一种曝气进水进药一体化装置的制作方法

本发明涉及环境工程施工技术领域，具体涉及一种高效率、高灵活性、高适用性的曝气、进药一体化装置。

背景技术：

近年来，随着环保意识的增强，对出水水质的要求日益提升，传统一二级处理方法出水已不能达到排放标准，因此，新的深度处理工艺逐步被应用于水处理行业，反硝化滤池作为一种深度脱氮工艺也逐渐应用到各行各业深度处理当中。由于污水经过二次生化处理，出水的营养物质普遍较低，无法满足反硝化滤池中微生物的生长，因此，往往需要对来水进行外加碳源，以保证一定的碳氮比，供微生物进行反硝化脱氮。目前，各工艺流程往往将进水与进药过程分隔开，单独进行投药过程。增加了投药设备，例如加药泵，流量计等，添加了运行成本。针对反硝化滤池启动初期，往往需要先进行曝气过程进行挂膜，此过程可能需要增加曝气系统。

技术实现要素：

本发明为了解决现有反硝化滤池曝气单元、外加碳源单元、反冲洗单元增加运行成本的弊端，提出了一种替代独立反冲洗单元的曝气、进药一体化装置，可用于反硝化滤池反硝化脱氮过程。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种曝气进水进药一体化装置，包括联动轴、第一活动板、第二活动板、第三活动板、第一联杆、第二联杆、第三联杆、第一流体计量柱、第二流体计量柱、第三流体计量柱、第一活动柱塞、第二活动柱塞、第三活动柱塞、进水管、进气管、进药管、出水管、出气管、出药管；

所述的联动轴分为第一横轴、第二横轴和第三横轴，所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板均为呈中心对称的长方形框状结构，所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板上均匀设置有刻度线；所述的第一横轴水平穿过第一活动板的中心并由第一调节螺母固定，所述的第二横轴水平穿过第二活动板的中心并由第二调节螺母固定，所述的第三横轴水平穿过第三活动板的中心并由第三调节螺母固定；

所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板的短边的中心分别依次与所述的第一联杆、第二联杆和第三联杆连接，所述的第一联杆由第一上杆、第一轴心和第一下杆连接构成，所述的第二联杆由第二上杆、第二轴心和第二下杆连接构成，所述的第三联杆由第三上杆、第三轴心和第三下杆连接构成；

所述的第一联杆、第二联杆和第三联杆分别依次与第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞连接，所述的第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞分别依次设置在所述的第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱的内部，第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱的外壁上均匀设置有刻度线；所述的第一流体计量柱的顶部设置有进水阀和出水阀，所述的第二流体计量柱的顶部设置有进气阀和出气阀，所述的第三流体计量柱的顶部设置有进药阀和出药阀；

通过联动轴的转动所述的第一活动板与第一横轴共同在竖直平面内转动，同时第一联杆的第一下杆跟随第一活动板的转动而左右摆动，第一上杆在第一下杆的带动下在第一流体计量柱内上下运动，从而第一活动柱塞在第一流体计量柱内上下运动；通过联动轴的转动所述的第二活动板与第二横轴共同在竖直平面内转动，同时第二联杆的第二下杆跟随第二活动板的转动而左右摆动，第二上杆在第二下杆的带动下在第二流体计量柱内上下运动，从而第二活动柱塞在第二流体计量柱内上下运动；通过联动轴的转动所述的第三活动板与第三横轴共同在竖直平面内转动，同时第三联杆的第三下杆跟随第三活动板的转动而左右摆动，第三上杆在第三下杆的带动下在第三流体计量柱内上下运动，从而第三活动柱塞在第三流体计量柱内上下运动。

而且，所述的第一横轴、第一活动板、第一调节螺母、第一联杆、第一活动柱塞、第一流体计量柱、进水管、进水阀、出水阀、出水管为进水装置；所述的第二横轴、第二活动板、第二调节螺母、第二联杆、第二活动柱塞、第二流体计量柱、进气管、进气阀、出气阀、出气管为进气装置；所述的第三横轴、第三活动板、第三调节螺母、第三联杆、第三活动柱塞、第三流体计量柱、进药管、进药阀、出药阀、出药管为进药装置。

而且，所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板的框的宽度为第一活动板、第二活动板和第三活动板长度的1/8～1/3，所述的第一调节螺母可以根据使用要求调节第一活动板与第一横轴的相对位置，第二调节螺母可以根据使用要求调节第二活动板与第二横轴的相对位置，第三调节螺母可以根据使用要求调节第三活动板与第三横轴的相对位置。

而且，所述的进水阀与进水管相连，所述的出水阀与出水管相连；所述的进气阀与进气管相连，所述的出气阀与出气管相连；所述的进药阀和进药管相连，所述的出药阀和出药管相连。

而且，所述的进水阀、进气阀和进药阀以及出水阀、出气阀和出药阀均为单向阀；当第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞向下运动时，进水阀、进气阀和进药阀呈开启状态，出水阀、出气阀和出药阀呈关闭状态，第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱分别从进水管进水、从进气管进气、从进药管进药；当第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞向上运动时，进水阀、进气阀和进药阀呈关闭状态，出水阀、出气阀和出药阀呈开启状态，第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱分别向出水管出水、向出气管出气、向出药管出药。

