CN112028269A - 一种周转与垂降式高效污水处理系统及其污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周转与垂降式高效污水处理系统及其污水处理方法，包括污水处理池、上固定桁架、下活动桁架和垂降式污水处理装置，上固定桁架架设于污水处理池的外池壁顶部，下活动桁架通过转轴旋转连接于上固定桁架上，下活动桁架的两端分别设置有垂降式污水处理装置，驱动设备驱动转轴带动下活动桁架上的两个垂降式污水处理装置周向旋转；垂降式污水处理装置包括固设于下活动桁架端部的螺杆以及活动设置于螺杆上的自驱旋转式污水处理单元，自驱旋转式污水处理单元包括收气容器、推水机构、曝气盘和搅拌刮泥件。本发明集曝气增氧、推水、搅拌、刮泥为一体，污水处理效果好，大大提高污水处理效率。

Description

一种周转与垂降式高效污水处理系统及其污水处理方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种周转与垂降式高效污水处理系统及其污水处理方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，生产生活中产生的污水越来越多，为了节约用水以及避免污染自然环境，对污水进行处理必不可少。现有污水处理系统设备繁多、工序复杂，投入成本较大，且单个设备的污水处理效果不明显。为了解决上述问题，本发明设计了一种周转与垂降式高效污水处理系统及其污水处理方法，集曝气增氧、推水、搅拌、刮泥为一体，污水处理效果好，大大提高污水处理效率。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种周转与垂降式高效污水处理系统及其污水处理方法，集曝气增氧、推水、搅拌、刮泥为一体，污水处理效果好，大大提高污水处理效率。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种周转与垂降式高效污水处理系统，包括污水处理池、上固定桁架、下活动桁架和垂降式污水处理装置；

所述污水处理池为由钢筋框架外部浇筑水泥混凝土构成的圆环形结构，且污水处理池的外池壁高于污水处理池的内池壁；

所述上固定桁架沿污水处理池的径向架设于所述污水处理池的外池壁顶部，所述下活动桁架沿污水处理池的径向设置于污水处理池的外池壁围合范围内，所述上固定桁架上设置有转轴，所述下活动桁架通过转轴旋转连接于上固定桁架上，且上固定桁架上安装有用于驱动转轴旋转的驱动设备；所述下活动桁架的两端分别设置有所述垂降式污水处理装置，所述垂降式污水处理装置部分伸入污水处理池内的污水中；所述驱动设备驱动转轴带动下活动桁架上的两个垂降式污水处理装置周向旋转；

所述垂降式污水处理装置包括固设于下活动桁架端部的螺杆以及活动设置于螺杆上的自驱旋转式污水处理单元；所述螺杆竖直向下插入污水处理池内的污水中，且螺杆的下端与污水处理池的内池底具有微小间距；

所述自驱旋转式污水处理单元包括收气容器、推水机构、曝气盘和搅拌刮泥件；所述收气容器整体呈开口朝下的圆筒状，且收气容器螺纹配合设置于螺杆上；所述推水机构设置于收气容器的下开口端，所述收气容器通过推水机构推污水产生的反推力驱动绕螺杆周向旋转而实现竖向移动；若干所述曝气盘均匀布置于收气容器的顶部，且曝气盘与收气容器导通，在所述收气容器下移过程中，所述收气容器的开口与污水的水面接触时封存空气于其内，所述收气容器潜入污水中时通过污水水压将其内封存的空气压入曝气盘并曝出；

多个所述搅拌刮泥件呈圆周阵列布置于收气容器的外侧面，所述搅拌刮泥件跟随收气容器周向旋转对污水进行搅拌作业以及对污水处理池的内侧壁进行刮泥作业；

进一步地，所述收气容器包括空心布气板和圆筒壁，所述空心布气板封盖于圆筒壁顶部构成开口朝下的所述收气容器；所述空心布气板螺接于螺杆上；所述空心布气板底面开设有进气孔，所述空心布气板顶面开设有出气孔，所述曝气盘一一对应对接于所述出气孔；所述空心布气板侧面连接有通气管，所述通气管上安装有电动阀。

