基于自然仿生的曝气精滤设备的制作方法

本申请涉及水处理技术领域，尤其涉及一种基于自然仿生的曝气精滤设备。

背景技术：

目前，在水净化处理过程中，由于技术可以为水中的好氧微生物提供足够的氧气，而使好氧微生物将水中的有机污染物氧化分解，从而提升水处理的效果，而被广为使用。

然而，好氧处理技术的关键是需要尽可能多的将空气融于水中，才能增加水中的含氧量，为水中的好氧微生物提供足够的氧气。专利公开号为cn108706775a、专利名称为一种水处理系统以及处理方法的专利文献，其采用在曝气板设置若干用于增加水内的空气的通水孔的方式，来增加水中的含氧量，以提高水处理效果。然后，采用这种方式从曝气板通水孔下落的水流或水滴到下方曝气桶内时，均为直接下落，并不能融入足够多的氧气，会造成水中的有机污染物及好氧微生物去除不彻底，导致水处理的效果不佳。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于自然仿生的曝气精滤设备，以解决水中的有机污染物及好氧微生物去除不彻底，水处理的效果不佳的问题。

本申请提供了一种基于自然仿生的曝气精滤设备，包括：

顶部为开口的曝气桶，其上方设有具有多个通孔的曝气板，所述曝气板的上顶面与进水管相连通，所述曝气板的下底面与所述曝气桶顶部边沿相连接，于所述曝气桶内靠近其顶部的横截面处布满设有多个叶轮；

过滤装置，位于所述曝气桶的下方，其顶部的过滤进水口与所述曝气桶底部的曝气出水口相连通；

清水排出管，与所述过滤装置下部的过滤出水口相连通。

与现有技术相比，本申请所提供的基于自然仿生的曝气精滤设备的曝气桶内靠近其顶部的横截面处布满设置有多个叶轮，且位于该曝气桶上方具有多个通孔的曝气板的上顶面与进水管相连通，从进水管进入的水于曝气板的上顶面由上至下进入到曝气桶内的过程中，并不是直接下落，其冲击到该多个叶轮，使该多个叶轮旋转运作，该多个叶轮将水流分割为一段一段的不连续的水柱，使曝气桶内的水打散，从而融入更多的氧气，使水中的好氧微生物更彻底的将其中的有机污染物氧化分解降解，提高水处理的效果；同时，当叶轮旋转时，搅动了曝气桶顶部到曝气板下底面之间的空气，利于气体流通，从而将更多的空气带入到曝气桶内，使水能融入更多的氧气，进而使水中的好氧微生物能更彻底的将其中的有机污染物氧化分解降解，更进一步提高水处理的效果。解决了水中的有机污染物及好氧微生物去除不彻底，水处理的效果不佳的问题。并且，经过好氧处理的水再通过位于曝气桶下方的过滤装置进行进一步过滤，将残余的有机污染物进行进一步净化处理后，清水由清水排出管排出。该过滤装置可以更进一步的提高水处理的效果。

进一步的，多个所述叶轮所在的旋转平面于同一平面内，且所述同一平面与所述曝气桶的横截面平行。

这种设置方式可以在布满该横截面的同时，采用尽量少的叶轮13数量，达到截断水流形成多段不连续的水柱的效果的同时，还可以节省成本，性价比较高，并且若采用常见的叶轮厚度小于叶轮直径的种类的叶轮的话，这种设置方式与前一设置方式相比，占用的曝气桶内部的空间更少，可以进行更过的水处理，水处理的效率更高。

