CN113683202B - 一种硫铁耦合废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保领域，具体公开了一种硫铁耦合废水处理装置，包括壳体，所述壳体的底部设有用于注入废水的进水口，壳体的顶部设有用于排出废水的出水口，壳体内设有用于放置块状硫铁泥的支架，所述支架包括相对设置的第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板之间固定安装有多个沿竖直方向均匀分布且水平放置的第三支撑板，所述第三支撑板上放置有块状硫铁泥，通过将块状硫铁泥放置在支架并通过第三支撑板分层设置，以增加块状硫铁泥之间的间隙，充分利用块状硫铁泥填料的使用效率，同时通过晃动支架使得第三支撑板上堆积的块状硫铁泥相互碰撞，并通过晃动加速铁沉淀的沉积，防止铁沉淀填满硫铁泥之间的缝隙，影响后续对废水的净化效率。

Description

一种硫铁耦合废水处理装置

技术领域

本发明涉及环保领域，具体公开了一种硫铁耦合废水处理装置。

背景技术

硫铁耦合技术以硫自养反硝化为主、铁化学还原为辅的脱氮及铁化学沉淀除磷的方式实现污水的深度脱氮除磷；该工艺在硫自养反硝化利用硫作为电子供体将硝酸盐还原为氮气，过程中产生H+，能够更好地促进铁的溶出，既能消耗产生的H+，确保出水的PH保持稳定，又能通过溶出的铁沉淀作用更好地去除磷酸盐，达到同时深度脱氮除磷的目的。

目前，该技术在实际应用中存在以下问题：使用硫铁泥作为电子供体将废水中的硝酸盐还原为氮气，同时溶出铁沉淀，由于块状硫铁泥堆积在一起，铁沉淀通过其缝隙的速度较慢，容易填满硫铁泥之间的缝隙，影响后续对废水的脱氮效率。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种硫铁耦合废水处理装置,通过将块状硫铁泥放置在支架并通过第三支撑板分层设置，以增加块状硫铁泥之间的间隙，充分利用块状硫铁泥填料的使用效率，同时通过晃动支架使得第三支撑板上堆积的块状硫铁泥相互碰撞，并通过晃动加速铁沉淀的沉积，防止铁沉淀填满硫铁泥之间的缝隙，影响后续对废水的脱氮效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硫铁耦合废水处理装置，包括壳体，所述壳体的底部设有用于注入废水的进水口，壳体的顶部设有用于排出废水的出水口，壳体内设有用于放置块状硫铁泥的支架，所述支架包括相对设置的第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板之间固定安装有多个沿竖直方向均匀分布且水平放置的第三支撑板，所述第三支撑板上放置有块状硫铁泥，第三支撑板的表面的设有多个均匀分布的第一通孔，所述第一通孔的孔径小于块状硫铁泥的直径，壳体内还设有多根水平设置的第一连杆，第一连杆贯穿第一支撑板和第二支撑板且其两端分别与壳体的内壁固定连接，壳体的内侧壁上固定安装有电机，电机的驱动轴通过联轴器与往复丝杆的一端固连，往复丝杆的另一端与壳体的内侧壁转动连接，往复丝杆表面套装的螺母与支架底端设置的第三连杆固定连接，第三连杆的两端分别与第一支撑板和第二支撑板相对的一侧固定连接。

具体的，所述第三支撑板的底部设有多个第二连杆，第二连杆的一端第二支撑板一侧设置的第一滑槽滑动连接，第二连杆的另一端贯穿第一支撑板上设置的第二通槽并与顶块固定连接，顶块的一侧与第一顶杆的一端抵接，第一顶杆的另一端固定安装在壳体的内侧壁上，第二连杆的表面固定安装有多个的第二顶杆，第二顶杆的一端固定安装在第二连杆的表面，第二顶杆的另一端对准第一通孔。

具体的，所述第三支撑板内设有翻动机构，翻动机构设置在第一通孔一侧设置的第一腔体内，翻动机构包括第三顶杆、第一弹簧、第四顶杆和翻动板，第三顶杆的一端贯穿第一腔体的侧壁并伸入第一通孔内，第三顶杆的另一端与第一弹簧的一端固定连接，第一弹簧的另一端与第一腔体的内侧壁固连，第三顶杆的表面设有楔形凹槽，第四顶杆的一端与楔形凹槽的槽壁抵接，第四顶杆的另一端贯穿第一腔体的顶壁并与翻动板的底部抵接，翻动板的底部边缘与第三支撑板的顶部表面转动连接。

