本發明涉及曝氣沉砂池，尤其是涉及一種具有除沫系統的曝氣沉砂池。

背景技術：

1、沉砂池工作原理是以重力分離為基礎，使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒能夠隨水流帶走。實際工程中常用的兩種沉砂池是旋流沉砂池和曝氣沉砂池。旋流沉砂池優點是除砂效果好，占地面積小，缺點是只可以去除無機砂粒，而無法去除污水中的浮渣。曝氣沉砂池的優點是停留時間長，砂粒經過曝氣搓洗后比較潔凈，并具有撇除浮渣的功能。污水處理廠預處理工段曝氣沉砂池，曝氣作用下部分無機顆粒下沉，部分懸浮顆粒會上浮產生大量浮渣，僅依靠人工手持簡易工具定期打撈，不但費時費力而且浮渣殘留量較多，影響下一道工序處理。

2、基于現狀，本項目將研發一種具有除沫系統的曝氣沉砂池，結合了曝氣沉砂和除沫兩種功能，旨在提高污水處理的效率和質量。

3、專利申請號cn201620029640.x公開了一種水循環過濾凈化裝置，包括依次相連的預處理池、曝氣池、油水分離池和光催化殺菌池，所述光催化殺菌池分別連接有污泥回收池和儲水箱，所述預處理池包括石英砂過濾池和活性炭過濾器，所述活性炭過濾器分別與所述石英砂過濾池和曝氣池相連，所述曝氣池內設有反滲透膜和納濾膜，本實用新型將收集的回水經預處理池沉降澄清。經沉降澄清處理后的水就已經清澈透明。再將澄清后的水經光催化氧化分解泡沫及紫外燈在光觸媒催化作用下分解發臭物質并殺菌消毒除臭。經第二步處理的水無色無味沒有泡沫，即可進行回用。該方案雖然采用設置有石英砂過濾池和活性炭過濾器的預處理池進行沉降澄清，但依然無法解決曝氣池內產生泡沫和浮渣的問題，因此，需要優化方案的提出。

技術實現思路

1、針對背景技術中提到的現有技術中曝氣池內產生大量泡沫或浮渣影響后續工序進行，導致污水處理效率下降等問題，本方案引入調節機構，使曝氣系統的位置可以靈活調整，適應不同工況。除沫系統的設置有效控制了泡沫積累，導流結構優化了水流方向，顯著提高了沉砂效率，增強設備對變化水質的適應能力，同時提升空間利用率和操作安全性。

2、為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

3、一種具有除沫系統的曝氣沉砂池，包括：沉砂池本體，所述沉砂池本體內設有曝氣區域和沉砂區域；曝氣系統，設置于所述曝氣區域內；除沫系統，設置于所述沉砂池本體上方；導流結構，設置于所述曝氣區域和沉砂區域之間；調節機構，與所述曝氣系統連接，調節曝氣系統的位置。

4、本方案的曝氣沉砂池將曝氣和除沫功能集成，通過沉砂池本體內部的分區設計實現污水處理的多重目標。曝氣區域內的曝氣系統提供充足氧氣，促進有機物降解和懸浮物絮凝，同時產生上升氣流，有助于輕質顆粒物的分離。沉砂區域則利用重力沉降原理，實現固液分離。設置在池體上方的除沫系統及時清除表面浮沫，防止二次污染。導流結構的設置優化了水流路徑，延長了水力停留時間，提高了沉砂效率。調節機構的引入則賦予了系統靈活性，可根據實際需求調整曝氣強度和位置，以適應不同水質和水量條件。這種集成設計不僅提高了污水處理效率，還降低了能耗，減少了占地面積。

5、作為優選，所述曝氣系統包括多個曝氣管，沿所述曝氣區域底部呈矩陣式布置；所述除沫系統包括收集槽和可移動的刮沫裝置，所述收集槽設置于所述沉砂池本體上方，所述刮沫裝置可移動地設置于所述收集槽內；所述調節機構包括支撐架、滑動座和固定裝置，其中支撐架固定設置于所述沉砂池本體內，滑動座可滑動地設置于所述支撐架上，固定裝置將所述曝氣管與所述滑動座相連。

6、曝氣系統采用矩陣式布置的多個曝氣管，可提高氧氣傳輸效率和均勻性。固定的矩陣布局可能難以適應變化的水流條件，因此可采用間距可調節的曝氣管陣列，或采用智能控制系統動態調整各曝氣管的氣量分配。除沫系統的收集槽和可移動刮沫裝置則能夠及時清除表面浮沫，防止二次污染。調節機構的支撐架固定在沉砂池本體內，作為整個調節機構的基礎結構，承載滑動座和曝氣管，提供穩定支撐。滑動座連接曝氣管，且可在支撐架上滑動，通過滑動實現曝氣管位置的垂直調節，固定裝置則將曝氣管與滑動座相連，通過定位孔實現水平方向的調節。

7、進一步的，還包括：進水口，設置于所述沉砂池本體的一端；出水口，設置于所述沉砂池本體的另一端；多個輔助導流板，呈交錯排列設置于所述進水口和出水口之間。多個輔助導流板呈交錯排列設置于進水口和出水口之間，能夠有效延長水流路徑，增加水力停留時間，從而提高沉砂效率。另外，交錯排列的輔助導流板能夠打破水流的層流狀態，促進水體混合，提高曝氣效果。不僅提高沉砂效率，還增強了污水與氧氣的接觸，從而提升整體處理效果。

