一种曝气单元及含其的曝气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理领域，尤其是一种曝气单元及含其的曝气装置。
【背景技术】
[0002]在废水净化领域，约80%的污水处理厂采用活性污泥法。在采用活性污泥法的污水处理厂中，“曝气”是必不可缺少的工艺环节。随着环保要求的日益提高，长周期连续运行对于污水处理厂来说已经成为十分必要的课题，这是因为污水处理厂停机检修、甚至排空水池来检修的难度越来越大。从技术角度进行分析，如果曝气系统不失效，污水处理厂需要停机检修的几率会非常低。所以，提高曝气系统的寿命，就是延长污水处理厂连续运行的周期。同时，电费是污水处理厂的主要运营费用。跟发达国家相比，我国污水处理厂的单位能耗有较大幅度的可降低空间，其中曝气电耗占污水处理厂总电耗的50%左右，减少曝气过程的电耗，不仅可以提高污水处理厂的营业利润，还可以缩短我国企业在能耗方面与国际先进水平的差距。
[0003]鼓风曝气是目前应用最为广泛的曝气形式。在鼓风曝气系统中，微孔曝气器是目前较为常用的曝气装置。按照结构形式，微孔曝气器可分为三种:板式，盘式和管式。它的工作原理是:鼓风机把空气通过管道输送到位于水底的微孔曝气器中，经过微孔曝气器上的小孔，空气被切割成许多小气泡分散到水中，达到给污水里的细菌供氧的目的。
[0004]从孔的成型与工作中的状态等方面来做进一步的划分，微孔曝气器可分为两种:穿孔曝气器和可闭孔曝气器。所谓穿孔曝气器，就是无论鼓风机是否送气，其孔都是敞开的，如刚玉曝气器;所谓可闭孔曝气器，就是当鼓风机停止送气时，孔能够闭合，当鼓风机送气后、压力上升到一定指标时，孔能够打开，如橡胶膜式微孔曝气器。
[0005]穿孔曝气器主要的优点有:I)出气阻力小，电耗就小；2)材料选择面广，较容易找到寿命更长的材料，也较容易实现密布小孔却不降低整体强度的目的，也就是较容易避免破损的问题。穿孔曝气器最大的缺点是:当停止送气时，污水会倒灌进入曝气器中；有时，当送气量不足时，也会有少量的污水倒灌进入曝气器中。污水的倒灌最直接的影响就是堵塞曝气器上的微孔，进而造成曝气器的失效。如果没有安装单向阀，污水还会进一步倒灌到主管道中。
[0006]与穿孔曝气器相比较，橡胶膜式微孔曝气器在原理上基本解决了倒灌的问题，SP在不通气时，橡胶膜片上的小孔会闭合，橡胶膜片会很好的紧箍在支撑管上，曝气器得到了很好的密封，污水不会进入到曝气器内。但是，因为材料和结构的原因，橡胶膜式微孔曝气器的缺点也很明显，主要有:I)需要额外耗能来扩充膜片和扩张小孔，增加了整个曝气过程的耗电量;2)橡胶膜片易老化，且膜片与小孔均长期处于扩张状态，随着老化的加剧，橡胶膜片的弹性会下降、甚至会失弹，密封效果也就每况日下，当因为收缩不足而无法实现完全密封时，污水就会渗入到膜片与支撑管之间、以及曝气器的腔室内，污水一旦进入，即开始了恶性循环的过程，污水中的污泥会留在膜片与支撑管之间，膜片的破损速度也会随之加快;3)橡胶膜片上密布小孔，降低了橡胶膜片的强度，加大了橡胶膜破损的几率;4)当任一橡胶膜片出现破损时，首先是形成出气阻力上的差异，大量的气体会从阻力小的破损口通过，破损口会再次被撑大，同时，因为出气阻力的问题，与破损曝气器相邻的、能够与其互通的其它曝气器则开始减少曝气甚至无法曝气;另外，污水也会从破损处倒灌，倒灌的污水还可以进入到与其相邻的、能够互通的其它曝气器中，直至这一组曝气器完全失效，如果不关闭这组的阀门，鼓风机输送过来的气体基本都从破损口无效的通过了。
[0007]综上所述，研制出一种新型的曝气装置，使其既要保留橡胶膜式和穿孔式微孔曝气器的优点，又要克服二者的不足，就成为废水净化领域之急需。
【发明内容】
[0008]本发明的第一个目的在于提供一种曝气单元。
