本發(fā)明涉及一種曲面曝氣器及曝氣方法，屬于污廢水底部曝氣設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

曝氣器是排水曝氣充氧的必備設(shè)備，是提高污水中好氧微生物活性的利器。在污水處理中曝氣器設(shè)備的優(yōu)劣及運(yùn)行情況的好壞，直接影響到污水處理的效率和運(yùn)行費(fèi)用，甚至影響到整個(gè)污水處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的成敗。

目前，常用的底曝技術(shù)采用微孔曝氣器，微孔曝氣器利用小孔截留的思路進(jìn)行張合曝氣，孔口膜片張合的大小決定了氣泡的大小，在水中氣泡越小，與水接觸面積越大，單位體積內(nèi)，氧傳遞的效率越高，但孔口長(zhǎng)時(shí)間張合，膜片疲勞強(qiáng)度加大，張合處內(nèi)外一旦有任何異物，膜片隨時(shí)處于撕裂狀態(tài)，因而曝氣器關(guān)鍵部件堵塞、布?xì)庾枇Υ笮〖敖Y(jié)構(gòu)可靠是技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展存在的主要問(wèn)題。

中國(guó)實(shí)用新型專利（申請(qǐng)?zhí)枺篶n201120043063.7，授權(quán)公告號(hào)：cn201932953u）公開(kāi)了一種旋流剪切氣泡曝氣器，該曝氣器包括進(jìn)氣底座、單向閥、氣體分配器、反應(yīng)外筒、反應(yīng)內(nèi)筒及剪切氣泡擴(kuò)散盤，單向閥設(shè)置于進(jìn)氣底座上，一面與進(jìn)氣底座連接，另一面與反應(yīng)外筒連接，氣體分配器設(shè)置在單向閥及反應(yīng)外筒內(nèi)，底部與進(jìn)氣底座連接，上部與剪切氣泡擴(kuò)散盤連接，外圍與反應(yīng)外筒間設(shè)置反應(yīng)內(nèi)筒，剪切氣泡擴(kuò)散盤底部有一級(jí)和二級(jí)旋流臺(tái)階，一級(jí)和二級(jí)旋流臺(tái)階上有齒。該專利改變了小孔截留的思路，雖然在實(shí)際工程運(yùn)行中，這種曝氣器很好的解決了部件堵塞、布?xì)庾枇Φ膯?wèn)題，但曝氣停歇間隙，曝氣管內(nèi)異物進(jìn)入，運(yùn)行不是很穩(wěn)定。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)（申請(qǐng)?zhí)枺篶n201310581064.0，公開(kāi)號(hào)：cn10353208a）公開(kāi)了一種曝氣器，該曝氣器包括安裝座體，安裝座體中部具有進(jìn)氣腔體，進(jìn)氣腔體底部具有進(jìn)氣口，進(jìn)氣腔體頂部具有出氣口，進(jìn)氣腔體上部設(shè)有切割組件，出氣口處振動(dòng)隔膜，出氣口出固連有與振動(dòng)隔膜下表面形狀相匹配的支撐架，支撐架上位于振動(dòng)隔膜密封部下方處具有連通進(jìn)氣腔體的排氣通孔，振動(dòng)隔膜的定位部固連在支撐架上。這種曝氣器短時(shí)間內(nèi)較好的解決了現(xiàn)有的曝氣器中異物進(jìn)入管道的問(wèn)題，但長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，橡膠振動(dòng)隔膜老化或是糖化現(xiàn)象，極易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，使其運(yùn)行不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決困擾水廠曝氣器長(zhǎng)時(shí)間使用不可靠的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種曲面曝氣器及曝氣方法，該曝氣器的氣泡分布均勻、穩(wěn)定，大小合適，性能可靠。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種曲面曝氣器，包括曲面盤，設(shè)置在曲面盤下方的旋切器，設(shè)置在旋切器下方的氣流消減結(jié)構(gòu)；所述旋切器和氣流消減結(jié)構(gòu)固定安裝在座體上，該座體具有進(jìn)氣通道；所述座體進(jìn)氣通道與氣流消減結(jié)構(gòu)、旋切器上的氣體通道依次連通；所述座體上套裝有氣水接觸筒，該氣水接觸筒折彎呈環(huán)形向上延伸，所述曲面盤與氣水接觸筒相對(duì)設(shè)置，且在曲面盤與氣水接觸筒之間設(shè)有氣泡切割結(jié)構(gòu)，該氣泡切割結(jié)構(gòu)用于將從旋切器出來(lái)的氣泡進(jìn)行切割。

