申请日2021.09.14
公开日期2021.12.07
IPC分类C02F3/12;C02F3/20;C02F7/00
摘要
本发明公开了污水处理领域的一种污水处理用曝气池系统及其工作方法，其主要包括包括池体、曝气风机和曝气设备，所述曝气设备包括铺设于池体底部的主曝气管道和沿其伸长方向滑动的扬起机构，所述扬起机构用于扬起池体底部的活性污泥。本发明能够利用鼓入的空气驱动扬起机构沿沿主曝气管道的伸长方向滑动，对所经过路线的堆积在曝气池体底部的活性污泥进行扬起，当活性污泥扬起后再被从曝气设备排出的气体驱动悬浮在污水中，阻止污水中的悬浮物下沉，既提供了活性污泥在工作时所需要的的氧气，也使活性污泥能够与污水充分接触，增大了活性污泥的反应面积，提高了污水处理效率。
权利要求
1.一种污水处理用曝气池系统，其特征在于：包括池体(1)、曝气风机(2)和曝气设备，所述曝气设备包括铺设于池体(1)底部的主曝气管道(3)和沿其伸长方向滑动的扬起机构(4)，所述扬起机构(4)用于扬起池体(1)底部的活性污泥；所述主曝气管道(3)包括相互平行的第一曝气管道(5)和第二曝气管道(6)，所述第一曝气管道(5)和第二曝气管道(6)的两端分别通过第一连通管(7)、第二连通管(8)相连通，所述第一连通管(7)通过换向机构(9)与曝气风机(2)相连通，所述换向机构(9)用于控制曝气风机(2)吹出的空气吹向第一曝气管道(5)或第二曝气管道(6)。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理用曝气池系统，其特征在于：所述扬起机构(4)包括分别滑动安装在第一曝气管道(5)和第二曝气管道(6)外表面底部的滑动刮板(10)和分别滑动安装在第一曝气管道(5)和第二曝气管道(6)内部的驱动板(11)，所述滑动刮板(10)上端为磁吸部(12)，下端为刮动部(13)；所述驱动板(11)为永磁体制成，呈镂空状。
3.根据权利要求2所述的一种污水处理用曝气池系统，其特征在于：所述换向机构(9)包括转动安装在第一连通管(7)与曝气风机(2)连通处的换向扇柱(14)，所述换向扇柱(14)固定安装在第三转动轴(15)上，所述第三转动轴(15)上还固定安装有第三同步轮(16)，在第一连通管(7)与第一曝气管道(5)的连接处和第一连通管(7)与第二曝气管道(6)的连接处分别设置有第一同步轮(17)、第二同步轮(18)，所述第一同步轮(17)、第二同步轮(18)、第三同步轮(16)通过同步带(19)连接，所述第一同步轮(17)、第二同步轮(18)分别固定安装在第一转动轴(20)、第二转动轴(21)上，所述第一转动轴(20)、第二转动轴(21)上分别固定安装有第一齿轮(22)、第二齿轮(23)，所述第一齿轮(22)、第二齿轮(23)分别与第一齿条(24)、第二齿条(25)相啮合，所述第一齿条(24)、第二齿条(25)分别滑动安装在第一曝气管道(5)和第二曝气管道(6)外表面底部，滑动方向与扬起机构(4)滑动方向相同。
4.根据权利要求3所述的一种污水处理用曝气池系统，其特征在于：所述曝气设备还包括转动安装在主曝气管道(3)两侧的辅曝气管道(26)，所述辅曝气管道(26)内转动安装有第四转动轴(27)，所述第四转动轴(27)的上端延伸至辅曝气管道(26)外且固定安装有扇形曝气器(28)，下端延伸至辅曝气管道(26)外且固定安装有转动刮板(29)，中端固定安装有转动扇叶(30)，所述扇形曝气器(28)的排气孔沿扇形曝气器(28)的扇形边缘间隔布置，指向扇形的圆心。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理用曝气池系统，其特征在于：所述辅曝气管道(26)靠近主曝气管道(3)的一端固定安装有斜齿轮(31)，在滑动刮板(10)的两侧固定安装有斜齿齿条(32)，斜齿轮(31)可与斜齿齿条(32)相啮合。
6.根据权利要求5所述的一种污水处理用曝气池系统，其特征在于：所述主曝气管道(3)为方形管道。
