CN109607966A - 一种污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理领域，涉及一种污水处理装置，包括污水处理装置主体（1）、破碎杆组、主轴（10）、分离转盘（9）、螺旋盘片（15）、出水管（19）、第一桨片（20）、第二桨片（17）、分离转盘（9）、螺旋盘片（15）、出水管（19）、第一桨片（20）、第二桨片（17）等结构，本发明的污水处理装置能够提高污水净化效率、提升生物转盘容积负荷、简化转盘驱动装置、大幅度降低能耗。

Description

一种污水处理装置

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种污水处理装置。

背景技术

生活污水是居民日常生活中排出的废水，主要来源于居住建筑和公共建筑，如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生间等。生活污水所含的污染物主要是有机物，如蛋白质、碳水化合物、脂肪、氨氮等。存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。污水中的细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。因此，生活污水排放前必须进行处理。

污水处理的手段有很多，常用的例如重力沉降、沉淀池、活性污泥法、生物膜法、化学沉淀法、氧化还原法，吸附法等等。这其中生物膜法是目前应用较为广泛的一种水处理方法。生物膜法是使污水连续流经填料或某种载体（如碎石、炉渣或塑料蜂窝等）。在填料上就能够形成膜状生物污泥，该膜状生物污泥被称为生物膜。生物膜上繁殖着大量的微生物，能够起到与活性污泥同样的净化作用，吸附并降解污水中的有机污染物；同时，老化的生物膜从填料上脱落下来随污水流入沉淀池，经沉淀池沉淀分离，污水得到净化。生物膜法又分为厌氧和好氧两种。

但目前的生物膜处理手段尤其是厌氧生物处理工艺中仍存在污水净化效率低、生物转盘容积负荷低、转盘驱动装置结构复杂维修不方便、能耗高等问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种污水处理装置，能够提高污水净化效率、提升生物转盘容积负荷、简化转盘驱动装置、降低能耗。

为解决上述技术问题，本发明所述的污水处理装置包括以下结构：污水处理装置主体1，入水口2位于污水处理装置主体1的最上方，入水口2处设有两个破碎杆组，每个破碎杆组包括若干根破碎杆3，图1中示出每个破碎杆组包括两层各五根破碎杆共10根破碎杆，两个破碎杆组的破碎杆交叉布置。每个破碎杆组依靠转轴4传动而旋转，转轴4依靠第一支撑杆支撑。电机7通过传动轴6在两个锥齿轮24的传动下带动转轴4转动。电机7通过两外的锥齿轮带动垂直方向的主轴10转动。由上至下，主轴10先固定连接分离转盘9，分离转盘9底部封闭不开孔，分离转盘9的侧壁是滤网11。分离转盘9的上沿和下沿分别同主体1的桶体28密封转动连接。桶体28对应滤网11的位置为环形的滤水出口27。滤水出口27外侧是环形设置在桶体28外侧的出水腔14，出水腔14由上至下沿桶体28外壁延伸至接近桶体28柱形底部。分离转盘9下方的桶体28内壁上依次开设有沼气出口12和溢流口13。主轴10上分离转盘9的下方是螺旋盘片15。螺旋盘片15是厌氧微生物的载体，其表面粗糙，便于厌氧微生物的负载。螺旋盘片15的表面上沿径向方向均布有凸起状的扰流凸起16。在桶体28底部设置有多个出水管19，出水管19的入口与出水腔14底部相通，出水管19的出口向桶体内部延伸，出水管19的出口对着设置在主轴10下端的第一桨片20。

在螺旋盘片15的侧边上还设置有第二桨片17，其相对应的桶体28的内壁上设置有供沼气通入的出气口18。

桶体28的底部与锥形沉淀区22交接的位置设置有阻波板21，阻波板21上具有若干条通水缝25使得桶体28与锥形沉淀区22流体连通，每条通水缝25朝向锥形沉淀区22的方向设有两条引流片26，引流片26与垂直方向的夹角为30°。

