CN109133530B - 一种用于种植地的污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其是一种用于种植地的污水处理设备，包括收集装置，用于收集种植地中多余的水分；泥水分离装置，包括第一壳体、分离圆筒、放置环及第二电机，并用于通过偏心运动震荡方式对水与泥进行分离；生物净化装置，包括第三壳体，所述第三壳体内高到低依次设有硝化细菌层、吸氮氨层及吸磷层，所述生物净化装置与所述储水池连接，所述储水池通过第三增压泵为种植地提供灌溉水压。所述控制装置包括控制器，用于对各个装置的控制。本发明提供一种用于种植地的污水处理设备，能够有效地对农田中流出氮磷元素进行处理，而且能对处理后的水重新利用。

Description

一种用于种植地的污水处理设备

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其是一种用于种植地的污水处理设备。

背景技术

生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河湖、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华(淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象)。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。

出现上述现象往往是因为，农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其中原有的氮平衡，促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，覆盖了大面积水面。水体中的过量磷主要来源于肥料及农业废弃物。为了保护水资源，需要通过在农业污水排放进行处理，但是由于处理效果不明显及处理价格高昂，从而得不到较好的实施。

发明内容

本发明提供一种用于种植地的污水处理设备，能够有效地对农田中流出氮磷元素进行处理，而且能对处理后的水重新利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于种植地的污水处理设备，包括收集装置、泥水分离装置、初级处理装置、生物净化装置、储水池及控制装置，

所述收集装置包括排水槽、传输带、清洗刷、第一电机及集水管，所述排水槽装设在每一列种植行的底部，所述排水槽朝向种植行的一侧设有渗流口，所述渗流口装设有支撑网，所述传输带位于排水槽内并由所述第一电机驱动，若干所述清洗刷均匀装设于所述传输带上并用于对所述支撑网的清洗，所有所述排水槽分别通过导管与所述集水管导通连接，所述集水管与所述泥水分离装置导通连接；

所述泥水分离装置包括第一壳体、分离圆筒、放置环及第二电机，所述第一壳体设有盖体，所述盖体设有第一进液口，所述第一进液口与所述集水管导通连接，所述第一壳体的一侧设有第一排液口，所述第一排液口与所述初级处理装置导通连接；所述分离圆筒通过滤水膜分为两层，所述分离圆筒的下层通过折叠管与所述第一排液口导通连接；所述分离圆筒通过所述放置环架设在所述第一壳体内，所述放置环设有滚球，所述分离圆筒通过所述滚球与所述放置环滚动连接，所述分离圆筒一端为敞口软胶结构，另一端与所述第二电机的传动轴固定连接，所述第二电机的传动轴偏离于所述分离圆筒的圆心；

所述初级处理装置包括第二壳体及螺旋输水管，所述第二壳体内填充有活性炭并在顶部及底部分别设有第二进液口及第二排液口，所述第二进液口通过第一增压泵与所述第一排液口导通连接，所述第二排液口通过防漏网与所述生物净化装置连接；所述螺旋输水管均匀布设有排水孔并位于所述第二壳体内，所述螺旋输水管一端与所述第二进液口导通连接，另一端为封闭结构；

所述生物净化装置包括第三壳体，所述第三壳体内高到低依次设有硝化细菌层、吸氮氨层及吸磷层，并在顶部及底部分别设有第三进液口及第三排液口，所述第三进液口通过第二增压泵与所述第二排液口导通连接，所述第三排液口与所述储水池连接，所述储水池通过第三增压泵为种植地提供灌溉水压。

所述控制装置包括控制器，所述控制器分别与所述第一电机、所述流量传感器、所述第二电机、所述第一增压泵、所述第二增压泵及所述第三增压泵控制连接。

进一步地，还包括循环管、第一开关阀及氮磷传感器，所述第一开关阀及所述氮磷传感器装设在所述第三排液口与所述储水池之间，所述循环管一端装设在所述第一开关阀与所述氮磷传感器之间，另一端装设在所述第一排液口与所述第二进液口之间，所述循环管设有第二开关阀；所述第一开关阀、所述氮磷传感器及所述第二开关阀分别与所述控制器控制连接。

进一步地，所述第一进液口设有流量传感器，所述流量传感器与所述控制器电连接，并用于感应是否有污水进入。

进一步地，还包括缓冲装置，所述缓冲装置包括弹性伸缩杆及转动轴，所述弹性伸缩杆至少设有三个并一端与所述分离圆筒固定连接，另一端与所述转动轴转动连接，所述第一壳体设有一环槽，所述转动轴通过所述环槽与所述第一壳体滑动连接。

