CN116199381A - 一种污水资源化设备及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水资源化设备技术领域，提供了一种污水资源化设备，包括竖直设置的：内箱体，包括上箱体和下箱体；外箱体，下箱体的顶部和外箱体之间形成沉淀区，上箱体的底部和下箱体的顶部形成有一连通内箱体和沉淀区的通道；上箱体的底部设有延伸端，延伸端位于通道的上方；沉淀区与下箱体之间设有泥浆通道，沉淀区上设有排水管；泥浆通道和下箱体之间设有过滤层，下箱体内设有射流曝气器，泥浆通道的底部设有泥浆排出管；供给系统连通射流曝气器，供给系统设有过滤组件用以过滤从第一排水管排出的液体且将过滤废物通过射流曝气器输送到下箱体内，本发明提高污水处理效率，处理后的废水更加洁净，减少污泥产量，解决了剩余污泥的处理问题。

Description

一种污水资源化设备及其用途

技术领域

本发明涉及污水资源化设备技术领域，具体而言，涉及一种污水资源化设备及其用途。

背景技术

污水资源化一般包括以下几个步骤：原水→格栅→调节池→提升泵→生物反应器→泵→膜组件→消毒装置→中水贮池→中水用水系统，其中生物反应器作为核心器件，其处理的好坏直接影响整个污水资源化的好坏，现有的生物反应器通常为单独设置，在利用微生物和活性污泥净化水，并不能循环使用，净化后，对于分离后的污泥，一般采用污泥泵的形式直接将其抽出，但是在抽出的污泥中还是存在大量的活性污泥，如果同时排放了的话，会造成资源浪费；所以在净化后的水排出过程中，需要减少活性污泥的流失和拦截水中大量悬浮物，以使得后续处理污水悬浮物达到国家相应排放要求，对此发明人提出一种污水资源化设备用以提高污水处理效率，处理后的废水更加洁净，减少污泥产量，污泥几乎不需要处理，解决了剩余污泥的处理问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污水资源化设备及其用途，提高污水处理效率，处理后的废水更加洁净，减少污泥产量，解决了剩余污泥的处理问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种污水资源化设备，包括竖直设置的：内箱体，其包括上箱体和下箱体；套设于内箱体外侧的外箱体，下箱体的顶部和外箱体之间形成沉淀区，上箱体的底部和下箱体的顶部形成有一连通内箱体和沉淀区的通道；上箱体的底部设有延伸端，延伸端位于通道的上方；沉淀区与下箱体之间设有泥浆通道，沉淀区上设有第一排水管；泥浆通道和下箱体之间设有过滤层，下箱体内设有射流曝气器，泥浆通道的底部设有泥浆排出管；还设有供给系统，供给系统连通射流曝气器，供给系统设有过滤组件用以过滤从第一排水管排出的液体且将过滤废物通过射流曝气器输送到下箱体内。

进一步的，沉淀区设置在延伸端的上方，外箱体上设有挡气板，挡气板的底部设有开口，开口位于延伸端的竖直上方。

进一步的，还设有通气管，通气管的开口处位于挡气板的顶部。

进一步的，泥浆通道由下箱体的下端侧壁和外箱体的侧壁之间形成，过滤层为下箱体的下端侧壁，其为网状结构；泥浆排出管设置在下箱体的底部侧壁与外箱体之间。

进一步的，供给系统包括：从上到下设置的过滤室和动力室；过滤组件设置在过滤室内部，且过滤室设有一个出水口，过滤组件的进水端连接第一排水管，过滤组件的排污口通过第二阀门连通动力室；动力室内设有进水口和第一水泵，第一水泵的排水口连通射流曝气器；动力室的进水口设有第一阀门且进水口通过第二水泵连通调节池。

