CN104529088A - 分段式一体化无耗电农村污水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了分段式一体化无耗电农村污水处理装置，包括风力空气压缩装置和通过管路依次连接的沼气池（1）、混合池（2）、厌氧反应池（3）、好氧池（4）、沉淀池（5）、进水配水渠（6）、潜流人工湿地（7）、出水渠（8）、排放口（9）。本发明的有益效果是：有太阳光照环境下，太阳能电池板通过电力转换控制器直接向搅拌器驱动电机和鼓风机供电，使搅拌器和鼓风机工作；无太阳光照时，风力发电机通过电力转换控制器直接向搅拌器驱动电机和鼓风机供电，风力空气压缩装置产生的压缩空气同时驱动搅拌轴旋转和通过曝气器鼓入好氧池，实现了节能降耗和污染减排的有机结合，为农村生活污水治理提供了无能耗、高效率的实用处理技术。

Description

分段式一体化无耗电农村污水处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理装置技术领域，具体地，涉及分段式一体化无耗电农村污水处理装置。
背景技术
农村生活污水是造成农村水环境污染的最重要的原因，且会随着农村生活方式的改变而加剧，成为农村人居环境改善需要解决的迫切问题。
目前农村生活污水的主要环境工程技术有接触氧化法\曝气生物滤池、氧化沟及A/O法等工艺。这些技术均需采用人工曝气增氧措施，以达到水体净化的目的。但现有装置能耗较高，污水搅拌、鼓风曝气的电耗约占运营成本的60%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种处理效率高、节省电力的分段式一体化无耗电农村污水处理装置。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
分段式一体化无耗电农村污水处理装置，包括风力空气压缩装置和通过管路依次连接的沼气池、混合池、厌氧反应池、好氧池、沉淀池、进水配水渠、潜流人工湿地、出水渠、排放口，风力空气压缩装置包括安装在驱动轴端部的叶片，驱动轴的另一端连接空气压缩机，空气压缩机的出气口通过管道连接空气储罐，空气压缩机的壳体旋转安装于支撑杆上，空气压缩机的壳体上还固定连接有尾翼，从而由风力吹动叶片，由叶片带动驱动轴旋转，由驱动轴驱动空气压缩机工作，空气压缩机的壳体旋转安装于支撑杆上、空气压缩机的壳体上固定连接尾翼的结构，使得叶片的朝向能够随着风向的改变而改变，使叶片始终正对风向，使得装置具有自适应功能，提高了风能利用效率。
沼气池的池体上设置有高浓度污水进口，混合池的进液管分别连接沼气池的出液口和低浓度污水进口，所述的厌氧反应池内设置有搅拌器，搅拌器包括搅拌轴和设置于搅拌轴下部的搅拌叶轮，搅拌轴通过轴承旋转安装于厌氧反应池的顶部，搅拌轴的上端伸出厌氧反应池，搅拌轴伸出厌氧反应池的部分上安装有驱动叶轮。
所述的好氧池内设置有填料层，填料层附着生物膜，填料层的下方设置有曝气器，从而创造好氧环境，利用好氧微生物代谢除去有机污染物和营养物质。
空气储罐的出气口通过管路分别连接厌氧反应池顶部和曝气器，由连接厌氧反应池顶部的管路吹出的空气吹向搅拌器顶部的驱动叶轮，使驱动叶轮旋转。通过风力空气压缩装置将空气压缩充入空气储罐，进一步，推动搅拌器旋转、对好氧池进行曝气，结构简单合理，风能利用率高，节省了电力资源，有效实现厌氧反应池的搅拌和好氧池的曝气。
所述的潜流人工湿地由下至上依次设置有承托层、过渡层、反应层、多介质填料过滤层以及湿地植物层，且由上至下各层物料粒径逐渐减小。通过设置多层结构，形成多介质生物接触垂直潜流人工湿地，适用于农村污水处理，保证了污水的净化效率，出水水质好，提高净化效率。
它还包括风能太阳能联合发电装置、搅拌器驱动电机和鼓风机，风能太阳能联合发电装置包括风力发电机、太阳能电池板以及电力转换控制器，风力发电机和太阳能电池板均与电力转换控制器连接，电力转换控制器还通过线缆连接搅拌器驱动电机和鼓风机，搅拌器驱动电机的电机轴通过传动装置连接搅拌轴，鼓风机通过管路连接曝气器。有太阳光照环境下，太阳能电池板通过电力转换控制器直接向搅拌器驱动电机和鼓风机供电，使搅拌器和鼓风机工作；无太阳光照时，风力发电机通过电力转换控制器直接向搅拌器驱动电机和鼓风机供电，同时风力空气压缩装置产生的压缩空气同时驱动搅拌轴旋转和通过曝气器鼓入好氧池。
