CN111499018A - 一种河流底层污水处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河流底层污水处理装置及处理方法，属于污水处理技术领域。其中，污水处理装置包括净化部件、抽水部件以及增氧部件。其中，净化部件包括第一沉淀池、第二沉淀池以及循环式过滤组件；抽水部件包括抽水泵和抽水管；增氧部件包括增氧机和增氧泵。与现有技术相比，本发明提供的污水处理装置能够提高河流底层污水的净化效果，同时提高河水含氧量，提升河水自净能力；并且还具有不易堵塞，污水净化处理效率高的优势。

Description

一种河流底层污水处理装置及处理方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其是一种河流底层污水处理装置及处理方法。

背景技术

当水中有溶解氧时，河水中的有机物通常为好氧菌分化，水中溶解氧含量降低，浓度低于饱满值，而水面大气中的氧就溶解到河水中，弥补耗费掉的氧。假如有机物含量太多，溶解氧耗费太快，大气中的氧来不及供给，水体的溶解氧将会逐步降低，乃至耗费殆尽，然后影响水生态系统的平衡。当河水中的溶解氧耗尽之后河流就呈现无氧状况，有机物的分化就从好氧分化转为厌氧分化，水质就会恶化，乃至呈现黑臭表象。此时，水生态系统已遭到严峻破坏，无法自行康复。

河水中的溶解氧首要来源于大气复氧和水生植物的光合作用，其中大气复氧是水体溶解氧的首要来历。大气复氧是指空气中的氧溶于水中的气-液相传质进程，这一进程也可称为天然曝气。可是，单靠天然曝气作用，河水的自净进程将十分缓慢。一条水流滞缓的河流，在接受了必定的污染负荷后，需求50-80km流程才能到达自净。同时，大气复氧通常发生于河水表面，河流底部难有氧气溶入；另外河流底部光线较差，水生植物光合作用不明显。因此，河流底部的水质最先恶化形成污水。

为了解决这种情况，目前主要采用悬浮与水面的增氧设备向河水中增氧，以促进河流的净化。但是这种增氧设备增氧范围主要靠近河水表面，河流底部的污水仍然处于污染的状态，难以自净。

发明内容

发明目的：提供一种河流底层污水处理装置及处理方法，以解决现有技术存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种河流底层污水处理装置，包括：

净化部件，包括上下设置的第一沉淀池和第二沉淀池以及用于对第一沉淀池沉淀后的水体进行过滤的循环式过滤组件；固定于第二沉淀池上的循环式过滤组件；所述第一沉淀池的侧面靠近底部的一端设有第一排水管，所述第一排水管上设有排水阀；所述第二沉淀池的侧面靠近底部的一端设有第二排水管；所述循环式过滤组件位于第一排水管下方，所述循环式过滤组件固定于第二沉淀池上；

抽水部件，包括抽水泵以及与抽水泵连接的抽水管，所述抽水泵的出水口悬于第一沉淀池上方；

增氧部件，包括增氧机以及与增氧机连接的增氧管，所述增氧管远离增氧机的一端与第二排水管的连通。

在进一步的实施例中，所述第一沉淀池包括隔板，所述隔板将第一沉淀池分为第一水池和第二水池，所述隔板上开有溢水口；所述第一水池的顶部水平固定有支撑杆，所述支撑杆上垂直固定有第一电机，所述第一电机的输出轴向下延伸至第一水池内，所述第一电机的输出轴的端部固定有粉碎叶片；第一电机带动粉碎叶片对污水中的较大尺寸的污染物进行粉碎，避免污染物堵塞管道以及循环式过滤组件，保证污水处理效率。

