CN205340299U - 一种污水处理快速碳分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水处理技术领域。本实用新型的目的是提供一种污水处理快速碳分离装置，该装置至少包括一可承载污水的滤带，滤带的下方设有浪涌抽吸装置，污水经滤带过滤后形成的净水在滤带下方被收集，而污水中过滤出的杂质位于滤带上并被集中收集。该装置在污水处理中的应用可彻底颠覆传统的污水处理过程，极大节省了污水处理厂的建设成本，同时大幅降低污水的处理成本。

Description

一种污水处理快速碳分离装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体是指一种污水处理快速碳分离装置。

背景技术

活性污泥污水处理方法在这100多年里得到了迅速的发展，如今污水处理厂中80%以上都是用此方法，为人类健康和社会可持续发展做出了较大的贡献。虽然活性污泥污水处理法可以有效的治理污水，但是污水处理是一个高能耗的过程，用电量占我国社会总用电量的1-3%左右，而且，随着污水出水水质标准的提升，我国污水处理厂提标改造迫在眉睫。一般生活污水中悬浮物浓度为200-400ml/L,部分地区可达到600ml/L左右。这种高含悬浮颗粒的污水在进入生物池之前需要进行一级处理，去除其中大部分的悬浮物。一般在污水处理厂中，一级处理单元由格栅，沉砂池以及初沉池构成，对污水中的泥、渣、砂进行初步有效的去除。但是，我国污水厂普遍未设置初沉池，一般只设格栅，部分设置沉砂池，这样会造成生物池前段进水悬浮物浓度较高，部分悬浮物会沉积在生物池中，不仅增加了对生物池维修管理的费用，而且减小了污水在生物池中的实际停留时间，大大降低了对污水的处理效果。另外，这些悬浮颗粒物大部分是有机物，在生物池中消耗了大量能量，提高了污水处理能耗。虽然部分污水厂运营员意识到这个严重问题，但由于污水厂基建面积的限制，无法设置占地面积较大的初沉池，对污水处理厂进行提标改造。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种污水处理快速碳分离装置，利用该装置可以有效取代占地面积较大的初沉池，不仅不需要较大的基建费用，而且大大提高了污水处理效果，以达到对污水处理厂提标改造的目的。

为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：该装置至少包括一可承载污水的滤带，滤带的下方设有浪涌抽吸装置，污水经滤带过滤后形成的净水在滤带下方被收集，而污水中过滤出的杂质位于滤带上并被集中收集。

进一步的，还包括机架，所述滤带为环状，环状滤带两端的滤带辊安装在机架上，环状滤带通过滤带辊的驱动可实现转动，环状滤带的上层带体倾斜设置，其与水平之间的夹角控制在0-45°，上层带体作为污水的承载面；所述的浪涌抽吸装置与上层带体的底部紧贴，浪涌抽吸装置安装在机架上。

进一步的，所述的浪涌抽吸装置为设置在上层带体底部的若干根可自由转动的辊体，上层带体与辊体之间形成相切接触。

进一步的，所述的浪涌抽吸装置为设置在上层带体底部的若干根刮板，刮板横跨上层带体的底部且刮板长度与滤带宽度一致，若干根刮板沿上层带体的走向均匀布置；所述刮板位于上层带体低端一侧的侧面自上而下收缩倾斜形成楔形，楔形尖部形成一夹角a，所述角度a为25-45°，刮板的顶部表面沿随上层带体的升高而逐渐降低，刮板顶部表面与上层带体之间形成一夹角β，所述夹角β为3-6°。

进一步的，所述机架两端设有支撑柱，其位于上层带体低端一端的支撑柱的顶端与机架铰接，位于上层带体高端一端的机架支撑柱高度可调。

进一步的，在上层滤带的底部设有净水收集箱，净水收集箱安装在机架中间腹部，所述环状滤带的下层带体由净水收集箱的底部穿过，在环状滤带高端的回转处设有滤带清洗装置，所述的滤带清洗装置包括净水喷淋管及气体喷淋管，所述的净水喷淋管及气体喷淋管位于滤带内表面一侧并安装在机架上，其宽度与滤带宽度一致，在滤带回转处的滤带外表面一侧设有污物收集箱。

