往复移动式底层曝气系统的制作方法

本实用新型涉及水处理设备技术领域，更为具体地，涉及一种往复移动式底层曝气系统及其曝气方法。

背景技术：

曝气工艺是污水生物处理好氧(反硝化)工艺段的关键工艺，用于曝气充氧的能耗约占污水处理总能耗的60％以上，虽然底层曝气系统在能效比值方面并不比其他曝气装置占优势，但底层曝气表面上看似乎因为底层曝气氧的利用率高，且氧化沟有效水深设置得比表面曝气深，故目前使用底层曝气方式的约占整个市场份额的30％。

事实上，底层曝气系统存在若干致命缺陷：

1、底层曝气系统需要配备鼓风设备集中供气，则需修建鼓风房，用于防尘、防水保护鼓风设备以及隔离噪音的作用，但增加了基建投入；

2、集中式供气必须辅设供风管道，供风管道越长，则管路损失越大，即能耗越高，且管路辅设费用也越高；

3、底层曝气充氧时呈曝气不均匀现象，会导致有的区域溶解氧浓度高，有的区域溶解氧浓度低；

4、底层曝气使用膜片曝气器时容易堵塞，且逐年衰减，需要定期清洗、维护、保养；数年后还需定期更换曝气器，重置费用高；

5、当风机停止供风时，氧化沟底部的污泥便填埋了曝气器，易造成曝气器堵塞；

6、曝气器一旦发生堵塞或损坏需立即更换，否则影响曝气效果；曝气器清洗、更换时需要停工停产，影响生产的正常进行；曝气器因衰减需定期更换，循环增加再投入；

7、一旦停机，污泥埋没了曝气器，当再次启动时，需要消耗较多的能量才能将淤泥搅拌离开。

8、固定安装的曝气器以下部分都成了死角，污泥呈现淤积状态，最终变成死泥，必须停产、放空清淤。

传统固定式底层曝气模式已有几十年的应用历史，致命缺陷一直是业内公认的，但始终没能被突破。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而创新设计的，其目的在于提供一种往复移动式底层曝气系统，即工作时，往复移动式底层曝气系统可一边行走一边曝气充氧，可实现全方位的动态曝气充氧模式，消除了充氧盲区，做到充氧均匀、无死角，并且在曝气的同时对底部的污泥进行梳理、刮移，使污泥始终处于上升型流动状态。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种往复移动式底层曝气系统，包括：桁架，横跨在氧化沟上；桁架移动单元，包括铺设在氧化沟上的导轨、安装在桁架上的桁架滚轮、驱动桁架移动的驱动装置以及设置在导轨或者桁架上的限位装置；曝气构件，包括固定在桁架上的曝气供风管、呈辐射状连接在曝气供风管一端的曝气供风支管、外包围曝气供风支管的固定支架以及设置在固定支架内且与曝气供风支管连通的曝气器；刮板，设置在所述固定支架下端；风机，其出风口与所述曝气供风管连通；吹刷单元，包括：吹刷供风管、吹刷供风支管和喷气嘴，所述吹刷供风管一端与风机的出风口连通，另一端连接所述吹刷供风支管；所述吹刷供风支管安装在所述固定支架下端；所述喷气嘴设置在所述吹刷供风支管上，对刮板进行吹刷。

本实用新型所述往复移动式底层曝气系统具有以下有益效果：

1、当曝气系统工作时，曝气器随桁架沿氧化沟向前移动，曝气器释放出的气体在上升的同时又作前进运动，即作复合型运动，则氧气在水体中的路线延长，与水、固气接触、混合时间延长，氧转移效率提高，传质效果增强。

2.在桁架移动曝气充氧的同时刮板可对污泥进行梳理、刮移，使得氧化沟底部泥水混合液具有了呈上升趋势的自流动特性，水体得到充分、均匀的搅拌，混合效果增强，工作区域无盲区、无死角，效率得到提高。

3、当其中一个或分散的几只曝气器发生堵塞时，通过移动，其它曝气器会移动过来补充曝气，并不会出现有的区域溶解氧浓度高，有的区域溶解氧浓度偏低的现象，即不会影响整体曝气充氧效果。