一种污水资源化设备的用途，包括以下步骤：

S1：首先污水进入调节池，

S2：启动第二水泵，抽污水进入动力室，启动第一水泵，通过射流曝气器抽水进入下箱体，进行污水处理；

S3：经处理的污水通过第一排水管输送到过滤组件内过滤，再过滤后的水通过出水口排出；

S4：将从出水口的排出的水通过过滤消毒装置消毒后介入有机蔬菜种植大棚进行供水。

进一步的，S3和S4步骤之间还设有步骤S31：关闭动力室的进水口和第一排水管，保持第一水泵的工作状态，然后打开第二阀门，将过滤组件上的过滤物反冲到动力室内。

进一步的，处理后的水通过水位落差供给有机蔬菜种植大棚。

本发明至少具有如下优点和有益效果：

1、无污泥排放：污泥在污水资源化设备内经过二次捕捉，污泥反硝化能力加强，污泥泥水二次分离，悬浮污泥回流到厌氧区，减少了无机污泥的产生。

2、处理后的水做为生产有机蔬菜的补充水循环使用，保留氨氮、总磷等植物生长需要的有机物，只产生少量的无机污泥，经过植物吸收水中的磷、氮，无生活污泥的排放，污泥无需处置。

3、减少碳排放：本发明比较传统工艺，减少了设备的重复设置，利用较少的动力(电力设备)处理生活污水，减少了能源的消耗。植物大棚内植物光合作用产生的二氧化碳在大棚内循环，保证了植物生长的温度，剩余的二氧化碳经植物吸收，减少碳排放。

4、作为水资源再利用：处理后的尾水一般是排入管网或溪流，作为植物生长需要的重要载体，种植植物吸收后作为水资源再利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的一种污水资源化设备的结构示意图；

图2为本发明提供的一种污水资源化设备中功能区域的示意图；

图3为本发明提供的一种污水资源化设备中动力室的内部结构示意图；

图4为本发明提供的一种污水资源化设备的用途的示意图；

图标：1-上箱体，2-下箱体，3-外箱体，4-沉淀区，5-通道，6-延伸端，7-挡气板，8-泥浆通道，9-通气管，10-第一排水管，11-过滤层，12-射流曝气器，13-泥浆排出管，14-开口，15-过滤室，16-动力室，17-过滤组件，18-第一连接管，19-滤袋，20-第二连接管，21-第二阀门，22-第一阀门，23-排水口，24-进水口，25-调节池，26-第二水泵，27-泥浆泵，28-第一水泵，29-流量计，100-污水资源化设备，200-过滤消毒装置，300-有机蔬菜种植大棚，400-培养管道，151-出水口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，在本实施例中公开了一种污水资源化设备100，其主要功能有以下几点，1：污泥的循环使用，减少污泥的排放；2：构建第一污泥捕捉区、第二污泥捕捉区和气体捕捉区，进一步提高设备内部的处理效果；3：构建过滤组件17减少随着处理水后溜走的活性污泥，进一步减少设备内部资源的浪费和提高污水净化效果，同时过滤组件17可以反冲洗，减少设备的维护频率。

具体的，如图1所示，本实施例公开了一种污水资源话设备包括：竖直设置的内箱体和外箱体3。

内箱体包括上箱体1和下箱体2；

外箱体3套设于内箱体的外侧，下箱体2的顶部和外箱体3之间形成沉淀区4，具体的，下箱体2的顶部为圆台结构，上箱体1的底部和下箱体2的顶部形成有一连通内箱体和沉淀区4的通道5，该通道5用以将内箱体内部的污泥排出到沉淀区4；下箱体2的底部设有延伸端6，延伸端6位于通道5的上方，延伸端6的目的为保护通道5的不被堵塞的同时将沉淀区4上移；需要说明的是，在其他实施例中，也可以不采用平板状的延伸端6，比如弧板；如图1所示，在本实施例中，延伸端6和下箱体2的顶部平齐，对于下箱体2而言，其顶部的内径由上至下依次变大，使得下箱体2的顶部侧壁为具有一定倾斜角度的斜坡面，从而利用该斜坡面和外箱体3壁构建沉淀区4；另外的，当设置延伸端6的时候，该沉淀区4为延伸端6和外箱体3构建而成，这个为第一污泥捕捉区111，从而实现上移；另外的，在本实施例中，上箱体1的底部设有布水板，布水板上设有布水孔141；布水板141可以将污水中的部分污泥阻挡在下箱体2内，同时污水通过布水孔时，可产生气泡为上箱体1提供源源不断的空气，利于为微生物新陈代谢提供氧气。