进一步的，多个所述叶轮于所述曝气桶的横截面处呈多排多列排布，同一列或同一排的多个所述叶轮的轴线重合。

这样可以很好的达到截断水流形成多段不连续的水柱的效果，且可以形成更多的水柱。

进一步的，所述曝气出水口与第一连通管的顶端相连通，所述第一连通管的底端与第二连通管的底端相连通，所述第二连通管的顶端通过第一直管与所述过滤进水口相连通；

所述第一连通管与所述第二连通管均竖直设置，且所述第一连通管的底端低于所述过滤装置设置。

水流经过较长的一段管道(第一连通管和第二连通管)时，水中的杂质在管道内碰撞并且相互碰撞，使更多的微小杂质相互粘结形成较大的杂质团，这样更有利于被过滤层阻隔过滤掉，并且第二连通管内的水流向为由下至上，这样第二连通管内的水中的微小杂质在上浮的过程中彼此碰撞和/或与已形成的杂质团碰撞，微小杂质彼此碰撞粘结形成新的杂质团，微小杂质与已形成的杂质团碰撞粘结形成体积更大的杂质团，这样不只进一步增加了杂质团的数量，还增加了杂质团的体积，这样更有利于被过滤层阻隔过滤掉，提高过滤效果，进而提高水净化效果。

更进一步的，所述第一连通管的口径大小大于所述第二连通管的口径大小。

这样，第二连通管的单位空间中的杂质团的数量增加，不只加大杂质团之间的碰撞，还加大微小杂质与杂质团的碰撞，以相互粘结形成更多、体积更大的杂质团，更利于被过滤层阻隔过滤掉，提高过滤效果。

更进一步的，所述清水排出管竖直设置，其底端用于排出清水，其顶端通过第二直管与竖直设置的第三连通管的顶端相连通，所述第三连通管的底端与所述过滤出水口相连通。

这样清水在经过较长的一段管道(清水排出管、第二直管和第三连通管)排出时，可以最后再次沉淀可能未除净的杂质，尽可能的保证排出的清水的纯净度，尤其在经过水流流向为由下至上的第三连通管时，可以更有效的沉淀其内可能未清除的杂质，从而尽可能的保证排出的清水的纯净度，提高水处理的效果。

进一步的，所述过滤装置内由上至下依次设置有多个过滤层，所述过滤层设置于所述过滤进水口下方及所述过滤出水口上方，各所述过滤层的边沿均与所述过滤装置的内侧壁固定连接，且各所述过滤层的过滤孔径大小不同，所述过滤孔径由上至下依次增大。

这样经过多层过滤，可以进一步提高水净化效果，并且该各过滤层的过滤孔径大小不同，过滤孔径由上至下依次增大，可以更进一步提高过滤杂质的能力，提高水处理的效果。

更进一步的，所述过滤装置顶部与所述过滤层之间留有储水空间。

这样可以在水进入过滤装置前，缓存一些水，并使水更均匀的通过过滤层进行过滤，以提高过滤效果。

更进一步的，所述曝气精滤设备还包括与所述过滤装置顶部的过滤进水口相连通的反冲洗装置，所述反冲洗装置为倒u型虹吸管结构，其较高一端与所述过滤进水口相连通，其较低一端与水排出口相通。

该反冲洗装置可以保证过滤装置的洁净，以延长过滤装置的使用寿命，使其更长远、更有效的发挥其过滤功效。

更进一步的，前述中任一所述的曝气精滤设备中的所述曝气桶、所述过滤装置及所述清水排出管均分别左右对称设置两个，所述曝气板横跨两个所述曝气桶的上方设置，

两个所述曝气桶之间设有一暂存桶，所述暂存桶的下部侧壁设有与水平设置的所述进水管相连通的进水口，所述暂存桶的顶部为敞开式结构，其顶部与所述曝气板相连通，

所述进水管低于所述曝气桶设置。

这样水不只可以有效进行分流，提高水处理的效率，还可以在暂存桶内存储部分水，在这个空间内先融入一些空气，提高总的融入氧气含量，以更彻底的降解水中的有机污染物，再有，水在暂存桶内的流向是由下至上的，那么水在流经暂存桶、的这段时间可以先自动沉淀一些体积较大、重量较大的杂质，以提高后续净化的效率和质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的曝气精滤设备的结构示意图。

