CN113772805A - 一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，包括污水罐、主进水管、子进水管、出水管、抽水管、挂膜机构以及流量调节机构，流量调节机构包括承载板、第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、进水泵、抽水泵、电磁铁以及设置在主进水管内的滑动板、弹簧和固定板，污水经过挂膜机构时可以在挂膜机构上形成生物膜，流量调节机构用以调节污水罐内污水流量恒定，当主进水管内的污水流量变化时，第一滑动变阻器或第二滑动变阻器被触发，当主进水管的污水流量增大时，抽水泵工作将污水罐内的污水抽出部分，当主进水管内的污水流量减小时，进水泵工作将外部污水通过子进水管输送到污水罐中，保证污水罐内部污水流量恒定，保证生物膜的完整、均匀形成。

Description

一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置。

背景技术

污水处理技术领域中，污水处理方法包括物理法、化学法以及生物法，其中生物法是指通过微生物的新陈代谢等作用对污水中的有机物等进行分解，使其转化成无污染的物质，生物污水处理法由于处理效果较好、费用低且无污染等优点得到广泛使用。

常见的生物污水处理法基本采用挂膜的形式，在挂杆上固定上纤维束填料，微生物会在纤维束上形成微生物膜，当污水经过纤维束时，微生物即可对污水中的有机物进行分解，无论是在挂膜还是污水处理过程中，污水均是流动的，而挂杆和纤维束为固定的，然而在日常的污水处理中，污水量存在不同的变化周期，在一段时间的处理后，污水量可能会变大或变小，而为了保证微生物可以在纤维束上形成均匀、完整的挂膜，需要保持进水量的恒定，当污水突然增大时，水流的剪切力会将生成的生物膜破坏，而当污水减小时，挂膜的效率会下降，影响到污水处理的效果。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，可以智能化调节污水罐内的水流量，防止水流量的改变影响到生物膜的形成。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，包括污水罐、主进水管、子进水管、出水管、抽水管、挂膜机构以及流量调节机构，所述主进水管、子进水管以及抽水管连接在污水罐的一侧，所述出水管设置在污水罐的另一侧，所述挂膜机构设置在污水罐内部；所述流量调节机构包括承载板、第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、进水泵、抽水泵、电磁铁以及设置在主进水管内的滑动板、弹簧和固定板，所述滑动板与主进水管内底面滑动连接，所述固定板设置在滑动板靠近污水罐的侧面一侧，所述弹簧连接滑动板以及固定板，所述滑动板底部设置有金属板，所述电磁铁设置在主进水管外壁底部，并位于金属板下方，所述承载板设置在电磁铁下方，并通过连接杆与主进水管底面连接，所述第一滑动变阻器、第二滑动变阻器沿水流方向依次设置在承载板上表面，所述第一滑动变阻器的滑片上设置有第一金属块，所述第一金属块内部设置有第一干簧管，所述第二滑动变阻器的滑片上设置有第二金属块，所述第二金属块内设置有第二干簧管，所述电磁铁位于第一金属块和第二金属块之间，所述进水泵设置在子进水管内，并与第一滑动变阻器、第一干簧管以及外部电源组成回路，所述抽水泵设置在抽水管内，并与第二滑动变阻器、第二干簧管以及外部电源组成回路。

优选的，还包括污水暂存箱，所述污水暂存箱设置在污水罐一侧，所述子进水管以及抽水管均与污水暂存箱连接。

优选的，所述主进水管的内壁底面以及外壁底面均设置有滑槽，所述滑动板底面以及电磁铁顶面均设置有滑块，所述滑块位于滑槽中。

优选的，还包括磁性调节机构，所述磁性调节机构包括第一导电头、第二导电头以及金属导电杆，所述金属导电杆设置在主进水管外壁底部的滑槽内，其阻值由中部向两端减小，所述第一导电头和第二导电头设置在电磁铁顶部的滑块顶面，所述第一导电头以及第二导电头与金属导电杆中部底面滑动连接，所述电磁铁与外部电源、第一导电头、金属杆以及第二导电头组成回路。