由此，氣流從曝氣支管出口經(jīng)座體的進(jìn)氣通道進(jìn)入曲面曝氣器內(nèi)，再經(jīng)過(guò)氣流消減結(jié)構(gòu)對(duì)氣流進(jìn)行消減之后進(jìn)入旋切器的氣體通道內(nèi)，經(jīng)旋切器旋切進(jìn)行初次氣液泥三相混合；初次氣液泥三相混合后的混合液經(jīng)曲面盤與氣水接觸筒之間的氣泡切割結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，使盤面氣泡細(xì)小，分布均勻、穩(wěn)定，大小合適，從而有效地提高了曝氣效果。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案：

優(yōu)選地，所述氣流消減結(jié)構(gòu)為倒杯狀的壓蓋，該壓蓋倒蓋在所述座體的頂部，且所述壓蓋的蓋口處和蓋底邊緣上設(shè)有氣體通道；優(yōu)選所述倒杯狀的壓蓋與所述座體的進(jìn)氣通道之間形成m狀的氣流通道。由此，m狀的氣流通道可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流的多重u型壓力作用，從而提高氣流消減效果。倒杯壓蓋的主要功能是將氣流消減。

優(yōu)選地，所述蓋口處的氣體通道為條縫和/或所述蓋底邊緣上的氣體通道為傘狀的氣流通道；優(yōu)選所述條縫的長(zhǎng)度和寬度均≤2mm；優(yōu)選所述傘狀的氣流通道與倒杯狀的壓蓋之間呈20°-40°。

為了使氣泡分布更加均勻、穩(wěn)定，大小更合適，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述氣泡切割結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在氣水接觸筒上部的齒狀結(jié)構(gòu)和設(shè)置曲面盤下側(cè)面的齒狀結(jié)構(gòu)，所述氣水接觸筒的齒狀結(jié)構(gòu)和曲面盤的齒狀結(jié)構(gòu)相對(duì)設(shè)置；優(yōu)選所述氣水接觸筒底部設(shè)有連通曲面曝氣器內(nèi)側(cè)和外側(cè)的氣水通孔；優(yōu)選所述齒狀結(jié)構(gòu)均為三角錐齒；優(yōu)選所述三角錐齒布置在不同的同心圓上；更優(yōu)選所述曲面盤上的相鄰兩個(gè)同心圓上的三角錐齒之間設(shè)有孔，最優(yōu)選所述孔的孔徑為2mm-4mm，相鄰兩個(gè)孔的間距為10mm-15mm。由此，齒狀結(jié)構(gòu)切割氣泡的效果最佳。曲面盤上的孔的設(shè)置可以有效地防止盤面囤積沉泥，改善盤面無(wú)氣泡的現(xiàn)象。

優(yōu)選地，所述曲面盤上設(shè)有多個(gè)孔，優(yōu)選所述孔的孔徑為2mm-4mm，相鄰兩個(gè)孔間距為10mm-15mm。

所述座體的進(jìn)氣通道內(nèi)設(shè)有止回體，優(yōu)選所述止回體為圓球，更優(yōu)選所述圓球的直徑小于座體的進(jìn)氣通道0.5mm-2mm。止回體的主要功能是使曝氣器擁有一定的氣流通道，氣流流量較為均勻。

作為一種具體的連接方式，所述曲面盤與旋切器、氣流消減結(jié)構(gòu)之間通過(guò)連接桿串接相連；優(yōu)選所述連接桿分別與所述曲面盤、旋切器、氣流消減結(jié)構(gòu)螺紋連接。

