CN111606500A - 一种污水净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域。目的在于提供一种能够有效的提高中小颗粒杂质沉淀效果的污水净化处理装置，包括沿污水处理的先后顺序依次布置且相互连通的初滤水道、絮凝沉淀池、沉砂池、生物降解池和末端过滤池；所述沉砂池呈S形，沉砂池沿污水的流动方向依次包括前连接段、前回流沉砂段、中连接段、后回流沉砂段和后连接段；所述前回流沉砂段和后回流沉砂段位于沉砂池S形的两个拐角部位，且呈四分之三圆形；所述前回流沉砂段和后回流沉砂段的深度大于前连接段、中连接段和后连接段。本发明摒弃了传统的直线式平流沉砂池，采用S形结构的沉砂池，能够极大的提升对中小颗粒杂质的沉降效率，且布局紧凑合理，占地面积小。

Description

一种污水净化处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水净化处理装置。

背景技术

污水净化处理是指利用物理、生物、化学等一种或多种方式对污水进行净化处理，以去除污水中的不可溶固体杂质、可溶性杂质、有机物等的水处理过程。对于城市污水处理而言，由于污水中含有的杂质种类较多，通常都采用物理、生物、化学等多种方式相结合的形式来对污水进行处理。传统的污水处理装置通常可包括初滤池、混凝沉淀池、平流沉砂池、生物降解池等等。各处理池的组合及布置的先后顺序根据欲处理的污水种类进行具体设计。目前传统的污水处理装置在使用过程中，主要存在以下几个方面的缺陷：

一、初滤池通常采用格栅或滤网对杂质进行过滤，在长期使用过程中，需要定期对杂质进行清理。传统方式采用人工对杂质进行清理，但这种清污方式效率极低，在污水处理量较大时，由于杂质更多，会造成大量的人力资源浪费。针对上述问题，现有技术中也出现了通过机械爪对杂质进行打捞的清理方式，以期降低劳动强度，但由于这些机械爪设备成本高、结构复杂，对于污水处理企业而言，无论是前期的安装、运营，还是使用中的维护都需要花费大量的成本，无疑增加了企业的负担。若能研发出一种适用在初滤环节的、结构简单的、打捞效果好的杂质清理设备，将能够从根本上改善该问题。

二、传统的污水处理装置，在水体进入生物处理前，通常需要在平流沉砂池中进行重力沉降，以降低水体中中小颗粒杂质的总含量，进而降低后续生物降解处理的负荷。传统的平流沉砂池通常就是一条狭长的流道，在实际应用过程中，其沉淀效果主要取决于平流沉砂池的长度，长度越长处理效果越好，但这种过长的平流沉砂池必然会增大占地面积，在寸土寸金的城市中，也就提高了土地成本。故如何在不增加长度和占地面积的情况下，提高平流沉砂池的沉降效果，一直是业内的一大难题。

三、目前，针对水体中含有的大量有机物，主要采用微生物降解的方式进行去除。但由于水体中含有的有机物种类繁多，而不同微生物对不同的有机物分解效率具有巨大差异，因此从理论上讲，针对有机物降解的微生物应当具有指向性和特异性，往往需要多种不同种类的微生物结合才能有效的实现有机物的降解。但又由于微生物本身对环境的要求具有差异性，例如：部分好氧、部分厌氧，传统的将各种微生物进行集中投放培养的方式显然并不能适应实际需求，故从该层面上讲，现有的微生物降解池还具有极大的改进空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效的提高中小颗粒杂质沉淀效果的污水净化处理装置。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种污水净化处理装置，包括沿污水处理的先后顺序依次布置且相互连通的初滤水道、絮凝沉淀池、沉砂池、生物降解池和末端过滤池；

所述沉砂池呈S形，沉砂池沿污水的流动方向依次包括前连接段、前回流沉砂段、中连接段、后回流沉砂段和后连接段；所述前回流沉砂段和后回流沉砂段位于沉砂池S形的两个拐角部位，且呈四分之三圆形；所述前回流沉砂段和后回流沉砂段的深度大于前连接段、中连接段和后连接段。

优选的，所述前连接段和中连接段的侧壁上设置有朝中心凸出的加速导流凸台；所述加速导流凸台与对侧的沉砂池侧壁构成加速流道，所述前连接段的加速流道与前回流沉砂段的外缘一侧相对，中连接段的加速流道与后回流沉砂段的外缘一侧相对。

