技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于污水生化處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可攪拌曝氣的時(shí)控機(jī)械式間歇反應(yīng)器，特別是一種適用于污水生物除碳脫氮間歇曝氣要求的反應(yīng)器，其可通過自動(dòng)控制，在需要曝氣時(shí)給反應(yīng)器充氧，在非曝氣期間進(jìn)行攪拌，增強(qiáng)反應(yīng)器內(nèi)泥水傳質(zhì)，克服了以往間歇反應(yīng)器非曝氣狀態(tài)的泥水分離問題。

背景技術(shù)：
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在污水生物處理技術(shù)中，除碳的同時(shí)進(jìn)行脫氮一直是污水處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)，而對水體富營養(yǎng)化的要求，使國家和民眾更加注重污水中氮磷的去除，為了滿足這些要求，傳統(tǒng)的工藝方法是采用sbr法(序批式活性污泥法)，sbr法是在單一的池內(nèi)進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水、排泥，為了脫氮除磷必須實(shí)現(xiàn)缺氧和厭氧階段的運(yùn)行，單池難以適應(yīng)水處理除碳脫氮的要求，由此衍生的工藝有：池容利用率不高的連續(xù)進(jìn)水的iceas法(間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法)、提高池容利用率的工藝方法、強(qiáng)化除磷的工藝方法等，這些衍生工藝存在生產(chǎn)成本高、投資大、操作難度大的問題；除碳脫氮工藝的發(fā)展，伴隨著不利于工藝發(fā)展的生物現(xiàn)象的發(fā)生，成為工藝發(fā)展的阻力，如嚴(yán)重影響氧利用率和污泥活性的泡沫：工藝運(yùn)行初期泡沫、反硝化起泡、表面活性劑起泡和生物泡沫等等，消泡方法有物化和生化法，物化不解決根本問題，殺菌均有副作用；傳統(tǒng)活性污泥法存在液面浮泥問題，容易造產(chǎn)生反應(yīng)器生化反應(yīng)的死角；充氧量及其調(diào)節(jié)是現(xiàn)代除碳脫氮技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，國內(nèi)習(xí)慣的供氣方式有：鼓風(fēng)曝氣充氧、表面曝氣沖氧和水下曝氣充氧，鼓風(fēng)曝氣的鼓風(fēng)機(jī)噪聲大、可調(diào)控性能差；在水處理工藝的變革中，管路布置越來越繁雜，實(shí)現(xiàn)多功能組合也使得管路工作狀態(tài)變得難以控制，作為終端布?xì)獾脑O(shè)施更是維護(hù)重點(diǎn)，特別是堵塞問題嚴(yán)重。所以，尋求設(shè)計(jì)一種可攪拌曝氣的時(shí)控機(jī)械式間歇反應(yīng)器，曝氣電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)控簡便，通過時(shí)間繼電器和調(diào)控器調(diào)整轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)攪拌和曝氣，起到了多重作用，構(gòu)造簡單，不依賴于曝氣管路和曝氣頭，以圍繞進(jìn)氣筒的自循環(huán)及泵型葉輪推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)均質(zhì)和溶解氧供給，吸水吸氣同步、葉輪內(nèi)擠壓和水體中的浮升等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)氧氣擴(kuò)散。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)一種可攪拌曝氣的時(shí)控機(jī)械式間歇反應(yīng)器，以解決傳統(tǒng)活性污泥法發(fā)生泡沫等生物現(xiàn)象以及液面浮泥的問題，避免產(chǎn)生反應(yīng)器生化反應(yīng)死角，克服了傳統(tǒng)間歇反應(yīng)器非曝氣狀態(tài)的泥水分離問題，改善了傳統(tǒng)反應(yīng)器運(yùn)行過程難以進(jìn)行自動(dòng)化控制的弊端，克服傳統(tǒng)供氣方式風(fēng)機(jī)噪聲大、可調(diào)控制性能差、對設(shè)備要求高的困難，解決傳統(tǒng)多功能組合方法使得管路布置繁雜、難以控制、容易產(chǎn)生管路堵塞的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的可攪拌曝氣的時(shí)控機(jī)械式間歇反應(yīng)器，其主體結(jié)構(gòu)包括：電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承、固定支架、進(jìn)氣筒、曝氣葉輪、運(yùn)行系統(tǒng)、反應(yīng)器外殼、沉淀區(qū)擋板、曝氣區(qū)、沉淀區(qū)、排泥閥和控制器；電機(jī)和軸承通過聯(lián)軸器固定，進(jìn)氣筒底部和曝氣葉輪的進(jìn)水側(cè)密封固定在一起，進(jìn)氣筒中部與軸承通過固定支架進(jìn)行固定，進(jìn)氣筒頂部設(shè)置在反應(yīng)器曝氣區(qū)的液面以下；電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承、固定支架、進(jìn)氣筒、曝氣葉輪構(gòu)成曝氣實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)中各部件與反應(yīng)器外殼的相對固定位置根據(jù)現(xiàn)場情況和水處理規(guī)模去確定；沉淀區(qū)擋板兩側(cè)邊和反應(yīng)器外殼構(gòu)成一體，分割為曝氣區(qū)、沉淀區(qū)，曝氣區(qū)和沉淀區(qū)之間底部相通，反應(yīng)器外殼所包圍的部分和進(jìn)出水一起構(gòu)成了反應(yīng)器，排泥閥設(shè)置在反應(yīng)器外殼的側(cè)底部；控制器內(nèi)設(shè)置時(shí)間繼電器和調(diào)控器，根據(jù)運(yùn)行需要，控制器通過時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速多次低速、高速交替，即攪拌、充氧循環(huán)，在反應(yīng)器進(jìn)水前，時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制電機(jī)斷電，反應(yīng)器靜置一段時(shí)間，使泥水充分分離，根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，在靜置時(shí)通過排泥閥進(jìn)行排泥，完成一個(gè)工作循環(huán)。