具体的，所述支架的顶部设有滤网，滤网的边缘固定安装在壳体的内侧壁上，支架的底部设有第一水管，第一水管的一端固定安装在壳体的内侧壁上，第一水管的另一端贯穿壳体的侧壁并与三相分离器的进液口连通，第一水管位于壳体内的部分表面设有多个吸水口，三相分离器的出液口与第二水管的一端连通，第二水管的另一端贯穿壳体一侧的侧壁并与另一侧的内壁固连，第二水管位于壳体的内的部分表面设有多个喷水口，所述喷水口设置在滤网的顶部，且第二水管位于壳体外的部分安装有水泵。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的一种硫铁耦合废水处理装置，支架的使用，通过将块状硫铁泥放置在支架并通过第三支撑板分层设置，以增加块状硫铁泥之间的间隙，充分利用块状硫铁泥填料的使用效率，同时，通过晃动支架使得第三支撑板上堆积的块状硫铁泥相互碰撞，并通过晃动加速铁沉淀的沉积，防止铁沉淀填满硫铁泥之间的缝隙，增加后续对废水的脱氮效率。

(2)本发明所述的一种硫铁耦合废水处理装置，第二连杆的使用，当支架向左移动时，第二支撑板抵触第二连杆的一端，带动第二连杆一起向左移动，此时，第二连杆另一端上固定安装的顶块受到第一顶杆的抵触，由于所述顶块呈楔形，顶块相对第一顶杆向上移动，第二连杆沿着第一滑槽和第二通槽相对与支架向上移动，第二连杆上的第二顶杆的顶端伸入第一通孔内，将第一通孔内堵塞的沉淀物推出；当支架向右移动时，第二支撑板不再抵触第二连杆的一端，在重力的作用下，第二连杆向下移动，第二连杆沿着第一滑槽和第二通槽相对与支架向下移动，第二连杆上的第二顶杆从第一通孔内缩回，重复上述过程，以减少第一通孔内的堵塞，使得废水和铁沉淀能顺利通过，增加壳体内废水和沉淀物的流动效率，进而增加设备的工作效果。

(3)本发明所述的一种硫铁耦合废水处理装置，翻动机构的使用，第二顶杆的顶端伸入第一通孔内时，其顶端抵触第三顶杆，第三顶杆向右移动，楔形凹槽抵触第四顶杆的抵触使得第四顶杆向上移动，第四顶杆的顶端抵触翻动板使得翻动板转动翻起，翻动板翻动块状硫铁泥，使得堆积在底部的块状硫铁泥被翻动到顶部，充分利用的填料的净化处理效果。

(4)本发明所述的一种硫铁耦合废水处理装置，通过在壳体一侧设置三相分离器，壳体内底部的沉积物通过吸水口进水第一水管内，再通过三相分离器进行固液分离，废水中的沉淀物通过三相分离器一侧设置的固体出口排出，经过分离出的水从出液口再经过第二水管，随后从喷水口喷淋在滤网上，对滤网进行反向清洗，关闭水泵，打开出水口，通过进水口缓慢的通入废水，将壳体内经过处理的废水从出水口排出，该设备结构简单，并实现了同步的脱氮除磷，无需通过外加碳源实现总氮的去除，大大降低运行成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种硫铁耦合废水处理装置的整体结构示意图；