[0009]本发明的第二个目的在于提供含上述曝气单元的曝气装置。通过把曝气单元装置进行集成的方式，解决了局部失效影响整体的问题;通过曝气单元装置的壳体和弹性体组合的结构，利用弹性体唇口的开闭能力，解决了防倒灌的问题;通过曝气单元和其他结构件的结构和强度，解决了防撕裂的问题。
[0010]为实现上述第一个目的，本发明采用以下内容:
[0011 ] 一种曝气单元，包括:壳体和弹性体;所述壳体的外顶面设有若干孔;所述壳体上具有可容纳弹性体的开口；所述弹性体与壳体之间具有间隙。
[0012]所述壳体可以为整体式或拼接式，只需满足外顶面具有孔、内部可容纳弹性体即可。
[0013]进一步地，所述壳体具有侧面、外顶面和底面，所述外顶面设有若干孔，所述底面处具有开口 ；所述弹性体经开口置于壳体内。
[0014]进一步地，所述弹性体包括弹性体根部和设置在弹性体根部上的弹性体唇口；所述弹性体唇口朝向外顶面，弹性体根部与侧面之间保留间隙。所述弹性体唇口的外侧可以与所述侧面贴合或保持间隙。
[0015]进一步地，所述弹性体的截面是U型、V型、X型或Y型。
[0016]为实现上述第二个目的，本发明采用以下内容:
[0017]—种使用前述曝气单元的曝气装置，包括:腔室、曝气单元和结构件;所述腔室上设有进气口 ；所述曝气单元包括壳体和弹性体，所述壳体的外顶面设有若干孔;所述壳体上具有可容纳弹性体的开口，所述弹性体与壳体之间具有间隙；所述曝气单元经结构件与腔室固定连接，所述开口朝向腔室的一侧。
[0018]进一步地，所述壳体具有侧面、外顶面和底面，所述外顶面设有若干孔，所述底面处具有开口 ；所述弹性体经开口置于壳体内。
[0019]进一步地，所述弹性体包括弹性体根部和设置在弹性体根部上的弹性体唇口；所述弹性体唇口朝向外顶面，弹性体根部与侧面之间保留间隙。所述弹性体唇口的外侧可以与所述侧面贴合或保持间隙。
[0020]进一步地，所述曝气装置为管式曝气装置;所述曝气单元为整体式环形曝气单元，包括第一壳体和第一环形弹性体;第一壳体具有第一侧面、第一环面和底面;底面不密封，为第一开口；第一环面上设有第一孔;第一环形弹性体经第一开口置于第一壳体内，弹性体唇口朝向第一环面，弹性体根部与第一侧面保持间隙。[0021 ]进一步地，所述曝气装置为管式曝气装置;所述曝气单元为拼接式环形曝气单元，包括两个大环、一个或多个被夹环和第二环形弹性体;大环具有第二环面和第二侧面;被夹环具有第三环面，第三环面上具有贯通被夹环内径到外径的第一沟槽，形成孔;被夹环经第二侧面被夹在两个大环的中间，形成壳体;被夹环的内径大于大环的内径，使得在第二侧面、被夹环之间形成了第二开口；第二环形弹性体经第二开口置于大环形成的空间内，弹性体唇口朝向第三环面，弹性体根部与第二侧面保持间隙。优选地，所述大环还包括设置在大环的外周上的若干第一凸台。
[0022]进一步地，所述曝气装置为板式曝气装置;所述曝气单元为整体式条形曝气单元，包括第二壳体和第一板形弹性体;第二壳体具有第三侧面、第一板面和底面;底面不密封，为第三开口 ；第一板面上设有第二孔;第一板形弹性体经第三开口置于第二壳体内，弹性体唇口朝向第一板面，弹性体根部与第三侧面保持间隙。
[0023]进一步地，所述曝气装置为板式曝气装置;所述曝气单元为拼接式条形曝气单元，包括两个宽长条、一个或多个被夹窄长条和第二板形弹性体;宽长条具有第四侧面;被夹窄长条经第四侧面被夹在宽长条之间，形成壳体;被夹窄长条具有第二板面，第二板面上具有贯穿被夹窄长条宽度方向的第二沟槽，形成孔;被夹窄长条的宽度小于宽长条的宽度使得第四侧面和被夹窄长条之间形成第四开口；第二板形弹性体经第四开口置于宽长条形成的空间内，弹性体唇口朝向第二板面，弹性体根部与第四侧面保持间隙。
[0024]本发明具有以下优点:
[0025]1、本发明的曝气装置由多个相互独立的曝气单元组成，成功的实现了单元化，单个或部分曝气单元的失效，不会造成整个曝气装置的失效，更不会出现因为一个曝气器失效导致其他曝气器也跟着