CN117326685A - 一种污水处理用曝气装置及污水处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理设备技术领域，尤其涉及一种污水处理用曝气装置及污水处理工艺。本发明污水处理用曝气装置包括污水罐，转动连接在污水罐内部的空心轴，固定安装在污水罐顶部并与空心轴同轴固定连接的电机，等距周向固定连通在空心轴上的曝气管，设置在曝气管外部的气泡粉碎组件以及设置在气泡粉碎组件外部的清污组件。装置通过在曝气管管体外侧套接环形刮板，在运行过程中，环形刮板能够在管体外侧往复进行运动，实时刮除曝气管外侧可能存在的污泥或者污水杂质，以保证曝气管在工作时不会发生阻塞现象。

Description

一种污水处理用曝气装置及污水处理工艺

技术领域

本发明属于污水处理设备技术领域，尤其涉及一种污水处理用曝气装置及污水处理工艺。

背景技术

污水是指由各种生活、工业、农业和城市活动产生的含有各种废弃物、有机物、化学物质、微生物和固体悬浮物等的废水。污水的组成成分很复杂，包括有机物、固体悬浮物、化学物质、微生物等。这些成分可能对环境和人类健康造成潜在威胁，如果将污水直接排放到环境中，会对水体、土壤和空气造成污染，所以现有的污水排放装置通常要求对污水进行处理，以保护环境和人类健康。

活性污泥法是一种常用的污水处理技术，其基本原理是利用含有大量微生物的活性污泥来降解污水中的有机物质。例如A/O工艺是将厌氧段和好氧段串联起来形成的活性污泥法污水处理工艺，A代表厌氧段，其主要功能是将进水中的纤维素以及难降解大分子有机物分解成小分子，即可生物利用的BOD，来提升污水本身的可生化性。出水进入好氧段O中，此阶段以氧气为电子受体，厌氧段产生的BOD为电子供体进行有氧呼吸。所以在好氧段O的过程中，需要对污水持续进行曝气，以满足处理需求。

现有技术中，一般利用气泵形成的高压气体将气泡喷射到水体中，从而将气体充分溶解在水中，曝气装置一般还设有机械搅拌设备或水泵将气体充分混合到水中。例如公告号为CN218321017U的中国实用新型专利中公开了一种防堵塞的污水处理曝气池，包括曝气池本体和活动设置于曝气池本体前方的连接筒，曝气池本体的前端固定安装有固定体，曝气池本体的前端和前端内壁贯穿式固定安装有第一固定筒，第一固定筒的内壁螺纹安装有出水筒，固定体的右端固定开设有第一槽体，第一槽体的内壁固定安装有电动缸，电动缸的伸缩杆前端固定安装有固定柱，该曝气池的进出水口具备防堵塞结构，可避免曝气池的进出水口产生堵塞的现象。

然而，该装置在实际使用过程中，虽然能够对进出水管进行清堵，但却因缺少实时对曝气头进行清洁的结构，而污水处理过程中的阻塞情况往往发生在曝气口。

综上，目前需要一种能够对曝气口进行实时清理的污水处理用曝气装置。

发明内容

本发明目的是提供一种污水处理用曝气装置及污水处理工艺。装置通过在曝气管管体外侧套接环形刮板，在运行过程中，环形刮板能够在管体外侧往复进行运动，实时刮除曝气管外侧可能存在的污泥或者污水杂质，以保证曝气管在工作时不会发生阻塞现象。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种污水处理用曝气装置，包括：

污水罐，转动连接在污水罐内部的空心轴，固定安装在污水罐顶部并与空心轴同轴固定连接的电机，等距周向固定连通在空心轴上的曝气管，设置在曝气管外部的气泡粉碎组件以及设置在气泡粉碎组件外部的清污组件；

