CN111087091B - 一种废水过滤与分流排放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水过滤与分流排放装置，包括处理筒、滤管、滤层、预存池、下水管、虹吸管、破空管，处理筒为一个上表敞开的池状部件，处理筒顶部侧面设有溢流形式的第一排液口，滤管上端连接虹吸管一端，滤管上部侧面还通过下水管连接至预存池的底部或侧面，滤管下端开口并插入处理筒内，滤管内设置滤层，虹吸管另一端低于处理筒的底面，且虹吸管另一端开口正下方设置有第二排液口，预存池顶部高于虹吸管最高点，第一排液口低于虹吸管最高点，破空管一端插入处理筒内，破空管向上延伸并高过虹吸管最高点后折返往下连接在虹吸管最高点。

Description

一种废水过滤与分流排放装置

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体是一种废水过滤与分流排放装置。

背景技术

工业生茶中会出现大量废水，常常不能直接排往水域和地下水系统，都需要进行一定的处理。

废水中，含有渣物和一些溶解在水中的废物杂物，有些元素应当回收再利用，直接排放也会造成环境污染。有机物常常是油液类的存在，有时溶于水，有时只是受到水冲击而以微团状悬浮在水中，这些最好要分离出来进行分类处理。

现有技术中，还没有高效的一次性分离设备或装置，而且，废水分离设备的滤渣结构需要经常性的维护与更换，较为麻烦，基于静置分层原理，废水分离需要的设备体积较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废水过滤与分流排放装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种废水过滤与分流排放装置，包括处理筒、滤管、滤层、预存池、下水管、虹吸管、破空管，处理筒为一个上表敞开的池状部件，处理筒顶部侧面设有溢流形式的第一排液口，滤管上端连接虹吸管一端，滤管上部侧面还通过下水管连接至预存池的底部或侧面，滤管下端开口并插入处理筒内，滤管内设置滤层，虹吸管另一端低于处理筒的底面，且虹吸管另一端开口正下方设置有第二排液口，预存池顶部高于虹吸管最高点，第一排液口低于虹吸管最高点，破空管一端插入处理筒内，破空管向上延伸并高过虹吸管最高点后折返往下连接在虹吸管最高点。

废水过滤与分流排放装置还包括通断阀和物料传感器，通断阀设置在下水管上，物料传感器设置在虹吸管的下降段，物料传感器检测到虹吸管下降段有水流过时关闭通断阀。

元素和一些与水互溶的有机物可以通过有机溶剂提取，选择合适的与水不溶的有机溶剂萃取出目标物质后，将残留废水以及废渣排放，而将萃取溶液积累后进行例如分级蒸发等工序进行目标物分离，如此完成废水物质的回收分离，分别排放往不同的区域。

本发明通过滤层来进行精细过滤，有机溶剂加入后或者废水本身就是类似油水混合物样的不互溶的两种液体，后续以油水混合物为例进行阐述，过滤后的油水混合物进入到处理筒内，流速降低，由于不互溶且密度存在差异，所以在处理筒内产生分层，油液在上，水体在下，随着油水混合物的不断进入，处理筒内液位越来越高，在高至第一排液口时，油液溢流出去，为第一个排液通道，随着过滤的进行，滤层上方堆积越来越多的渣物，从而溶液在流过滤层时的流动阻力越来越大，从而滤管内的液位会高于处理筒内的液位，在滤管内液位高至虹吸管顶部时，液体越过高点往虹吸管低处流，虹吸管较细且内壁亲水，从而往下流动时就排挤掉虹吸管下降段内原有的空气，虹吸建立，滤管内的液体从虹吸管流出装置，由于虹吸管下降段内设置的物料传感器，当有水流出虹吸管时，传递信号给通断阀使其关闭，关闭后，下水管截断预存池流下来的原始混合物，滤管内的液体从虹吸管流出去后，滤层下方，处理筒内的液体会继续从虹吸管流出，直至处理筒内液位降低至破空管的末端脱离液面，虹吸管虹吸被破坏，在此之前的虹吸过程将滤层上堆积的渣物一并带走，清洁滤层，使其保持高效的过滤能力。