图2为图1所示的整体机构的剖视图；

图3为图2所示的A部放大图；

图4为图3所示的B部放大图；

图5为本发明提供的一种硫铁耦合废水处理装置的脱氮除磷原理示意图。

图中：1、壳体；11、进水口；12、出水口；2、支架；21、块状硫铁泥；22、第一支撑板；221、第二通槽；23、第二支撑板；231、第一滑槽；24、第三支撑板；241、第一通孔；242、第一腔体；25、第一连杆；26、电机；27、往复丝杆；271、螺母；28、第三连杆；31、第二连杆；311、第二顶杆；32、顶块；33、第一顶杆；4、翻动机构；41、第三顶杆；411、楔形凹槽；42、第一弹簧；43、第四顶杆；44、翻动板；5、滤网；61、第一水管；611、吸水口；62、三相分离器；621、进液口；622、出液口；623、固体出口；63、第二水管；631、喷水口；64、水泵。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图5所示，本发明所述的一种硫铁耦合废水处理装置，包括壳体1，所述壳体1的底部设有用于注入废水的进水口11，壳体1的顶部设有用于排出废水的出水口12，壳体1内设有用于放置块状硫铁泥21的支架2，所述支架2包括相对设置的第一支撑板22和第二支撑板23，第一支撑板22和第二支撑板23之间固定安装有多个沿竖直方向均匀分布且水平放置的第三支撑板24，所述第三支撑板24上放置有块状硫铁泥21，第三支撑板24的表面的设有多个均匀分布的第一通孔241，所述第一通孔241的孔径小于块状硫铁泥21的直径；通过将块状硫铁泥21放置在支架2并通过第三支撑板24分层设置，以增加块状硫铁泥21之间的间隙，充分利用块状硫铁泥21填料的使用效率。

壳体1内还设有多根水平设置的第一连杆25，第一连杆25贯穿第一支撑板22和第二支撑板23且其两端分别与壳体1的内壁固定连接，壳体1的内侧壁上固定安装有电机26，电机26的驱动轴通过联轴器与往复丝杆27的一端固连，往复丝杆27的另一端与壳体1的内侧壁转动连接，往复丝杆27表面套装的螺母271与支架2的底端设置的第三连杆28固定连接，第三连杆28的两端分别与第一支撑板22和第二支撑板23相对的一侧固定连接。设备使用一段时间后，硫铁泥作为电子供体将废水中的硝酸盐还原为氮气，同时溶出铁沉淀，将电机26通电并打开电机26，电机26的驱动轴带动往复丝杆27转动，往复丝杆27在转动时通过其表面设置的螺纹带动螺母271左右移动，进而带动第三连杆28带动支架2左右晃动，使得第三支撑板24上堆积的块状硫铁泥21相互碰撞，并通过晃动加速铁沉淀的沉积，防止铁沉淀填满硫铁泥之间的缝隙，影响后续对废水的脱氮效率。

具体的，所述第三支撑板24的底部设有多个第二连杆31，第二连杆31的一端第二支撑板23一侧设置的第一滑槽231滑动连接，第二连杆31的另一端贯穿第一支撑板22上设置的第二通槽221并与顶块32固定连接，顶块32的一侧与第一顶杆33的一端抵接，第一顶杆33的另一端固定安装在壳体1的内侧壁上，第二连杆31的表面固定安装有多个的第二顶杆311，第二顶杆311的一端固定安装在第二连杆31的表面，第二顶杆311的另一端对准第一通孔241。电机26带动支架2左右晃动的过程中，当支架2向左移动时，第二支撑板23抵触第二连杆31的一端，带动第二连杆31一起向左移动，此时，第二连杆31另一端上固定安装的顶块32受到第一顶杆33的抵触，由于所述顶块32呈楔形，顶块32相对第一顶杆33向上移动，第二连杆31沿着第一滑槽231和第二通槽221相对与支架2向上移动，第二连杆31上的第二顶杆311的顶端伸入第一通孔241内，将第一通孔241内堵塞的沉淀物推出；当支架2向右移动时，第二支撑板23不再抵触第二连杆31的一端，在重力的作用下，第二连杆31向下移动，第二连杆31沿着第一滑槽231和第二通槽221相对与支架2向下移动，第二连杆31上的第二顶杆311从第一通孔241内缩回，重复上述过程，以减少第一通孔241内的堵塞，使得废水和铁沉淀能顺利通过，增加壳体1内废水和沉淀物的流动效率，进而增加设备的工作效果。

具体的，所述第三支撑板24内设有翻动机构4，翻动机构4设置在第一通孔241一侧设置的第一腔体242内，翻动机构4包括第三顶杆41、第一弹簧42、第四顶杆43和翻动板44，第三顶杆41的一端贯穿第一腔体242的侧壁并伸入第一通孔241内，第三顶杆41的另一端与第一弹簧42的一端固定连接，第一弹簧42的另一端与第一腔体242的内侧壁固连，第三顶杆41的表面设有楔形凹槽411，第四顶杆43的一端与楔形凹槽411的槽壁抵接，第四顶杆43的另一端贯穿第一腔体242的顶壁并与翻动板44的底部抵接，翻动板44的底部边缘与第三支撑板24的顶部表面转动连接。第二顶杆311的顶端伸入第一通孔241内时，其顶端抵触第三顶杆41，第三顶杆41向右移动，楔形凹槽411抵触第四顶杆43的抵触使得第四顶杆43向上移动，第四顶杆43的顶端抵触翻动板44使得翻动板44转动翻起，翻动板44翻动块状硫铁泥21，使得堆积在底部的块状硫铁泥21被翻动到顶部，充分利用的填料的净化处理效果。

