CN108821428A - 一种市政工程专用污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种市政工程专用污水处理设备，属于污水处理设备领域，解决了水中的溶解氧含量较低而导致活性污水的活性较低，进而导致污水处理的效率较低的问题，其技术方案要点是包括池体，所述池体内开设有封闭的反应空腔，所述池体设有曝气组件，所述池体设有与反应空腔连通的进水管和出水管，所述池体设有与反应空腔连通的排气管，所述排气管设有泄压阀，本发明结构合理，增大反应空腔内的压强，从而增大水中溶解氧的含量，进而达到提升了活性污泥的活性和提高污水处理的效率的目的。

Description

一种市政工程专用污水处理设备

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备，更具体地说，它涉及一种市政工程专用污水处理设备。

背景技术

一般市政污水中会含有过量的氮源和无机盐，从而导致污水的化学需氧量超标，直接排放会导致水资源的污染。为了解决这个问题会采用曝气池对污水进行处理。曝气池是一种利用活性污泥法进行污水处理的污水处理池，池内提供一定污水停留时间，在池内设有活性污泥，然后向池体内通过氧气，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。利用活性污泥除去污水中的氮源和无机盐，从而有效降低污水中的化学需氧量。

目前，公告号为CN108033553A的中国实用新型专利公开了一种市政工程专用污水处理设备，包括池体、固定架、电机、曝气盘和鼓风机,池体的顶部固定连接有固定架,固定架的下表面固定连接有电机,电机的轴伸端固定连接有主动轴,主动轴上分布有搅拌杆,双向丝杆的左右两端分别与池体的内壁转动连接，半锥齿轮的左右两侧分别设有左锥齿轮、右锥齿轮,双向丝杆的两端分别套设有左滑块、右滑块，池体的底部开设有滑槽，利用鼓风机，将空气输送至曝气盘内，对底层污水进行曝气，在曝气过程中，曝气盘左右移动，增大了曝气范围，使曝气更加均匀，利用曝气叶片扬起表层污水，对表层污水进行曝气，利用刷板对曝气盘的上表面进行清理，防止污泥堵塞曝气头，利用搅拌杆搅动污水，使污水均匀混合。

活性污水生存繁殖所消耗的氧为水中的溶解氧，水中的溶解氧含量较低，从而导致活性污水的活性较低，进而导致污水处理的效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种市政工程专用污水处理设备，增大反应空腔内的压强，从而增大水中溶解氧的含量，进而达到提升了活性污泥的活性和提高污水处理的效率的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种市政工程专用污水处理设备，包括池体，所述池体内开设有封闭的反应空腔，所述池体设有曝气组件，所述池体设有与反应空腔连通的进水管和出水管，所述池体设有与反应空腔连通的排气管，所述排气管设有泄压阀。

通过采用上述技术方案，利用开关阀封闭出水管，待处理的污水通过进水管进入反应空腔内，然后利用开关阀封闭进水管；反应空腔中培育有活性污泥，启动曝气组件，利用曝气组件向池体内通入空气，从而维持水中溶解氧的含量，使水中有足够的氧气供活性污泥繁殖生长并且消耗污水中的氮源和无机盐，从而有效降低污水中的化学需氧量；部分空气没有溶解于水中，集中于反应空腔顶端位置，在曝气组件不停的向池体内通入气体，从而增大反应空腔内的压强，在压强的作用下使多更的氧气溶解于水中，进而增大了水中溶解氧的含量，最后达到提升了活性污泥的活性，提高了污水处理的效率。

本发明进一步设置为：所述曝气组件包括空压机和曝气管，所述曝气管设置于反应空腔底部，所述曝气管开设有若干曝气孔，所述空压机的出气口与曝气管连通，所述空压机的进气口连通有氧气源。

通过采用上述技术方案，利用曝气组件将氧气输送进入池体中，提升气泡中氧气的浓度，从而氧气更加容易溶解于水中，提升了污水的溶解氧的含量。

本发明进一步设置为：所述氧气源包括第一氧气浓缩器，所述第一氧气浓缩器的进气口与大气连通，所述第一氧气浓缩器的氧气出口与空压机的进气口连通。

通过采用上述技术方案，利用第一氧气浓缩器直接从空气中收集氧气，不需要辅料，耗能小，制氧成本低，可以为曝气组件提供充足的氧气。

本发明进一步设置为：所述氧气源还包括有第二氧气浓缩器，所述第二氧气浓缩器的进气口与排气管连通，所述第二氧气浓缩器的氧气出口与空压机的进气口连通。

通过采用上述技术方案，当活性污泥繁殖生存时消耗水中的溶解氧、氮源和无机盐，会产生二氧化碳气体，当反应空腔中的压强达到一定程度时，泄压阀开启，混有氧气和二氧化碳的气体通过排气管进入第二氧气浓缩器，利用第二氧气浓缩器将二氧化碳去除保留下氧气，并且将氧气重新输送回反应空腔中继续反应，减少氧气的浪费。