优选的，所述加速导流凸台的截面呈梯形或半圆形。

优选的，所述加速导流凸台由上至下逐渐变大。

优选的，所述所述前回流沉砂段和后回流沉砂段的中心均设置有竖向的、圆形的回流加强柱。

优选的，所述回流加强柱由下至上朝靠近前回流沉砂段或后回流沉砂段的内缘一侧倾斜。

优选的，所述回流加强柱的外表面设置有沿竖向延伸的螺旋状导流棱。

优选的,所述初滤水道呈条形，初滤水道前端的上方设置有进水管、后端设置有杂质拦截打捞箱；所述杂质拦截打捞箱的数量为两个，且沿污水的流动方向依次布置在初滤水道内；所述杂质拦截打捞箱包括与初滤水道相配合的长方体状的箱体，所述箱体包括顶板和底板，所述底板的四个角部通过四根立杆与顶板固接；所述箱体靠近污水来向一端开口、另一端设置初滤格栅；所述立杆朝向初滤水道侧壁的表面通过滑动组件与初滤水道的侧壁构成沿上下方向往复移动的滑动配合，所述箱体由驱动组件驱动；所述箱体的左右两侧面设置有可启闭的边门。

优选的，四根所述立杆对应的地面上各设置有一个安装孔，所述驱动组件包括对应设置在四个安装孔内的四根液压杆，所述液压杆的输出端朝上并与箱体顶板的下表面固接。

优选的，所述边门的门板呈网状，边门的下边沿与底板铰接。

本发明的有益效果集中体现在：摒弃了传统的直线式平流沉砂池，采用S形结构的沉砂池，能够极大的提升对中小颗粒杂质的沉降效率，且布局紧凑合理，占地面积小。具体来说，本发明的沉砂池在工作过程中，经絮凝沉淀池进行化学絮凝沉淀后的水体按前连接段、前回流沉砂段、中连接段、后回流沉砂段和后连接段依次流过沉砂池。前回流沉砂段和后回流沉砂段由于采用四分之三圆形的结构，具有足够大的弧度，故水体在进入前回流沉砂段和后回流沉砂段后，会产生回流漩涡以及缓速，水体内夹带的中小颗粒杂质在前回流沉砂段和后回流沉砂段内快速的沉降。与传统的直线式沉砂池相比，本发明的沉砂池不仅结构紧凑、占地更小，同时沉降的速度更快。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为杂质拦截打捞箱的安装示意图；

图3为图2中所示结构的B-B向视图；

图4为图3中所示结构一种使用状态的结构示意图；

图5为图1中所示结构的A-A向视图；

图6为好氧微生物降解池的内部结构示意图；

图7为末端过滤池的内部结构示意图；

图8为过水孔的结构示意图。

具体实施方式

如图1-8所示的一种污水净化处理装置，包括沿污水处理的先后顺序依次布置且相互连通的初滤水道1、絮凝沉淀池2、沉砂池3、生物降解池和末端过滤池4。如图1中所示，实质上也就是沿污水流动的方向，亦即是图中箭头所示方向，依次设置有初滤水道1、絮凝沉淀池2、沉砂池3、生物降解池和末端过滤池4。初滤水道1前端与进水管5相对，用于接收污水；絮凝沉淀池2用于加入化学药剂进行絮凝沉淀，通常絮凝沉淀池2还包括有絮凝剂加入机构和搅拌机构，此为现有技术中的常规设置，在本发明中不再赘述；所述沉砂池3用于对絮凝沉淀后的污水进行平流沉淀，以降低中小颗粒杂质的含量；所述生物降解池通过微生物降解的方式对污水中的有害物质进行处理，其主要针对有机物；所述末端过滤池4用于对生物降解后的水体进行再过滤，以减少颗粒沉淀。

本发明与传统的污水处理装置相比，主要存在以下三大方面的不同之处：一、在初滤阶段对大型杂质的拦截和打捞具有更好的效果；二、在平流沉淀阶段对中小颗粒杂质具有更好的沉淀效果；三、在微生物降解阶段，充分发挥微生物对有机物的降解效率，使有机物得到更充分的降解，提高了净化后的水体质量。上述三大方面的方案改进既可以单独应用在现有的污水处理中，也可以两辆组合或一起组合应用在污水处理中。

从第一点上，也就是初滤阶段来讲，结合图1-4所示，本发明所述初滤水道1呈条形，初滤水道1前端的上方设置有进水管5、后端设置有杂质拦截打捞箱6。所述杂质拦截打捞箱6用于将初滤水道1内的大型杂质截留并打捞，如图2所示，所述杂质拦截打捞箱6的数量为两个，且沿污水的流动方向依次布置在初滤水道1内，也就是图2中的左右方向，图1中的上下方向。

