CN116062809A - 一种基于絮凝的继电式水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一种基于絮凝的继电式水处理装置，包括容器(1)、进水管(2)、出清管(5)和排渣机构；进水管上设有电动阀门，或者进水管与液泵相连；出清管上设有电动阀门，或者出清管与液泵相连；排渣管上设有电动阀门，或者排渣管与排污泵相连；加药管上设有电动阀门，或者加药管与液泵相连；还包括继电控制电路和污水量检测单元；污水量检测单元与继电控制电路相连，用于检测进入容器的污水量；继电控制电路包括进水控制模块，加药控制模块，絮凝等待控制模块，出清控制模块，排渣控制模块；该基于絮凝的继电式水处理装置易于实施，实施成本低，适合推广。

Description

一种基于絮凝的继电式水处理装置

技术领域

本发明涉及一种基于絮凝的继电式水处理装置。

背景技术

现有的污水处理，如养猪场的粪污水处理，一般是粗放型的连续处理，如挖有多个反应池，曝气池，沉淀池等，对污水进行处理，这样加入水处理剂的后，水处理剂没有搅拌，无法充分与污水反应，效率低，另外，新的污水源源不断的来，清水源源不断的流出，整个系统的工作无法精确控制，总而言之，水处理剂浪费严重，处理成本高，效率低，水处理的效果差，很难稳定可靠的输出清水。

另外有一种基于升降过滤机构的智能水处理装置，这种装置水处理效果较好，但是，结构较为复杂，成本较高，推广难度较大。

因此，有必要设计一种新的简易式的水处理方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于絮凝的继电式水处理装置，该基于絮凝的继电式水处理装置，易于推广，水处理效果好。

发明的技术解决方案如下：

一种基于絮凝的继电式水处理装置，其特征在于，包括容器、进水管、出清管、加药机构和排渣机构；

容器用于容纳污水和加入的水处理剂，且容器作为混凝反应的反应器，还作为沉淀池；

进水管用于将污水导入到容器中；

出清管用于将上清液导出，出清管横向穿过容器外壁设置，或者出清管竖向插装在容器中；

排渣机构用于将容器底部的沉淀物导出容器；

所述的加药机构用于将水处理剂加入到容器中，所述的水处理剂用于与污水混合并产生絮凝反应而形成能沉淀的絮状物，加药机构包括溶液桶和与溶液桶相连的加药管；可以通过带阀门的加药管加药，或将盛有水处理剂的溶液桶向容器中倾倒。

进水管上设有电动阀门，或者进水管与液泵相连，电动阀门或液泵被开启后，污水进入容器中；

出清管上设有电动阀门，或者出清管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，容器中的上清液被抽出；

排渣管上设有电动阀门，或者排渣管与排污泵相连；电动阀门或排渣管被开启后，容器底部的废渣从容器中被排出；

加药管上设有电动阀门，或者加药管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，溶液桶中的水处理剂进入容器中；(水处理剂是指水处理粉末溶解在水中形成的溶液)

还包括继电控制电路和污水量检测单元；污水量检测单元与继电控制电路相连，用于检测进入容器的污水量；

继电控制电路包括进水控制模块，加药控制模块，絮凝等待控制模块，出清控制模块，排渣控制模块；

进水控制模块用于控制往容器中加入污水；

加药控制模块用于控制往容器中加入水处理药剂；

絮凝等待控制模块用于控制絮凝反应以及沉淀时间，絮凝等待控制模块为延时继电器或定时器；

出清控制模块用于控制清水排出；

排渣控制模块用于控制沉淀物排出容器。

(1)所述的进水控制模块包括依次相连的第一容器液位检测单元、第一比较器、第一继电器和进水开关；

或者，进水控制模块包括相连的定时单元和进水开关；定时单元为延时继电器或定时器；

工作原理：开始工作时，进水开关(即进水液泵开关或进水阀)打开，并检测液位，当液位达到预设高液位时(表示加水完成)，比较器输出高电平，继电器动作，常闭开关断开，则进水开关关闭，对应的，常闭开关串接在液泵供电电路上，则液泵停止，或者常闭开关控制进水阀关闭；作为等同方案，也可以通过定时器控制加水时间来控制加药量；

(2)所述的加药控制模块包括依次相连的药液桶液位检测单元、第二比较器、第二继电器和加药开关；或者，所述的加药控制模块包括连接的加药定时模块和加药开关(定时模块开启后，加药开关开，定时到时，关闭加药开关，加药开关是指加药阀或加药液泵)；

或者，加药控制模块包括相连的定时单元和加药开关；定时单元为延时继电器或定时器；

工作原理：开始工作时，加药开关(即加药液泵或加药阀)打开，并检测液位，当药液桶的液位达到预设液位时(表示药液减少，加药完成)，比较器输出低电平，继电器动作，常开关断开，则加药开关关闭，对应的，常开开关串接在加药液泵供电电路上，则加药液泵停止，或者常开开关控制进水阀关闭；作为等同，也可以通过定时器控制加药时间来控制加药量；

(3)所述的出清控制模块包括第一定时器、第二容器液位检测单元、三输入端的与门、第三继电器和出清开关；进水开关信号、第一定时器、第二容器液位检测单元分别接与门的三个输入端；与门的输出端经过第一继电器与出清开关相接；出清开关是指出清阀或出清液泵(即抽水泵)。