进一步地，所述空心布气板与圆筒壁之间设置有密封垫；

所述空心布气板底面设置有防漏气管，所述螺杆穿过防漏气管设置，所述防漏气管与空心布气板一体成型，且防漏气管竖直向下延伸至对齐收气容器的开口或超出收气容器以外。

进一步地，所述进气孔设置有滤网。

进一步地，所述推水机构包括用于推污水产生反推力从而驱动收气容器正转实现向下移动的正转推水机构和用于推污水产生反推力从而驱动收气容器反转实现向上移动的反转推水机构，多个所述正转推水机构以及多个所述反转推水机构均呈圆周阵列设置于收气容器的开口端沿，且正转推水机构与反转推水机构交替布置；

所述正转推水机构与反转推水机构结构相同，所述正转推水机构或所述反转推水机构包括固设于收气容器的开口端沿的机架、安装于机架上的推水桨叶以及安装于机架上用于驱动推水桨叶旋转的防水电机。

进一步地，所述搅拌刮泥件包括水平设置于收气容器外侧面的横向搅拌板以及竖直设置于搅拌板端部的竖向刮泥板，所述竖向刮泥板与污水处理池的内侧池壁刮擦接触设置；所述竖向刮泥板位于搅拌板以上的部分短于位于搅拌板以下的部分，且竖向刮泥板的下端略低于推水桨叶的最低端。

进一步地，所述污水处理池的外池壁上周向均布通风孔，所述通风孔所在位置高于所述污水处理池的内池壁。

一种周转与垂降式高效污水处理系统的污水处理方法，包括入水收气阶段、下潜污水处理阶段、上潜出水阶段，具体如下：

a)入水收气阶段：启动正转推水机构，正转推水机构推污水产生反推力从而驱动收气容器正转实现向下移动，即整个自驱旋转式污水处理单元下移，当收气容器的开口与污水的水面接触时，从而将空气封存于收气容器内，完成入水收气；

b)下潜污水处理阶段：整个自驱旋转式污水处理单元继续下移，随着自驱旋转式污水处理单元下潜深度的增加，污水的水压越来越大，进而通过污水的水压将封存在收气容器内的空气压入各曝气盘，进而使空气从曝气盘的曝气微孔曝出形成密密麻麻的小气泡，实现对污水的曝气增氧；

与此同时，搅拌刮泥件跟随收气容器周向旋转，搅拌刮泥件的搅拌板对污水进行搅拌作业，搅拌刮泥件的竖向刮泥板对污水处理池的内侧壁进行刮泥作业；

整个自驱旋转式污水处理单元下潜至污水处理池的内池底时停止，并关闭正转推水机构，完成下潜污水处理；

c)上潜出水阶段：启动反转推水机构，反转推水机构推污水产生反推力从而驱动收气容器反转实现向上移动，即整个自驱旋转式污水处理单元上潜，与此同时，搅拌刮泥件跟随收气容器周向旋转，搅拌刮泥件的搅拌板对污水进行搅拌作业，搅拌刮泥件的竖向刮泥板对污水处理池的内侧壁进行刮泥作业；

当收气容器漏出水面时打开电动阀进行通气，从而使收气容器内的污水从收气容器的开口排出，直至收气容器完全脱离污水水面且收气容器内的污水排空以后，关闭电动阀，完成上潜出水；

在入水收气阶段和下潜污水处理阶段中，通过正转推水机构对污水进行推水作业；在上潜出水阶段中，通过反转推水机构对污水进行推水作业；

入水收气阶段→下潜污水处理阶段→上潜出水阶段依次循环进行。

进一步地，在a至c各阶段中，通过驱动设备驱动转轴带动下活动桁架上的两个垂降式污水处理装置周向旋转，从而将污水处理作业覆盖整个呈圆环形结构的污水处理池。

有益效果：本发明的一种周转与垂降式高效污水处理系统及其污水处理方法，有益效果如下：

1)本发明集曝气增氧、推水、搅拌、刮泥为一体，污水处理效果好，大大提高污水处理效率；

2)本发明将曝气、推水、搅拌及刮泥四个功能进行完美结合，设备整体构造结构紧凑、布局合理，大大节约污水处理的投入成本；

3)本发明的污水处理方法布局合理，操作简单，适于规模化推广。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图；