其中，“转动连接”通常指的是一种可以实现转动运动的连接方式。这种连接方式允许两个或多个部件以一定的方式相连，从而使它们可以相对旋转而不会分离。转动连接可以采用各种不同的设计和机制，例如轴承、销轴、万向节等。

其中，“设置”意味着部件A被放置或安装在部件B的特定位置或表面上，以确保二者之间的连接和功能。这可能涉及使用螺栓、螺母、焊接、粘接或其他连接方法，以使部件A与部件B紧密结合并能够共同工作。设置也可能包括进行调整或对部件A和部件B之间的间隙或相对位置进行校准，以确保它们能够协同工作并实现所需的功能。

所述气泡粉碎组件包括转动连接在曝气管外部的套管，通过连接板与空心轴固定连接的传动室，转动连接在传动室内部并通过转轴与套管同轴固定连接的第一锥齿轮，转动连接在传动室内部并与第一锥齿轮啮合连接的第二锥齿轮，与第二锥齿轮同轴固定连接的齿盘以及固定连接在污水罐内部并与齿盘啮合连接的齿环；

其中，“同轴连接”是指两个或多个部件的轴线（通常是圆柱形）被排列在同一条直线上，从而使它们能够共享相同的轴线。这种连接方式通常用于传输旋转运动或动力，因为同轴连接可以确保旋转部件之间的轴线对齐，从而实现有效的能量传递和运动传输。在机械系统中，同轴连接通常通过轴承、联轴器或其它连接件来实现，以确保旋转部件之间的对齐和协同工作。

所述清污组件包括转动连接在套管上方的往复丝杆，套设在套管外部并与往复丝杆螺纹连接的环形刮板，固定套设在往复丝杆一侧外部的第一齿轮盘以及固定套设在转轴外部并与第一齿轮盘啮合连接的第二齿轮盘；

所述污水罐的底部固定安装有气泵，所述气泵的出气端通过旋转连接头与空心轴相连通。

进一步优选的技术方案在于：所述空心轴的侧边设有搅拌杆。

进一步优选的技术方案在于：所述污水罐的顶部设有进水管，所述污水罐的底部设有排水管。

其中，“顶部”通常指的是部件的上方或最高点，而“底部”指的是部件的下方或最低点。这两个术语通常用于描述部件的相对位置，即需要一个参照物，一般来说以地面为参照物，靠近地面的部位称之为底部，远离地面的部位称之为顶部。

进一步优选的技术方案在于：所述曝气管的侧面设有曝气口，所述套管的侧面设有与所述曝气口的位置相对应的通孔。

进一步优选的技术方案在于：所述通孔的直径大小小于曝气口的直径大小。

进一步优选的技术方案在于：所述环形刮板内侧设有用于抵接所述套管外侧面的刮除面。

进一步优选的技术方案在于：所述套管的下侧设有用于滑动连接所述环形刮板的导向杆。

进一步优选的技术方案在于：所述污水罐材料包括混凝土、钢材或玻璃钢的其中一种。

进一步优选的技术方案在于：所述曝气管材料包括塑料、橡胶或金属材料的其中一种。

上述任一方案中污水处理用曝气装置的污水处理工艺，包括如下步骤：

S1.启动所述气泵，向所述曝气管内注入空气；

S2.将待处理污水添加进入所述污水罐中；

S3.启动所述电机，使得曝气管开始旋转；

S4.污水处理完毕后，关闭所述电机，使得曝气管停止旋转；

S5.将处理完毕的污水从所述污水罐中排出；

S6.关闭所述气泵，停止向所述曝气管内注入空气。

进一步优选的技术方案在于：

综上，本发明具有以下有益之处：

1.本发明通过电机带动空心轴转动，使得能够带动曝气管一同转动，从而减少了曝气死角的存在，与此同时，齿盘也会随曝气管同步进行圆周运动，并在齿盘与齿环的啮合作用以及第一锥齿轮与第二锥齿轮的啮合配合下，使得能够带动套管在曝气管外部进行转动，从而能够减少污水中的杂质污物附着在套管上的情况，进而能够防止其出现堵塞，并且利用第一齿轮盘与第二齿轮盘的啮合作用，使得还能够带动往复丝杆转动，往复丝杆转动带动环形刮板在套管外部进行水平移动，从而能够将其表面的杂质污物及时刮除，进一步的提高了防堵塞效果，实用性强，加设的搅拌杆能够对污水进行搅动，以防止污水中的杂质污物发生沉淀。

