CN111484128B - 一种基于生物工程原理的污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于生物工程原理的污水处理设备，包括用于污水处理反应的反应池、用于隔断反应空间的隔板、用于沉淀反应后污水的沉淀池、连通槽和用于增氧和破凝结的曝气增氧机构，反应池的表面与沉淀池的表面固定连接，沉淀池的内壁开设有连通槽，隔板的表面与反应池的内壁固定连接，涉及污水处理领域。该基于生物工程原理的污水处理设备通过对污水压力引流，借助气体产生旋转动力，在水流过程中充分增氧，无需电动搅拌，节能无死角，全面提高工作效率，从而有效的解决了一般的生物工程污水处理过程中，曝气局限于污水上层，污泥凝聚凝块较多，活性污泥利用率低，搅拌工程量大且存在多处死角，能耗与效率不成正比的问题。

Description

一种基于生物工程原理的污水处理设备

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种基于生物工程原理的污水处理设备。

背景技术

在生物工程污水处理范围内，活性污泥污水处理方法是比较常见的一种污水处理方式，主要是将活性污泥混入到污水中，然后在混合物中通过增氧的方式促进反应，进而达到污水处理的效果，但是目前曝头供氧多为上层固定曝气，且活性污泥处理在使用的时候受到活性污泥与污水反应絮凝的作用，增氧存在死角且容易导致反应池内微生物与污水的传质速度受限，供氧的持续性对于微生物本身造成一定影响，不足以支持微生物保持一定的高活性，影响对于污水的降解时间与对污水的降解率，目前主要解决该问题的方式是通过搅拌的方式处理，但是受限于反应池的容积和形状，搅拌工作量大，能耗高，且搅拌存在多处死角，搅拌不均不彻底，且搅拌工作对于迅速破开絮凝效果不明显，活性污泥使用率较低，一般的生物工程污水处理过程中，曝气局限于污水上层，污泥凝聚凝块较多，活性污泥利用率低，搅拌工程量大且存在多处死角，能耗与效率不成正比，所以需要一种基于生物工程原理的污水处理设备。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于生物工程原理的污水处理设备，解决了一般的生物工程污水处理过程中，曝气局限于污水上层，污泥凝聚凝块较多，活性污泥利用率低，搅拌工程量大且存在多处死角，能耗与效率不成正比的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于生物工程原理的污水处理设备，包括用于污水处理反应的反应池、用于隔断反应空间的隔板、用于沉淀反应后污水的沉淀池、连通槽和用于增氧和破凝结的曝气增氧机构，所述反应池的表面与沉淀池的表面固定连接，所述沉淀池的内壁开设有连通槽，所述隔板的表面与反应池的内壁固定连接，所述隔板的上方与反应池的内壁之间设置有一级反应腔，所述隔板的下表面与反应池的内壁之间设置有二级反应腔，所述隔板的表面开设有若干个连通增氧孔，所述曝气增氧机构包括一级破气增氧机构和二级破碎增氧机构，所述曝气增氧机构固定安装在反应池上。

优选的，所述一级破气增氧机构包括增氧气泵、增氧密封腔、若干个与连通增氧孔一一对应的固定增氧管、若干个与固定增氧管一一对应的活动增氧管，所述增氧气泵固定安转在反应池的表面，所述增氧气泵的输出端套接有压力增氧管，所述增氧密封腔设置在反应池上，所述增氧密封腔位于二级反应腔的下方，所述固定增氧管的一端贯穿并延伸至增氧密封腔的内部，所述固定增氧管的另一端贯穿连通增氧孔并延伸至隔板的上方，设置活动增氧管一方面是分散细化气泡，另一方面是在增氧范围内产生旋涡吸力，将附近污水集中加速增氧。

优选的，所述固定增氧管的表面开设有若干个第一曝气孔，固定增氧管位于隔板上方的一段套接有活动增氧管，所述活动增氧管的表面开设有第二爆气孔，所述第一曝气孔的内壁呈向上倾斜状，所述第二爆气孔的内壁呈水平状，所述第二爆气孔的直径是第一曝气孔的直径长度的三分之一，所述第二爆气孔的数量是第一曝气孔数量的三倍以上，所述活动增氧管的顶端固定安装有叶轮，所述活动增氧管和固定增氧管的连接处镶嵌有若干个滚珠，设置第一曝气孔位置固定，第二曝气孔快速旋转，可以快速的分散细化气泡。

