CN116606046A - 一种一体式污水处理机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种一体式污水处理机。包括箱体，箱体内设置有多个处理区；处理区包括：过滤区，用于对污水进行初步过滤；生化反应区，用于对过滤后的污水进行生化反应，包括多功能处理区和好氧区以及对应设置的曝气管；沉淀区，用于将生化反应区处理后的污水进行沉淀；其中，过滤区和沉淀区设置在靠近箱体开口的一端，过滤区和沉淀区在与箱体内壁接触的部位被配置为相同的轮廓；过滤区设置于多功能处理区上方，并与沉淀区同高度设置；好氧区与多功能处理区同高度设置，并位于沉淀区下方；且过滤区的底端作为多功能反应区的顶部边界，多功能反应区和好氧区共用同一侧壁，沉淀区的底端作为好氧区的顶部边界。

Description

一种一体式污水处理机

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种一体式污水处理机。

背景技术

目前乡村采用管网收集后集中处理或者单户化粪池配套人工湿地进行处理。管网收集初期投资以及后续的管网运维成本高，同时无法适应周边发展变迁等变化，只适用于一些集中程度高，周边有水源地、保护区等排水要求严格的区域。化粪池配套湿地处理能力低，排水难以保证，色度、气味、病菌无法控制，会直接影响周边的环境，易出现污堵。市面上现有的一些微型处理设备在工艺设计上考虑不足，处理模式单一，无法针对个体用户不同时段不同污水组分进行针对性的处理。

发明内容

本发明目的是：提供一种一体式污水处理机，以解决现有技术中农村污水处理设备无法针对个体用户不同时段不同污水组分进行针对性的处理的技术问题。

本发明的技术方案是：一种一体式污水处理机，包括箱体，所述箱体内设置有多个处理区；所述处理区包括：

过滤区，用于对污水进行初步过滤；

生化反应区，用于对过滤后的污水进行生化反应，包括多功能处理区和好氧区以及对应设置的曝气管；

沉淀区，用于将生化反应区处理后的污水进行沉淀；

其中，所述过滤区和沉淀区设置在靠近所述箱体开口的一端，所述过滤区和沉淀区在与箱体内壁接触的部位被配置为相同的轮廓；

所述过滤区设置于多功能处理区上方，并与沉淀区同高度设置；所述好氧区与多功能处理区同高度设置，并位于沉淀区下方；且所述过滤区的底端作为多功能反应区的顶部边界，所述多功能反应区和好氧区共用同一侧壁，所述沉淀区的底端作为好氧区的顶部边界。

优选地，所述多功能反应区内设置有控制单元，所述控制单元包括电控柜和电控柜控制的调节阀门，所述调节阀门设置于多功能反应区的曝气管上，所述控制单元根据预设的处理模式控制调节阀门的开度，调整多功能反应区的曝气量。

优选的，所述处理模式具体为：

所述多功能反应区内设置有检测单元，所述检测单元用于检测污水中的化学需氧量，并将多组检测结果传输至控制单元，所述控制单元将收到的检测数据进行离群值处理后与预设值比对；

当处理后的检测数据低于预设值时，所述控制单元控制调节阀门开启，所述多功能反应区执行好氧处理功能；

当处理后的检测数据不低于预设值时，所述控制单元控制调节阀门关闭，所述多功能反应区执行水解酸化功能。

优选的，所述处理模式具体为：

所述控制单元于每天预设的时间段控制调节阀门关闭，所述多功能反应区执行水解酸化功能；

并于预设的时间段以外控制调节阀门开启，所述多功能反应区执行好氧处理功能。

优选的，所述生化反应区内设置有填料机构，所述填料机构包括填料架，所述填料架采用沿竖直方向设置的悬摆式结构且对应设置于曝气管上方；所述填料架两端可拆卸地分别固定于顶部框架和底部框架上；

其中，所述顶部框架与箱体固定，所述底部框架在填料架的牵引下悬空设置并跟随水流摆动。

优选的，所述箱体底部为底座，侧壁设置为双层结构，包括设置于外侧的外层壳体以及与外层壳体固定的内层壳体，所述污水及处理区均设置于内层壳体内；所述外层壳体和内层壳体之间形成中空的腔室。