在进一步的实施例中，所述溢水口处设有过滤网；通过设置过滤网能够对第一水池中的较大尺寸的污染物进行阻隔，避免这些污染物进入下一环节堵塞管道等，确保污水处理的效率。

在进一步的实施例中，所述循环式过滤组件包括固定于第二沉淀池顶部的框架、与框架一侧转动连接的主动轴、与框架另一侧转动连接的从动轴、多个套于主动轴和从动轴的链轮、绕于链轮的过滤带以及驱动主动轴转动第二电机；所述框架、主动轴以及从动轴均水平设置；所述过滤带包括与链轮啮合链条、与链条固定连接的承载带以及覆于承载带上的滤水膜；所述第二电机通过减速机与主动轴的一端传动连接；第二电机运行使过滤带循环转动对第一沉淀池流出的水进行过滤，过滤后的污染物从过滤带靠近从动轴一侧掉落，从而实现过滤带的循环使用。

在进一步的实施例中，所述循环式过滤组件还包括用于清理滤水膜的清理组件，所述清理组件包括与框架转动连接的清理滚筒，所述清理滚筒的设于框架靠近从动轴的一端，所述清理滚筒与从动轴通过齿轮组传动连接，所述清理滚筒的周面包覆有清理毛毡；通过清理滚筒对过滤带的滤水膜上的污染物进行清理，从而避免污染物沉积在滤水膜上导致滤水膜的渗水性不足的问题，进而确保过滤效率。

在进一步的实施例中，所述第一沉淀池的侧边靠近顶部的一端设有溢水管，所述溢水管的出水口悬于循环式过滤组件的上方；当第一沉淀池中的水较多时，超过溢水管的水可以通过溢水管直接排出，并通过循环式过滤组件进行过滤，避免第一沉淀池中水漫出。

在进一步的实施例中，所述第一沉淀池的底部倾斜设置，所述第一沉淀池的底部靠近第一排水管一侧的高度低于其远离第一排水管一侧的高度；通过此设置能够便于第一沉淀池中污染物向一侧池底较低的一侧沉积，便于后期对第一沉淀池进行清理。

为了实现上述目的，本发明还提供以下技术方案：

一种河流底层污水处理装置的处理方法，包括以下步骤

步骤1：抽水泵启动，通过抽水管将河流底部的河水抽至第一水池中；

步骤2：第一电机启动带动粉碎叶片旋转，将第一水池中的污水中的尺寸较大的污染物进行打碎，第一水池中的污水通过溢水口流动至第二水池中，过滤网对进入第二水池的污水进行首次过滤；

步骤3：经过首次过滤的水在第一水池中静置使部分污染颗粒沉淀，打开排水阀，使第一水池中静置后的水通过第一排水管流动至循环式过滤组件的过滤带上；

步骤4：过滤带的滤水膜对水进行再次过滤，再次过滤后的水渗漏至第二沉淀池，污染物残留在滤水膜上；同时第二电机带动通过减速机带动主动轴转动，主动轴上的链轮通过链条带动过滤带以及从动轴转动，过滤带循环转动带动过滤的污染物移动，使污染物从靠近清理滚筒的一端掉落；

步骤5：从动轴转动带动清理滚筒转动，清理滚筒上的清理毛毡与滤水膜摩擦将滤水膜清理干净，清理干净后的滤水膜继续转动至第一排水管下方对第一排水管排出的水进行过滤，实现循环使用；

步骤6：第二沉淀池的水进一步对污染颗粒进行沉淀，沉淀后的清水通过第二排水管排出，同时增氧机运转，并通过增氧管向第二排水管中排出是清水进行增氧，增氧后的清水通过第二排水管重新排入河中。

有益效果：本发明采用多层静置沉淀与过滤的方式提高污水处理的净化效果；通过设置粉碎叶片对污水中尺寸较大的污染物进行粉碎，降低管道和过滤装置堵塞的风险，确保污水处理效率；通过循环式过滤组件对污水进行过滤，同时设置清理组件对其进行清理，降低过滤组件堵塞的风险，确保过滤效果和过滤的效率；通过设置增氧部件对处理后的水体进行增氧，提高水的富氧量，提高河水的自净能力。与现有技术相比，本发明提供的污水处理装置能够对河流底层污水进行净化处理，同时提高河水含氧量，提升河水自净能力；并且该装置还具有污水处理效率高的优势。

