申请日2018.05.10
公开(公告)日2019.01.08
IPC分类号B01D21/04; B01D21/30; B01D21/00
摘要
本实用新型涉及一种污水处理系统单元及其污水处理系统，属于污水处理技术领域。污水处理系统单元包括曝气沉砂除渣池、螺旋输送机、气泵单元和砂水分离器;螺旋输送机将第一集渣结构中的油渣输送到第二集渣结构，气泵单元经输气管与曝气管相连，砂水分离器的进料口与吸沙泵相连，砂水分离器的回水端与回水管相连，砂水分离器的出沙端与集沙设备相连。污水处理系统单元可扩展为污水处理系统。本实用新型提供一体化的曝气沉砂除渣污水处理方案。
翻译权利要求书
1.一种污水处理系统单元，其特征在于，包括曝气沉砂除渣池，所述曝气沉砂除渣池包括池体、曝气管(9)、第一集渣结构(5)和刮渣机构(3)，池体包括进水口(1)和第一出水口(6)，所述池体的底面从进水端到出水端依次包括弧形面(13)、斜坡(14)和集沙区(7)，所述集沙区(7)四周均设有可使沙粒汇集到集沙区(7)的坡度，集沙区(7)设有吸沙管(8)，吸沙管(8)与吸沙泵(31)相连;
所述曝气沉砂除渣池还包括布水器，布水器与弧形面(13)结合实现布水;布水器由顶部不低于水面的布水板(11)组成，所述布水板(11)包括竖直布置且水平横截面为半圆弧的弧面板(40)和设于弧面板(40)底部的底板(41)，弧面板(40)横截面的半圆弧开口朝向设有进水口(1)的池壁，弧面板(40)的高度为进水口(1)处池体深度的1/3-2/3，底板(41)未将弧面板(40)底部完全封闭，而留有开口;弧形面(13)起始端的水平高度不低于布水板(11)底部的水平高度，弧形面(13)的末端与斜坡(14)之间光滑过渡;
所述曝气沉砂除渣池还包括挡渣墙，挡渣墙由顶部不低于水面的挡渣板(4)间隔排列而成，挡渣墙沿池体长度方向布置，从靠近布水板(11)的位置延伸到池壁，并将池体分为除渣区(2)和沉砂区(10);所述布水器的宽度使得布水器至少横跨曝气沉砂除渣池沉砂区(10)，至多横跨曝气沉砂除渣池池体;第一集渣结构(5)设于除渣区(2)末端;
所述曝气沉砂除渣池进水口(1)的位置使得进水从布水板(11)设有底板(41)的一侧沿弧面板(40)的内切线方向流入;底板(41)高度不高于进水口(1)底部高度;
当布水器宽度超过沉砂区(10)的宽度时，进水口(1)设置于靠近除渣区(2)侧;底板(41)的宽度使得底板(41)内边(45)距离除渣区(2)池壁的距离大于除渣区(2)的宽度，底板(41)的宽度不小于所述底板(41)所在的布水板(11)对应的进水口(1)的宽度;
所述污水处理系统单元还包括螺旋输送机(25)、气泵单元(29)和砂水分离器(30);螺旋输送机(25)将第一集渣结构(5)中的油渣输送到第二集渣结构(26)，气泵单元(29)经输气管(35)与曝气管(9)相连，砂水分离器(30)的进料口与吸沙泵(31)相连，砂水分离器(30)的回水端与回水管(32)相连，砂水分离器(30)的出沙端与集沙设备(28)相连。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统单元，其特征在于，所述刮渣机构(3)设于除渣区(2)上方，刮渣机构(3)包括电机(19)、传动链(20)、主动轮(21)、刮渣链(23)、从动轮(24)、滑槽和刮渣板(22)，电机(19)通过传动链(20)与主动轮(21)连接，主动轮(21)与从动轮(24)之间及不同从动轮(24)之间设有滑槽，所述滑槽与主动轮(21)和从动轮(24)相切，滑槽、主动轮(21)和从动轮(24)共同构成刮渣机构的框架，沿框架一周设有刮渣链(23)，刮渣链(23)上设有刮渣板(22)。
