一種梯田式跌水曝氣組件及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種梯田式跌水曝氣組件，所述梯田式跌水曝氣組件由5-10級跌水曝氣元件構(gòu)成，每級跌水曝氣元件高差為0.2-0.5m。其中每級跌水曝氣元件由多個尺寸均一的跌水曝氣單元連續(xù)拼接而成，相鄰兩級跌水曝氣元件相互嵌入。本發(fā)明優(yōu)選所述跌水曝氣單元為弧形。本發(fā)明利用地形落差，水流下落過程中與空氣接觸面積增大和內(nèi)部攪動的特點，增加氧的傳質(zhì)速率，實現(xiàn)快速補(bǔ)充水體中消耗的溶解氧的目的。具有較強(qiáng)的連續(xù)性，布設(shè)高差靈活，能耗低，噪音小，構(gòu)造簡單等優(yōu)點。
【專利說明】一種梯田式跌水曝氣組件及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可應(yīng)用于人工濕地、污水處理、景觀池塘等系統(tǒng)中曝氣增氧組件及其裝置，可單獨使用，也可與其他曝氣方式聯(lián)合使用。

【背景技術(shù)】
[0002]水污染是目前環(huán)境問題的主要方面，我國現(xiàn)階段用于治理受污染水體主要通過活性污泥法以及其衍生出的其他方法。活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的總稱.利用其吸收和分解水體中的污染物質(zhì)達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，為確保整個處理流程中活性污泥的活性、保證處理效率需要為水體中提供穩(wěn)定的溶解氧。因此，曝氣系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的曝氣方式主要有機(jī)械曝氣和鼓風(fēng)曝氣兩種，其連續(xù)運(yùn)行時存在能耗高、噪音大、設(shè)備費用昂貴、控制不當(dāng)會破壞活性污泥團(tuán)體穩(wěn)定性降低處理效果等缺點，應(yīng)用受到限制。
[0003]有鑒于此，特提出本發(fā)明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的在于提供一種用于污水處理預(yù)處理系統(tǒng)中梯田式跌水曝氣組件，其原理主要在于利用地形落差，水流下落過程中與空氣接觸面積增大和內(nèi)部攪動的特點，增加氧的傳質(zhì)速率，實現(xiàn)快速補(bǔ)充水體中消耗的溶解氧的目的。具有較強(qiáng)的連續(xù)性，布設(shè)高差靈活，能耗低，噪音小，構(gòu)造簡單等優(yōu)點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種梯田式跌水曝氣組件，所述梯田式跌水曝氣組件由5-10級跌水曝氣元件構(gòu)成，每級跌水曝氣元件高差為0.2-0.5111。
[0006]其中，階梯數(shù)根據(jù)復(fù)氧量自由設(shè)定，每級跌水曝氣元件高度差均一。采用這種級數(shù)與高度差的設(shè)置，能夠保證本發(fā)明所述的50%~70%的復(fù)氧率。
[0007]本發(fā)明所述的梯田式跌水曝氣組件，每級跌水曝氣元件由多個尺寸均一的跌水曝氣單元連續(xù)拼接而成，相鄰兩級跌水曝氣元件相互嵌入。所述跌水曝氣單元的面積根據(jù)曝氣量自由設(shè)定。
[0008]本發(fā)明水流斷面的設(shè)計并不具有嚴(yán)格局限性，可根據(jù)景觀需要靈活選擇半圓形、橢圓形、三角形、六邊形等其他形狀，但以弧形的應(yīng)用效果最佳，所述弧形的半徑為0.