所述的沼气池包括带有内腔的池体，池体上设置有连通内腔的集气管、高浓度污水进口、排渣口和出液口，集气管位于池体的顶部，内腔的底面为向一侧倾斜的倾斜池底，高浓度污水进口位于倾斜池底较高的一侧，排渣口位于倾斜池底较低的一侧，出液口位于池体的侧壁上部。
综上，本发明的有益效果是：
有太阳光照环境下，太阳能电池板通过电力转换控制器直接向搅拌器驱动电机和鼓风机供电，使搅拌器和鼓风机工作；无太阳光照时，风力发电机通过电力转换控制器直接向搅拌器驱动电机和鼓风机供电，同时风力空气压缩装置产生的压缩空气同时驱动搅拌轴旋转和通过曝气器鼓入好氧池，实现了节能降耗和污染减排的有机结合，为农村生活污水治理提供了无能耗、高效率的实用处理技术。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1-沼气池，2-混合池，3-厌氧反应池，4-好氧池，5-沉淀池，6-进水配水渠，7-潜流人工湿地，8-出水渠，9-排放口，10-叶片，11-空气压缩机，12-空气储罐，13-尾翼，14-集气管，15-高浓度污水进口，16-倾斜池底，17-挡板，18-观察口，19-低浓度污水进口，20-折流板，21-搅拌轴，22-搅拌叶轮，23-驱动叶轮，24-填料层，25-曝气器，26-污泥斗，27-搅拌器驱动电机，28-鼓风机，29-风力发电机，30-太阳能电池板，31-电力转换控制器，32-通风口。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
如图1所示，分段式一体化无耗电农村污水处理装置，包括风力空气压缩装置和通过管路依次连接的沼气池1、混合池2、厌氧反应池3、好氧池4、沉淀池5、进水配水渠6、潜流人工湿地7、出水渠8、排放口9。
风力空气压缩装置包括安装在驱动轴端部的叶片10，驱动轴的另一端连接空气压缩机11，空气压缩机11的出气口通过管道连接空气储罐12，空气压缩机11的壳体旋转安装于支撑杆上，空气压缩机11可绕该垂直设置的支撑杆做水平旋转，如支撑杆可通过轴承与空气压缩机11连接，支撑杆用于支撑风力空气压缩装置，其可固定安装于支架或污水处理装置上，空气压缩机11的壳体上还固定连接有尾翼13，从而由风力吹动叶片10，由叶片10带动驱动轴旋转，由驱动轴驱动空气压缩机11工作，空气压缩机11的壳体旋转安装于支撑杆上、空气压缩机11的壳体上固定连接尾翼13的结构，使得叶片10的朝向能够随着风向的改变而改变，使叶片10始终正对风向，使得装置具有自适应功能，提高了风力利用效率。
所述的沼气池1包括带有内腔的池体，池体上设置有连通内腔的集气管14、高浓度污水进口15、排渣口和出液口，集气管14位于池体的顶部，内腔的底面为向一侧倾斜的倾斜池底16，高浓度污水进口15位于倾斜池底16较高的一侧，排渣口位于倾斜池底16较低的一侧，出液口位于池体的侧壁上部，优选地，所述的倾斜池底16上设置有沿垂直方向设置的挡板17，挡板17将内腔下部分隔成固体腔和液体腔，排渣口位于固体腔的底部，出液口位于液体腔上部的侧壁上，池体的顶部一侧还设置有观察口18。
所述的混合池2上设置有进液管，进液管分别连接沼气池1的出液口和低浓度污水进口19，混合池2内设置有折流板20。
所述的厌氧反应池3内设置有搅拌器，搅拌器包括搅拌轴21和设置于搅拌轴21下部的搅拌叶轮22，搅拌轴21通过轴承旋转安装于厌氧反应池3的顶部，搅拌轴21的上端伸出厌氧反应池3，搅拌轴21伸出厌氧反应池3的部分上安装有驱动叶轮23。
所述的好氧池4内设置有填料层24，填料层24附着生物膜，填料层24的下方设置有曝气器25，从而创造好氧环境，利用好氧微生物代谢除去有机污染物和营养物质，好氧池4的顶部设置有通风口32。
空气储罐12的出气口通过管路分别连接厌氧反应池3顶部和曝气器25，连接厌氧反应池3顶部的管路的出风口正对驱动叶轮23，由连接厌氧反应池3顶部的管路吹出的空气吹向搅拌器的顶部驱动叶轮23，使驱动叶轮23旋转。通过风力空气压缩装置将空气压缩充入空气储罐12，进一步，推动搅拌器旋转、对好氧池4进行曝气，结构简单合理，风能利用率高，节省了电力资源，有效实现厌氧反应池3的搅拌和好氧池4的曝气。
所述的沉淀池5的底部为呈锥形的污泥斗26。
所述的潜流人工湿地7由下至上依次设置有承托层、过渡层、反应层、多介质填料过滤层以及湿地植物层，且由上至下各层物料粒径逐渐减小。承托层、过渡层、反应层的材质均为卵石或砾石，多介质填料过滤层的材质为卵石、煤渣、石灰石和土壤、其比例为各占四分之一，湿地植物层为风车草等。通过设置多层结构，形成多介质生物接触垂直潜流人工湿地7，适用于农村污水处理，保证了污水的净化效率，出水水质好，提高净化效率。