4、当曝气器发生损坏引起泄漏，需要更换曝气器时，只需将整体提升，即可在桁架上短时间内快速更换，随时复位继续工作，而不需要将氧化沟排水放空，不影响生产的正常进行。

5.当风机停止供风时，曝气器和喷气嘴虽停止曝气和喷气工作，驱动装置仍可驱动整机低速移动，使齿形刮板充分发挥作用，保证部底污泥的流动性，不沉积、不淤积，则完全排除曝气器被堵塞的可能性。

6.当风机安装在现场直接单元供风时，不仅可以节省建筑机房、辅设管路的投入成本，而且因为现场供风，供风管道缩短，管路损失降至最小，能耗降至最低，达到节能、降耗、增效的目的。

上述往复移动式底层曝气系统完全将静态曝气颠覆为动态曝气模式，工作时，桁架在氧化沟上往复行走，曝气器释放出的气体在水体中上升的同时又向前移动，即气体沿复合线路线运动，与水、固接触、混合充分、传质时间延长、氧转移效果显著增强，完全实现了全方位的无盲区、无死角、均匀的曝气充氧，能源利用率提高，能效高，真正做到了节能、降耗、增效。

附图说明

通过参考以下具体实施方式的内容并且结合附图，本实用新型的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：

图1是本实用新型往复移动式底层曝气系统的正视示意图；

图2是本实用新型往复移动式底层曝气系统的俯视示意图；

图3是本实用新型在氧化沟上设置多个往复移动式底层曝气系统的示意图；

图4是本实用新型一种曝气构件的示意图；

图5是本实用新型第二种曝气构件的示意图；

图6是本实用新型第三种曝气构件的示意图；

图7是本实用新型第四种曝气构件的示意图；

图8是本实用新型第五种曝气构件的示意图；

图9是本实用新型第六种曝气构件的示意图。

在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

下面将参照附图来对根据本实用新型的各个实施例进行详细描述。

图1是本实用新型所述往复移动式底层曝气系统的正视示意图，图2是本实用新型所述往复移动式底层曝气系统的俯视示意图，如图1和图2所示，所述往复移动式底层曝气系统包括：

桁架1，横跨在氧化沟7上，优选地，所述桁架1上安装有定位支承座1-2，上设置有起吊接口1-1，方便曝气器3-4吊起更换；

桁架移动单元2，包括铺设在氧化沟7上的导轨2-3、安装在桁架1上的桁架滚轮2-2以及驱动桁架1移动的驱动装置2-1，及在氧化沟7两侧辅设的导轨2-3，通过驱动装置2-1驱动桁架滚轮2-2沿导轨2-3移动，优选地，桁架移动单元2可使用一个驱动装置装置2-1单独驱动，也可以使用2个或N个驱动装置装置2-1同步驱动；

曝气构件3，包括固定在桁架1(尤其是定位支承架1-2)上的曝气供风管3-1、呈辐射状连接在曝气供风管3-1一端的曝气供风支管3-2、外包围曝气供风支管的固定支架3-3以及设置在固定支架3-3内且与曝气供风支管3-2连通的曝气器3-4，所述曝气器3-4包括管式曝气器、盘式曝气器、平板式曝气器、球头式曝气器和其他几何形状的曝气器中的一种或多种；

刮板4，设置在所述固定支架3-3下端，优选地，所述刮板4为后仰式齿形刮板；

风机5，其出风口与所述曝气供风管3-1连通；

吹刷单元6，包括：吹刷供风管6-1、吹刷供风支管6-2和喷气嘴6-3，所述吹刷供风管6-1一端与风机5的出风口连通，另一端连接所述吹刷供风支管6-2；所述吹刷供风支管6-2安装在所述固定支架3-3下端，，优选地，位于所述曝气供风支管3-2下端；所述喷气嘴6-3设置在所述吹刷供风支管6-2上，对刮板4进行吹刷。

优选地，所述曝气供风管3-1和吹刷供风管6-1同心且固定连接为一体，均竖直设置在所述桁架1和氧化沟7沟底之间且与所述风机5的出风口连通，例如，采用双通道的风机5分别连接曝气供风管3-1和吹刷供风管6-1，也可以在风机5出风口处通过三通件分别连接曝气供风管3-1和吹刷供风管6-1。

