CN214735077U - 一种具有生物降解功能的超声波污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其包括处理池，处理池内设置有升流区、降流区及澄清区，所述升流区与降流区相连通，降流区与澄清区相连通，第一筒体上端侧壁上开设有若干使升流区与降流区相连通的流动通道，处理池底部设置有污泥清理区，升流区底部设置有进水管，升流区内设置有超声组件及水力循环组件，超声组件及水力循环组件均与池盖相连接，污泥清理区底部设置有排泥管，池盖底部设置有向降流区喷洒助凝剂的喷药器，澄清区上方设置有填料，澄清区顶部设置有出水管。通过水力循环组件，可以使污泥絮状物循环回流，并结合超声组件，对污水中的颗粒物质进行充分降解，从而使絮状物污泥高效率絮凝沉淀，提高污水处理效率。

Description

一种具有生物降解功能的超声波污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种具有生物降解功能的超声波污水处理装置。

背景技术

我国九大工业废水处理技术之一——超声波技术，是通过控制超声波的频率和饱和气体，降解分离有机物质，由于超声波的作用，液体产生空化作用，超声波空化泡的崩溃所产生的高能量足以断裂化学键，在水溶液中，空化泡崩溃产生氢氧基和氢基，同有机物发生氧化反应，空化独特的物理化学环境开辟了新的化学反应途径，骤增化学反应速度，对有机物有很强的降解能力，经过持续超声可以将有害有机物彻底降解为无机离子、水、二氧化碳或有机酸等无毒或低毒物质，是一种环境友好的水处理技术，工业污水中的污染物及重金属离子，在超声波与添加剂的共同作用下，发生剧烈的催化物理化学反应，转化成不可溶物质或气体，水中的大分子、难降解的有机物，被分解为小分子，与添加剂结合成速沉絮体，重金属离子可以直接与添加剂结合生成速沉絮体物沉淀，氨氮转化为氨气逸出，水中磷转化为不可溶解磷酸盐沉淀，通过固液分离，从而达到深度净化污水的目的。

现有的超声波污水处理设备，由于超声波产生的能量随着在污水中传递会逐渐减少，在换能器附近的污水中的有机物被降解的比较彻底，但是远离换能器的污水中得有机物只有很少的一部分被降解，污水处理的不彻底，反应时间较长，影响工作效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种对废水中有毒有害物质降解率高，降解速度快的污水处理装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其包括处理池及池盖，所述处理池内竖直设置有与池盖相连接的第一筒体和第二筒体，第二筒体套设在第一筒体外，第一筒体内腔形成有升流区，第一筒体与第二筒体之间围合形成有降流区，第二筒体与处理池内壁之间围合形成有澄清区，所述升流区与降流区相连通，所述降流区与澄清区相连通，第一筒体上端侧壁上开设有若干使升流区与降流区相连通的流动通道，处理池底部设置有污泥清理区，所述升流区底部设置有进水管，所述升流区内设置有超声组件及水力循环组件，所述超声组件及水力循环组件均与池盖相连接，所述污泥清理区底部设置有排泥管，池盖底部设置有向降流区喷洒助凝剂的喷药器，所述澄清区上方设置有填料，澄清区顶部所在的处理池侧壁上设置有出水管。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述超声组件包括竖直设置在升流区内的超声波变幅杆，所述超声波变幅杆的下端朝升流区底部延伸，超声波变幅杆的顶端穿过池盖并与池盖固定连接，超声波变幅杆的顶端连接有超声波换能器。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述水力循环组件包括搅拌筒、蛟龙叶片及动力装置，所述搅拌筒设在超声波变幅杆上，搅拌筒的下端朝升流区底部延伸，搅拌筒的上端穿过池盖并与池盖转动连接，蛟龙叶片设置在搅拌筒外壁上，动力装置设置在池盖顶部，用于驱动搅拌筒转动。

