污水净化系统与净化方法与流程

本发明属于污水处理领域。

背景技术：

在污水处理过程中，向污水中强制通入空气进行曝气，使池内污水与空气接触充氧，并搅动液体，加速空气中的氧气向液体中的转移，防止池内悬浮物体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触，对污水中有机物进行氧化分解；在现有的增氧曝气工艺过程中其污水池中的水往往是静态的，流动性小，曝气过程没有充分扩散，池中曝气比较集中的区域氧气浓度较大，进而很难再溶解氧气，造成气泡中的氧气没有充分溶解在污水中，而重新逃逸出外界，造成曝气效率低下的问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种曝气均匀的污水净化系统与净化方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的污水净化系统，包括污水曝气池，所述污水曝气池，所述污水曝气池内设置有曝气容腔，所述曝气容腔的底端壁体上安装有曝气震荡器；还包括污水导入管和污水导出管，所述污水导入管的出液端和污水导出管的抽液端均伸入所述曝气容腔的底部；

还包括恒压气源供给管、气体加热器、脉动增压器和脉动气体导出管；所述恒压气源供给管的出气端连通所述气体加热器的进气端，所述气体加热器的出气端通过过渡管连通所述脉动增压器的进气端；所述脉动增压器的出气端通过所述脉动气体导出管连通所述曝气震荡器的进气端；所述过渡管内设置有第一单向阀；所述第一单向阀能防止脉动增压器内的气体通过过渡管反流到气体加热器中。

进一步的，所述脉动增压器为立式的柱筒结构，所述脉动增压器的柱筒上端开放，底端封闭；所述脉动增压器内为竖向的增压柱腔，所述增压柱腔内设置有可上下活动的活塞，所述活塞的向下位移能使所述增压柱腔增压；所述脉动气体导出管的进气端连通所述增压柱腔，所述过渡管的出气端连通所述增压柱腔；所述污水曝气池的上端固定设置有气缸支撑台，所述气缸支撑台上固定安装有竖向的气缸，所述气缸的气缸推杆下端固定连接所述活塞，所述气缸能通过气缸推杆带动所述活塞上下位移。

、根据权利要求所述的污水净化系统，其特征在于：所述曝气震荡器包括蓄压盘，所述蓄压盘同轴心固定在所述底端壁体上，所述蓄压盘内为同轴心的蓄压腔，所述脉动气体导出管的出气端连通所述蓄压腔；所述蓄压盘的上端同轴心固定设置有导气柱，所述导气柱的上端同轴心一体化设置有曝气筒；所述导气柱内同轴心设置有导气通道，所述导气通道的下端连通所述蓄压腔，所述导气通道的上端设置有导通方向朝上的第二单向阀；所述曝气筒的筒内为曝气室；所述第二单向阀的上端出口连通所述曝气室的下端；所述曝气筒的筒壁上均布镂空有若干圈曝气孔，若干圈曝气孔中最下侧的一圈曝气孔为常通曝气孔；所述曝气室的上端为开放的气压出口；还包括气压驱动罩体，所述气压驱动罩体为筒体结构，所述气压驱动罩体的上端为密封的顶壁，所述气压驱动罩体的下端开口设置；所述气压驱动罩体同轴心套设置在所述曝气筒的外侧，所述气压驱动罩体的内侧壁与所述曝气筒外侧壁滑动配合；当气压驱动罩体的顶壁下侧面接触到曝气筒顶端时，所述气压驱动罩体的内侧壁封堵除了常通曝气孔之外的所有曝气孔；

所述曝气室上端的气压出口处一体化设置有环形限位内缘；所述曝气室内同轴心设置有配重限位杆；所述配重限位杆上沿轴线方向上固定设置有若干配重；所述配重限位杆的下端位置同轴心设置有限位环，所述限位环的内圈通过若干支撑杆与所述配重限位杆的下端固定连接；所述限位环的外经小于所述曝气室内径，所述限位环的外径大于所述限位内缘的内径；所述导气柱的外侧同轴心设置有若干环片状的震荡盘，各所述震荡盘的内圈与所述导气柱的外壁间隙配合；各所述震荡盘沿所述导气柱的轴线呈等距阵列分布，且各所述震荡盘均固定连接在竖向的联动杆上；各所述震荡盘的盘面上均呈圆周阵列镂空设置有若干减阻孔；两根所述联动杆的上端均固定连接有悬挂柱，两所述悬挂柱的上端均通过支撑悬臂固定连接所述气压驱动罩体的顶壁上侧；所述悬挂柱上还沿轴线阵列设置有若干辅助震荡盘。