进一步的，外箱体3上设有平板状的挡气板7，挡气板7的底部设有开口14，开口14位于延伸端6的竖直上方，进一步的，如图1所示，开口14为挡气板7自带的开口14，只要满足其在挡气板7的底部即可，构建液体和泥浆的流通通道5；另外的，如图1所示，在一般情况下，挡气板7的开口14为挡气板7和内箱体之间的空隙；挡气板7和上箱体1之间构建第二污泥捕捉区112，挡气板7和外箱体3之间构建气体捕捉区113，用以阻挡产生的气体，避免其影响沉淀效果，避免造成第二污泥捕捉区112的污泥上浮；同时，气体捕捉区内含有的混合空气导出，在污泥捕捉区污泥沉淀过程中创造反硝化环境。

进一步的，如图1所示，在长时间的使用情况下，气体捕捉区内的气体会存满溢出，对此，还设有通气管9，通气管9的开口14处位于挡气板7的顶部，通气管9的另一个开口14不做限制，可以设置在外界用以收集气体，可以设置在箱体内部用以循环，以此来保证挡气板7的正常使用，进一步的，在一些实施例中，沿水平方向，挡气板7的长度大于内箱体和外箱体3之间的距离的1/2。

就此，第一污泥捕捉区111、第二污泥捕捉区112和气体捕捉区113构建完成。

沉淀区4与下箱体2之间设有泥浆通道8，沉淀区4上设有第一排水管10，用以排出第二污泥捕捉区上的水；泥浆通道8和下箱体2之间设有过滤层11，具体的，泥浆通道8由下箱体2的下端侧壁和外箱体3的侧壁之间形成，过滤层11为下箱体2的下端侧壁，其为网状结构；泥浆排出管13设置在下箱体2的底部侧壁与外箱体3之间；下箱体2内设有射流曝气器12，泥浆通道8的底部设有泥浆排出管13，泥浆排出管13连接泥浆泵27。

污泥循环的具体过程如下：

1：外循环，经过内箱体生化反应后的污泥，沉淀在沉淀区4内，进行进一步硝化，随后污泥通过泥浆通道8流到下箱体2的下端侧壁处，然后被泥浆排出管13抽出，实现外部循环，在本实施例中，外循坏的污泥量非常少，几乎可以忽略。

2：内循环，内循环的开始是射流曝气器12作为动力源开始，具体的，如图1所示，射流曝气器12射出的污水在浮力和射流推力的作用下由中心向四周类似于喷泉状扇开，然后经过上箱体1和下箱体2之间的通道5进入沉淀区4，然后污泥通过泥浆通道8流到下箱体2的下端侧壁处，活性泥浆从网状结构的下箱体2侧壁通过，重新被射流曝气器12带动向上运动，再一次进入上箱体1内，然后通过通道5进入沉淀区4，完成内循环。

需要说明的是，在一些实施例中，对于泥浆排出管13和射流曝气器12的高度不做任何限制，但是在本实施例中，泥浆排出管13的水平高度低于射流曝气器12的水平高度，主要目的如下，在内循环中，污泥通过泥浆通道8的力主要为污泥的自重和泥浆排出管13、射流曝气器12产生的压力，同时，污泥渣是不能通过内循环，需要被泥浆排出管13排出的，所以，在活性污泥被排出前，需要提前进内循环，从而进一步的提高使用效率。

如图2所示，通过供给系统和进气管配合射流曝气器12提供氧气和水，实现泥水循环，保证少数微生物在B区(好氧区)循环，多数微生物在C区(厌氧区)循环，有利于生物脱氮除磷；同时C区还具有水解酸化的作用，A区为沉淀区。

在本实施例中，供给系统连通射流曝气器12，供给系统设有过滤组件17用以过滤从第一排水管10排出的液体且将过滤废物通过射流曝气器12输送到下箱体2内，从而避免活性污泥的浪费。