优选地，所述风机5的出风口设置有曝气控制阀和吹刷控制阀，分别用于分别控制所述曝气供风管3-1和所述吹刷供风管6-1与所述风机5的出风口的连通，从而可以实现连续曝气、间隙吹刷以及不曝气时进行吹刷。

为了限制桁架1的移动范围，优选地，还包括限位装置2-4，设置在所述导轨2-3或桁架1上，所述限位装置2-4包括行程开关、接近开关和距离传感器中的一种或多种，例如，可以在导轨2-3上设置限位块用于限位，在桁架1上安装行程控制装置2-5，进一步，优选地，还包括控制单元，当桁架1移动触发限位装置2-4时，发送信号给所述驱动装置2-1，驱动所述桁架1向相反方向运动。

上述往复移动式底层曝气系统，当驱动装置2-1驱动桁架滚轮2-2沿导轨2-3移动时，带动桁架1、曝气构件3、刮板4和吹刷单元6移动，所述曝气构件3和吹刷单元6连接成的钢性整体做同步移动，例如，曝气供风管3-1、吹刷供风管6-1固定联接为一整体后可利用法兰边固定联接在定位支承架上，曝气固定支架可以用螺栓等紧固件固定联接在曝气供气管的下端。当某一个或几个曝气器3-4发生损坏引起泄漏，需要更换曝气器3-4时，只需将定位支承架1-2提升，即可在桁架1上短时间内快速更换，随时复位继续工作，而不需要将氧化沟排水放空，不影响生产的正常进行。

优选地，所述吹刷供风支管6-2与所述刮板4可均设置在同一个所述的曝气供风支管3-2的下端，可以分散设置或均匀间隔设置在不同曝气供风支管3-2下端。

上述风机5可以安装在定位支承座1-2上现场供风，也可以安装机房集中式远程供风。当风机5安装在现场直接单元供风时，不仅可以节省建筑机房、辅设管路的投入成本，而且因为现场供风，供风管道缩短，管路损失降至最小，能耗降至最低，达到节能、降耗、增效的目的。

上述往复移动式底层曝气系统进行曝气的方法，包括：

启动风机5，风源通过曝气供风管3-1和曝气供风支管3-2输送到曝气器3-3向水中曝气充氧；

驱动装置2-1驱动桁架1在导轨2-3上移动，带动刮板4对底部污泥进行梳理、刮移，使污泥处于上升型流动状态，保持不沉淀、不淤积；

风源经由吹刷供风管6-1和吹刷供风支管6-2到达喷气嘴6-3，经喷气嘴喷出对底部的污泥进行吹扫，使污泥保持不沉积、淤积。

优选地，所述曝气方法还包括：

通过风机出风口的曝气控制阀和吹刷控制阀，分别控制曝气供风管和吹刷供风管的通风，在曝气充氧过程中，可以实现连续曝气充氧的同时对刮板进行间隙吹刷，也就是说，曝气供风管连续曝气时，吹刷供风支管可以间隙吹刷以及停止曝气后，吹刷供风支管也可以进行吹刷。

另外，优选地，所述曝气方法，还包括：

通过设置在导轨2-3的两侧的限位装置2-4，桁架1在所述两侧限位装置2-4之间往复移动。

上述曝气方法，当风机5停止工作时，通过驱动装置2-1带动桁架1和刮板4移动，对污泥进行梳理、刮移，使污泥处理于上升型流动状态，不致沉淀、淤积。

在氧化沟7上可以设置多个上述底层曝气系统，如图3所示，所述多个底层曝气系统同向移动，且相邻底层曝气系统的相邻曝气区域部分交叠，例如，两个往复移动式底层曝气系统并列横跨在氧化沟7上，左侧桁架1对应的氧化沟7上的限位装置2-4设置在氧化沟7走道的上侧，右侧桁架1对应的氧化沟7上的限位装置2-4设置在氧化沟7走道的内侧，限制左侧桁架1右行的限位装置2-4设置在限制右侧桁架1的左行的限位装置2-4的右侧。

两个往复移动式底层曝气系统同时往左侧移动即同向移动，当桁架1触发限位装置2-4时即停止前进，改为反向移动；将限制左侧桁架1右行的限位装置2-4设置在限制右侧桁架1左行限位装置2-4的右侧，两个往复移动式底层曝气系统移动曝气时其交接处的曝气区域形成交集，彻底消除了曝气充氧死点和盲点，使曝气充氧均匀、充分。

