一种充氧曝气池的制作方法

本实用新型涉及污、废水处理技术领域，特别涉及一种用于曝气的充氧曝气池。

背景技术：

好氧生物处理工艺在各类工业废水和城市生活污水处理工程中应用广泛。曝气是其关键的工艺环节，通过曝气设备实现向污水中充氧，为好氧微生物分解有机物提供氧气并维持好氧微生物的活性，另外，曝气也起到搅拌混合的作用，保证活性污泥、溶解氧、有机污染物三者的充分接触，提高污水处理效果。鼓风曝气是国内主流采用的曝气方式，有鼓风机、空气扩散装置和空气输送管道组成。根据产生的气泡大小，空气扩散装置可分为微气泡扩散装置、中气泡扩散装置和大气泡扩散装置。理论上，气泡越小，气液接触面积越大，氧利用率越高，所以目前膜片式微孔曝气装置以其高利用率得到了广泛应用。现有曝气系统实际应用中存在以下问题：

1、曝气器多采用满地均匀布置的方式，而实际污水处理过程中，沿曝气池水流方向，污染物浓度逐渐降低，均匀布气会导致曝气池前端曝气不足，末端过量，为保证曝气均匀而需要加大曝气量，导致运行成本增加；

2、现有曝气系统溶氧效率总体而言不高，曝气系统使用的膜片式曝气器形成的气泡很小，且增加了气液接触面积，但由于气泡尺寸越小，气泡运动速度越慢，无法形成水流，对池内混合液的扰动作用不强，最终减弱了氧传质过程，另外仅向上的单向曝气方式对池底污泥的搅动效果很差，致使池底污泥厌氧化；

3、曝气器固定在池底，在运行过程中容易脱落，导致局部泄气，最终可能导致曝气系统崩溃，更换维护时必须停产抽干后作业；

4、膜片式曝气器的膜孔小，空气流动阻力大，引起压力损失增大，相应能耗上升；

5、膜片式曝气器的膜片所用橡胶材质易老化，使用寿命较短，膜片老化撕裂后曝气效率急剧下降，产生局部泄压，膜孔易堵塞，尤其应用在高浓度、高悬浮物、高硬度或易结垢的污水中时，清洗检修维护困难；

6、曝气器脱落、老化、易堵等缺点都导致了维护成本上升，增加了污水处理运行成本，甚至直接影响污水处理工艺的正常运行。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供使用效果好、维护方便的充氧曝气池。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：一种充氧曝气池，包括池体，池体上设有进水口和出水口，池体内设有至少1个曝气区，各个曝气区沿池体长度方向依次分布；每两个曝气区间设有1个与曝气区连通的缓冲区，缓冲区两侧分别设有沿池体高度方向设置的上导流板和下导流板；上导流板和下导流板分别连接池体内顶面和池体内底面，上导流板和下导流板的端部分别与池体内底面和池体内顶面之间预留有间隙；上导流板和下导流板的表面上均设有沿池体高度方向依次分布的第一碰撞凸起，每两个第一碰撞凸起之间设有1个第二碰撞凸起；第一碰撞凸起的横截面直径大于第二碰撞凸起的横截面直径；曝气区内设有曝气器，曝气器上连通有气体发生装置。

气体发生装置包括鼓风机。

至少1个曝气区内设有至少两个沿池体高度方向依次分布的曝气区。

自进水口至出水口方向曝气区内的曝气器的长度逐渐变短。

曝气器包括内部设有空腔的支撑管，支撑管侧壁上贯穿设有至少1个与空腔连通的通气孔；支撑管外表面上套设有膜片，膜片上分布有微孔，位于膜片上部的微孔的孔径小于位于膜片下部的微孔的孔径。

