本发明涉及废水处理领域，尤其是一种简便、高效、噪音小、能耗低的曝气装置及具有该曝气装置的废水处理装置。
背景技术：
水污染问题是一个遍及全世界的环境问题，污水处理方法通常可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法4种。生物法是利用微生物的代谢作用分解废水中可降解的有机物的一种方法，因为具有处理量大、投资小、经济可靠的特点，成为当今世界最普遍的一种水处理方法，然而生物法中较为常见的好氧生物法处理效果往往受到曝气装置的性能及效率等方面的制约。
目前的曝气装置的曝气类型大体分为两类：一类是鼓风曝气，一类是机械曝气。鼓风曝气是采用曝气器扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方式，一般乙烯厂的污水处理多采用此种方式。机械曝气是指利用叶轮等器械引入气泡的曝气方式。
作为鼓风曝气典型应用之一的微孔曝气管的形式有很多，目前较为常见的有两种：一种是由粗瓷或刚玉等烧结而成的普通曝气管，这种管壁在烧结过程中产生许多极微小的孔隙，它的主要特点是：能产生微小的气泡，气泡直径约0.1mm～0.2mm，气、液接触面积大，氧利用率高，一般可达到20～25％；其缺点是：气压损失较大，易堵塞，送入的空气需经过滤处理；易损坏，一旦损坏后氧利用率就开始快速下降，且使用寿命短，不易更换。
另一种是管式膜片微孔曝气管，这种曝气管的安装方式与前一种基本一样，但其自身的结构复杂，它是由一个用abs或upvc制成的管子作为布气管，管壁上开有通气孔，布气管外周覆盖着合成橡胶制成的膜片，膜片被金属卡子固定在管子上，在合成橡胶膜片上用激光等方法打出均匀分布的孔眼。曝气时，空气通过管壁上的通气孔进入膜片与管壁之间，在压缩空气的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，达到布气扩散的目的；停止供气，气压消失后，膜片本身在弹性作用下使孔眼自动闭合，由于水压的作用，膜片压实在管壁上，因此污水不会倒流而堵塞孔眼。但由于这种膜片的开孔直径直接影响到氧的利用率，因此，开孔直径应适当；开孔直径过大，氧的利用率较低；开孔直径过小，氧利用率高，但阻力增大；并且橡胶膜片易老化、撕裂，造成曝气器损坏，且对曝气的压力要求较高。
有鉴于此，有必要提供一种改进的曝气装置，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的问题，其目的在于提供一种简便、高效、噪音小、能耗低的曝气装置及具有该曝气装置的废水处理装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种曝气装置，包括用以与外接气源连接的连接件、曝气筒体，所述曝气筒体的顶部具有曝气功能的第一微孔，所述曝气筒体的至少部分周壁自上向下向内倾斜；所述连接件与所述曝气筒体的顶部上靠近所述周壁的位置处相连接。
作为本发明的进一步改进，所述连接件与所述曝气筒体的顶部上靠近向内倾斜的部分所述周壁的位置处相连接。
作为本发明的进一步改进，所述连接件包括用以与外接气源连接的外接部、与所述曝气筒体连接的内接部、连接所述外接部与所述内接部的中接部，所述中接部呈直筒状或漏斗状。
作为本发明的进一步改进，所述曝气筒体的底部具有用以排除气体中杂质的第二微孔。
作为本发明的进一步改进，所述曝气筒体包括构成顶部的顶壁、构成底部的底壁，所述周壁连接所述顶壁和所述底壁，所述顶壁具有若干所述第一微孔，所述底壁具有若干所述第二微孔。
作为本发明的进一步改进，所述曝气筒体包括：
上筒体，所述上筒体具有与所述内接部连接的上尖端部、自所述上尖端部向一侧延伸且直径逐渐增大的上圆弧部；
位于所述上筒体下方的下筒体，所述下筒体包括分别与所述上尖端部、上圆弧部相对应的下尖端部和下圆弧部。
作为本发明的进一步改进，所述下筒体包括与所述上筒体相连接的过渡部、位于所述过渡部背离所述上筒体的一侧的收缩部，所述过渡部与所述上筒体具有相同截面形状，构成所述收缩部的至少部分周壁自上向下向内倾斜。
作为本发明的进一步改进，所述上筒体具有构成顶部的顶壁、自所述顶壁周缘向下延伸的上周壁；所述下筒体具有构成底部的底壁、自所述底壁周缘向上延伸的下周壁；所述收缩部上构成下尖端部的下周壁向下延伸，而所述收缩部上构成所述下圆弧部的部分下周壁向内倾斜。
