量的有机污泥，且微生物在进行降解的过程中，会产生絮状物等易沾附物质，导致出气喷头长期使用后易于堵塞，导致曝气池内的污水曝气不均匀，进而使曝气池内含氧量不均匀，使部分污水中含氧量存在偏差，影响微生物的降解的工作效率，同时由于出气喷头铺设在曝气池底部，且曝气池内长期存在污水，导致出气喷头堵塞后的维修工作难度大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，包括蓄水池、多个连通管、固定机构和外接的导气机构，所述蓄水池左右侧壁分别开设有进水口和出水口，多个所述连通管通过固定机构均匀的固定设置在蓄水池底部，所述连通管下端侧壁均固定连通有对个呈阵列分布的喷气管，所述喷气管内置有封堵机构，所述封堵机构用于在非曝气时段封堵喷气管管口，所述导气机构与连通管连通。

作为本发明的进一步方案，所述封堵机构包括塞头，所述喷气管内壁下端固定连接有安装环，所述安装环下端内侧开设有倒角，所述塞头与安装环的倒角贴合，所述塞头竖直弹性设置在安装环轴心位置，所述塞头上方设置有触发机构，所述触发机构用于根据连通管内气压大小阻止塞头脱离安装环。

作为本发明的进一步方案，所述触发机构包括安装管，所述安装管位于喷气管上方且与连通管上侧壁固定连通，所述连通管内壁竖直密封活动连接有活塞，所述活塞上端固定连接有弹簧，所述弹簧与安装管上端内壁固定连接，所述活塞下端固定连接有触发杆，所述触发杆延伸至喷气管内，所述喷气管内设置有锁死机构，所述锁死机构用于锁死塞头并在触发杆上移到预定位置后失效。

作为本发明的进一步方案，所述连通管内壁外接有卡销，所述卡销内置传感器和驱动机构，所述锁死机构用于锁死塞头并在触发杆上移到活塞越过卡销后失效，所述卡销用于阻止活塞上移并在所有活塞均移动至对应卡销处之后缩入连通管内壁。

作为本发明的进一步方案，所述锁死机构包括滑杆，所述滑杆下端固定连接有转板，所述转板下端与塞头上端转动连接，所述滑杆两侧均设置有第一连杆，所述第一连杆中心处均转动连接有转轴，所述转轴均转动连接有第二连杆，所述转轴与安装环内壁转动连接，所述转板上方设置有密封环，所述密封环沿滑杆轴向竖直滑动设置，同侧的所述第一连杆和第二连杆相互绕转轴交叉弹性转动连接且两端分别与转板和密封环滑动连接，所述密封环上端设置有限位机构，所述限位机构在触发杆上升到预定高度前能够限制密封环上移。

作为本发明的进一步方案，所述限位机构包括两个连接块，两个所述连接块对称设置在滑杆两侧并固定连接在密封环上端，所述安装环上端对应连接块的一侧均竖直固定连接有导轨，所述导轨均竖直滑动连接有滑块，所述连接块转动连接有第三连杆，所述第三连杆开设有滑槽，所述导轨横向固定连接有固定杆，所述固定杆端部固定连接有第一滑轴，所述滑块侧壁固定连接有第二滑轴，所述第一滑轴和第二滑轴与滑槽滑动连接；所述导轨侧方均设置有安装架，所述安装架与安装环上端固定连接，所述安装架上端转动连接有第四连杆，所述滑块侧壁转动连接有第五连杆，所述第四连杆和第五连杆端部共同转动连接有压块，所述压块能够贴合触发杆侧壁，所述第四连杆的长度大于安装架到触发杆的垂直距离。

作为本发明的进一步方案，所述压块和第四连杆连接处的上半部相较于下半部分轻。

作为本发明的进一步方案，所述安装管上端贯穿嵌装有螺母，所述活塞上端固定连接有螺杆，所述螺母和螺杆螺纹连接，所述安装管上端固定连接有密封套筒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过口径相对较大的喷气管管口进行喷气，使出气结构的出气量大，使污水与污泥混合物在工作时不易接近喷气管管口，同时大口径的喷气管管口的堵塞难度较大，即便在停机过程中出现轻微附着堵塞也很难被彻底堵塞，能够很容易的通过气流将封堵物冲出，并且配合喷气管管口向下的设计，使气流直接冲击蓄水池池底，将蓄水池池底沉积的活性污泥带起，使活性污泥能够更加快速均匀的与废水混合，进而保证活性污泥中的微生物在废水中分布均匀（微生物分布均匀，使废水中耗氧量分布均匀）。