污水处理装置主体1底部为排泥绞龙。

进一步的，两个破碎杆组的每层破碎杆可以布置在同层也可以错层布置。

进一步的，引流片26与垂直方向的夹角为30°至45°。

进一步的，出水管19的数量可以根据实际工况调整，例如可选择2-6根出水管。

进一步的，螺旋盘片的转速为2-3转/分钟。

进一步的，螺旋盘片为双层结构，两层螺旋盘片15的间距为15-30mm。

进一步的，螺旋盘片的表面具有均匀排列的沟槽，沟槽图案以扇形方式间隔排列。扇形的水平面投影的顶角为30-90°，相邻两块扇形盘片上沟槽的水平面投影的夹角为60-100°。

进一步的，螺旋盘片的螺距和外径之比为1：20-30。

本发明的污水处理装置具有以下优势：

螺旋盘面的覆膜面积为普通盘片状生物转盘的2倍，加大了盘面与污水的接触面积。

螺旋盘片的盘面在旋转过程中，其通过剪切作用增加了污水同生物膜的接触，相比于现有技术中的生物转盘，本发明极大地提高了处理效率。

充分利用了污水的重力势能，循环利用了沼气，节省了耗电量。

本发明将过滤区、生物处理区以及沉淀区结合在一个装置中，占地面积只是传统生物转盘的40％，耗电量只是传统生物转盘的30％左右，相比传统的生物转盘节约电能50％以上。

附图说明

图1 本发明的污水处理装置的主视图

图2 本发明另一实施方式的螺旋盘片图

图3 本发明另一实施方式的螺旋盘片图

图中：1污水处理装置主体，2入水口，3破碎杆，4转轴，5第一支撑杆，6传动轴，7电机，8第二支撑杆，9分离转盘，10主轴，11滤网，12沼气出口，13溢流口，14出水腔，15螺旋盘片，16扰流凸起，17第二桨片，18出气口，19出水管，20第一桨片，21阻波板，22沉淀区，23排泥绞龙，24锥齿轮，25通水缝，26引流片，27滤水出口，28桶体。

具体实施方式

下面结合附图对发明的实施例进一步详述。但实施例不构成对本发明的限制。

实施例1：如图1所示，本发明的污水处理装置包括污水处理装置主体1，入水口2位于污水处理装置主体1的最上方，入水口2处设有两个破碎杆组，每个破碎杆组包括若干根破碎杆3，图1中示出每个破碎杆组包括两层各五根破碎杆共10根破碎杆，两个破碎杆组的破碎杆交叉布置。每个破碎杆组依靠转轴4传动而旋转，转轴4依靠第一支撑杆支撑。电机7通过传动轴6在两个锥齿轮24的传动下带动转轴4转动。电机7通过两外的锥齿轮带动垂直方向的主轴10转动。由上至下，主轴10先固定连接分离转盘9，分离转盘9底部封闭不开孔，分离转盘9的侧壁是滤网11。分离转盘9的上沿和下沿分别同主体1的桶体28密封转动连接。桶体28对应滤网11的位置为环形的滤水出口27。滤水出口27外侧是环形设置在桶体28外侧的出水腔14，出水腔14由上至下沿桶体28外壁延伸至接近桶体28柱形底部。分离转盘9下方的桶体28内壁上依次开设有沼气出口12和溢流口13。主轴10上分离转盘9的下方是螺旋盘片15，图1中为了更清楚的表现螺旋盘片15的结构，此部分的主轴10的直径明显大于主轴10的上部分，但实际上两部分的主轴直径优选是一致的。螺旋盘片15是厌氧微生物的载体，其表面粗糙，便于厌氧微生物的负载。为避免上部污水被可能的过度扰动，溢流口13下方的主轴10可设置0.5米的无螺旋盘片区域。本实施例中，螺旋盘片15的表面上沿径向方向均布有凸起状的扰流凸起16。在桶体28底部设置有多个出水管19，出水管19的入口与出水腔14底部相通，出水管19的出口向桶体内部延伸，出水管19的出口对着设置在主轴10下端的第一桨片20。

此外，在螺旋盘片15的侧边上还设置有第二桨片17，其相对应的桶体28的内壁上设置有供沼气通入的出气口18。

桶体28的底部与锥形沉淀区22交接的位置设置有阻波板21，阻波板21上具有若干条通水缝25使得桶体28与锥形沉淀区22流体连通，每条通水缝25朝向锥形沉淀区22的方向设有两条引流片26，引流片26与垂直方向的夹角为30°。