作为本发明的进一步改进，靠近所述下尖端部、且构成所述下圆弧部的下周壁向内倾斜。
为实现上述发明目的，本发明还提供了一种废水处理装置，包括曝气池或提升筒、连接于所述曝气池或所述提升筒的曝气管、连接于所述曝气管的上述曝气装置。
本发明的有益效果：本发明的曝气装置，通过在所述曝气筒体的顶部设置第一微孔，且所述连接件与所述曝气筒体的顶部上靠近所述周壁的位置处相连接，使得气体自所述连接件进入所述曝气筒体后，沿着周壁流送至底部后向上反弹形成二次涡流送入顶部，旋分混合后通过所述第一微孔以微气泡形式分散到废水中，形成气水混合，实现废水的高效率、高浓度充氧。
附图说明
图1为本发明的曝气装置的结构示意图；
图2是图1所示的曝气装置于另一角度的结构示意图；
图3是图1所示的曝气装置于另一角度的部分剖视图；
图4是图1所示的曝气装置的俯视图；
图5是图1所示的曝气装置的底面图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
请参阅图1～图5所示，本发明的曝气装置100包括用以与外接气源连接的连接件1、与所述连接件1连接的曝气筒体2。气体经所述连接件1进入所述曝气筒体2，稳压、缓冲后自曝气筒体2以微气泡形式进入废水中。
进一步地，所述曝气筒体2的顶部21具有曝气功能的第一微孔211，且所述曝气筒体2的至少部分周壁22自上向下向内倾斜，且所述连接件1与所述曝气筒体2的顶部21上靠近所述周壁22的位置处通过热熔连接，可使得进入所述曝气筒体2内的气体向中心收拢。本领域技术人员可以理解的是，“至少部分周壁22自上向下向内倾斜”指的是：部分周壁22或全部周壁22自上向下向内倾斜。
外接气源可以为由曝气风机产生的曝气风或压缩空气，进入废水中与其形成气水混合，增大废水与微生物的接触表面积，同时向废水充氧。所述连接件1与外接气源连接后，将所述曝气装置100放入装有废水的废水处理装置中，气体自所述连接件1进入所述曝气筒体2，沿着周壁22流送至底部后向上反弹形成二次涡流送入顶部21，旋分混合后通过所述第一微孔211以微气泡形式分散到废水中，形成气水混合，实现废水的高效率、高浓度充氧。优选地，所述连接件1与所述曝气筒体2的顶部21上靠近向内倾斜的部分所述周壁22的位置处相连接，气体进入所述曝气筒体2内后能够快速地向中心流动，一方面不会对进入的气体造成压力，另一方面能够快速地进行旋分，尽快稳定内部压强。
具体地，所述连接件1包括用以与所述外接气源连接的外接部11、与所述曝气筒体2连接的内接部13、连接所述外接部11与所述内接部13的中接部12。所述外接部11具有内接丝口或外接丝口，方便与所述外接气源快速螺接；所述内接部13与所述曝气筒体2的顶部21上靠近所述周壁22的位置处通过热熔连接；所述中接部12呈直筒状或漏斗状，使得气体沿所述曝气筒体2的周壁22进入所述曝气筒体2内。
所述曝气筒体2的底部23具有用以排除气体中杂质的第二微孔231，气体沿周壁22切向进入所述曝气筒体2内造成旋转运动，使得具有较大惯性离心力的固体颗粒与气体分开，旋转的气流收缩向中心流动，向上形成二次涡流经所述第一微孔211排除，而被甩向所述周壁22的固体杂质在重力作用下沿着周壁22下落到下筒体的底部23，由第二微孔231排出。
所述曝气筒体2具体包括构成顶部21的顶壁、构成顶部22的底壁，所述周壁22连接所述顶壁和所述底壁，所述顶壁具有若干均匀分布的所述第一微孔211，所述底壁具有若干均匀分布的第二微孔231，所述内接部13与所述顶壁上靠近向内倾斜的部分所述周壁22的位置处连接。
具体地，所述曝气筒体2分体设置，其包括上筒体24、位于所述上筒体24下方的下筒体25；所述上筒体24具有构成顶部21的顶壁241、自所述顶壁241周缘向下延伸的上周壁242，所述下筒体25具有构成底部23的底壁251、自所述底壁251周缘向上延伸的下周壁252，所述上周壁242和所述下周壁252通过热熔焊接在一起后所述上筒体24和所述下筒体25围设形成旋分腔，所述上周壁242和所述下周壁252构成所述曝气筒体2的周壁22。