附图说明

图1是本发明的河流底层污水处理装置的结构示意图。

图2是本发明的污水处理装置的剖视图。

图3是本发明的污水处理装置的循环式过滤组件与第二沉淀池的侧视图。

图4是本发明的污水处理装置的不含过滤带的循环式过滤组件与第二沉淀池的结构示意图。

图5是本发明的图3中A处的局部示意图。

图6是本发明的污水处理装置的循环式过滤组件的局部视图。

附图标记为：净化部件10、第一沉淀池11、第一排水管111、第一排水阀112、隔板113、过滤网1131、第一水池114、支撑杆1141、第一电机1142、粉碎叶片1143、第二水池115、溢水管1151、第二沉淀池12、第二排水管121、循环式过滤组件13、框架131、主动轴132、从动轴133、链轮134、过滤带135、链条1351、承载带1352、滤水膜1353、第二电机136、减速机137、清理组件138、清理滚筒1381、清理毛毡1382、第一齿轮1383、第二齿轮1384、第三齿轮1385、支撑柱14、抽水部件20、抽水泵21、抽水管22、增氧部件30、增氧机31、增氧管32。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

经研究人员研究发现，河流的底层水体由于含氧低，有机物通过厌氧分化，极易使河流发生水质恶化的情况。而一般的水流滞缓的河流，其自净能力较低，如果不对河流进行清理，河水恶化将会加重，甚至发出臭味，严重影响周边居民身心健康。如果对河流进行排水彻底清洗，不仅过程繁杂，而且耗资巨大，因此目前主要采用人工增氧的方式，在河流中放置增氧设备，通过增加河水中的氧气含量，使有机物发生好氧分化，从而降低河水变质。由于增氧设备的增氧范围主要靠近河水表面，因此河流底部的污水依然处于变质状态，因此这种处理方式会导致污水清理不彻底。

为了解决上述问题，本发明提供一种河流底层污水处理装置，如图1所示，该污水处理装置包括净化部件10、抽水部件20以及增氧部件30。

具体的，结合图1和图2，净化部件10包括第一沉淀池11、第二沉淀池12以及循环式过滤组件13。其中，第一沉淀池11位于第二沉淀池12的上方，第一沉淀池11的竖直方向的侧棱固定连接有多个支撑柱14，第一沉淀池11通过支撑柱14支撑。第一沉淀池11上设有第一排水管111，第一排水管111设于第一沉淀池11的侧面靠近底部的一端，第一排水管111上设有第一排水阀112，该第一排水阀112为手动阀。第二沉淀池12上设有第二排水管121，第二排水管121设于第二沉淀池12的侧面靠近底部的一端。循环式过滤组件13设于第一沉淀池11和第二沉淀池12之间。抽水部件20包括抽水泵21和抽水管22。抽水管22的一端延伸至河流底部，抽水管22的另一端与抽水泵21连接，抽水泵21的出水口悬于第一沉淀池11上方。增氧部件30包括增氧机31和增氧管32。增氧管32的一端与增氧机31的出风口连接，增氧管32的另一端与第二排水管121的侧壁连接，增氧管32和第二排水管121连通。当需要对河流底层污水进行清理时，抽水泵21通过抽水管22将河流底层的污水抽至第一沉淀池11中，污水在第一沉淀池11静置沉淀后通过第一排水管111排出至循环式过滤组件13上并经循环式过滤组件13过滤后渗落至第二沉淀池12中进行二次静置沉淀，经过二次沉淀的清水通过第二排水管121排出；同时增氧机31通过增氧管32向第二排水管121中增氧，从而提高第二排水管121排出的清水的含氧量。当河水中的含氧量增大时，河水不易发生厌氧分化导致的变质，同时还能促进河流的自净进程。本实施例中的污水处理装置可以设置于漂浮物上，例如放置于船上，在船行进的过程中，对河流底层污水进行净化处理。