工作原理：当进水开关关闭后，并且第一定时器定时到(表明此时沉淀完成)，而且液位还高于第二液位，三个条件都满足，与门输出高电平，第三继电器动作，出清开关打开，则开始出清。当液位低于第二液位时，表示出清完成，与门输出低电平，第三继电器断开，关闭出清开关。

第一容器液位检测单元和第二液位检测单元可以采用相同的液位传感器，但是检测的液位位置不同，第一容器液位检测单元检测高液位，第二容器液位检测单元检测低液位，分别对应不同的比较器，以及不同的参考电压。第一液位比第二液位高；第一液位用于防止污水溢出，液位达到第一液位，停止加污水；第二液位用于检测清水是否抽完，液位低于第二液位，表示出清完成。具体比较器和参考电压电路为现有成熟技术。

(4)排渣控制模块包括关闭条件模块、二输入端的或非门、第四继电器和排渣开关；

关闭条件模块为第二定时器或重力检测单元；关闭条件模块以及出清开关状态信号接或非门的2个输入端；或非门的输出端经第四继电器接排渣开关。排渣开关为排渣阀门或排污泵的开关。重力传感器与比较器结合进行检测。重力传感器设置在容器底部，用于检测废渣重量。

工作原理：若出清开关为关闭，表示完成清水排出，状态为0，定时器开始计时，状态为0，或重力传感器检测检测重量高于预设值，状态为0，则或非门输出高电平，第四继电器动作，开启排渣开关，启动排渣；若第二定时器到，表示排渣完成，或者重力传感器检测到重力低于预设值，表示排渣完成，则或非门输出低电平，控制第四继电器关闭排渣开关。排渣完成后，返回启动进水和加药，进入下一个循环。

污水量检测单元为液位传感器、流量计或压力传感器。容器底部的液压与液位对应，流量计也可以检测出进入容器的污水量，以及抽出清水的量。

容器处设置摄像头，摄像头与控制器通信连接，在控制器上操作时，可以查看现场的监控的图像或视频。

容器的底部形状为上大下小的斗形，便于沉淀物(污泥)向下集中。

电动阀门为开度阀，可以调节流量。

容器内设有电控的搅拌装置，搅拌装置受控于控制器。搅拌装置包括搅拌轴和搅拌轴下端连接的桨叶。优选，搅拌轴竖直设置，也可以非竖直设置，形成漩涡或对流，加强混合效果。搅拌器设置在容器中部或底部。

容器为方形或圆形；容器为外立式容器或地陷式处理池。(地陷式是指，设置的地上的水池式，地陷式处理池是指水池整体上低于地面)

进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。

还包括加药量检测单元，用于检测进入容器的水处理剂的药剂量，一般是重量或体积来衡量，通过开启药液泵的时间来计算，或通过检测药剂桶的液位来计算。

有益效果：

本发明的基于絮凝的继电式水处理装置，具有以下特点：

(1)采用简易式的结构，成本低。

主体机构只需一个容器，再配合一些阀门，液泵等，实现了水处理的整个流程的控制。

(2)采用间歇式的处理理念，节约成本，提高水处理质量

间歇式处理是指化整为零式的处理，这样污水和水处理剂按比例混合，这样使得水处理药剂的药效能发挥到极致，避免水处理浪费，药剂与水充分混合，也能保障水处理的质量。

(3)采用手动或自动控制，控制方便

采用手动控制、继电控制电路或MCU实现全程控制，采用自动控制时，无需人工干预，循环工作，整个流程精确可控，具有显著优势。采用手动控制时，适合于污水量较少的场合。

总而言之，这种电动式水处理装置结构简单，易于实施，成本低，效果好，易于推广应用。

本方案的最有益的效果在于，采用絮凝过滤装置，尤其是基于智能水处理模组的絮凝过滤装置，极大的降低污水的各项指标(如COD和氨氮等)，再用后面的深度工艺(DTRO和三维电解)处理就能达到净水标准，从整体上代替了传统的生化工艺，相比传统生化工艺的不可控，受环境，投入消化菌量等多因素的影响较大，本发明的整个设备和工艺完全可控，而且因为三维电解技术与环境温度几乎无关能实现全天候的运行以及完全可靠的达标排放，而且相关指标远远优于相关标准。本发明将各项技术完美的综合在了一起，取得了意想不到的效果，而且实践也证明取得的效果非常理想，详见后文的检测报告。

另外，智能模组的特点：

1.水处理装置(水处理单元)结构紧凑，一体式结构；占用空间小；便于灵活配置；

2.自动化运行；可以无人值守；远程监控；

设备在控制器的控制下，能自动化运行，能实现无人值守，控制器连接有通信模块后，可以实现远程控制，现场的数据能传输到远程服务器或数据终端(如智能手机)，能实现远程监视；因此，自动化程度高，数字化程度高；

也可以采用模拟的继电控制系统实现控制，具体控制为现有成熟技术。

3.采用模块式理念，模块式运行；

可以灵活并联或级联；模块式运行，便于后期维护；

整个流程易于控制，能采集各参数，根据采集的参数进行动作，因而处理效率高。通过自检实现设备故障预警，联网控制，远程参数采集，能实现COD自动监测。

液位传感器，可以是磁传感器(霍尔传感器)或光传感器(如红外对射管等)。

本方案的核心特点：间歇式处理，循环动作；且滤芯上升时旋转，加强清洗的效果。

综上所述，本发明的智能水处理系统，能基于MCU或继电保护器件实现，自动化程度高，能实现对废水或待净化的水做精细化的处理，易于实施，结构紧凑，便于灵活移动和组合，是对现有水处理设备的重大改进，具有巨大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为系统总体结构示意图；