进一步的，废水过滤与分流排放装置还包括隔层筒、浮环、第一浮球阀，隔层筒插入处理筒内并包围滤管，隔层筒底端与处理筒内壁下表面连接，隔层筒将处理筒内空间分隔为两部分：隔层筒内的夹层区和隔层筒外的分离区，浮环设置在分离区，工作工程中，浮环水平悬浮在分离区中的溶液中，浮环表面设有若干通孔，含油水体通过浮环时，油液微团被通孔阻碍，不会随着水体的冲击而被激烈的带往分离区的下部，隔层筒底部壁面上设有第一浮球阀，第一浮球阀的通断部连接夹层区和分离区，第一浮球阀的浮球开关设置在夹层区内，第一浮球阀的浮球开关处于高位时第一浮球阀关闭。

进一步的，废水过滤与分流排放装置还包括隔板，隔板竖直设置在浮环上，隔板环绕隔层筒的上部，隔板上沿高度高于隔层筒上沿、第一排液口。

油水分离在处理筒内进行，基础结构中，油水直接在底部冲入处理筒内，混乱的流动状态造成油液被激烈水流带动而浮沉，分离效果不显著，为了增加分离效果，只能通过增大处理筒的容积来完成，增加了装置尺寸，而本申请进一步的在处理筒内设置浮环和隔板以及使水流从上往下流动的隔层筒，从滤层底部出来的油水混合物，首先在夹层区折转往上，从隔层筒的边沿上溢出落入分离区内，浮环加上隔板的整体密度为油、水密度的中间值，使浮环的位于油水分界层处，从隔层筒上沿溢出的油水混合物下流，穿过浮环，穿过浮环的过程中，油液微团被浮环上的细孔阻碍，下沉力大大减小，轻微下降之后粘附住浮环，即，浮环对于穿过其的油液微团具有“吸附力”，大大增加了分离区内的油水分离效果，从而处理筒的体积可以减小。从隔层筒上沿溢出的油水混合物只会进入到隔板的内层，只有穿过浮环然后水平径向往外再上浮地油液微团才能到达浮环上、隔板外的油液溢出区域。

第一浮球阀用于虹吸过程时连通分离区和滤管底部，当虹吸过程时，滤管和夹层区内的液位快速降低，第一浮球阀液位浮球降低，第一浮球阀打开，从而让分离区底部的水体能到达滤管底部，继续进行虹吸过程，充分冲刷滤层。

进一步的，废水过滤与分流排放装置还包括分流管和第二浮球阀，分流管一端连接在滤管侧壁上且连接处高于滤层、低于第一排液口，分流管依次穿过夹层区、隔层筒壁面、分离区、处理筒侧壁直至连接在虹吸管的末端位置，第二浮球阀设置在分流管的位于分离区的一段管上，第二浮球阀的浮球开关浮动在分离区内且抵触浮环的下表面，物料传感器设置在分流管和虹吸管连接处的后方；第二浮球阀浮球处于低位时，第二浮球阀关闭。

分流管和第二浮球阀用于分离区内水体过多时进行排水操作，原理是：浮环所在位置标识了油水分界层，如果这层位置过高，而滤层处杂物并不多的话，则可能水体会从第一排液口处溢出，从而无法完成分流排放，而水体从第一排液口处溢出之前，势必会出现油水分界层高度不断升高，所以，通过一个浮球阀，在浮环高于一定程度后，分流管通道，提前进入滤层处的反向流动过程，处理筒内下层水在此时就算不建立虹吸，仍然能够从分流管流出，因为分流管末端低于处理筒，分流管最高点也低于第一排液口，也就是水体部分的提前排放，达到分流目的。水体的流动路径只有分流管和虹吸管的区别，在夹层区和分离区的流动原理相同。