附图标记：

10-曝气桶；

11-曝气板；

12-遮挡壁；

13-叶轮；

14-曝气出水口；

20-过滤装置；

21-过滤进水口；

22-过滤出水口；

231-第一过滤层；

232-第二过滤层；

233-第三过滤层；

24-储水空间；

30-进水管；

40-清水排出管；

51-第一连通管；

52-第二连通管；

53-第三连通管；

61-第一直管；

62-第二直管；

70-暂存桶；

71-进水口；

81-第一反冲支管；

82-第二反冲支管；

83-第三反冲支管；

90-水排出口。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1所示，本申请实施例提供了一种基于自然仿生的曝气精滤设备(以下简称曝气精滤设备)图中所示的箭头方向为水净化处理过程中水流的流动方向。所述基于自然仿生是指本申请所提供的曝气精滤设备是依据仿生体系设计制造的，地球上的生物模拟了地球水质不坏的三大要素：呼吸、排毒及循环，呼吸：排走有害气体，吸入氧气，吐故纳新，动物靠肺呼吸，植物、细菌、病毒靠气孔呼吸；排毒：排除水中有害成分和渣滓。动物靠肾、肠过滤排除，植物靠半透膜，微小生物也靠半透膜的作用来过滤；循环：人体心脏只需要平均40mmhg的血压压差，但支持了可绕地球两周长度的血管的血液循环，所以自然界是在最节能的方式下运行的；故本申请所提供的曝气精滤设备的水处理及维护遵守以上原则，可以实现最节能的效果。

前述的曝气精滤设备可以包括进水管30、曝气桶10、过滤装置20和清水排出管40。该曝气桶10的顶部为开口，该曝气桶10的上方设有具有多个通孔的曝气板11，该曝气桶10的顶部边沿与该曝气板11的下底面相连接，该多个通孔可以均匀设置，这种通孔可以将水分成水流状，这样可以缓解水下流的速度，水流可以增加与空气接触的空间，可以融入更多的空气，好养微生物可以获取充足的氧气，利于降解有机污染物，提高水处理的效果；该曝气板11的上顶面与进水管30相连通，为防止曝气板11上顶面上的水溢出，从曝气板11的边沿向上伸出设有一周遮挡壁12。于该曝气桶10内部靠近其顶部的横截面处布满设有多个叶轮13，水流下流至该叶轮13所在位置时，冲击到多个叶轮13，该多个叶轮13自动旋转，并将水分割为一段一段的不连续的水柱，使曝气桶10内的水打散，从而融入更多的氧气，使水中的好氧微生物更彻底的将其中的有机污染物氧化分解降解，提高水处理的效果。该呼吸曝气桶10基于自然仿生中的呼吸要素原理，将水打成薄水幕形成瀑布流，使水充分溶氧，可以排出水体磷物质、氨气、二氧化碳等有害气体，并且处理后水中的溶解氧保持着饱和状态，使水始终鲜化、活化。