3.根据权利要求1所述的污水处理系统单元，其特征在于，所述曝气沉砂除渣池包括两个所述池体，两个池体位于分隔墙(12)的两侧且关于分隔墙(12)呈轴对称设置，分隔墙(12)的两侧均为除渣区(2);两个池体共用一个进水口(1)或单独设置进水口(1)，共用进水口(1)时，进水口(1)横跨分隔墙(12)设置;所述刮渣机构(3)设于两个池体的除渣区(2)上方。
4.根据权利要求3所述的污水处理系统单元，其特征在于，所述两个池体的沉砂区(10)分别通过第一出水口(6)与二沉池(17)相连，二沉池(17)设有第二出水口(16)和吸沙管(8)，吸沙管(8)与吸沙泵(31)相连。
5.根据权利要求4所述的污水处理系统单元，其特征在于，所述第一出水口(6)为淹没堰，所述二沉池(17)的吸沙管(8)上设有螺旋桨(43)，所述螺旋桨(43)所在高度与淹没堰高度相同。
6.根据权利要求1所述的污水处理系统单元，其特征在于，所述污水处理系统单元还包括水泵单元(27);所述曝气沉砂除渣池两侧和挡渣墙与刮渣机构(3)之间均设有喷水管(39)，喷水管(39)的喷头(38)朝向使得浮渣离开池边或墙边并向内运动;喷水管(39)与水泵单元(27)相连，所述水泵单元(27)通过取水管与第一出水口(6)或第二出水口(16)相连。
7.根据权利要求6所述的污水处理系统单元，其特征在于，所述曝气沉砂除渣池设有气罩(37);所述污水处理系统单元包括控制室，所述气泵单元(29)、砂水分离器(30)、第二集渣结构(26)、集沙设备(28)、水泵单元(27)和与气罩(37)相连的气体收集处理系统(36)设于控制室内。
8.根据权利要求7所述的污水处理系统单元，其特征在于，所述控制室还包括观察台(18)和控制台(46)，所述控制室分为两层，气泵单元(29)、砂水分离器(30)、第二集渣结构(26)、集沙设备(28)和水泵单元(27)位于下层，气体收集处理系统(36)、控制台(46)和观察台(18)位于上层;第二集渣结构(26)和集沙设备(28)位于控制室下层远离曝气沉砂除渣池的一侧，控制室下层远离曝气沉砂除渣池的墙面上靠近第二集渣结构(26)和集沙设备(28)的位置开设有门(44)。
9.一种污水处理系统，其特征在于，包括权利要求8所述的污水处理系统单元，所述污水处理系统由一组或多组污水处理系统单元组成;所述一组污水处理系统单元为在左右方向有一定间隔且相向布置的两个污水处理系统单元或在前后方向上同向布置的两个污水处理系统单元;所述污水处理系统中，污水处理系统单元控制室的上层相互连通;前后布置的多组污水处理系统单元的控制室端与和该控制室端相邻的另一组单元之间的间隔可连成通道(47)。
说明书
污水处理系统单元及其污水处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理系统单元及其污水处理系统，属于污水处理技术领域。
背景技术
