申请日2019.01.10
公开(公告)日2019.03.15
IPC分类号B01D36/04; C02F9/02
摘要
本申请属于污水处理技术领域，具体一种自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置专利申请事宜。该装置整体呈箱体结构，分为滤水部、净水部和反冲洗控制部三个部分;其中净水部与滤水部部中间设有冲孔板，冲孔板上部为净水部，下部为滤水部;反冲洗控制部设置于箱体外部;同时在箱体顶部设有溢流口，箱体下部设有进水口。本申请所提供自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其结构设计巧妙，除进水污水采用动力泵入外，整个反冲洗过程可实现机械自动化反冲洗，无需较多人力干预，因此运行成本较低。而且初步应用效果也表明，由于滤网目数选择较高，可实现较好过滤效果，大幅降低后续污水处理成本。
权利要求书
1.一种自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，装置整体呈箱体结构，分为滤水部、净水部和反冲洗控制部三个部分;
其中净水部与滤水部部中间设有冲孔板，冲孔板上部为净水部，下部为滤水部;反冲洗控制部设置于箱体外部;同时在箱体顶部设有溢流口，箱体下部设有进水口;
所述冲孔板，板体上设有若干透水孔;各结构部具体而言：
所述滤水部，位于箱体下部，为由冲孔板与箱体底部所形成的空间;滤水部内部设有若干并列的自旋转水箱;同时，滤水部箱体底板上设有放水口，放水口处配套有用于密封的翻板封;
所述自旋转水箱，自旋转水箱外部包裹有反渗滤网;自旋转水箱整体设于支撑板上，包括在支撑板上可旋转立轴、和立轴上固定设立的自旋转箱体，箱体顶部为自冲洗水进水口，箱体整体呈长方体结构，长方体竖向棱边上开设有交叉对称设置的冲水缝，利用冲水缝向外喷射的水流压力差带动箱体通过立轴产生自旋转运动;
所述翻板封，包括若干对称设置的、可沿固定轴旋转的翻板，和对称中心可上下位移活动的横板;
所述净水部，位于箱体上部，为由冲孔板上方与箱体顶板上部所形成的空间;净水部箱体顶板上设有出水口，出水口处设置有杠杆封;同时箱体顶板上设置有卸压口;
所述杠杆封，具体结构为：在箱体顶板上设有杠杆固定轴，杠杆一端设有用于密封出水口的密封阀，另一端设有内置配重块的水槽;
所述反冲洗控制部，包括箱体外壁所设与滤水部贯通的上水管、上水管上延所形成的液位槽，以及液位槽与箱体外壁所形成腔体内所设的上浮封，同时腔体内部的底板上设有向下单向排放污水的泄污口;
所述上浮封，具体结构包括：一端固定于腔体上部横轴上、同时贯穿上水管至箱体底部的连接杆，和连接杆底部设有密封球，以及设于腔体内部的连接杆上所固定的上浮装置，在浮力作用下，上浮装置通过连接杆带动密封球向上位移，从而开启密封球所密封的泄流口，并进而打开放水口，在密封球持续向上位移活动过程中，通过机械推力进一步带动翻板封中的横板向上位移;
滤水部的翻板封与反冲洗控制部的上浮封共同构成对于放水口开启或闭合的复合封。
2.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，冲孔板材质采用不锈钢板;透水孔孔径为：2~3mm。
3.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，滤水部中，自旋转水箱下部的支撑板上设有一个或若干个向外流水的单向阀。
4.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，滤水部中，自旋转水箱规格设计时，1米高度长方体水箱的四条立边上，总开口缝缝隙60cm长、缝隙宽3mm。
5.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，滤水部中，所述反渗滤网，采用100~300目滤网。
6.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，滤水部中，冲孔板下方的箱体侧壁上、以及对应反渗滤网处箱体侧壁上开设若干向内通气的单向进气阀。
7.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，净水部中，泄压口高度要高于出水口高度。
8.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，净水部中，净水部的冲孔板上方内部或沿冲孔板设有一个或若干对称设置的储水区。