本發(fā)明在使用過程中，反應(yīng)器間歇運(yùn)行時(shí)，當(dāng)反應(yīng)器進(jìn)出水(進(jìn)出水如圖水平箭頭所示)時(shí)，控制器控制電機(jī)不運(yùn)行，在污水進(jìn)入曝氣區(qū)后，從沉淀區(qū)擋板的底部，推移反應(yīng)器中被處理水經(jīng)由沉淀區(qū)后出水，減少短流影響；當(dāng)曝氣區(qū)不需要曝氣時(shí)，控制器控制電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，此時(shí)進(jìn)氣筒內(nèi)處于正壓狀態(tài)，曝氣葉輪出水能力遠(yuǎn)小于其上液面產(chǎn)生的自由孔口流量時(shí)，電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承、固定支架、進(jìn)氣筒、曝氣葉輪復(fù)合體將只對曝氣區(qū)起到攪拌作用，實(shí)現(xiàn)非曝氣狀態(tài)的泥水傳質(zhì)，電機(jī)相同轉(zhuǎn)速下曝氣筒浸水深度越大，進(jìn)氣筒內(nèi)正壓越大，泵型葉輪吸入口處正壓越高，非曝氣攪拌強(qiáng)度越大；當(dāng)曝氣區(qū)需要曝氣充氧時(shí)，時(shí)間繼電器和調(diào)控器提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速高到一定程度，曝氣葉輪出水能力和進(jìn)氣筒上進(jìn)水能力達(dá)到一定關(guān)系時(shí)，進(jìn)氣筒形成一定負(fù)壓吸氣，和其上水面形成水力漏斗后，會像旋風(fēng)一樣抽吸空氣，負(fù)壓和液面降落漏斗吸氣卷帶空氣、浮渣，泡沫落水后被曝氣葉輪擠壓并離心甩出到曝氣區(qū)，對曝氣區(qū)形成充氧和消泡，消除運(yùn)行過程所形成的泡沫危害，整個(gè)充氧過程包括液面水體溶氧、液面抽吸復(fù)氧、液面水體沿進(jìn)氣筒落下的同時(shí)吸氣混流溶氧、負(fù)壓抽吸混流溶氧、曝氣葉輪機(jī)械作用下氣水同流溶氧和氣水被曝氣葉輪分布到曝氣區(qū)上升過程中向水體的溶氧，溶氧效果好；時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，曝氣和停曝?cái)嚢钑r(shí)間比可以通過時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制。