附图2为上固定桁架、下活动桁架和垂降式污水处理装置的结构示意图；

附图3为垂降式污水处理装置的整体结构示意图；

附图4为垂降式污水处理装置的半剖结构示意图；

附图5为通过正转推水机构推污水产生反推力从而驱动收气容器正转实现向下移动的结构示意图；

附图6为通过反转推水机构推污水产生反推力从而驱动收气容器反转实现向上移动的结构示意图；

附图7为污水处理池的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1、附图2以及附图3所示，一种周转与垂降式高效污水处理系统，包括污水处理池1、上固定桁架2、下活动桁架3和垂降式污水处理装置4；所述污水处理池1为由钢筋框架外部浇筑水泥混凝土构成的圆环形结构，且污水处理池1的外池壁高于污水处理池1的内池壁；所述上固定桁架2沿污水处理池1的径向架设于所述污水处理池1的外池壁顶部，所述下活动桁架3沿污水处理池1的径向设置于污水处理池1的外池壁围合范围内，所述上固定桁架2上设置有转轴20，所述下活动桁架3通过转轴20旋转连接于上固定桁架2上，且上固定桁架2上安装有用于驱动转轴20旋转的驱动设备21；所述下活动桁架3的两端分别设置有所述垂降式污水处理装置4，所述垂降式污水处理装置4部分伸入污水处理池1内的污水中；所述驱动设备21驱动转轴20带动下活动桁架3上的两个垂降式污水处理装置4周向旋转；所述垂降式污水处理装置4包括固设于下活动桁架3端部的螺杆41以及活动设置于螺杆41上的自驱旋转式污水处理单元42；所述螺杆41竖直向下插入污水处理池1内的污水中，且螺杆41的下端与污水处理池1的内池底具有微小间距；所述自驱旋转式污水处理单元42包括收气容器421、推水机构422、曝气盘423和搅拌刮泥件424；所述收气容器421整体呈开口朝下的圆筒状，且收气容器421螺纹配合设置于螺杆41上；所述推水机构422设置于收气容器421的下开口端，所述收气容器421通过推水机构422推污水产生的反推力驱动绕螺杆41周向旋转而实现竖向移动；若干所述曝气盘423均匀布置于收气容器421的顶部，且曝气盘423与收气容器421导通，在所述收气容器421下移过程中，所述收气容器421的开口与污水的水面接触时封存空气于其内，所述收气容器421潜入污水中时通过污水水压将其内封存的空气压入曝气盘423并曝出；多个所述搅拌刮泥件424呈圆周阵列布置于收气容器421的外侧面，所述搅拌刮泥件424跟随收气容器421周向旋转对污水进行搅拌作业以及对污水处理池1的内侧壁进行刮泥作业。本发明集曝气增氧、推水、搅拌、刮泥为一体，污水处理效果好，大大提高污水处理效率；此外，本发明将曝气、推水、搅拌及刮泥四个功能进行完美结合，设备整体构造结构紧凑、布局合理，大大节约污水处理的投入成本。

如附图4所示，所述收气容器421包括空心布气板4211和圆筒壁4212，所述空心布气板4211封盖于圆筒壁4212顶部构成开口朝下的所述收气容器421；所述空心布气板4211螺接于螺杆41上；所述空心布气板4211底面开设有进气孔4211a，所述空心布气板4211顶面开设有出气孔4211b，所述曝气盘423一一对应对接于所述出气孔4211b；所述空心布气板4211侧面连接有通气管4213，所述通气管4213上安装有电动阀4214。

值得注意的是，为了保证收气容器421收气的气密性，所述空心布气板4211与圆筒壁4212之间设置有密封垫4215；此外，为了避免收气容器421内的气体从螺接处跑出，所述空心布气板4211底面设置有防漏气管4216，所述螺杆41穿过防漏气管4216设置，从而防止漏气，所述防漏气管4216与空心布气板4211一体成型，且防漏气管4216竖直向下延伸至对齐收气容器421的开口或超出收气容器421以外，保证收气容器421具有最大的有效收气空间，从而提高对污水的曝气增氧量与曝气增氧效率。