进一步，优选的，所述动力装置包括固定架、转动电机、主齿轮及转动齿盘，所述固定架固定设置在池盖顶部，转动电机固定安装在固定架上，转动电机的输出轴与主齿轮固定连接，转动齿盘固定套设在搅拌筒顶端，转动齿盘与主齿轮啮合连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，第一筒体外周壁和第二筒体内周壁上均设置有若干凸起，所述凸起交错设置。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述升流区底部还设置有高能氧进气管。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一筒体外壁和/或第二筒体内壁上设置有紫外灯。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述澄清区所对的处理池底部倾斜设置有导泥板，所述导泥板的最高端与澄清区所在的处理池内侧壁固定连接，导泥板的最低端与污泥清理区相连接，导泥板与第二筒体之间形成有污泥回流通道。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述污泥清理区包括沉淀区及收集区，沉淀区侧壁呈倾斜状，沉淀区位于降流区下方，沉淀区的最高端与导泥板的最低端相连接，沉淀区的最低端与收集区相连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述污泥清理区还设置有刮泥装置，所述刮泥装置包括连接架及若干刮泥刀，所述连接架与搅拌筒的底端固定连接，若干刮泥刀等间距设置在连接架底部，用于将沉淀区表面的污泥刮入到收集区中。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，通过在升流区内设置水力循环组件，采用水力提升循环原理，升流区形成的悬浮泥渣流入到降流区内，并与投入到降流区内的助凝剂进行反应结合，絮凝成大颗粒絮状物，大颗粒絮状物由于自重从降流区落入到污泥处理区，小颗粒状絮状物在流体推动作用下进入到澄清区内，通过填料进行接触絮凝，并形成悬浮泥渣层，上升混合液通过悬浮泥渣层过滤获得澄清出水，从澄清区顶部的出水管排出澄清池，澄清区内形成的大颗粒絮状物沉淀到污泥处理区，在循环流体推动作用下，重新在升流区和降流区进行絮状物与药剂的结合絮凝，从而使更多的絮体得到絮凝并沉降，最终通过污泥处理区底部排泥管排出处理池。同时在升流区内设置超声组件，废水在升流区向降流区循环流动过程中，超声波会把水分解成羟基自由基，羟基自由基可以把环状或长链有机物降解成单链或是短链有机物，有助于污水处理，或直接分解成二氧化碳和水。同时，超声波会使固体悬浮颗粒加速上浮，或直接分解成更小的颗粒便于在降流区内和药剂进行絮凝。本实用新型的超声波污水处理装置，通过水力循环组件，可以使污泥絮状物循环回流，并结合超声组件，对污水中的颗粒物质进行充分降解，从而使絮状物污泥高效率絮凝沉淀，提高污水处理效率。

(2)通过在超声波变幅杆上套设搅拌筒，一方面，使超声组件及水力循环组件在升流区中部合理的进行安装，节省空间，另一方面，污水在升流区内被水力循环组件搅拌提升的过程中，可以使超声波能量均匀的接触到污水，从而使污水中的有机物等大颗粒杂质被降解的更彻底。

(3)通过在第一筒体外周壁和第二筒体内周壁上均设置有若干凸起，可以使混合液在降流区内流动时，使悬浮状态的絮体与凸起发生翻腾碰撞，使絮体可以迅速与药剂结合，完成药剂、废水和循环泥渣的快速混合反应，进而提高絮体与药剂的反应效率，使污水中的颗粒物质能够更快，更高效的絮凝沉淀，从而提高污水处理效率。

(4)通过在升流区底部设置有高能氧进气管，可以向污水中注入活性氧微纳米气泡进，活性氧微纳米融合的气泡将释放较大的气泡结合能，这种结合能可以导致气泡周边的污染物与水之间的共价键结合破裂，使气泡中的活性氧对污染物产生氧化降解作用和活性氧分子在水中的溶解作用，可以对水中任何污染物发挥氧化作用，当污水中难降解的大分子有机物转化成小分子有机物，从而提高污水的可生物降解性。

(5)通过在降流区设置紫外灯，紫外灯发出的紫外光线与超声波联合作用，可显著地加快有机物的降解速率，大大降低污水中COD和BOD的含量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的具有生物降解功能的超声波污水处理装置的平面结构示意图；

图2为本实用新型公开的水力循环组件、超声组件及刮泥装置的装配结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2，本实用新型实施例公开了一种具有生物降解功能的超声波污水处理装置，包括处理池1及池盖10，处理池1和池盖10可拆卸密封连接，处理池1内竖直设置有与池盖10相连接的第一筒体2和第二筒体3，第二筒体3套设在第一筒体2外，第一筒体2内腔形成有升流区11，第一筒体2与第二筒体3之间围合形成有降流区12，第二筒体3与处理池1内壁之间围合形成有澄清区13，升流区11与降流区12相连通，降流区12与澄清区13相连通，第一筒体2上端侧壁上开设有若干使升流区11与降流区12相连通的流动通道21，处理池1底部设置有污泥清理区14，升流区11底部设置有进水管15，升流区11内设置有超声组件4及水力循环组件5，超声组件4及水力循环组件5均与池盖10相连接，污泥清理区14底部设置有排泥管16，池盖10底部设置有向降流区12喷洒助凝剂的喷药器17，澄清区13上方设置有填料133，澄清区13顶部所在的处理池1侧壁上设置有出水管18。