本发明进一步设置为：所述池体内设有若干第一挡板，所述第一挡板之间留有间隙，所述第一挡板与曝气管平行，所述第一挡板呈水平设置并且位于与曝气管竖直上方。

在空压机的作用下，曝气管中的压强较大，从而当氧气从曝气孔中喷射出具有较大的动能，而且氧气中水形成气泡，在水浮力的作用下氧气将快速上浮，从而氧气与水接触时间较短，只有较少的氧气溶解于水中，从而更多的氧气上浮并且通过排气管进入第二氧气浓缩器中，进而增加了第二氧气浓缩器工作负载，通过采用上述技术方案，氧气喷射于第一挡板上，利用第一挡板阻挡氧气，降低氧气的动量，减缓氧气的上浮的速度，并且增长了氧气上浮的路径，进而增长氧气与水的接触时间，使气泡中更多的氧气溶解于水中，提高了每个气泡氧气的溶解率，从而可以将降低空压机的功率，进而较小第一氧气浓缩器和第二氧气浓缩器的工作压力。

本发明进一步设置为：所述池体内设有若干第二挡板，所述第二挡板位于第一挡板之间的间隙的竖直上方。

通过采用上述技术方案，利用第二挡板阻挡上浮的气泡，进一步减少气泡上浮的动量，并且减缓氧气的上浮的速度，并且增长了氧气上浮的路径，进而增长氧气与水的接触时间，使气泡中更多的氧气溶解于水中，提高了每个气泡氧气的溶解率。

本发明进一步设置为：所述第一挡板和第二挡板转动连接于池体内，所述池体设有驱动第一挡板和第二挡板转动的伺服电机。

曝气结束后，需要使污水静置，使活性污泥沉降，污泥下沉过程会沉降于第一挡板和第二挡板上，排水时，在水流的作用下污泥受到冲刷而从排水管流出，从而对后续的污水处理造成影响，通过采用上述技术方案，污水静置时利用伺服电机驱动第一挡板和第二挡板转动至竖直状态，减小污泥沉降于第一挡板和第二挡板上，进而减少污泥受到冲刷而从排水管流出而对后续的污水处理造成影响。

本发明进一步设置为：所述第一挡板同轴固定连接有第一连接齿轮，所述第二挡板同轴固定连接有第二连接齿轮，所述池体滑动连接有与第一连接齿轮啮合的第一齿条，所述池体滑动连接有与第二连接齿轮啮合的第二齿条，所述伺服电机驱动第一齿条和第二齿条滑动。

通过采用上述技术方案，启动伺服电机，利用伺服电机驱动第一齿条和第二齿条滑动，从而使第一连接齿轮和第二连接齿轮转动，第一连接齿轮和第二连接齿轮带动第一挡板和第二挡板转动，减少伺服电机的数量，降低成本并且控制方便。

本发明进一步设置为：所述第一齿条位于第一连接齿轮的上方，所述第二齿条位于第二连接齿轮的下方，所述第一齿条固定连接有第三齿条，所述第二齿条固定连接有第四齿条，所述伺服电机的主轴同轴固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮同时与第三齿条和第四齿条啮合。

通过采用上述技术方案，启动伺服电机，伺服电机驱动驱动齿轮转动，从而时第三齿条和第四齿条向相反方向滑动，进而带动第一齿条和第二齿条向相反方向移动，当第一齿条和第二齿条移动时，第一齿条和第二齿条移驱动分别驱动第一挡板和第二挡板转动，利用一个伺服电机驱动所有的第一挡板和第二挡板同步转动，进一步减少伺服电机的数量，进一步降低成本并且控制方便。

本发明进一步设置为：所述第一挡板和第二挡板两侧均设有斜面。

通过采用上述技术方案，当第一挡板和第二挡板成竖直状态时，利用斜面减小活性污泥沉降于第一挡板和第二挡板。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一，利用曝气组件不停的向池体内通入气体，增大反应空腔内的压强，在压强的作用下使多更的氧气溶解于水中，进而增大了水中溶解氧的含量，最后达到提升了活性污泥的活性，提高了污水处理的效率；