更为具体的，所述进气孔4211a设置有滤网4217，避免污水中的杂质进入空心布气板4211内堵塞曝气盘423。

如附图5和附图6所示，所述推水机构422包括用于推污水产生反推力从而驱动收气容器421正转实现向下移动的正转推水机构4221和用于推污水产生反推力从而驱动收气容器421反转实现向上移动的反转推水机构4222，多个所述正转推水机构4221以及多个所述反转推水机构4222均呈圆周阵列设置于收气容器421的开口端沿，且正转推水机构4221与反转推水机构4222交替布置；所述正转推水机构4221与反转推水机构4222结构相同，所述正转推水机构4221或所述反转推水机构4222包括固设于收气容器421的开口端沿的机架422.1、安装于机架422.1上的推水桨叶422.2以及安装于机架422.1上用于驱动推水桨叶422.2旋转的防水电机422.3。

如附图1和附图3所示，所述搅拌刮泥件424包括水平设置于收气容器421外侧面的横向搅拌板4241以及竖直设置于搅拌板4241端部的竖向刮泥板4242，所述竖向刮泥板4242与污水处理池1的内侧池壁刮擦接触设置；所述竖向刮泥板4242位于搅拌板4241以上的部分短于位于搅拌板4241以下的部分，且竖向刮泥板4242的下端略低于推水桨叶422.2的最低端。

值得注意的是，如附图1或附图7所示，所述污水处理池1的外池壁上周向均布通风孔10，所述通风孔10所在位置高于所述污水处理池1的内池壁，保持空气流通性，实现污水处理池1内、外换气，更有利于曝气增氧作业。

一种周转与垂降式高效污水处理系统的污水处理方法，包括入水收气阶段、下潜污水处理阶段、上潜出水阶段，具体如下：

a)入水收气阶段：启动正转推水机构4221，正转推水机构4221推污水产生反推力从而驱动收气容器421正转实现向下移动，即整个自驱旋转式污水处理单元42下移，当收气容器421的开口与污水的水面接触时，从而将空气封存于收气容器421内，完成入水收气；

b)下潜污水处理阶段：整个自驱旋转式污水处理单元42继续下移，随着自驱旋转式污水处理单元42下潜深度的增加，污水的水压越来越大，进而通过污水的水压将封存在收气容器421内的空气压入各曝气盘423，进而使空气从曝气盘423的曝气微孔曝出形成密密麻麻的小气泡，实现对污水的曝气增氧；

与此同时，搅拌刮泥件424跟随收气容器421周向旋转，搅拌刮泥件424的搅拌板4241对污水进行搅拌作业，搅拌刮泥件424的竖向刮泥板4242对污水处理池1的内侧壁进行刮泥作业；

整个自驱旋转式污水处理单元42下潜至污水处理池1的内池底时停止，并关闭正转推水机构4221，完成下潜污水处理；

b)上潜出水阶段：启动反转推水机构4222，反转推水机构4222推污水产生反推力从而驱动收气容器421反转实现向上移动，即整个自驱旋转式污水处理单元42上潜，与此同时，搅拌刮泥件424跟随收气容器421周向旋转，搅拌刮泥件424的搅拌板4241对污水进行搅拌作业，搅拌刮泥件424的竖向刮泥板4242对污水处理池1的内侧壁进行刮泥作业；

当收气容器421漏出水面时打开电动阀4214进行通气，从而使收气容器421内的污水从收气容器421的开口排出，直至收气容器421完全脱离污水水面且收气容器421内的污水排空以后，关闭电动阀4214，完成上潜出水；

在入水收气阶段和下潜污水处理阶段中，通过正转推水机构4221对污水进行推水作业；在上潜出水阶段中，通过反转推水机构4222对污水进行推水作业；

入水收气阶段→下潜污水处理阶段→上潜出水阶段依次循环进行。

在a至c各阶段中，通过驱动设备21驱动转轴20带动下活动桁架3上的两个垂降式污水处理装置4周向旋转，从而将污水处理作业覆盖整个呈圆环形结构的污水处理池1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种周转与垂降式高效污水处理系统，其特征在于：包括污水处理池(1)、上固定桁架(2)、下活动桁架(3)和垂降式污水处理装置(4)；