[0009]本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件，任意相鄰兩級的跌水曝氣元件上的跌水曝氣單元交錯分布，優(yōu)選呈魚鱗狀分布，以獲得更理想的跌水曝氣效果。
[0010]本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件，所述弧形的扇面角度為120° -140°。
[0011]本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件的跌水區(qū)域?qū)挾瓤梢暰唧w情況而定，如8-200，優(yōu)選 10111。
[0012]本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件的跌水區(qū)域?qū)挾扰c長度比可視具體情況而定，優(yōu)選4:3，以使最合理的設(shè)計實現(xiàn)最好的曝氣效果。
[0013]本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件具有如下特點:①采用分級多段式跌水方案，一般以5~10級為佳，可根據(jù)復(fù)氧量的需要在設(shè)計時自由調(diào)節(jié)。設(shè)置梯田的地點可根據(jù)處理工藝本身水位落差而定，避免了使用水泵提升水位而產(chǎn)生的不必要能耗。施工時可采用向下挖深或者人工墊高的方式建設(shè)，表面采用防水材料鋪設(shè)，避免長期使用后污水下滲引起地基不穩(wěn)等問題。②跌水?dāng)嗝鎯?yōu)選采用弧形設(shè)計?？諝庵醒跸蛩袀鬟f受到接觸面積的限制，較大的接觸面積有利于傳質(zhì)效率的提高。因此采用弧形斷面保證水流與空氣有足夠的接觸面，且采用上下級交錯排列的方式(類似魚鱗),保證水流擾動且增加了水力停留時間，保證了足夠的傳質(zhì)動力。③作為廢水處理的預(yù)處理環(huán)節(jié)，其多級斷面為微生物的生長提供了良好的附著環(huán)境，有利于解決傳統(tǒng)生物濾池工藝中微生物掛膜困難的問題，其自身形成一個小型系統(tǒng)，對進(jìn)入整個大處理流程的廢水起到一個預(yù)處理的作用。
[0014]本發(fā)明的第二目的在于提供一種用于污水處理預(yù)處理系統(tǒng)中的梯田式跌水曝氣裝置，所述裝置包括依次連接的格柵、上述梯田式跌水曝氣組件、生物強(qiáng)化沉淀池、預(yù)曝氣池及濕地處理系統(tǒng)，所述格柵連接預(yù)處理進(jìn)水，所述濕地處理系統(tǒng)連接河流。
[0015]其中，所述濕地處理系統(tǒng)為傳統(tǒng)人工濕地處理系統(tǒng)或用于景觀設(shè)計的活水復(fù)氧循環(huán)系統(tǒng)。
[0016]其中，所述格柵、生物強(qiáng)化沉淀池、預(yù)曝氣池均為常規(guī)結(jié)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣裝置可適用于山區(qū)有梯度的山體表面，在平原地區(qū)可通過人工挖深或墊高的方式實現(xiàn)。
[0018]采用上述設(shè)計方案，本發(fā)明具有如下有益效果:
(1)無傳統(tǒng)曝氣方式中能耗高，曝氣系統(tǒng)易堵塞，人工管理困難等劣勢，實現(xiàn)處理流程的簡單化、自動化。
[0019](2)構(gòu)造簡單，施工方便，無需鋪設(shè)曝氣管道，穩(wěn)定性高，并可與其他方案聯(lián)用。
[0020]此外，本發(fā)明同時請求保護(hù)本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件在景觀設(shè)計中及曝氣裝置中的應(yīng)用，具體應(yīng)用形式為本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握，如應(yīng)用在人工濕地預(yù)處理復(fù)氧系統(tǒng)中，或人造假山的造型設(shè)計中等，本發(fā)明對此不作特別限定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣裝置的側(cè)視圖；
圖2為本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣裝置的俯視圖；
圖3為梯田式跌水曝氣組件應(yīng)用于大型景觀水體復(fù)氧時的實例圖；
圖4為梯田式跌水曝氣組件應(yīng)用于人工濕地處理系統(tǒng)時工程實例圖；
其中^為預(yù)處理進(jìn)水；1為格柵；2為梯田式跌水曝氣組件；3為生物強(qiáng)化沉淀池；4為預(yù)曝氣池；5為濕地處理系統(tǒng)山為河流。

【具體實施方式】
[0022]以下實施例用于說明本應(yīng)用，但不用來限制本應(yīng)用范圍。
[0023]實施例1
如圖1和圖2所示，本實施例所述的梯田式跌水曝氣組件共設(shè)置5級跌水曝氣元件，每級跌水曝氣元件高差0.3111,總高差1.5111,長度1.5111,跌水區(qū)域?qū)?0111，長7.5111 (該長度是從進(jìn)入跌水區(qū)至出該區(qū)域水流的投影長度),總面積75！112。
[0024]本實施例所述的梯田式跌水曝氣組件采用向下挖深的方式建設(shè)，整體呈魚鱗狀分布，跌水曝氣單元為弧形，弧形的扇面角度為120° -140°。