2.本发明通过触发机构根据连通管内气压大小阻止塞头脱离安装环，使连通管内的气压逐渐上升到稳定状态前，塞头无法通过气压的推动克服弹力向下移动脱离安装环，进一步的防止连通管刚通入气流时，由于气压不稳定，导致安装环中喷出的空气无法阻止废水回流。

3.本发明通过活塞上下方的气压差去判定连通管内的空气充入情况，结构简单稳定；并且由于活塞打开前连通管内需要先进行气压积蓄，使活塞脱离安装环受到的气压推力较大，进一步的保证了活塞的顺利脱离，避免活塞和安装环连接处被附着物堵塞，同时活塞打开前连通管内积蓄的空气能够在活塞脱离后，由安装环向外喷出一股强气流，使设备能够迅速将蓄水池池底的活性污泥激起，加快活性污泥与污水的混合速度，并且强气流可以清理安装环下方附近的杂物，为安装环提供一个良好的工作环境。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为连通管和喷气管连接处放大图；

图3为图2的正剖结构示意图；

图4为喷气管部分去除喷气管后的放大图；

图5为图4去除限位机构的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

蓄水池11、进水口111、出水口112、连通管12、固定机构13、喷气管14、塞头21、安装环22、安装管31、活塞32、弹簧33、触发杆34、滑杆51、转板52、第一连杆53、转轴54、第二连杆55、密封环56、连接块61、导轨62、滑块63、第三连杆64、滑槽65、固定杆66、第一滑轴67、第二滑轴68、安装架69、第四连杆610、第五连杆611、压块612、螺母81、螺杆82、密封套筒83。

具体实施方式

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，包括蓄水池11、多个连通管12、固定机构13和外接的导气机构，所述蓄水池11左右侧壁分别开设有进水口111和出水口112，多个所述连通管12通过固定机构13均匀的固定设置在蓄水池11底部，所述连通管12下端侧壁均固定连通有对个呈阵列分布的喷气管14，所述喷气管14内置有封堵机构，所述封堵机构用于在非曝气时段封堵喷气管14管口，所述导气机构与连通管12连通。

工作时，生活废水通过进水口111进入蓄水池11，而后导气机构向多个连通管12内通入气流（需要注意的是，导气机构与多个连通管12的连通及流道布置均要进行流道设计，以保证各个喷气管14喷气时的出气流均匀稳定），连通管12内的气流通过喷气管14向下冲击蓄水池11池底，使气流在冲击蓄水池11池底后均匀四散并在浮力作用下由下到上浮出废水，此过程中，气流在冲击蓄水池11池底时，将蓄水池11池底沉积的活性污泥带起，使活性污泥能够更加快速均匀的与废水混合，进而保证活性污泥中的微生物在废水中分布均匀（微生物分布均匀，使废水中耗氧量分布均匀），气流由下到上浮出废水的过程中，空气中的氧逐渐溶入与之接触的废水中；最后当曝气工作结束后，导气机构停止注入气体，同时封堵机构将喷气管14管口封堵防止水体回流进入连通管12污染管体，并且防止蓄水池11活性污泥等凝结物封堵喷气管14管口。

本发明通过口径相对较大的喷气管14管口进行喷气，使出气结构的出气量大，使污水与污泥混合物在工作时不易接近喷气管14管口，同时大口径的喷气管14管口的堵塞难度较大，即便在停机过程中出现轻微附着堵塞也很难被彻底堵塞，能够很容易的通过气流将封堵物冲出，并且配合喷气管14管口向下的设计，使气流直接冲击蓄水池11池底，将蓄水池11池底沉积的活性污泥带起，使活性污泥能够更加快速均匀的与废水混合，进而保证活性污泥中的微生物在废水中分布均匀（微生物分布均匀，使废水中耗氧量分布均匀）。

作为本发明的进一步方案，所述封堵机构包括塞头21，所述喷气管14内壁下端固定连接有安装环22，所述安装环22下端内侧开设有倒角，所述塞头21与安装环22的倒角贴合，所述塞头21竖直弹性设置在安装环22轴心位置，所述塞头21上方设置有触发机构，所述触发机构用于根据连通管12内气压大小阻止塞头21脱离安装环22。

