[发明专利]一种含有曝气单元的曝气装置

说明书

本发明公开了一种曝气单元，包括：壳体和弹性体；所述壳体的外顶面设有若干孔；所述壳体上具有可容纳弹性体的开口；所述弹性体与壳体之间具有间隙。本发明还公开了含上述曝气单元的曝气装置。通过把曝气单元装置进行集成的方式，解决了局部失效影响整体的问题；通过曝气单元装置的壳体和弹性体组合的结构，利用弹性体唇口的开闭能力，解决了防倒灌的问题；通过曝气单元和其他结构件的结构和强度，解决了防撕裂的问题。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是一种含有曝气单元的曝气装置。

背景技术

在废水净化领域，约80％的污水处理厂采用活性污泥法。在采用活性污泥法的污水处理厂中，“曝气”是必不可缺少的工艺环节。随着环保要求的日益提高，长周期连续运行对于污水处理厂来说已经成为十分必要的课题，这是因为污水处理厂停机检修、甚至排空水池来检修的难度越来越大。从技术角度进行分析，如果曝气系统不失效，污水处理厂需要停机检修的几率会非常低。所以，提高曝气系统的寿命，就是延长污水处理厂连续运行的周期。同时，电费是污水处理厂的主要运营费用。跟发达国家相比，我国污水处理厂的单位能耗有较大幅度的可降低空间，其中曝气电耗占污水处理厂总电耗的50％左右，减少曝气过程的电耗，不仅可以提高污水处理厂的营业利润，还可以缩短我国企业在能耗方面与国际先进水平的差距。

鼓风曝气是目前应用最为广泛的曝气形式。在鼓风曝气系统中，微孔曝气器是目前较为常用的曝气装置。按照结构形式，微孔曝气器可分为三种：板式，盘式和管式。它的工作原理是：鼓风机把空气通过管道输送到位于水底的微孔曝气器中，经过微孔曝气器上的小孔，空气被切割成许多小气泡分散到水中，达到给污水里的细菌供氧的目的。

从孔的成型与工作中的状态等方面来做进一步的划分，微孔曝气器可分为两种：穿孔曝气器和可闭孔曝气器。所谓穿孔曝气器，就是无论鼓风机是否送气，其孔都是敞开的，如刚玉曝气器；所谓可闭孔曝气器，就是当鼓风机停止送气时，孔能够闭合，当鼓风机送气后、压力上升到一定指标时，孔能够打开，如橡胶膜式微孔曝气器。

穿孔曝气器主要的优点有：1)出气阻力小，电耗就小；2)材料选择面广，较容易找到寿命更长的材料，也较容易实现密布小孔却不降低整体强度的目的，也就是较容易避免破损的问题。穿孔曝气器最大的缺点是：当停止送气时，污水会倒灌进入曝气器中；有时，当送气量不足时，也会有少量的污水倒灌进入曝气器中。污水的倒灌最直接的影响就是堵塞曝气器上的微孔，进而造成曝气器的失效。如果没有安装单向阀，污水还会进一步倒灌到主管道中。

与穿孔曝气器相比较，橡胶膜式微孔曝气器在原理上基本解决了倒灌的问题，即在不通气时，橡胶膜片上的小孔会闭合，橡胶膜片会很好的紧箍在支撑管上，曝气器得到了很好的密封，污水不会进入到曝气器内。但是，因为材料和结构的原因，橡胶膜式微孔曝气器的缺点也很明显，主要有：1)需要额外耗能来扩充膜片和扩张小孔，增加了整个曝气过程的耗电量；2)橡胶膜片易老化，且膜片与小孔均长期处于扩张状态，随着老化的加剧，橡胶膜片的弹性会下降、甚至会失弹，密封效果也就每况日下，当因为收缩不足而无法实现完全密封时，污水就会渗入到膜片与支撑管之间、以及曝气器的腔室内，污水一旦进入，即开始了恶性循环的过程，污水中的污泥会留在膜片与支撑管之间，膜片的破损速度也会随之加快；3)橡胶膜片上密布小孔，降低了橡胶膜片的强度，加大了橡胶膜破损的几率；4)当任一橡胶膜片出现破损时，首先是形成出气阻力上的差异，大量的气体会从阻力小的破损口通过，破损口会再次被撑大，同时，因为出气阻力的问题，与破损曝气器相邻的、能够与其互通的其它曝气器则开始减少曝气甚至无法曝气；另外，污水也会从破损处倒灌，倒灌的污水还可以进入到与其相邻的、能够互通的其它曝气器中，直至这一组曝气器完全失效，如果不关闭这组的阀门，鼓风机输送过来的气体基本都从破损口无效的通过了。

综上所述，研制出一种新型的曝气装置，使其既要保留橡胶膜式和穿孔式微孔曝气器的优点，又要克服二者的不足，就成为废水净化领域之急需。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种曝气单元。