2.由于空气在喷出后因出气量较多，使得会在水中形成较大的气泡，从而会影响污水与空气的混合，本发明在套管转动的过程中还会对从曝气口喷出的气泡进行切割以使其粉碎成小气泡，从而提高了空气与污水的混合效果，并且通过搅拌杆对污水的搅动，也能够进一步提高空气与污水的混合能力，有效的保证了对污水的曝气处理效果。

附图说明

图1为本发明纵剖立体结构示意图；

图2为图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明传动室纵剖结构示意图；

图4为本发明套管以及曝气管连接结构纵剖示意图。

附图中，各标号所代表的部件如下：1、污水罐；2、空心轴；3、电机；4、曝气管；5、气泵；6、搅拌杆；101、套管；102、传动室；103、第一锥齿轮；104、第二锥齿轮；105、齿盘；106、齿环；201、往复丝杆；202、环形刮板；203、第一齿轮盘；204、第二齿轮盘；1001、曝气口；1002、通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

请结合图1-4，本实施例的一种污水处理用曝气装置，包括污水罐1，污水罐1内部由混凝土、钢材或玻璃钢制成，以承受污水的重量和压力。污水罐1包括进水口、出水口和排气口，用于污水的进出和处理过程中的气体排放。空心轴2转动连接在污水罐1内部，空心轴2具有外壳以及内部空腔，外壳是空心轴的外部包裹结构，通常由金属材料制成，以提供保护和支撑作用，外壳可以设计成不同的形状和尺寸，以适应不同的工程需求。空心轴内部为空心结构形成的内部空腔，这种设计可以允许空心轴2内流通空气。

电机3固定安装在污水罐1顶部并与空心轴2同轴固定连接，电机3包括机壳、定子、转子、轴承以及接线端子。其中作为电机的外壳，通常由金属材料制成，以提供保护和支撑作用，同时也有助于散热。定子由电磁线圈和铁芯构成，电流通过定子线圈时会产生磁场，从而与转子产生电磁作用，驱动转子旋转。转子通常由铁芯和线圈构成，通过与定子的电磁作用来转动，从而将电能转换成机械能。轴承用于支撑转子，保证其在旋转过程中的稳定性和平衡性。接线端子用于连接外部电源和控制系统，以实现电机的启动、停止和调速等功能。

曝气管4等距周向固定连通在空心轴2上，曝气管4包括管体，连接接头以及曝气口1001。管体通常由塑料、橡胶或金属材料制成，具有一定的柔韧性和耐腐蚀性，用于输送气体和承受曝气系统的工作压力。曝气口1001等距开设在管体上，用于将气体均匀地释放到水中，曝气口1001通常设置多个，以增加气体与水的接触面积。连接接头用于连接管体和气源供应设备，例如已经连接气泵5的空心轴2。

气泡粉碎组件设置在曝气管4外部，并且气泡粉碎组件外部设有清污组件，污水罐1的底部固定安装有气泵5，气泵5包括机壳、电机、压缩机、进气/出气口以及控制装置。其中机壳作为气泵的外壳，通常由金属或塑料制成，以提供保护和支撑作用，同时也有助于减少噪音和散热。电机用于驱动气泵的压力装置，通常采用电动机或者气动马达。压缩机是气泵的核心部件，用于压缩和输送气体，通常包括气缸、活塞、阀门等组件。进气/出气口用于吸入和排出气体，通常配有阀门和连接接口，以便于连接管路和其他设备。控制装置用于监测和控制气泵的运行状态，通常包括开关、传感器和控制面板等部件。