优选的，所述箱体的进水口和排水口均沿水平方向开设于外层壳体底端，分别连通进水口和排水口的进水管路和排水管路均埋设于内层壳体上对应开设的凹槽中；

所述外层壳体包括防护部和固定部；所述防护部采用高强度材料制成，并与底座和内层壳体卡接；所述固定部单独固定于底座上，所述进水口和排水口设置于固定部上。

优选的，所述过滤区用于拦截污水中的大颗粒悬浮物；所述过滤区设置有固定于内层壳体顶部的滤渣篮，所述滤渣篮包括用于存放污水的存水区，所述存水区底端开设有过滤孔用于溢流，所述过滤孔中设置有滤网。

优选的，所述沉淀区内部设置有沉淀机构，所述沉淀机构底部倾斜设置，便于沉积固体颗粒；所述沉淀机构包括通过隔板分隔并沿污水流向依次设置的第一沉淀槽、第二沉淀槽和第三沉淀槽；

其中，所述第一沉淀槽底端固定有收集槽，所述收集槽底端水平设置，竖直方向的截面形成直角三角形，用于收集污泥；所述第二沉淀槽中设置有微粒吸附机构和药物投放机构；

连通第二沉淀槽和第三沉淀槽的隔板上开设有三角堰，所述三角堰上设置有液位传感器，用于调控进入沉淀槽中污水的流量使其保持在预设的范围内。

优选的，所述凹槽沿水平方向的截面设置为矩形，所述滤渣篮和沉淀机构均垂直固定于凹槽背部。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）本发明中过滤区、多功能反应区、好氧区和沉淀区在箱体内沿横向和纵向立体式排列，且各个处理区之间排列紧凑，大幅减少了微型污水处理设备的占地面积，更适合个体家用污水处理。

（2）本发明设置有多功能反应区，在多功能反应区内设置有检测单元和控制单元，通过检测单元对污水中化学需氧量的检测结果，智能调整多功能反应区的工作模式。对于化学需氧量高的污水，进一步强化污水中氨氮的去除，确保色度、气味的稳定去除。对于化学需氧量低的污水，将污水中难降解的大分子有机物水解成小分子，便于后段好氧段的生化反应。从而使得不同化学需氧量的污水均能获得最佳的处理效果。

（3）考虑到个体用户难以做到对本发明的定期维护，导致检测单元容易出现失效或者检测不准的问题，为此，预设了模式二在每天用水高峰时段自动将多功能处理区调整至水解酸化功能，更加便于用户使用。

（4）填料机构设置为悬摆式结构，相比现有技术中固定设置的填料机构，悬摆式在曝气管的作用下随水流摆动，强化与污水的接触，减少填料的填充比。同时，可将曝气管产生的气泡扩散至更大的范围，提升曝气管的服务面积。

（5）箱体设置为包括内层壳体和外层壳体在内的双层结构，为内部的污水和菌群提供了一定的保温效果，有助于内部生化反应的有效进行。此外，进水管路和排水管路均埋设于凹槽结构中，并被高强度防护部保护，且进水口和排水口设置于与底座一体成型的固定部上，使得本发明在受到牲畜等外部冲击时，管路不易破损，从而避免污水泄漏。

此外，凹槽设置为矩形，背部可作为滤渣篮和沉淀机构的安装平面，进一步提升了整体设备的紧凑性。

（6）沉淀机构底端倾斜设置，且第一沉淀槽底端设置有收集槽，污泥在重力作用下汇集于收集槽中而非分散于第一沉淀槽各处，方便污泥的回收和排出。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述一种一体式污水处理机结构图；