优选的，所述金属导电杆底面设置有条形槽，所述第一导电头以及第二导电头嵌入到条形槽中。

优选的，所述金属导电杆由若干金属段拼接而成，所述金属段的阻值由中间向两端逐渐减小。

优选的，所述挂膜机构包括弹性卷板以及纤维束，所述弹性卷板设置在污水罐内部，其上设置有若干穿行孔，所述纤维束设置在弹性卷板上。

优选的，还包括弯曲机构，所述弯曲机构包括第一电动推杆、第二电动推杆、顶杆以及底杆，所述弹性卷板顶部与顶杆底面连接，其底部与底杆顶面连接，所述第一电动推杆设置在污水罐内顶面，其输出轴与顶杆顶面连接，所述第二电动推杆设置在污水罐内底面，并位于弹性卷板和出水管之间，所述第二电动推杆输出轴与底杆侧壁连接。

优选的，所述污水罐内部设置有隔板，所述隔板将污水罐内部分成上下设置的无水腔以及处理腔，所述弹性卷板、顶杆、底杆以及设置在处理腔内部，所述第一电动推杆设置在无水腔内顶面，其输出轴穿过隔板与顶杆顶面连接，所述主进水管、子进水管、出水管以及抽水管均与处理腔连通。

优选的，还包括液位计以及主控单元，所述液位计设置在处理腔内部，所述主控单元设置在隔板上表面，并分别与液位计、第一电动推杆以及第二电动推杆电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，在污水罐中设置了挂膜机构，污水经过挂膜机构后，可以在上面形成微生物膜，微生物膜可以对污水中的有机物进行分解，实现污水处理，而为了保证生物膜形成的完整性，本发明设置了流量调节机构，用于对污水罐的污水流量进行调节，无论主进水管的污水流量如何改变，均可以保证污水罐内的污水流量处于一个平稳的数值，从而可以使微生物稳定的附着在挂膜机构上，并形成完整、均匀的生物膜。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置的结构示意图；

图2为本发明的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置的流量调节机构的结构示意图；

图3为本发明的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置的流量调节原理图；

图4为本发明的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置的磁性调节机构的结构示意图；

图中，1为污水罐，2为主进水管，3为子进水管，4为出水管，5为抽水管，6为承载板，7为第一滑动变阻器，8为第二滑动变阻器，9为进水泵，10为抽水泵，11为电磁铁，12为滑动板，13为弹簧，14为固定板，15为金属板，16为连接杆，17为第一金属块，18为第一干簧管，19为第二金属块，20为第二干簧管，21为污水暂存箱，22为滑槽，23为滑块，24为第一导电头，25为第二导电头，26为金属导电杆，27为条形槽，28为金属段，29为弹性卷板，30为纤维束，31为穿行孔，32为第一电动推杆，33为第二电动推杆，34为顶杆，35为底杆，36为隔板，37为无水腔，38为处理腔，39为液位计，40为主控单元。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图4，本发明提供的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，包括污水罐1、主进水管2、子进水管3、出水管4、抽水管5、挂膜机构以及流量调节机构，所述主进水管2、子进水管3以及抽水管5连接在污水罐1的一侧，所述出水管4设置在污水罐1的另一侧，所述挂膜机构设置在污水罐1内部；所述流量调节机构包括承载板6、第一滑动变阻器7、第二滑动变阻器8、进水泵9、抽水泵10、电磁铁11以及设置在主进水管2内的滑动板12、弹簧13和固定板14，所述滑动板12与主进水管2内底面滑动连接，所述固定板14设置在滑动板12靠近污水罐1的侧面一侧，所述弹簧13连接滑动板12以及固定板14，所述滑动板12底部设置有金属板15，所述电磁铁11设置在主进水管2外壁底部，并位于金属板15下方，所述承载板6设置在电磁铁11下方，并通过连接杆16与主进水管2底面连接，所述第一滑动变阻器7、第二滑动变阻器8沿水流方向依次设置在承载板6上表面，所述第一滑动变阻器7的滑片上设置有第一金属块17，所述第一金属块17内部设置有第一干簧管18，所述第二滑动变阻器8的滑片上设置有第二金属块19，所述第二金属块19内设置有第二干簧管20，所述电磁铁11位于第一金属块17和第二金属块19之间，所述进水泵9设置在子进水管3内，并与第一滑动变阻器7、第一干簧管18以及外部电源组成回路，所述抽水泵10设置在抽水管5内，并与第二滑动变阻器8、第二干簧管20以及外部电源组成回路。

本发明的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，在污水罐1的一侧设置了主进水管2、子进水管3以及抽水管5，在污水罐1的另一侧设置了出水管4，同时在污水罐1内部设置了挂膜机构，挂膜机构位于主进水管2和出水管4之间，通过主进水管2将污水输送到污水罐1中，污水经过挂膜机构后，在挂膜机构上形成微生物膜，微生物膜可以对污水内的有机物进行分解，实现污水处理，处理后的污水可以由出水管4输送到外部，即在整个挂膜和污水处理过程中，污水罐1内的污水均为流动的。