其二，利用第二氧气浓缩器，去除活性污泥产生的二氧化碳，并且保留下过剩的氧气，并且将氧气重新输送回反应空腔中继续反应，减少氧气的浪费；

其三，利用第一挡板和第二挡板降低氧气的动量，减缓氧气的上浮的速度，并且增长了氧气上浮的路径，进而增长氧气与水的接触时间，使气泡中更多的氧气溶解于水中，提高了每个气泡氧气的溶解率，从而可以将降低空压机的功率，进而较小第一氧气浓缩器和第二氧气浓缩器的工作压力；

其四，通过第一连接齿轮、第二连接齿轮、第一齿条、第二齿条、第三齿条和第四齿条的传动，利用一个伺服电机驱动所有的第一挡板和第二挡板。

附图说明

图1为本实施例的立体图；

图2为本实施例用于展示曝气组件和氧气源的剖面图；

图3为本实施例用于展示第一挡板和第二挡板的剖面图；

图4为本实施例用于展示第一连接齿轮和第二连接齿轮的剖面图

图5为本实施例用于展示第一齿条和第二齿条的结构示意图；

图6为图5的A部放大图。

附图标记：1、池体；11、反应空腔；12、进水管；13、出水管；14、平衡管；15、排气管；151、泄压阀；16、开关阀；2、曝气组件；21、空压机；22、连通管；23、曝气管；231、曝气孔；3、氧气源；31、第一氧气浓缩器；32、第一输送管；33、第二输送管；34、第二氧气浓缩器；41、第一挡板；411、第一转动轴；412、第一连接齿轮；413、第一齿条；414、第三齿条；42、第二挡板；421、第二转动轴；422、第二连接齿轮；423、第二齿条；424、第四齿条；43、斜面；45、伺服电机；451、驱动齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

一种市政工程专用污水处理设备，如图1所示，包括池体1、曝气组件2和氧气源3。池体1内开设有封闭的反应空腔11（参见图2），反应空腔11内培育有活性污泥，池体1固定连接有与反应空腔11连通的进水管12和出水管13，进水管12位于池体1靠上的位置，出水管13位于池体1靠下的位置，进水管12和出水管13均安装有开关阀16。池体1上端固定连接有与反应空腔11连通的排气管15，排气管15安装有泄压阀151。池体1上端固定连接与反应空腔11连通的平衡管14，平衡管14与大气连通，平衡管14连接有开关阀16。曝气组件2与氧气源3连通，曝气组件2将氧气源3产生的氧气输送至池体1内的反应空腔11中。闭合出水管13上的开关阀16从而封闭出水管13，开启换气开关阀16，开启进水管12上的开关阀16污水从进水管12进入反应空腔11中，反应空腔11内的空气从平衡管14流出，然后在封闭进水管12上和平衡管14上的开关阀16。启动曝气组件2和氧气源3，利用曝气组件2向池体1内通入氧气源3产生的氧气，从而维持水中溶解氧的含量，使水中有足够的氧气供活性污泥繁殖生长并且消耗污水中的氮源和无机盐，从而有效降低污水中的化学需氧量。当活性污泥在消耗水中的氮源和无机盐时，释放二氧化碳气体。二氧化碳气体会与过剩而没有溶解于水中氧气混合，浮出水面并且集中于反应空腔11顶端位置。在曝气组件2不停的向池体1内通入气体，从而增大反应空腔11内的压强，在压强的作用下使多更的氧气溶解于水中，进而增大了水中溶解氧的含量，最后达到提升了活性污泥的活性，提高了污水处理的效率。当反应空腔11内的气压增加至一定程度时，泄压阀151开启，将多余的气体通过排气管15道排出反应空腔11，从而使得反应空腔11内的压强维持在一个稳定的区间内。

如图2所示，曝气组件2包括空压机21、连通管22和曝气管23，空压机21的进气口与氧气源3连通，空压机21的出气口与连通管22连通，曝气管23有多根并且与连通管22连通。曝气管23穿过池体1侧壁并且延伸至反应空腔11内，曝气管23位于反应空腔11的底部，曝气管23开设有若干曝气孔231。空压机21将氧气源3的氧气加压后通过连通管22输送至曝气管23，氧气从曝气孔231喷射进入污水中，使氧气溶解于污水中，为活性污泥提供生存繁殖的氧气。

如图2所示，氧气源3包括第一氧气浓缩器31、第一输送管32、第二氧气浓缩器34和第二输送管33，第一氧气浓缩器31的进气口与大气连通，第一输送管32一端与空压机21的进气口连通，第一输送管32另一端与第一氧气浓缩器31的氧气出口连通。利用第一氧气浓缩器31直接从空气中收集氧气，并且将氧气通过第一输送管32输送至空压机21。