进一步的，还包括滤带纠偏装置及滤带恒张力稳定装置，所述的滤带纠偏装置包括设置在净水收集箱的底部的滤带从动轴，所述环状滤带的下层膜体由滤带从动轴支撑，在滤带从动轴的端部设有滤带纠偏装置，所述的滤带纠偏装置包括一气动单元，该气动单元可带动滤带从动轴绕其端部前后摆动；所述的滤带恒张力稳定装置包括与滤带接触的张紧辊，所述的张紧辊由气缸驱动。

进一步的，所述上层滤带的两侧设有左右立板，左右立板连同上层滤带形成污水槽，在左右立板的内侧设有密封胶板，密封胶板的底部与上层滤带相抵。

进一步的，所述上层滤带的顶部设有布水器，布水器包括一沿上层滤带走向的罩体，罩体与机架悬挂连接，罩体底部敞开，罩体的顶端设有污水进口，在罩体内部设有污水承载板，污水承载板位于污水进口的底部，其一端与罩体侧壁固定，另一端向罩体的另一侧延伸，污水承载板上沿罩体走向开设的若干个布水口。

进一步的，所述罩体与上层滤带之间设有密封装置，该密封装置包括设置在罩体底部边缘外侧的夹板，密封条夹在夹板与罩体的罩壁之间，密封条的底部设有截面呈圆形的膨胀部，该膨胀部可弹性自由收缩，夹板及密封条沿罩体底部环绕一周设置，膨胀部与上层滤带相抵。

本实用新型的有益效果为：采用该污水处理快速碳分离装置进行污水处理可克服传统处理方法中存在占地面积大、处理周期长、附属设备增多且易造成二次污染的技术问题。采用该设备通过更换不同目数的滤带可将传统污水处理步骤中的格栅处理、沉砂池、初淀池、二次沉淀池、高密度沉淀池、过滤池全部省略掉。传统污水处理步骤中，污水经过格栅、沉砂池、初淀池处理后，污水中的悬浮物一般可去除50%左右，而污水采用该装置初步处理后，污水中的悬浮物可去除70%以上，充分说明该装置可完全替代格栅、沉砂池、初淀池三个处理步骤，如果将滤带的目数进一步提高，后期的二沉池、高密度沉淀池及过滤池也同样能被该装置所替代。由此可见，该装置在污水处理中的应用可彻底颠覆传统的污水处理步骤，极大节省了污水处理厂的建设成本，同时可使污水的处理成本大幅下降。

附图说明

附图1为该污水处理装置的结构示意图。

附图2为附图1中A处的放大示意图。

附图3为该污水处理装置的立体结构示意图。

附图4为附图3中B处的放大示意图。

附图5为滤带与机架结合的结构示意图。

附图6为附图5中A-A向的结构剖视图。

附图7为附图6中I处的放大示意图。

附图8为水流经辊体时的轨迹示意图。

附图9为第二实施例中采用布水器进行污水排放的结构示意图。

附图10为布水器的结构示意图。

附图11为附图10中II处的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1

如附图1及附图3所示，在本实施例中提供的污水处理装置包括一封闭的箱体1，在箱体1内部设有机架2，机架2由前支撑柱31及后支撑柱32支撑。

如附图1及附图3所示，在机架2的两端分别安装滤带辊4，其中一端的滤带辊4作为驱动轴，另一端的滤带辊作为从动轴。

如附图5所示，一环状滤带5套装在滤带辊4上形成上层滤带51及下层滤带52。

如附图1及附图3所示，后支撑柱32的顶端与机架2铰接，前支撑柱31的高度可调，通过调整前支撑柱31的高度使整个机架2处于倾斜状态，从而使上层滤带51与水平之间形成一夹角。

如附图1、附图3及附图6所示，在上层带体51的底部设有若干根刮板6及自由转动的辊体7，刮板6及辊体7横跨上层带体的底部且刮板6及辊体7的长度与滤带宽度一致，刮板6及辊体7交错间隔布置在上层带体51的底部，沿上层带体的走向均匀布置。

刮板6的结构见附图2所示，刮板6位于上层带体51低端一侧的侧面自上而下收缩倾斜形成楔形，楔形尖部形成一夹角a，刮板的顶部表面沿随上层带体的升高而逐渐降低，刮板顶部表面与上层带体之间形成一夹角β。设计时，角度a控制为25-45°，夹角β控制为3-6°。在本实施例中，角度a为30°，夹角β为3°。