它还包括风能太阳能联合发电装置、搅拌器驱动电机27和鼓风机28，风能太阳能联合发电装置包括风力发电机29、太阳能电池板30以及电力转换控制器31，风力发电机29和太阳能电池板30均与电力转换控制器31连接，电力转换控制器31还通过线缆连接搅拌器驱动电机27和鼓风机28，搅拌器驱动电机27的电机轴通过传动装置连接搅拌轴21，鼓风机28通过管路连接曝气器25。风力发电机29也旋转安装于一个支撑杆上，其可绕垂直设置的支撑杆做水平旋转。优选的，风力发电机29上也固定安装有一个尾翼，使得风力发电机29的朝向能够随着风向的改变而改变，使风力发电机29始终正对风向，使得装置具有自适应功能，提高了风力利用效率。
有太阳光照环境下，太阳能电池板30通过电力转换控制器31直接向搅拌器驱动电机27和鼓风机28供电，使搅拌器和鼓风机28工作；无太阳光照时，风力发电机29通过电力转换控制器31直接向搅拌器驱动电机27和鼓风机28供电，同时风力空气压缩装置产生的压缩空气同时驱动搅拌轴21旋转和通过曝气器25鼓入好氧池4。
高浓度污水从高浓度污水进口15进入沼气池，并依次流经后续设备完成污水处理；低浓度污水经低浓度污水进口19进入混合池，并依次流经后续设备完成污水处理。
沼气池1、混合池2、厌氧反应池3、好氧池4、沉淀池5、进水配水渠6、潜流人工湿地7、出水渠8、排放口9的壳体均固定连接为一体，从而实现了污水处理装置的一体化结构，可根据污水处理量选择有限数量的一体化污水处理装置并列运行，根据污水处理量需求增减污水处理装置，方便调节，灵活便捷，提高了装置的利用效率。
如上所述，可较好的实现本发明。

Claims (4)

1.分段式一体化无耗电农村污水处理装置，其特征在于，包括风力空气压缩装置和通过管路依次连接的沼气池（1）、混合池（2）、厌氧反应池（3）、好氧池（4）、沉淀池（5）、进水配水渠（6）、潜流人工湿地（7）、出水渠（8）、排放口（9），所述的风力空气压缩装置包括安装在驱动轴端部的叶片（10），驱动轴的另一端连接空气压缩机（11），空气压缩机（11）的出气口通过管道连接空气储罐（12），空气压缩机（11）的壳体旋转安装于支撑杆上，空气压缩机（11）的壳体上还固定连接有尾翼（13），沼气池（1）的池体上设置有高浓度污水进口（15），所述的混合池（2）的进液管分别连接沼气池（1）的出液口和低浓度污水进口（19），所述的厌氧反应池（3）内设置有搅拌器，搅拌器包括搅拌轴（21）和设置于搅拌轴（21）下部的搅拌叶轮（22），搅拌轴（21）通过轴承旋转安装于厌氧反应池（3）的顶部，搅拌轴（21）的上端伸出厌氧反应池（3），搅拌轴（21）伸出厌氧反应池（3）的部分上安装有驱动叶轮（23），好氧池（4）内设置有填料层（24），填料层（24）的下方设置有曝气器（25），空气储罐（12）的出气口通过管路分别连接厌氧反应池（3）顶部和曝气器（25），由连接厌氧反应池（3）顶部的管路吹出的空气吹向搅拌器顶部的驱动叶轮（23）。
2.根据权利要求1所述的分段式一体化无耗电农村污水处理装置，其特征在于，潜流人工湿地（7）由下至上依次设置有承托层、过渡层、反应层、多介质填料过滤层以及湿地植物层，且由上至下各层物料粒径逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的分段式一体化无耗电农村污水处理装置，其特征在于，它还包括风能太阳能联合发电装置、搅拌器驱动电机（27）和鼓风机（28），风能太阳能联合发电装置包括风力发电机（29）、太阳能电池板（30）以及电力转换控制器（31），风力发电机（29）和太阳能电池板（30）均与电力转换控制器（31）连接，电力转换控制器（31）还通过线缆连接搅拌器驱动电机（27）和鼓风机（28），搅拌器驱动电机（27）的电机轴通过传动装置连接搅拌轴（21），鼓风机（28）通过管路连接曝气器（25）。
4.根据权利要求1所述的分段式一体化无耗电农村污水处理装置，其特征在于，所述的沼气池（1）包括带有内腔的池体，池体上设置有连通内腔的集气管（14）、高浓度污水进口（15）、排渣口和出液口，集气管（14）位于池体的顶部，内腔的底面为向一侧倾斜的倾斜池底（16），高浓度污水进口（15）位于倾斜池底（16）较高的一侧，排渣口位于倾斜池底（16）较低的一侧，出液口位于池体的侧壁上部。
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