本發(fā)明涉及的曝氣葉輪與曝氣區(qū)在大小尺寸上相搭配，從而實(shí)現(xiàn)能量供應(yīng)的需求，使攪拌時(shí)水力流線涉及整個(gè)曝氣區(qū)。

本發(fā)明涉及的泵型葉輪依靠電機(jī)轉(zhuǎn)速控制曝氣和攪拌，實(shí)現(xiàn)氣、水、泥三者的協(xié)調(diào)，使溶解氧水平、營養(yǎng)傳質(zhì)和污泥質(zhì)量提高有機(jī)結(jié)合。進(jìn)氣筒引導(dǎo)的液體循環(huán)所產(chǎn)生的強(qiáng)力機(jī)械消泡作用，將可以把各種泡沫真空、正壓和剪切力的循環(huán)分解和重新與污泥組合，消除泡沫影響，有利于工藝目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)攪拌和充氧交替進(jìn)行，能進(jìn)行全過程曝氣和間歇曝氣；曝氣結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，控制器調(diào)控電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)消除浮泥、曝氣和消泡多重功能，通過攪拌和氣水泥三者的協(xié)調(diào)，使溶解氧水平、營養(yǎng)傳質(zhì)和污泥質(zhì)量提高有機(jī)結(jié)合，避免對污泥造成過壓影響，易于自動(dòng)化控制、噸水處理能耗低；設(shè)備噪聲小，曝氣量可調(diào)節(jié)，充氧范圍大，管路簡單，不易堵塞；其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，制備成本低，使用操作方便，維修方便，省工省力，環(huán)境友好。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例：

本實(shí)施例涉及的可攪拌曝氣的時(shí)控機(jī)械式間歇反應(yīng)器，其主體結(jié)構(gòu)包括：電機(jī)1、聯(lián)軸器2、軸承3、固定支架4、進(jìn)氣筒5、曝氣葉輪6、反應(yīng)器外殼7、沉淀區(qū)10擋板8、曝氣區(qū)9、沉淀區(qū)10、排泥閥11和控制器12；電機(jī)1和軸承3通過聯(lián)軸器2固定，進(jìn)氣筒5底部和曝氣葉輪6的進(jìn)水側(cè)密封固定在一起，進(jìn)氣筒5中部與軸承3通過固定支架4進(jìn)行固定，進(jìn)氣筒5頂部設(shè)置在反應(yīng)器曝氣區(qū)9的液面以下；電機(jī)1、聯(lián)軸器2、軸承3、固定支架4、進(jìn)氣筒5、曝氣葉輪6構(gòu)成曝氣實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)中各部件與反應(yīng)器外殼7的相對固定位置根據(jù)現(xiàn)場情況和水處理規(guī)模去確定；沉淀區(qū)10擋板8兩側(cè)邊和反應(yīng)器外殼7構(gòu)成一體，分割為曝氣區(qū)9、沉淀區(qū)10，曝氣區(qū)9和沉淀區(qū)10之間底部相通，反應(yīng)器外殼7所包圍的部分和進(jìn)出水一起構(gòu)成了反應(yīng)器，排泥閥11設(shè)置在反應(yīng)器外殼7的側(cè)底部；控制器12內(nèi)設(shè)置時(shí)間繼電器和調(diào)控器，根據(jù)運(yùn)行需要，控制器12通過時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制電機(jī)1轉(zhuǎn)速多次低速、高速交替，即攪拌、充氧循環(huán)，在反應(yīng)器進(jìn)水前，時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制電機(jī)1斷電，反應(yīng)器靜置一段時(shí)間，使泥水充分分離，根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，在靜置時(shí)通過排泥閥11進(jìn)行排泥，完成一個(gè)工作循環(huán)。