如附图1及附图3所示，在上层带体51的低端的机架上设有污水排放箱8。污水排放箱8的结构见附图4所示，所述污水排放箱朝向上层带体一侧的箱体底部设有排污口81，排污口上设有闸门82，闸门82的开合受控。在本实施例中提供了一种闸门82开合控制装置的详细结构，如附图4所示，在闸门82的表面设有纵向齿条9，机架上设有自由转动的闸门轴10，闸门轴10上的驱动轮11与纵向齿条9啮合，当闸门轴10正反转动时，驱动轮11驱动闸门82上下移动，从而控制闸门82的开合程度。

如附图1、附图3及附图5所示，在上层滤带51的底部设有净水收集箱12，净水收集箱12安装在机架2中间腹部。

该污水处理装置的工作过程及工作原理为：启动装置，滤带辊4带动滤带5快速转动，污水排放箱8中的污水排放至上层滤带51的表面上，上层滤带51作为污水的承载面带动污水快速上行。如附图8所示，上层滤带51与辊体7之间形成包角C，上层滤带51在运转的过程中，过滤后的水在上层滤带51的底面形成水布随上层滤带高速运转，当水布运行至上层滤带51与辊体7之间包角C的位置时，由流体力学的常识可知，当流体的过流通道突然变小时，流体压力增加，当流体的过流通道变大时，流体压力减小。而水布进入到包角C内部后，上层滤带51的底部压力变大，该压力迫使上层滤带底面的水反渗到上层滤带的表面形成如附图8中箭头所示的浪涌效果，即压力冲击上层滤带表面的污水形成浪花，而当污水流过辊体与上层滤带的相切位置后由于包角C的存在，流体的过流通道突然变大，此时上层滤带的底部形成低压，水被快速抽吸到上层滤带的底部形成甩出运动轨迹，达到过滤的效果。

同样的效果在上层滤带下方的刮板上也会体现。刮板6所起的主要作用是将上层滤带51底面的水快速刮掉，但是残余的水形成水布在流经刮板时，由于刮板楔型尖部的存在对水布形成阻挡，迫使水布反渗到上层滤带的表面之上形成浪涌效果，而当污水流经刮板的β角时，上层滤带底部压力降低促使水快速过滤至上层滤带的下方。

实践证明，采用自由滚动的辊体对污水形成浪涌抽吸效果更好，刮板虽然也能也到浪涌抽吸的效果但更多的作用是将粘附在上层滤带底面的水快速刮掉。污水形成浪涌效果后能够更好的对污水起到搅拌翻滚的作用，通过污水的搅拌翻滚可使污水中的悬浮物快速搅起防止其沉淀后对滤带形成堵塞从而可使水快速过滤到滤带下方。

当然，如果在上层滤带的底部设置单独的负压形成装置也可以达到使污水快速过滤的目的，但是设置单独的负压装置一是造价较高，二是负压需要在密封的环境中实现，在技术上具有较大的难度。而采用自由转动的辊体与专门设计的刮板完全能够实现污水的快速过滤，达到结构简单、实施方便的技术效果。

如附图1及附图3所示，污水经上层滤带51过滤后形成的净水快速落入到机架腹部的净水收集箱12内部。

如附图1所示，该装置在运转时，通过控制运转速度及污水的排放流量，污水随上层滤带上行，其上行距离一般达到上层滤带长度的2/3处即停止，过滤后的悬浮物位于上层滤带的表面随上层滤带继续向高处运行，当上层滤带回转后，如附图1所示，在环状滤带高端的回转处设有滤带清洗装置，该滤带清洗装置包括净水喷淋管13及气体喷淋管14，净水喷淋管13及气体喷淋管14位于滤带内表面一侧并安装在机架上，其宽度与滤带宽度一致，在滤带回转处的滤带外表面一侧设有污物收集箱15。利用净水喷淋管13及气体喷淋管14对滤带进行快速清洗，将滤带表面过滤出的杂质快速洗落至污物收集箱15内部，保证滤带在下一次承载污水时滤带表面保持洁净。

