一种曝气方法

摘要

本发明提供一种曝气系统及曝气方法，涉及水处理设备技术领域。曝气系统包括空气源、供气机构、多个循环水泵、污水池、多个射流曝气器、处理器以及传感器，供气机构设置在污水池外部并连接于处理器，多个射流曝气器均设置在污水池内，供气机构通过第一管路分别连接于多个射流曝气器，空气源通过第二管路分别连接于多个射流曝气器，传感器设置于污水池内并连接于处理器，传感器用于测量污水池内的溶解氧数量并将其传递给处理器，处理器比较溶解氧数量和预设范围最大值和最小值的大小，控制供气机构或者循环水泵的启停。

权利要求

1.一种采用曝气系统的曝气方法，所述曝气系统包括空气源、供气机构（1）、多个循环水泵（2）、污水池（3）、多个射流曝气器（4）、处理器以及传感器，所述供气机构（1）设置在所述污水池（3）外部并连接于所述处理器，多个所述射流曝气器（4）均设置在所述污水池（3）内，所述供气机构（1）通过第一管路（11）分别连接于多个所述射流曝气器（4），所述空气源通过第二管路（12）分别连接于多个所述射流曝气器（4），所述传感器设置于所述污水池（3）内并连接于所述处理器，所述传感器用于测量所述污水池（3）内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，所述处理器比较所述溶解氧数量和预设值范围最大值和最小值的大小，控制所述供气机构（1）或者所述循环水泵（2）的启停，所述第二管路（12）上设置有控制阀（121），所述控制阀（121）用于控制所述第二管路（12）的选择性地与外界空气连通，其特征在于，所述曝气方法包括以下步骤：

S1、开启所述控制阀（121），开启单台所述循环水泵（2），一定时间后，所述传感器测量所述污水池（3）内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，如果所述溶解氧数量在预设值范围内，维持状态，如果所述溶解氧数量大于所述预设值范围的最大值，采用间歇曝气；如果所述溶解氧数量小于所述预设值范围的最小值，开启多台所述循环水泵（2）；

S2、开启多台所述循环水泵（2）一定时间后，所述传感器测量所述污水池（3）内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，再次判断，如果所述溶解氧数量在预设值范围内，维持状态，如果所述溶解氧数量大于所述预设值范围的最大值，采用间歇曝气或者关闭部分所述循环水泵（2）；如果所述溶解氧数量小于所述预设值范围的最小值，开启所述供气机构（1）进行供气；

S3、所述供气机构（1）进行供气一定时间后，所述传感器测量所述污水池（3）内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，如果溶解氧数量在所述预设值范围内，维持状态，如果所述溶解氧数量在所述预设值范围外，调整所述供气机构（1）使之供气量降低并再次判断，直至所述溶解氧数量在所述预设值范围内。

2.根据权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，所述第一管路（11）上设置有主管道电动阀（111），所述主管道电动阀（111）用于控制所述第一管路（11）的连通或者关闭。

3.根据权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，所述曝气系统还包括供气支管（13），所述供气支管（13）一端连接于所述第一管路（11），另一端连接于所述射流曝气器（4）。

4.根据权利要求3所述的曝气方法，其特征在于，所述射流曝气器（4）包括混气仓（41）和连接于所述混气仓（41）的输出喷嘴（42），所述供气支管（13）和所述循环水泵（2）分别连接于所述混气仓（41）。

5.根据权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，所述第二管路（12）远离所述第一管路（11）的一端设置有消音器（122）。

6.根据权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，所述第一管路（11）上设置有孔板流量计（112），所述孔板流量计（112）用于测量流过所述第一管路（11）的空气流量。

7.根据权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，所述第一管路（11）包括波纹补偿器（113）。

8.根据权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，所述循环水泵（2）通过第三管路（21）连接于所述污水池（3）和所述射流曝气器（4），所述第三管路（21）上设置有液体流量计（211）。