进一步的，废水过滤与分流排放装置还包括注液泵，注液泵的注液出口管穿过处理筒底壁后位于夹层区内，注液泵往夹层区的无渣废水中注入与水不互溶的萃取剂。

在废水过滤去滤渣之后再行注入有机萃取剂，防止渣物与萃取剂的反应，也可以减小萃取剂的用量。滤管底部是待分离液体的必经处，也是无渣物的起始位置处。

进一步的，废水过滤与分流排放装置还包括排空阀组，夹层区和分离区分别在底部向外伸出管路并在管路上设置排空阀组，排空阀组用于处理筒在检修时其内液体的排空。

进一步的，废水过滤与分流排放装置还包括泥渣斗和下渣阀，泥渣斗设置在虹吸管底端和第二排液口之间，泥渣斗上有滤孔，泥渣斗斗底设有渣物管并在管上设置下渣阀，下渣阀打开后，泥渣斗内所过滤下来的较大颗粒的杂物流往他处，避免第二排液口处进入大型颗粒。从而完成：水（含有细微渣物）、油、大型渣物的分离，在油的后续管路中，可以再次加入不互溶的萃取剂，进一步进行分类萃取。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过过滤、低速分离、溢出等形式将废水分离为：渣物、水体和油液，并分别排放，高效处理，处理过程除去可能需要的有机溶剂添加需要用到泵外，其余位置几乎不使用能量；浮环增强油水分离效果，大大缩减处理筒的尺寸需求；待处理的废水加入到预存池内，初始时，废水从下水管流下，穿过滤层进入夹层区，折弯往上溢出隔层筒上沿，下流的油水混合物在穿过浮环时，其油液微团被浮环所“吸附”，不会进一步的受到水流冲击而下沉，分离过后的油液从第一排液口溢出，而大部分水体积聚在分离区下层，当累计的水量较大时，浮环上浮至一定程度，第二浮球阀打开，水体从分流管流出装置，分离区内液位下降至一定程度时，分流管内的排水过程结束，排水过程也冲刷了滤层，使其保持高效过滤状态，而如果的废水中渣物含量较多时，积累的渣物使得滤层阻力大，滤管内液位升高，直至建立虹吸过程，也是从处理筒内取用下层水体反向穿过滤层进行冲刷。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明基础结构上带有增强结构的结构示意图；

图2为本发明的完整结构示意图；

图3为本发明处理筒部分的立体示意图；

图4为图3去掉浮环、隔板后的流动示意图；

图5为本发明浮环、隔板的立体示意图。

图中：1-处理筒、11-第一排液口、101-夹层区、102-分离区、2-隔层筒、3-滤管、4-滤层、5-预存池、61-下水管、62-虹吸管、63-破空管、64-通断阀、65-物料传感器、66-分流管、71-泥渣斗、72-第二排液口、73-下渣阀、81-浮环、82-隔板、91-第一浮球阀、92-第二浮球阀、93-注液泵、94-排空阀组。

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。

如图1所示，一种废水过滤与分流排放装置，包括处理筒1、滤管3、滤层4、预存池5、下水管61、虹吸管62、破空管63，处理筒1为一个上表敞开的池状部件，处理筒1顶部侧面设有溢流形式的第一排液口11，滤管3上端连接虹吸管62一端，滤管3上部侧面还通过下水管61连接至预存池5的底部或侧面，滤管3下端开口并插入处理筒1内，滤管3内设置滤层4，虹吸管62另一端低于处理筒1的底面，且虹吸管62另一端开口正下方设置有第二排液口72，预存池5顶部高于虹吸管62最高点，第一排液口11低于虹吸管62最高点，破空管63一端插入处理筒1内，破空管63向上延伸并高过虹吸管62最高点后折返往下连接在虹吸管62最高点。

废水过滤与分流排放装置还包括通断阀64和物料传感器65，通断阀64设置在下水管61上，物料传感器65设置在虹吸管62的下降段，物料传感器65检测到虹吸管62下降段有水流过时关闭通断阀64。

元素和一些与水互溶的有机物可以通过有机溶剂提取，选择合适的与水不溶的有机溶剂萃取出目标物质后，将残留废水以及废渣排放，而将萃取溶液积累后进行例如分级蒸发等工序进行目标物分离，如此完成废水物质的回收分离，分别排放往不同的区域。

