CN104773814B - 一种复合式免冲洗水处理系统及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合式免冲洗水处理系统及其应用方法，所述系统主要包括第一水泵、第二水泵、定时自动开关、密封仓室和气泵，水泵的一端与待处理污水相连通，其另一端与密封仓室相连，气泵与密封仓室相连，定时开关自动转换所述第一水泵和第二水泵的工作状态。污水进入仓室通过过滤和益生菌的分解可使水中杂质及污染物得到有效的消除，从而使水质得到净化；此过程不使用消毒剂、添加物等，不会造成二次污染。水在循环中不断得到过滤和净化，从而达到不用更换的节水省工的最好效果。该套系统可根据需处理污水量的多少设置设备规模，灵活方便；可广泛应用在水族馆、生态鱼缸、水产养殖、景观水体等各领域，有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种复合式免冲洗水处理系统及其应用方法。
背景技术
各种养鱼池、游泳池、观赏鱼池、海洋馆在运行过程中必然形成水的污染，为了保证一定的水质要求，不得不大量频繁换水。传统水池清洗净化主要包括以下几个方面：水池排水、沉淀池开盖卫生清理、过滤阀杂物清理、墙面污渍及青苔高压水柱清除、地面清洗及污水清除、垃圾清除及水池注水、水池过滤设备清洗、浮球阀复位。池水更换和清理费工费时影响生产效益，并且一般水池一个月换一次水，中等大小的水池平均一次需水300吨，一年浪费的水量，也是一个惊人的数字。
为了美化城市环境和解决城市热岛效应，城区内的水体如喷泉、人工湖、护城河等已成为各个城市风景建设的一项重要内容。但是大量的生活污水和工业污水流入城市水体，使氮、磷等不断积累，导致水体的富营养化；景观水多为静止或流动性差的封闭缓流水体，水环境容量小，极易促使藻类以及其它水生植物大量繁殖，形成“水华”，水质恶化，产生异味，严重影响周围的自然环境和居民的生活环境，这已成为城市生态环境建设中的一个难题。
水是人类的命脉，是有限的不可替代的重要自然资源，在这些工业生产、农业养殖、景观观赏、旅游娱乐等许多领域的运行过程中，污染物进入水体形成了污染的废水，大量的消耗了洁净的水资源。将污染的废水通过一定的设备和方式净化循环利用，是现代经济社会发展的迫切需要。目前也有许多这样的设备和方法，但大部分工艺较复杂，设备较庞大，使用费用比较高。
鉴于以上出现的问题，特提出一种可解决传统水池水质净化问题，达到免冲洗免换水效果的水处理系统。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种封闭循环水体净化再利用，免冲洗免换水的复合式水处理系统及其应用方法。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种复合式免冲洗水处理系统及其应用方法，其特征在于包括：
第一水泵，用于抽水和排水；
第二水泵，用于抽水和排水；
定时自动开关，用于转换所述第一水泵和第二水泵的工作状态；
密封仓室，所述密封仓室内设置有各种滤材菌床供好氧菌附着；
气泵，用于将外部空气压入所述密封仓室内部；
其中，所述第一水泵的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室相连，所述第二水泵的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室相连，所述气泵与所述密封仓室相连。
作为对上述方案的进一步改进，所述密封仓室设置有密封隔板，所述密封隔板将所述密封仓室分隔为第一仓室和第二仓室，所述密封隔板顶端设置有连通第一仓室和第二仓室连接管。
进一步，所述第一水泵的进水口与待处理污水相连通，其出水口与所述密封仓室第一仓室底部相连，所述第二水泵的进水口与待处理污水相连通，出水口与所述密封仓室第二仓室底部相连，所述气泵通过导气管与所述密封仓室密封隔板连接管相连。
进一步，所述第一仓室和第二仓室内均设置有若干挡板，每个仓室内的若干挡板均交替间隔设置形成水道。
进一步，每一所述挡板间均设置有菌床，所述菌床由表面积大的各种滤材组成。
进一步，所述菌床包括三层，第一层为大颗粒菌床，第二层为小颗粒菌床，第三层为大颗粒菌床。
一种利用复合式免冲洗水处理系统处理污水的方法，其特征在于包括以下步骤：
i.打开第一水泵或第二水泵，通过第一水泵或第二水泵抽取待处理污水，所述第一水泵和第二水泵的工作状态可通过定时自动开关进行转换，同时，打开气泵；