工作时，当导气机构向多个连通管12内通入气流时，由于开始连通管12内的气压逐渐上升到稳定状态前，连通管12内的气压并不稳定，此时通过触发机构阻止塞头21脱离安装环22，使连通管12保持封闭状态，进一步的当连通管12内的气压逐渐上升一定状态后，使触发机构取消阻止塞头21脱离安装环22，此时在气压的推动下，塞头21克服弹力向下移动脱离安装环22，进一步的空气通过安装环22喷出。

本发明通过触发机构根据连通管12内气压大小阻止塞头21脱离安装环22，使连通管12内的气压逐渐上升到稳定状态前，塞头21无法通过气压的推动克服弹力向下移动脱离安装环22，进一步的防止连通管12刚通入气流时，由于气压不稳定，导致安装环22中喷出的空气无法阻止废水回流。

作为本发明的进一步方案，所述触发机构包括安装管31，所述安装管31位于喷气管14上方且与连通管12上侧壁固定连通，所述连通管12内壁竖直密封活动连接有活塞32，所述活塞32上端固定连接有弹簧33，所述弹簧33与安装管31上端内壁固定连接，所述活塞32下端固定连接有触发杆34，所述触发杆34延伸至喷气管14内，所述喷气管14内设置有锁死机构，所述锁死机构用于锁死塞头21并在触发杆34上移到预定位置后失效。

工作时，当导气机构向多个连通管12内通入气流时，连通管12内的空气逐渐增加，使得连通管12内的气压逐渐增大，使活塞32上下出现气压差，进而连通管12内的气压推动活塞32克服弹簧33弹力向上移动，进一步的活塞32带动触发杆34向上移动，直至触发杆34上移到预定位置后，锁死机构不再锁死塞头21，塞头21在气压的作用下向下移动，使气流由安装环22喷出。

本发明通过活塞32上下方的气压差去判定连通管12内的空气充入情况，结构简单稳定；并且由于活塞32打开前连通管12内需要先进行气压积蓄，使活塞32脱离安装环22受到的气压推力较大，进一步的保证了活塞32的顺利脱离，避免活塞32和安装环22连接处被附着物堵塞，同时活塞32打开前连通管12内积蓄的空气能够在活塞32脱离后，由安装环22向外喷出一股强气流，使设备能够迅速将蓄水池11池底的活性污泥激起，加快活性污泥与污水的混合速度，并且强气流可以清理安装环22下方附近的杂物，为安装环22提供一个良好的工作环境。

作为本发明的进一步方案，所述连通管12内壁外接有卡销，所述卡销内置传感器和驱动机构，所述锁死机构用于锁死塞头21并在触发杆34上移到活塞32越过卡销后失效，所述卡销用于阻止活塞32上移并在所有活塞32均移动至对应卡销处之后缩入连通管12内壁。

工作时，当导气机构向多个连通管12内通入气流时，随着连通管12内的气压逐渐增大，各个活塞32受气压向移动，由于实际工作过程中，无法保证各个活塞32向上移动的速度或带动触发杆34上移到预定位置的时间完全一致，故设置卡销，使所有活塞32均移动至卡销下方后，所有卡销缩入连通管12内壁，使活塞32能够在气压的推动下继续向上移动，保证各个锁死机构同时解锁，进而保证所有的塞头21均能脱离安装环22。

本发明通过设置卡销，使各个锁死机构同时解锁，进而保证所有的塞头21均能脱离安装环22，避免塞头21均能脱离安装环22出现时间差，导致由于个别安装环22向外喷气使连通管12内气压下降至无法推动活塞32到达预定位置对锁死机构进行解锁；进一步的保证了设备运行的稳定性。

作为本发明的进一步方案，所述锁死机构包括滑杆51，所述滑杆51下端固定连接有转板52，所述转板52下端与塞头21上端转动连接，所述滑杆51两侧均设置有第一连杆53，所述第一连杆53中心处均转动连接有转轴54，所述转轴54均转动连接有第二连杆55，所述转轴54与安装环22内壁转动连接，所述转板52上方设置有密封环56，所述密封环56沿滑杆51轴向竖直滑动设置，同侧的所述第一连杆53和第二连杆55相互绕转轴54交叉弹性转动连接且两端分别与转板52和密封环56滑动连接，所述密封环56上端设置有限位机构，所述限位机构在触发杆34上升到预定高度前能够限制密封环56上移。