具体的，所述支架2的顶部设有滤网5，滤网5的边缘固定安装在壳体1的内侧壁上，支架2的底部设有第一水管61，第一水管61的一端固定安装在壳体1的内侧壁上，第一水管61的另一端贯穿壳体1的侧壁并与三相分离器62的进液口621连通，第一水管61位于壳体1内的部分表面设有多个吸水口611，三相分离器62的出液口622与第二水管63的一端连通，第二水管63的另一端贯穿壳体1一侧的侧壁并与另一侧的内壁固连，第二水管63位于壳体1的内的部分表面设有多个喷水口631，所述喷水口631设置在滤网5的顶部，且第二水管63位于壳体1外的部分安装有水泵64。在工作时，通过进水口11向壳体1加入废水，随后关闭进水口11，将废水放置在壳体1内静置反应，HRT为8-18h，利用块状硫铁泥21作为电子供体将废水中的硝酸盐还原为氮气，过程中产生H+，能够更好地促进铁的溶出，既能消耗产生的H+，确保出水的PH保持稳定，又能通过溶出的铁沉淀作用更好地去除废水中的磷酸盐，达到同时深度脱氮除磷的目的(具体原理如图5所示)。

将水泵64接通电源并打开，壳体1内底部的沉积物通过吸水口611进水第一水管61内，再通过三相分离器62进行固液分离，废水中的沉淀物通过三相分离器62一侧设置的固体出口623排出，经过分离出的水从出液口622再经过第二水管63，随后从喷水口631喷淋在滤网5上，对滤网5进行反向清洗，关闭水泵64，打开出水口12，通过进水口11缓慢的通入废水，将壳体1内经过处理的废水从出水口12排出，该设备结构简单，并实现了同步的脱氮除磷，无需通过外加碳源实现总氮的去除，大大降低运行成本。