所述曲面盤整體呈倒傘形。由此，通過(guò)倒傘形曲面盤的削減氣泡直徑，通過(guò)曲面盤圓周線面擴(kuò)散。

所述旋切器呈傘形，該旋切器的傘面上設(shè)置有內(nèi)旋切條縫；優(yōu)選所述旋切器為內(nèi)空梯形圓臺(tái)，更優(yōu)選所述內(nèi)空梯形圓臺(tái)的梯形面設(shè)置角度為30°-45°；優(yōu)選所述內(nèi)旋切條縫的旋切角為30°-45°；優(yōu)選所述內(nèi)旋切條縫的長(zhǎng)度和寬度均≤2.5mm。

基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明提供了一種利用所述的曲面曝氣器進(jìn)行曝氣的方法，其包括如下步驟：

s1、氣流從曝氣支管出口經(jīng)座體的進(jìn)氣通道進(jìn)入曲面曝氣器內(nèi)；

s2、氣流經(jīng)過(guò)氣流消減結(jié)構(gòu)對(duì)氣流進(jìn)行消減，在多重u型壓力作用進(jìn)入旋切器的氣體通道內(nèi)，經(jīng)旋切器旋切進(jìn)行初次氣液泥三相混合；

s3、初次氣液泥三相混合后的混合液經(jīng)曲面盤與氣水接觸筒之間的氣泡切割結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，使盤面氣泡細(xì)?。划?dāng)初次供氣或是間歇供氣時(shí)，利用氣流消減結(jié)構(gòu)的氣流通道將旋切器上的部分沉泥沖出旋切器外，進(jìn)行初次氣液泥三相混合或是進(jìn)入氣水接觸筒內(nèi)，利用氣水接觸筒的氣水通孔排出曝氣器外。

藉由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的曲面曝氣器包括倒傘形曲面盤、傘形旋切器、倒杯壓蓋、氣水接觸筒、座體、止回體等。

進(jìn)一步，所述倒傘形曲面盤為一對(duì)稱曲圓弧倒傘狀盤面，盤面下設(shè)置有若干個(gè)三角錐齒，三角錐齒錐角指向倒傘形曲面盤盤心。倒傘形曲面盤的主要功能是通過(guò)三角錐齒削減氣泡直徑，通過(guò)曲面盤圓周線面擴(kuò)散。

進(jìn)一步，所述倒傘形曲面盤圓孔布設(shè)在同圓三角錐齒間，圓孔直徑2mm-4mm，圓孔間線長(zhǎng)8mm-15mm；相鄰圓圓孔間距10mm-15mm。圓孔的主要功能是防止盤面囤積沉泥，改善盤面無(wú)氣泡現(xiàn)象。

進(jìn)一步，所述傘形旋切器為一內(nèi)空梯形圓臺(tái)，圓臺(tái)梯形面設(shè)置角度為30°-45°，梯形面上設(shè)置為有多個(gè)內(nèi)旋切條縫，旋切角為30°-45°，內(nèi)旋切條縫長(zhǎng)寬均＜2.5mm；傘形旋切器中心上下為連接桿，上連接桿上設(shè)置有外螺紋，與倒傘形曲面盤中心內(nèi)螺紋很好的咬合；下連接桿上設(shè)置有外螺紋，與倒杯壓蓋中心內(nèi)螺紋很好的咬合；傘面設(shè)置有內(nèi)旋切條縫。傘形旋切器的主要功能，將氣體旋流削減較小的氣泡。

進(jìn)一步，所述倒杯壓蓋蓋口均勻開(kāi)設(shè)條縫，條縫長(zhǎng)寬≤2mm，蓋底邊緣設(shè)置有傘狀氣流通道，傘狀氣流通道與倒杯壓蓋成30°設(shè)置。倒杯壓蓋的主要功能是將氣流消減。

進(jìn)一步，所述氣水接觸筒上部設(shè)置有三角錐齒，底部開(kāi)設(shè)有環(huán)形氣水通孔。氣水接觸筒的主要功能是將逸出的氣體進(jìn)行切割，同時(shí)底部的氣水通道防止底泥沉降。