图2为本发明所述一种一体式污水处理机箱体结构图；

图3为本发明所述一种一体式污水处理机内部结构图；

图4为本发明所述滤渣篮结构图；

图5为本发明所述填料机构示意图；

图6为本发明所述填料机构示意图；

图7为本发明所述沉淀机构示意图；

其中：1、箱体，11、外层壳体，111、防护部，112、固定部，12、内层壳体，13、上盖板，14、凹槽，2、滤渣篮，21、存水区，22、过滤孔，3、多功能反应区，31、电控柜，32、调节阀门，4、好氧区，5、填料机构，51、第一填料架，52、第二填料架，53、顶部框架，54、底部框架，6、曝气管，7、沉淀机构，71、第一沉淀槽，72、第二沉淀槽，73、第三沉淀槽，74、收集槽，75、药物投放机构，76、吸附机构固定架，77、矩形溢水堰，78、三角堰。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1所示，一种一体式污水处理机，包括箱体1，箱体1内呈立体式的设置有多个处理区，包括沿污水流向依次设置的过滤区、生化反应区以及沉淀区。

如图2所示，箱体1底部为底座，侧壁设置为双层结构，包括设置于外侧的外层壳体11，以及与外层壳体11固定的内层壳体12，上述污水及相应的处理设备均设置于内层壳体12中。外层壳体11上连接有上盖板13，上盖板13关闭后，箱体1内形成一个密闭空间。此外，外层壳体11与内层壳体12之间形成中空的腔室，从而获得保温功能。

本实施例中，外层壳体包括防护部111和固定部112两部分。其中，防护部111占据外层壳体的大部分，采用高强度工程塑料制成，并与底座和内层壳体12通过卡扣连接。固定部112设置为两个并与底座一体成型而成，其中一个固定部112沿水平方向开设有进水口，另一个沿水平方向开设有排水口。内层壳体12的外壁上开设有多处凹槽14，凹槽14沿水平方向的截面设置为矩形，分别连通进水口和排水口的进水管路和排水管路埋设于对应的凹槽14中。

如图3和图4所示，过滤区用于拦截污水中较大的杂物。其中，过滤区内设置有滤渣篮2，滤渣篮2与贯穿凹槽14的进水管路连通并紧贴凹槽14固定于凹槽14背面，滤渣篮2将污水进行初步过滤。滤渣篮2包括用于存放污水的存水区21，存水区21侧壁与内层壳体12仿形设置，底端垂直开设有圆形的过滤孔22用于溢流，过滤孔22处沿水平方向可拆卸地设置有滤网。

如图3所示，生化反应区用于对污水进行生化反应，调节污水的酸碱性和其中的化合物组分及含量。生化反应区由通过相互独立设置的多功能反应区3和好氧区4两部分组成，多功能反应区3设置于过滤区下方，其顶部边界为滤渣篮的底面。好氧区4沿水平方向相邻于多功能反应区3设置，并以多功能反应区3的侧壁和内层壳体12以及沉淀区底端作为边界。污水自过滤区依次进入多功能反应区3和好氧区4。其中，好氧区4内设置有填料机构5和曝气管6，曝气管6的出气端铺设于内层壳体12底部，用于为填料机构5提供氧气。如图5和图6所示，填料架设置于曝气管6上方，用于附着各种好氧微生物组成的填料，填料架采用悬摆式结构，包括沿竖直方向设置的第一填料架51和沿水平方向设置的第二填料架52。其中，第一填料架51的两端分别可拆卸的固定于顶部框架53和底部框架54上，顶部框架53与内层壳体12固定，底部框架54的规格大于顶部框架53并在第一填料架51的牵引下于内层壳体12内悬空设置，第二填料架52两端可拆卸固定于顶部框架53和底部框架54上。如此设置便于填料架的安装拆卸以及后期的运维更换。此外，悬空设置的底部框架54可以随污水的流动而进行小范围摆动，从而带动填料架晃动，扩大与水流的接触范围，进而减少填料的填充比以降低成本。同时，随着填料架和底部框架54的移动，可将曝气管6产生的气泡扩散至更大的范围，提升曝气管6的服务面积。

多功能反应区3设置有和好氧区4结构相同的填料机构5和曝气管6，不同之处在于，多功能反应区3中的填料设置为兼性菌，兼性菌可以在富氧环境和缺氧环境下分别与污水产生不同的生化反应。此外，多功能反应区3内还设置有检测单元和控制单元。控制单元包括电控柜31和调节阀门32，其中，电控柜31设置于内层壳体12与外层壳体11之间的腔室内，并与上盖板13和调节阀门32电连接。调节阀门32设置于多功能反应区3内的曝气管6上。检测单元包括在多功能反应区3底端均匀设置的三个化学需氧量检测器。控制单元内预设有两种污水处理模式。