说明书

一种曝气方法

技术领域

[0001] 本发明涉及技术水处理设备领域，尤其涉及一种曝气方法。

背景技术

[0002] 随着我国社会经济的快速发展、国家对环保的高度重视，城镇污水处理厂的建设已成为环保所需。然而，污水处理厂属于能耗密集型产业，大量的能耗不利于节能降耗。在
污水处理过程中，多采用微孔曝气、潜水曝气、表曝机等曝气方式和鼓风机相结合，增大污
水处理的供气量，从而分解污水池中的好氧生物。而现有的鼓风机和曝气机结合的系统，无
法精确控制污水池中的溶解氧，造成污水池中溶解氧多、鼓风机耗能大、鼓风机使用寿命短
以及生产成本增加等问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种曝气方法，控制污水池中的溶解氧的数量，减小供气机构耗能。

[0004] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0005] 一种采用曝气系统的曝气方法，所述曝气系统包括空气源、供气机构、多个循环水泵、污水池、多个射流曝气器、处理器以及传感器，所述供气机构设置在所述污水池外部并
连接于所述处理器，多个所述射流曝气器均设置在所述污水池内，所述供气机构通过第一
管路分别连接于多个所述射流曝气器，所述空气源通过第二管路分别连接于多个所述射流
曝气器，所述传感器设置于所述污水池内并连接于所述处理器，所述传感器用于测量所述
污水池内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，所述处理器比较所述溶解氧数量和预设
值范围最大值和最小值的大小，控制所述供气机构或者所述循环水泵的启停，所述第二管
路上设置有控制阀，所述控制阀用于控制所述第二管路的选择性地与外界空气连通，所述
曝气方法包括以下步骤：

[0006] S1、开启所述控制阀，开启单台所述循环水泵，一定时间后，所述传感器测量所述污水池内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，如果所述溶解氧数量在预设值范围内，
维持状态，如果所述溶解氧数量大于所述预设值范围的最大值，采用间歇曝气；如果所述溶
解氧数量小于所述预设值范围的最小值，开启多台所述循环水泵；

[0007] S2、开启多台所述循环水泵一定时间后，所述传感器测量所述污水池内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，再次判断，如果所述溶解氧数量在预设值范围内，维持状
态，如果所述溶解氧数量大于所述预设值范围的最大值，采用间歇曝气或者关闭部分所述
循环水泵；如果所述溶解氧数量小于所述预设值范围的最小值，开启所述供气机构进行供
气；

[0008] S3、所述供气机构进行供气一定时间后，所述传感器测量所述污水池内的溶解氧数量并将其传递给所述处理器，如果溶解氧数量在所述预设值范围内，维持状态，如果所述
溶解氧数量在所述预设值范围外，调整所述供气机构使之供气量降低并再次判断，直至所
述溶解氧数量在所述预设值范围内。

[0009] 作为优选，所述第一管路上设置有主管道电动阀，所述主管道电动阀用于控制所述第一管路的连通或者关闭。

[0010] 作为优选，所述曝气系统还包括供气支管，所述供气支管一端连接于所述第一管路，另一端连接于所述射流曝气器。

[0011] 作为优选，所述射流曝气器包括混气仓和连接于所述混气仓的输出喷嘴，所述供气支管和所述循环水泵分别连接于所述混气仓。

[0012] 作为优选，所述第二管路远离所述第一管路的一端设置有消音器。

[0013] 作为优选，所述第一管路上设置有孔板流量计，所述孔板流量计用于测量流过所述第一管路的空气流量。

[0014] 作为优选，所述第一管路包括波纹补偿器。

[0015] 作为优选，所述循环水泵通过第三管路连接于所述污水池和所述射流曝气器，所述第三管路上设置有液体流量计。

[0016] 本发明的有益效果：

[0017] 本发明通过空气源或者供气机构为射流曝气器提供需要的空气，使每台射流曝气器分别对应连接于每个循环水泵。利用空气源供气时，当射流曝气器需要的空气少时，设置
一台循环水泵工作，循环水泵从污水池内抽水，利用压差使外部空气通过第二管路进入射
流曝气器内，如果一台循环水泵工作，空气源提供的空气不能满足工作需求，则打开多台循
环水泵工作，增大污水池内溶解氧的数量。如果多台循环水泵共同工作，空气源提供的空气
仍不能满足需求，则打开供气机构进行供气。在污水池里设置传感器，从而能够检测污水池
里的溶解氧数量并将其传递给处理器。处理器进行判断，如果污水池内的溶解氧数量过多，
则控制供气机构或者循环水泵的关闭；如果污水池内的溶解氧数量较少，则控制供气机构
或者循环水泵的开启。