图2为水处理装置总体结构示意图；

图3为进水管与加药管呈一个角度设置的示意图；

图4为进水管与加药管垂直设置的示意图；

图5为基于MCU的智能水处理装置控制框图。

图6为继电系统控制框图；

图7为继电系统总流程图。

图8为加污水控制模块示意图；

图9为加药控制模块示意图；

图10为出清控制模块示意图；

图11为排渣控制模块示意图；

图12为检测报告中的水质检测参数；

图13为各种水样的实拍照片；

图14为基于絮凝物沉淀的手动式水处理装置的示意图；

图15为电动式基于絮凝的水处理装置的示意图；

图16为固液分离装置的总体结构示意图；

图17为滤筒的后端结构示意图。

标号说明：1-容器，2-进水管，3-加药管，4-排渣管，5-出清管；6-进水阀，7-加药阀，8-排渣阀，9-出清阀。10-搅拌轴，11-搅拌支架，12-搅拌桨叶；K11为进水开关(阀门)，K12为出清开关(阀门)，K13为排渣开关(阀门)，K14为加药开关(阀门)。

102、清水容器；103、污泥容器；108、滤孔；110、第一轴承；113、进水口；115、第二轴承；117、挡水环；130-滤筒，131-转轴，132-支撑柱，133-出水孔，134-污泥，135-辐条，136-轴套。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

(一)水处理方法

如图1，一种基于絮凝沉淀的水处理方法，采用间歇式处理方式，包括以下步骤：

步骤1：混合步骤

将污水注入容器中，并在污水中加入水处理剂；水处理剂为粉末状或溶液状，溶液状即水处理剂溶解在水中形成的状态。或者，将污水与水处理剂同时注入到容器中；

步骤2：絮凝反应及沉淀

水处理剂与污水混合后产生絮凝和/或混凝反应，形成絮凝物，所述的絮凝物沉淀在容器底部；水处理剂为混凝剂和絮凝剂的至少一种；

步骤3：固液分离，排出上清液；

等沉淀完成后，将上清液导出容器(或自流，或采用液泵抽出)；

剩下的废渣再排出容器；

在上清液排出后，或在废渣排出后，再返回步骤1进行下一个循环。

采用以下方法中的任一种方法实施控制：

方法1：采用手动阀或电气开关控制进水、加药、出清和排渣；

方法2：通过控制板控制进水、加药、出清和排渣；

方法3：通过微处理器控制进水、加药、出清和排渣，采用本方法时，要求设置与微处理器相连的污水量检测单元；

方法4：通过继电控制电路控制进水、加药、出清和排渣，采用本方法时，要求设置与继电控制电路相连的污水量检测单元。

污水与水处理剂溶液按预设比例混合。

污水与水处理溶液混合时通过搅拌装置在容器中充分搅拌。

容器处设置起监视作用的摄像头，在控制板或其他控制终端上操作时，可以查看现场的监控的图像或视频。

容器的底部形状为上大下小的斗形，便于废渣聚集。

容器为方形或圆形。

容器为外立式容器或地陷式处理池，地陷式是指，设置的地上的水池式，地陷式处理池是指水池整体上低于地面。

将上清液进一步深度处理，深度处理是指三维电化处理，生化处理，DTRO处理中的至少一种。

废渣进一步过滤处理，以减少废渣中的水分。

(二)简易式智能水处理系统

如图1，一种简易式智能水处理系统，包括智能水处理装置和深度处理装置；智能水处理装置包括容器1、进水管2、出清管(5)、加药机构和排渣机构；容器用于容纳污水和加入的水处理剂，且容器作为混凝反应的反应器，还作为沉淀池；进水管用于将污水导入到容器中；出清管用于将上清液导出，出清管横向穿过容器外壁设置，或者出清管竖向插装在容器中；排渣机构用于将容器底部的沉淀物导出容器；所述的加药机构用于将水处理剂加入到容器中，所述的水处理剂用于与污水混合并产生絮凝反应而形成能沉淀的絮状物，加药机构包括溶液桶和与溶液桶相连的加药管；可以通过带阀门的加药管加药，或将盛有水处理剂的溶液桶向容器中倾倒。进水管上设有电动阀门，或者进水管与液泵相连，电动阀门或液泵被开启后，污水进入容器中；出清管上设有电动阀门，或者出清管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，容器中的上清液被抽出；排渣管上设有电动阀门，或者排渣管与排污泵相连；电动阀门或排渣管被开启后，容器底部的废渣从容器中被排出；加药管上设有电动阀门，或者加药管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，溶液桶中的水处理剂进入容器中；水处理剂是指水处理粉末溶解在水中形成的溶液；