位于膜片上部的微孔的孔径为0.05~0.15μm，位于膜片下部的微孔的孔径为0.2~0.4μm。

通气孔呈圆台状，从支撑管内部向外部方向通气孔开口逐渐变小。

通气孔的大端内径为1~1.8mm；小端内径为550~600μm。

通气孔的内壁呈螺旋状。

膜片两端均套设有卡箍，卡箍内壁与膜片紧密贴合。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：1、本实用新型通过在池体上设上导流板和下导流板，一方面使得污水形成合适的流速，并延长水力停留时间；另一方面，将池体分割为几个区域，每个区域内集中布置不同数量的曝气器，使沿水流方向形成曝气区与缓冲区间隔分布；曝气区的溶解氧浓度相对较高，缓冲区的溶解氧相对较低，在水流的推动下，高溶氧区的水很快流向低溶氧区，利用溶氧浓度的高低差，造成较大的溶氧浓度梯度分布，提高了氧的传递速率，大大增加充氧能力；此外，上导流板和下导流板上均分布着第一碰撞头和第二碰撞头，可将水流中的溶解氧再次切割成微小气泡，增加气液接触面积，提高充氧效率，通过这种形式，满足了前端高需氧的要求，实现供氧与需氧的平衡，有利于节约能耗、降低运行成本。2、曝气器在高度方向依次分布，一方面使得高度方向曝气均匀，解决了现有曝气器产生的气泡在上升过程中不断变大，氧传质速率减弱的问题，另一方面也大大增强水流混合作用。3、位于膜片上部的微孔的孔径小于位于膜片下部的微孔的孔径，从而增加膜片下部的曝气量，进而使得膜片上下部受到的阻力均匀，膜片出气均匀，因膜片下部曝气量的增加，增大了对池底的冲刷力度，避免池底沉积泥土；同时，膜片下部曝气量增加可以增大曝气面积，从而在同样曝气量的前提下，膜片的扩张量减小，延长膜片的使用寿命。4、位于膜片上部的微孔的孔径为0.05~0.15μm，位于膜片下部的微孔的孔径为0.2~0.4μm，该范围可以使得膜片上下部曝气量更加均匀。5、通气孔由支撑管内部向外部方向开口逐渐变小，从而气体在通气孔中受到阻力的作用，且变化稳定，进而降低气体对膜片的冲击。6、通气孔的大端内径为1~1.8mm，小端内径为550~600μm，该范围可以使得气体在通气孔中的流动更加稳定。7、通气孔的内壁呈螺旋状，从而使得气体在通气孔内部流动时，有扰动的过程，避免气体对膜片冲击力过大，延长了膜片的使用寿命。8、通气孔在支撑管侧壁上均匀分布，从而使得曝气更加均匀。9、膜片两端均套设有卡箍，卡箍内壁与膜片紧密贴合，从而避免气体从膜片两端漏出，提高曝气效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为上导流板和下导流板结构示意图；

图3为曝气器结构示意图。

具体实施方式

一种充氧曝气池，如图1所示，包括池体2，在池体2上设有进水口1和出水口6，污水通过进水口1进入到池体2中，经过处理的水从出水口6出来。

在池体2内设有至少1个曝气区3，各个曝气区沿池体2长度方向依次分布。每两个曝气区3之间设有1个缓冲区4，缓冲区4的两侧分别设有沿池体2高度方向设置的上导流板51和下导流板52；上导流板51和下导流板52的宽度均与池体2的宽度相同。上导流板51和下导流板52分别与池体2内顶面和池体2内底面连接，同时上导流板51和下导流板52分别与池体2内底面和池体2内顶面之间预留有间隙，通过该间隙实现了水在池体2中的流动。上导流板51和下导流板52与池体2的连接方式为：在池体2内设有连接槽，上导流板51和下导流板52的端部分别设置于连接槽中，同时，连接槽内壁上设有磁铁，上导流板51和下导流板52的端部上配合磁铁设有铁层，通过磁铁和铁层的吸合实现连接槽与上导流板51和下导流板52的连接，同时再通过碰撞螺栓实现连接槽与上导流板51和下导流板52的稳固连接，更换方便，易于实施。本实施例中曝气区为3个，缓冲区也为3个。

如图2所示，为了提高充氧效果，在上导流板51和下导流板52的表面上均设有至少1个第一碰撞凸起11，各个第一碰撞凸起11沿上导流板51和下导流板52的高度方向依次分布。在每第一碰撞凸起11之间设有1个第二碰撞凸起10，其中第一碰撞凸起11的横截面面积大于第二碰撞凸起10的横截面面积。通过第一碰撞凸起11和第二碰撞凸起10可以将水流中的溶解氧切成微小气泡，增加气液接触面积，提高充氧效率。第一碰撞凸起11和第二碰撞凸起10的材质均为橡胶。