具体的，如图1,3所示；供给系统包括从上到下设置的过滤室15和动力室16；过滤室15的下方是动力室16，两者的空间单独设置且内部设有防水膜避免漏水；过滤室15内部设有若干过滤组件17和一个出水口151，出水口151设有阀门；过滤组件17的进水端通过管路连接污水资源化设备100的第一排水管10，一般的在本实施例中，第一排水管10位于污水资源化设备100的顶部；过滤组件17的排污口通过第二阀门21连通动力室16；需要说明的是，在本实施例中，过滤组件17设有四个且每个都包括依次首尾连接的第一连接管18、滤袋19和第二连接管20，四个第一连接管18并联后连通第一排水管10，四个第二连接管20并联后通过第二阀门21的连通动力室16；当然的在其他实施例中，也可以采用其他的过滤组件17，比如多层嵌套的布袋过滤，或者滤芯，这里采用上述设置的目的为：在反冲的时候，滤袋19会发生形变，形变会导致污泥粘粘处的断裂，能有效的去除粘粘在滤袋19上的污泥残留物。

动力室16内设有进水口24和第一水泵28，第一水泵28的排水口23连通射流曝气器12，在本实施例中；需要强调的是，射流曝气装置还需要空气，可以连接风机或者空气管142等手段来实现，这个为现有技术方案，在此就不一一赘述了。

反冲的过程为：关闭出水口151、动力室16的进水口24和净水排出口，打开第一水泵28，使动力室16内部造成负压，打开第二阀门21，此时过滤室15内的净水会反向冲刷滤袋19，清洁滤袋19，实现污泥的清洁，再排到动力室16内，两个过程中都不需要额外的清洁动力源的同时不需要将过滤组件17拆除，高效快捷。

进一步的，在本实施例中，还设有调节池25，调节池25通过第二水泵26连接连通动力室16的进水口24；动力室16的进水口24设有第一阀门22。调节池25的目的为给动力室16提供水源，另外的，设置第一阀门22的目的是，在反冲的过程中，需要切断调节池25和动力室16的连通；另外的，在本实施例中，第一水泵28的主要目的有三个：1：曝气，2：反冲，3：将调节池25内的水输送到污水资源化设备100中；当然的，在功能3中，可以关闭第一水泵28，直接通过第二水泵26将水送至污水资源化设备100中。

还需要说明的是，在本实施例中，第一水泵28连接射流曝气装置的管道上设有流量计29，另外的，过滤室15和动力室16都设有检修口221。

在本实施例中，还公开了一种污水资源化设备100的用途，包括以下步骤：

S1：首先污水进入调节池25；

S2：启动第二水泵26，抽污水进入动力室16，启动第一水泵28，通过射流曝气器12抽水进入下箱体2，进行污水处理，污水在污水资源化设备100中经过内循环和外循坏两种循环方式，同时在沉淀区4内微生物进行吸附，厌氧，硝化；

S3：经处理的污水通过第一排水管10输送到过滤组件17内过滤，再过滤后的水通过出水口151排出；

S4：将从出水口151的排出的水通过过滤消毒装置200消毒后介入有机蔬菜种植大棚300进行供水，处理后的水通过水位落差供给所述有机蔬菜种植大棚300，具体的，有机蔬菜种植大棚300；如图4所述，污水经污水资源化设备100处理后，通过管道引至培养管道400，水流通过管道在植物培养箱停留，培养管道400和植物培养箱上种植有农作物，污水经过植物吸收水中的磷、氮，处理后的水做为生产有机蔬菜的补充水循环使用，出水更清澈，解决了水、泥的问题。

进一步的，在本实施例中，还可以进一步清洁过滤组件17，增大设备的维护周期，具体的，关闭动力室16的进水口24和第一排水管10，保持第一水泵28的工作状态，然后打开第二阀门21，将过滤组件17上的过滤物反冲到动力室16内。