进一步地，所述第二壳体内装设有pH传感器，所述pH传感器与所述控制器电连接并用于检测活性碳是否失效；所述第二壳体一侧设有密封门并顶部设有开关盖，所述密封门及所述开关盖用于活性炭的更换。

进一步地，所述第三壳体设有用于放置所述硝化细菌层、所述吸氮氨层及所述吸磷层的三个放置仓，所述放置仓包括仓体及密封盖，所述仓体底部设有挡隔网，所述仓体一侧与所述密封盖固定连接，另一侧嵌入所述第三壳体并与所述第三壳体滑动连接，所述密封盖通过搭扣锁与所述第三壳体固定连接。

进一步地，所述传输带底部设有引流板，所述引流板用于将污水引流至所述导管。

本发明的有益效果是，

1.收集装置能够将种植地中多余的水分收集，为了保证种植地不被水浸泡，支撑网的目数不能太细，因此会导致部分泥土随着水流入到排水槽及堵塞支撑网，随着水流入排水槽的泥土通过传输带排入到泥水分离装置，传输带在运动的同时，清洗刷对支撑网进行清洗，防止支撑网的堵塞。

2.第二电机的传动轴偏离于分离圆筒的圆心，使得分离圆筒进行偏心运动，避免污水中的泥土堆积在某一处，使滤水膜堵塞，从而造成水与泥的分离失败。缓冲装置能够避免分离圆筒与第一壳体进行碰撞而降低使用寿命，而且缓冲装置能够增加泥水分离装置的稳定性，减少震动发出的噪音。

泥与水的混合物在螺旋推料杆的作用下由第一壳体的高端排到低端，同时在离心力的作用下水在泥中分离出来，并通过第一排液口排出；而泥被螺旋推料杆推动下压向第一壳体的低端，当压力传感器受到设定压力时证明水与泥完全分离，排泥阀打开，使得泥土得以排出。

3.螺旋输水管能够增加含氮磷的水与活性碳的接触时间，增加净化效果；通过pH传感器感应活性炭的有效性，活性炭具有活性时候的pH为中性，当吸附了氮磷化合物时，pH会产生变化，当pH超过设计值时，证明活性炭失效。当活性炭失效时，开打密封门将失效的活性炭取出，从开关盖添加新的活性炭。生物净化装置依次硝化细菌层、吸氮氨层及吸磷层对水中的氮磷元素进行吸收；放置仓为可拆卸的结构，便于硝化细菌层、吸氮氨层及吸磷层材料的更换。

4.循环管一端装设在第一开关阀与氮磷传感器之间，另一端装设在第一排液口与第二进液口之间，当氮磷传感器感应到水中的氮磷元素未低于设定值时，第一开关阀关闭，第二开关阀打开，水由循环管回流到初级处理装置进行再次净化；直至氮磷传感器感应到水中的氮磷元素低于设定值，第一开关阀打开，第二开关阀关闭，水流到储水池。

附图说明

图1是本发明一较佳实施方式的用于种植地的污水处理设备的结构示意图。

图2是本发明一较佳实施方式的用于种植地的污水处理设备的水处理流程图。

图3是本发明一较佳实施方式的用于种植地的污水处理设备的排水管结构示意图。

图4是本发明一较佳实施方式的用于种植地的污水处理设备的初级处理装置结构示意图。

图5是本发明一较佳实施方式的用于种植地的污水处理设备的生物净化装置结构示意图。

图6是本发明一较佳实施方式的用于种植地的污水处理设备的放置环结构示意图。

图中，1-排水槽，101-渗流口，102-支撑网，11-传输带，12-清洗刷，13-第一电机，14-集水管，15-导管，16-引流槽，2-泥水分离装置，21-第一壳体，211-盖体，212-第一进液口，213-第一排液口，214-环槽，22-分离圆筒，23-放置环，231-滚球，24-第二电机，25-滤水膜，26-折叠管，27-流量传感器，28-弹性伸缩杆，281-转动轴，3-初级处理装置，31-第二壳体，311-活性炭，312-第二进液口，313-第二排液口，314-密封门，315-开关盖，32-螺旋输水管，33-第一增压泵，34-防漏网，35-pH传感器，4-生物净化装置，41-第三壳体，411-第三进液口，412-第三排液口，42-放置仓，421-仓体，422-密封盖，423-挡隔网，424-搭扣锁，425-密封胶，43-硝化细菌层，44-吸氮氨层，45-吸磷层，46-第二增压泵，5-储水箱，51-第三增压泵，6-控制器，7-循环管，71-第一开关阀，72-氮磷传感器，73-第二开关阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种用于种植地的污水处理设备，包括收集装置、泥水分离装置2、初级处理装置3、生物净化装置4、储水池5及控制装置。