采用上述技术方案，通过进水管15可以向升流区11内注入污水，通过在升流区11内设置水力循环组件5，采用水力提升循环原理，升流区11形成的悬浮泥渣通过第一筒体2上端侧壁的流动通道21流入到降流区12内，通过喷药器17可以向降流区12内投入助凝剂，助凝剂是有机大高分子能够使废水中的固体颗粒变大，从而使得固体颗粒下沉，进入到降流区12内悬浮泥渣与投入到降流区12内的助凝剂进行反应结合，絮凝成大颗粒絮状物，大颗粒絮状物由于自重从降流区12落入到污泥处理区，小颗粒状絮状物在流体推动作用下一部分在水里循环作用下，进入升流区11，另一部分进入到澄清区13内，通过填料133进行接触絮凝，并形成悬浮泥渣层，上升混合液通过悬浮泥渣层过滤获得澄清出水，从澄清区13顶部的出水管18排出处理池1，澄清区13内形成的大颗粒絮状物沉淀到污泥处理区，在循环流体推动作用下，重新在升流区11和降流区12进行絮状物与药剂的结合絮凝，从而使更多的絮体得到絮凝并沉降，最终通过污泥处理区底部排泥管16排出处理池1。同时在升流区11内设置超声组件4，废水在升流区11向降流区12循环流动过程中，超声波会把水分解成羟基自由基，羟基自由基可以把环状或长链有机物降解成单链或是短链有机物，有助于污水处理，或直接分解成二氧化碳和水。同时，超声波会使固体悬浮颗粒加速上浮，或直接分解成更小的颗粒便于在降流区12内和药剂进行絮凝。本实用新型的超声波污水处理装置，通过水力循环组件5，可以使污泥絮状物循环回流，并结合超声组件4，对污水中的颗粒物质进行充分降解，从而使絮状物污泥高效率絮凝沉淀，提高污水处理效率。

在本实施例中，超声组件4包括竖直设置在升流区11内的超声波变幅杆41，超声波变幅杆41的下端朝升流区11底部延伸，超声波变幅杆41的顶端穿过池盖10并与池盖10固定连接，超声波变幅杆41的顶端连接有超声波换能器42。通过超声波换能器42可以调整超声波变幅杆41的超声强度，超声波降解的机理主要是热解反应和氧化反应两种类型，超声波具有很高的能量，能够激发出自由基，而自由基含有未配对电子，所以其性质活泼，具有很强的氧化能力，可在空化气泡周围界面重新组合，或与气相中的挥发性溶质反应，可以使常规条件下难分解的有毒有机污染物降解，降解的主要途径为直接高温热解、自由基氧化、超临界水氧化。其中前者主要利用了超声波的能量特性，而后者则同时利用了超声波的频率特性。通过超声波净化技术，可以不断能够降解废水中有机污染物杂质，产生化学净化作用，还能够破碎、杀灭废水中的病毒和微生物。

在本实施例中，水力循环组件5包括搅拌筒51、蛟龙叶片52及动力装置53，搅拌筒51设在超声波变幅杆41上，搅拌筒51的下端朝升流区11底部延伸，搅拌筒51的上端穿过池盖10并与池盖10转动连接，蛟龙叶片52设置在搅拌筒51外壁上，动力装置53设置在池盖10顶部，用于驱动搅拌筒51转动。采用上述技术方案，通过动力装置53可以驱动搅拌筒51相对于超声波变幅杆41进行转动，进而带动蛟龙叶片52对污水进行搅拌，由于蛟龙叶片52属于螺旋叶片，通过对污水进行搅拌，一方面可以使超声波降解的污水进行混匀，使得在升流区11内的污水降解充分，另一方面，蛟龙叶片52在机械提升作用下，可以将升流区11的降解的污水混合物(悬浮泥渣颗粒)流动到降流区12内，进而与降流区12内的助凝剂进行絮凝沉淀，加速污水澄清。同时，搅拌筒51套设在超声波变幅杆41上，一方面，使超声组件4及水力循环组件5在升流区11中部合理的进行安装，节省空间，另一方面，污水在升流区11内被水力循环组件5搅拌提升的过程中，可以使超声波能量均匀的接触到污水，从而使污水中的有机物等大颗粒杂质被降解的更彻底。