8、進一步的，還包括：沉砂收集裝置，設置于所述沉砂區域底部；排砂管，與所述沉砂收集裝置連通。

9、進一步的，還包括：水流方向感應器，設置于所述沉砂池本體內；可旋轉支架，與所述曝氣系統連接；驅動裝置，與所述可旋轉支架連接；控制系統，與所述水流方向感應器、驅動裝置和除沫系統電連接，根據檢測到的水流方向自動調整曝氣系統的朝向和除沫系統的刮沫頻率。

10、水流方向感應器設置在沉砂池本體內，實時監測水流方向變化。可旋轉支架與曝氣系統連接，允許曝氣系統根據需要調整方向。驅動裝置與可旋轉支架相連，提供旋轉動力；控制系統作為核心，將水流方向感應器、驅動裝置和除沫系統整合，實現自動化調節。當水流方向發生變化時，控制系統根據感應器數據，通過驅動裝置調整曝氣系統朝向，確保氣泡分布與水流方向匹配，提高氧氣利用率。同時，控制系統還根據水流變化調整除沫系統的刮沫頻率，保證除沫效果。這種動態調節機制能夠適應水質、水量的實時變化，相比傳統固定式曝氣系統，提高處理效率和能源利用率。另外優化的氣泡分布可以增加氣液接觸面積，提高氧氣傳遞效率，可使氧氣利用率提升15-20％。

11、進一步的，所述刮沫裝置包括：驅動電機，設置于所述收集槽的一端；刮板，與所述驅動電機連接，可在所述收集槽內往復移動。驅動電機設置于收集槽的一端，為刮沫裝置提供動力源。刮板與驅動電機連接，能在收集槽內往復移動，實現對表面浮沫的高效清除，確保刮板能夠覆蓋整個收集槽表面。往復移動的頻率可根據浮沫生成速率進行調整，使得除沫效率提高。可移動刮板能更好地適應不同的浮沫分布情況，刮板的往復運動還能在水面產生微小擾動，有助于破碎表面張力，使浮沫更易被清除。

12、進一步的，所述導流結構為導流板；所述導流板呈傾斜狀設置，其傾斜角度范圍為15°-45°。傾斜的導流板能夠有效分隔曝氣區域和沉砂區域，通過改變水流方向和速度，優化沉砂池內的水流分布，防止氣泡進入沉砂區域干擾沉砂過程。同時，傾斜角度的設置使水流在通過導流板時產生向下的分力，有助于將懸浮顆粒引導至沉砂區域底部。15°-45°的角度范圍內，水流既能保持足夠的動能以防止雜質在導流板表面沉積，又不會因角度過大而導致水流紊亂。

13、進一步的，所述滑動座上設有多個等間距的定位孔，所述固定裝置包括緊固螺栓，所述緊固螺栓穿過所述定位孔與所述曝氣管固定連接。

14、進一步的，還包括：水質分層檢測裝置，包括多個垂直分布的傳感器，設置于所述沉砂池本體內；自適應曝氣控制系統，與所述水質分層檢測裝置、曝氣系統和除沫系統電連接；其中，所述自適應曝氣控制系統根據水質分層檢測裝置檢測的不同水層溶解氧、濁度和溫度數據；對應水層溶解氧低于閾值時，增加該高度曝氣管的曝氣強度；檢測到表層濁度增加時，提高刮沫裝置的運行頻率；根據水溫變化，按預設曲線調整整體曝氣強度。本方案充分考慮水體的分層特性和溫度變化對處理效果的影響，通過精確控制實現了能源的高效利用，可以根據實際水質狀況實時調整，同時顯著提升處理效果的穩定性。此外，本系統的自適應特性使其能夠更好地應對水質波動，提高了整個沉砂池的適應性和可靠性。

15、進一步的，所述收集槽的底部設有傾斜面，所述傾斜面朝向排沫口傾斜。傾斜面可減少浮沫在收集槽內的滯留時間，防止浮沫再次溶解或分散到水中。此外，傾斜面還能防止固體顆粒在收集槽底部沉積，降低清理維護的頻率。同時，由于減少了浮沫的滯留時間，也降低了異味產生的風險。不僅提高了除沫系統的整體效率，還簡化了后續的維護工作。

16、因此，本發明具有如下有益效果：

17、曝氣系統的可調節性提高了沉砂池的適應性，使其能夠根據不同水質和水量條件靈活調整，從而提升了整體處理效率和穩定性。

18、導流結構和輔助導流板的設計優化了水流分布，延長了水力停留時間，因此顯著提高了沉砂效率，理論上可提升20-30％。

19、自適應曝氣控制系統根據實時水質數據動態調整運行參數，實現了精細化管理，從而提高了能源利用效率，預計可節省30-40％的能耗。

20、收集槽底部的傾斜面設計利用重力作用加速浮沫排出，減少了浮沫滯留時間，因此提高了除沫效率，同時降低了異味產生風險。