收集装置包括排水槽1、传输带11、清洗刷12、第一电机13及集水管14，排水槽1装设在每一列种植行的底部，排水槽11朝向种植行的一侧设有渗流口101，渗流口101装设有支撑网102，传输带11位于排水槽1内并由第一电机13驱动，若干清洗刷12均匀装设于传输带11上并用于对支撑网102的清洗，所有排水槽1分别通过导管15与集水管14导通连接，集水管14与泥水分离装置2导通连接。

收集装置能够将种植地中多余的水分收集，为了保证种植地不被水浸泡，支撑网102的目数不能太细，因此会导致部分泥土随着水流入到排水槽1及堵塞支撑网，随着水流入排水槽1的泥土通过传输带11排入到泥水分离装置，传输带11在运动的同时，清洗刷12对支撑网102进行清洗，防止支撑网的堵塞。

在本实施例中，传输带11底部设有引流板16，引流板16用于将污水引流至导管15，便于污排出。

泥水分离装置2包括第一壳体21、分离圆筒22、放置环23及第二电机24。第一壳体21设有盖体211，盖体211设有第一进液口212，第一进液口212与集水管14导通连接，第一壳体21的一侧设有第一排液口213，第一排液口213与初级处理装置3导通连接；分离圆筒22通过滤水膜25分为两层，分离圆筒22的下层通过折叠管26与第一排液口213导通连接；分离圆筒22通过放置环23架设在第一壳体21内，放置环23设有滚球231，分离圆筒22通过滚球231与放置环23滚动连接，分离圆筒22一端为敞口软胶结构，另一端与第二电机24的传动轴固定连接，第二电机24的传动轴偏离于分离圆筒22的圆心。

在第二电机24的驱动下，分离圆筒22做偏心运动，使得分离圆筒22内的泥与水混合物进行震荡分离，并且不会使淤泥粘附在滤水膜25上而导致滤水膜25堵塞。在滤水膜25的作用下，水流到分离圆筒22的下层，泥土停留在分离圆筒22的上层。打开盖体211即可取出分离后的泥土。

在本实施例中，第一进液口212设有流量传感器27，流量传感器27与用于感应是否有污水进入。当流量传感器27感应到有泥水混合物由第一进液口211进入第一壳体21内时，第二电机24启动，从而对泥水混合物进行分离。

还包括缓冲装置，缓冲装置包括弹性伸缩杆28及转动轴281，弹性伸缩杆28至少设有三个并一端与分离圆筒22固定连接，另一端与转动轴281转动连接，第一壳体21设有一环槽214，转动轴281通过环槽214与第一壳体21滑动连接。弹性伸缩杆28能够随着分离圆筒22的偏心运动而进行伸缩，保护分离圆筒22及第一壳体21，而且能够增加泥水分离装置的稳定性，减少震动发出的噪音。

初级处理装置3包括第二壳体31及螺旋输水管32。第二壳体31内填充有活性炭311并在顶部及底部分别设有第二进液口312及第二排液口313，第二进液口312通过第一增压泵33与第一排液口213导通连接，第二排液口313通过防漏网34与生物净化装置4连接；螺旋输水管32均匀布设有排水孔并位于第二壳体31内，螺旋输水管32一端与第二进液口312导通连接，另一端为封闭结构。螺旋输水管32能够增加含氮磷的水与活性碳311的接触时间，增加净化效果。

第二壳体31内装设有pH传感器35，pH传感器35用于检测活性碳311是否失效。通过pH传感器35感应活性炭的有效性，活性炭311具有活性时候的pH为中性，当吸附了氮磷化合物时，pH会产生变化，当pH超过设计值时，证明活性炭失效。