本发明通过滤层4来进行精细过滤，有机溶剂加入后或者废水本身就是类似油水混合物样的不互溶的两种液体，后续以油水混合物为例进行阐述，过滤后的油水混合物进入到处理筒1内，流速降低，由于不互溶且密度存在差异，所以在处理筒1内产生分层，油液在上，水体在下，随着油水混合物的不断进入，处理筒1内液位越来越高，在高至第一排液口11时，油液溢流出去，为第一个排液通道，随着过滤的进行，滤层4上方堆积越来越多的渣物，从而溶液在流过滤层4时的流动阻力越来越大，从而滤管3内的液位会高于处理筒1内的液位，在滤管3内液位高至虹吸管62顶部时，液体越过高点往虹吸管62低处流，虹吸管62较细且内壁亲水，从而往下流动时就排挤掉虹吸管62下降段内原有的空气，虹吸建立，滤管3内的液体从虹吸管62流出装置，由于虹吸管62下降段内设置的物料传感器65，当有水流出虹吸管62时，传递信号给通断阀64使其关闭，关闭后，下水管61截断预存池5流下来的原始混合物，滤管3内的液体从虹吸管62流出去后，滤层4下方，处理筒1内的液体会继续从虹吸管62流出，直至处理筒1内液位降低至破空管63的末端脱离液面，虹吸管62虹吸被破坏，在此之前的虹吸过程将滤层4上堆积的渣物一并带走，清洁滤层4，使其保持高效的过滤能力。

废水过滤与分流排放装置还包括隔层筒2、浮环81、第一浮球阀91，隔层筒2插入处理筒1内并包围滤管3，隔层筒2底端与处理筒1内壁下表面连接，隔层筒2将处理筒1内空间分隔为两部分：隔层筒2内的夹层区101和隔层筒2外的分离区102，浮环81设置在分离区102，工作工程中，浮环81水平悬浮在分离区102中的溶液中，浮环81表面设有若干通孔，含油水体通过浮环81时，油液微团被通孔阻碍，不会随着水体的冲击而被激烈的带往分离区102的下部，隔层筒2底部壁面上设有第一浮球阀91，第一浮球阀91的通断部连接夹层区101和分离区102，第一浮球阀91的浮球开关设置在夹层区101内，第一浮球阀91的浮球开关处于高位时第一浮球阀91关闭。

如图1、3、4、5所示，废水过滤与分流排放装置还包括隔板82，隔板82竖直设置在浮环81上，隔板82环绕隔层筒2的上部，隔板82上沿高度高于隔层筒2上沿、第一排液口11。

油水分离在处理筒1内进行，基础结构中，油水直接在底部冲入处理筒1内，混乱的流动状态造成油液被激烈水流带动而浮沉，分离效果不显著，为了增加分离效果，只能通过增大处理筒1的容积来完成，增加了装置尺寸，而本申请进一步的在处理筒1内设置浮环81和隔板82以及使水流从上往下流动的隔层筒2，从滤层4底部出来的油水混合物，首先在夹层区101折转往上，从隔层筒2的边沿上溢出落入分离区102内，浮环81加上隔板82的整体密度为油、水密度的中间值，使浮环81的位于油水分界层处，从隔层筒2上沿溢出的油水混合物下流，穿过浮环81，穿过浮环81的过程中，油液微团被浮环81上的细孔阻碍，下沉力大大减小，轻微下降之后粘附住浮环81，即，浮环81对于穿过其的油液微团具有“吸附力”，大大增加了分离区102内的油水分离效果，从而处理筒2的体积可以减小。从隔层筒2上沿溢出的油水混合物只会进入到隔板82的内层，只有穿过浮环81然后水平径向往外再上浮地油液微团才能到达浮环81上、隔板82外的油液溢出区域。

第一浮球阀91用于虹吸过程时连通分离区102和滤管3底部，当虹吸过程时，滤管3和夹层区101内的液位快速降低，第一浮球阀91液位浮球降低，第一浮球阀91打开，从而让分离区102底部的水体能到达滤管3底部，继续进行虹吸过程，充分冲刷滤层4。