由于河流底部泥沙淤积，同时还有很多尺寸较大的不易溶解的污染物，例如植物残枝等。当抽水泵21将此类污染物抽至第一沉淀池11时，极易发生污水处理装置管道堵塞等情况，造成污水处理效率降低。因此，结合图2，在进一步的实施例中，第一沉淀池11包括隔板113，该隔板113竖直设置将第一沉淀池11划分为第一水池114和第二水池115，隔板113与第一沉淀池11的内壁面焊接成型。第一水池114的顶部水平焊接有两根支撑杆1141，支撑杆1141上垂直固定有第一电机1142，第一电机1142的输出轴垂直向下延伸至第一水池114内；并且，第一电机1142的输出轴的端部固定有粉碎叶片1143，该粉碎叶片1143呈十字形结构，粉碎叶片1143的中部与第一电机1142的输出轴固定连接，粉碎叶片1143的页面呈扭曲变形状。同时，抽水泵21的出水口悬于第一水池114的上方。当抽水泵21将较大尺寸的污染物抽至第一水池114内时，第一电机1142带动粉碎叶片1143转动，将这些尺寸较大的污染物打碎，从而避免这些污染物进入后续的过滤环节，降低管道以及循环式过滤组件13堵塞的情况，确保污水处理效率。同时，隔板113上开有一个溢水口，该溢水口到隔板113的底部具有一定的距离，溢水口处设有过滤网1131。当第一水池114中的水位高于溢水口时，第一水池114中的污水会通过溢水口流至第二水池115中，当污水经过溢水口时，过滤网1131可以将尺寸较大的污染物进行阻隔。因此通过设置过滤网1131也能避免尺寸较大的污染物进入净化环节，降低管道以及循环式过滤组件13堵塞的情况，确保污水处理效率。

结合图3至图5，本实施例中的循环式过滤组件13包括框架131、主动轴132、从动轴133、多个链轮134、过滤带135以及第二电机136。具体的，框架131为矩形框架131，框架131水平固定于第二沉淀池12的顶部。主动轴132与框架131的一侧转动连接，从动轴133与框架131的另一转动连接，并且，主动轴132与从动轴133均水平设置，主动轴132与从动轴133平行。主动轴132和从动轴133上均套有多个链轮134，这些链轮134与主动轴132或从动轴133同轴固定连接。过滤带135包括链条1351、承载带1352以及滤水膜1353。其中，链条1351分别绕于主动轴和从动轴上的链轮134并和链轮134啮合配合，当主动轴132转动时，主动轴132上的链轮134通过链条1351带动从动轴133上的链轮134转动，进而使从动轴133转动。承载带1352位于链条1351和滤水膜1353之间，承载带1352的一面与链条1351固定连接，承载带1352的另一面与滤水膜1353固定连接；具体的，可以在链条1351的链接处贯穿钢丝扣（图中未画出），并通过钢丝扣与承载带1352固定连接；滤水膜1353和承载带1352之间可以采用点胶连接的方式实现固定连接。第二电机136通过减速机137与主动轴132的一端传动连接。当第二电机136运行时，第二电机136通过减速机137带动主动轴132转动，主动轴132上链轮134通过链条1351带动过滤带135循环转动对第二水池115流出的水进行过滤，过滤后的清水滴落至第二沉淀池12，过滤后的污染物从过滤带135从靠近从动轴133的一侧掉落，随着过滤带135的循环转动，过滤带135实现重复循环使用。本实施例中的滤水膜1353采用纤维素酯多孔膜。这种膜是由纤维素和醋酸纤维素制成的白色多孔膜。滤水膜1353的孔径大小为0.1-10.0微米之间，能够有效收集液体中的微细固体物，具有优秀的过滤能力。