第二壳体31一侧设有密封门314并顶部设有开关盖315，密封门314及开关盖315用于活性炭的更换。当活性炭311失效时，通过打开密封门314将失效的活性炭311取出，将密封门314关闭后，打开开关盖315添加新的活性炭311。

生物净化装置4包括第三壳体41，第三壳体41内高到低依次设有硝化细菌层43、吸氮氨层44及吸磷层45，并在顶部及底部分别设有第三进液口411及第三排液口412，第三进液口411通过第二增压泵46与第二排液口313导通连接，第三排液口412与储水池5连接，储水池5通过第三增压泵51为种植地提供灌溉水压。

在本实施例中，第三壳体41设有用于放置硝化细菌层43、吸氮氨层44及吸磷层45的三个放置仓42，放置仓42包括仓体421及密封盖422，仓体421底部设有挡隔网423，仓体421一侧与密封盖422固定连接，另一侧嵌入第三壳体41并与第三壳体41滑动连接，密封盖422通过搭扣锁424与第三壳体41固定连接。在本实施例中密封盖422及第三壳体41设有密封胶，放置水的渗出。放置仓42为可拆卸的结构，便于硝化细菌层、吸氮氨层及吸磷层材料的更换。

还包括循环管7、第一开关阀71及氮磷传感器72，第一开关阀72及氮磷传感器72装设在第三排液口412与储水池5之间，循环管7一端装设在第一开关阀71与氮磷传感器72之间，另一端装设在第一排液口212与第二进液口312之间。当氮磷传感器72感应到水中的氮磷元素未低于设定值时，第一开关阀71关闭，第二开关阀73打开，水由循环管7回流到初级处理装置进行再次净化；直至氮磷传感器72感应到水中的氮磷元素低于设定值，第一开关阀71打开，第二开关阀73关闭，水流到储水池。

控制装置包括控制器6，控制器6分别与第一电机13、流量传感器27、第二电机24、第一增压泵33、第二增压泵46、第三增压泵51、pH传感器35、第一开关阀71、氮磷传感器72及第二开关阀73电连接。

本发明的控制原理为：

种植地多余的水通过渗流口101流入排水槽1，同时部分泥土被随着水进入到排水槽1，传输带11在第一电机13的驱动下，使污水排入泥水分离装置2，同时清洗刷12对支撑网102进行清洗。流量传感器27感应到有污水进入时，将信号发送到控制器6中，控制器6控制螺第二电机24启动，泥与水的混合物在分离圆筒22的震荡分离后实现泥与水的分离，从而泥停留在分离圆筒22上层，水通过第一排液口212在第一增压泵33的作用下排向初级处理装置3。水中的氮磷元素在活性炭311得到初次净化，在第二增压泵46的左右经过生物净化装置4进行二次净化。

当氮磷传感器72感应到水中的氮磷元素未低于设定值时，控制器6控制第一开关阀71关闭，第二开关阀73打开，水由循环管7回流到初级处理装置进行再次净化；直至氮磷传感器72感应到水中的氮磷元素低于设定值，控制器6控制第一开关阀71打开，第二开关阀73关闭，水流到储水池5，储水池5通过第三增压泵51为种植地提供灌溉水压。

Claims (7)

1.一种用于种植地的污水处理设备，其特征在于，包括收集装置、泥水分离装置(2)、初级处理装置(3)、生物净化装置(4)、储水池(5)及控制装置，

所述收集装置包括排水槽(1)、传输带(11)、清洗刷(12)、第一电机(13)及集水管(14)，所述排水槽(1)装设在每一列种植行的底部，所述排水槽(11)朝向种植行的一侧设有渗流口(101)，所述渗流口(101)装设有支撑网(102)，所述传输带(11)位于排水槽(1)内并由所述第一电机(13)驱动，若干所述清洗刷(12)均匀装设于所述传输带(11)上并用于对所述支撑网(102)的清洗，所有所述排水槽(1)分别通过导管(15)与所述集水管(14)导通连接，所述集水管(14)与所述泥水分离装置(2)导通连接；