优选的，所述固定增氧管的内壁固定连接连接绳，所述连接绳的一端固定连接实心橡胶球，所述固定增氧管的内壁固定连接有密封垫，所述密封垫的内壁呈圆弧形状，所述密封垫的底部固定连接若干个拉簧，所述拉簧的一端固定连接有榫接杆，所述榫接杆的一端贯穿并延伸至固定增氧管的表面，所述连通增氧孔的内壁固定连接与榫接杆数量相同的扇形板，所述榫接杆与各个扇形板之间的空隙活动榫接，所述扇形板的表面与固定增氧管的表面固定连接，所述连通增氧孔的内壁剖视图呈等腰梯形状，设置橡胶实心球是为了方便统一控制污水进入二级破碎增氧机构，设置扇形板一方面是为了方便对接榫接杆将连通增氧孔封闭，另一方面也是为了控制出水的状态，使得出水呈柱状与下方的第一增氧孔对冲，同时扇形板也方便使得固定增氧管更加稳固。

优选的，所述二级破碎增氧机构包括活动盘、破碎块、混合杆和扇叶，所述活动盘的表面与固定增氧管的表面滑动连接，所述活动盘的表面与固定增氧管的连接处设置有滚珠，所述活动盘的内壁固定连接转环，所述扇叶固定安装在转环的内壁上，所述活动盘的内部呈空心状，所述活动盘的外表面固定连接若干个混合杆，所述混合杆的表面呈倾斜状，所述活动盘的边呈倾斜状，所述活动盘的边壁与连通增氧孔的内壁平行，设置转环一方面是为了支撑破碎结构旋转击打破碎絮凝块，另一方面是为了控制通过转环排出的气流发生一定程度的扭曲旋转，增强增氧的效率，设置混合杆是为了在反应池多角度小范围独立混合，增强微生物与污水的传质速度。

优选的，所述活动盘的内壁固定连接若干个强力弹簧，所述强力弹簧的表面固定连接若干个破碎块，所述破碎块的表面呈菱形状，所述活动盘位于第一曝气孔的下方，设置破碎块是为了撞击絮凝块，使得絮凝块在气流包围圈内参与污水的同时破开，极速增氧并发生反应。

优选的，所述固定增氧管的内壁固定安装有止逆阀，所述止逆阀位于扇叶的正下方，所述增氧密封腔的内壁插接有排水密封塞，所述反应池的表面开设有进水口，所述沉淀池的表面套接有排水管，设置止逆阀是为了避免污水通过固定增氧管进入到增氧密封腔内，设置排水密封塞是为了方便排出增氧密封腔内部积水和封闭增氧密封腔，设置进水口是为了向反应池内部进污水和活性污泥，设置排水管是为了将沉淀池内部的水排出。

(三)有益效果

(1)本发明通过设置一级破气增氧机构，气体由下而上曝出，利用双曝气口旋转切割，增大氧气覆盖面，且在隔板上方产生多个叶轮旋涡，在旋涡附近充分促进污泥与污水反应，与现有技术相比曝气不再趋于上层，曝气更加全面，且污泥与污水反应产生絮凝块也被旋涡快速引导进入下一层机构处理，减少低效率的反应时间，提高整体反应效率。

(2)本发明通过设置二级破碎增氧机构，一方面可以快速的将被一级破气增氧机构引导而来的絮凝块快速破开，增大反应面，提高污泥利用效率，另一方面，在气流包围圈内部利用水和气对冲，使得污水混合物全面增氧，提高传质速度。

(3)本发明通过设置实心橡胶球，在污泥反应过程中，高压气体可以快速的冲开实心橡胶球，使得气体上行液体下行，快速增氧，在需要停止反应的时候，只需停止供气，液压快速的将实心橡胶球挤压进入到密封垫中并挤压榫接杆封堵连通增氧孔，水停止流动，多各范围内独立增氧，统一控制启停，方便操作，效率高。

(4)本发明通过对污水压力引流，借助气体产生旋转动力，在水流过程中充分增氧，无需电动搅拌，节能无死角，全面提高工作效率，从而有效的解决了一般的生物工程污水处理过程中，曝气局限于污水上层，污泥凝聚凝块较多，活性污泥利用率低，搅拌工程量大且存在多处死角，能耗与效率不成正比的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明反应池结构剖视图；

图3为本发明图2中A处结构放大图；

图4为本发明固定增氧管结构剖视图；

图5为本发明连通增氧孔结构俯视图。

其中，1反应池、2隔板、3沉淀池、4曝气增氧机构、41一级破气增氧机构、411增氧气泵、412增氧密封腔、413固定增氧管、414活动增氧管、415压力增氧管、416第一曝气孔、417第二爆气孔、418叶轮、419连接绳、4110实心橡胶球、4111密封垫、4112拉簧、4113榫接杆、4114扇形板、42二级破碎增氧机构、421活动盘、422破碎块、423混合杆、424扇叶、425转环、426强力弹簧、427止逆阀、5连通槽、6一级反应腔、7二级反应腔、8连通增氧孔、9排水密封塞、10排水管、11进水口。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，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1-5所示，本发明实施例提供一种基于生物工程原理的污水处理设备，包括用于污水处理反应的反应池1、用于隔断反应空间的隔板2、用于沉淀反应后污水的沉淀池3、连通槽5和用于增氧和破凝结的曝气增氧机构4，反应池1的表面与沉淀池3的表面固定连接，沉淀池3的内壁开设有连通槽5，隔板2的表面与反应池1的内壁固定连接，隔板2的上方与反应池1的内壁之间设置有一级反应腔6，隔板2的下表面与反应池1的内壁之间设置有二级反应腔7，隔板2的表面开设有若干个连通增氧孔8，曝气增氧机构4包括一级破气增氧机构41和二级破碎增氧机构42，曝气增氧机构4固定安装在反应池1上。