[0018] 本发明提供了一种曝气系统的控制方法，结构简单，实施方便，能够快速控制污水池中的溶解氧的数量，减小鼓风机耗能。

附图说明

[0019] 图1是本发明实施例曝气系统提供的结构示意图；

[0020] 图2是本发明实施例曝气方法提供的流程图。

[0021] 图中：

[0022] 1、供气机构；11、第一管路；111、主管道电动阀；112、孔板流量计；113、波纹补偿器；114、温度计、115、第一压力表；116、第一截止阀；12、第二管路；121、控制阀；122、消音
器；123、负压表；13、供气支管；131、支管电磁阀；

[0023] 2、循环水泵；21、第三管路；211、液体流量计；212、第二压力表；213、第二截止阀；214、入口电动阀；

[0024] 3、污水池；

[0025] 4、射流曝气器；41、混气仓；42、输出喷嘴。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便
于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

[0027] 在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理
解上述术语在本发明中的具体含义。

[0028] 在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是
通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括
第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一
特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅
仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0029] 在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元
件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此
外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

[0030] 本实施例提供了一种曝气系统，涉及水处理设备技术领域，如图1所示。曝气系统包括空气源、供气机构1、多个循环水泵2、污水池3、多个射流曝气器4、处理器以及传感器，
供气机构1设置在污水池3外部并连接于处理器，多个射流曝气器4均设置在污水池3内，供
气机构1通过第一管路11分别连接于多个射流曝气器4，空气源通过第二管路12分别连接于
多个射流曝气器4，传感器设置于污水池3内并连接于处理器，传感器用于测量污水池3内的
溶解氧数量并将其传递给处理器，处理器比较溶解氧数量和预设范围最大值和最小值的大
小，控制供气机构1或者循环水泵2的启停。

[0031] 本实施例通过空气源或者供气机构1为射流曝气器4提供需要的空气，使每台射流曝气器4分别对应连接于每个循环水泵2。利用空气源供气时，当射流曝气器4需要的空气少
时，设置一台循环水泵2工作，循环水泵2从污水池3内抽水，利用压差使外部空气通过第二
管路12进入射流曝气器4内，如果一台循环水泵2工作，空气源提供的空气不能满足工作需
求，则打开多台循环水泵2工作，增大污水池3内溶解氧的数量。如果多台循环水泵2共同工
作，空气源提供的空气仍不能满足需求，则打开供气机构1进行供气。在污水池3里设置传感
器，从而能够检测污水池3里的溶解氧数量并将其传递给处理器。处理器进行判断，如果污
水池3内的溶解氧数量过多，则控制供气机构1或者循环水泵2的关闭；如果污水池3内的溶
解氧数量较少，则控制供气机构1或者循环水泵2的开启。

[0032] 特别地，如图1所示，还包括供气支管13，供气支管13一端连接于第一管路11，另一端连接于射流曝气器4。优选地，供气机构1包括磁悬浮鼓风机和连接于磁悬浮鼓风机的第
一管路11。于本实施例中，供气支管13设置有多个，多个供气支管13一端串联于第一管路
11，另一端分别连接于多个射流曝气器4。磁悬浮鼓风机具有节能高效和安装方便等优点，
将多个供气支管13分别连接于多个射流曝气器4，为多台射流曝气器4供气，结构简单，安装
方便。优选地，供气支管13上设置有支管电磁阀131，支管电磁阀131用于控制供气支管13与
射流曝气器4的连通或者关闭。优选地，磁悬浮鼓风机由高频变频器驱动。