还包括智能控制模块和污水量检测单元；污水量检测单元与智能控制模块相连，用于检测进入容器的污水量；智能控制模块还用于控制加药、絮凝、出清以及排渣；

深度处理装置与智能水处理装置的出清管的输出端连接；深度处理装置用于将智能水处理装置中输出的清水进一步处理。

智能控制模块为继电控制电路；继电控制电路包括进水控制模块，加药控制模块，絮凝等待控制模块，出清控制模块，排渣控制模块；

进水控制模块用于控制往容器中加入污水；

加药控制模块用于控制往容器中加入水处理药剂；

絮凝等待控制模块用于控制絮凝反应以及沉淀时间，絮凝等待控制模块为延时继电器或定时器；

出清控制模块用于控制清水排出；

排渣控制模块用于控制沉淀物排出容器。

智能控制模块为微处理器；微处理器与执行机构有线或无线连接；执行机构为所述的电动阀门、液泵和排污泵；

污水量检测单元与控制器相连，用于检测进入容器的污水量；微处理器中具有定时单元，定时单元用于控制絮凝和沉淀时间。

水处理装置优选2种，一种是基于絮凝的继电式水处理装置，另一种是基于MCU的水处理装置，现分别介绍如下：

(三)基于絮凝的继电式水处理装置

如图2-4，以及图6-11，基于絮凝的继电式水处理装置，包括容器1、进水管2、出清管5、加药机构和排渣机构；

容器用于容纳污水和加入的水处理剂，且容器作为混凝反应的反应器，还作为沉淀池；

进水管用于将污水导入到容器中；

出清管用于将上清液导出，出清管横向穿过容器外壁设置，或者出清管竖向插装在容器中；

排渣机构用于将容器底部的沉淀物导出容器；

所述的加药机构用于将水处理剂加入到容器中，所述的水处理剂用于与污水混合并产生絮凝反应而形成能沉淀的絮状物，加药机构包括溶液桶和与溶液桶相连的加药管；可以通过带阀门的加药管加药，或将盛有水处理剂的溶液桶向容器中倾倒。

进水管上设有电动阀门，或者进水管与液泵相连，电动阀门或液泵被开启后，污水进入容器中；

出清管上设有电动阀门，或者出清管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，容器中的上清液被抽出；

排渣管上设有电动阀门，或者排渣管与排污泵相连；电动阀门或排渣管被开启后，容器底部的废渣从容器中被排出；

加药管上设有电动阀门，或者加药管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，溶液桶中的水处理剂进入容器中；(水处理剂是指水处理粉末溶解在水中形成的溶液)

还包括继电控制电路和污水量检测单元；污水量检测单元与继电控制电路相连，用于检测进入容器的污水量；

继电控制电路包括进水控制模块，加药控制模块，絮凝等待控制模块，出清控制模块，排渣控制模块；

进水控制模块用于控制往容器中加入污水；

加药控制模块用于控制往容器中加入水处理药剂；

絮凝等待控制模块用于控制絮凝反应以及沉淀时间，絮凝等待控制模块为延时继电器或定时器；

出清控制模块用于控制清水排出；

排渣控制模块用于控制沉淀物排出容器。

(1)所述的进水控制模块包括依次相连的第一容器液位检测单元、第一比较器、第一继电器和进水开关；

或者，进水控制模块包括相连的定时单元和进水开关；定时单元为延时继电器或定时器；

工作原理：开始工作时，进水开关(即进水液泵开关或进水阀)打开，并检测液位，当液位达到预设高液位时(表示加水完成)，比较器输出高电平，继电器动作，常闭开关断开，则进水开关关闭，对应的，常闭开关串接在液泵供电电路上，则液泵停止，或者常闭开关控制进水阀关闭；作为等同方案，也可以通过定时器控制加水时间来控制加药量；

(2)所述的加药控制模块包括依次相连的药液桶液位检测单元、第二比较器、第二继电器和加药开关；或者，所述的加药控制模块包括连接的加药定时模块和加药开关(定时模块开启后，加药开关开，定时到时，关闭加药开关，加药开关是指加药阀或加药液泵)；

或者，加药控制模块包括相连的定时单元和加药开关；定时单元为延时继电器或定时器；

工作原理：开始工作时，加药开关(即加药液泵或加药阀)打开，并检测液位，当药液桶的液位达到预设液位时(表示药液减少，加药完成)，比较器输出低电平，继电器动作，常开关断开，则加药开关关闭，对应的，常开开关串接在加药液泵供电电路上，则加药液泵停止，或者常开开关控制进水阀关闭；作为等同，也可以通过定时器控制加药时间来控制加药量；

(3)所述的出清控制模块包括第一定时器、第二容器液位检测单元、三输入端的与门、第三继电器和出清开关；进水开关信号、第一定时器、第二容器液位检测单元分别接与门的三个输入端；与门的输出端经过第一继电器与出清开关相接；出清开关是指出清阀或出清液泵(即抽水泵)。

工作原理：当进水开关关闭后，并且第一定时器定时到(表明此时沉淀完成)，而且液位还高于第二液位，三个条件都满足，与门输出高电平，第三继电器动作，出清开关打开，则开始出清。当液位低于第二液位时，表示出清完成，与门输出低电平，第三继电器断开，关闭出清开关。

第一容器液位检测单元和第二液位检测单元可以采用相同的液位传感器，但是检测的液位位置不同，第一容器液位检测单元检测高液位，第二容器液位检测单元检测低液位，分别对应不同的比较器，以及不同的参考电压。第一液位比第二液位高；第一液位用于防止污水溢出，液位达到第一液位，停止加污水；第二液位用于检测清水是否抽完，液位低于第二液位，表示出清完成。具体比较器和参考电压电路为现有成熟技术。