7.一种污水处理用曝气池工作方法适用于权利要求1～6所述的曝气池系统，其主要步骤为：
S1：将污水排入池体(1)，启动曝气风机(2)；
S2：外界的空气经过换向机构(9)进入主曝气管道(3)、辅曝气管道(26)，扬起机构(4)开始工作，扬起池体(1)底部堆积的活性污泥；
S3：扬起的活性污泥被曝气设备排出的气流扬起使其悬浮，与污水充分接触进行好氧反应。
说明书
一种污水处理用曝气池系统及其工作方法
技术领域
本发明为污水处理领域，具体涉及到的是一种污水处理用曝气池系统及其工作方法。
背景技术
曝气池利用活性污泥法进行污水处理，需要向曝气池内通入氧气。例如通常采用生物法脱氨，需要氧气参与产生硝化反应，
目前通入空气的方式常采用的方式有鼓风曝气法和机械曝气法，其中鼓风曝气法通过曝气鼓风机产生一定的风量，使水体中增加足够的溶解氧，以满足好氧生物生长需要的氧气。鼓风机曝气过程是气体和液体之间分子质量的传递过程，使气体在液体中充分扩散与接触并阻止液体中悬浮物下沉。
在现有技术中，因为要使气体在液体中充分扩散接触并阻止液体中悬浮物下沉，曝气管道通常设置在曝气池底部排气，使气体从曝气池底部上升穿过整个水体，但是在工作过程中常常会有部分活性污泥长时间堆积在池体底部，且不参与污泥回流过程，这样会使底层污泥厌氧且使污泥年龄过长，造成厌氧菌增多，COD去除率下降，影响污水处理效率。并且活性污泥堆积在池体底部会使得活性污泥与污水的接触面积减少，不利于活性污泥进行好氧反应，若是额外采用独立动力源的扬起机构扬起堆积活性污泥，增加生产成本。所以目前有必要提供一种污水处理用曝气池系统及其工作方法，能够自动扬起堆积在曝气池底部的污泥，使其悬浮在液体中进行好氧反应，无需额外的动力源，提高污水处理效率，节约成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理用曝气池系统及其工作方法，以解决上述背景技术中提出了现有技术缺点的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污水处理用曝气池系统及其工作方法，包括池体、曝气风机和曝气设备，所述曝气设备包括铺设于池体底部的主曝气管道和沿其伸长方向滑动的扬起机构，所述扬起机构用于扬起池体底部的活性污泥。
在现有的活性污泥处理污水的过程中常常采用鼓风曝气法，鼓风曝气法因为要使气体在液体中充分扩散接触并阻止液体中悬浮物下沉，所以曝气管道通常设置在曝气池底部排气，使气体从曝气池底部上升穿过整个水体。但是在实际工作过程中常常会有部分活性污泥长时间堆积在池体底部，且不参与污泥回流过程，这样会使底层污泥厌氧且使污泥年龄过长，造成厌氧菌增多，COD去除率下降，影响污水处理效率。所以目前有必要提供一种污水处理用曝气池系统及其工作方法，能够扬起堆积在曝气池底部的污泥，使其悬浮在液体中进行好氧反应，提高污水处理效率。如图1、图2所示，本发明在工作时，先将污水排入池体，启动曝气风机，这时外界的空气经过铺设在池体底部的主曝气管道进入污水，同时扬起机构开始工作。扬起机构被鼓入的空气驱动沿主曝气管道的伸长方向滑动，在滑动的同时扬起机构对所经过路线的堆积在曝气池体底部的活性污泥进行扬起。本发明能够利用鼓入的空气驱动扬起机构沿沿主曝气管道的伸长方向滑动，对所经过路线的堆积在曝气池体底部的活性污泥进行扬起，当活性污泥扬起后再被从曝气设备排出的气体驱动悬浮在污水中，阻止污水中的悬浮物下沉，这既提供了活性污泥在工作时所需要的的氧气，也使活性污泥能够与污水充分接触，增大了活性污泥的反应面积，提高了污水处理效率。
作为本发明的进一步方案，所述主曝气管道包括相互平行的第一曝气管道和第二曝气管道，所述第一曝气管道和第二曝气管道的两端分别通过第一连通管、第二连通管相连通，所述第一连通管通过换向机构与曝气风机相连通，所述换向机构用于控制曝气风机吹出的空气吹向第一曝气管道或第二曝气管道。