曝气区内设有曝气器7，至少1个曝气区3内设有至少两个曝气器，本实施例中，各个曝气区3内均设有两个曝气器7，同一个曝气区内的各个曝气器沿高度方向依次分布，沿池体高度方向设置多个曝气器，一方面使得垂直方向曝气均匀，解决了现有曝气器产生的气泡在上升过程中不断变大，氧传质速率减弱的问题，另一方面也大大增强水流混合作用。

其中，沿进水口到出水口方向，曝气器7的长度逐渐变小，从而满足前段高需氧的要求，实现供氧与需氧的平衡，有利于节约能耗，降低运行成本。

曝气器7上连接有气体发生装置，气体发生装置包括鼓风机8，鼓风机8上连接有通风管道9，通过通风管道9鼓风机8产生的气体进入到曝气器7中。

曝气器7，如图3所示，包括支撑管12，在支撑管12内部设置有与通风管道9相连通的空腔15，气体通过气体发出装置进入空腔15中。

在支撑管12的侧壁上贯穿设有数个与空腔15连通的通气孔16，通气孔16在支撑管12的侧壁上均匀分布，从而使得曝气更加均匀。通气孔16呈圆台状，从支撑管12内部向外部的方向通气孔16的开口逐渐变小，从而增加气体在通气孔16中的阻力，降低气体对膜片的作用力。通气孔16大端的内径为1~1.8mm，小端的内径为550~600μm，该范围可以使得气体在通气孔16中的流动更加稳定，在降低能源消耗的基础上，降低气体对膜片的冲击力。通气孔16的内壁呈螺旋状，从而使得气体在通气孔内部流动时，有扰动的过程，进一步避免气体对膜片冲击力过大，延长膜片的使用寿命。

在支撑管12的外表面上套设有膜片13，膜片13上均匀贯穿设有数个微孔，微孔没有在图中显示。位于膜片13上部的微孔的孔径小于位于膜片13下部的微孔的孔径，从而增加膜片13下部的曝气量，使得膜片13上下部受到的作用力更加均匀，膜片表面出气更均匀；同时，因膜片13下部曝气量增加，增大了对池底的冲刷，有效避免了池底沉积的现象；同时，因膜片13曝气面积增加，在同样曝气量的前提下，膜片13的扩张量减小，降低了膜片13的机械劳损，延长了膜片13的使用寿命。在实施的时候，位于膜片上部的微孔的孔径范围为0.05~0.15μm，位于膜片下部的微孔的孔径范围为0.2~0.4μm，该孔径范围可以使得膜片13上下部的曝气量更加均匀，进一步提高曝气效果。其中膜片上部和膜片下部的定义方式为：以膜片13水平对称轴为界，位于水平对称轴上部的为膜片上部，反之为膜片下部。

为了避免气体从膜片13两端漏出，对能源造成浪费，在膜片13两端均套设有卡箍14，卡箍14的内壁与膜片13紧密贴合，从而使得膜片13的两端紧密贴合在支撑管12上。卡箍14为市售产品，对其结构不再赘述。

在工作的时候，首先，气体发出装置发出气体；随后，气体进入空腔，通过通气孔进入膜片，经过膜片的微孔从膜片中出来进入水中，起到曝气的效果。

本实用新型通过池体内设上导流板和下导流板，一方面使得污水形成合适的流速，并延长水力停留时间，另一方面，将池体分割多个曝气区和缓冲区，每个区域内根据需要布置曝气器，使沿水流方向形成曝气区与缓冲区的间隔分布满足前端高需氧的要求，实现供氧与需氧的平衡，有利于节约能耗、降低运行成本；使用的过程中可以解决中好氧池内曝气不均、总体溶氧效率低、池底污泥淤积、曝气器容易脱落、堵塞、老化、氧利用率下降快、管理维护不便、成本高等问题。