装置在使用时，遵循如下流程：通过进水口11向壳体1加入废水，随后关闭进水口11，将废水放置在壳体1内静置反应，HRT为8-18h，利用块状硫铁泥21作为电子供体将废水中的硝酸盐还原为氮气，过程中产生H+，能够更好地促进铁的溶出，既能消耗产生的H+，确保出水的PH保持稳定，又能通过溶出的铁沉淀作用更好地去除废水中的磷酸盐，达到同时深度脱氮除磷的目的，将电机26通电并打开电机26，电机26的驱动轴带动往复丝杆27转动，往复丝杆27在转动时通过其表面设置的螺纹带动螺母271左右移动，进而带动第三连杆28带动支架2左右晃动，使得第三支撑板24上堆积的块状硫铁泥21相互碰撞，并通过晃动加速铁沉淀的沉积，防止铁沉淀填满硫铁泥之间的缝隙，影响后续对废水的脱氮效率；将电机26通电并打开电机26，电机26的驱动轴带动往复丝杆27转动，往复丝杆27在转动时通过其表面设置的螺纹带动螺母271左右移动，进而带动第三连杆28带动支架2左右晃动，使得第三支撑板24上堆积的块状硫铁泥21相互碰撞，并通过晃动加速铁沉淀的沉积，防止铁沉淀填满硫铁泥之间的缝隙，影响后续对废水的脱氮效率；第二顶杆311的顶端伸入第一通孔241内时，其顶端抵触第三顶杆41，第三顶杆41向右移动，楔形凹槽411抵触第四顶杆43的抵触使得第四顶杆43向上移动，第四顶杆43的顶端抵触翻动板44使得翻动板44转动翻起，翻动板44翻动块状硫铁泥21，使得堆积在底部的块状硫铁泥21被翻动到顶部，充分利用的填料的净化处理效果；将水泵64接通电源并打开，壳体1内底部的沉积物通过吸水口611进水第一水管61内，再通过三相分离器62进行固液分离，废水中的沉淀物通过三相分离器62一侧设置的固体出口623排出，经过分离出的水从出液口622再经过第二水管63，随后从喷水口631喷淋在滤网5上，对滤网5进行反向清洗，关闭水泵64，打开出水口12，通过进水口11缓慢的通入废水，将壳体1内经过处理的废水从出水口12排出，该设备结构简单，并实现了同步的脱氮除磷，无需通过外加碳源实现总氮的去除，大大降低运行成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种硫铁耦合废水处理装置，其特征在于：包括壳体（1），所述壳体（1）的底部设有用于注入废水的进水口（11），壳体（1）的顶部设有用于排出废水的出水口（12），壳体（1）内设有用于放置块状硫铁泥（21）的支架（2），所述支架（2）包括相对设置的第一支撑板（22）和第二支撑板（23），第一支撑板（22）和第二支撑板（23）之间固定安装有多个沿竖直方向均匀分布且水平放置的第三支撑板（24），所述第三支撑板（24）上放置有块状硫铁泥（21），第三支撑板（24）的表面的设有多个均匀分布的第一通孔（241），所述第一通孔（241）的孔径小于块状硫铁泥（21）的直径，壳体（1）内还设有多根水平设置的第一连杆（25），第一连杆（25）贯穿第一支撑板（22）和第二支撑板（23）且其两端分别与壳体（1）的内壁固定连接，壳体（1）的内侧壁上固定安装有电机（26），电机（26）的驱动轴通过联轴器与往复丝杆（27）的一端固连，往复丝杆（27）的另一端与壳体（1）的内侧壁转动连接，往复丝杆（27）表面套装的螺母（271）与支架（2）底端设置的第三连杆（28）固定连接，第三连杆（28）的两端分别与第一支撑板（22）和第二支撑板（23）相对的一侧固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种硫铁耦合废水处理装置，其特征在于：所述第三支撑板（24）的底部设有多个第二连杆（31），第二连杆（31）的一端第二支撑板（23）一侧设置的第一滑槽（231）滑动连接，第二连杆（31）的另一端贯穿第一支撑板（22）上设置的第二通槽（221）并与顶块（32）固定连接，所述顶块（32）呈楔形，顶块（32）的一侧与第一顶杆（33）的一端抵接，第一顶杆（33）的另一端固定安装在壳体（1）的内侧壁上，第二连杆（31）的表面固定安装有多个的第二顶杆（311），第二顶杆（311）的一端固定安装在第二连杆（31）的表面，第二顶杆（311）的另一端对准第一通孔（241）。

3.根据权利要求2所述的一种硫铁耦合废水处理装置，其特征在于：所述第三支撑板（24）内设有翻动机构（4），翻动机构（4）设置在第一通孔（241）一侧设置的第一腔体（242）内，翻动机构（4）包括第三顶杆（41）、第一弹簧（42）、第四顶杆（43）和翻动板（44），第三顶杆（41）的一端贯穿第一腔体（242）的侧壁并伸入第一通孔（241）内，第三顶杆（41）的另一端与第一弹簧（42）的一端固定连接，第一弹簧（42）的另一端与第一腔体（242）的内侧壁固连，第三顶杆（41）的表面设有楔形凹槽（411），第四顶杆（43）的一端与楔形凹槽（411）的槽壁抵接，第四顶杆（43）的另一端贯穿第一腔体（242）的顶壁并与翻动板（44）的底部抵接，翻动板（44）的底部边缘与第三支撑板（24）的顶部表面转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种硫铁耦合废水处理装置，其特征在于：所述支架（2）的顶部设有滤网（5），滤网（5）的边缘固定安装在壳体（1）的内侧壁上，支架（2）的底部设有第一水管（61），第一水管（61）的一端固定安装在壳体（1）的内侧壁上，第一水管（61）的另一端贯穿壳体（1）的侧壁并与三相分离器（62）的进液口（621）连通，第一水管（61）位于壳体（1）内的部分表面设有多个吸水口（611），三相分离器（62）的出液口（622）与第二水管（63）的一端连通，第二水管（63）的另一端贯穿壳体（1）一侧的侧壁并与另一侧的内壁固连，第二水管（63）位于壳体（1）的内的部分表面设有多个喷水口（631），所述喷水口（631）设置在滤网（5）的顶部，且第二水管（63）位于壳体（1）外的部分安装有水泵（64）。

Images