[0033] 特别地，如图1所示，第一管路11上设置有主管道电动阀111，主管道电动阀111用于控制第一管路11的连通或者关闭。在第一管路11上设置主管道电动阀111，如果没有用到
磁悬浮鼓风机时，则关闭主管道电动阀111，如果用到磁悬浮鼓风机时，开启主管道电动阀
111使磁悬浮鼓风机和射流曝气器4连通。

[0034] 特别地，如图1所示，第二管路12上设置有控制阀121，所述控制阀121用于控制第二管路12选择性地与外界空气连通。打开控制阀121，使空气源的空气可以通过供气支管13
传递至射流曝气器4内，结构简单，安装方便，节约成本。关闭控制阀12，防止了磁悬浮鼓风
机提供的空气通过第二管路12流出至外界空气中。在第二管路12上设置控制阀121，当磁悬
浮鼓风机工作时，关闭控制阀121，磁悬浮鼓风机提供的空气从第一管路11流进供气支管13
和射流曝气器4。当磁悬浮鼓风机不工作时，打开控制阀121，使外界空气通过第二管路12流
进供气支管13和射流曝气器4。

[0035] 特别地，如图1所示，第二管路12远离第一管路11的一端设置有消音器122。在第二管路12上设置消音器122，减小噪音。

[0036] 优选地，如图1所示，在第一管路11靠近第二管路12和第一管路11连接位置处设置有负压表123（具体安装位置如图1所示），当磁悬浮鼓风机不工作时，循环水泵2抽水，空气
通过第二管路12进入射流曝气器4，负压表123左边的压力小于右边管道的压力，此时磁悬
浮鼓风机不工作，循环水泵2从外界抽氧；如果负压表123左边的压力大于右边管道的压力，
则系统工作不正常，负压表123进行报警。

[0037] 特别地，如图1所示，第一管路11上设置有孔板流量计112，孔板流量计112用于测量流过第一管路11的空气流量。磁悬浮鼓风机抽取外部空气，使空气通过第一管路11运输
至射流曝气器4，在第一管路11上设置孔板流量计112，测量第一管路11流过的空气流量，结
构简单。

[0038] 特别地，如图1所示，第一管路11包括波纹补偿器113。由于磁悬浮鼓风机出风口是钢管材质，第一管路11也是钢管材质，设置波纹补偿器113连接第一管路11和磁悬浮鼓风机
出风口，具有减震等作用。

[0039] 优选地，如图1所示，第一管路11上还设置有温度计114、第一压力表115以及第一截止阀116，温度计114用于检测第一管路11的温度，第一压力表115用于检测流经第一管路
11气体的压力，第一截止阀116具有切断、调节和节流的作用。

[0040] 特别地，如图1所示，循环水泵2通过第三管路21连接于污水池3和射流曝气器4，第三管路21上设置有液体流量计211。优选地，本实施例中的循环水泵2采用离心水泵，离心水
泵由普通变频器驱动。将循环水泵2通过第三管路21连接于污水池3和射流曝气器4，循环水
泵2从污水池3中抽水流入射流曝气器4，外部空气进入射流曝气器4内和水进行混合，从而
通过射流曝气器4的输出端排出至污水池3中。在第三管路21上设置有液体流量计211，方便
对流过第三管路21的水流进行检测。优选地，在第三管路21上还设置有入口电动阀214，入
口电动阀214设置在污水池3和循环水泵2的连接端。优选地，在第三管路21上还设置有第二
压力表212和第二截止阀213，用于测试第三管路21内的压力大小，保证使用安全。

[0041] 特别地，如图1所示，射流曝气器4包括混气仓41和连接于混气仓41的输出喷嘴42，供气支管13和循环水泵2分别连接于混气仓41。高速流动的液体与供气机构1或者空气源提
供的空气在混气仓41剧烈混合，形成气液混合体，然后通过输出喷嘴42排出至污水池3中，
空气在水体中由于强剪切力的作用形成细微气泡上升，在射流曝气器4的垂直射流区，实现
气液充分的接触，在水平射流区，输出喷嘴42周围的液体被剧烈震荡，同时，微气泡在污水
池3内可以滞留较长时间，提高充氧效率，从而方便分解污水池3中的好氧生物。