如图2所示，废水过滤与分流排放装置还包括分流管66和第二浮球阀92，分流管66一端连接在滤管3侧壁上且连接处高于滤层4、低于第一排液口11，分流管66依次穿过夹层区101、隔层筒2壁面、分离区102、处理筒1侧壁直至连接在虹吸管62的末端位置，第二浮球阀92设置在分流管66的位于分离区102的一段管上，第二浮球阀92的浮球开关浮动在分离区102内且抵触浮环81的下表面，物料传感器65设置在分流管66和虹吸管62连接处的后方；第二浮球阀92浮球处于低位时，第二浮球阀92关闭。

分流管66和第二浮球阀92用于分离区102内水体过多时进行排水操作，原理是：浮环81所在位置标识了油水分界层，如果这层位置过高，而滤层4处杂物并不多的话，则可能水体会从第一排液口11处溢出，从而无法完成分流排放，而水体从第一排液口11处溢出之前，势必会出现油水分界层高度不断升高，所以，通过一个浮球阀，在浮环81高于一定程度后，分流管66通道，提前进入滤层4处的反向流动过程，处理筒1内下层水在此时就算不建立虹吸，仍然能够从分流管66流出，因为分流管66末端低于处理筒1，分流管66最高点也低于第一排液口11，也就是水体部分的提前排放，达到分流目的。水体的流动路径只有分流管66和虹吸管62的区别，在夹层区101和分离区102的流动原理相同。

如图2所示，废水过滤与分流排放装置还包括注液泵93，注液泵93的注液出口管穿过处理筒1底壁后位于夹层区101内，注液泵93往夹层区101的无渣废水中注入与水不互溶的萃取剂。

在废水过滤去滤渣之后再行注入有机萃取剂，防止渣物与萃取剂的反应，也可以减小萃取剂的用量。滤管3底部是待分离液体的必经处，也是无渣物的起始位置处。

如图2所示，废水过滤与分流排放装置还包括排空阀组94，夹层区101和分离区102分别在底部向外伸出管路并在管路上设置排空阀组94，排空阀组94用于处理筒1在检修时其内液体的排空。

如图1所示，废水过滤与分流排放装置还包括泥渣斗71和下渣阀73，泥渣斗71设置在虹吸管62底端和第二排液口72之间，泥渣斗71上有滤孔，泥渣斗71斗底设有渣物管并在管上设置下渣阀73，下渣阀73打开后，泥渣斗71内所过滤下来的较大颗粒的杂物流往他处，避免第二排液口72处进入大型颗粒。从而完成：水（含有细微渣物）、油、大型渣物的分离，在油的后续管路中，可以再次加入不互溶的萃取剂，进一步进行分类萃取。

本装置的主要使用过程是：待处理的废水加入到预存池5内，初始时，废水从下水管61流下，穿过滤层4进入夹层区101，折弯往上溢出隔层筒2上沿，下流的油水混合物在穿过浮环81时，其油液微团被浮环81所“吸附”，不会进一步的受到水流冲击而下沉，分离过后的油液从第一排液口11溢出，而大部分水体积聚在分离区102下层，当累计的水量较大时，浮环81上浮至一定程度，第二浮球阀92打开，水体从分流管66流出装置，分离区66内液位下降至一定程度时，分流管66内的排水过程结束，排水过程也冲刷了滤层4，使其保持高效过滤状态，而如果的废水中渣物含量较多时，积累的渣物使得滤层4阻力大，滤管3内液位升高，直至建立虹吸过程，也是从处理筒1内取用下层水体反向穿过滤层4进行冲刷。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种废水过滤与分流排放装置，其特征在于：所述废水过滤与分流排放装置包括处理筒（1）、滤管（3）、滤层（4）、预存池（5）、下水管（61）、虹吸管（62）、破空管（63），所述处理筒（1）为一个上表敞开的池状部件，处理筒（1）顶部侧面设有溢流形式的第一排液口（11），所述滤管（3）上端连接虹吸管（62）一端，滤管（3）上部侧面还通过下水管（61）连接至预存池（5）的底部或侧面，滤管（3）下端开口并插入处理筒（1）内，滤管（3）内设置滤层（4），所述虹吸管（62）另一端低于处理筒（1）的底面，且虹吸管（62）另一端开口正下方设置有第二排液口（72），所述预存池（5）顶部高于虹吸管（62）最高点，所述第一排液口（11）低于虹吸管（62）最高点，所述破空管（63）一端插入处理筒（1）内，破空管（63）向上延伸并高过虹吸管（62）最高点后折返往下连接在虹吸管（62）最高点；