所述杂质拦截打捞箱6包括与初滤水道1相配合的长方体状的箱体，所述箱体包括顶板7和底板8，所述底板8的四个角部通过四根立杆9与顶板7固接。所述箱体靠近污水来向一端开口、另一端设置初滤格栅10。如图2中所示，也就是箱体的左端开口，右端设置初滤格栅 10。杂质经左端进入杂质拦截打捞箱6内，被初滤格栅10截留后实现收集。所述立杆9朝向初滤水道1侧壁的表面通过滑动组件与初滤水道 1的侧壁构成沿上下方向往复移动的滑动配合，所述箱体由驱动组件驱动。

所述滑动组件和驱动组件的具体结构都较多，只要能够实现对应的功能即可。例如：所述滑动组件可以是滑块和滑槽的组合，也可以是螺母与丝杆的组合。如图3和4中所示，所述滑动组件还可以是包括固定设置在立杆9侧面的沿高度方向延伸的条形导向槽12、以及固定设置在初滤水道1侧壁上的与导向槽12相配合的导向凸棱13，所述导向槽12 卡设在导向凸棱13上。当然，在此基础上为了进一步提高导向槽12和导向凸棱13滑动配合的顺畅性，所述导向槽12内沿导向槽12的长度方向均匀设置有若干滚轮，所述滚轮与导向凸棱13相接触。

所述驱动组件可采用丝杆螺母副、电动推杆、动滑轮配合吊机的形式，也可以是如图4中所示，四根所述立杆9对应的地面上各设置有一个安装孔14，所述驱动组件包括对应设置在四个安装孔14内的四根液压杆15，所述液压杆15的输出端朝上并与箱体顶板7的下表面固接。通过液压杆15的伸缩，本发明的驱动组件能够带动杂质拦截打捞箱6 在竖向上稳定升降。所述箱体的左右两侧面设置有可启闭的边门11，所述边门11在杂质拦截打捞箱6升起后可打开，从而便于将内部的垃圾进行清理，如图3和4中所示，所述边门11的门板呈网状，边门11的下边沿与底板8铰接。这样一来，杂质拦截打捞箱6升高到一定状态时，边门11可在重力作用下自行打开。

本发明在使用过程中，通过两个杂质拦截打捞箱6轮流对杂质进行拦截过滤，位于前端的杂质拦截打捞箱6收集到的杂质需要清理时，驱动组件带动该杂质拦截打捞箱6上升至底板8与地面平齐，边门11打开，即可快速的将杂质从杂质拦截打捞箱6内清理掉。在前端的杂质拦截打捞箱6升起时，初滤水道1内的杂质拦截工作主要由位于后端的杂质拦截打捞箱6完成。将位于前端的杂质拦截打捞箱6内的杂质清理干净后，驱动组件带动该杂质拦截打捞箱6下降，继续对初滤水道1内的杂质进行拦截清理。位于后端的杂质拦截打捞箱6只需定期清理即可。本发明与传统的片状格栅和机械爪式打捞设备相结合的方式相比：1、结构更为简单，能够同时完成拦截和打捞工作。2、方便对打捞起来的杂质进行快速清理。3、独特的拦截和打捞机理，使得本发明可对水体深层的杂质进行拦截和打捞，效率更高。为了进一步提高垃圾清理的效率，所述初滤水道1的一侧还设置有垃圾回收池16，所述垃圾回收池16与杂质拦截打捞箱6的位置相对。

从第二点上，也就是沉砂池3方面来讲，结合图1和5所示，本发明的不同之处在于，所述沉砂池3呈S形，沉砂池3沿污水的流动方向依次包括前连接段17、前回流沉砂段18、中连接段19、后回流沉砂段 20和后连接段。所述前回流沉砂段18和后回流沉砂段20位于沉砂池 3S形的两个拐角部位，且呈四分之三圆形。所述的四分之三圆形也就是如图1中所示，类似将圆的一侧切掉的形状。所述前回流沉砂段18和后回流沉砂段20的深度大于前连接段17、中连接段19和后连接段。

本发明的沉砂池3在工作过程中，经絮凝沉淀池2进行化学絮凝沉淀后的水体按前连接段17、前回流沉砂段18、中连接段19、后回流沉砂段20和后连接段21依次流过沉砂池3。前回流沉砂段18和后回流沉砂段20由于采用四分之三圆形的结构，具有足够大的弧度，故水体在进入前回流沉砂段18和后回流沉砂段20后，会产生回流漩涡以及缓速，水体内夹带的中小颗粒杂质在前回流沉砂段18和后回流沉砂段20内快速的沉降。与传统的直线式沉砂池相比，本发明的沉砂池不仅结构紧凑、占地更小，同时沉降的速度更快。