一级破气增氧机构41包括增氧气泵411、增氧密封腔412、若干个与连通增氧孔8一一对应的固定增氧管413、若干个与固定增氧管413一一对应的活动增氧管414，增氧气泵411固定安转在反应池1的表面，增氧气泵411的输出端套接有压力增氧管415，增氧密封腔412设置在反应池1上，增氧密封腔412位于二级反应腔7的下方，固定增氧管413的一端贯穿并延伸至增氧密封腔412的内部，固定增氧管413的另一端贯穿连通增氧孔8并延伸至隔板2的上方，固定增氧管413的表面开设有若干个第一曝气孔416，固定增氧管413位于隔板2上方的一段套接有活动增氧管414，活动增氧管414的表面开设有第二爆气孔417，第一曝气孔416的内壁呈向上倾斜状，第二爆气孔417的内壁呈水平状，第二爆气孔417的直径是第一曝气孔416的直径长度的三分之一，第二爆气孔417的数量是第一曝气孔416数量的三倍以上，活动增氧管414的顶端固定安装有叶轮418，活动增氧管414和固定增氧管413的连接处镶嵌有若干个滚珠，固定增氧管413的内壁固定连接连接绳419，连接绳419的一端固定连接实心橡胶球4110，固定增氧管413的内壁固定连接有密封垫4111，密封垫4111的内壁呈圆弧形状，密封垫4111的底部固定连接若干个拉簧4112，拉簧4112的一端固定连接有榫接杆4113，榫接杆4113的一端贯穿并延伸至固定增氧管413的表面，连通增氧孔8的内壁固定连接与榫接杆4113数量相同的扇形板4114，榫接杆4113与各个扇形板4114之间的空隙活动榫接，扇形板4114的表面与固定增氧管413的表面固定连接，连通增氧孔8的内壁剖视图呈等腰梯形状。

二级破碎增氧机构42包括活动盘421、破碎块422、混合杆423和扇叶424，活动盘421的表面与固定增氧管413的表面滑动连接，活动盘421的表面与固定增氧管413的连接处设置有滚珠，活动盘421的内壁固定连接转环425，扇叶424固定安装在转环425的内壁上，活动盘421的内部呈空心状，活动盘421的外表面固定连接若干个混合杆423，混合杆423的表面呈倾斜状，活动盘421的边呈倾斜状，活动盘421的边壁与连通增氧孔8的内壁平行，活动盘421的内壁固定连接若干个强力弹簧426，强力弹簧426的表面固定连接若干个破碎块422，破碎块422的表面呈菱形状，活动盘421位于第一曝气孔416的下方，固定增氧管413的内壁固定安装有止逆阀427，止逆阀427位于扇叶424的正下方，增氧密封腔412的内壁插接有排水密封塞9，反应池1的表面开设有进水口11，沉淀池3的表面套接有排水管10。

使用时，连接电源，将活性污泥放入到反应池1内部，通过进水口11向一级反应腔6内部输入污水，启动增氧气泵411高压气体通过增氧密封腔412快速均匀的进入到各个固定增氧管413内部，气流向上冲开实心橡胶球4110，各个榫接杆4113在拉簧4112拉动下离开连通增氧孔8进入到固定增氧管413的内部，一级反应腔6内部的污水通过各个连通增氧孔8向下流动，气体向上增大一级反应腔6内部压力，增大一级反应腔6内部污水通过连通增氧孔8的速度和水流强度，叶轮418在风力作用下快速旋转并带动活动增氧管414旋转，叶轮418产生的旋涡范围内，气体通过第一曝气孔416吹向第二爆气孔417，第二爆气孔417在水中快速分散气泡，快速的增氧，絮凝块和污水混合物在高压下通过倾斜的连通增氧孔8冲向相对应的第一曝气孔416，第一曝气孔416吹出的气体与水柱对冲，气流带动扇叶424旋转并通过转环425带动活动盘421旋转，活动盘421产生吹出的气体在倾斜的水柱外围包围旋转，充分与分散混合物结合，絮凝块向下接触到旋转的破碎块422时被冲击打散，然后重新混合到混合物中，混合杆423在其独立范围内对混合物进行搅拌混合，水位达到连通槽5的时候通过连通槽5进入到沉淀池3内部沉淀，从而完成了整个基于生物工程原理的污水处理设备的使用过程。