前述的过滤装置20具体可以为一个箱体，该过滤装置20的顶部设有过滤进水口21，该过滤进水口21与前述的曝气桶10底部的曝气出水口14相连通，且该过滤装置20位于曝气桶10的下方，经过曝气桶10净化处理的水从曝气出水口14排出，通过过滤进水口21进入到过滤装置20内进行过滤，过滤后的清水通过过滤装置20下部的过滤出水口22，从与其相连通的清水排出管40排出。该过滤装置20内由上至下依次设置有多个过滤层，该多个过滤层设置于过滤进水口21下方，,过滤出水口22上方，各过滤层的边沿均与过滤装置20箱体的内侧壁固定连接，具体可以选择卡接、铆接、粘接等固定连接方式，这样经过多层过滤，可以进一步提高水净化效果；进一步的，该各过滤层的过滤孔径大小可以不同，过滤孔径由上至下依次增大，如图1所示，以过滤装置20设有三个过滤层为例，由上至下依次分别为第一过滤层231、第二过滤层232和各第三过滤层233，该第一过滤层231的过滤粒径大于该第二过滤层232的过滤粒径，该第二过滤层232的过滤粒径大于该第三过滤层233的过滤粒径，这样粒径较大的杂质首先被阻隔在第一过滤层231，粒径稍小的被阻隔在第二过滤层232，粒径最小的被阻隔在第三过滤层233，这样可以更进一步提高过滤杂质的能力，提高水处理的效果。再有，该多个过滤层可以根据其不同的过滤杂质对象设置不同过滤材料，例如，第一过滤层231可以为无烟煤过滤层，第二过滤层232可以为石英砂过滤层，第三过滤层233可以为磁铁矿石过滤层。这样可以更有效的去除水中的杂质，提高水处理的效果。再有，该过滤装置20顶部与过滤层之间可以留有储水空间24，以在水进入过滤装置20前，缓存一些水，并使水更均匀的通过过滤层进行过滤，以提高过滤效果。该过滤装置20排毒基于自然仿生中的排毒要素原理，n、p物质和油脂类物质起泡后，由于泡沫比水轻，泡沫不能通过下面的过滤层，只能浮在表面，起到过滤作用。

与现有技术相比，本申请实施例所提供的曝气精滤设备的曝气桶10内靠近其顶部的横截面处布满设置有多个叶轮13，且位于该曝气桶10上方具有多个通孔的曝气板11的上顶面与进水管30相连通，从进水管30进入的水于曝气板11的上顶面由上至下进入到曝气桶10内的过程中，冲击到该多个叶轮13，使该多个叶轮13旋转运作，该多个叶轮将水流分割为一段一段的不连续的水柱，使曝气桶10内的水打散，从而融入更多的氧气，使水中的好氧微生物更彻底的将其中的有机污染物氧化分解降解，提高水处理的效果；同时，当叶轮13旋转时，搅动了曝气桶10顶部到曝气板11下底面之间的空气，利于气体流通，从而将更多的空气带入到曝气桶10内，使水能融入更多的氧气，进而使水中的好氧微生物能更彻底的将其中的有机污染物氧化分解降解，更进一步提高水处理的效果。解决了水中的有机污染物及好氧微生物去除不彻底，水处理的效果不佳的问题。并且，经过好氧处理的水再通过位于曝气桶10下方的过滤装置20进行进一步过滤，将残余的有机污染物进行进一步净化处理后，清水由清水排出管40排出。该过滤装置20可以更进一步的提高水处理的效果。

在具体实施中，前述设置于曝气桶10内部，并布满靠近曝气桶10顶部的横截面的多个叶轮13可以有多种设置方式，其中，一种具体的设置方式为：该多个叶轮13于曝气桶10的横截面处呈多排多列排布，同一列或同一排的多个叶轮13的轴线重合，这样可以很好的达到截断水流形成多段不连续的水柱的效果，且可以形成更多的水柱。

另一种具体的设置方式为：该多个叶轮13所在的旋转平面于同一平面内，且该同一平面与该曝气桶10的横截面平行，这种设置方式可以在布满该横截面的同时，采用尽量少的叶轮13数量，达到截断水流形成多段不连续的水柱的效果的同时，还可以节省成本，性价比较高，并且若采用常见的叶轮厚度小于叶轮直径的种类的叶轮的话，这种设置方式与前一设置方式相比，占用的曝气桶10内部的空间更少，可以进行更过的水处理，水处理的效率更高。

