CN104909458A - 污水处理装置 - Google Patents

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曹旦
吴木兵
刘康
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Abstract

本发明公开了污水处理装置，它包括浮船筏体、发电蓄电系统、气力源、直流电机、组合填料和可提升曝气系统，发电蓄电系统包括太阳能电池板、风力发电机和电池组，浮船筏体上固定有支架，所述电池组安装在支架内，支架四周安装有多块太阳能电池板，风力发电机安装在支架中间，浮船筏体下方设有组合填料，可提升曝气系统安装于浮船筏体底部。本发明的污水处理装置，由太阳能电池板、风力发电机提供能量，再将直流电逆变成交流电推动直流电机带动气力源设备工作，产生气流，引入水面以下的曝气管，水中的填料和浮体围困的水面，在曝气管中空气的曝气作用下，产生生化反应，变成各类菌类及藻类的温床，能耗低，造价低，无人值守，可大量生产和随机布置，污水处理量大。

Description

污水处理装置
技术领域
本发明涉及一种，尤其涉及一种污水处理装置。
背景技术
当前，污水治理是我国面临的一个重大挑战，我国十大流域水质三类以下的断面比例已近30%。同时农村大量的生活污水难以像城市一样并网处理，最终绝大多数农村生活污水都直接排放在密布乡村的各类河道中，导致农村河流普遍的污染。
同时当前污水处理普遍采用的活性污泥法，存在占地大、能耗高、需要大量专业设备，需要大规模基础建设，需要对产生的污泥进行再次处理，活性污泥法菌种单一，生态链薄弱，容易出现污泥膨胀等缺点。注定其不可能满足农村生活污水处理和遍布全国的河道治理需求。
我国广阔的农村和河道流域，很多地方甚至连供电能力都不具备，但污染物却随着水体的流动而无处不在。眼下以高能耗治理污染的思路显然是行不通的。
如果存在一种不需要电力或者石化能量输入能自己自足的甚至可以顺水漂流的污水处理装置，那么以上问题都可以迎刃而解。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能耗低、处理量大的污水处理装置。
为解决上述技术问题，本发明的污水处理装置，它包括浮船筏体、发电蓄电系统、气力源、直流电机、组合填料和可提升曝气系统，所述发电蓄电系统包括太阳能电池板、风力发电机和电池组，所述浮船筏体上固定有支架，所述电池组安装在支架内，所述支架四周安装有多块太阳能电池板，所述风力发电机安装在支架中间，所述浮船筏体下方设有组合填料，所述组合填料扎紧在尼龙袋中并依次悬挂在浮船筏体下方的水体中，所述可提升曝气系统安装于浮船筏体底部。
所述可提升曝气系统包括多根曝气管和穿孔管，多根曝气管之间通过穿孔管连接，所述穿孔管末端通过管道与驱动电机连接。
所述气力源为环形鼓风机、罗茨鼓风机或者回转式风机。
所述太阳能直射太阳能电池板、风力推动风力发电机产生能量存于电池组中，所述电池组中的能量通过升压模块或者逆变器推动直流电机带动气力源设备工作，产生气流，引入水面以下的曝气管。
本发明的污水处理装置，由太阳能电池板、风力发电机提供能量，再将直流电逆变成交流电推动直流电机带动气力源设备工作，产生气流，引入水面以下的曝气管，水中的填料和浮体围困的水面，在曝气管中空气的曝气作用下，产生生化反应，变成各类菌类及藻类的温床，能耗低，造价低，无人值守，可大量生产和随机布置，污水处理量大。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的左视图。
图3为本发明的右视图。
图4为本发明的立体图。
其中：1、浮船筏体，2、太阳能电池板，3、气力源，4、直流电机，5、电池组，6、组合填料，7、可提升曝气系统，71、曝气管，72、穿孔管，8、风力发电机，9、支架，10、管道，11、尼龙袋，12、驱动电机。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
如图1至4所示，本发明的污水处理装置，它包括浮船筏体1、发电蓄电系统、气力源3、直流电机4、组合填料6和可提升曝气系统7，发电蓄电系统包括太阳能电池板2、风力发电机8和电池组5，浮船筏体1上固定有支架9，电池组5安装在支架9内，支架9四周安装有多块太阳能电池板2，风力发电机8安装在支架9中间，浮船筏体1下方设有组合填料6，组合填料6扎紧在尼龙袋11中并依次悬挂在浮船筏体1下方的水体中，可提升曝气系统7安装于浮船筏体1底部。