所述污水处理池(1)为由钢筋框架外部浇筑水泥混凝土构成的圆环形结构，且污水处理池(1)的外池壁高于污水处理池(1)的内池壁；

所述上固定桁架(2)沿污水处理池(1)的径向架设于所述污水处理池(1)的外池壁顶部，所述下活动桁架(3)沿污水处理池(1)的径向设置于污水处理池(1)的外池壁围合范围内，所述上固定桁架(2)上设置有转轴(20)，所述下活动桁架(3)通过转轴(20)旋转连接于上固定桁架(2)上，且上固定桁架(2)上安装有用于驱动转轴(20)旋转的驱动设备(21)；所述下活动桁架(3)的两端分别设置有所述垂降式污水处理装置(4)，所述垂降式污水处理装置(4)部分伸入污水处理池(1)内的污水中；所述驱动设备(21)驱动转轴(20)带动下活动桁架(3)上的两个垂降式污水处理装置(4)周向旋转；

所述垂降式污水处理装置(4)包括固设于下活动桁架(3)端部的螺杆(41)以及活动设置于螺杆(41)上的自驱旋转式污水处理单元(42)；所述螺杆(41)竖直向下插入污水处理池(1)内的污水中，且螺杆(41)的下端与污水处理池(1)的内池底具有微小间距；

所述自驱旋转式污水处理单元(42)包括收气容器(421)、推水机构(422)、曝气盘(423)和搅拌刮泥件(424)；所述收气容器(421)整体呈开口朝下的圆筒状，且收气容器(421)螺纹配合设置于螺杆(41)上；所述推水机构(422)设置于收气容器(421)的下开口端，所述收气容器(421)通过推水机构(422)推污水产生的反推力驱动绕螺杆(41)周向旋转而实现竖向移动；若干所述曝气盘(423)均匀布置于收气容器(421)的顶部，且曝气盘(423)与收气容器(421)导通，在所述收气容器(421)下移过程中，所述收气容器(421)的开口与污水的水面接触时封存空气于其内，所述收气容器(421)潜入污水中时通过污水水压将其内封存的空气压入曝气盘(423)并曝出；

多个所述搅拌刮泥件(424)呈圆周阵列布置于收气容器(421)的外侧面，所述搅拌刮泥件(424)跟随收气容器(421)周向旋转对污水进行搅拌作业以及对污水处理池(1)的内侧壁进行刮泥作业。

2.根据权利要求1所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统，其特征在于：所述收气容器(421)包括空心布气板(4211)和圆筒壁(4212)，所述空心布气板(4211)封盖于圆筒壁(4212)顶部构成开口朝下的所述收气容器(421)；所述空心布气板(4211)螺接于螺杆(41)上；所述空心布气板(4211)底面开设有进气孔(4211a)，所述空心布气板(4211)顶面开设有出气孔(4211b)，所述曝气盘(423)一一对应对接于所述出气孔(4211b)；所述空心布气板(4211)侧面连接有通气管(4213)，所述通气管(4213)上安装有电动阀(4214)。

3.根据权利要求2所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统，其特征在于：所述空心布气板(4211)与圆筒壁(4212)之间设置有密封垫(4215)；

所述空心布气板(4211)底面设置有防漏气管(4216)，所述螺杆(41)穿过防漏气管(4216)设置，所述防漏气管(4216)与空心布气板(4211)一体成型，且防漏气管(4216)竖直向下延伸至对齐收气容器(421)的开口或超出收气容器(421)以外。

4.根据权利要求2所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统，其特征在于：所述进气孔(4211a)设置有滤网(4217)。

5.根据权利要求2所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统，其特征在于：所述推水机构(422)包括用于推污水产生反推力从而驱动收气容器(421)正转实现向下移动的正转推水机构(4221)和用于推污水产生反推力从而驱动收气容器(421)反转实现向上移动的反转推水机构(4222)，多个所述正转推水机构(4221)以及多个所述反转推水机构(4222)均呈圆周阵列设置于收气容器(421)的开口端沿，且正转推水机构(4221)与反转推水机构(4222)交替布置；

