本實用新型涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種曝氣系統。
背景技術：
污水處理屬于高耗能行業，如果只通過電網供電，則會產生較高的運行成本。考慮到污水處理廠一般位于城市邊緣地區，占地較廣，且上層空間閑置，特別適合建設光伏發電、風力發電等新能源設備。多數污水處理廠建設有光伏發電、風力發電等新能源設備，用于供給污水處理廠的高能耗。
但是，由于風能、太陽能等新能源為非連續性能源，風力發電和光伏發電等受環境條件的影響較大，可控性較低。當天氣條件、風力條件等較高的情況下，新能源設備的發電量可能會遠超出污水處理廠的用電量，多余的電量無法消納。污水處理廠只能以較低價格出售給電網公司，甚至會出現棄風/光限電的情況，造成資源的浪費。
技術實現要素：
本實用新型的實施例提供一種曝氣系統，以解決污水處理廠電量使用不夠經濟的問題。
為達到上述目的，本實用新型的實施例提供一種曝氣系統，包括：控制裝置、電解槽、氧氣存儲罐和氧氣曝氣設備；電解槽與污水處理廠的電網連接，氧氣存儲罐與電解槽連接，氧氣曝氣設備與曝氣池和氧氣存儲罐分別連接，電網與發電裝置連接；控制裝置根據發電裝置的發電量和污水處理廠的耗電量控制電網與電解槽之間的電力連接。
可選地，電網電解槽之間的連接線路上設置有開關裝置，控制裝置與開關裝置連接并通過開關裝置控制電網與電解槽之間的電力連接；和/或，電網電解槽之間的連接線路上設置有變壓器和整流裝置。
可選地，氧氣曝氣設備與氧氣存儲罐之間的連接管路上設置有電動閥，電動閥與控制裝置連接。
可選地，曝氣池還連接有空氣曝氣設備，控制裝置與空氣曝氣設備的控制端連接。
可選地，氧氣存儲罐上設置有壓力檢測裝置，控制裝置還與壓力檢測裝置連接，并還根據壓力檢測裝置檢測的壓力值控制氧氣曝氣設備和空氣曝氣設備。
可選地，電網還與地區電網連接，控制裝置還根據時間和/或電價信息控制開關裝置，或者，控制裝置還根據時間和/或電價信息控制開關裝置和空氣曝氣設備。
可選地，控制裝置還與污水處理廠的污水處理控制系統連接，并從污水處理控制系統獲取曝氣池的曝氣需求信息，以及根據曝氣需求信息控制氧氣曝氣設備和空氣曝氣設備。
可選地，開關裝置和電動閥為聯動控制結構。
可選地，電網連接有發電監控器，控制裝置與發電監控器連接，并從發電監控器獲取發電裝置的發電量和污水處理廠的耗電量。
可選地，發電裝置包括：風力發電設備、光伏發電設備、水力發電設備、火力發電設備和核發電設備中的至少一種。
本實用新型的實施例的曝氣系統，在污水處理廠的發電設備的發電量大于污水處理廠的耗電量時，將多余的電量用于電解水，獲得的氧氣存儲并用于進行曝氣，使電量的使用更經濟，減少了電量的浪費，同時提高了曝氣效果。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例的曝氣系統的結構示意圖。
附圖標記說明：
10、電網；11、風力發電設備；12、光伏發電設備；13、地區電網；14、發電監控器；15、開關裝置；16、變壓器；17、整流裝置；20、電解槽；21、氧氣存儲罐；22、氫氣存儲罐；23、壓力檢測裝置；24、電動閥；30、曝氣池；31、氧氣曝氣設備；32、空氣曝氣設備；33、布氣設備；40、控制裝置；50、污水處理控制系統。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型的實施例的曝氣系統進行詳細描述。
圖1為本實用新型實施例的曝氣系統的一個結構示意圖。如圖1所示，該曝氣系統包括控制裝置40、電解槽20、氧氣存儲罐21和氧氣曝氣設備31。電解槽20與污水處理廠的電網10連接，氧氣存儲罐21與電解槽20連接，氧氣曝氣設備31與曝氣池30和氧氣存儲罐21分別連接，電網10與發電裝置連接；控制裝置40根據發電裝置的發電量和污水處理廠的耗電量控制電網10與電解槽20之間的電力連接。