进一步的，前述经曝气桶10净化后的水流从曝气出水口14排出后，可以依次流经口径大小不同的第一连通管51和第二连通管52再进入过滤装置20内。具体的，该第一连通管51的口径要大于该第二连通管52的口径，该第一连通管51与该第二连通管52均竖直设置，该第一连通管51的顶端与曝气出水口14相连通，该第一连通管51的底端低于过滤装置20设置，并与该第二连通管52的底端相连通，该第二连通管52的顶端通过第一直管61与过滤进水口21相连通。水流经过较长的一段管道(第一连通管51和第二连通管52)时，水中的杂质在管道内碰撞并且相互碰撞，使更多的微小杂质相互粘结形成较大的杂质团，这样更有利于被过滤层阻隔过滤掉，并且第二连通管52内的水流向为由下至上，这样第二连通管52内的水中的微小杂质在上浮的过程中彼此碰撞和/或与已形成的杂质团碰撞，微小杂质彼此碰撞粘结形成新的杂质团，微小杂质与已形成的杂质团碰撞粘结形成体积更大的杂质团，这样不只进一步增加了杂质团的数量，还增加了杂质团的体积，这样更有利于被过滤层阻隔过滤掉，提高过滤效果，进而提高水净化效果。再有，进一步的，第一连通管51的口径大小大于第二连通管52的口径大小，这样，第二连通管52的单位空间中的杂质团的数量增加，不只加大杂质团之间的碰撞，还加大微小杂质与杂质团的碰撞，以相互粘结形成更多、体积更大的杂质团，更利于被过滤层阻隔过滤掉，提高过滤效果。

一种优选的实施例是，该清水排出管40竖直设置，其底端用于排出清水，其顶端通过第二直管62与同样竖直设置的第三连通管53的顶端相连通，且该第三连通管53的底端与过滤出水口22相连通。这样清水在经过较长的一段管道(清水排出管40、第二直管62和第三连通管53)排出时，可以最后再次沉淀可能未除净的杂质，尽可能的保证排出的清水的纯净度，尤其在经过水流流向为由下至上的第三连通管53时，可以更有效的沉淀其内可能未清除的杂质，从而尽可能的保证排出的清水的纯净度，提高水处理的效果。

另一种优选的实施例是，该曝气精滤设备还可以包括反冲洗装置，该反冲洗装置可以为倒u型虹吸管结构，其较高一端与该过滤进水口21相连通，其较低一端与水排出口90相通，该u型虹吸管结构具体可以包括依次相连通的第一反冲支管81、第二反冲支管82和第三反冲支管83。该第一反冲支管81的一端为较高一端，并与过滤进水口21相连通；该第三反冲支管83的一端为较低一端，并与水排出口90相通；该第二反冲支管82可以水平设置，也可以有角度的设置。当该过滤装置20内的过滤层被杂质堵住并使其内的气压低于外部气压时，该反冲洗装置通过抽取过滤装置20内的水，以实现过滤装置内的水反向冲刷过滤层，将过滤装置20内的杂质反向冲洗并依次经由第一反冲支管81、第二反冲支管82和第三反冲支管83，最后从水排出口90排出，当过滤层被杂质堵住的孔隙通开，空气进入，内外气压平衡，反冲洗工作停止。该反冲洗装置可以保证过滤装置20的洁净，以延长过滤装置20的使用寿命，使其更长远、更有效的发挥其过滤功效。

为了提高水处理的效率，如图1所示，前述的曝气桶10、过滤装置20、清水排出管40、反冲洗装置、各连通管51、52、53及各直管61、62等均可以分别左右对称设置两个，前述的曝气板11横跨该两个曝气桶的上方设置，两个曝气桶10之间可以设有一暂存桶70，暂存桶70的下部靠近进水管30的侧壁设有进水口71，该进水口71可以与水平设置的所述进水管30相连通，该暂存桶70的顶部为敞开式结构，其顶部与该曝气板11相连通，该曝气板11与两个曝气桶10的顶部相连通，并同时该进水管30要低于曝气桶10设置。这样水不只可以有效进行分流，提高水处理的效率，还可以在暂存桶70内存储部分水，在这个空间内先融入一些空气，提高总的融入氧气含量，以更彻底的降解水中的有机污染物，再有，水在暂存桶70内的流向是由下至上的，那么水在流经暂存桶70的这段时间可以先自动沉淀一些体积较大、重量较大的杂质，以提高后续净化的效率和质量。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。