Claims (4)

1.一种基于生物工程原理的污水处理设备，其特征在于：包括用于污水处理反应的反应池（1）、用于隔断反应空间的隔板（2）、用于沉淀反应后污水的沉淀池（3）、连通槽（5）和用于增氧和破凝结的曝气增氧机构（4），所述反应池（1）的表面与沉淀池（3）的表面固定连接，所述沉淀池（3）的内壁开设有连通槽（5），所述隔板（2）的表面与反应池（1）的内壁固定连接，所述隔板（2）的上方与反应池（1）的内壁之间设置有一级反应腔（6），所述隔板（2）的下表面与反应池（1）的内壁之间设置有二级反应腔（7），所述隔板（2）的表面开设有若干个连通增氧孔（8），所述曝气增氧机构（4）包括一级破气增氧机构（41）和二级破碎增氧机构（42），所述曝气增氧机构（4）固定安装在反应池（1）上；

所述一级破气增氧机构（41）包括增氧气泵（411）、增氧密封腔（412）、若干个与连通增氧孔（8）一一对应的固定增氧管（413）、若干个与固定增氧管（413）一一对应的活动增氧管（414），所述增氧气泵（411）固定安转在反应池（1）的表面，所述增氧气泵（411）的输出端套接有压力增氧管（415），所述增氧密封腔（412）设置在反应池（1）上，所述增氧密封腔（412）位于二级反应腔（7）的下方，所述固定增氧管（413）的一端贯穿并延伸至增氧密封腔（412）的内部，所述固定增氧管（413）的另一端贯穿连通增氧孔（8）并延伸至隔板（2）的上方，所述固定增氧管（413）的表面开设有若干个第一曝气孔（416），固定增氧管（413）位于隔板（2）上方的一段套接有活动增氧管（414），所述活动增氧管（414）的表面开设有第二爆气孔（417），所述第一曝气孔（416）的内壁呈向上倾斜状，所述第二爆气孔（417）的内壁呈水平状，所述第二爆气孔（417）的直径是第一曝气孔（416）的直径长度的三分之一，所述第二爆气孔（417）的数量是第一曝气孔（416）数量的三倍以上，所述活动增氧管（414）的顶端固定安装有叶轮（418），所述活动增氧管（414）和固定增氧管（413）的连接处镶嵌有若干个滚珠，所述固定增氧管（413）的内壁固定连接连接绳（419），所述连接绳（419）的一端固定连接实心橡胶球（4110），所述固定增氧管（413）的内壁固定连接有密封垫（4111），所述密封垫（4111）的内壁呈圆弧形状，所述密封垫（4111）的底部固定连接若干个拉簧（4112），所述拉簧（4112）的一端固定连接有榫接杆（4113），所述榫接杆（4113）的一端贯穿并延伸至固定增氧管（413）的表面，所述连通增氧孔（8）的内壁固定连接与榫接杆（4113）数量相同的扇形板（4114），所述榫接杆（4113）与各个扇形板（4114）之间的空隙活动榫接，所述扇形板（4114）的表面与固定增氧管（413）的表面固定连接，所述连通增氧孔（8）的内壁剖视图呈等腰梯形状。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物工程原理的污水处理设备，其特征在于：所述二级破碎增氧机构（42）包括活动盘（421）、破碎块（422）、混合杆（423）和扇叶（424），所述活动盘（421）的表面与固定增氧管（413）的表面滑动连接，所述活动盘（421）的表面与固定增氧管（413）的连接处设置有滚珠，所述活动盘（421）的内壁固定连接转环（425），所述扇叶（424）固定安装在转环（425）的内壁上，所述活动盘（421）的内部呈空心状，所述活动盘（421）的外表面固定连接若干个混合杆（423），所述混合杆（423）的表面呈倾斜状，所述活动盘（421）的边呈倾斜状，所述活动盘（421）的边壁与连通增氧孔（8）的内壁平行。

3.根据权利要求2所述的一种基于生物工程原理的污水处理设备，其特征在于：所述活动盘（421）的内壁固定连接若干个强力弹簧（426），所述强力弹簧（426）的表面固定连接若干个破碎块（422），所述破碎块（422）的表面呈菱形状，所述活动盘（421）位于第一曝气孔（416）的下方。

4.根据权利要求3所述的一种基于生物工程原理的污水处理设备，其特征在于：所述固定增氧管（413）的内壁固定安装有止逆阀（427），所述止逆阀（427）位于扇叶（424）的正下方，所述增氧密封腔（412）的内壁插接有排水密封塞（9），所述反应池（1）的表面开设有进水口（11），所述沉淀池（3）的表面套接有排水管（10）。

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