为了进一步提高沉淀效果，本发明可采用进一步增强回流漩涡的方式，至于如何增强回流漩涡，本发明可采用的主要是两种方式，一是提高水体进入前回流沉砂段18和后回流沉砂段20时运动的速度，水体在沿着弧形方向流动的过程中，受弧形导向作用的影响形成更大的回流旋涡。二是在前回流沉砂段18和后回流沉砂段20的中心设置一根类似插杆的柱体，使水体围绕着该主体形成更加稳定的回流旋涡。

在第一种方式下，如图1和5所示，所述前连接段17和中连接段 19的侧壁上设置有朝中心凸出的加速导流凸台21。所述加速导流凸台 21与对侧的沉砂池3侧壁构成加速流道22，所述前连接段17的加速流道22与前回流沉砂段18的外缘一侧相对，中连接段19的加速流道22 与后回流沉砂段20的外缘一侧相对。通过设置导流凸台21，可减小加速流道22内的过流量，从而提高水体速度，同时，加速流道22可直接将水体的运动方向导送至沿前回流沉砂段18和后回流沉砂段20的外缘一侧流动的方向，在离心力的作用下，中小新杂质也可以在靠近前回流沉砂段18和后回流沉砂段20外缘一侧的内壁处快速沉淀。

所述加速导流凸台21的截面呈梯形或半圆形，除此之外，本发明所述的加速导流凸台21还可以采用如图5中所示的方式进行设计，也就是加速导流凸台21由上至下逐渐变大。通过这样的改良后，由于加速流道22上层的截面大、下层的截面小，故加速流道22上层流速相对下层更慢，这样的流速差使得上层水体有一个朝下运动对下层水体进行补充的流态，故水体经过加速流道22进入前回流沉砂段18和后回流沉砂段20的过程中，会产生一种自上而下的流态，这种流态使得中小颗粒杂质也能够快速的沉淀。

在第二种方式下，为了使前回流沉砂段18和后回流沉砂段20内形成的回流旋涡更加的稳定，本发明更好的做法是，结合图1和5所示，所述所述前回流沉砂段18和后回流沉砂段20的中心均设置有竖向的、圆形的回流加强柱23，回流漩涡以回流加强柱23为中心形成，其总体更加的稳定，所述回流加强柱23的外表面设置有沿竖向延伸的螺旋状导流棱24，导向棱24的加入进一步增强了回流旋涡的形成。另外，为了进一步加强水体自上而下这种流态的趋势，所述回流加强柱23由下至上朝靠近前回流沉砂段18或后回流沉砂段20的内缘一侧倾斜，这样一来，实质上在回流加强柱23与沉砂段外缘一侧的内壁之间，也形成了一个类似加速流道22的上大下小的流道。水体在绕着回流加强柱23 流动的过程中，由于下层流速相对较快，而上层较慢，，上层水体在向下补充的过程中也能形成一种自上而下的水体流态。

从第三方面，也就是微生物降解池上来讲，本发明也与现有的污水处理装置具有显著的不同，如图1所示，所述生物降解池包括好氧生物降解池25和厌氧生物降解池26，采用厌氧微生物降解池26结合好氧微生物降解池25的方式，两种类型的微生物能够针对性的对水体中不同种类的有机物进行降解，故对有机物的综合降解效率得到了提升，提高了水体净化后的质量标准。

所述好氧生物降解池25内设置有呈阶梯状的微生物降解区，所述微生物降解区由好氧生物降解池25的前端朝后端逐渐降低，微生物降解区的每一级阶梯面上均设置有一个微生物培养槽27，所述微生物培养槽27内设置有用于附着好氧微生物的纤维丝团，所述纤维丝团为塑料纤维丝团或不锈钢纤维丝团，只要能满足微生物的附着生长即可。第一输水管28的一端与厌氧生物降解池26的输出端连通，第一输水管28 的另一端架设在位于顶层的微生物培养槽27上方，所述第一输水管28 上设置有朝好氧生物降解池25送水的第一抽水泵29。第二输水管30的一端伸入好氧生物降解池25的底部，第二输水管30的另一端延伸至末端过滤池4内，所述第二输水管30上设置有朝末端过滤池4送水的第二抽水泵31。

使用时，第一抽水泵29将厌氧生物降解池26内处理好的水体经第一输水管28抽送至好氧生物降解池25内，水体依次经多个生物培养槽 27呈阶梯状流下，本发明采用阶梯式微生物降解区的好氧微生物降解池 25，水体在阶梯式流动的过程中，能够产生多级瀑布，实现自然曝气，增加了水中的含氧量，使得好氧微生物的活性更强，进而进一步提升了有机物的降解效率。当然，在微生物降解完成后，会产生一定的降解产物，为了对该部分产物进行有效的去除，水体还应倒入末端过滤池4、甚至是后续的膜过滤设备内进行最后的处理。