本发明的污水处理装置在具体使用时，污水从入水口2进入，污水尤其是生活污水中通常包含大体积固体废弃物，需要预先经过破碎处理，避免后续对设备造成损坏或堵塞。本发明的优势之一在于在入水口2处设置两个破碎杆组，每个破碎杆组包括包括两层各五根破碎杆共10根破碎杆，两个破碎杆组的破碎杆交叉布置，在电机7的带动下两个破碎杆组交叉、转动运转，能够对固体废弃物进行初步的破碎或分离。破碎杆3的数量和层数可以根据需要选择。破碎杆3的旋转方向可以通过改变锥齿轮的齿轮方向进行改变。经过破碎、分离预处理的污水进入下方的分离转盘9内，分离转盘9在电机7的带动下旋转，可通过在主轴10上设置减速器改变分离转盘9的转速。旋转的分离转盘9有效的促进了污水中固体杂质的分离，固体杂质被分离转盘9侧边的滤网11阻拦，经过滤的污水通过桶体28对应滤网11的位置的滤水出口27进入出水腔14内。分离转盘9的上沿和下沿分别同主体1的桶体28密封转动连接，采用常规的机械密封等手段尽量保证避免气体和液体的泄露，但此处本发明并非必须保证绝对的流体密封，少量的泄露不影响本发明装置的正常运行。本发明的优势还在于充分利用污水的重力势能，污水经过滤网11过滤后经滤水出口27自然下落，污水聚集在出水腔14底部，通过图1中的出水管19喷出，污水通过出水管19喷出一方面避免了污水对分离转盘9表面的生物膜的冲击，另一方面能够利用污水的动能，推动主轴10底部的第一桨片，带动主轴转动，能够大幅节省电力消耗，出水管19的数量为3根出水管。出水量控制与净化排水量基本一致。主轴10上固定有螺旋盘片15，螺旋盘片的螺距和外径之比为1：20。螺旋盘片15表面是粗糙的，便于厌氧微生物的负载。生物膜的培养可采用常规的自然挂膜法或接种挂膜法。螺旋盘片的转速为2转/分钟。螺旋盘片15表面具有沿螺旋盘片15均匀径向布置的多条扰流凸起16，螺旋盘片15的螺旋方向是右旋，旋转方向为装置俯视方向的逆时针方向旋转，因此，在螺旋方向和扰流凸起16的共同作用下，内部污水呈缓慢提升状态，装置内的污水增加了同垂直设置的螺旋盘片15表面的生物膜的接触，提升了污水处理效果，即使螺旋盘片在较低的转速下也能保持污水同生物膜片的有效接触。污水中大部分有机污染物在厌氧生物处理过程中被转化为沼气（甲烷和二氧化碳等）。在螺旋盘片15的侧边上设置有第二桨片17，其相对应的桶体28的内壁上设置有供沼气通入的出气口18，可将污水处理过程中产生的沼气部分循环通入出气口18，一方面利用沼气的动力推动螺旋盘片15转动，节省了约10%的动力，另一方面，循环通入的沼气起到扰流作用，促进了污水同生物膜的接触。污水处理过程中，降解的有机物以及老化的脱落的生物膜向装置底部沉积，污水处理装置主体1的底部为沉淀区22，降解的有机物以及老化的脱落的生物膜在底部沉积，通过排泥绞龙或排泥阀排出。在沉淀区22和上部的生物处理区之间设置有阻波板21，其作用是防止生物处理区的螺旋盘片旋转引起的污水波动对沉淀区的污泥沉淀可能产生的影响，通水缝25用于污水的流通和固体沉淀物的通过，引流片26与垂直方向的夹角为30°。引流片26的作用是引导污水流通方向，避免波动的污水直接对沉淀区进行冲击；引流片26的作用还能防止沉淀区的固体杂质轻易的通过通水缝25返回阻波板上方。本发明的污水处理装置通过溢流口13排出净化后的净水并保证装置内部污水液面高度的恒定，同时设置液位传感器监测液面高度。溢流口13处连通气固液三相分离装置，对沼气进行收集，避免沼气的逃逸。溢流口13上部设有沼气出口12，污水处理过程中的沼气通过沼气出口12收集；溢流口13若意外堵塞或被充满，沼气出口12能够保证沼气的安全、及时的排出。桶体28内壁还设置有加热装置（图中未示出），可对污水进行加热，维持生物处理环境的适宜温度。图1中螺旋盘片15整体高度为3.5米，图中螺旋盘片数量仅是示意图。