为保证微生物膜形成的完整性，本发明还设置了流量调节机构，通过检测主进水管2内的进水流量来判断污水罐1中的污水流量情况，当主进水管2内的污水流量较大时，可以通过抽水管5将污水罐1中的部分污水抽出，降低污水罐1内的污水流量，防止大流量污水的大剪切力对挂膜机构上形成的生物膜造成破坏；当主进水管2内的污水流量较小时，可以通过子进水管3向污水罐1中补充污水，保证污水流量处于最适宜微生物附着和生长的速度，避免微生物附着较慢导致生物膜形成时间较长，保证污水处理的效率。

主进水管2内的污水流量处于正常数值范围时，滑动板12受到水流推力，并在弹簧13的弹力作用下处于平衡状态，当污水流量发生变化时，会打破滑动板12当前的受力平衡状态，以下分别对主进水管2的污水流量增大和减小两种情况进行描述以论证本发明的有益效果：

当主进水管2内的污水流量增大时，污水会推动滑动板12向固定板14方向移动，使弹簧13被压缩，滑动板12在滑动的时候，其底部设置的金属板15会带动主进水管2外部的电磁铁11同步向固定板14方向移动，电磁铁11在移动的过程中，会与第二滑动变阻器8的滑片上的第二金属块19所接触，电磁铁11所产生的磁场会使第二金属块19内的第二干簧管20被触发，从而第二滑动变阻器8所在的回路接通，由于抽水泵10与第二滑动变阻器8处于同一回路，因此抽水泵10启动，将污水罐1内的污水从抽水管5中抽出，降低污水罐1内的污水流量，而若主进水管2内的污水流量持续增大时，滑动板12会进一步向固定板14方向移动，并带动电磁铁11移动，电磁铁11可以推动第二金属块19向污水罐1方向移动，使滑片在第二滑动变阻器8上滑动，滑片向污水罐1方向移动时，第二滑动变阻器8接入到回路中的阻值减小，从而抽水泵10获得的电能增加，抽水泵10即可将污水罐1中更多的污水抽出，以实现降低污水罐1内污水流量的功能，当主进水管2内的污水流量恒定后，抽水泵10即处于固定功率下将污水罐1内的污水抽出，保证污水罐1内的污水流量恒定，而若在经过一段时间后，污水流量减小为正常状态时，滑动板12以及电磁铁11回到初始位置，由于电磁铁11的磁性，会使第二滑动变阻器8回到初始位置，并且电磁铁11会离开第二金属块19一侧，第二干簧管20离开磁场后切断回路，此时抽水泵10停止工作。

当主进水管2内的污水流量减小时，弹簧13会推动滑动板12向远离污水罐1方向移动，滑动板12带动电磁铁11同步移动，当电磁铁11与第一金属块17接触时，使第一干簧管18接通，从而第一滑动变阻器7和进水泵9所在的回路接通，进水泵9可以通过子进水管3向污水罐1内补充污水，保证污水罐1内的污水流量恒定，同样的，第一滑动变阻器7的滑片远离污水罐1移动时，第一滑动变阻器7接入回路中的阻值减小，从而进水泵9获得的电能增加，可以更多的将污水泵入到污水罐1中，保证污水罐1内的污水流量恒定，在持续一段时间后，若主进水管2内的污水流量逐渐恢复到正常数值时，电磁铁11可以带动第一金属块17向污水罐1方向移动，减少进水泵9获得的电能，并在最后离开第一金属块17，在第一干簧管18离开磁场后切断回路，停止进水泵9的工作。

本发明的生物膜的挂膜过程中所需的污水流量为一个适宜的范围，即主进水管2内的污水流量在正常范围内时，不会是进水泵9或抽水泵10被触发，即滑动板12在发生小范围滑动时，电磁铁11虽然也会发生移动，但不会与第一金属块17或第二金属块19接触，也不会是第一干簧管18或第二干簧管20被触发。

优选的，还包括污水暂存箱21，所述污水暂存箱21设置在污水罐1一侧，所述子进水管3以及抽水管5均与污水暂存箱21连接。

子进水管3可以将污水暂存箱21内的污水补充到污水罐1中，而抽水管5可以将污水罐1中的污水抽到污水暂存箱21中暂存，对于主进水管2而言，其与污水源连接，本发明通过污水暂存箱21的设置可以保证污水罐1内污水流量的恒定调节。