工作时，在第一连杆53和第二连杆55间的弹性件的作用下，第一连杆53和第二连杆55具有水平方向上合拢的趋势，使第一连杆53和第二连杆55具有分别向下拉动密封环56和向上拉动塞头21的趋势，同时在限位机构的作用下，在曝气工作开始时，空气通过密封环56中心孔洞向下吹动塞头21，由于触发杆34未上移至预定高度前，密封环56无法上移进而塞头21无法下移；当触发杆34上移至预定高度后，在弹力作用下密封环56上移进而塞头21下移，使安装环22与外界连通；当曝气工作结束时，在弹力作用下密封环56下移塞头21上移，使密封环56回到安装环22内壁，对安装环22侧壁进行封挡，进一步的防止废水回流渗入连通管12中。

本发明通过密封环56和塞头21联动，使塞头21复位至安装环22后，密封环56同时密封安装环22，进一步的防止废水回流进入连通管12中，对连通管12起到良好的保护作用。

作为本发明的进一步方案，所述限位机构包括两个连接块61，两个所述连接块61对称设置在滑杆51两侧并固定连接在密封环56上端，所述安装环22上端对应连接块61的一侧均竖直固定连接有导轨62，所述导轨62均竖直滑动连接有滑块63，所述连接块61转动连接有第三连杆64，所述第三连杆64开设有滑槽65，所述导轨62横向固定连接有固定杆66，所述固定杆66端部固定连接有第一滑轴67，所述滑块63侧壁固定连接有第二滑轴68，所述第一滑轴67和第二滑轴68与滑槽65滑动连接；所述导轨62侧方均设置有安装架69，所述安装架69与安装环22上端固定连接，所述安装架69上端转动连接有第四连杆610，所述滑块63侧壁转动连接有第五连杆611，所述第四连杆610和第五连杆611端部共同转动连接有压块612，所述压块612能够贴合触发杆34侧壁，所述第四连杆610的长度大于安装架69到触发杆34的垂直距离。

工作时，初始状态下，设备未曝气时，触发杆34位于两个压块612之间；当设备开始曝气时，在气压作用下，触发杆34开始向上移动（但未两个压块612之间），塞头21具有下移趋势，密封环56具有向上移动的趋势，对应的连接块61带动第三连杆64下端向上移动的趋势，使第三连杆64上端相对第一滑轴67向下转动的趋势，进而第三连杆64向下挤压第二滑轴68的趋势（第二滑轴68竖直方向上下移，并相对第三连杆64沿滑槽65向第三连杆64下端滑动），使第二滑轴68带动滑块63向下移动的趋势，进一步的滑块63通过第五连杆611拉动压块612，使压块612具有绕第四连杆610端部转动的趋势，此时由于触发杆34位于两个压块612之间，使压块612的转动趋势被触发杆34阻碍，进一步的使触发杆34未上移至预定高度前（上移至脱离两个压块612之间），压块612无法转动，密封环56无法向上移动，塞头21无法下移脱离安装环22；当触发杆34上移至预定高度后，即触发杆34离开两个压块612之间，压块612向第四连杆610端部下方转动，密封环56向上移动，塞头21下移脱离安装环22，连通管12内的空气喷出，此时连通管12内气压下降，触发杆34下移（使后续压块612转回原位后，能够继续被限位）；当曝气结束后，连通管12内气压继续下降，在弹力作用下，塞头21上移复位，密封环56下移复位，对应的连接块61上移，带动滑块63，使压块612转动到第四连杆610端部上方，等待下次工作。

作为本发明的进一步方案，所述压块612和第四连杆610连接处的上半部相较于下半部分轻。

工作时，由于压块612的下半部分更重，使得压块612在绕第四连杆610端部转动过程中，在重力作用下保持竖直状态。

作为本发明的进一步方案，所述安装管31上端贯穿嵌装有螺母81，所述活塞32上端固定连接有螺杆82，所述螺母81和螺杆82螺纹连接，所述安装管31上端固定连接有密封套筒83。

工作时，当活塞32上移时，螺杆82相对螺母81上移，使螺杆82转动，进而螺杆82带动活塞32转动，活塞32通过触发杆34和滑杆51带动塞头21转动，进而降低塞头21脱离安装环22的难度。

Claims (8)