实施例2：与实施例1的其他主体部分结构相同，实施例2与实施例1不同之处在于，实施例2主轴10上的螺旋盘片15为双层结构，如图2所示，螺旋盘片15为双层结构，两层螺旋盘片15的间距为20mm。本发明的发明人意外的发现，将螺旋盘片设置为双层结构能较大幅度的提高污水处理效果，原因在于两层螺旋盘片之间的空间内聚集了大量的悬浮的微生物，提高了单位体积的微生物浓度，因此提高了单位时间的污水处理效果。

实施例3：与实施例1的其他主体部分结构相同，实施例2与实施例1不同之处在于，螺旋盘片15的表面具有均匀排列的沟槽，沟槽图案以扇形方式间隔排列。图3中扇形的水平面投影的顶角为60°，相邻两块扇形盘片上沟槽的水平面投影的夹角为90°。发明人发现，通过在螺旋盘片15上分区设置沟槽，相邻区域的沟槽呈一定夹角连接，一方面增加了污水同生物膜的接触面积，另一方面沟槽结构促进了污水的流动，避免了污水死区的形成。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对本发明的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，例如可将各实施例的方案结合在一起。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种污水处理装置，其特征在于，包括污水处理装置主体（1），入水口（2）位于污水处理装置主体（1）的最上方，入水口（2）处设有两个破碎杆组，每个破碎杆组包括若干根破碎杆（3）；由上至下，主轴（10）先固定连接分离转盘（9），分离转盘（9）底部封闭不开孔，分离转盘（9）的侧壁是滤网（11）；分离转盘（9）的上沿和下沿分别同主体（1）的桶体（28）密封转动连接；桶体（28）对应滤网（11）的位置为环形的滤水出口（27）；滤水出口（27）外侧是环形设置在桶体（28）外侧的出水腔（14），出水腔（14）由上至下沿桶体（28）外壁延伸至接近桶体（28）柱形底部；分离转盘（9）下方的桶体（28）内壁上依次开设有沼气出口（12）和溢流口（13）；主轴（10）上分离转盘（9）的下方是螺旋盘片（15）；螺旋盘片（15）是厌氧微生物的载体；螺旋盘片（15）的表面上沿径向方向均布有凸起状的扰流凸起（16）；在桶体（28）底部设置有多个出水管（19），出水管（19）的入口与出水腔（14）底部相通，出水管（19）的出口向桶体内部延伸，出水管（19）的出口对着设置在主轴（10）下端的第一桨片（20）；在螺旋盘片（15）的侧边上还设置有第二桨片（17），其相对应的桶体（28）的内壁上设置有供沼气通入的出气口18；污水处理装置主体（1）底部为排泥绞龙。

2.根据权利要求1的污水处理装置，其中，桶体（28）的底部与锥形沉淀区（22）交接的位置设置有阻波板（21），阻波板（21）上具有若干条通水缝（25）使得桶体（28）与锥形沉淀区（22）流体连通，每条通水缝（25）朝向锥形沉淀区（22）的方向设有两条引流片（26），引流片（26）与垂直方向的夹角为30°。

3.根据权利要求1的污水处理装置，其中，两个破碎杆组的每层破碎杆可以布置在同层也可以错层布置。

4.根据权利要求1的污水处理装置，其中，螺旋盘片为双层结构，两层螺旋盘片（15）的间距为15-30mm。

5.根据权利要求1的污水处理装置，其中，螺旋盘片的表面具有均匀排列的沟槽，沟槽图案以扇形方式间隔排列；扇形的水平面投影的顶角为30-90°，相邻两块扇形盘片上沟槽的水平面投影的夹角为60-100°。