而且，所述的第一联杆、第二联杆、第三联杆可与第一活动柱塞、第二活动柱塞、第三活动柱塞断开连接。

而且，所述的进水装置按照使用要求设置为1～5套，所述的进气装置按照使用要求设置为1～5套，所述的进药装置按照使用要求设置为1～5套。

本发明的有益效果为：

(1)一体化装置可根据实际工艺情况，减少或增加流体计量柱个数，扩大装置的适用范围；

(2)通过将各流体计量柱偶联于同一个联动轴上，控制调节螺母，同时满足工艺所需要的进水进药碳氮比，气水比等运行工况，只需外接一个转子，减少工艺装置的复杂程度，简便操作步骤。

附图说明

图1为本发明的示意图，

图2为图1中进药装置的示意图，

图3为图1中进水装置的示意图，

图4为图1中进气装置的示意图，

图5为以进水装置为例的工作示意图，

其中，1为联动轴，2为第一横轴，3为第一调节螺母，4为第一活动板，5为第二横轴，6为第二调节螺母，7为第二活动板，8为第三横轴，9为第三调节螺母，10为第三活动板，11为第三联杆，11-1为第三上杆，11-2为第三轴心，11-3为第三下杆，12为第一联杆，12-1为第一上杆，12-2为第一轴心，12-3为第一下杆，13为第二联杆，13-1为第二上杆，13-2为第二轴心，13-3为第二下杆，14为进气阀，15为进气管，16为进药管，17为进药阀，18为出药管，19为出药阀，20为出气管，21为出气阀，22为出水管，23为出水阀，24为进水阀，25为进水管，26为第一流体计量柱，27为第二流体计量柱，28为第二活动柱塞，29为第三流体计量柱，30为第一活动柱塞，31为第三活动柱塞；

图5中(a)为进水装置的初始状态，(b)为联动轴顺时针旋转90°时进水装置的状态，(c)为联动轴顺时针再次顺时针旋转90°时进水装置的状态。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

如附图1～4所示，一种曝气进水进药一体化装置，包括联动轴1、第一活动板4、第二活动板7、第三活动板10、第一联杆12、第二联杆13、第三联杆11、第一流体计量柱26、第二流体计量柱27、第三流体计量柱29、第一活动柱塞30、第二活动柱塞28、第三活动柱塞31、进水管25、进气管15、进药管16、出水管22、出气管20、出药管18；

所述的联动轴分为第一横轴2、第二横轴5和第三横轴8，所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板均为呈中心对称的长方形框状结构，所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板上均匀设置有刻度线；所述的第一横轴水平穿过第一活动板的中心并由第一调节螺母3固定，所述的第二横轴水平穿过第二活动板的中心并由第二调节螺母6固定，所述的第三横轴水平穿过第三活动板的中心并由第三调节螺母9固定；

所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板的短边的中心分别依次与所述的第一联杆、第二联杆和第三联杆连接，所述的第一联杆由第一上杆12-1、第一轴心12-2和第一下杆12-3连接构成，所述的第二联杆由第二上杆13-1、第二轴心13-2和第二下杆13-3连接构成，所述的第三联杆由第三上杆11-1、第三轴心11-2和第三下杆11-3连接构成；

所述的第一联杆、第二联杆和第三联杆分别依次与第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞连接，所述的第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞分别依次设置在所述的第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱的内部，第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱的外壁上均匀设置有刻度线；所述的第一流体计量柱的顶部设置有进水阀24和出水阀23，所述的第二流体计量柱的顶部设置有进气阀14和出气阀21，所述的第三流体计量柱的顶部设置有进药阀17和出药阀19；

通过联动轴的转动所述的第一活动板与第一横轴共同在竖直平面内转动，同时第一联杆的第一下杆跟随第一活动板的转动而左右摆动，第一上杆在第一下杆的带动下在第一流体计量柱内上下运动，从而第一活动柱塞在第一流体计量柱内上下运动；通过联动轴的转动所述的第二活动板与第二横轴共同在竖直平面内转动，同时第二联杆的第二下杆跟随第二活动板的转动而左右摆动，第二上杆在第二下杆的带动下在第二流体计量柱内上下运动，从而第二活动柱塞在第二流体计量柱内上下运动；通过联动轴的转动所述的第三活动板与第三横轴共同在竖直平面内转动，同时第三联杆的第三下杆跟随第三活动板的转动而左右摆动，第三上杆在第三下杆的带动下在第三流体计量柱内上下运动，从而第三活动柱塞在第三流体计量柱内上下运动。