污水处理通常需要在预处理阶段设置沉砂池，以保证后续处理设施的正常运转。沉砂池有三种类型：平流式、竖流式和曝气式。平流式沉砂池是最常用的一种沉砂池，其水流部分实际是一个加宽加深了的明渠，具有构造简单、工作稳定、处理效果好且易于排沙等优点;竖流式沉砂池是一个圆形池，它的结构比较复杂，处理效果一般较差，现已不多用;曝气沉砂池是一个长型渠道，是在常规的平流沉砂池中加入曝气管，通过曝气使得污水在池内螺旋前进，一方面使得密度大的沙粒被甩到池壁而落下，另一方面增加了沙粒的摩擦机会，去除了沙粒表面的有机物，可以得到更为纯净的沙粒。曝气沉砂池出水中的溶解氧含量较高，有利于后续的好氧生化处理过程。
但现有的曝气沉砂池存在以下缺点：
1、沉砂量前后分布不均。
在平流式沉砂池中，水的流速从入水端到出水端逐渐降低，因此，入水端沉砂少，出水端沉砂多。在现有技术中，平流式沉砂池靠桁车来回吸沙，由于入水端和出水端沉砂的高度不同，若采用固定高度的桁车，会导致桁车的吸沙端磨损;而若要避免磨损，又要进行繁琐的调泵工作。
但在运行中，如此频繁的调整实际上无法实现，故曝气沉砂池出水端的砂粒会越积越多，最终只能将池排空后人工清渣。一方面影响设备运行，另一方面由于沉渣中H2S浓度高、有剧毒，对清渣工人的健康造成危害。
2、桁车和刮渣机构的运行依赖传感器。
曝气沉砂池的工作环境潮湿污浊，有时会导致传感器失效。对于桁车而言，一旦传感器失灵，会导致桁车运行到池端时无法停止，电线断裂，造成短路或触电事故。对于现有的升降式刮渣机构而言，若传感器被损坏或遮挡，将不能升降，无法刮渣。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种新的污水处理系统单元及其污水处理系统。
本实用新型是采用以下的技术方案实现的：
一种污水处理系统单元，包括曝气沉砂除渣池，所述曝气沉砂除渣池包括池体、曝气管、第一集渣结构和刮渣机构，池体包括进水口和第一出水口，所述池体的底面从进水端到出水端依次包括弧形面、斜坡和集沙区，所述集沙区四周均设有可使沙粒汇集到集沙区的坡度，集沙区设有吸沙管，吸沙管与吸沙泵相连;第一出水口可以是溢流堰、淹没堰或其他类型出水口。刮渣机构可以是水下刮渣机构或水上刮渣机构。
所述曝气沉砂除渣池还包括布水器，布水器与弧形面结合实现布水;布水器由顶部不低于水面的布水板组成，所述布水板包括竖直布置且水平横截面为半圆弧的弧面板和设于弧面板底部的底板，所述底板可防止进水直接下流，弧面板横截面的半圆弧开口朝向设有进水口的池壁，弧面板的高度为进水口处池体深度的1/3-2/3，底板未将弧面板底部完全封闭，而留有开口，所述开口可供水流出;弧形面起始端的水平高度不低于布水板底部的水平高度，弧形面的末端与斜坡之间光滑过渡，使沙粒无障碍滑入集沙区。
所述曝气沉砂除渣池还包括挡渣墙，挡渣墙由顶部不低于水面的挡渣板间隔排列而成，挡渣墙沿池体长度方向布置，从靠近布水板的位置延伸到池壁，并将池体分为除渣区和沉砂区;所述布水器的宽度使得布水器至少横跨曝气沉砂除渣池沉砂区，至多横跨曝气沉砂除渣池池体;挡渣墙可固定于池底、也可固定于池壁。
第一集渣结构设于除渣区末端，以承接油渣。
所述曝气沉砂除渣池进水口的位置使得进水从布水板设有底板的一侧沿弧面板的内切线方向流入;底板高度不高于进水口底部高度;