進(jìn)一步，所述座體內(nèi)部設(shè)有氣體圓管形通道，頂部開(kāi)設(shè)有條縫，條縫≤2mm，中心設(shè)置有進(jìn)氣孔，底部設(shè)置有o型圈槽；氣體圓筒形通道主要功能是將曝氣管內(nèi)氣體傳入曝氣器內(nèi)。

倒杯壓蓋與氣體圓管形通道組合作用，將氣流通道成字母m狀；氣體圓管形通道外徑小于倒杯壓蓋內(nèi)徑1-3mm，使氣流通道較小。

進(jìn)一步，所述止回體位于氣體圓筒形通道的底部，止回體球徑小于氣體圓形通道0.5-2mm。止回體的主要功能是使曝氣器擁有一定的氣流通道，氣流流量較為均勻。

進(jìn)一步，所述底座上設(shè)有內(nèi)螺紋，很好地與傘形旋切下外螺紋很好的咬合；底座內(nèi)氣體圓管形通道底部o型圈槽內(nèi)設(shè)置有弧形槽。底座的主要功能是提供支座。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的氣泡分布均勻、穩(wěn)定，大小合適，使用安全，解決困擾水廠曝氣器長(zhǎng)時(shí)間使用不可靠的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中曲面盤的平面圖；

圖3是圖1中旋切器平面圖；

圖4是圖1中倒杯壓蓋剖面圖；

圖5是圖1中底座剖面圖。

在圖中

1-曲面盤；11-三角錐齒；12-孔；2-旋切器；21-連接桿；22-旋切條縫；3-倒杯壓蓋；31-條縫；32-傘形氣流通道；4-氣水接觸筒；41-三角錐齒；42-氣水通孔；5-座體；51-圓形通道；52-條縫；53-進(jìn)氣孔；54-o型圈槽；6-止回體。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對(duì)結(jié)構(gòu)起限定作用。

一種曲面曝氣器，其結(jié)構(gòu)包括倒傘形曲面盤1、傘形旋切器2、倒杯壓蓋3、氣水接觸筒4、座體5、止回體6等。

所述倒傘形曲面盤1為一對(duì)稱曲圓弧倒傘狀盤面，盤面下設(shè)置有若干個(gè)三角錐齒11，三角錐齒11錐角指向倒傘形曲面盤1盤心；同圓三角錐齒11間布設(shè)有圓孔12。

所述傘形旋切器2中心上下為連接桿21，傘面設(shè)置有內(nèi)旋切條縫22。

所述倒杯壓蓋3蓋口均勻開(kāi)設(shè)條縫31，蓋底邊緣設(shè)置有傘狀氣流通道32。

所述氣水接觸筒4上部設(shè)置有三角錐齒41，底部開(kāi)設(shè)有環(huán)形氣水通孔42。

所述座體5內(nèi)部設(shè)有氣體圓管形通道51，頂部開(kāi)設(shè)有條縫52，中心設(shè)置有進(jìn)氣孔53，底部設(shè)置有o型圈槽54。

所述止回體6位于氣體圓筒形通道51的底部。

為了進(jìn)一步說(shuō)明曲面曝氣器，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

所述倒傘形曲面盤為一對(duì)稱曲圓弧倒傘狀盤面，盤面下設(shè)置有若干個(gè)三角錐齒，三角錐齒錐角指向倒傘形曲面盤盤心。倒傘形曲面盤的主要功能是通過(guò)三角錐齒削減氣泡直徑，通過(guò)曲面盤圓周線面擴(kuò)散。

所述倒傘形曲面盤圓孔布設(shè)在同圓三角錐齒間，圓孔直徑2mm-4mm，圓孔間線長(zhǎng)8mm-15mm；相鄰圓圓孔間距10mm-15mm。圓孔的主要功能是防止盤面囤積沉泥，改善盤面無(wú)氣泡現(xiàn)象。