9.如权利要求1所述自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，反冲洗控制部中，液位槽的漫溢口高度高于净水部溢流口的高度。
说明书
一种自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置
技术领域
本申请属于污水处理技术领域，具体一种自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置专利申请事宜。
背景技术
随着城镇化水平提升和人口规模的迅速扩大，城镇污水处理要求也越来越高，其中城镇污水处理重要指标之一是COD值是否达标。现有技术中，污水处理主要工艺流程是：先通过对污水进行固液分离(沉淀池)，然后通过一定生化处理(曝气处理以进行好氧发酵)来降低COD值以实现达标排放。这种方式的主要弊端之一在于污水处理厂需要占用较大面积土地，而且污水处理速度较慢，难以满足实际污水处理需求。
结合现有污水处理工艺，为满足低能耗、低成本、低占地等技术需求，现有技术开发设计了一系列新的污水处理装置及工艺，例如：三沟式氧化沟法、SBR法、UNITANK工艺、曝气生物滤池(BAF)、膜生物反应器(MBR)等一系列新型高效污水处理工艺。但总体而言，现有这些处理工艺或设备仍然存在一定的处理速度慢、处理成本高等弊端，而由于污水生产量的巨大，使得对于污水处理装置仍有进一步开发、设计的必要，以更好满足实际污水处理需要。
发明内容
本申请目的在于提供一种自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，从而为污水的快速处理奠定基础。
本申请所采取的技术方案详述如下。
一种自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，装置整体呈箱体结构，依据功能不同，将箱体分为滤水部、净水部和反冲洗控制部三个部分;
其中净水部与滤水部部中间设有冲孔板，由冲孔板区分为净水部和过滤处理部，冲孔板上部为净水部，下部为滤水部;反冲洗控制部设置于箱体外部;同时在箱体顶部设有溢流口(净水最终出水口)，箱体下部设有进水口(污水进水口);
所述冲孔板，板体上设有若干透水孔，冲孔板材质应具有较高硬度，具体例如采用不锈钢板;透水孔孔径不宜过大，具体例如为：2~3mm;
各结构部具体而言：
所述滤水部，位于箱体下部，为由冲孔板与箱体底部所形成的空间;滤水部内部设有若干并列的自旋转水箱(自旋转水箱数量依据污水处理规模调整);同时，滤水部箱体底板上设有放水口，放水口处配套有用于密封的翻板封;
所述自旋转水箱，自旋转水箱外部包裹有反渗滤网;自旋转水箱整体设于支撑板上，包括在支撑板上可旋转立轴、和立轴上固定设立的自旋转箱体(箱体通过立轴可在支架上旋转)，箱体顶部为圆形自冲洗水进水口，箱体整体呈长方体结构，长方体竖向棱边上开设有交叉对称设置的冲水缝，当箱体内有一定水流、水压时，利用冲水缝向外喷射的水流压力差带动箱体通过立轴产生自旋转运动;
所述翻板封，包括若干(优选两个)对称设置的、可沿固定轴旋转的翻板，和对称中心可上下位移活动的横板，正常情况下，受限于重力，翻板水平扣搭在横板上实现密封作用，而在横板向上发生位移活动后，横板可带动翻板沿固定轴发生一定角度的旋转，从而失去密封作用;
具体设计中，为实现横板的上下位移活动，横板中部设有上下活动的限位杆，限位杆外部套设有限位筒，限位杆在限位筒内上下位移，从而带动横板的上下位移活动;
优选设计中，自旋转水箱下部的支撑板上设有一个或若干个向外流水的单向阀(即，经处理后污水只能通过此单向阀重新返回滤水部，而滤水部待处理污水不能经此单向阀进入);
具体设计中，针对自旋转水箱规格设计时，以1米高度长方体水箱为例，在四条立边上，总开口缝(冲水缝)缝隙60cm长、缝(冲水缝)隙宽3mm左右时，即可使水箱发生较为快速的自旋转效果，同时利用冲水缝所喷射出来的水流对滤网进行较为彻底的反冲洗;
所述反渗滤网，具体采用100~300目滤网，滤网材质应当采用具有耐腐蚀性、且具有较好强度的材质制备而成，具体例如采用不锈钢材质;
进一步优选设计中，冲孔板下方的箱体侧壁上、以及对应反渗滤网处箱体侧壁上可开设若干向内通气的单向进气阀，以调节反冲洗过程中的大气进入速度;
所述净水部，位于箱体上部，为由冲孔板上方与箱体顶板上部所形成的空间;净水部箱体顶板上设有出水口，出水口处设置有杠杆封;同时箱体顶板上设置有卸压口，优选设计中，泄压口高度要高于出水口高度;