根據本實用新型的實施例，在污水處理廠的耗電量大于發電裝置的發電量時，污水處理廠的電網10中有多余的電量，控制裝置40控制電網10與電解槽20電力連接，使電網10向電解槽20供電，利用電解槽20電解水來消納電網10中多余的電量，使電量的使用更加經濟。電解槽20電解水生成氧氣和氫氣，氧氣輸出到氧氣存儲罐21中進行存儲。在曝氣池30需要曝氣時，氧氣曝氣設備31將氧氣存儲罐21中存儲的氧氣輸送到曝氣池30進行純氧曝氣，提升曝氣效果。
優選地，氧氣曝氣設備31為鼓風機，但并不限于鼓風機，氧氣曝氣設備31可以為任意能將氧氣存儲罐中的氧氣輸送至曝氣池30中的設備。
本實施例中，污水處理廠的電網10連接有發電監控器14，控制裝置40與發電監控器14連接，并從發電監控器14獲取發電裝置的發電量和污水處理廠的耗電量。
如圖1所示，發電裝置包括風力發電設備11和光伏發電設備12。當然，在其他實施例中，發電裝置還可以包括水力發電設備、核發電設備等新能源發電設備，或者傳統的火力發電設備。
在實際的應用場景中，污水處理廠的電網10可以為污水處理廠的電力母線，發電監控器14通過功率計量裝置等設備，實時監控各發電設備的發電量，和污水處理廠的耗電量，并進行對比。在發電監控器14監測到各發電設備的發電總量大于污水處理廠的耗電量時，污水處理廠無法消納電網10中多余的電量。此時，控制裝置40控制電網10與電解槽20連接，利用電解水的方式來消納這部分電量。
優選地，電網10與電解槽20之間的連接線路上設置有開關裝置15，控制裝置40與開關裝置15連接并通過開關裝置15控制電網10與電解槽20之間的電力連接。
例如，開關裝置15可以為電磁開關，在發電監控器14監測到發電裝置的發電總量大于污水處理廠的耗電量時，控制裝置40向電磁開關發送高電平信號，控制電磁開關導通電網10與電解槽20之間的電力連接；在發電監控器14未監測到發電裝置的發電總量大于污水處理廠的耗電量時，控制裝置40向電磁開關發送低電平信號，控制電磁開關斷開電網10與電解槽20之間的電力連接。
此外，電網10與電解槽20之間的連接線路上設置有變壓器16和整流裝置17。變壓器16用于調整電網10輸出電能的電壓，整流裝置17用于進行電流調整。電網10輸出電能經過變壓器16和整流裝置17的調整，電壓和電流均調整至電解槽20的工作范圍，可以使電解槽20穩定進行電解水。
在電解槽20得電之后進行電解水，電解水得到的氧氣存儲到氧氣存儲罐21中，并通過純氧曝氣的方式就地消納，氧氣的存儲和轉運成本較低。此外，該曝氣系統還包括與電解槽20連接的氫氣存儲罐22，用于暫時存儲電解水生成的氫氣，之后再轉運到其他應用場所。
本實施例中，曝氣池30還連接有空氣曝氣設備32，控制裝置40與空氣曝氣設備32的控制端連接。
在氧氣曝氣設備31不進行純氧曝氣時，若曝氣池30需要曝氣，可以利用空氣曝氣設備32進行曝氣，以保證曝氣池30順利進行污水處理流程的曝氣環節。空氣曝氣設備32可以為鼓風機或者射流曝氣器等進行空氣曝氣的設備，但不限于此。
例如，在發電裝置的發電量小于污水處理廠的耗電量時，控制裝置40控制開關裝置15斷開，電解槽20不工作，氧氣曝氣設備31不能進行純氧曝氣。此時，若曝氣池30需要曝氣時，控制裝置40可以控制空氣曝氣設備32運行，進行空氣曝氣。
在這里說明，上述氧氣曝氣設備31和空氣曝氣設備32的輸出端連接有布氣設備33，分別用于提高氧氣曝氣設備31輸出的氧氣，和空氣曝氣設備32輸出空氣的曝氣效率。而且，氧氣曝氣設備31和空氣曝氣設備32的數量可以為一臺或多臺，具體根據曝氣池30所需的曝氣量進行確定。
優選地，氧氣曝氣設備31與氧氣存儲罐21之間的連接管路上設置有電動閥24，電動閥24與控制裝置40連接。
本實施例中，控制裝置40還與污水處理廠的污水處理控制系統50連接，用于從污水處理控制系統50獲取曝氣池30的曝氣需求信息。在控制裝置40未獲取到曝氣池需要曝氣的信息時，控制電動閥24關閉，斷開氧氣曝氣設備31與氧氣存儲罐21之間的連接管路，并禁止氧氣曝氣設備31和空氣曝氣設備32運行。