ii.当第一水泵和第二水泵的工作状态分别设定为抽取和排出状态时，所述第一水泵抽取的待处理污水进入密封仓室的第一仓室内；所述待处理污水在第一仓室内设置的水道中流动，所述水道由若干挡板交替间隔设置形成，待第一仓室内的水位涨至连接管处时，所述待处理污水与挡板间的菌床充分接触反应，其中，所述菌床包括三层，第一层为大颗粒菌床，第二层为小颗粒菌床，第三层为大颗粒菌床；水流通过连接管流入第二仓室内；水流在第二仓室内设置的水道中流动，流入第二仓室内的水流在第一水泵和气泵的共同作用下在第二水泵出水口处以水气混合的方式经第二水泵的进水口排出，此时，第一仓室水位是满的，第一仓室的菌床全部淹没在水中，菌群与水中的有害物质进行充分反应，迅速净化水质。同时，第二仓室的水位维持在出水口处，第二仓室的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态；
iii.当第一水泵和第二水泵的工作状态通过定时自动开关分别转换为排出和抽取状态时，所述第二水泵抽取的待处理污水进入密封仓室的第二仓室内；所述待处理污水在第二仓室内设置的水道中流动，所述水道由若干挡板交替间隔设置形成，待第二仓室内的水位涨至连接管处时，所述待处理污水与挡板间的菌床充分接触反应，其中，所述菌床包括三层，第一层为大颗粒菌床，第二层为小颗粒菌床，第三层为大颗粒菌床；水流通过连接管流入第一仓室内；水流在第一仓室内设置的水道中流动，流入第一仓室内的水流在第二水泵和气泵的共同作用下在第一水泵出水口处以水气混合的方式经第一水泵的进水口排出，此时，第二仓室水位是满的，第二仓室的菌床全部淹没在水中，菌群与水中的有害物质进行充分反应，迅速净化水质。同时，第一仓室的水位维持在出水口处，第一仓室的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态。
本发明的有益效果是：本发明作为一种复合式免冲洗水处理系统及其应用方法，主要包括第一水泵、第二水泵、定时自动开关、密封仓室和气泵，第一水泵的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室相连，所述第二水泵的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室相连，所述气泵与所述密封仓室相连，该自动循环复合式免冲洗水处理系统，污水进入仓室通过过滤和益生菌的分解可使水中杂质及污染物得到有效的消除，从而使池水得到净化；此过程不使用消毒剂、添加物等，不会带来二次污染。水在密闭的系统中循环，不断得到去除杂质和净化，从而达到不用更换的节水省工的最好效果。该套系统可根据需处理污水量的多少设置设备规模，灵活方便，可广泛应用在水族馆、生态鱼缸、水产养殖、景观水体等各个领域，具备良好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明工作原理结构示意图一，其连通有外部污水池；
图2为本发明工作原理结构示意图二，其连通有外部污水池；
图3为本发明立体结构示意图；
图4为本发明正面结构示意图；
图5为本发明三层菌床的原理示意图；
图6为本发明密封仓室的结构示意图，其内设置有三层菌床；
图7为三层菌床的结构示意图；
图8为利用复合式免冲洗水处理系统处理污水的方法步骤流程图。
具体实施方式
参照图1—图8，一种复合式免冲洗水处理系统及其应用方法，包括：第一水泵(1)，用于抽水和排水；第二水泵(2)，用于抽水和排水；定时自动开关(3)，用于转换所述第一水泵(1)和第二水泵(2)的工作状态；密封仓室(4)，所述密封仓室(4)内设置有各种滤材菌床供好氧菌附着；气泵(5)，用于将外部空气压入所述密封仓室(4)内部；其中，所述第一水泵(1)的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室(4)相连，所述第二水泵(2)的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室(4)相连，所述气泵(5)与所述密封仓室(4)相连。