所述杠杆封，具体结构为：在箱体顶板上设有杠杆固定轴，杠杆一端设有用于密封出水口的密封阀，另一端设有内置配重块的水槽;
优选设计中，杠杆固定轴设于将净水部分割为出水部和反冲洗延时控制部(卸压口位于反冲洗延时控制部)的隔板上;所述出水部主要用来排出过滤后净水，所述反冲洗延时控制部的净水主要经卸压口排出，通过调节卸压口的高度来实现后续反冲洗时大气压差的调节，从而实现延时反冲洗功能(延时的作用，主要在于使箱体内污水现行排出，便于后续过滤后净水的反冲洗);
需要注意的是，排出净水的溢流口的高度要要高于杠杆封的垂直高度;
优选设计中，净水部的冲孔板上方内部或沿冲孔板设有一个或若干对称设置的储水区;
所述反冲洗控制部，包括箱体外壁所设与滤水部贯通的上水管、上水管上延所形成的液位槽，以及液位槽与箱体外壁所形成腔体内所设的上浮封，同时腔体内部的底板上设有向下单向排放污水的泄污口;
所述上浮封，具体结构包括：一端固定于腔体上部横轴上、同时贯穿上水管至箱体底部的连接杆，和连接杆底部设有密封球，以及设于腔体内部的连接杆上所固定的上浮装置，在浮力作用下，上浮装置通过连接杆带动密封球向上位移，从而开启密封球所密封的泄流口(此过程中，密封球外部设有倒“U”形槽，密封球在倒“U”形槽内向上位移，此时先打开泄流口，而通过所排污水流量相对较小，但随着压力变化及密封球持续向上位移，可较为容易的打开较大口径的放水口);在密封球持续向上位移活动过程中，通过机械推力进一步带动翻板封中的横板向上移动，进而打开翻板，实现污水的大量和快速排出;
滤水部的翻板封与反冲洗控制部的上浮封共同构成对于放水口开启和闭合的复合封;
需要说明的是，使用该装置时，污水进水口需配合动力机械装置(例如水泵)持续向装置内通入污水并确保一定水压才能较好确保污水处理效果。
利用上述装置的具体污水处理过程为：
未使用状态下，在重力作用下，复合封对放水口进行密封。污水处理过程中，待处理污水从箱体底部的进水口进入滤水部，一部分污水经反渗滤网过于后经自旋转水箱后，再经冲孔板进入净水部内，另一部分沿反冲洗部的上水管向上移动，并且液面与箱体内液面保持一致。净水部内，过滤后污水增加和压力作用增大，处理后净水经出水口进入箱体顶部，而随着水流进入的增多并进一步进入杠杆封一端的水槽内，配合配重块的作用从而完全开启出水口，处理后净水最终从溢流口排出箱体外。
需要解释和说明的是，为确保污水过滤净化效果，反渗滤网的目数是有一定要求的，因此本申请中选择100~300目，这一目数虽然可以较好确保过滤效果，但随着反渗滤网上杂质的积累，污水过滤速度会逐渐减缓，但在持续性污水进水压力下，并不会完全阻止水流通过滤网，此时形成一种类似于反渗透的过滤效果，从而仍然可以保证净化效果。
随着反渗滤网杂质积累的增加，经反渗滤网过滤水流会逐渐减小，而进入污水处理部污水压力则不会发生变化，而由于此水力压差的存在，使得污水沿反冲洗控制部上水管、经液位槽的漫溢口进入液位槽与箱体侧壁所形成的腔体内，进而带动上浮封的上浮，从而触发打开放水口，使得滤水部待处理污水(即，未处理污水)通过放水口快速排出(排出速度较为重要，一般应在10s至数十秒内排放完毕)。而随着滤水部水流的快速排出，净水部水流也快速重新返回污水处理部并排出，而在净水部液位低于出水口后，净水杠杆封对净水部快速密封，同时由于滤水部所形成的空腔会瞬时进入大量空气，在大气压作用下从而使得冲孔板上方净水部净水保留在冲孔板上方(净水部腔体内)，不会立即下流重新返回污水处理部。
但是由于冲孔板上透水孔并非绝对密封状态，受制于重力作用，此时净水部的部分处理后净水会持续性(速度较慢)向下滴落进入自动旋转水箱内并重新返回滤水部;随着净水部水流的持续减少，当净水部水流液位低于箱体顶部卸压口时，由于大气压差的变化，净水部水流会瞬时、大量进入自旋转水箱内，此时利用较大冲击水压和自旋转水箱边缘冲水缝带动自旋转水箱的快速旋转，同时利用水箱边缘冲水缝的高速水流对反渗滤网进行快速反冲洗，而反冲洗后污水最终经放水口排出。
反冲洗结束后，上浮封随着浮力的消失，在重力作用下，对放水口重新密封，从而开始一个新的污水处理循环。
总体而言，本申请所提供自旋转式机械自动化反冲洗污水处理装置，其结构设计巧妙，除进水污水采用动力泵入外，整个反冲洗过程可实现机械自动化反冲洗，无需较多人力干预，因此运行成本较低。而且初步应用效果也表明，由于滤网目数选择较高，可实现较好过滤效果，大幅降低后续污水处理成本，而在用于一般性生活污水处理时，仅经此装置处理后，即可较好降低水体中COD，可实现污水的就地处理、就地利用，因此具有较好的实用价值和较好应用前景。