所述傘形旋切器為一內(nèi)空梯形圓臺(tái)，圓臺(tái)梯形面設(shè)置角度為30°-45°，梯形面上設(shè)置為有多個(gè)內(nèi)旋切條縫，旋切角為30°-45°，內(nèi)旋切條縫長(zhǎng)寬均＜2.5mm。傘形旋切器中心上下為連接桿，上連接桿上設(shè)置有外螺紋，與倒傘形曲面盤中心內(nèi)螺紋很好的咬合；下連接桿上設(shè)置有外螺紋，與倒杯壓蓋中心內(nèi)螺紋很好的咬合；傘面設(shè)置有內(nèi)旋切條縫。傘形旋切器的主要功能，將氣體旋流削減較小的氣泡。

所述倒杯壓蓋蓋口均勻開(kāi)設(shè)條縫，條縫長(zhǎng)寬≤2mm，蓋底邊緣設(shè)置有傘狀氣流通道，傘狀氣流通道與倒杯壓蓋成30°設(shè)置。倒杯壓蓋的主要功能是將氣流消減。

所述氣水接觸筒上部設(shè)置有三角錐齒，底部開(kāi)設(shè)有環(huán)形氣水通孔。氣水接觸筒的主要功能是將逸出的氣體進(jìn)行切割，同時(shí)底部的氣水通道防止底泥沉降。

所述座體內(nèi)部設(shè)有氣體圓管形通道，頂部開(kāi)設(shè)有條縫，條縫≤2mm，中心設(shè)置有進(jìn)氣孔，底部設(shè)置有o型圈槽；氣體圓筒形通道主要功能是將曝氣管內(nèi)氣體傳入曝氣器內(nèi)。

倒杯壓蓋與氣體圓管形通道組合作用，將氣流通道成字母m狀；氣體圓管形通道外徑小于倒杯壓蓋內(nèi)徑1-3mm，使氣流通道較小。

所述止回體位于氣體圓筒形通道的底部，止回體球徑小于氣體圓形通道0.5-2mm。止回體的主要功能是使曝氣器擁有一定的氣流通道，氣流流量較為均勻。

所述底座上設(shè)有內(nèi)螺紋，很好地與傘形旋切下外螺紋很好的咬合；底座內(nèi)氣體圓管形通道底部o型圈槽內(nèi)設(shè)置有弧形槽。底座的主要功能是提供支座。

利用曲面曝氣器進(jìn)行曝氣的方法如下：

氣流從曝氣支管出口經(jīng)座體氣體圓形通道中心的通氣孔進(jìn)入曝氣器內(nèi)；通氣孔底部o型圈上的止回體被進(jìn)入的氣體推動(dòng)，離開(kāi)o型圈與弧形槽，進(jìn)入氣體圓形通道與倒杯壓蓋中，當(dāng)停止供氣時(shí)，止回體通過(guò)重力作用恢復(fù)原位，封閉管孔內(nèi)側(cè)氣源通道，切斷氣流；供氣時(shí)，氣體圓形通道與倒杯壓蓋中的氣體通過(guò)氣體圓形通道與倒杯壓蓋中的m狀縫隙孔利用多重u型壓力作用進(jìn)入傘狀旋切器中，再經(jīng)旋切孔進(jìn)行初次氣液泥三相混合；初次混合后的混合液再次經(jīng)倒傘形曲面盤進(jìn)行切割使氣泡更細(xì)小，盤面氣泡細(xì)小；當(dāng)初次供氣或是間歇供氣時(shí)，旋切孔上的部分沉泥利用倒杯壓蓋蓋底的倒傘狀氣流通道將沉泥沖出傘形旋切器外，進(jìn)行初次氣液泥三相混合或是進(jìn)入氣水接觸筒內(nèi)，再利用氣水接觸筒底的環(huán)形氣水通孔排出曝氣器外；當(dāng)停止供氣時(shí)，氣體圓形通道及其與倒杯壓蓋形成的m狀縫隙孔內(nèi)的氣體形成壓力氣腔，利用多重u型壓力反向作用，使停止供氣后的異物擋在氣腔外。

本曝氣器結(jié)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)氣泡分布均勻、穩(wěn)定，大小合適，使用安全，解決困擾水廠曝氣器長(zhǎng)時(shí)間使用不可靠的問(wèn)題。

上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落入本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。