由于污水排放箱8内的污水直接排放到上层滤带51的表面，在上层滤带上需要设置蓄水装置，否则污水由上层滤带的两侧直接流出。如附图1、附图3、附图6及附图7所示，在上层滤带51的两侧设有左右立板16，左右立板16连同上层滤带51形成污水槽。如附图7所示，在左右立板16的内侧设有密封胶板17，密封胶板17的底部与上层滤带51相抵。即上层滤带51与密封胶板17之间形成摩擦接触，当上层滤带快速运动时其带动污水向高处快速前行，上层滤带与密封胶板之间形成密封水膜从而防止污水由上层滤带两侧流出。

通过上述描述可知，滤带在运动的过程中不能出现偏斜状况，如果滤带出现偏斜造成密封胶板与上层滤带分离则污水无法被密封。针对该问题，如附图1所示，在净水收集箱12的底部设有滤带从动轴18，所述环状滤带的下层膜体52由滤带从动轴支撑，在滤带从动轴的端部设有滤带纠偏装置19，所述的滤带纠偏装置包括一气动单元，该气动单元可带动滤带从动轴绕其端部前后摆动从而起到对滤带进行纠偏的效果。

另外受不同季节温度的影响，滤带会出现热胀冷缩的现象，在设备的运行过程中必须保证滤带保持稳定的张力使滤带始终处于张紧状态，在本实施例中，装置中设置了滤带恒张力稳定装置。如附图1所示，在环状滤带一端的回转处设有与滤带接触的张紧辊28，该张紧辊由气缸29驱动，该气缸29可采用手动调整或采用自动调整，当采用自动调整时需要加装张力传感器，利用张力传感器将张力值传递给控制系统，控制系统对气缸进行自动伸缩控制从而达到张力恒定的控制效果。

污水处理过程中采用该快速碳分离装置能够彻底改变目前污水处理厂的建造模式。如目前的污水处理过程中，格栅、沉砂池以及初沉池主要是针对不同直径的颗粒悬浮物进行分离，如果采用该快速碳分离装置，只要将其滤带的目数进行更换调整，则采用该装置完全可替代上述各池的作用。如格栅分离的多是10mm以上的悬浮物，二沉池分离的为1mm以上的砂粒，初沉池则是分离50um以上的泥渣，如果采用该装置只要将滤带的孔径进行针对性调整更换即可实现上述各池的作用。同时该装置采用密封形式运转，生产完毕后，单台设备形成独立的箱体，其安装方便，搭配灵活，不但在进行污水处理时可以将多台装置进行组合使用，而且也有利于进行污水的去臭处理。该装置经过在多个污水处理厂进行模拟试验，仅以取代初沉池为例进行，效果可达到去除污水内70%以上的悬浮物，其效果相比传统的初沉池有明显提升，由此可见，如果将传统污水处理步骤中的格栅过滤、沉砂池、初沉池采用该装置进行替代是完全可行的，这对减少污水处理厂的建造成本，提高污水的处理效率、降低成本都可带来显著的技术效果。

实施例2

在实施例1所提供的装置中，采用污水排放箱8在进行污水排放时存在一个较突出的技术问题是污水大量沉积在上层滤带的低端位置，污水的大量沉积造成该低端部位的压力增大，左右立板16与上层滤带51在该部位之间的接触难以对污水进行有效密封，造成污水由上层滤带低端的两侧大量溢出。为解决该技术问题，本实施例中提供了另外一种污水排放装置。

如附图9所示，在本实施例中去掉污水排放箱8及左右立板16，在上层滤带51的顶部加装布水器20。布水器20的结构见附图10所示，其包括一沿上层滤带51走向的罩体21，罩体21的底部敞开，罩体21的顶端设有污水进口22，在罩体内部设有污水承载板23，污水承载板23位于污水进口22的底部，其一端与罩体侧壁固定，另一端向罩体的另一侧延伸，污水承载板23上沿罩体走向开设的若干个布水口24。如附图10所示，当污水由污水进口22进入到罩体21内部后，污水首先落在污水承载板23上，随污水量的增加，污水依次由布水口24部落至罩体底部的上层滤带51表面上，如此可避免污水大量集中在上层滤带51的低端位置处，将污水的布水路线拉长，有效解决上层滤带上压力集中的现象。