(4)排渣控制模块包括关闭条件模块、二输入端的或非门、第四继电器和排渣开关；

关闭条件模块为第二定时器或重力检测单元；关闭条件模块以及出清开关状态信号接或非门的2个输入端；或非门的输出端经第四继电器接排渣开关。排渣开关为排渣阀门或排污泵的开关。重力传感器与比较器结合进行检测。重力传感器设置在容器底部，用于检测废渣重量。

工作原理：若出清开关为关闭，表示完成清水排出，状态为0，定时器开始计时，状态为0，或重力传感器检测检测重量高于预设值，状态为0，则或非门输出高电平，第四继电器动作，开启排渣开关，启动排渣；若第二定时器到，表示排渣完成，或者重力传感器检测到重力低于预设值，表示排渣完成，则或非门输出低电平，控制第四继电器关闭排渣开关。排渣完成后，返回启动进水和加药，进入下一个循环。

污水量检测单元为液位传感器、流量计或压力传感器。容器底部的液压与液位对应，流量计也可以检测出进入容器的污水量，以及抽出清水的量。

容器处设置摄像头，摄像头与控制器通信连接，在控制器上操作时，可以查看现场的监控的图像或视频。

容器的底部形状为上大下小的斗形，便于沉淀物(污泥)向下集中。

电动阀门为开度阀，可以调节流量。

容器内设有电控的搅拌装置，搅拌装置受控于控制器。搅拌装置包括搅拌轴和搅拌轴下端连接的桨叶。优选，搅拌轴竖直设置，也可以非竖直设置，形成漩涡或对流，加强混合效果。搅拌器设置在容器中部或底部。

容器为方形或圆形；容器为外立式容器或地陷式处理池。(地陷式是指，设置的地上的水池式，地陷式处理池是指水池整体上低于地面)

进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。

出清管为自流管，自流管上设有手动或电动阀门；或者，出清管与抽液泵相连，用于将容器上层的清液抽出。

(四)基于MCU的水处理装置

如图2-5，一种基于絮凝沉淀的智能污水处理装置，包括容器1、进水管2、出清管5、加药机构和排渣机构；

容器用于容纳污水和加入的水处理剂，且容器作为混凝反应的反应器，还作为沉淀池；

进水管用于将污水导入到容器中；

出清管用于将上清液导出，出清管横向穿过容器外壁设置，或者出清管竖向插装在容器中；

排渣机构用于将容器底部的沉淀物导出容器；

所述的加药机构用于将水处理剂加入到容器中，所述的水处理剂用于与污水混合并产生絮凝反应而形成能沉淀的絮状物，加药机构包括溶液桶和与溶液桶相连的加药管；可以通过带阀门的加药管加药，或将盛有水处理剂的溶液桶向容器中倾倒。

进水管上设有电动阀门，或者进水管与液泵相连，电动阀门或液泵被开启后，污水进入容器中；

出清管上设有电动阀门，或者出清管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，容器中的上清液被抽出；

排渣管上设有电动阀门，或者排渣管与排污泵相连；电动阀门或排渣管被开启后，容器底部的废渣从容器中被排出；

加药管上设有电动阀门，或者加药管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，溶液桶中的水处理剂进入容器中；

还包括控制器和污水量检测单元；控制器为微处理器；

控制器与执行机构有线或无线连接；执行机构为所述的电动阀门、液泵和排污泵；

污水量检测单元与控制器相连，用于检测进入容器的污水量；

控制器中具有定时单元，定时单元用于控制絮凝和沉淀时间。

控制器用于控制智能污水处理装置间歇式处理污水；间隙式是指一次处理一定量的污水，如一次处理10吨。处理该批次污水，再处理下一批次污水。间歇式与连续式对应，连续式是指对污水总体进行处理，而不是分批次处理。

污水量检测单元为液位传感器、流量计或压力传感器。容器底部的液压与液位对应，流量计也可以检测出进入容器的污水量，以及抽出清水的量。

控制器通过通信模块与远程监控中心相连。远程监控中心是监控站，或监控手机。还包括加药量检测单元，加药量检测单元与控制器相连，用于检测进入容器的水处理剂的药剂量，一般是重量或体积来衡量，通过开启药液泵的时间来计算，或通过检测药剂桶的液位来计算。

容器处设置摄像头，摄像头与控制器通信连接，在控制器上操作时，可以查看现场的监控的图像或视频。

容器的底部形状为上大下小的斗形。便于沉淀物(污泥向下集中)。

电动阀门为开度阀，可以调节流量。

容器内设有电控的搅拌装置，搅拌装置受控于控制器。搅拌装置包括搅拌轴和搅拌轴下端连接的桨叶。优选，搅拌轴竖直设置，也可以非竖直设置，形成漩涡或对流，加强混合效果。

控制器为单片机，DSP，ARM处理器。

容器为方形或圆形；容器为外立式容器或地陷式处理池。(地陷式是指，设置的地上的水池式，地陷式处理池是指水池整体上低于地面)

进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。优选的，进水管水平设置，加药管竖直设置，这样药液与进入的污水直接混合后进入容器，增强混合效果。

还包括加药量检测单元，用于检测进入容器的水处理剂的药剂量，一般是重量或体积来衡量，通过开启药液泵的时间来计算，或通过检测药剂桶的液位来计算。

出清管为自流管，自流管上设有手动或电动阀门；或者，出清管与抽液泵相连，用于将容器上层的清液抽出。

打开相关的阀门，液泵或排污泵等，都通过控制器控制(具体控制过程为现有成熟技术，如定时控制等)，自动加水，加药，排水，排渣等。可以再兼容手动控制模式，即通过控制板上的按钮控制，灵活性好。