密封仓室(4)中部设置有密封隔板(6)，所述密封隔板(6)将所述密封仓室(4)分隔为第一仓室(41)和第二仓室(42)，所述密封隔板（6）顶端设置有连通第一仓室(41)和第二仓室(42)连接管(61)。第一水泵（1）的进水口（11）与待处理污水相连通，其出水口（12）与所述密封仓室（4）第一仓室（41）底部相连，所述第二水泵（2）的进水口（21）与待处理污水相连通，出水口（22）与所述密封仓室（4）第二仓室(42)底部相连，所述气泵(5)通过导气管(51)与所述密封仓室(4)密封隔板(6)连接管(61)相连。
第一仓室(41)和第二仓室(42)内均设置有若干挡板(43)，每个仓室内的若干挡板（43）均交替间隔设置形成水道（44）。水道（44）的作用在于延长水流路程，加大与菌床反应面积和时间，增强水质净化效果。
每一所述挡板（43）间均设置有菌床（45），所述菌床（45）由表面积大的各种滤材组成。例如，每一所述挡板（43）间均设置有菌床（45），所述菌床（45）上配置有硝化菌。菌床（45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌床(452)，第三层为大颗粒菌床(451)，这种结构能够起到更好的净化过滤作用。
参考图8，一种利用复合式免冲洗水处理系统及其应用方法处理污水的方法，其特征在于包括以下步骤：
i.打开第一水泵(1)或第二水泵(2)，通过第一水泵(1)或第二水泵(2)抽取待处理污水，所述第一水泵（1)和第二水泵(2）的工作状态可通过定时自动开关(3)进行转换，同时，打开气泵(5)；
ii.当第一水泵(1)和第二水泵(2)的工作状态分别设定为抽取和排出状态时，所述第一水泵(1)抽取的待处理污水进入密封仓室(4)的第一仓室(41)内；所述待处理污水在第一仓室(41)内设置的水道(44)中流动，所述水道(44)由若干挡板(43)交替间隔设置形成，待第一仓室（41）内的水位涨至连接管（61）处时，所述待处理污水与挡板(43)间的菌床(45)充分接触反应，其中，所述菌床(45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌床(452），第三层为大颗粒菌床（451）；水流通过连接管（61）流入第二仓室（42）内；水流在第二仓室（42）内设置的水道（44）中流动，流入第二仓室（42）内的水流在第一水泵（1）和气泵（5）的共同作用下在第二水泵（2）出水口（22）处以水气混合的方式经第二水泵（2）的进水口（21）排出，此时，第一仓室（41）水位是满的，第一仓室（41）的菌床全部淹没在水中，菌群与水中的有害物质进行充分反应，迅速净化水质。同时，第二仓室（42）的水位维持在出水口（22）处，第二仓室（42）的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态；
iii.当第一水泵（1）和第二水泵（2）的工作状态通过定时自动开关（3）分别转换为排出和抽取状态时，所述第二水泵（2）抽取的待处理污水进入密封仓室（4）的第二仓室（42）内；所述待处理污水在第二仓室（42）内设置的水道（44）中流动，所述水道（44）由若干挡板（43）交替间隔设置形成，待第二仓室(42)内的水位涨至连接管(61)处时，所述待处理污水与挡板（43)间的菌床(45)充分接触反应，其中，所述菌床(45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌床(452)，第三层为大颗粒菌床(451)；水流通过连接管(61)流入第一仓室(41)内；水流在第一仓室(41)内设置的水道(44)中流动，流入第一仓室(41)内的水流在第二水泵(2)和气泵(5)的共同作用下在第一水泵(1)出水口(12)处以水气混合的方式经第一水泵(1)的进水口(11)排出，此时，第二仓室（42）水位是满的，第二仓室（42）的菌床全部淹没在水中，菌群与水中的有害物质进行充分反应，迅速净化水质。同时，第一仓室(41)的水位维持在出水口(12)处，第一仓室(41)的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态。
本发明一种复合式免冲洗水处理系统及其应用方法具体的水净化工艺流程进一步阐述如下：