如图2所示，第二氧气浓缩器34的进气口与排气管15连通，第二输送管33一端与第二氧气浓缩器34的氧气出口连通，第二输送管33的另一端与第一连通管22连通。混有氧气和二氧化碳的气体通过排气管15进入第二氧气浓缩器34，利用第二氧气浓缩器34将二氧化碳去除，保留下氧气，并且将氧气重新输送回反应空腔11中继续反应，减少氧气的浪费。

如图3所示，在空压机21的作用下，曝气管23中的压强较大，从而当氧气从曝气孔231中喷射出具有较大的动能，而且氧气中水形成气泡，在水浮力的作用下氧气将快速上浮，从而氧气与水接触时间较短，只有较少的氧气溶解于水中，从而更多的氧气上浮并且通过排气管15进入第二氧气浓缩器34中，进而增加了第二氧气浓缩器34工作负载。为了解决上述技术方案，在池体1内转动连接有第一挡板41和第二挡板42。第一挡板41有多个并且其数量与曝气管23的数量相同，第一挡板41呈水平设置并且与曝气管23平行，每个第一挡板41分别位于对应曝气管23的竖直上方，两个相邻的第一挡板41之间留有间隙，当氧气从曝气孔231中喷出时，利用第一挡板41阻挡氧气，降低氧气的动量，减缓氧气的上浮的速度。

如图3所示，第二挡板42与第一挡板41呈平行设置，第二挡板42位于第一挡板41之间的间隙的竖直上方，从而两个第一挡板41之间流出的气泡上浮时被第二挡板42阻挡，从而第二挡板42的两侧继续上浮，从而增长了氧气上浮的路径，进而增长氧气与水的接触时间，使气泡中更多的氧气溶解于水中，提高了每个气泡氧气的溶解率，从而可以降低空压机21的功率，进而较小第一氧气浓缩器31和第二氧气浓缩器34的工作压力。曝气结束后，需要使污水静置，使活性污泥沉降，污泥下沉过程会沉降于第一挡板41和第二挡板42上，排水时，在水流的作用下污泥受到冲刷而从出水管13流出，从而对后续的污水处理造成影响，为此曝气结束后需要将第一档板和第二挡板42转动至竖直状态，从而减小污泥沉降于第一挡板41和第二挡板42上，进而减少污泥受到冲刷而从出水管13流出而对后续的污水处理造成影响。为了进一减少沉降于第一挡板41和第二挡板42上的量，第一挡板41和第二挡板42两侧均设有斜面43。

如图4所示，第一挡板41和第二挡板42两端分别固定连接有第一转动轴411和第二转动轴421，第一转动轴411和第二转动轴421穿置池体1侧壁，并且第一转动轴411和第二转动轴421与池体1均呈转动连接。左侧第一转动轴411和第二转动轴421穿过池体1侧壁延伸至池体1外，延伸至池体1外的第一转动轴411和第二转动轴421分别同轴固定连接有第一连接齿轮412和第二连接齿轮422。池体1外壁滑动连接有第一齿条413和第二齿条423，第一齿条413与所有的第一连接齿轮412啮合，第二齿条423与所有的第二连接齿轮422啮合。

如图5和图6所示，第一齿条413位于第一连接齿轮412的上方，第二齿条423位于第二连接齿轮422的下方，第一齿条413固定连接有第三齿条414，第三齿条414的轮齿朝上，第二齿条423固定连接有第四齿条424，第四齿轮的轮齿朝下。池体1固定连接有伺服电机45，伺服电机45的主轴同轴固定连接有驱动齿轮451，驱动齿轮451同时与第三齿条414和第四齿条424啮合。启动伺服电机45，伺服电机45驱动驱动齿轮451转动，从而使第三齿条414和第四齿条424向相反方向滑动，进而带动第一齿条413和第二齿条423向相反方向移动，当第一齿条413和第二齿条423移动时，第一齿条413和第二齿条423移动从而分别驱动第一连接齿轮412和第二连接齿轮422转动，从而使第一挡板41和第二挡板42同步转动。

具体工作方式：闭合出水管13上的开关阀16从而封闭出水管13，开启进水管12上和平衡管14的开关阀16，污水从进水管12进入反应空腔11中，然后在封闭进水管12上和平衡管14的换气开关阀16。启动曝气组件2和氧气源3，利用第一氧气浓缩器31直接从空气中收集氧气，并且将氧气通过第一输送管32输送至空压机21。

空压机21将氧气加压后通过连通管22输送至曝气管23，氧气从曝气孔231喷射进入污水中。氧气从曝气孔231中喷出并且喷至第一挡板41上，利用第一挡板41阻挡氧气，降低氧气的动量，减缓氧气的上浮的速度，利用第二挡板42增长了氧气上浮的路径，进而增长氧气与水的接触时间，使气泡中更多的氧气溶解于水中。