而且，所述的第一横轴、第一活动板、第一调节螺母、第一联杆、第一活动柱塞、第一流体计量柱、进水管、进水阀、出水阀、出水管为进水装置；所述的第二横轴、第二活动板、第二调节螺母、第二联杆、第二活动柱塞、第二流体计量柱、进气管、进气阀、出气阀、出气管为进气装置；所述的第三横轴、第三活动板、第三调节螺母、第三联杆、第三活动柱塞、第三流体计量柱、进药管、进药阀、出药阀、出药管为进药装置。

而且，所述的第一活动板、第二活动板和第三活动板的框的宽度为第一活动板、第二活动板和第三活动板长度的1/6，所述的第一调节螺母可以根据使用要求调节第一活动板与第一横轴的相对位置，第二调节螺母可以根据使用要求调节第二活动板与第二横轴的相对位置，第三调节螺母可以根据使用要求调节第三活动板与第三横轴的相对位置。

而且，所述的进水阀与进水管相连，所述的出水阀与出水管相连；所述的进气阀与进气管相连，所述的出气阀与出气管相连；所述的进药阀和进药管相连，所述的出药阀和出药管相连。

而且，所述的进水阀、进气阀和进药阀以及出水阀、出气阀和出药阀均为单向阀；当第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞向下运动时，进水阀、进气阀和进药阀呈开启状态，出水阀、出气阀和出药阀呈关闭状态，第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱分别从进水管进水、从进气管进气、从进药管进药；当第一活动柱塞、第二活动柱塞和第三活动柱塞向上运动时，进水阀、进气阀和进药阀呈关闭状态，出水阀、出气阀和出药阀呈开启状态，第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱分别向出水管出水、向出气管出气、向出药管出药。

而且，所述的第一联杆、第二联杆、第三联杆可与第一活动柱塞、第二活动柱塞、第三活动柱塞断开连接。

而且，所述的进水装置按照使用要求设置为1套，所述的进气装置按照使用要求设置为1套，所述的进药装置按照使用要求设置为1套。

进水装置工作时的原理如附图5所示，第一活动柱塞、第一活动板、第一横轴处于运动位置的最下方，第一调节螺母将第一横轴固定在第一活动板的中心处，如附图5(a)所示；以第一活动板所在竖直平面和附图5的右侧为基准，联动轴顺时针方向转动90°(即向纸内方向旋转)时，第一横轴带动第一活动板进行圆周运动并旋转四分之一圆周，同时第一下杆由竖直位置向左摆动，第一上杆向上运动，从而第一活动柱塞在第一流体计量柱内向上运动，如附图5(b)所示；当联动轴再次顺时针方向转动90°时，第一横轴带动第一活动板进行圆周运动并再次旋转四分之一圆周，即相对于附图5(a)旋转了二分之一圆周，同时第一下杆由附图5(b)所示位置向右摆动到竖直位置，第一上杆再次向上运动，第一活动柱塞在第一流体计量柱内继续向上运动，此时第一活动柱塞运动到第一流体计量柱内进水阀和出水阀的下端，附图5完成了向出水管出水的过程，此时出水阀开启，当进水装置由附图5(c)再到附图5(a)时，则为进水装置由进水管向第一流体计量柱内进水的过程，此时进水阀开启；进水过程为进水装置工作的半周期，出水过程为进水装置工作的另外半周期，二者总体为进水装置工作的一个周期，第一调节螺母的作用是通过改变第一调节螺母和第一活动板之间的相对位置，从而改变半周期内第一活动柱塞向上运动的距离，最后使进水装置工作的一个周期内的进水出水的量发生变化。

进气装置和进药装置的工作原理与进水装置一致。

本发明工作时的过程如下：

(1)将联动轴连接于外部转子，通过设计进水流量确定转子转速；将进水管连接进水箱，进药管连接进药箱，出水管、出气管和出药管连接下一单元的管道；

(2)通过对来水水质分析确定的C/N比，调节第一活动板上的第一调节螺母和第三活动板上的第三调节螺母，控制进入第一流体计量柱和第三流体计量柱的流体体积；通过确定的气水比，调节第二活动板上的第二调节螺母，控制进入第二流体计量柱的气体体积；

(3)在联动轴转动半周期内，第一活动板和第三活动板从最上方沿圆周运动至最下方，第二活动板从最下方沿圆周运动至最上方，第一活动柱塞从第一流体计量柱的上端下移至第一流体计量柱的下端，第二活动柱塞从第二流体计量柱的下端下移至第二流体计量柱的上端，第三活动柱塞从第三流体计量柱的上端下移至第三流体计量柱的下端，此时，进水阀和进药阀开启，出水阀和出药阀关闭，来水和药剂在压强差作用下进入第一流体计量柱和第三流体计量柱，另一方面，进气阀关闭、出气阀开启，将第二流体计量柱中的气体压入出气管中；

(4)在联动轴转动下半个周期期间，进水装置、进气装置和进药装置的运动方向分别和步骤(3)中的运动方向相反；

(5)在联动轴转动1个周期全过程，第一流体计量柱、第二流体计量柱和第三流体计量柱中的流体按各自的体积进入下一单元设置的管道进行混合。

以上对本发明的技术方案做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本技术方案的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本专利的保护范围。