密封仓室(4)分成第一仓室(41)和第二仓室(42)两个密封仓室，当第一仓室(41)的第一水泵(1)从水池吸水到第一仓室(41)，水经过三层菌床，沿着水路流淌，第一仓室（41）水位上涨，当第一水泵（1）从水池吸水时，第一仓室（41）和第二仓室（42）中间的气泵（5）也是一直工作的，从外部吸气排入第二仓室（42），由于三层菌床含有大量的硝化菌（硝化细菌是一种好氧细菌，能在有氧气的水中或砂砾中生长，并在氮循环水质净化过程中扮演着重要的角色），硝化菌好氧，第一水泵（1）与第二水泵（2）的交替工作，使得第一仓室（41）和第二仓室（42）交替出现潮汐现象，两个仓室菌床交替暴露在空气中，硝化细菌交替补充氧气，使得硝化菌保持强大的活性，从而极大的加速了与水中的有害物质反应速度。硝化菌与水中污染物反应去除杂质过程为：1.亚硝酸菌属：在水中生态系统中将氨消除（经氧化作用）并生成亚硝酸盐类；亚硝酸菌属细菌，一般被称为"氨的氧化者"，因其所维生的食物来源是氨，氨和氧化合所生成的化学能足以使其生存。2.硝酸菌属：可将亚硝酸盐分子氧化再转化为硝酸盐分子的细菌类。硝酸菌属细菌，一般被称为"亚硝酸的氧化者"，因其所维生的食物来源是亚硝酸盐，它和氧化合可产生硝酸盐，所生成的化学能足以使其生存。因这些硝化细菌能将水中的有毒的化学物质（氨和亚硝酸）加以分解去除，故有净化水质的功能。不过需要注意，硝化细菌在水质pH中性、弱碱性的环境下发挥效果最佳，在酸性水质中发挥效果最差。水在第一仓室（41）逐渐涨到密封隔板（6）顶部的连接管（61）位置时，通过连接管（61）流入第二仓室（42），在第一水泵（1）和气泵（5）的共同作用下，第二仓室（42）的水位在第二水泵（2）出水口（22）处以水气混合的方式经第二水泵（2）的进水口（21）排出，此时，第一仓室（41）水位是满的，第一仓室（41）的菌床全部淹没在水中，菌群与水中的有害物质进行充分反应，迅速净化水质。同时第二仓室（42）的水位维持在出水口（22）处，第二仓室（42）的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态；定时自动开关（3），转换所述第一水泵（1）和第二水泵（2）的工作状态，第一水泵（1）停止工作的同时第二水泵（2）开始工作，所述抽取的待处理污水经所述第二水泵（2）抽入第二仓室（42）内，当第二仓室（42）水位涨至连接管（61）时，通过连接管（61）流入第一仓室（41），在第二水泵（2）和气泵（5）的共同作用下，第一仓室（41）的水位在第一水泵（1）出水口（12）处以水气混合的方式经第一水泵（1）的进水口（11）排出，此时，第二仓室（42）水位是满的，第二仓室（42）的菌床全部淹没在水中，菌群与水中的有害物质进行充分反应，迅速净化水质。同时第一仓室（41）的水位维持在出水口（12）处，第一仓室（41）的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态；在定时自动开关（3）的作用下，第一水泵（1）与第二水泵（2）交替工作，使第一仓室（41）与第二仓室（42）始终一个满水，一个浅水，菌床交替暴露在空气中，最大化满足了好氧菌群对氧气的需求,极大的提高了菌群处理污水的能力。
水在菌床间的横向流动为逆流式过滤；水在菌群间的涨落为潮汐式过滤；用动力强迫水经过砂层为沙滤（小颗粒菌床（452）即为沙床）也称为物理过滤；水流经过菌床，水中的氨、氮被亚硝化、硝化的过程称为生物过滤；本发明涵盖了物理过滤、生物过滤的全部方式，所以称为复合式；第一水泵（1）和第二水泵（2）交替工作，反复对小颗粒菌床（452）进行冲洗，防止了大的污物颗粒堵塞沙床，所以称为免冲洗。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，以及相近的领域，这些都不构成对本实施方式的任何限制，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种复合式水处理系统，其特征在于包括：
第一水泵(1)，用于抽水和排水；
第二水泵(2)，用于抽水和排水；
定时自动开关(3)，用于转换所述第一水泵(1)和第二水泵(2)的工作状态；
密封仓室(4)，所述密封仓室(4)内设置有各种材质菌床供好氧菌附着；
气泵(5)，用于将外部空气压入所述密封仓室(4)内部；