本實(shí)施例在使用過程中，反應(yīng)器間歇運(yùn)行時(shí)，當(dāng)反應(yīng)器進(jìn)出水(進(jìn)出水如圖水平箭頭所示)時(shí)，控制器12控制電機(jī)1不運(yùn)行，在污水進(jìn)入曝氣區(qū)9后，從沉淀區(qū)10擋板8的底部，推移反應(yīng)器中被處理水經(jīng)由沉淀區(qū)10后出水，減少短流影響；當(dāng)曝氣區(qū)9不需要曝氣時(shí)，控制器12控制電機(jī)1在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，此時(shí)進(jìn)氣筒5內(nèi)處于正壓狀態(tài)，曝氣葉輪6出水能力遠(yuǎn)小于其上液面產(chǎn)生的自由孔口流量時(shí)，電機(jī)1、聯(lián)軸器2、軸承3、固定支架4、進(jìn)氣筒5、曝氣葉輪6復(fù)合體將只對曝氣區(qū)9起到攪拌作用，實(shí)現(xiàn)非曝氣狀態(tài)的泥水傳質(zhì)，電機(jī)1相同轉(zhuǎn)速下曝氣筒浸水深度越大，進(jìn)氣筒5內(nèi)正壓越大，泵型葉輪吸入口處正壓越高，非曝氣攪拌強(qiáng)度越大；當(dāng)曝氣區(qū)9需要曝氣充氧時(shí)，時(shí)間繼電器和調(diào)控器提高電機(jī)1轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速高到一定程度，曝氣葉輪6出水能力和進(jìn)氣筒5上進(jìn)水能力達(dá)到一定關(guān)系時(shí)，進(jìn)氣筒5形成一定負(fù)壓吸氣，和其上水面形成水力漏斗后，會像旋風(fēng)一樣抽吸空氣，負(fù)壓和液面降落漏斗吸氣卷帶空氣、浮渣，泡沫落水后被曝氣葉輪6擠壓并離心甩出到曝氣區(qū)9，對曝氣區(qū)9形成充氧和消泡，消除運(yùn)行過程所形成的泡沫危害，整個(gè)充氧過程包括液面水體溶氧、液面抽吸復(fù)氧、液面水體沿進(jìn)氣筒5落下的同時(shí)吸氣混流溶氧、負(fù)壓抽吸混流溶氧、曝氣葉輪6機(jī)械作用下氣水同流溶氧和氣水被曝氣葉輪6分布到曝氣區(qū)9上升過程中向水體的溶氧，溶氧效果好；時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制電機(jī)1的運(yùn)行時(shí)間和對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，曝氣和停曝?cái)嚢钑r(shí)間比可以通過時(shí)間繼電器和調(diào)控器控制。

本實(shí)施例涉及的曝氣葉輪6與曝氣區(qū)9在大小尺寸上相搭配，從而實(shí)現(xiàn)能量供應(yīng)的需求，使攪拌時(shí)水力流線涉及整個(gè)曝氣區(qū)9。

本實(shí)施例涉及的泵型葉輪依靠電機(jī)1轉(zhuǎn)速控制曝氣和攪拌，實(shí)現(xiàn)氣、水、泥三者的協(xié)調(diào)，使溶解氧水平、營養(yǎng)傳質(zhì)和污泥質(zhì)量提高有機(jī)結(jié)合。進(jìn)氣筒5引導(dǎo)的液體循環(huán)所產(chǎn)生的強(qiáng)力機(jī)械消泡作用，將可以把各種泡沫真空、正壓和剪切力的循環(huán)分解和重新與污泥組合，消除泡沫影響，有利于工藝目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。