(五)简易式水处理装置的工作原理说明：

(1)混合

打开进水阀6(或启动进水泵)将污水从集污池经进水管2注入容器1中，并在污水中加入水处理剂(通过加药管3上的加药阀7控制，或控制加药泵)；水处理剂为粉末状或溶液状，溶液状即水处理剂溶解在水中形成的状态。或者，将污水与水处理剂同时注入到容器中；

(2)絮凝反应及沉淀

水处理剂与污水混合后产生絮凝和/或混凝反应，形成絮凝物，所述的絮凝物沉淀在容器底部；水处理剂为混凝剂和絮凝剂的至少一种；

(3)固液分离，排出上清液；

等沉淀完成后，将上清液导出容器(或自流，或采用液泵抽出)；具体的，打开出清管5上的出清阀9，让清水自流而出，或者打开出清液泵，将水抽出。

剩下的废渣再排出容器；可以打开排渣管4上的排渣阀8，让废渣在重力作用下排出，或者开启排污泵，将废渣排出。

在上清液排出后，或在废渣排出后，再返回步骤(1)进行下一个循环。

以上方案中，也可以人工将水处理剂倒入容器中的污水中，开启搅拌装置搅拌均匀，再絮凝以及沉淀。

以上流程由继电控制模块(控制器)自动控制。

打开相关的阀门，液泵或排污泵等，都通过控制器控制(具体控制过程为现有成熟技术，如定时控制等)，自动加水，加药，排水，排渣等。可以再兼容手动控制模式，即通过控制板上的按钮控制，灵活性好。

(六)加入的水处理剂说明：

一般加入PAC和PAM，PAC是聚合氧化铝，混凝剂，PAM是聚丙烯酰胺，是絮凝剂。

实际使用时，一定要加PAC，优选的，加PAC+PAM，即两种一起加；

加入比例：

每1吨污水，PAC加入0.2-2Kg，PAM加入0-0.1Kg.

优选比例：

1吨污水，PAC加入1.25Kg，PAM加入0.05Kg。

PAM加入前需要搅拌半小时以上，时间越长越好。

具体加入水处理剂的方法为现有技术。关键是要混合充分，才能最大程度的发挥药效。而且要产生能沉淀的絮凝物。

(七)关于深度处理装置的说明

两种深度处理工艺介绍：

(1)DTRO(碟管式反渗透)处理工艺：

技术简介：反渗透技术是以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离技术。一般用于水处理的终端工艺。

优点：设备体积小、操作简单、运行稳定、适应性强。

缺点：设备成本较高，且有10～30％的高浓度水需要采用其他工艺进一步处理。

DTRO效果：

COD去除率达90％以上；(实测案例中，从209mg/L降到10mg/L)；

氨氮去除率达90％以上；(实测案例中，从370mg/L降到6.09mg/L)；

DTRO在整个水处理系统中的作用：

因前级处理SS指标及其他指标已经降至极低，采用本级反渗透处理，能显著提升设备的使用寿命。

反渗透技术为DTRO技术；DTRO技术为碟管式反渗透技术，DTRO处理后的清水直接输出或经杀菌消毒处理后输出。其他反渗透技术也可以采用，但实践表明DTRO技术效果更好，更易于维护。

(2)三维电解处理工艺：

工艺简介：利用电解产生的过氧化氢和羟基自由粒子氧化降解水中污染物，能有效地降低COD、氨氮、脱除色度。

优点：模组化处理，应用广泛，占地面积小，操作简单，无须添加药剂。

只需10分钟，COD可以再降60％以上，整个系统的COD总去除率可达95％以上；氨氮去除率可达95％以上。

缺点：能耗高，且电极使用寿命短。

三维电解处理工艺在整个水处理系统中的作用：

因前级智能模块处理已经大幅度降低了各项指标，故本系统采用本工艺可极大降低能耗以及运营成本。另外，三维电解处理工艺可以针对反渗透膜处理过的浓缩水再次处理。

从图12和13可以看出，采用本系统处理的污水，能远远超越畜禽排放标准，能达到净水的排放标准。图12中的核心模组，是指简易式水处理装置(即絮凝沉淀装置)。

(八)基于絮凝物沉淀的手动式水处理装置

如图2-4，以及图14，一种基于絮凝物沉淀的手动式水处理装置，包括容器1、进水管2、出清管5和排渣机构；容器用于容纳污水和加入的水处理剂，且容器作为混凝反应的反应器，还作为沉淀池；进水管用于将污水导入到容器中；出清管用于将上清液导出，出清管横向穿过容器外壁设置，或者出清管竖向插装在容器中；排渣机构用于将容器底部的沉淀物导出容器。还包括加药机构，所述的加药机构用于将水处理剂加入到容器中，所述的水处理剂用于与污水混合并产生絮凝反应而形成能沉淀的絮状物。可以通过带阀门的加药管加药，或将盛有水处理剂的溶液桶向容器中倾倒。进水管为自流进水管，进水管上设有手动或电动阀门；或者，进水管与液泵对接，用于将集污池中的污水抽入到容器中。排渣管为自流管，排渣管上设有手动或电动阀门；或者排渣管与排污泵对接，用于将容器底部的沉淀物抽出。加药机构包括溶液桶和与溶液桶相连的加药管；加药管上设有手动或电动的液阀，或者加药管与液泵相连，通过液泵将水处理剂抽到容器中。容器的底部形状为上大下小的斗形。便于沉淀物(污泥)向下集中。容器内设有搅拌装置。搅拌装置包括搅拌轴和搅拌轴下端连接的桨叶。优选的，搅拌轴竖直设置，也可以非竖直设置，形成漩涡或对流，加强混合效果。进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。优选的，进水管水平设置，加药管竖直设置，这样药液与进入的污水直接混合后进入容器，增强混合效果。出清管为自流管，自流管上设有手动或电动阀门；或者，出清管与抽液泵相连，用于将容器上层的清液抽出。