如附图11所示，罩体21与上层滤带51之间设有单独的密封装置。其在罩体21的底部边缘外侧设有夹板25，密封条26夹在夹板25与罩体21罩壁之间，密封条26的底部设有截面呈圆形的膨胀部27，该膨胀部27可弹性自由收缩，夹板25及密封条26沿罩体底部环绕一周设置，罩体21与机架之间形成悬挂连接，膨胀部27与上层滤带51相抵。当污水承载板23上的污水量增大后，整个罩体的重量增加，密封条底部的膨胀部27收缩变形与上层滤带之间形成紧密接触从而能够将污水有效封住防止溢出，同时污水布水线路的拉长更加有利于污水的快速过滤。

Claims (10)

1.一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：该装置至少包括一可承载污水的滤带，滤带的下方设有浪涌抽吸装置，污水经滤带过滤后形成的净水在滤带下方被收集，而污水中过滤出的杂质位于滤带上并被集中收集。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：还包括机架，所述滤带为环状，环状滤带两端的滤带辊安装在机架上，环状滤带通过滤带辊的驱动可实现转动，环状滤带的上层带体倾斜设置，其与水平之间的夹角控制在0-45°，上层带体作为污水的承载面；所述的浪涌抽吸装置与上层带体的底部紧贴，浪涌抽吸装置安装在机架上。

3.根据权利要求1或2所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：所述的浪涌抽吸装置为设置在上层带体底部的若干根可自由转动的辊体，上层带体与辊体之间形成相切接触。

4.根据权利要求1或2所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：所述的浪涌抽吸装置为设置在上层带体底部的若干根刮板，刮板横跨上层带体的底部且刮板长度与滤带宽度一致，若干根刮板沿上层带体的走向均匀布置；所述刮板位于上层带体低端一侧的侧面自上而下收缩倾斜形成楔形，楔形尖部形成一夹角a，所述夹角a为25-45°，刮板的顶部表面沿随上层带体的升高而逐渐降低，刮板顶部表面与上层带体之间形成一夹角β，所述夹角β为3-6°。

5.根据权利要求2所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：所述机架两端设有支撑柱，其位于上层带体低端一端的支撑柱的顶端与机架铰接，位于上层带体高端一端的机架支撑柱高度可调。

6.根据权利要求2所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：在上层滤带的底部设有净水收集箱，净水收集箱安装在机架中间腹部，所述环状滤带的下层带体由净水收集箱的底部穿过，在环状滤带高端的回转处设有滤带清洗装置，所述的滤带清洗装置包括净水喷淋管及气体喷淋管，所述的净水喷淋管及气体喷淋管位于滤带内表面一侧并安装在机架上，其宽度与滤带宽度一致，在滤带回转处的滤带外表面一侧设有污物收集箱。

7.根据权利要求6所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：还包括滤带纠偏装置及滤带恒张力稳定装置，所述的滤带纠偏装置包括设置在净水收集箱的底部的滤带从动轴，所述环状滤带的下层膜体由滤带从动轴支撑，在滤带从动轴的端部设有滤带纠偏装置，所述的滤带纠偏装置包括一气动单元，该气动单元可带动滤带从动轴绕其端部前后摆动；所述的滤带恒张力稳定装置包括与滤带接触的张紧辊，所述的张紧辊由气缸驱动。

8.根据权利要求2所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：所述上层滤带的两侧设有左右立板，左右立板连同上层滤带形成污水槽，在左右立板的内侧设有密封胶板，密封胶板的底部与上层滤带相抵。

9.根据权利要求2所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：所述上层滤带的顶部设有布水器，布水器包括一沿上层滤带走向的罩体，罩体与机架悬挂连接，罩体底部敞开，罩体的顶端设有污水进口，在罩体内部设有污水承载板，污水承载板位于污水进口的底部，其一端与罩体侧壁固定，另一端向罩体的另一侧延伸，污水承载板上沿罩体走向开设的若干个布水口。

10.根据权利要求9所述的一种污水处理快速碳分离装置，其特征在于：所述罩体与上层滤带之间设有密封装置，该密封装置包括设置在罩体底部边缘外侧的夹板，密封条夹在夹板与罩体的罩壁之间，密封条的底部设有截面呈圆形的膨胀部，该膨胀部可弹性自由收缩，夹板及密封条沿罩体底部环绕一周设置，膨胀部与上层滤带相抵。