在控制裝置40獲取到曝氣池需要曝氣的信息時，控制裝置40控制電動閥24閉合，以導通連接管路。同時，控制裝置40向氧氣曝氣設備31的控制端發送控制信號，控制氧氣曝氣設備31運行，將氧氣存儲罐21輸出的氧氣輸送到曝氣池30進行純氧曝氣。
而且，控制裝置40還可以通過電動閥24控制氧氣在連接管路中的流量，以及調整氧氣曝氣設備31的工作效率，使純氧曝氣穩定進行。
更優地，氧氣存儲罐21上設置有壓力檢測裝置23，控制裝置40還與壓力檢測裝置23連接，并根據壓力檢測裝置23檢測的壓力值控制氧氣曝氣設備31和空氣曝氣設備32。
具體地，壓力檢測裝置23用于通過檢測氧氣存儲罐21中壓力值，來檢測氧氣存儲罐21中氧氣的存儲量。若壓力檢測裝置23檢測到的壓力值大于預設值時，則氧氣存儲罐21中存儲有較多的氧氣，控制裝置40可以控制電動閥24閉合，并控制氧氣曝氣設備31進行純氧曝氣。若壓力檢測裝置23檢測到的壓力值不大于預設值時，則氧氣存儲罐21中氧氣的存儲量不足，控制裝置40控制電動閥24斷開，并控制空氣曝氣設備32運行。
本實施例中，污水處理廠的電網10還連接地區電網13，控制裝置40還根據時間和/或電價信息控制開關裝置15和空氣曝氣設備32。
地區電網13用于在發電裝置的發電量小于污水處理廠的耗電量時，向電網10供電，保證污水處理廠正常運行。而且，為了降低成本，控制裝置40根據地區電網13對應的電價信息，來控制開關裝置15的通斷，以及控制空氣曝氣設備32是否運行。也即，控制氧氣曝氣設備31和空氣曝氣設備32切換工作。
例如，地區電網13對應的谷電時間段的電價較低，控制裝置40可以在谷電時間段內控制開關裝置15導通，利用低價電電解水來存儲用于純氧曝氣，并禁止空氣曝氣設備32運行；在非谷電時間段控制開關裝置15斷開，利用存儲的氧氣進行純氧曝氣，并在壓力檢測裝置23檢測到的壓力值較大時控制空氣曝氣設備32開始運行。由此，即可實現根據時間來對開關裝置15的控制。
或者，控制裝置40根據實時獲取的電價信息的高低控制開關裝置15的通斷，以及控制空氣曝氣設備32是否運行。
可選地，開關裝置15與電動閥24可以設置為聯動控制結構。在控制裝置40控制開關裝置15導通時，電動閥24閉合，因為電解槽20得電不斷進行電解水，生成的氧氣足夠進行純氧曝氣。在控制裝置40控制開關裝置15斷開時，控制裝置40在根據壓力檢測裝置23檢測的壓力值的大小，來控制電動閥24通斷。
上述為本實用新型的實施例的曝氣系統，該曝氣系統工作原理如下：
一、在發電裝置的發電量大于污水處理廠的耗電量時，或者在地區電網13對應的電價較低時，控制裝置40控制開關裝置15導通，利用電解水的方式存儲氧氣；并控制氧氣曝氣設備31進行純氧曝氣。
二、在發電裝置的發電量不大于污水處理廠的耗電量，并且地區電網13對應的電價較高時，控制裝置40控制開關裝置15斷開。
在上述工作原理二的基礎上，進一步地，控制裝置40在壓力檢測裝置23檢測到的壓力值較大時，控制氧氣曝氣設備31進行純氧曝氣；在壓力檢測裝置23檢測到的壓力值較小時，控制空氣曝氣設備32工作。
本實用新型的實施例的曝氣系統具有如下優點：
通過在污水處理廠中設置電解槽，利用電解水的方式來消納多余的電量，避免浪費資源，使電量的使用更加經濟；
將電解水生成的氧氣用于曝氣池進行純氧曝氣，提高曝氣效果，并將氧氣就地消納，降低了氧氣的存儲和轉運成本；
利用污水處理廠中多余的電量或者電價較低價的電來電解水，生成并存儲的氧氣進行純氧曝氣，有效降低了污水處理廠的運營成本。
需要指出，根據實施的需要，可將本申請中描述的各個部件拆分為更多部件，也可將兩個或多個部件或者部件的部分操作組合成新的部件，以實現本實用新型的目的。
以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。