在本实施例中，动力装置53包括固定架531、转动电机532、主齿轮533及转动齿盘534，固定架531固定设置在池盖10顶部，转动电机532固定安装在固定架531上，转动电机532的输出轴与主齿轮533固定连接，转动齿盘534固定套设在搅拌筒51顶端，转动齿盘534与主齿轮533啮合连接。采用上述技术方案，通过转动电机532转动带动主齿轮533转动，主齿轮533与转动齿盘534啮合传动，通过带动转动齿盘534转动，使搅拌筒51套相对于池盖10进行转动，进而实现蛟龙叶片52在升流区11内进行机械搅拌，从而在起到水力提升循环效果的同时，配合超声波对污水进行充分降解。

作为一些优选实施方式，第一筒体2外周壁和第二筒体3内周壁上均设置有若干凸起22，凸起22交错设置。采用这样的技术方案，可以使混合液在降流区12内流动时，使悬浮状态的絮体与凸起22发生翻腾碰撞，使絮体可以迅速与药剂结合，完成药剂、废水和循环泥渣的快速混合反应，进而提高絮体与药剂的反应效率，使污水中的颗粒物质能够更快，更高效的絮凝沉淀，从而提高污水处理效率。

作为一些优选实施方式，升流区11底部还设置有高能氧进气管111。采用这样的技术方案，通过在升流区11底部设置有高能氧进气管111，可以向污水中注入活性氧微纳米气泡进，活性氧微纳米融合的气泡将释放较大的气泡结合能，这种结合能可以导致气泡周边的污染物与水之间的共价键结合破裂，使气泡中的活性氧对污染物产生氧化降解作用和活性氧分子在水中的溶解作用，可以对水中任何污染物发挥氧化作用，当污水中难降解的大分子有机物转化成小分子有机物，从而提高污水的可生物降解性。

作为一些优选实施方式，第一筒体2外壁和/或第二筒体3内壁上设置有紫外灯23。通过在降流区12设置紫外灯23，紫外灯23发出的紫外光线与超声波联合作用，可显著地加快有机物的降解速率，对废水的COD、氨，氮含量，气味，色度等进行降解，大大降低污水中COD和BOD的含量。

在本实施例中，澄清区13所对的处理池1底部倾斜设置有导泥板131，述导泥板131的最高端与澄清区13所在的处理池1内侧壁固定连接，导泥板131的最低端与污泥清理区14相连接，导泥板131与第二筒体3之间形成有污泥回流通道132。采用上述技术方案，一方面，在循环流体的作用下，降流区12内的混合液通过污泥回流通道132入到澄清区13内，通过填料133进行接触絮凝，并形成悬浮泥渣层，澄清区13内填料133上形成的大颗粒絮状物由于自重滑落到导泥板131上，并通过污泥回流通道132循环回落到污泥处理区得到沉淀。

污泥清理区14包括沉淀区141及收集区142，沉淀区141侧壁呈倾斜状，沉淀区141位于降流区12下方，沉淀区141的最高端与导泥板131的最低端相连接，沉淀区141的最低端与收集区142相连接。由此以来，一方面，降流区12内絮凝后的大颗粒污泥由于自重落入到沉淀区141内，另一方面，从澄清区13内絮凝沉淀的污泥从导泥板131滑落到沉淀区141内，从而使更多的污泥得到沉淀，从而提高清水分离净化效果。落入到沉淀区141斜壁上的污泥会慢慢滑落到收集区142内，并通过排泥管16进行收集。

由于沉淀后污泥会附着在沉淀区141侧壁上，越集越厚，导致无法进入到收集区142被排泥管16排出，因此，本实施例在污泥清理区14还设置有刮泥装置6，刮泥装置6包括连接架61及若干刮泥刀62，连接架61与搅拌筒51的底端固定连接，若干刮泥刀62等间距设置在连接架61底部，用于将沉淀区141表面的污泥刮入到收集区142中。采用上述技术方案，在搅拌筒51转动的同时，带动连接架61同步转动，连接架61带动刮泥刀62对沉淀区141斜壁上的污泥进行刮除，刮除污泥，一部分会在循环流体的作用下，重新在升流区11和降流区12进行絮状物与药剂的结合絮凝，并落入到沉淀区141，另一部分的污泥会被刮至收集区142进行收集。而且，本实用新型通过一个转动电机532在作为水力循环组件5的动力的同时，也可以同时作为刮泥装置6的动力，结构简单，实用性强，同时可以节省能耗。