优选的，所述主进水管2的内壁底面以及外壁底面均设置有滑槽22，所述滑动板12底面以及电磁铁11顶面均设置有滑块23，所述滑块23位于滑槽22中。

通过滑槽22、滑块23的设置可以保证滑动板12和电磁铁11滑动时不会发生偏移。

优选的，还包括磁性调节机构，所述磁性调节机构包括第一导电头24、第二导电头25以及金属导电杆26，所述金属导电杆26设置在主进水管2外壁底部的滑槽22内，其阻值由中部向两端减小，所述第一导电头24和第二导电头25设置在电磁铁11顶部的滑块23顶面，所述第一导电头24以及第二导电头25与金属导电杆26中部底面滑动连接，所述电磁铁11与外部电源、第一导电头24、金属杆以及第二导电头25组成回路。

在主进水管2内的污水流量增大或减小时，电磁铁11可以推动第二金属块19或第一金属块17移动，而当主进水管2内的污水流量由异常状态恢复到正常值时，电磁铁11会向初始中间位置移动，为保证电磁铁11可以稳固带动第一金属块17或第二金属块19的移动，本发明设置了磁性调节机构，电磁铁11位于初始位置时其磁性为最强的，当电磁铁11向两侧移动时，其磁性逐渐减弱，也就是当电磁铁11从两侧向中间移动时，磁性会逐渐增强，由于电磁铁11向两侧移动时，是直接推动第一金属块17或第二金属块19移动的，因此磁性的强弱不影响第一金属块17或第二金属块19的移动，而电磁铁11从两侧向中间移动时，由于第一金属块17和第二金属块19不具有复位功能，因此第一金属块17和第二金属块19的移动是在电磁铁11的磁力下进行移动的，由于电磁铁11向中间移动是磁性逐渐增强，因此可以保证第一金属块17和第二金属块19在磁力作用下回到原位。

优选的，所述金属导电杆26底面设置有条形槽27，所述第一导电头24以及第二导电头25嵌入到条形槽27中。

第一导电头24和第二导电头25嵌入到条形槽27中，可以保证第一导电头24和第二导电头25与金属导电杆26的电连接。

优选的，所述金属导电杆26由若干金属段28拼接而成，所述金属段28的阻值由中间向两端逐渐减小。

由于第一导电头24、第二导电头25、电磁铁11和外部电源组成回路，由于金属导电杆26由多段不同阻值的金属段28拼接而成，因此第一导电头24和第二导电头25在移动时，金属导电杆26接入到电路中的阻值也会发生变化。

优选的，所述挂膜机构包括弹性卷板29以及纤维束30，所述弹性卷板29设置在污水罐1内部，其上设置有若干穿行孔31，所述纤维束30设置在弹性卷板29上。

在进行挂膜以及污水处理时，微生物可以在纤维束30上形成生物膜，污水经过纤维束30以及穿行孔31后可以进入到弹性卷板29的后方，并通过出水管4向外输送。

优选的，还包括弯曲机构，所述弯曲机构包括第一电动推杆32、第二电动推杆33、顶杆34以及底杆35，所述弹性卷板29顶部与顶杆34底面连接，其底部与底杆35顶面连接，所述第一电动推杆32设置在污水罐1内顶面，其输出轴与顶杆34顶面连接，所述第二电动推杆33设置在污水罐1内底面，并位于弹性卷板29和出水管4之间，所述第二电动推杆33输出轴与底杆35侧壁连接。

由于出水管4流量等限制，污水罐1内的液位高度可能会存在差异，为保证挂膜形成的速度以及质量，需要保证弹性卷板29和纤维束30始终位于污水中，为此，本发明设置了弯曲机构，第一电动推杆32可以带动顶杆34下降，使弹性卷板29受到向下的压力，同时第二电动推杆33推动底杆35向主进水管2方向移动，使弹性卷板29发生弯曲，且弯曲后形成的凹面朝向主进水管2，保证微生物可以稳定的附着在纤维束30上，防止部分纤维束30位于污水液位之上而导致微生物无法附着而影响生物膜成型的效率。

优选的，所述污水罐1内部设置有隔板36，所述隔板36将污水罐1内部分成上下设置的无水腔37以及处理腔38，所述弹性卷板29、顶杆34、底杆35以及设置在处理腔38内部，所述第一电动推杆32设置在无水腔37内顶面，其输出轴穿过隔板36与顶杆34顶面连接，所述主进水管2、子进水管3、出水管4以及抽水管5均与处理腔38连通，还包括液位计39以及主控单元40，所述液位计39设置在处理腔38内部，所述主控单元40设置在隔板36上表面，并分别与液位计39、第一电动推杆32以及第二电动推杆33电连接。