其中，模式一为：三个化学需氧量检测器对多功能反应区3内的化学需氧量进行检测，并将多组检测结果传输至控制单元，控制单元对收到的检测数据进行离群值处理后与预设值进行比对。

当处理后的检测数据平均值低于350mg/L时，电控柜31控制调节阀门32开启，曝气管6曝气量增大，使得多功能反应区3内氧气含量增大，兼性菌进入好氧状态，执行好氧处理，进一步强化污水中氨氮的去除，确保色度、气味的稳定去除，最大限度将污水无害化处理后为农作物提供氮磷等营养元素。

当处理后的检测数据平均值高于或等于350mg/L时，电控柜31控制调节阀门32关闭，曝气管6曝气量减小，使得多功能反应区3内氧气含量减小，兼性菌进入缺氧状态，执行水解酸化功能，将污水中难降解的大分子有机物水解成小分子，便于后段好氧段的生化反应。

模式二为：用户在上盖板13上分别预设早晨、中午、傍晚或夜晚等用水高峰的具体时间段，例如7：00-9：00am、11：00am-1：00pm、6：00-10：00pm。当到达用户预设的时间段后，控制单元控制调节阀门32关闭，使多功能反应区进入水解酸化功能。相应的，在预设的时间段外，控制单元控制调节阀门32开启，使多功能反应区3进行好氧处理功能。

如图3和图7所示，污水自生化反应区处理后进入沉淀区，沉淀区设置于内层壳体12顶部位于好氧区4上方并与过滤区位于同一高度。沉淀内设置有沉淀机构7，沉淀机构7侧壁与内层壳体12仿形设置，且连通贯穿凹槽14的排水管路，并紧贴凹槽14固定于凹槽14背面。沉淀机构7底部作为好氧区4的顶部边界，且沉淀机构7底部倾斜设置，便于沉积固体微粒。本实施例中，沉淀机构7一侧开设有三个通孔供污水流入。沉淀机构7内沿污水流向通过隔板依次分隔为第一沉淀槽71，第二沉淀槽72和第三沉淀槽73。隔板包括分隔第一沉淀槽71和第二沉淀槽72的第一隔板，和分隔第二沉淀槽72和第三沉淀槽73的第二隔板。

污水进入第一沉淀槽71后一段时间，分离为上层清液和下层浊液。第一沉淀槽71底端一体式固定有收集槽74，收集槽74底部水平设置，沿竖直方向的截面形成直角三角形结构，配合第一沉淀槽71底部的倾斜结构，使得下层浊液中沉淀的污泥在重力的作用下集中于收集槽74中，在收集槽74的对应位置还设置有排泥管路，便于污泥的排除或回收。第一隔板上远离收集槽74的一端开设有矩形溢水堰77，上层清液在层流作用下从第一沉淀槽71经矩形溢水堰77流入第二沉淀槽72。第二沉淀槽72顶部设置有药物投放机构75，药物投放机构75内部装有缓释氯罐，用于对上层清液进行杀菌消毒，保证排水的余氯指标。此外，第二沉淀槽72中垂直于上层清液流向通过吸附机构固定架76卡接有微粒吸附机构，上层清液流经微粒吸附机构后，上层清液内部不溶性的无机物、有机物及泥沙、黏土、微生物等固体物质被进一步吸附滤除。

第二隔板上开设有三角堰78，上层清液从第二沉淀槽72经三角堰78流入第三沉淀槽73。三角堰78上设置有液位传感器，液位传感器实时检测流经三角堰78的水位高度，并将该信息传输至电控柜31，对进入沉淀机构7的污水流量进行控制，从而获得一个稳定的层流速度，保证沉淀效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种一体式污水处理机，其特征在于，包括箱体，所述箱体内设置有多个处理区；所述处理区包括：