所述废水过滤与分流排放装置还包括隔层筒（2）、浮环（81）、第一浮球阀（91），所述隔层筒（2）插入处理筒（1）内并包围滤管（3），隔层筒（2）底端与处理筒（1）内壁下表面连接，隔层筒（2）将处理筒（1）内空间分隔为两部分：隔层筒（2）内的夹层区（101）和隔层筒（2）外的分离区（102），所述浮环（81）设置在分离区（102），工作工程中，浮环（81）水平悬浮在分离区（102）中的溶液中，所述浮环（81）表面设有若干通孔，所述隔层筒（2）底部壁面上设有第一浮球阀（91），所述第一浮球阀（91）的通断部连接夹层区（101）和分离区（102），第一浮球阀（91）的浮球开关设置在夹层区（101）内，第一浮球阀（91）的浮球开关处于高位时第一浮球阀（91）关闭；

所述废水过滤与分流排放装置还包括隔板（82），所述隔板（82）竖直设置在浮环（81）上，隔板（82）环绕隔层筒（2）的上部，隔板（82）上沿高度高于隔层筒（2）上沿、第一排液口（11）；

所述浮环（81）加上隔板（82）的整体密度为油、水密度的中间值，浮环（81）位于油水分界层处，浮环（81）对于穿过的油液微团具有吸附力。

2.根据权利要求1所述的一种废水过滤与分流排放装置，其特征在于：所述废水过滤与分流排放装置还包括通断阀（64）和物料传感器（65），所述通断阀（64）设置在下水管（61）上，所述物料传感器（65）设置在虹吸管（62）的下降段，物料传感器（65）检测到虹吸管（62）下降段有水流过时关闭通断阀（64）。

3.根据权利要求2所述的一种废水过滤与分流排放装置，其特征在于：所述废水过滤与分流排放装置还包括分流管（66）和第二浮球阀（92），所述分流管（66）一端连接在滤管（3）侧壁上且连接处高于滤层（4）、低于第一排液口（11），分流管（66）依次穿过夹层区（101）、隔层筒（2）壁面、分离区（102）、处理筒（1）侧壁直至连接在虹吸管（62）的末端位置，所述第二浮球阀（92）设置在分流管（66）的位于分离区（102）的一段管上，第二浮球阀（92）的浮球开关浮动在分离区（102）内且抵触浮环（81）的下表面，所述物料传感器（65）设置在分流管（66）和虹吸管（62）连接处的后方；第二浮球阀（92）浮球处于低位时，第二浮球阀（92）关闭。

4.根据权利要求3所述的一种废水过滤与分流排放装置，其特征在于：所述废水过滤与分流排放装置还包括注液泵（93），所述注液泵（93）的注液出口管穿过处理筒（1）底壁后位于夹层区（101）内。

5.根据权利要求3所述的一种废水过滤与分流排放装置，其特征在于：所述废水过滤与分流排放装置还包括排空阀组（94），所述夹层区（101）和分离区（102）分别在底部向外伸出管路并在管路上设置排空阀组（94）。

6.根据权利要求3所述的一种废水过滤与分流排放装置，其特征在于：所述废水过滤与分流排放装置还包括泥渣斗（71）和下渣阀（73），所述泥渣斗（71）设置在虹吸管（62）底端和第二排液口（72）之间，泥渣斗（71）上有滤孔，泥渣斗（71）斗底设有渣物管并在管上设置下渣阀（73）。

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