所述泥水分离装置(2)包括第一壳体(21)、分离圆筒(22)、放置环(23)及第二电机(24)，所述第一壳体(21)设有盖体(211)，所述盖体(211)设有第一进液口(212)，所述第一进液口(212)与所述集水管(14)导通连接，所述第一壳体(21)的一侧设有第一排液口(213)，所述第一排液口(213)与所述初级处理装置(3)导通连接；所述分离圆筒(22)通过滤水膜(25)分为两层，所述分离圆筒(22)的下层通过折叠管(26)与所述第一排液口(213)导通连接；所述分离圆筒(22)通过所述放置环(23)架设在所述第一壳体(21)内，所述放置环(23)设有滚球(231)，所述分离圆筒(22)通过所述滚球(231)与所述放置环(23)滚动连接，所述分离圆筒(22)一端为敞口软胶结构，另一端与所述第二电机(24)的传动轴固定连接，所述第二电机(24)的传动轴偏离于所述分离圆筒(22)的圆心；

所述初级处理装置(3)包括第二壳体(31)及螺旋输水管(32)，所述第二壳体(31)内填充有活性炭(311)并在顶部及底部分别设有第二进液口(312)及第二排液口(313)，所述第二进液口(312)通过第一增压泵(33)与所述第一排液口(213)导通连接，所述第二排液口(313)通过防漏网(34)与所述生物净化装置(4)连接；所述螺旋输水管(32)均匀布设有排水孔并位于所述第二壳体(31)内，所述螺旋输水管(32)一端与所述第二进液口(312)导通连接，另一端为封闭结构；

所述生物净化装置(4)包括第三壳体(41)，所述第三壳体(41)内高到低依次设有硝化细菌层(43)、吸氮氨层(44)及吸磷层(45)，并在顶部及底部分别设有第三进液口(411)及第三排液口(412)，所述第三进液口(411)通过第二增压泵(46)与所述第二排液口(313)导通连接，所述第三排液口(412)与所述储水池(5)连接，所述储水池(5)通过第三增压泵(51)为种植地提供灌溉水压；

所述控制装置包括控制器(6)，所述控制器(6)分别与所述第一电机(13)、所述第二电机(24)、所述第一增压泵(33)、所述第二增压泵(46)及所述第三增压泵(51)控制连接。

2.根据权利要求 1所述的一种用于种植地的污水处理设备，其特征在于：还包括循环管(7)、第一开关阀(71)及氮磷传感器(72)，所述第一开关阀(72)及所述氮磷传感器(72)装设在所述第三排液口(412)与所述储水池(5)之间，所述循环管(7)一端装设在所述第一开关阀(71)与所述氮磷传感器(72)之间，另一端装设在所述第一排液口(213)与所述第二进液口(312)之间，所述循环管(7)设有第二开关阀(73)；所述第一开关阀(71)、所述氮磷传感器(72)及所述第二开关阀(73)分别与所述控制器(6)控制连接。

3.根据权利要求 1所述的一种用于种植地的污水处理设备，其特征在于：所述第一进液口(212)设有流量传感器(27)，所述流量传感器(27)与所述控制器(6)电连接，并用于感应是否有污水进入。

4.根据权利要求 1所述的一种用于种植地的污水处理设备，其特征在于：还包括缓冲装置，所述缓冲装置包括弹性伸缩杆(28)及转动轴(281)，所述弹性伸缩杆(28)至少设有三个并一端与所述分离圆筒(22)固定连接，另一端与所述转动轴(281)转动连接，所述第一壳体(21)设有一环槽(214)，所述转动轴(281)通过所述环槽(214)与所述第一壳体(21)滑动连接。

5.根据权利要求 1所述的一种用于种植地的污水处理设备，其特征在于：所述第二壳体(31)内装设有pH传感器(35)，所述pH传感器(35)与所述控制器(6)电连接并用于检测活性碳是否失效；所述第二壳体(31)一侧设有密封门(314)并顶部设有开关盖(315)，所述密封门(314)及所述开关盖(315)用于活性炭的更换。

6.根据权利要求 1所述的一种用于种植地的污水处理设备，其特征在于：所述第三壳体(41)设有用于放置所述硝化细菌层(43)、所述吸氮氨层(44)及所述吸磷层(45)的三个放置仓(42)，所述放置仓(42)包括仓体(421)及密封盖(422)，所述仓体(421)底部设有挡隔网(423)，所述仓体(421)一侧与所述密封盖(422)固定连接，另一侧嵌入所述第三壳体(41)并与所述第三壳体(41)滑动连接，所述密封盖(422)通过搭扣锁(424)与所述第三壳体(41)固定连接。

7.根据权利要求 1所述的一种用于种植地的污水处理设备，其特征在于：所述传输带(11)底部设有引流板(16)，所述引流板(16)用于将污水引流至所述导管(15)。

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