所述正转推水机构(4221)与反转推水机构(4222)结构相同，所述正转推水机构(4221)或所述反转推水机构(4222)包括固设于收气容器(421)的开口端沿的机架(422.1)、安装于机架(422.1)上的推水桨叶(422.2)以及安装于机架(422.1)上用于驱动推水桨叶(422.2)旋转的防水电机(422.3)。

6.根据权利要求5所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统，其特征在于：所述搅拌刮泥件(424)包括水平设置于收气容器(421)外侧面的横向搅拌板(4241)以及竖直设置于搅拌板(4241)端部的竖向刮泥板(4242)，所述竖向刮泥板(4242)与污水处理池(1)的内侧池壁刮擦接触设置；所述竖向刮泥板(4242)位于搅拌板(4241)以上的部分短于位于搅拌板(4241)以下的部分，且竖向刮泥板(4242)的下端略低于推水桨叶(422.2)的最低端。

7.根据权利要求1所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统，其特征在于：所述污水处理池(1)的外池壁上周向均布通风孔(10)，所述通风孔(10)所在位置高于所述污水处理池(1)的内池壁。

8.根据权利要求6所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统的污水处理方法，其特征在于：包括入水收气阶段、下潜污水处理阶段、上潜出水阶段，具体如下：

a)入水收气阶段：启动正转推水机构(4221)，正转推水机构(4221)推污水产生反推力从而驱动收气容器(421)正转实现向下移动，即整个自驱旋转式污水处理单元(42)下移，当收气容器(421)的开口与污水的水面接触时，从而将空气封存于收气容器(421)内，完成入水收气；

b)下潜污水处理阶段：整个自驱旋转式污水处理单元(42)继续下移，随着自驱旋转式污水处理单元(42)下潜深度的增加，污水的水压越来越大，进而通过污水的水压将封存在收气容器(421)内的空气压入各曝气盘(423)，进而使空气从曝气盘(423)的曝气微孔曝出形成密密麻麻的小气泡，实现对污水的曝气增氧；

与此同时，搅拌刮泥件(424)跟随收气容器(421)周向旋转，搅拌刮泥件(424)的搅拌板(4241)对污水进行搅拌作业，搅拌刮泥件(424)的竖向刮泥板(4242)对污水处理池(1)的内侧壁进行刮泥作业；

整个自驱旋转式污水处理单元(42)下潜至污水处理池(1)的内池底时停止，并关闭正转推水机构(4221)，完成下潜污水处理；

c)上潜出水阶段：启动反转推水机构(4222)，反转推水机构(4222)推污水产生反推力从而驱动收气容器(421)反转实现向上移动，即整个自驱旋转式污水处理单元(42)上潜，与此同时，搅拌刮泥件(424)跟随收气容器(421)周向旋转，搅拌刮泥件(424)的搅拌板(4241)对污水进行搅拌作业，搅拌刮泥件(424)的竖向刮泥板(4242)对污水处理池(1)的内侧壁进行刮泥作业；

当收气容器(421)漏出水面时打开电动阀(4214)进行通气，从而使收气容器(421)内的污水从收气容器(421)的开口排出，直至收气容器(421)完全脱离污水水面且收气容器(421)内的污水排空以后，关闭电动阀(4214)，完成上潜出水；

在入水收气阶段和下潜污水处理阶段中，通过正转推水机构(4221)对污水进行推水作业；在上潜出水阶段中，通过反转推水机构(4222)对污水进行推水作业；

入水收气阶段→下潜污水处理阶段→上潜出水阶段依次循环进行。

9.根据权利要求8所述的一种周转与垂降式高效污水处理系统的污水处理方法，其特征在于：在a至c各阶段中，通过驱动设备(21)驱动转轴(20)带动下活动桁架(3)上的两个垂降式污水处理装置(4)周向旋转，从而将污水处理作业覆盖整个呈圆环形结构的污水处理池(1)。

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