气泵5的出气端通过旋转连接头与空心轴2相连通，便于向污水罐1中输送空气，污水罐1的顶部固定连通有与进水口连接的进水管，污水罐1的背部下侧固定连通有与排水口连接的排水管，便于向污水罐1中注入污水以及将污水罐1中的污水排出。

气泡粉碎组件包括转动连接在曝气管4外部的套管101，通过连接板与空心轴2固定连接的传动室102，转动连接在传动室102内部并通过转轴与套管101同轴固定连接的第一锥齿轮103，转动连接在传动室102内部并与第一锥齿轮103啮合连接的第二锥齿轮104，与第二锥齿轮104同轴固定连接的齿盘105以及固定连接在污水罐1内部并与齿盘105啮合连接的齿环106，曝气管4的顶部等距开设有曝气口1001，套管101的外部均匀开设有通孔1002，通孔1002的直径大小小于曝气口1001的直径大小，便于将大气泡粉碎成小气泡，通孔1002的位置与曝气口1001的位置相对应，便于空气排出。

清污组件包括转动连接在套管101上方的往复丝杆201，套设在套管101外部并与往复丝杆201螺纹连接的环形刮板202，固定套设在往复丝杆201一侧外部的第一齿轮盘203以及固定套设在转轴外部并与第一齿轮盘203啮合连接的第二齿轮盘204，环形刮板202与套管101的表面相接触，便于对套管101表面进行清刮，套管101的下方固定连接有导向杆并与环形刮板202滑动连接，能够对环形刮板202的水平移动起到导向作用。其中往复丝杆201是一种能够在不改变主轴转动方向前提下，使滑块实现往复运动的一种丝杠。其表现是具有两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过度曲线连接。通过丝杆的旋转，是螺旋槽侧面推动置于螺旋槽内的滑块作轴向往复运动。

本申请实施例中一种污水处理用曝气装置的实施原理为：通过进水管向污水罐1中注入污水，启动气泵5向空心轴2的内部输送空气，空气最终经曝气管4上的曝气口1001排出来对污水进行曝气处理，启动电机3，电机3会带动空心轴2进行转动，空心轴2转动带动曝气管4一同转动，从而减少了曝气死角的存在，与此同时，齿盘105也会随曝气管4同步做圆周运动，并在齿盘105与齿环106的啮合作用以及第一锥齿轮103与第二锥齿轮104的啮合配合下，使得能够带动套管101在曝气管4外部进行转动，从而能够减少污水中的杂质污物附着在套管101上的情况，进而能够防止其出现堵塞，并且利用第一齿轮盘203与第二齿轮盘204的啮合作用，使得还能够带动往复丝杆201转动，往复丝杆201转动带动环形刮板202在套管101外部进行水平移动，从而能够将其表面的杂质污物及时刮除，进一步的提高了防堵塞效果，并且套管101在转动的过程中还会对从曝气口1001喷出的气泡进行切割以使其粉碎成小气泡，从而提高了空气与污水的混合效果，最后通过排水管将污水排出即可。

实施例二

本实施例在实施例1的基础上，进一步的改进在于：空心轴2的外部还等距周向固定连接有搅拌杆6，搅拌杆6用于搅拌和混合污水，具有环向排列的若干个搅拌柱，以实现有效的搅拌效果。优选的，搅拌柱可以竖向排列多层，以实现对各个层级的污水的搅拌，不仅能够对污水进行搅动以防止杂质污物出现沉淀，而且还能够提高空气与污水的混合效果。