本实施例中，所述上筒体24具有与所述内接部13热熔连接的上尖端部243、自所述上尖端部243向一侧延伸且直径逐渐增大的上圆弧部244，所述上尖端部243和所述上圆弧部244共同形成截面呈雨滴状的所述上筒体24，若干所述第一微孔211位于所述上圆弧部244上。其中，“自所述上尖端部243向一侧延伸且直径逐渐增大的上圆弧部244”中的“逐渐增大”，指的是直径呈增大的趋势，并非特指以固定的比例增大；下文所提及的“逐渐增大”也指的是呈增大趋势，相应地“逐渐减小”指的是呈减小趋势。
所述下筒体25的形状不限，只要能引导气流在所述旋分腔内旋转即可。本实施例中，所述下筒体25包括分别与所述上尖端部243、上圆弧部244相对应的下尖端部253、下圆弧部254。具体地，所述下筒体25包括与所述上筒体24相连接的过渡部、位于所述过渡部背离所述上筒体24的一侧的收缩部，所述过渡部与所述上筒体24具有相同截面形状，构成所述收缩部的至少部分下周壁252自上向下向内倾斜收拢，使其直径随之逐渐减小。
所述收缩部上构成下尖端部253的下周壁252向下延伸，而所述收缩部上构成所述下圆弧部254的部分下周壁252向内倾斜。优选地，靠近所述下尖端部253、且构成所述下圆弧部254的下周壁252向内倾斜，气流进入后很快地形成旋转。
所述上尖端部243与所述下尖端部253构成所述曝气筒体2的尖端部，所述上圆弧部244和所述下圆弧部254构成所述曝气筒体2的圆弧部。所述内接部13与所述上尖端部243通过热熔焊接在一起后，气体沿着构成所述尖端部的所述周壁22自上而下流动，再由所述底壁251向上至所述上筒体24的顶壁241，该过程中气流沿周壁22切向进入所述旋分腔内造成旋转运动，使得具有较大惯性离心力的固体颗粒与气体分开，旋转的气流在旋分腔内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经所述第一微孔211排出，而被甩向所述周壁22的固体杂质在重力作用下沿着周壁22下落到下筒体25的底部23，由第二微孔231排出。该过程中，进入所述旋分腔内的气体主要在所述圆弧部内旋转，不会对气体进入所述旋分腔内造成影响，使得气压稳定，曝气稳定。
本领域技术人员可以理解的是，所述曝气装置100一般设置于废水处理装置的曝气池或提升筒内，且所述曝气装置100的直径小于曝气池或提升筒的内径。所述曝气筒体2还包括设于所述上筒体24或所述下筒体25外侧的支撑件26，在通风运行过程中，所述曝气装置100因风压变化、气流反冲力等引起的振动时，通过所述支撑件26远离所述曝气筒体的一端与所述曝气池或提升筒的内壁相抵持而使得整体稳定性较好，进而曝气稳定，且装置不易变形。
本发明还提供一种废水处理装置，包括曝气池或提升筒、连接于所述曝气池或所述提升筒的曝气管、连接于所述曝气管的上述曝气装置100。所述曝气装置100通过外接部11与所述曝气管连接进而完成与外接气源的连接，由曝气风机产生的曝气风或压缩空气通过曝气管进入所述曝气装置100，所述曝气筒体2的容积起到稳压、缓冲和旋分的作用，曝气风或压缩空气沿周壁22进入旋分腔，旋转的气流在旋分腔内收缩向中心流动，并向上形成二次涡流送入所述上筒体24顶部21，经所述第一微气孔以微气泡形式分散到废水中，使水流动方向随微气泡由下向上升，进而随水流环动起到提升的作用，另外以合理孔径产出的微气泡均匀地溶解在水中，实现污水的高效率、高浓度充氧，并因气流反冲力使曝气装置100产生小幅度震动，避免曝气孔堵塞。
综上所述，本发明的曝气装置100，通过在所述曝气筒体2的顶部21设置第一微孔211，且所述连接件1与所述曝气筒体2的顶部21上靠近所述周壁22的位置处相连接，使得气体自所述连接件1进入所述曝气筒体2后，沿着周壁22流送至底部23后向上反弹形成二次涡流送入顶部21，旋分混合后通过所述第一微孔211以微气泡形式分散到废水中，形成气水混合，实现废水的高效率、高浓度充氧。
该曝气装置100结构简单、运行稳定，坚固轻便，易于安装维护及更换，曝气孔不易堵塞，曝气效率高，操作条件简便，可实现大规模应用，且使用寿命长，并能根据实际的曝气需求及工艺条件，对曝气装置100作简便且严格的修改，满足工艺和使用的要求。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。