当布水器宽度超过沉砂区的宽度时，进水口设置于靠近除渣区侧;底板的宽度使得底板内边距离除渣区池壁的距离大于除渣区的宽度，底板的宽度不小于所述底板所在的布水板对应的进水口的宽度;
所述污水处理系统单元还包括螺旋输送机、气泵单元和砂水分离器;螺旋输送机将第一集渣结构中的油渣输送到第二集渣结构，气泵单元经输气管与曝气管相连，砂水分离器的进料口与吸沙泵相连，砂水分离器的回水端与回水管相连，砂水分离器的出沙端与集沙设备相连。集沙设备可以是沙斗、装有车斗的运沙车或其他常见集沙设备。第二集渣结构可以是集渣斗、装有车斗的集渣车或其他常见集渣设备。
设置砂水分离器可将沙粒与水分离，分离之后的水回用，分离之后的纯净沙粒经集沙设备收集后可作他用。
本实用新型采用半圆弧横截面的布水板并使进水沿切线方向进入，可减少水头损失，保证池体流速。
布水器和弧形面结合实现布水，可使进水先形成一个旋流，然后从布水器下端与弧形面的间隙流出，流出的水将沉积在斜坡上的沙粒冲刷下斜坡并汇集到集沙区。集沙区四周均设有可使沙粒汇集到集沙区的坡度，可以使其他方向的沙粒汇集到集沙区。从而可以免去桁车，只需要在集沙区中设置吸沙管即可完成吸沙。
本实用新型设置挡渣墙，利用曝气沉砂池本身形成的旋流，使油渣通过挡渣板之间的空隙进入除渣区，并受挡渣板的阻挡而存留在除渣区。通过这种方式减少了除渣区的面积，采用小型刮渣机构即可完成整个池体的刮渣，可节省设备采购的成本。本实用新型在弧面板底部设置防止进水直接下流的底板，可防止进水直接下流并进入除渣区，减少对除渣区的浮渣带来扰动，提高除渣效果。
所述刮渣机构设于除渣区上方，刮渣机构包括电机、传动链、主动轮、刮渣链、从动轮、滑槽和刮渣板，电机通过传动链与主动轮连接，主动轮与从动轮之间及不同从动轮之间设有滑槽，所述滑槽与主动轮和从动轮相切，滑槽、主动轮和从动轮共同构成刮渣机构的框架，沿框架一周设有刮渣链，刮渣链上设有刮渣板。电机通过传动链将动力传给主动轮从而带动刮渣链运动，设于刮渣链上的刮渣板开始刮渣。
本实用新型的刮渣机构设于除渣区上方，在水面以上作业，可以避免刮渣机构在水下被腐蚀磨损，提高使用寿命，便于检修。
所述曝气沉砂除渣池包括两个所述池体，两个池体位于分隔墙的两侧且关于分隔墙呈轴对称设置，分隔墙的两侧均为除渣区;两个池体共用一个进水口或单独设置进水口，共用进水口时，进水口横跨分隔墙设置，以同时向两个池体进水;所述刮渣机构设于两个池体的除渣区上方。
将两个池体组合布置，使两个池体的除渣区相邻布置，从而依靠一套刮渣机构即可实现两个池体的刮渣。若将进水口横跨分隔墙设置，可同时向两个池体进水，而无需额外修建进水渠道。
所述两个池体的沉砂区分别通过第一出水口与二沉池相连，二沉池设有第二出水口和吸沙管，吸沙管与吸沙泵相连。优选地，第一出水口为淹没堰，第二出水口为溢流堰。
设置二沉池，可提高出水质量。第一出水口设置为淹没堰，使得流量可根据池体中的水量多少进行实时调整。
所述曝气沉砂除渣池两侧和沉砂区靠近分隔墙的位置设有检修平台。优选地，所述检修平台沿曝气沉砂除渣池的长度方向连续设置。
所述第一出水口为淹没堰，所述二沉池的吸沙管上设有螺旋桨，所述螺旋桨所在高度与淹没堰高度相同;优选地，所述螺旋桨桨叶的倾斜方向与从第一出水口到第二出水口的连线垂直。