在过滤带135循环使用的过程中，污染物会沉积在滤水膜1353上，导致滤水膜1353的渗水性降低。如果不清理干净，会导致过滤效率降低，进而降低污水处理的效率。为了解决这一问题，在进一步的实施例中，循环式过滤组件13还包括用于清理滤水膜1353的清理组件138。结合图6，该清理组件138包括清理滚筒1381，清理滚筒1381的周面外壁上包覆有清理毛毡1382，清理滚筒1381与框架131的靠近从动轴133的一端转动连接，清理滚筒1381的轴线与从动轴133的轴线平行。清理滚筒1381的一端通过齿轮组与从动轴133传动连接，齿轮组包括套于从动轴133端部的第一齿轮1383、套于清理滚筒1381端部的第二齿轮1384以及与框架131转动连接的第三齿轮1385，所述第一齿轮1383与第三齿轮1385啮合传动，所述第二齿轮1384与第三齿轮1385啮合传动。当从动轴133转动时，通过齿轮组带动清理滚筒1381转动，清理滚筒1381的转向与从动轴133的转向相同。由于清理滚筒1381的转向与从动轴133的转向相同，因此清理滚筒1381上的清理毛毡1382与滤水膜1353在两者接触的位置的运动反向相反，从而实现清理毛毡1382对滤水膜1353的清理，降低滤水膜1353上污染物的残留，保证滤水膜1353的渗水性能，确保滤水膜1353的过滤效率，从而避免污水处理效率的降低。

在污水处理的过程中，第一排水管111有被堵塞的风险，一旦第一排水管111堵塞，第一沉淀池11中的污水的水位就会上升，直至从第一沉淀池11漫出，也就失去净化处理的目的。为了避免这种情况，在进一步的实施例中，第一沉淀池11的侧边靠近顶部的一端设有两个溢水管1151，溢水管1151的出水口悬与循环式过滤组件13的上方。具体的，溢水管1151设于第二水池115的一侧。当第一排水管111堵塞时，第二水池115中静置沉淀的水位就会上升，直至漫至溢水管1151处，超过溢水管1151的水会通过溢水管1151直接排出，并通过循环式过滤组件13进行过滤，既能避免第二水池115中的水漫出，同时促进污水的有效过滤。

污水在第一沉淀池11中沉淀后，大量的泥沙和污染物会在第一沉淀池11的底部沉积，为了方便对第一沉淀池11中沉积的泥沙和污染物进行清理，在进一步的实施例中，第一沉淀会的底部倾斜设置，第一沉淀池11的底部靠近第一排水管111一侧的高度低于远离第一排水管111一侧的高度。当泥沙和污染物向第一沉淀池11底部沉积时，这些沉积物会向第一沉淀池11的池底较低的一侧积聚，从而便于后期对第一沉淀池11的清理。

工作原理：当利用本发明提供的污水处理装置对河流的底部的污水进行清理时，其具体处理方法如下：首先，启动抽水泵21，抽水泵21通过抽水管22将河流底部的河水抽至第一水池114中；同时，第一电机1142启动带动粉碎叶片1143旋转，将第一水池114中的污水中的尺寸较大的污染物进行打碎，第一水池114中的污水通过溢水口流动至第二水池115中，过滤网1131对进入第二水池115的污水进行首次过滤；经过首次过滤的水在第一水池114中静置使部分污染颗粒沉淀，打开排水阀，使第一水池114中静置后的水通过第一排水管111流动至循环式过滤组件13的过滤带135上；过滤带135的滤水膜1353对水进行再次过滤，再次过滤后的水渗漏至第二沉淀池12，污染物残留在滤水膜1353上；同时第二电机136带动通过减速机137带动主动轴132转动，主动轴132上的链轮134通过链条1351带动过滤带135以及从动轴133转动，过滤带135循环转动带动过滤的污染物移动，使污染物从靠近清理滚筒1381的一端掉落；同时，从动轴133转动带动清理滚筒1381转动，清理滚筒1381上的清理毛毡1382与滤水膜1353摩擦将滤水膜1353清理干净，清理干净后的滤水膜1353继续转动至第一排水管111下方对第一排水管111排出的水进行过滤，实现循环使用；第二沉淀池12的水进一步对污染颗粒进行沉淀，沉淀后的清水通过第二排水管121排出，同时增氧机31运转，并通过增氧管32向第二排水管121中排出是清水进行增氧，增氧后的清水通过第二排水管121重新排入河中。通过这样的处理方法能够对河流底层污水进行净化处理，同时提高河水含氧量，提升河水自净能力。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种河流底层污水处理装置，其特征在于，包括：