实施例三

如实施例一或实施例二任一污水处理用曝气装置，其污水处理工艺包括如下步骤：

S1.启动所述气泵5，向所述曝气管4内注入空气；

S2.将待处理污水添加进入所述污水罐1中；

S3.启动所述电机3，使得曝气管4开始旋转；

S4.污水处理完毕后，关闭所述电机3，使得曝气管4停止旋转；

S5.将处理完毕的污水从所述污水罐1中排出；

S6.关闭所述气泵5，停止向所述曝气管4内注入空气。

步骤S1中，先注入空气能够使得步骤S2注入的污水中存在的杂质不易直接进入曝气管的管体内，然后启动电机3，使得曝气管4在旋转时，也能够通过环形刮板202反复清理管外侧面可能残留而阻塞曝气孔的杂质。当污水处理完毕后，先将污水排出，最后再关闭气泵5，使得曝气管内可能存在的杂质通过气泵5输出的高压气体排出，进一步清理曝气管4。

此外，附图和描述中尽可能使用相同或类似的元件符号来指代相同或相似部分或步骤。附图是以简化形式呈现并且没有按精确比例绘制。仅为了方便和清楚起见，可以对附图使用诸如顶部、底部、左侧、右侧、向上、上方、上面、下面、下方、后面和前面的方向术语。这些和类似方向术语不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。

Claims (10)

1.一种污水处理用曝气装置，其特征在于，包括：

污水罐（1），转动连接在污水罐（1）内部的空心轴（2），固定安装在污水罐（1）顶部并与空心轴（2）同轴固定连接的电机（3），等距周向固定连通在空心轴（2）上的曝气管（4），设置在曝气管（4）外部的气泡粉碎组件以及设置在气泡粉碎组件外部的清污组件；

所述气泡粉碎组件包括转动连接在曝气管（4）外部的套管（101），通过连接板与空心轴（2）固定连接的传动室（102），转动连接在传动室（102）内部并通过转轴与套管（101）同轴固定连接的第一锥齿轮（103），转动连接在传动室（102）内部并与第一锥齿轮（103）啮合连接的第二锥齿轮（104），与第二锥齿轮（104）同轴固定连接的齿盘（105）以及固定连接在污水罐（1）内部并与齿盘（105）啮合连接的齿环（106）；

所述清污组件包括转动连接在套管（101）上方的往复丝杆（201），套设在套管（101）外部并与往复丝杆（201）螺纹连接的环形刮板（202），固定套设在往复丝杆（201）一侧外部的第一齿轮盘（203）以及固定套设在转轴外部并与第一齿轮盘（203）啮合连接的第二齿轮盘（204）；

所述污水罐（1）的底部固定安装有气泵（5），所述气泵（5）的出气端通过旋转连接头与空心轴（2）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述空心轴（2）的侧边设有搅拌杆（6）。

3.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述污水罐（1）的顶部设有进水管，所述污水罐（1）的底部设有排水管。

4.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述曝气管（4）的侧面设有曝气口（1001），所述套管（101）的侧面设有与所述曝气口（1001）的位置相对应的通孔（1002）。

5.根据权利要求4所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述通孔（1002）的直径大小小于曝气口（1001）的直径大小。

6.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述环形刮板（202）内侧设有用于抵接所述套管（101）外侧面的刮除面。

7.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述套管（101）的下侧设有用于滑动连接所述环形刮板（202）的导向杆。

8.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述污水罐（1）材料包括混凝土、钢材或玻璃钢的其中一种。

9.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气装置，其特征在于，所述曝气管（4）材料包括塑料、橡胶或金属材料的其中一种。

10.如权利要求1-9任一项所述的污水处理用曝气装置的污水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1.启动所述气泵（5），向所述曝气管（4）内注入空气；

S2.将待处理污水添加进入所述污水罐（1）中；

S3.启动所述电机（3），使得曝气管（4）开始旋转；

S4.污水处理完毕后，关闭所述电机（3），使得曝气管（4）停止旋转；

S5.将处理完毕的污水从所述污水罐（1）中排出；

S6.关闭所述气泵（5），停止向所述曝气管（4）内注入空气。