效果：采用手动方式，成本最低，也能达到污水处理的效果。

(九)电动式基于絮凝的水处理装置

如图2-4，以及图15，一种电动式基于絮凝的水处理装置，包括容器1、进水管2、出清管5、加药机构和排渣机构；容器用于容纳污水和加入的水处理剂，且容器作为混凝反应的反应器，还作为沉淀池；进水管用于将污水导入到容器中；出清管用于将上清液导出，出清管横向穿过容器外壁设置，或者出清管竖向插装在容器中；排渣机构用于将容器底部的沉淀物导出容器；所述的加药机构用于将水处理剂加入到容器中，所述的水处理剂用于与污水混合并产生絮凝反应而形成能沉淀的絮状物，加药机构包括溶液桶和与溶液桶相连的加药管；可以通过带阀门的加药管加药，或将盛有水处理剂的溶液桶向容器中倾倒。进水管上设有电动阀门，或者进水管与液泵相连，电动阀门或液泵被开启后，污水进入容器中；出清管上设有电动阀门，或者出清管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，容器中的上清液被抽出；排渣管上设有电动阀门，或者排渣管与排污泵相连；电动阀门或排渣管被开启后，容器底部的废渣从容器中被排出；加药管上设有电动阀门，或者加药管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，溶液桶中的水处理剂进入容器中。还包括控制板，控制板与执行机构有线或无线连接；执行机构为所述的电动阀门、液泵或排污泵，通过控制板控制执行机构的动作，控制板上设有触摸板或实体控制开关，实体控制开关为拨位开关、按键或旋纽。优选的，控制板可以是手机，或平板电脑。控制板为遥控板，控制板与执行机构无线通信连接。遥控可以是wifi或其他现场的无线通信模块，如433MHz无线模块等，zigbee等。遥控板可以控制液泵或电动阀门的开启和关闭。容器处设置摄像头，摄像头与控制板通信连接，控制板可以是手机，这样手机可以直接操作。操作控制板时，可以查看现场的监控的图像或视频。容器的底部形状为上大下小的斗形。便于沉淀物(污泥向下集中)。电动阀门为开度阀，可以调节流量。容器内设有搅拌装置。搅拌装置包括搅拌轴和搅拌轴下端连接的桨叶。优选，搅拌轴竖直设置，也可以非竖直设置，形成漩涡或对流，加强混合效果。摄像头与智能手机通信连接。这样智能手机可以查阅当前现场情况。容器中设有液位计，液位计与控制板通信连接。进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。优选的，进水管水平设置，加药管竖直设置，这样药液与进入的污水直接混合后进入容器，增强混合效果。还包括加药量检测单元，用于检测进入容器的水处理剂的药剂量，一般是重量或体积来衡量，通过开启药液泵的时间来计算，或通过检测药剂桶的液位来计算。出清管为自流管，自流管上设有手动或电动阀门；或者，出清管与抽液泵相连，用于将容器上层的清液抽出。

采用电动控制，控制方便，优选采用控制板上的按键开关等控制，可以实现遥控，或远程控制，控制方便。

(十)污泥处理装置，用于对污水处理装置排出的废渣进一步过滤，去除废渣中的部分水分，成本低。

如图16-17，一种自洁式固液分离装置，包括滤筒130、清水容器102和污泥容器103；

滤筒中带有转轴131，滤筒的转轴的两端由支撑机构支撑；

滤筒由电机通过齿轮或同步带驱动；

滤筒前段的筒壁上设有多个滤孔108，滤孔用于滤筒内的水漏向清水容器；

滤筒倾斜设置，即转轴与水平面的夹角α的范围为：5°＜α＜30°；且滤筒的前端高于滤筒的后端；

转轴的前段为空心管，空心管的管壁上设有多个出水孔133，空心管与泥水进入管(本装置的泥水进入管，是与前级设备的排渣管对接)对接；出水孔用于将空心管内的泥水漏到滤筒中；滤孔的直径小于出水孔的直径；

滤筒的后端设有排泥口；

清水容器位于滤筒前段的下方，用于接从滤孔中排出的清水；

污泥容器设置在滤筒后段的下方，用于接从排泥口排出的污泥；

滤筒的后段的内壁设有一个挡水环117。

支撑机构为带轴承的支撑柱132。

滤筒的后端为带辐条的轮式构件；相邻辐条之间的孔隙为排泥口。

转轴与水平面的夹角α为15度。

泥水进入管上设有液阀，液阀为手动阀或电动阀。

清水池中设有排水机构，排水机构为液泵或带阀门的排水管。

清水池中设有液位传感器，液位传感器与控制器相连，排水机构受控于控制器；

或者清水池底部设有重力传感器，重力传感器与控制器相连，排水机构受控于控制器。

污泥容器内设有排污机构，排污机构为排污泵。

污泥容器底部设有重力传感器，重力传感器与控制器相连，排污泵受控于控制器。水处理装置输出的废渣通过泥水进入管进入滤筒；自洁式固液分离装置为前述的自洁式固液分离装置。