进一步的，的污水净化系统的工作方法，包括如下步骤：

步骤一，通过污水导入管向曝气容腔内注入待曝气的有机污水，使曝气容腔内的污水完全淹没曝气震荡器，初始状态下恒压气源供给管还没有开始供给空气，气压驱动罩体在自身以及配重自身重力的作用下下沉，进而使气压驱动罩体的顶壁下侧面接触到曝气筒顶端，并且该状态下气压驱动罩体的内侧壁封堵除了常通曝气孔之外的所有曝气孔；

步骤二，启动恒压气源供给管，进而恒压气源供给管向气体加热器持续供给恒压空气，气体加热器将恒压气源供给管供给的空气加热到到适宜温度后通过过渡管向增压柱腔供给恒压热空气，进而增压柱腔内的蓄压热空气通过脉动气体导出管导入蓄压腔中，进而蓄压腔中的热空气通过导气通道和第二单向阀向上导入曝气室中，此时曝气室内的空气和残余的水通过若干常通曝气孔以气泡的形式呈发散状曝入曝气容腔中，此状态下曝气室上端气压出口的气压不能足够向上推动气压驱动罩体，因此该状态下气压驱动罩体仍然处于静止不动的状态；

步骤三，启动气缸，进而使气缸推杆向下带动活塞快速向下位移，进而使增压柱腔内的气压瞬间增大，而第一单向阀阻止增压柱腔内的气体通过过渡管反流到气体加热器中；进而增压柱腔内的增压气体迅速通过脉动气体导出管压入蓄压腔内，进而蓄压腔内的增压气体通过导气通道和第二单向阀向上导入曝气室中，此时的曝气室中气压迅速增大，使曝气室上端气压出口的气压足够向上推动气压驱动罩体，进而使气压驱动罩体向上迅速位移，由于气压驱动罩体的向上位移，原本被气压驱动罩体的内侧壁封堵的曝气孔开始逐渐连通曝气容腔，直至气压驱动罩体向上位移自全部曝气孔连通曝气容腔，此时限位环受到限位内缘的限位作用，进而使气压驱动罩体无法继续向上位移，此时暂停气缸，使活塞暂停运动，此时气压驱动罩体上暴露在曝气容腔中的曝气孔向曝气容腔内呈发散状曝气，逐渐释放曝气室、蓄压腔、增压柱腔内的气压；上述过程中气压驱动罩体的位移带动若干震荡盘同步向上位移，最终各震荡盘会向上位移至曝气筒所在高度，该过程各震荡盘使曝气筒四周被曝气的污水向上推动，使其他污水重新补充到至曝气筒四周；

步骤四，随着曝气进程的继续，曝气室、蓄压腔、增压柱腔内增压气体逐步被释放到初始恒压状态，此时启动气缸，使气缸推杆向上带动活塞缓慢向上位移，直至活塞向上位移至初始位置，该过程增压柱腔内的气压由于体积变大的原因开始变小，而此时第二单向阀可以阻止曝气室内的气体或残余液体的向下反流；此时过渡管向增压柱腔内补充热空气，直至增压柱腔内的气压恢复到步骤二结束时的气压；本步骤过程中曝气室上端气压出口的气压不能足够向上推动气压驱动罩体，进而本步骤过程中气压驱动罩体在自身以及配重自身重力的作用下重新缓慢下沉，最终使气压驱动罩体的顶壁下侧面接触到曝气筒顶端，并且该状态下气压驱动罩体的内侧壁封堵除了常通曝气孔之外的所有曝气孔；

步骤五，呈周期性连续循环步骤三至步骤四，使气压驱动罩体呈周期性的上升和下沉，当所有曝气孔逐渐完全暴露在曝气容腔并进行强烈曝气时，各震荡盘都会使曝气筒四周被曝气的污水向上推动一次，使曝气容腔底部处没有被曝气的污水即时补充到曝气筒四周，避免局部污水被重复曝气，促进气泡中的氧强制向液体中转移的效率，进而达到持续维持污水中的氧气浓度的效果，进而促进污水中的有机物被微生物降解；各震荡盘呈周期性的上下位移使曝气容腔内处于持续荡漾的状态，有效防止沉淀现象；

步骤六，污水导出管吸走曝气容腔内已经被曝气完成的污水，进入下一步净化工序。

有益效果：本发明的气压驱动罩体呈周期性的上升和下沉，当所有曝气孔逐渐完全暴露在曝气容腔并进行强烈曝气时，各震荡盘都会使曝气筒四周被曝气的污水向上推动一次，使曝气容腔底部处没有被曝气的污水即时补充到曝气筒四周，避免局部污水被重复曝气，促进气泡中的氧强制向液体中转移的效率，进而达到持续维持污水中的氧气浓度的效果，进而促进污水中的有机物被微生物降解；各震荡盘呈周期性的上下位移使曝气容腔内处于持续荡漾的状态，有效防止沉淀现象。