在实际工作中，污水持续流入曝气池，曝气风机需要长时间持续向污水中鼓入空气，所以这也要求被鼓入空气驱动的扬起机构能够持续性进行往复运动，对堆积在曝气池体底部的活性污泥进行反复扬起，避免悬浮物下沉。若是通过两个曝气风机进行换向鼓风使扬起机构进行往复运动，这额外增加了一台设备，大大提高了成本。所以如图4、图6所示所示，本发明设置相互平行的第一曝气管道和第二曝气管道，工作时两个扬起机构分别在第一曝气管道、第二曝气管道滑动。开始工作时，鼓入的空气从第一连通管进入，经过第一曝气管道流向第二曝气管道，在流动的过程中气体持续进入污水。当扬起机构滑动到第一曝气管道、第二曝气管道端部时，换向机构开始工作，使鼓入的空气从第一连通管进入，经过第二曝气管道流向第一曝气管道，在流动的过程中气体持续进入污水。这样扬起机构在被鼓入空气的驱动下进行复位滑动，直至滑动到第一曝气管道、第二曝气管道端部，换向机构再次进行换向，循环往复。本发明能够通过换向机构对鼓入的空气进行换向，使得在曝气风机持续鼓风的情况下，扬起机构能在被鼓入空气的驱动下进行往复运动，对堆积在曝气池体底部的活性污泥进行反复扬起，避免悬浮物下沉，提高活性污泥与污水的接触面积，提高污水处理效率。
作为本发明的进一步方案，所述扬起机构包括分别滑动安装在第一曝气管道和第二曝气管道外表面底部的滑动刮板和分别滑动安装在第一曝气管道和第二曝气管道内部的驱动板，所述滑动刮板上端为磁吸部，下端为刮动部；所述驱动板为永磁体制成，呈镂空状。如图4、图5、图12所示，本发明在工作时，鼓入的空气驱动驱动板在第一曝气管道、第二曝气管道内部滑动，因为驱动板为永磁体，滑动刮板上端为磁吸部，所以驱动板会驱动滑动刮板在第一曝气管道和第二曝气管道外表面滑动，在滑动的过程中滑动刮板的下端刮动部对所经过路线的堆积在曝气池体底部的活性污泥进行扬起。本发明利用曝气风机鼓入的空气驱动滑动刮板滑动，无需额外的动力源，且将驱动板设置成镂空状可以将空气进行打散，使其以小团气体的方式进入污水，让气体与污水充分接触，有利于提高污水中的溶解氧。
作为本发明的进一步方案，所述换向机构包括转动安装在第一连通管与曝气风机连通处的换向扇柱，所述换向扇柱固定安装在第三转动轴上，所述第三转动轴上还固定安装有第三同步轮，在第一连通管与第一曝气管道的连接处和第一连通管与第二曝气管道的连接处分别设置有第一同步轮、第二同步轮，所述第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮通过同步带连接，所述第一同步轮、第二同步轮分别固定安装在第一转动轴、第二转动轴上，所述第一转动轴、第二转动轴上分别固定安装有第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮、第二齿轮分别与第一齿条、第二齿条相啮合，所述第一齿条、第二齿条分别滑动安装在第一曝气管道和第二曝气管道外表面底部，滑动方向与扬起机构滑动方向相同。
本发明需要使用换向机构控制曝气风机吹出的空气吹向第一曝气管道或第二曝气管道，若是使用电控的方式则因为电路的不稳定需要定期检修，又因为曝气设备位于池体底部，不利于检修，这大大增大了工人的劳动强度。所以需要一种机械结构来实现换向机构的换向。如图6～图8、图11所示，本发明在工作时滑动刮板在被鼓入空气的驱动下滑动，如图7所示，当滑动刮板滑动至第一曝气管道的端部时，滑动刮板驱动第一齿条移动，又因为第一齿条与第一齿轮啮合，第一齿轮固定安装在第一转动轴上，所以司仪齿条滑动驱动第一转动轴转动，这样固定安装在第一转动轴上的第一同步轮转动。如图11所示，第一同步轮转动，经过同步带的传动，第三同步轮也转动，这样与第三同步轮同轴安装的换向扇柱也转动了180°，此时原先曝气风机吹出的空气吹向第二曝气管道也换向未吹向第一曝气管道，实现换向。第二齿条滑动时同样如此。本发明能够在利用被鼓入空气驱动换向扇柱实现机械式自动换向，结构简单且稳定。本发明利用滑动刮板的移动驱动齿条转动，确保在滑动刮板移动完一个行程后再驱动换向扇柱转动，避免滑动刮板的扬起路线不完全，影响污水处理效果，且本结构换向机构采用机械式结构，且换向无需额外的动力源，结构简单稳定。