工作过程说明：前级的水处理装置排出的泥水，含水量较多，需要进一步过滤，泥水通过管道进入转轴的前段，再经出水孔进入滤筒的内部；滤筒里的水穿过滤孔，漏出到清水容器中；在重力的作用下，污泥向后端移动，直到挡水板处，当污泥累积超过挡水板的高度，则会越过挡水板从排泥口漏出到污泥容器中；需要检修的时候，再手动排出滤筒捏累积的污泥。滤筒旋转，泥水不断冲刷滤孔，实现自洁。

自洁式固液分离装置及污水处理系统，结构简单，成本低。具体的，驱动机构简单，采用电机驱动，通过滤桶过滤，易于实施。可以实现智能控制，如通过液位传感器和重量传感器，可以检测清水池和污泥池是否装满，启动执行机构进行处理。通过控制进水量与转速，可以增加调整过滤的效率和效果。另外，具有自洁功能，转轴上的出水孔出来的水可以冲洗滤桶的内壁，防止堵孔，这是本方案的核心技术点所在。

Claims (9)

1.一种基于絮凝的继电式水处理装置,其特征在于，包括容器(1)、进水管(2)、出清管(5)、加药机构和排渣机构；

容器用于容纳污水和加入的水处理剂，且容器作为混凝反应的反应器，还作为沉淀池；进水管用于将污水导入到容器中；

出清管用于将上清液导出，出清管横向穿过容器外壁设置，或者出清管竖向插装在容器中；

排渣机构用于将容器底部的沉淀物导出容器；

所述的加药机构用于将水处理剂加入到容器中，所述的水处理剂用于与污水混合并产生絮凝反应而形成能沉淀的絮状物，加药机构包括溶液桶和与溶液桶相连的加药管；

进水管上设有电动阀门，或者进水管与液泵相连，电动阀门或液泵被开启后，污水进入容器中；

出清管上设有电动阀门，或者出清管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，容器中的上清液被抽出；

排渣管上设有电动阀门，或者排渣管与排污泵相连；电动阀门或排渣管被开启后，容器底部的废渣从容器中被排出；

加药管上设有电动阀门，或者加药管与液泵相连；电动阀门或液泵被开启后，溶液桶中的水处理剂进入容器中；

还包括继电控制电路和污水量检测单元；污水量检测单元与继电控制电路相连，用于检测进入容器的污水量；

继电控制电路包括进水控制模块，加药控制模块，絮凝等待控制模块，出清控制模块，排渣控制模块；

进水控制模块用于控制往容器中加入污水；

加药控制模块用于控制往容器中加入水处理药剂；

絮凝等待控制模块用于控制絮凝反应以及沉淀时间，絮凝等待控制模块为延时继电器或定时器；

出清控制模块用于控制清水排出；

排渣控制模块用于控制沉淀物排出容器。

2.根据权利要求1所述的基于絮凝的继电式水处理装置,其特征在于：

(1)所述的进水控制模块包括依次相连的第一容器液位检测单元、第一比较器、第一继电器和进水开关；

或者，进水控制模块包括相连的定时单元和进水开关；定时单元为延时继电器或定时器；

(2)所述的加药控制模块包括依次相连的药液桶液位检测单元、第二比较器、第二继电器和加药开关；或者，所述的加药控制模块包括连接的加药定时模块和加药开关(定时模块开启后，加药开关开，定时到时，关闭加药开关，加药开关是指加药阀或加药液泵)；

或者，加药控制模块包括相连的定时单元和加药开关；定时单元为延时继电器或定时器；

(3)所述的出清控制模块包括第一定时器、第二容器液位检测单元、三输入端的与门、第三继电器和出清开关；进水开关信号、第一定时器、第二容器液位检测单元分别接与门的三个输入端；与门的输出端经过第一继电器与出清开关相接；

(4)排渣控制模块包括关闭条件模块、二输入端的或非门、第四继电器和排渣开关；

关闭条件模块为第二定时器或重力检测单元；关闭条件模块以及出清开关状态信号接或非门的2个输入端；或非门的输出端经第四继电器接排渣开关。

3.根据权利要求1所述的基于絮凝的继电式水处理装置,其特征在于，污水量检测单元为液位传感器、流量计或压力传感器。

4.根据权利要求1所述的基于絮凝的继电式水处理装置，其特征在于，容器处设置摄像头，摄像头与控制器通信连接。

5.根据权利要求1所述的基于絮凝的继电式水处理装置，其特征在于，容器的底部形状为上大下小的斗形。

6.根据权利要求1所述的基于絮凝的继电式水处理装置，其特征在于，电动阀门为开度阀。

7.根据权利要求1所述的基于絮凝的继电式水处理装置，其特征在于，容器内设有电控的搅拌装置，搅拌装置受控于控制器。

8.根据权利要求1所述的基于絮凝的继电式水处理装置，其特征在于，容器为方形或圆形；容器为外立式容器或地陷式处理池。

9.根据权利要求1-8所述的基于絮凝的继电式水处理装置，其特征在于，进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。

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