净化部件，包括上下设置的第一沉淀池和第二沉淀池以及用于对第一沉淀池沉淀后的水体进行过滤的循环式过滤组件；固定于第二沉淀池上的循环式过滤组件；所述第一沉淀池的侧面靠近底部的一端设有第一排水管，所述第一排水管上设有排水阀；所述第二沉淀池的侧面靠近底部的一端设有第二排水管；所述循环式过滤组件位于第一排水管下方，所述循环式过滤组件固定于第二沉淀池上；

抽水部件，包括抽水泵以及与抽水泵连接的抽水管，所述抽水泵的出水口悬于第一沉淀池上方；

增氧部件，包括增氧机以及与增氧机连接的增氧管，所述增氧管远离增氧机的一端与第二排水管的连通。

2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述第一沉淀池包括隔板，所述隔板将第一沉淀池分为第一水池和第二水池，所述隔板上开有溢水口；所述第一水池的顶部水平固定有支撑杆，所述支撑杆上垂直固定有第一电机，所述第一电机的输出轴向下延伸至第一水池内，所述第一电机的输出轴的端部固定有粉碎叶片。

3.根据权利要求2所述的污水处理装置，其特征在于，所述溢水口处设有过滤网。

4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述循环式过滤组件包括固定于第二沉淀池顶部的框架、与框架一侧转动连接的主动轴、与框架另一侧转动连接的从动轴、多个套于主动轴和从动轴的链轮、绕于链轮的过滤带以及驱动主动轴转动第二电机；所述框架、主动轴以及从动轴均水平设置；所述过滤带包括与链轮啮合链条、与链条固定连接的承载带以及覆于承载带上的滤水膜；所述第二电机通过减速机与主动轴的一端传动连接。

5.根据权利要求4所述的污水处理装置，其特征在于，所述循环式过滤组件还包括用于清理滤水膜的清理组件，所述清理组件包括与框架转动连接的清理滚筒，所述清理滚筒的设于框架靠近从动轴的一端，所述清理滚筒与从动轴通过齿轮组传动连接，所述清理滚筒的周面包覆有清理毛毡。

6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述第一沉淀池的侧边靠近顶部的一端设有溢水管，所述溢水管的出水口悬于循环式过滤组件的上方。

7.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述第一沉淀池的底部倾斜设置，所述第一沉淀池的底部靠近第一排水管一侧的高度低于其远离第一排水管一侧的高度。

8.一种河流底层污水处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤

步骤1：抽水泵启动，通过抽水管将河流底部的河水抽至第一水池中；

步骤2：第一电机启动带动粉碎叶片旋转，将第一水池中的污水中的尺寸较大的污染物进行打碎，第一水池中的污水通过溢水口流动至第二水池中，过滤网对进入第二水池的污水进行首次过滤；

步骤3：经过首次过滤的水在第一水池中静置使部分污染颗粒沉淀，打开排水阀，使第一水池中静置后的水通过第一排水管流动至循环式过滤组件的过滤带上；

步骤4：过滤带的滤水膜对水进行再次过滤，再次过滤后的水渗漏至第二沉淀池，污染物残留在滤水膜上；同时第二电机带动通过减速机带动主动轴转动，主动轴上的链轮通过链条带动过滤带以及从动轴转动，过滤带循环转动带动过滤的污染物移动，使污染物从靠近清理滚筒的一端掉落；

步骤5：从动轴转动带动清理滚筒转动，清理滚筒上的清理毛毡与滤水膜摩擦将滤水膜清理干净，清理干净后的滤水膜继续转动至第一排水管下方对第一排水管排出的水进行过滤，实现循环使用；

步骤6：第二沉淀池的水进一步对污染颗粒进行沉淀，沉淀后的清水通过第二排水管排出，同时增氧机运转，并通过增氧管向第二排水管中排出是清水进行增氧，增氧后的清水通过第二排水管重新排入河中。

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