以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其包括处理池(1)及池盖(10)，其特征在于：所述处理池(1)内竖直设置有与池盖(10)相连接的第一筒体(2)和第二筒体(3)，第二筒体(3)套设在第一筒体(2)外，第一筒体(2)内腔形成有升流区(11)，第一筒体(2)与第二筒体(3)之间围合形成有降流区(12)，第二筒体(3)与处理池(1)内壁之间围合形成有澄清区(13)，所述升流区(11)与降流区(12)相连通，所述降流区(12)与澄清区(13)相连通，第一筒体(2)上端侧壁上开设有若干使升流区(11)与降流区(12)相连通的流动通道(21)，处理池(1)底部设置有污泥清理区(14)，所述升流区(11)底部设置有进水管(15)，所述升流区(11)内设置有超声组件(4)及水力循环组件(5)，所述超声组件(4)及水力循环组件(5)均与池盖(10)相连接，所述污泥清理区(14)底部设置有排泥管(16)，池盖(10)底部设置有向降流区(12)喷洒助凝剂的喷药器(17)，所述澄清区(13)上方设置有填料(133)，澄清区(13)顶部所在的处理池(1)侧壁上设置有出水管(18)。

2.如权利要求1所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述超声组件(4)包括竖直设置在升流区(11)内的超声波变幅杆(41)，所述超声波变幅杆(41)的下端朝升流区(11)底部延伸，超声波变幅杆(41)的顶端穿过池盖(10)并与池盖(10)固定连接，超声波变幅杆(41)的顶端连接有超声波换能器(42)。

3.如权利要求2所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述水力循环组件(5)包括搅拌筒(51)、蛟龙叶片(52)及动力装置(53)，所述搅拌筒(51)设在超声波变幅杆(41)上，搅拌筒(51)的下端朝升流区(11)底部延伸，搅拌筒(51)的上端穿过池盖(10)并与池盖(10)转动连接，蛟龙叶片(52)设置在搅拌筒(51)外壁上，动力装置(53)设置在池盖(10)顶部，用于驱动搅拌筒(51)转动。

4.如权利要求3所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述动力装置(53)包括固定架(531)、转动电机(532)、主齿轮(533)及转动齿盘(534)，所述固定架(531)固定设置在池盖(10)顶部，转动电机(532)固定安装在固定架(531)上，转动电机(532)的输出轴与主齿轮(533) 固定连接，转动齿盘(534)固定套设在搅拌筒(51)顶端，转动齿盘(534)与主齿轮(533)啮合连接。

5.如权利要求1所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：第一筒体(2)外周壁和第二筒体(3)内周壁上均设置有若干凸起(22)，所述凸起(22)交错设置。

6.如权利要求1所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述升流区(11)底部还设置有高能氧进气管(111)。

7.如权利要求1所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述第一筒体(2)外壁和/或第二筒体(3)内壁上设置有紫外灯(23)。

8.如权利要求3所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述澄清区(13)所对的处理池(1)底部倾斜设置有导泥板(131)，所述导泥板(131)的最高端与澄清区(13)所在的处理池(1)内侧壁固定连接，导泥板(131)的最低端与污泥清理区(14)相连接，导泥板(131)与第二筒体(3)之间形成有污泥回流通道(132)。

9.如权利要求8所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述污泥清理区(14)包括沉淀区(141)及收集区(142)，沉淀区(141)侧壁呈倾斜状，沉淀区(141)位于降流区(12)下方，沉淀区(141)的最高端与导泥板(131)的最低端相连接，沉淀区(141)的最低端与收集区(142)相连接。

10.如权利要求9所述的具有生物降解功能的超声波污水处理装置，其特征在于：所述污泥清理区(14)还设置有刮泥装置(6)，所述刮泥装置(6)包括连接架(61)及若干刮泥刀(62)，所述连接架(61)与搅拌筒(51)的底端固定连接，若干刮泥刀(62)等间距设置在连接架(61)底部，用于将沉淀区(141)表面的污泥刮入到收集区(142)中。

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