在充足的溶解氧下，活性污泥在消耗水中的氮源和无机盐时，释放二氧化碳气体。二氧化碳气体会与过剩而没有溶解于水中氧气混合，浮出水面并且集中于反应空腔11顶端位置。在曝气组件2不停的向池体1内通入气体，从而增大反应空腔11内的压强，在压强的作用下使多更的氧气溶解于水中，进而增大了水中溶解氧的含量，最后达到提升了活性污泥的活性，提高了污水处理的效率。

当反应空腔11内的气压增加至一定程度时，泄压阀151开启，将多余的氧气和二氧化碳通过排气管15道输送至第二氧气浓缩器34中。利用第二氧气浓缩器34将二氧化碳去除保留下氧气，并且将氧气重新输送回反应空腔11中继续反应，减少氧气的浪费。

当曝气结束后，需要使污水静置，启动伺服电机45，伺服电机45驱动驱动齿轮451转动，从而使第三齿条414和第四齿条424向相反方向滑动，进而带动第一齿条413和第二齿条423向相反方向移动，当第一齿条413和第二齿条423移动时，第一齿条413和第二齿条423移动并且分别驱动第一连接齿轮412和第二连接齿轮422转动，从而使第一挡板41和第二挡板42同步转动，使第一档板和第二挡板42转动至竖直状态，从而减小污泥沉降于第一挡板41和第二挡板42上，进而减少污泥受到冲刷而从出水管13流出而对后续的污水处理造成影响。污水静置节省后，开启出水管13上和平衡管14上的开关阀16，将经过处理的水排出，大气中的空气从平衡管14流入以平衡内部气压。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：包括池体（1），所述池体（1）内开设有封闭的反应空腔（11），所述池体（1）设有曝气组件（2），所述池体（1）设有与反应空腔（11）连通的进水管（12）和出水管（13），所述池体（1）设有与反应空腔（11）连通的排气管（15），所述排气管（15）设有泄压阀（151）。

2.根据权利要求1所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述曝气组件（2）包括空压机（21）和曝气管（23），所述曝气管（23）设置于反应空腔（11）底部，所述曝气管（23）开设有若干曝气孔（231），所述空压机（21）的出气口与曝气管（23）连通，所述空压机（21）的进气口连通有氧气源（3）。

3.根据权利要求2所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述氧气源（3）包括第一氧气浓缩器（31），所述第一氧气浓缩器（31）的进气口与大气连通，所述第一氧气浓缩器（31）的氧气出口与空压机（21）的进气口连通。

4.根据权利要求3所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述氧气源（3）还包括有第二氧气浓缩器（34），所述第二氧气浓缩器（34）的进气口与排气管（15）连通，所述第二氧气浓缩器（34）的氧气出口与空压机（21）的进气口连通。

5.根据权利要求4所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述池体（1）内设有若干第一挡板（41），所述第一挡板（41）之间留有间隙，所述第一挡板（41）与曝气管（23）平行，所述第一挡板（41）呈水平设置并且位于与曝气管（23）竖直上方。

6.根据权利要求5所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述池体（1）内设有若干第二挡板（42），所述第二挡板（42）位于第一挡板（41）之间的间隙的竖直上方。

7.根据权利要求6所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述第一挡板（41）和第二挡板（42）转动连接于池体（1）内，所述池体（1）设有驱动第一挡板（41）和第二挡板（42）转动的伺服电机（45）。

8.根据权利要求7所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述第一挡板（41）同轴固定连接有第一连接齿轮（412），所述第二挡板（42）同轴固定连接有第二连接齿轮（422），所述池体（1）滑动连接有与第一连接齿轮（412）啮合的第一齿条（413），所述池体（1）滑动连接有与第二连接齿轮（422）啮合的第二齿条（423），所述伺服电机（45）驱动第一齿条（413）和第二齿条（423）滑动。

9.根据权利要求8所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述第一齿条（413）位于第一连接齿轮（412）的上方，所述第二齿条（423）位于第二连接齿轮（422）的下方，所述第一齿条（413）固定连接有第三齿条（414），所述第二齿条（423）固定连接有第四齿条（424），所述伺服电机（45）的主轴同轴固定连接有驱动齿轮（451），所述驱动齿轮（451）同时与第三齿条（414）和第四齿条（424）啮合。

10.根据权利要求9所述的一种市政工程专用污水处理设备，其特征是：所述第一挡板（41）和第二挡板（42）两侧均设有斜面（43）。