[0025]實施例2
與實施例1相比，區(qū)別點僅在于:所述梯田式跌水曝氣組件由10級跌水曝氣元件構(gòu)成，每級跌水曝氣元件高差為0.2！??！。
[0026]實施例3
與實施例1相比，區(qū)別點僅在于:所述梯田式跌水曝氣組件由8級跌水曝氣元件構(gòu)成，每級跌水曝氣元件高差為0.5?。?！。
[0027]實施例4
如圖1、2所示的一種用于污水處理預(yù)處理系統(tǒng)(小型人工濕地預(yù)處理復(fù)氧系統(tǒng))中的梯田式跌水曝氣裝置，所述裝置包括依次連接的格柵1、本發(fā)明所述的梯田式跌水曝氣組件
2、生物強(qiáng)化沉淀池3、預(yù)曝氣池4及濕地處理系統(tǒng)5，其中，格柵連接預(yù)處理進(jìn)水^濕地處理系統(tǒng)5連接河流匕
[0028]復(fù)氧能力分析
由于廢水在經(jīng)過梯田式跌水曝氣斷面之時其溶解氧有了一定程度的補(bǔ)充，減輕了后續(xù)處理工藝中曝氣裝置的負(fù)荷。研究表明，廢水在經(jīng)過跌水預(yù)處理后可恢復(fù)約50%的溶解氧，后續(xù)處理工藝中曝氣時間可減少約40%~60%。
[0029]實施例5
如圖3所示，本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件(實施例1-3任一)在大型景觀水體復(fù)氧中的應(yīng)用。
[0030]實施例6
如圖4所示，本發(fā)明所述梯田式跌水曝氣組件(實施例1-3任一)在人工濕地處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。
[0031]本發(fā)明提供了一種簡單方便的關(guān)于水體復(fù)氧的技術(shù)方案，可以用于污水處理系統(tǒng)中的曝氣環(huán)節(jié)，也可以用于景觀用水中水體的復(fù)氧作用。其優(yōu)點在于:①利用魚鱗式梯田跌水曝氣裝置可以有明顯的提升水體中的溶解氧，復(fù)氧率可以達(dá)到509(^70%左右。②本裝置采用自然跌水的方式通過對水體的擾動和增大氧和水體的接觸面積達(dá)到快速復(fù)氧的目的，無需消耗任何能源，也不需要增加其他附屬設(shè)備，并且可以24小時不間斷進(jìn)行。③在本曝氣環(huán)節(jié)不需要任何人工干預(yù)，水流流經(jīng)本裝置自然復(fù)氧，自動化程度高，降低公認(rèn)工作量。④本裝置具有良好的外觀形狀，除了可以用作污水處理流程中曝氣環(huán)節(jié)之外也可以用作景觀用途，利用地形高差或者人工構(gòu)造假山均可以為本裝置的實現(xiàn)提供便利。
[0032]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種梯田式跌水曝氣組件，其特征在于:所述梯田式跌水曝氣組件由5-10級跌水曝氣元件構(gòu)成，每級跌水曝氣元件高差為0.2-0.51
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯田式跌水曝氣組件，其特征在于:每級跌水曝氣元件由多個尺寸均一的跌水曝氣單元連續(xù)拼接而成，相鄰兩級跌水曝氣元件相互嵌入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梯田式跌水曝氣組件，其特征在于:所述跌水曝氣單元為弧形，所述弧形的半徑為0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梯田式跌水曝氣組件，其特征在于:任意相鄰兩級的跌水曝氣元件上的跌水曝氣單元交錯分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的梯田式跌水曝氣組件，其特征在于:所述梯田式跌水曝氣組件呈魚鱗狀分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項所述的梯田式跌水曝氣組件，其特征在于:所述弧形的扇面角度為120° -140°。
7.用于污水處理預(yù)處理系統(tǒng)中的梯田式跌水曝氣裝置，其特征在于:包括依次連接的格柵、權(quán)利要求1-6任一項所述梯田式跌水曝氣組件、生物強(qiáng)化沉淀池、預(yù)曝氣池及濕地處理系統(tǒng)，所述格柵連接預(yù)處理進(jìn)水，所述濕地處理系統(tǒng)連接河流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于:所述濕地處理系統(tǒng)為傳統(tǒng)人工濕地處理系統(tǒng)或用于景觀設(shè)計的活水復(fù)氧循環(huán)系統(tǒng)。
9.權(quán)利要求1-6任一項所述梯田式跌水曝氣組件在景觀設(shè)計中的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求1-6任一項所述梯田式跌水曝氣組件在曝氣裝置中的應(yīng)用。
【文檔編號】C02F3/02GK104478107SQ201410719307
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】潘繼征, 高亞, 徐力剛, 陳開寧 申請人:中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所