作为本发明的进一步方案，所述曝气设备还包括转动安装在主曝气管道两侧的辅曝气管道，所述辅曝气管道内转动安装有第四转动轴，所述第四转动轴的上端延伸至辅曝气管道外且固定安装有扇形曝气器，下端延伸至辅曝气管道外且固定安装有转动刮板，中端固定安装有转动扇叶，所述扇形曝气器的排气孔沿扇形曝气器的扇形边缘间隔布置，指向扇形的圆心。
本发明因为滑动刮板的滑动路线限制，只能对主曝气管道的下方堆积的活性污泥进行扬起，但是实际工作中，曝气池池体底部还是有大量的面积堆积有活性污泥，也需要对其进行扬起。如图3、图12所示，曝气风机鼓入的空气经过主曝气管道进入辅曝气管道中。空气进入辅曝气管道通过其上方的扇形曝气器进入污水中，空气在进入辅曝气管道后会驱动第四转动轴中部的转动扇叶转动，转动扇叶驱动第四转动轴转动，这样固定在第四转动柱上的扇形曝气器和转动刮板也会转动，扇形曝气器的转动会使得经此排出的气体以抛物线的路径甩出，增大了空气与污水的接触面积，提高了污水的处理效率。转动刮板的转动会使得位于其下方的堆积的活性污泥扬起，使其悬浮在污水中，阻止污水中的悬浮物下沉。这既提搞了污水与氧气的接触面积，便于其溶解，也使活性污泥能够与污水充分接触，增大了活性污泥的反应面积，提高了污水处理效率。
作为本发明的进一步方案，所述辅曝气管道靠近主曝气管道的一端固定安装有斜齿轮，在滑动刮板的两侧固定安装有斜齿齿条，斜齿轮可与斜齿齿条相啮合。
本发明主曝气管道和辅曝气管道的设置可以覆盖大部分池体底部，但向两相邻的辅曝气管道间仍然存在污泥堆积的区域。如图12所示，本发明在工作时，滑动刮板沿主曝气管道移动，当滑动刮板移动至辅曝气管道于主曝气管道相连接处时，斜齿齿条与斜齿轮啮合，驱动斜齿轮转动，这样辅曝气管道也转动，从扇形曝气器排出的气体可以对两相邻的辅曝气管道间仍然存在污泥堆积的区域进行冲刷，使其悬浮或移动至辅曝气管道下方，便于转动刮板下次的扬起，且使辅曝气管道也使得从扇形曝气器排出的气体流经的区域增多，使气体与污水的接触面积增大，便于氧气溶解，提高污水处理效率。
作为本发明的进一步方案，所述主曝气管道为方形管道。该设置的目的是为了便于驱动板的移动，也便于驱动板通过磁吸驱动滑动刮板移动。
一种污水处理用曝气池工作方法适用于上述的曝气池系统，其主要步骤为：
S1：将污水排入池体，启动曝气风机；
S2：外界的空气经过换向机构进入主曝气管道、辅曝气管道，扬起机构开始工作，扬起池体底部堆积的活性污泥；
S3：扬起的活性污泥被曝气设备排出的气流扬起使其悬浮，与污水充分接触进行好氧反应。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明能够利用鼓入的空气驱动扬起机构沿沿主曝气管道的伸长方向滑动，对所经过路线的堆积在曝气池体底部的活性污泥进行扬起，当活性污泥扬起后再被从曝气设备排出的气体驱动悬浮在污水中，阻止污水中的悬浮物下沉，这既提供了活性污泥在工作时所需要的的氧气，也使活性污泥能够与污水充分接触，增大了活性污泥的反应面积，提高了污水处理效率，且节约成本。
2.本发明能够通过被鼓入的空气驱动第四转动轴中部的转动扇叶转动，继而驱动扇形曝气器和转动刮板转动。扇形曝气器的转动会使得经此排出的气体以抛物线的路径甩出，增大了空气与污水的接触面积，提高了污水的处理效率。转动刮板的转动会使得位于其下方的堆积的活性污泥扬起，使其悬浮在污水中，阻止污水中的悬浮物下沉。这既提搞了污水与氧气的接触面积，便于其溶解，也使活性污泥能够与污水充分接触，增大了活性污泥的反应面积，提高了污水处理效率。。
3.本发明能够通过滑动刮板的滑动驱动辅曝气管道转动，这样从扇形曝气器排出的气体可以对两相邻的辅曝气管道间仍然存在污泥堆积的区域进行冲刷，使其悬浮或移动至辅曝气管道下方，便于转动刮板下次的扬起，且使辅曝气管道也使得从扇形曝气器排出的气体流经的区域增多，使气体与污水的接触面积增大，便于氧气溶解，提高污水处理效率。
（发明人：胡文静; 高二东; 王琴; 朱琼琼）