最后需要说明的是，本实施例为了克服污水处理装置存在对水处理不净，经处理后的产水控制COD，处理后的污水中存在剩余污泥和氨氮、总磷，出水经紫外杀菌，选择性的去除病原菌，保留氨氮、总磷等植物生长需要的有机物，只产生少量的无机污泥，尾水水培植物养殖有机蔬菜，吸收氨氮、总磷、悬浮物等，无生活污泥的排放，污泥无需处置，减少了反硝化阶段，能耗低省电。大棚内植物生长需要的CO2由植物生长内部循环综合，减少碳排放，处理后的污水做为水资源循环利用。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种污水资源化设备，其特征在于，包括竖直设置的：

内箱体，其包括上箱体(1)和下箱体(2)；

套设于内箱体外侧的外箱体(3)，所述下箱体(2)的顶部和所述外箱体(3)之间形成沉淀区(4)，所述上箱体(1)的底部和下箱体(2)的顶部形成有一连通内箱体和所述沉淀区(4)的通道(5)；所述上箱体(1)的底部设有延伸端(6)，所述延伸端(6)位于所述通道(5)的上方；

所述沉淀区(4)与所述下箱体(2)之间设有泥浆通道(8)，所述沉淀区(4)上设有第一排水管(10)；所述泥浆通道(8)和所述下箱体(2)之间设有过滤层(11)，所述下箱体(2)内设有射流曝气器(12)，所述泥浆通道(8)的底部设有泥浆排出管(13)；

还设有供给系统，所述供给系统连通所述射流曝气器(12)，所述供给系统设有过滤组件(17)用以过滤从第一排水管(10)排出的液体且将过滤废物通过射流曝气器(12)输送到下箱体(2)内。

2.如权利要求1所述的污水资源化设备，其特征在于，沉淀区(4)设置在延伸端(6)的上方，外箱体(3)上设有挡气板(7)，挡气板(7)的底部设有开口(14)，开口(14)位于延伸端(6)的竖直上方。

3.如权利要求2所述的污水资源化设备，其特征在于，还设有通气管(9)，所述通气管(9)的开口(14)处位于所述挡气板(7)的顶部。

4.如权利要求3所述的污水资源化设备，其特征在于，所述泥浆通道(8)由所述下箱体(2)的下端侧壁和所述外箱体(3)的侧壁之间形成，所述过滤层(11)为所述下箱体(2)的下端侧壁，其为网状结构；所述泥浆排出管(13)设置在所述下箱体(2)的底部侧壁与所述外箱体(3)之间。

5.如权利要求4所述的污水资源化设备，其特征在于，所述供给系统包括：从上到下设置的过滤室(15)和动力室(16)；

所述过滤组件(17)设置在所述过滤室(15)内部，且所述过滤室(15)设有一个出水口(151)，所述过滤组件(17)的进水端连接所述第一排水管(10)，所述过滤组件(17)的排污口通过第二阀门(21)连通所述动力室(16)；

所述动力室(16)内设有进水口(24)和第一水泵(28)，所述第一水泵(28)的排水口(23)连通所述射流曝气器(12)；所述动力室(16)的进水口(24)设有第一阀门(22)且所述进水口(24)通过第二水泵(26)连通调节池(25)。

6.一种如权利要求5所述的污水资源化设备的用途，其特征在于，包括以下步骤：

S1：首先污水进入所述调节池(25)，

S2：启动所述第二水泵(26)，抽污水进入动力室(16)，启动所述第一水泵(28)，通过所述射流曝气器(12)抽水进入所述下箱体(2)，进行污水处理；

S3：经处理的污水通过所述第一排水管(10)输送到所述过滤组件(17)内过滤，再过滤后的水通过出水口(151)排出；

S4：将从出水口(151)的排出的水通过过滤消毒装置(200)消毒后介入有机蔬菜种植大棚(300)进行供水。

7.如权利要求6所述的污水资源化设备的用途，其特征在于,

S3和S4步骤之间还设有步骤S31：关闭所述动力室(16)的进水口(24)和第一排水管(10)，保持所述第一水泵(28)的工作状态，然后打开所述第二阀门(21)，将过所述滤组件上的过滤物反冲到动力室(16)内。

8.如权利要求7所述的污水资源化设备的用途，其特征在于，处理后的水通过水位落差供给所述有机蔬菜种植大棚(300)。

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