在淹没堰出口设置螺旋桨，可以打落第一出水口的出水中所带的沙粒，有助于提高二沉池的沉砂效果。当螺旋桨的桨叶的倾斜方向与从第一出水口到第二出水口的连线垂直时，沙粒垂直打到桨叶后会向下运动，从而加速沉砂。螺旋桨可以单独设置，也可以外接发电机以回收能源。
所述污水处理系统单元还包括水泵单元;所述曝气沉砂除渣池两侧和挡渣墙与刮渣机构之间均设有喷水管，喷水管的喷头朝向使得浮渣离开池边或墙边并向内运动;喷水管与水泵单元相连，所述水泵单元通过取水管从第一出水口或第二出水口处取水。
由于曝气管和池壁并非紧密接触，之间存在一定空隙，在曝气管向上曝气的过程中，池面曝气位置和相邻的池壁之间有一定间隔，这部分间隔中的水无法受曝气的作用而在池内螺旋前进，其中会积累部分油渣无法排出。因而，本实用新型在曝气沉砂除渣池两侧设置喷水管，使用喷水管将间隔部分中的油渣喷冲洗到曝气位置的另一侧，使其加入到整体水流中螺旋前进，进而使其中的油渣可以被收集到除渣区。在挡渣墙与刮渣机构之间同样设置喷水管，以冲洗挡渣墙沾染的油污，减轻挡渣墙的油污积累。
所述污水处理系统单元的曝气沉砂除渣池设有气罩;所述污水处理系统单元包括控制室，所述气泵单元、砂水分离器、第二集渣结构、集沙设备、水泵单元和与气罩相连的气体收集处理系统设于控制室内。
为了消除污水处理过程的气味对周边造成的空气污染问题，设置气罩将整个曝气沉砂除渣池包裹在其中，以避免曝气沉砂除渣池的气体外泄，消除空气污染，同时，在控制室内设置与气罩相连的气体收集处理系统，所述气体收集处理系统为现有技术中的新风系统，本实用新型仅仅将该气体收集处理系统用于污水处理系统单元，对气体收集处理系统本身未作改进。
所述控制室还包括观察台和控制台，所述控制室分为两层，气泵单元、砂水分离器、第二集渣结构、集沙设备和水泵单元位于下层，气体收集处理系统、控制台和观察台位于上层;第二集渣结构和集沙设备位于控制室下层远离曝气沉砂除渣池的一侧，控制室下层远离曝气沉砂除渣池的墙面上靠近第二集渣结构和集沙设备的位置开设有门。
将控制室分为两层，气体收集处理系统、控制台和观察台位于上层，可使工作人员在上层较安全的区域控制观察整个污水处理系统单元的运行。其中，所述控制台可实现对水泵单元、气体收集处理系统、气泵单元、砂水分离器、刮渣机构和螺旋输送机的控制，控制系统为现有技术，本实用新型对控制系统本身未作改进。
而第二集渣结构、集沙设备位于下层，并使第二集渣结构、集沙设备与门靠近，以方便油渣和沙粒的外运。
一种污水处理系统，由一组或多组污水处理系统单元组成;所述一组污水处理系统单元为在左右方向有一定间隔且相向布置的两个污水处理系统单元或在前后方向上同向布置的两个污水处理系统单元;所述污水处理系统中，污水处理系统单元控制室的上层相互连通;前后布置的多组污水处理系统单元的控制室端与和该控制室端相邻的另一组单元之间的间隔可连成通道。
本实用新型公开一种可扩展的污水处理系统，可根据污水处理厂的面积进行适应性扩展。本污水处理系统的每个污水处理单元的控制室上层之间通过通路连通，工作人员仅在上层即可完成日常工作，提高了污水处理厂人员的工作环境。前后布置的多组污水处理系统单元的控制室端与和该控制室端相邻的另一组单元之间的间隔可连成通道，该通道可供运沙车、运渣车或其他运输工具通行。对于在左右方向有一定间隔且相向布置污水处理单元的扩展而言，将左右单元之间的间隔前后连接成通道，可以使得左右两列污水处理单元共用一个通道，可节省占地面积，提高土地利用效率。