CN203715384U - 一种无动力曝气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无动力曝气系统，包括曝气反应器，还包括：将所述曝气反应器分隔为进水区和曝气区的竖直折流板，其中进水区的顶部设有主进水管，曝气区的底部设有出水口；设置在竖直折流板朝向曝气区一面上的若干层曝气组件；贯通竖直折流板底部的若干潜流进水管；设置在曝气区内与对应潜流进水管连接的若干直立曝气管，各直立曝气管上开设有若干曝气孔。本实用新型可作为沟渠、河道或小型湖泊入湖口等前置的水处理工艺，以增加进水的溶解氧从而有效提高污染物的去除能力和水体净化效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水体生态恢复处理的曝气系统，具体涉及一种无动力高效曝气系统。
背景技术
近年来，随着农业的迅速发展，化肥、农药等农用化学品的大量使用，导致环境质量下降、河流变黑发臭、湖泊富营养化等问题，直接影响该区域的整体环境质量，影响城乡居民的生存环境与人类健康。
目前，国、内外已开展了许多关于污染控制技术的研究和相关工程建设，包括氧化沟技术、养殖废水回灌技术以及针对塘和小河等小水体的生态护岸技术、浮床技术、湿地净化技术等，这些技术及相应的工程建设在削减面源污染负荷中均起到了一定的作用，但是也存在着处理效率低以及处理成本过高的问题，特别是针对一些污染较严重的水体，需要大的构筑物面积，甚至是复杂的多种工艺组合才能满足处理、排放要求。因此，从国家环保业节能降耗的角度出发，应该寻求一种简单且实用的前置预处理手段提高水体的溶解氧，降低整个后续工艺处理的建设、运行和维护成本。
例如，公告号为CN202625913U的中国实用新型专利公开了一种无动力曝气装置，包括设置在有落差的入水口和蓄水池间的多层过水板，所述过水板倾斜设置，层间“之”字形分布，过水板上设有锯齿凸棱，过水板上均匀分布有透水孔，相邻过水板间设有搭接板，所述搭接板倾斜设置，且两端分别固定在对应的两块过水板上，所述搭接板上也设有锯齿凸棱。该实用新型利用了入水口与蓄水池之间的高度差进行自动曝气，污水能分布在过水板上变薄，而锯齿凸棱能打破流下的水面，造成湍流，起到辅助搅拌的作用，过水板上的污水可通过透水孔流到下一层过水板上，对从过水板经过的污水进行了分流。
公告号为CN202865014U的中国实用新型专利公开了一种易于调控的无动力曝气装置，包括设置在有落差的入水口和蓄水池间的过水装置，所述过水装置包括架体和架体间的多块过水板，所述架体包括四根底部固定在蓄水池内的立柱，且四根立柱构成一个长方形，立柱上设有从上到下均匀分布的挂环，所述过水板一端通过两挂钩挂在位于长方形短边的两根立柱的挂环上，另一端斜向下设置，且通过伸缩杆连接两挂钩，挂在另外两根立柱上，相邻的过水板高低端交错分布。本实用新型使过水板的倾斜角度可调，过水板能使污水变薄，延长了污水与空气接触的时间，增大污水与空气接触的面积。
实用新型内容
本实用新型提供了一种无动力曝气系统，可作为沟渠、河道或小型湖泊入湖口等前置的水处理工艺，以增加进水的溶解氧从而有效提高污染物的去除能力和水体净化效果。
一种无动力曝气系统，包括曝气反应器，还包括：
将所述曝气反应器分隔为进水区和曝气区的竖直折流板，其中进水区的顶部设有主进水管，曝气区的底部设有出水口；
设置在竖直折流板朝向曝气区一面上的若干层曝气组件；
贯通竖直折流板底部的若干潜流进水管；
设置在曝气区内与对应潜流进水管连接的若干直立曝气管，各直立曝气管上开设有若干曝气孔。
本实用新型系统运行时，进水通过竖直折流板和潜流进水管进行了分流，一部分水从潜流管进入再经由直立曝气管出水，另一部分则是通过竖直折流板顶部形成的溢流堰流向曝气组件，进水经过以上两个途径分别进行了曝气充氧，高效提高了水体溶解氧浓度，省去了后续因用电等动力方式曝气而产生的大量费用和构筑物建设成本。
系统运行时，由于曝气区的出水口位于底部，确保曝气区的水位远远低于进水区的水位，通过潜流进水管与直立曝气管这一路曝气管路相当于U形管，利用液位差将废水压入直立曝气管，直立曝气管顶端封闭，在压力差作用下直立曝气管内的废水从曝气孔喷出，与空气接触，进行曝气，曝气后的出水进入后道工序。
作为优选，所述曝气区的出水口处设有导流挡板，该导流挡板的高度低于所述直立曝气管的最底部曝气孔。
进一步优选，所述出水口的宽度为开设出水口的侧壁宽度的1/2～2/3，导流挡板的上方为敞口式。