上述可提升曝气系统7包括多根曝气管71和穿孔管72，多根曝气管71之间通过穿孔管72连接，穿孔管72末端通过管道10与驱动电机12连接。
其中，气力源3为环形鼓风机、罗茨鼓风机或者回转式风机。
太阳能直射太阳能电池板2、风力推动风力发电机8产生能量存于电池组5中，电池组5中的能量通过升压模块或者逆变器推动直流电机4带动气力源3设备工作，产生气流，引入水面以下的曝气管71。
浮船筏体1采用单体承载力50KG以上浮体，以3个一组或者4个一组，刚性连接组成承载力在150~200KG级别的漂浮筏系统；对于控制系统，采用交直流逆变器，将电池组12V直流电逆变为220V交流电用以驱动气力源设备，或者 12v~48v升压模块，驱动48V永磁直流电机带动负载；采用可更换的纳米曝气管或者穿孔管进行曝气。
工作原理：太阳能直射电池板、风力推动风力发电机产生能量，能量存储于电池组中，电池组中的能量通过升压模块或者逆变器推动电机带动气力源设备工作，产生气流，引入水面以下的曝气管，水中的填料和浮体围困的水面，在曝气管中空气的曝气作用下，产生生化反应，变成各类菌类及藻类的温床。迅速降低水体的COD、BOD，控制系统在阳光风力充足的时候，一旦电池组满充则直接断开电池组，直接对气力源供电，控制系统在阳光风力匮乏的时候，当电池组电力低于设定值的时候，控制曝气系统的曝气口上升，降低压力，同时调速进一步降低功耗，以最大程度节约电力和避免电池组过放电，避免菌类大量死亡。
本发明通过利用合适的填料、浮体，创造一个有利于各种菌类、微生物、藻类高密度生长的环境，模拟了一个完善的生态系统，来高效的消耗水中的磷氮等常见污染物。
本方案中的填料扎紧在一定直径的尼龙袋中并依次悬挂在浮体下方的水体中，其成分包含沸石、麦饭石、火山石、活性炭、铁屑等物质，该填料在水体中驯化后，外部迅速成为好氧菌的温床，而内部因为好氧菌消耗了大量的氧气，形成厌氧环境而成为厌氧菌的良好生长环境。厌氧菌，好氧菌，互为依存。能有效避免污泥的产生，而同时消耗大量的磷氮。
浮体上方临水的部分，除去设备占用空间外，全部采用镂空设计有利于阳光直射，便于各种藻类生长。藻类在富营养并相对封闭的水体中迅速繁殖可以有效消耗水中的磷氮，而同时产生大量的氧气，可以降低整个系统对耗氧量的需求。
该生态系统，氧利用率高，生态链完善，无污泥的特点。可以用较小的功率推动整个装置运行，而这部分能量，完全可以靠成熟的太阳能风能转换系统提供。
其本质即为人工创造一个高效、精简、高度富集能量的系统，将水体自然净化的过程予以模拟、浓缩和加速。
鉴于风能光能的不稳定性，系统装备高度自动化的控制系统，在电池组电量低于80%的时候，即提升曝气口位置，降低曝气压力，同时直流调速系统降低设备转速（由于采用罗茨或回转式风机等容积回转式风机，该系列设备的特点是功耗随压力的降低而线性降低，随转速的降低而线性降低），可以将整个系统的能耗迅速降低至设计功耗的20%。以最低能耗维持系统的长时间持续运行，避免好氧菌的大量死亡，增加了系统的抗冲击能力。

Claims (4)

1.污水处理装置，其特征在于：它包括浮船筏体、发电蓄电系统、气力源、直流电机、组合填料和可提升曝气系统，所述发电蓄电系统包括太阳能电池板、风力发电机和电池组，所述浮船筏体上固定有支架，所述电池组安装在支架内，所述支架四周安装有多块太阳能电池板，所述风力发电机安装在支架中间，所述浮船筏体下方设有组合填料，所述组合填料扎紧在尼龙袋中并依次悬挂在浮船筏体下方的水体中，所述可提升曝气系统安装于浮船筏体底部。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述可提升曝气系统包括多根曝气管和穿孔管，多根曝气管之间通过穿孔管连接，所述穿孔管末端通过管道与驱动电机连接。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述气力源为环形鼓风机、罗茨鼓风机或者回转式风机。
4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：所述太阳能直射太阳能电池板、风力推动风力发电机产生能量存于电池组中，电池组中的能量通过升压模块或者逆变器推动直流电机带动气力源设备工作，产生气流，引入水面以下的曝气管。
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