[0042] 为达上述目的，如图2所示，本实施例还提供了一种采用上述曝气系统的曝气方法，包括以下步骤：

[0043] S1、开启控制阀121，开启单台循环水泵2，一定时间后，传感器测量污水池3内的溶解氧数量Dos并将其传递给处理器，如果溶解氧数量Dos在预设值范围内，则维持现有状态，
如果溶解氧数量Dos大于预设值范围的最大值，采用间歇曝气；如果溶解氧数量Dos小于预
设值范围的最小值，开启多台循环水泵2；

[0044] S2、开启多台循环水泵2一定时间后，传感器测量污水池3内的溶解氧数量Dos并将其传递给处理器，再次判断，如果溶解氧数量Dos在预设值范围内，维持现有状态，如果溶解
氧数量Dos大于预设值范围的最大值，采用间歇曝气或者关闭部分循环水泵2；如果溶解氧
数量Dos小于预设值范围的最小值，开启供气机构1进行供气；

[0045] S3、供气机构1进行供气一定时间后，传感器测量污水池3内的溶解氧数量Dos并将其传递给处理器，如果溶解氧数量Dos在预设值范围内，则维持现有状态，如果溶解氧数量
Dos在预设值范围外，所述供气机构1使之供气量降低并再次判断，直至溶解氧数量Dos在所
述预设值范围内。

[0046] 下面参照图2所示的流程图，对上述曝气方法进行进一步的详细描述。本实施例提供的曝气方法，污水池3里测量的溶解氧数量用Dos表示，并设置了预设值范围，Do1≤Dos≤
Do2。

[0047] S1，开启控制阀121，检查负压表123，确认第二管路12内没有负压，先开启一台循环水泵2，根据液体流量计211的反馈信号，处理器判断循环水泵2的出水量是否到达出水预
设值，如果循环水泵2的出水量没有到达出水预设值，调整循环水泵2使之出水量到达出水
预设值，如果循环水泵2的出水量达到出水预设值，在T时间后，传感器检测污水池3内的溶
解氧数量Dos，如果Do1≤Dos≤Do2，则表示T时间后污水池3内的测量的溶解氧数量Dos达到
标准，保持现有状态，只开启一台循环水泵2；若Dos＞Do2，则表示溶解氧数量Dos超标，说明
水处理量较少，需要采用间歇曝气；若Dos＜Do1则表示溶解氧数量Dos不达标，进行下一步。

[0048] 需要说明的是，在第二管路12内为负压状态时，则确认存在故障并自检故障原因。

[0049] S2，启动多台循环水泵2，传感器检测污水池3内的溶解氧数量，如果Do1≤Dos≤Do2，则表示T时间后污水池3内的测量的溶解氧数量达到标准，保持现有状态；若Dos＞Do2，
则表示溶解氧数量Dos超标，说明水处理量较少，需要采用间歇曝气或者关闭部分循环水泵
2；若Dos＜Do1则表示溶解氧数量Dos不达标，进行下一步。

[0050] S3，开启磁悬浮鼓风机对射流曝气器4进行供气，根据孔板流量计112的反馈信号，处理器判断磁悬浮鼓风机的供气量是否达到供气预设值，如果供气量没有到达供气预设
值，调整磁悬浮鼓风机使供气量到达供气预设值，如果到达供气预设值，传感器检测污水池
3内的溶解氧数量，处理器进行判断，若Do1≤Dos≤Do2则表示溶解氧数量Dos达标，保持现
有状态；若Dos＞Do2为超标，调整供气机构1的供气速度，在T时间后，再次判断直至Do1≤
Dos≤Do2。若Dos＜Do1为不达标，该情况较少，需要核实工艺水量情况和传感器检测的准确
性。

[0051] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、
重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷
举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明
权利要求的保护范围之内。