过滤区，用于对污水进行初步过滤；

生化反应区，用于对过滤后的污水进行生化反应，包括多功能处理区和好氧区以及对应设置的曝气管；

沉淀区，用于将生化反应区处理后的污水进行沉淀；

其中，所述过滤区和沉淀区设置在靠近箱体开口的一端，所述过滤区和沉淀区在与箱体内壁接触的部位被配置为相同的轮廓；

所述过滤区设置于多功能处理区上方，并与沉淀区同高度设置；所述好氧区与多功能处理区同高度设置，并位于沉淀区下方；且所述过滤区的底端作为多功能反应区的顶部边界，所述多功能反应区和好氧区共用同一侧壁，所述沉淀区的底端作为好氧区的顶部边界。

2.根据权利要求1所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述多功能反应区内设置有控制单元，所述控制单元包括电控柜和电控柜控制的调节阀门，所述调节阀门设置于多功能反应区的曝气管上，所述控制单元根据预设的处理模式控制调节阀门的开度，调整多功能反应区的曝气量。

3.根据权利要求2所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述处理模式具体为：

所述多功能反应区内设置有检测单元，所述检测单元用于检测污水中的化学需氧量，并将多组检测结果传输至控制单元，所述控制单元将收到的检测数据进行离群值处理后与预设值比对；

当处理后的检测数据低于预设值时，所述控制单元控制调节阀门开启，所述多功能反应区执行好氧处理功能；

当处理后的检测数据不低于预设值时，所述控制单元控制调节阀门关闭，所述多功能反应区执行水解酸化功能。

4.根据权利要求2所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述处理模式具体为：

所述控制单元于每天预设的时间段控制调节阀门关闭，所述多功能反应区执行水解酸化功能；

并于预设的时间段以外控制调节阀门开启，所述多功能反应区执行好氧处理功能。

5.根据权利要求2所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述生化反应区内设置有填料机构，所述填料机构包括填料架，所述填料架采用沿竖直方向设置的悬摆式结构且对应设置于曝气管上方；所述填料架两端可拆卸地分别固定于顶部框架和底部框架上；

其中，所述顶部框架与箱体固定，所述底部框架在填料架的牵引下悬空设置并跟随水流摆动。

6.根据权利要求1所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述箱体底部为底座，侧壁设置为双层结构，包括设置于外侧的外层壳体以及与外层壳体固定的内层壳体，所述污水及处理区均设置于内层壳体内；所述外层壳体和内层壳体之间形成中空的腔室。

7.根据权利要求6所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述箱体的进水口和排水口均沿水平方向开设于外层壳体底端，分别连通进水口和排水口的进水管路和排水管路均埋设于内层壳体上对应开设的凹槽中；

所述外层壳体包括防护部和固定部；所述防护部采用高强度材料制成，并与底座和内层壳体卡接；所述固定部单独固定于底座上，所述进水口和排水口设置于固定部上。

8.根据权利要求7所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述过滤区用于拦截污水中的大颗粒悬浮物；所述过滤区设置有固定于内层壳体顶部的滤渣篮，所述滤渣篮包括用于存放污水的存水区，所述存水区底端开设有过滤孔用于溢流，所述过滤孔中设置有滤网。

9.根据权利要求8所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述沉淀区内部设置有沉淀机构，所述沉淀机构底部倾斜设置，便于沉积固体颗粒；所述沉淀机构包括通过隔板分隔并沿污水流向依次设置的第一沉淀槽、第二沉淀槽和第三沉淀槽；

其中，所述第一沉淀槽底端固定有收集槽，所述收集槽底端水平设置，竖直方向的截面形成直角三角形，用于收集污泥；所述第二沉淀槽中设置有微粒吸附机构和药物投放机构；

连通第二沉淀槽和第三沉淀槽的隔板上开设有三角堰，所述三角堰上设置有液位传感器，用于调控进入沉淀槽中污水的流量使其保持在预设的范围内。

10.根据权利要求8或9所述的一种一体式污水处理机，其特征在于，所述凹槽沿水平方向的截面设置为矩形，所述滤渣篮和沉淀机构均垂直固定于凹槽背部。