进一步确保曝气区内的水位远远低于进水区，曝气区内废水由导流挡板溢流，出水口的宽度较宽，导流挡板上方为敞口，且导流挡板的高度低于所述直立曝气管的最底部曝气孔，这样曝气区的水位基本上维持在曝气孔以下，确保直立曝气管内的水能够喷射得更远，更好地与空气接触。
进一步优选，所述曝气区的尾部还连接有一段底部低于曝气区底部的沟渠，所述导流挡板位于曝气区与沟渠的连接处。
沟渠的底部低于曝气区的底部，从导流挡板溢流的水进入沟渠中，防止废水回流，影响曝气区内的水位。
为了增强竖直折流板的固定强度及方便斜向折流板的安装，作为优选，所述进水区内设有底边固定在进水区底部、顶边与竖直折流板固定的斜撑板，该斜撑板上设有位于潜流进水管上方的斜向折流板，所述斜向折流板与斜撑板固定的一端向下倾斜。
进入进水区内的废水一部分经过竖直折流板折流后进入曝气区，一部分经过该斜向折流板折流后进入潜流进水管，分两路曝气。
进一步优选，所述斜向折流板与斜撑板固定的一端与所述潜流进水管的顶面位于同一水平面上。
作为优选，所述主进水管比竖直折流板顶沿高2～10cm；所述主进水管与潜流进水管进口端之间的高度为15～80cm。
作为优选，每层曝气组件包括上下布置的溢流布水板和网格滤水板；溢流布水板远离竖直折流板的一侧向下倾斜5～10°；网格滤水板远离竖直折流板的一侧向上倾斜10～30°。
这样经过竖直折流板顶部溢流的废水流向溢流布水板，经由溢流布水板均匀布水后再流经网格滤水板，反复几层后出水曝气。增大废水与空气的接触面积。
进一步优选，位于最底部的网格滤水板距离曝气区底部的高度以稍高于导流挡板的高度为宜。进一步优选，每层曝气组件中，位于下方的网格滤水板长于溢流布水板。
作为优选，所述直立曝气管的曝气孔开设高度范围与所述曝气组件的高度范围对应。
为了使直立曝气管内的废水能够更好的从曝气孔中喷出，作为优选，所述直立曝气管的管径小于对应潜流进水管出水端的管径。
所述直立曝气管低端与对应潜流进水管的出水端之间通过异径90°弯头连接。
作为优选，所述曝气孔的孔径为0.2～0.5cm。所述直立曝气管上沿竖直向上两个相邻曝气孔之间的距离为4～8cm。
进一步优选，所述潜流进水管为出水端管径小于进水端管径的变径管。
本实用新型有以下优点：
1、系统的构造新颖且简单，易于安装，既不需要动力损耗，又不产生运行成本；
2、系统运行时是同时通过U形管高位差出水和分层跌水出水实现联合高效的曝气效果；
3、系统可根据具体现实需要进行灵活的尺寸放大与缩小，适用于生态沟渠、河道以及湖泊入湖口等进水端；
4、也可以实现系统的一体化箱（盒）生产，使得系统不仅仅是用在进水端，也可以适用于中间的某个或者多个河（渠）段，实现整个河（渠）段持续的无动力曝气充氧。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图中所示附图标记如下：
1-主进水管 2-潜流进水管 3-斜向折流板
4-斜撑板 5-竖直折流板 6-曝气反应器
7-溢流布水板 8-网格滤水板 9-曝气堵头
10-曝气孔 11-直立曝气管 12-异径90°弯头
13-导流挡板 14-沟渠 15-沟渠顶部
16-沟渠底部。
具体实施方式
如图1～图2所示，一种无动力曝气系统，包括曝气反应器6，曝气反应器6为长方体反应装置，该曝气反应器6内底部固定一个竖直折流板5，该竖直折流板5将曝气反应器6分隔为进水区和曝气区，进水区顶部带有主进水管1，曝气区的底部带有出水口。
竖直折流板5的顶沿构成溢流堰，进水区内的废水通过该溢流堰溢流进曝气区内，曝气区的出水口处设置导流挡板13，导流挡板13的宽度为该侧侧壁宽度的1/2～2/3，导流挡板13的上方为敞口式，废水通过导流挡板13溢出，导流挡板13的溢流作用使曝气区内的水位低于进水区内的水位，有利于曝气区内的废水曝气。
在曝气区尾部设有一个沟渠14，沟渠顶部15与曝气区一致，沟渠底部16低于曝气反应器6底部30～40cm，沟渠14与曝气区之间由导流挡板13隔开，由导流挡板13溢流出的废水进入沟渠14中，由沟渠14处理后进入下一处理工序，沟渠14的深度大于曝气区，防止废水导流影响曝气区内的水位。
主进水管1位于进水区的侧壁上，且高于竖直折流板5构成的溢流堰2～10cm，本实施方式中为2cm，该主进水管1距离进水区底部的高度为15～80cm，本实施方式中为25cm，主进水管1位于与竖直折流板5相对的一侧侧壁上。