利用上述底层曝气系统进行曝气的方法，还包括：在氧化沟上可架设一个、两个或多个所述往复移动式底层曝气系统，设置两个或多个时，通过驱动装置驱动多个所述往复移动式底层曝气系统同向移动进行曝气充氧，相邻往复移动式底层曝气系统的曝气区域交叠。

上述曝气构件3可以由曝气供风支管3-2、固定支架3-3和曝气器3-4以及相互连接成各种形状，如图4所示，底层曝气系统使用球头或盘式曝气器3-4，固定支架3-3的外框设置为圆形结构，曝气供风支管3-2分别设置为以曝气供风管3-1为中心的中心辐射状和环形，吹刷供风支管6-2呈辐射状设置，固定支架3-3的外框下侧均匀设置了若干只支撑滚轮3-5。

如图5所示，曝气构件3使用管式曝气器3-4，固定支架3-3的外框设置为多边形结构，曝气供风支管3-2分别设置为以曝气供风管3-1为中心的中心辐射状和多边形环形，吹刷供风支管6-2呈辐射状设置，固定支架3-3的外框下侧均匀设置了若干只支撑滚轮3-5。

如图6所示，曝气构件3的固定支架3-3外框设置为矩形结构、曝气器3-4为管式曝气器，所述曝气供风支管3-2以曝气供风管3-1为中心呈矩形(与前进方向平行或垂直)，所述曝气器3-4与所述曝气供风支管3-2垂直设置，吹刷供风支管6-2设置为与前进方向垂直，固定支架3-3的外框下侧均匀设置了若干只支撑滚轮3-5。

如图7和图8所示，曝气构件3的固定支架3-3外框设置为矩形结构，曝气器3-4为管式曝气器，所述曝气供风支管以曝气供风管为中心呈纵横交错和矩形，所述曝气器3-4与所述曝气供风支管3-2垂直设置，吹刷供风支管6-2设置为与前进方向垂直，固定支架3-3的外框下侧均匀设置了若干只支撑滚轮3-5。

如图9所示，曝气构件3的固定支架3-3外框设置为矩形结构，曝气器3-4使用球形或圆盘形的曝气头，固定在所述曝气供风支管上，所述曝气供风支管以曝气供风管为中心呈纵横交错，吹刷供风支管6-2设置为与前进方向垂直，固定支架3-3的外框下侧均匀设置了若干只支撑滚轮3-5。

上述往复移动式底层曝气系统，由各种几何形状的曝气供风支管3-2、曝气器3-4和固定支架3-3组成各种形状的曝气构件3，通过曝气供风支管3-2与曝气供风管3-1固定联接后悬挂在定位支承架1上，并与桁架1一起沿导轨2-3左右移动，使曝气器3-4释放出的气泡具有向前移动的初速度，气泡的路线不再是单纯地上升方向，而是沿复合形的轨迹上升，则气泡在水中的上升路线加长，停留时间延长，氧转移效果增强；同时后仰式齿形刮板4对氧化沟7底部的污泥进行梳理和刮泥，使污泥具有上升型的自流动性，不致沉淀、淤积，此时氧化沟内的水、气、固充分接触时间延长、混合效果增强、氧传质、转移效率提高，实现全方位、无盲区、无死角的曝气充氧，曝气充氧效率提高；底层动态曝气系统可实现整体完全提升，方便在桁架1上直接进行快速更换、随时复位工作，不需要停机、停工，影响正常生产；往复移动式底层动态曝气系统既可以采用远程供风模式，也可采用风机在现场直接供风，若采用现场直接供风，则可减少初期风机房的建筑以及管道辅设成本，同时省却供风管道，管路损失小，后期维护、维修费用大大降低，能耗也随之降低，彻底将静态曝气创新设计为动态的曝气充氧模式，彻底颠覆了长期以来未有任何改变的固定式底层曝气装置，具有固定式底层曝气所无可比拟的优点，具有非常广阔的市场应用前景。

尽管前面公开的内容示出了本实用新型的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本实用新型的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。