如图7所示，所述末端过滤池4内设置有呈阶梯状的过滤区，所述过滤区由末端过滤池4的前端朝后端逐渐降低，过滤区的每一级阶梯面上均设置有一个过滤槽32，所述过滤槽32内设置有过滤填料。如图7 中所示，所述过滤槽32的数量为4个，由上层至下层的过滤槽32内的过滤填料依次为鹅卵石、石英粗砂、石英细砂和活性炭颗粒。所述过滤槽32立面的下部设置有过水孔33，所述过水孔33内设置有隔网。所述第二输水管30延伸至末端过滤池4顶层的过滤槽32上方。末端过滤池 4的底部设置有汇水槽34，所述汇水槽34的侧面设置有排水管35。

使用时，在第二抽水泵31的抽送下，水体经第二输水管30进入末端过滤池4内，经过阶梯状的多级过滤槽32进行多级过滤，最终进入汇水槽34中，多种过滤填料能够有效的对水体中不同粒径的颗粒进行吸附和截留，确保了水体的情节性。当然，为了让上层过滤后的水体更分散均匀的落入下层，所述过水孔33还可以设计为图8中所示的呈倒U 形。

Claims (10)

1.一种污水净化处理装置，包括沿污水处理的先后顺序依次布置且相互连通的初滤水道(1)、絮凝沉淀池(2)、沉砂池(3)、生物降解池和末端过滤池(4)；

其特征在于：所述沉砂池(3)呈S形，沉砂池(3)沿污水的流动方向依次包括前连接段(17)、前回流沉砂段(18)、中连接段(19)、后回流沉砂段(20)和后连接段；所述前回流沉砂段(18)和后回流沉砂段(20)位于沉砂池(3)S形的两个拐角部位，且呈四分之三圆形；所述前回流沉砂段(18)和后回流沉砂段(20)的深度大于前连接段(17)、中连接段(19)和后连接段。

2.根据权利要求1所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述前连接段(17)和中连接段(19)的侧壁上设置有朝中心凸出的加速导流凸台(21)；所述加速导流凸台(21)与对侧的沉砂池(3)侧壁构成加速流道(22)，所述前连接段(17)的加速流道(22)与前回流沉砂段(18)的外缘一侧相对，中连接段(19)的加速流道(22)与后回流沉砂段(20)的外缘一侧相对。

3.根据权利要求2所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述加速导流凸台(21)的截面呈梯形或半圆形。

4.根据权利要求3所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述加速导流凸台(21)由上至下逐渐变大。

5.根据权利要求4所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述所述前回流沉砂段(18)和后回流沉砂段(20)的中心均设置有竖向的、圆形的回流加强柱(23)。

6.根据权利要求5所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述回流加强柱(23)由下至上朝靠近前回流沉砂段(18)或后回流沉砂段(20)的内缘一侧倾斜。

7.根据权利要求6所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述回流加强柱(23)的外表面设置有沿竖向延伸的螺旋状导流棱(24)。

8.根据权利要求7所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述初滤水道(1)呈条形，初滤水道(1)前端的上方设置有进水管(5)、后端设置有杂质拦截打捞箱(6)；所述杂质拦截打捞箱(6)的数量为两个，且沿污水的流动方向依次布置在初滤水道(1)内；所述杂质拦截打捞箱(6)包括与初滤水道(1)相配合的长方体状的箱体，所述箱体包括顶板(7)和底板(8)，所述底板(8)的四个角部通过四根立杆(9)与顶板(7)固接；所述箱体靠近污水来向一端开口、另一端设置初滤格栅(10)；所述立杆(9)朝向初滤水道(1)侧壁的表面通过滑动组件与初滤水道(1)的侧壁构成沿上下方向往复移动的滑动配合，所述箱体由驱动组件驱动；所述箱体的左右两侧面设置有可启闭的边门(11)。

9.根据权利要求8所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述滑动组件包括固定设置在立杆(9)侧面的沿高度方向延伸的条形导向槽(12)、以及固定设置在初滤水道(1)侧壁上的与导向槽(12)相配合的导向凸棱(13)，所述导向槽(12)卡设在导向凸棱(13)上。

10.根据权利要求9所述的污水净化处理装置，其特征在于：所述边门(11)的门板呈网状，边门(11)的下边沿与底板(8)铰接。

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