1.一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：包括蓄水池（11）、多个连通管（12）、固定机构（13）和外接的导气机构，所述蓄水池（11）左右侧壁分别开设有进水口（111）和出水口（112），多个所述连通管（12）通过固定机构（13）均匀的固定设置在蓄水池（11）底部，所述连通管（12）下端侧壁均固定连通有对个呈阵列分布的喷气管（14），所述喷气管（14）内置有封堵机构，所述封堵机构用于在非曝气时段封堵喷气管（14）管口，所述导气机构与连通管（12）连通。

2.根据权利要求1所述的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：所述封堵机构包括塞头（21），所述喷气管（14）内壁下端固定连接有安装环（22），所述安装环（22）下端内侧开设有倒角，所述塞头（21）与安装环（22）的倒角贴合，所述塞头（21）竖直弹性设置在安装环（22）轴心位置，所述塞头（21）上方设置有触发机构，所述触发机构用于根据连通管（12）内气压大小阻止塞头（21）脱离安装环（22）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：所述触发机构包括安装管（31），所述安装管（31）位于喷气管（14）上方且与连通管（12）上侧壁固定连通，所述连通管（12）内壁竖直密封活动连接有活塞（32），所述活塞（32）上端固定连接有弹簧（33），所述弹簧（33）与安装管（31）上端内壁固定连接，所述活塞（32）下端固定连接有触发杆（34），所述触发杆（34）延伸至喷气管（14）内，所述喷气管（14）内设置有锁死机构，所述锁死机构用于锁死塞头（21）并在触发杆（34）上移到预定位置后失效。

4.根据权利要求3所述的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：所述连通管（12）内壁外接有卡销，所述卡销内置传感器和驱动机构，所述锁死机构用于锁死塞头（21）并在触发杆（34）上移到活塞（32）越过卡销后失效，所述卡销用于阻止活塞（32）上移并在所有活塞（32）均移动至对应卡销处之后缩入连通管（12）内壁。

5.根据权利要求4所述的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：所述锁死机构包括滑杆（51），所述滑杆（51）下端固定连接有转板（52），所述转板（52）下端与塞头（21）上端转动连接，所述滑杆（51）两侧均设置有第一连杆（53），所述第一连杆（53）中心处均转动连接有转轴（54），所述转轴（54）均转动连接有第二连杆（55），所述转轴（54）与安装环（22）内壁转动连接，所述转板（52）上方设置有密封环（56），所述密封环（56）沿滑杆（51）轴向竖直滑动设置，同侧的所述第一连杆（53）和第二连杆（55）相互绕转轴（54）交叉弹性转动连接且两端分别与转板（52）和密封环（56）滑动连接，所述密封环（56）上端设置有限位机构，所述限位机构在触发杆（34）上升到预定高度前能够限制密封环（56）上移。

6.根据权利要求5所述的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：所述限位机构包括两个连接块（61），两个所述连接块（61）对称设置在滑杆（51）两侧并固定连接在密封环（56）上端，所述安装环（22）上端对应连接块（61）的一侧均竖直固定连接有导轨（62），所述导轨（62）均竖直滑动连接有滑块（63），所述连接块（61）转动连接有第三连杆（64），所述第三连杆（64）开设有滑槽（65），所述导轨（62）横向固定连接有固定杆（66），所述固定杆（66）端部固定连接有第一滑轴（67），所述滑块（63）侧壁固定连接有第二滑轴（68），所述第一滑轴（67）和第二滑轴（68）与滑槽（65）滑动连接；所述导轨（62）侧方均设置有安装架（69），所述安装架（69）与安装环（22）上端固定连接，所述安装架（69）上端转动连接有第四连杆（610），所述滑块（63）侧壁转动连接有第五连杆（611），所述第四连杆（610）和第五连杆（611）端部共同转动连接有压块（612），所述压块（612）能够贴合触发杆（34）侧壁，所述第四连杆（610）的长度大于安装架（69）到触发杆（34）的垂直距离。

7.根据权利要求6所述的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：所述压块（612）和第四连杆（610）连接处的上半部相较于下半部分轻。

8.根据权利要求6所述的一种应用于生活废水处理的曝气结构及其装置，其特征在于：所述安装管（31）上端贯穿嵌装有螺母（81），所述活塞（32）上端固定连接有螺杆（82），所述螺母（81）和螺杆（82）螺纹连接，所述安装管（31）上端固定连接有密封套筒（83）。

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