其中，所述第一水泵(1)的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室(4)相连，所述第二水泵(2)的一端与待处理污水相连通，其另一端与所述密封仓室(4)相连，所述气泵(5)与所述密封仓室(4)相连，所述密封仓室(4)中部设置有密封隔板(6)，所述密封隔板(6)将所述密封仓室(4)分隔为第一仓室(41)和第二仓室(42)，所述密封隔板(6)顶端设置有联通第一仓室(41)和第二仓室(42)联接口(61)，所述第一水泵(1)的进水口(11)与待处理污水相连通，其出水口(12)与所述密封仓室(4)第一仓室(41)底部相连，所述第二水泵(2)的进水口(21)与待处理污水相连通，出水口(22)与所述密封仓室(4)第二仓室(42)底部相连，所述气泵(5)通过导气管(51)与所述密封仓室(4)密封隔板(6)联接口(61)相连，所述第一仓室(41)和第二仓室(42)内均设置有若干挡板(43)，每个仓室内的若干挡板(43)均交替间隔 设置形成水道(44)，每一所述挡板(43)上均设置有菌床(45)，所述菌床(45)由表面积大的各种滤材组成。
2.根据权利要求1所述的一种复合式水处理系统，其特征在于：所述菌床(45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌床(452)，第三层为大颗粒菌床(453)。
3.一种利用如权利要求2所述的复合式水处理系统处理污水的方法，其特征在于包括以下步骤：
i.打开第一水泵(1)或第二水泵(2)，通过第一水泵(1)或第二水泵(2)抽取待处理污水，所述第一水泵(1)和第二水泵(2)的工作状态可通过定时自动开关(3)进行转换，同时，打开气泵(5)；
ii.当第一水泵(1)和第二水泵(2)的工作状态分别设定为抽取和排出状态时，所述第一水泵(1)抽取的待处理污水进入密封仓室(4)的第一仓室(41)内；所述待处理污水在第一仓室(41)内设置的水道(44)中流动，所述水道(44)由若干挡板(43)交替间隔设置形成，所述待处理污水与挡板(43)间的菌床(45)充分接触反应，其中，所述菌床(45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌床(452)，第三层为大颗粒菌床(453)；待第一仓室(41)内的水位涨至联接口(61)处时，水流通过联接口(61)流入第二仓室(42)内；水流在第二仓室(42)内设置的水道(44)中流动，所述水道(44)由若干挡板(43)交替间隔设置形成，所述待处理污水与挡板(43)间的菌床(45)充分接触反应，其中，所述菌床(45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌 床(452)，第三层为大颗粒菌床(453)；流入第二仓室(42)内的水流在第一水泵(1)和气泵(5)的共同作用下在第二水泵(2)出水口(22)处以水气混合的方式经第二水泵(2)的进水口(21)流出，其中，第二仓室(42)的水位维持在出水口(22)处，第二仓室(42)的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态；
iii.当第一水泵(1)和第二水泵(2)的工作状态通过定时自动开关(3)分别转换为排出和抽取状态时，所述第二水泵(2)抽取的待处理污水进入密封仓室(4)的第二仓室(42)内；所述待处理污水在第二仓室(42)内设置的水道(44)中流动，所述水道(44)由若干挡板(43)交替间隔设置形成，所述待处理污水与挡板(43)间的菌床(45)充分接触反应，其中，所述菌床(45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌床(452)，第三层为大颗粒菌床(453)；待第二仓室(42)内的水位涨至联接口(61)处时，水流通过联接口(61)流入第一仓室(41)内；水流在第一仓室(41)内设置的水道(44)中流动，所述水道(44)由若干挡板(43)交替间隔设置形成，所述待处理污水与挡板(43)间的菌床(45)充分接触反应，其中，所述菌床(45)包括三层，第一层为大颗粒菌床(451)，第二层为小颗粒菌床(452)，第三层为大颗粒菌床(453)；流入第一仓室(41)内的水流在第二水泵(2)和气泵(5)的共同作用下在第一水泵(1)出水口处以水气混合的方式经第一水泵(1)的进水口(11)流出，其中，第一仓室(41)的水位维持在出水口(12)处， 第一仓室(41)的菌床全部暴露在空气中，好氧菌群饱和吸收空气中的氧气，处于最佳活跃状态。
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