在进水区内设置一块斜撑板4，该斜撑板4用于加固竖直折流板5的强度，斜撑板4低端固定在进水区底部，顶端与竖直折流板5的顶沿固定连接。该竖直折流板5位于曝气区内的一面为竖直面，与曝气区底部相垂直，在该竖直面上至上而下设置若干层曝气组件。
每层曝气组件包括上下布置的溢流布水板7和网格滤水板8，一块溢流布水板7对应一块网格滤水板8，且溢流布水板7位于对应网格滤水板8的上方（即最上一块为溢流布水板，最下一块为网格滤水板），溢流布水板7与网格滤水板8间隔布置，溢流布水板7远离竖直折流板5一端向下倾斜5～10°（本实施方式中为5°），网格滤水板8远离竖直折流板5一端向上倾斜10～30°（本实施方式中为30°），网格滤水板8远离竖直折流板5一端突出溢流布水板7远离竖直折流板一端，即网格滤水板8长于对应的溢流布水板7。
在曝气反应器6底部沿水平向并排设置若干根潜流进水管2，潜流进水管2贯穿竖直折流板5，进水端位于进水区内，出水端位于曝气区内，潜流进水管2为出水端管径小于进水端的变径管，在每根潜流进水管2的出水端通过异径90°弯头12连接一根直立曝气管11，该直立曝气管11为PVC管，该直立曝气管11上设置若干个曝气孔10，在竖直向上相邻两个曝气孔10之间的距离为4～8cm，本实施方式中为5cm，曝气孔的孔径为0.2～0.5cm，直立曝气管11的顶部由曝气堵头9封闭。
在进水区内设置一个固定在斜撑板4上的斜向折流板3，该斜向折流板3的自由端向上倾斜，固定端固定在潜流进水管2贯穿处的斜撑板4上。导流挡板13的高度与潜流进水管2的出水端平齐，这样曝气区内的水位始终低于曝气组件和曝气孔，最底部网格滤水板与直立曝气管上最底部曝气孔位置大致位于同一高度，都高于导流挡板13。
本实用新型的工作原理及工作过程如下：
废水从主进水管1进入进水区，进水通过竖直折流板5和斜向折流板3折流后进行了分流，一部分水从潜流进水管2进入再经由直立曝气管11出水，另一部分则是通过竖直折流板5顶部形成的溢流堰流向溢流布水板7，经由溢流布水板7均匀布水后再流经网格滤水板8，反复几层后出水曝气，通过导流挡板13的溢流作用维持曝气区的水位远远低于进水区。
因此，进水经过以上两个途径分别进行了曝气充氧，高效提高了水体溶解氧浓度，省去了后续因用电等动力方式曝气而产生的大量费用和构筑物建设成本。
以上较佳实施例公开了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采用同等替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种无动力曝气系统，包括曝气反应器，其特征在于，还包括：
将所述曝气反应器分隔为进水区和曝气区的竖直折流板，其中进水区的顶部设有主进水管，曝气区的底部设有出水口；
设置在竖直折流板朝向曝气区一面上的若干层曝气组件；
贯通竖直折流板底部的若干潜流进水管；
设置在曝气区内与对应潜流进水管连接的若干直立曝气管，各直立曝气管上开设有若干曝气孔。
2.根据权利要求1所述无动力曝气系统，其特征在于，所述曝气区的出水口处设有导流挡板，该导流挡板的高度低于所述直立曝气管的最底部曝气孔。
3.根据权利要求2所述无动力曝气系统，其特征在于，所述曝气区的尾部还连接有一段底部低于曝气区底部的沟渠，所述导流挡板位于曝气区与沟渠的连接处。
4.根据权利要求1所述无动力曝气系统，其特征在于，所述进水区内设有底边固定在进水区底部、顶边与竖直折流板固定的斜撑板，该斜撑板上设有位于潜流进水管上方的斜向折流板，所述斜向折流板与斜撑板固定的一端向下倾斜。
5.根据权利要求1所述无动力曝气系统，其特征在于，所述主进水管比竖直折流板顶沿高2～10cm；所述主进水管与潜流进水管进口端之间的高度为15～80cm。
6.根据权利要求1所述无动力曝气系统，其特征在于，每层曝气组件包括上下布置的溢流布水板和网格滤水板；溢流布水板远离竖直折流板的一侧向下倾斜5～10°；网格滤水板远离竖直折流板的一侧向上倾斜10～30°。
7.根据权利要求1所述无动力曝气系统，其特征在于，所述直立曝气管的曝气孔开设高度范围与所述曝气组件的高度范围对应。
8.根据权利要求1所述无动力曝气系统，其特征在于，所述曝气孔的孔径为0.2～0.5cm。
9.根据权利要求1所述无动力曝气系统，其特征在于，所述直立曝气管的管径小于对应潜流进水管出水端的管径。
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