附图说明

附图1为该设备的整体示意图；

附图2为附图1的立体剖视图；

附图3为曝气震荡器的结构示意图；

附图4为附图3的立体剖视图；

附图5为在附图4的基础上，气压驱动罩体在气压的基础上被向上顶起的示意图；

附图6为曝气震荡器的活动件示意图；

附图7为曝气震荡器的固定件示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至7污水净化系统，包括污水曝气池28，所述污水曝气池28，所述污水曝气池28内设置有曝气容腔32，所述曝气容腔32的底端壁体14上安装有曝气震荡器40；还包括污水导入管30和污水导出管31，所述污水导入管30的出液端和污水导出管31的抽液端均伸入所述曝气容腔32的底部；

还包括恒压气源供给管35、气体加热器34、脉动增压器36和脉动气体导出管33；所述恒压气源供给管35的出气端连通所述气体加热器34的进气端，所述气体加热器34的出气端通过过渡管42连通所述脉动增压器36的进气端；所述脉动增压器36的出气端通过所述脉动气体导出管33连通所述曝气震荡器40的进气端；所述过渡管42内设置有第一单向阀41；所述第一单向阀41能防止脉动增压器36内的气体通过过渡管42反流到气体加热器34中。

所述脉动增压器36为立式的柱筒结构，所述脉动增压器36的柱筒上端开放，底端封闭；所述脉动增压器36内为竖向的增压柱腔44，所述增压柱腔44内设置有可上下活动的活塞43，所述活塞43的向下位移能使所述增压柱腔44增压；所述脉动气体导出管33的进气端连通所述增压柱腔44，所述过渡管42的出气端连通所述增压柱腔44；所述污水曝气池28的上端固定设置有气缸支撑台38，所述气缸支撑台38上固定安装有竖向的气缸39，所述气缸39的气缸推杆37下端固定连接所述活塞43，所述气缸39能通过气缸推杆37带动所述活塞43上下位移。

所述曝气震荡器40包括蓄压盘23，所述蓄压盘23同轴心固定在所述底端壁体14上，所述蓄压盘23内为同轴心的蓄压腔13，所述脉动气体导出管33的出气端连通所述蓄压腔13；所述蓄压盘23的上端同轴心固定设置有导气柱22，所述导气柱22的上端同轴心一体化设置有曝气筒5；所述导气柱22内同轴心设置有导气通道12，所述导气通道12的下端连通所述蓄压腔13，所述导气通道12的上端设置有导通方向朝上的第二单向阀9；所述曝气筒5的筒内为曝气室7；所述第二单向阀9的上端出口连通所述曝气室7的下端；所述曝气筒5的筒壁上均布镂空有若干圈曝气孔8，若干圈曝气孔8中最下侧的一圈曝气孔8为常通曝气孔8.1；所述曝气室7的上端为开放的气压出口27；还包括气压驱动罩体6，所述气压驱动罩体6为筒体结构，所述气压驱动罩体6的上端为密封的顶壁3，所述气压驱动罩体6的下端开口设置；所述气压驱动罩体6同轴心套设置在所述曝气筒5的外侧，所述气压驱动罩体6的内侧壁与所述曝气筒5外侧壁滑动配合；当气压驱动罩体6的顶壁3下侧面接触到曝气筒5顶端时，所述气压驱动罩体6的内侧壁封堵除了常通曝气孔8.1之外的所有曝气孔8；

所述曝气室7上端的气压出口27处一体化设置有环形限位内缘4；所述曝气室7内同轴心设置有配重限位杆16；所述配重限位杆16上沿轴线方向上固定设置有若干配重18；所述配重限位杆16的下端位置同轴心设置有限位环17，所述限位环17的内圈通过若干支撑杆19与所述配重限位杆16的下端固定连接；所述限位环17的外经小于所述曝气室7内径，所述限位环17的外径大于所述限位内缘4的内径；所述导气柱22的外侧同轴心设置有若干环片状的震荡盘10，各所述震荡盘10的内圈与所述导气柱22的外壁间隙配合；各所述震荡盘10沿所述导气柱22的轴线呈等距阵列分布，且各所述震荡盘10均固定连接在竖向的联动杆20上；各所述震荡盘10的盘面上均呈圆周阵列镂空设置有若干减阻孔11；两根所述联动杆20的上端均固定连接有悬挂柱15，两所述悬挂柱15的上端均通过支撑悬臂2固定连接所述气压驱动罩体6的顶壁3上侧；所述悬挂柱15上还沿轴线阵列设置有若干辅助震荡盘1。