通过所设置的液位计39来实时检测处理腔38内的液位高度，在液位降低时，主控单元40可以控制第一电动推杆32和第二电动推杆33进行推动工作，将弹性卷板29弯曲，当液位高度恢复后，主控单元40可以控制第一电动推杆32和第二电动推杆33进行拉动工作，使弹性卷板29恢复原状。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，包括污水罐、主进水管、子进水管、出水管、抽水管、挂膜机构以及流量调节机构，所述主进水管、子进水管以及抽水管连接在污水罐的一侧，所述出水管设置在污水罐的另一侧，所述挂膜机构设置在污水罐内部；所述流量调节机构包括承载板、第一滑动变阻器、第二滑动变阻器、进水泵、抽水泵、电磁铁以及设置在主进水管内的滑动板、弹簧和固定板，所述滑动板与主进水管内底面滑动连接，所述固定板设置在滑动板靠近污水罐的侧面一侧，所述弹簧连接滑动板以及固定板，所述滑动板底部设置有金属板，所述电磁铁设置在主进水管外壁底部，并位于金属板下方，所述承载板设置在电磁铁下方，并通过连接杆与主进水管底面连接，所述第一滑动变阻器、第二滑动变阻器沿水流方向依次设置在承载板上表面，所述第一滑动变阻器的滑片上设置有第一金属块，所述第一金属块内部设置有第一干簧管，所述第二滑动变阻器的滑片上设置有第二金属块，所述第二金属块内设置有第二干簧管，所述电磁铁位于第一金属块和第二金属块之间，所述进水泵设置在子进水管内，并与第一滑动变阻器、第一干簧管以及外部电源组成回路，所述抽水泵设置在抽水管内，并与第二滑动变阻器、第二干簧管以及外部电源组成回路。

2.根据权利要求1所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，还包括污水暂存箱，所述污水暂存箱设置在污水罐一侧，所述子进水管以及抽水管均与污水暂存箱连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，所述主进水管的内壁底面以及外壁底面均设置有滑槽，所述滑动板底面以及电磁铁顶面均设置有滑块，所述滑块位于滑槽中。

4.根据权利要求3所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，还包括磁性调节机构，所述磁性调节机构包括第一导电头、第二导电头以及金属导电杆，所述金属导电杆设置在主进水管外壁底部的滑槽内，其阻值由中部向两端减小，所述第一导电头和第二导电头设置在电磁铁顶部的滑块顶面，所述第一导电头以及第二导电头与金属导电杆中部底面滑动连接，所述电磁铁与外部电源、第一导电头、金属杆以及第二导电头组成回路。

5.根据权利要求4所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，所述金属导电杆底面设置有条形槽，所述第一导电头以及第二导电头嵌入到条形槽中。

6.根据权利要求4所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，所述金属导电杆由若干金属段拼接而成，所述金属段的阻值由中间向两端逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，所述挂膜机构包括弹性卷板以及纤维束，所述弹性卷板设置在污水罐内部，其上设置有若干穿行孔，所述纤维束设置在弹性卷板上。

8.根据权利要求7所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，还包括弯曲机构，所述弯曲机构包括第一电动推杆、第二电动推杆、顶杆以及底杆，所述弹性卷板顶部与顶杆底面连接，其底部与底杆顶面连接，所述第一电动推杆设置在污水罐内顶面，其输出轴与顶杆顶面连接，所述第二电动推杆设置在污水罐内底面，并位于弹性卷板和出水管之间，所述第二电动推杆输出轴与底杆侧壁连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，所述污水罐内部设置有隔板，所述隔板将污水罐内部分成上下设置的无水腔以及处理腔，所述弹性卷板、顶杆、底杆以及设置在处理腔内部，所述第一电动推杆设置在无水腔内顶面，其输出轴穿过隔板与顶杆顶面连接，所述主进水管、子进水管、出水管以及抽水管均与处理腔连通。

10.根据权利要求9所述的一种用于农村污水处理罐的生物挂膜装置，其特征在于，还包括液位计以及主控单元，所述液位计设置在处理腔内部，所述主控单元设置在隔板上表面，并分别与液位计、第一电动推杆以及第二电动推杆电连接。

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