本装置的方法、步骤以及技术进步整理如下：

步骤一，通过污水导入管30向曝气容腔32内注入待曝气的有机污水，使曝气容腔32内的污水完全淹没曝气震荡器40，初始状态下恒压气源供给管35还没有开始供给空气，气压驱动罩体6在自身以及配重18自身重力的作用下下沉，进而使气压驱动罩体6的顶壁3下侧面接触到曝气筒5顶端，并且该状态下气压驱动罩体6的内侧壁封堵除了常通曝气孔8.1之外的所有曝气孔8；

步骤二，启动恒压气源供给管35，进而恒压气源供给管35向气体加热器34持续供给恒压空气，气体加热器34将恒压气源供给管35供给的空气加热到到适宜温度后通过过渡管42向增压柱腔44供给恒压热空气，进而增压柱腔44内的蓄压热空气通过脉动气体导出管33导入蓄压腔13中，进而蓄压腔13中的热空气通过导气通道12和第二单向阀9向上导入曝气室7中，此时曝气室7内的空气和残余的水通过若干常通曝气孔8.1以气泡的形式呈发散状曝入曝气容腔32中，此状态下曝气室7上端气压出口27的气压不能足够向上推动气压驱动罩体6，因此该状态下气压驱动罩体6仍然处于静止不动的状态；

步骤三，启动气缸39，进而使气缸推杆37向下带动活塞43快速向下位移，进而使增压柱腔44内的气压瞬间增大，而第一单向阀41阻止增压柱腔44内的气体通过过渡管42反流到气体加热器34中；进而增压柱腔44内的增压气体迅速通过脉动气体导出管33压入蓄压腔13内，进而蓄压腔13内的增压气体通过导气通道12和第二单向阀9向上导入曝气室7中，此时的曝气室7中气压迅速增大，使曝气室7上端气压出口27的气压足够向上推动气压驱动罩体6，进而使气压驱动罩体6向上迅速位移，由于气压驱动罩体6的向上位移，原本被气压驱动罩体6的内侧壁封堵的曝气孔8开始逐渐连通曝气容腔32，直至气压驱动罩体6向上位移自全部曝气孔8连通曝气容腔32，此时限位环17受到限位内缘4的限位作用，进而使气压驱动罩体6无法继续向上位移，此时暂停气缸39，使活塞43暂停运动，此时气压驱动罩体6上暴露在曝气容腔32中的曝气孔8向曝气容腔32内呈发散状曝气，逐渐释放曝气室7、蓄压腔13、增压柱腔44内的气压；上述过程中气压驱动罩体6的位移带动若干震荡盘10同步向上位移，最终各震荡盘10会向上位移至曝气筒5所在高度，该过程各震荡盘10使曝气筒5四周被曝气的污水向上推动，使其他污水重新补充到至曝气筒5四周；

步骤四，随着曝气进程的继续，曝气室7、蓄压腔13、增压柱腔44内增压气体逐步被释放到初始恒压状态，此时启动气缸39，使气缸推杆37向上带动活塞43缓慢向上位移，直至活塞43向上位移至初始位置，该过程增压柱腔44内的气压由于体积变大的原因开始变小，而此时第二单向阀9可以阻止曝气室7内的气体或残余液体的向下反流；此时过渡管42向增压柱腔44内补充热空气，直至增压柱腔44内的气压恢复到步骤二结束时的气压；本步骤过程中曝气室7上端气压出口27的气压不能足够向上推动气压驱动罩体6，进而本步骤过程中气压驱动罩体6在自身以及配重18自身重力的作用下重新缓慢下沉，最终使气压驱动罩体6的顶壁3下侧面接触到曝气筒5顶端，并且该状态下气压驱动罩体6的内侧壁封堵除了常通曝气孔8.1之外的所有曝气孔8；

步骤五，呈周期性连续循环步骤三至步骤四，使气压驱动罩体6呈周期性的上升和下沉，当所有曝气孔8逐渐完全暴露在曝气容腔32并进行强烈曝气时，各震荡盘10都会使曝气筒5四周被曝气的污水向上推动一次，使曝气容腔32底部处没有被曝气的污水即时补充到曝气筒5四周，避免局部污水被重复曝气，促进气泡中的氧强制向液体中转移的效率，进而达到持续维持污水中的氧气浓度的效果，进而促进污水中的有机物被微生物降解；各震荡盘10呈周期性的上下位移使曝气容腔32内处于持续荡漾的状态，有效防止沉淀现象；

步骤六，污水导出管31吸走曝气容腔32内已经被曝气完成的污水，进入下一步净化工序。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。