公布日：2022.11.11
申请日：2021.05.11
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F9/12(2006.01)I;C02F9/02(2006.01)I;C02F1/32(2006.01)I;C02F1/50(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)I;
C02F3/30(2006.01)I;B01D33/27(2006.01)I;B01D33/48(2006.01)I;B01D33/29(2006.01)I;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种养殖污水处理系统，包括固液分离设备、智能水处理设备和后级水处理设备；固液分离设备用于对养殖污水进行固液分离；智能水处理设备用于对固液分离设备输出的液体进行智能过滤；智能水处理设备包括智能投药模块和升降式过滤设备；升降式滤芯包括滤芯本体和中心转轴；滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)；智能水处理设备还包括用于排出滤渣的排渣机构；后级水处理设备用于对智能水处理设备输出的废水作进一步的净化处理。
权利要求书
1.一种养殖污水处理系统，其特征在于，包括固液分离设备、智能水处理设备和后级水处理设备；固液分离设备用于对养殖污水进行固液分离；智能水处理设备用于对固液分离设备输出的液体进行智能过滤；智能水处理设备包括智能投药模块和升降式过滤设备；升降式过滤设备包括容器和升降式滤芯；智能投药模块用于向容器中投入水处理剂；进入升降式滤芯的水进入下一级升降式过滤设备，或进入后级后级水处理设备；智能水处理设备上设有驱动升降式滤芯的升降驱动机构，以及驱动升降式滤芯旋转的旋转驱动机构；智能水处理设备上还有用于将升降式滤芯中的水排出的液泵；升降式滤芯包括滤芯本体和中心转轴；滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)；智能水处理设备还包括用于排出滤渣的排渣机构；后级水处理设备用于对智能水处理设备输出的废水作进一步的净化处理。
2.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，后级水处理设备包括沉淀池；还包括生化处理设备、紫外光杀毒设备、臭氧杀毒设备和MBR膜处理设备中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，水处理剂为PAC，PAM和BAC中的任一种或多种。
4.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，沉淀池为斜管沉淀池。
5.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，智能水处理设备还包括前级水处理模块；前级水处理模块包括容器和旋转滤芯(非升降)；进入升降式滤芯的水进入升降式过滤设备中的容器，前级水处理模块上设有驱动旋转滤芯的旋转驱动机构；前级水处理模块上还有用于将升降式滤芯中的水排出的液泵；旋转滤芯包括滤芯本体和中心转轴；滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)。
6.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，智能水处理设备为多个，级联配置。
7.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，智能水处理设备为多个，并联配置。
8.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，后级水处理设备处设有在线水质监测设备。
9.根据权利要求1所述的养殖污水处理系统，其特征在于，滤孔的直径在0.01-1mm之间。
10.根据权利要求1-9任一项所述的养殖污水处理系统，其特征在于，升降式滤芯为星型滤芯，包括滤芯本体和中心管(61)，滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)，滤芯本体包括至少一个星型滤芯单元；星型滤芯单元上设有中心孔，中心管插装在中心孔中从而将中心管与滤芯本体固连成一个整体；中心管上设有进水孔(77)，进水孔位于星型滤芯单元内部；星型滤芯单元为正N角棱柱型滤芯单元，或为具有N个辐射状支瓣的柱形滤芯单元，N≥4，N为整数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种养殖污水处理系统，该养殖污水处理系统能高效处理养殖污水。
发明的技术解决方案如下：
一种养殖污水处理系统，包括固液分离设备、智能水处理设备和后级水处理设备；
固液分离设备用于对养殖污水进行固液分离；
智能水处理设备用于对固液分离设备输出的液体进行智能过滤；智能水处理设备包括智能投药模块和升降式过滤设备；升降式过滤设备包括容器和升降式滤芯；智能投药模块用于向容器中投入水处理剂；进入升降式滤芯的水进入下一级升降式过滤设备，或进入后级后级水处理设备；智能水处理设备上设有驱动升降式滤芯的升降驱动机构，以及驱动升降式滤芯旋转的旋转驱动机构；智能水处理设备上还有用于将升降式滤芯中的水排出的液泵；升降式滤芯包括滤芯本体和中心转轴；滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)；智能水处理设备还包括用于排出滤渣的排渣机构；排渣机构可以是吸污泵或设置在容器底部的电磁阀。
后级水处理设备用于对智能水处理设备输出的废水作进一步的净化处理。
后级水处理设备包括沉淀池；还包括生化处理设备、紫外光杀毒设备、臭氧杀毒设备和MBR膜处理设备中的至少一种。生化处理设备为曝气设备或基于MBBR的生物处理设备。曝气(曝氧)，指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧。此外，曝气还有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的。从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用；移动床生物膜反应器MBBR(MovingBedBiofilmReactor)，该方法通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好氧菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果；相关技术：多孔球又称多孔悬浮球：多孔悬浮球形悬浮填料，又称多孔旋转球形悬浮填料，是对国内处理污水、生物膜法处理技术采用的多种填料中开发的最新系列产品。在污水的生化处理中具有全立体结构，比表面积大，直接投放，无须固定，易挂膜，不堵塞。广泛适用于生活污水、石油化工、轻工造纸、食品工业、酿酒、制糖、纺织、印染、制革、制药等工业废水的处理。
水处理剂为PAC，PAM和BAC中的任一种或多种。硫酸亚铁用于水的絮凝净化，以及从城市和工业污水中去除磷酸盐，以防止水体的富营养化；聚合氯化铝(PAC)无机高分子混凝剂，俗称黄药；碱式氯化铝(BAC)是一种无机高分子的高价聚合电解质混凝剂，俗称黑药；聚丙烯酰胺(PAM)，聚丙烯酰胺(PAM)是一种线状的有机高分子聚合物，同时也是一种高分子水处理絮凝剂产品，可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快了沉淀的速度。这一过程称之为絮凝，因其中良好的絮凝效果PAM作为水处理的絮凝剂并且被广泛用于污水处理。水处理剂还可以是硫酸亚铁。
沉淀池为斜管沉淀池。
智能水处理设备还包括前级水处理模块；前级水处理模块包括容器和旋转滤芯(非升降)；进入升降式滤芯的水进入升降式过滤设备中的容器，前级水处理模块上设有驱动旋转滤芯的旋转驱动机构；前级水处理模块上还有用于将升降式滤芯中的水排出的液泵；旋转滤芯包括滤芯本体和中心转轴；滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)。
智能水处理设备为多个，级联配置，即串联设置，每一级可以加入不同的水处理剂。优选两级。级联是指前一个水处理装置的排水作为下一个水处理装置的进水。
或者并联配置，并联是指污水同时进入2个智能水处理设备，可以加入不同的水处理药剂，优选2-3级，出水均进入后级水处理设备。
后级水处理设备处设有在线水质监测设备，若某些水质指标超标，则将水返回到前级进行处理。
滤孔的直径在0.01-1mm之间。
升降式滤芯为星型滤芯，包括滤芯本体和中心管(61)，滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)，滤芯本体包括至少一个星型滤芯单元；星型滤芯单元上设有中心孔，中心管插装在中心孔中从而将中心管与滤芯本体固连成一个整体；中心管上设有进水孔(77)，进水孔位于星型滤芯单元内部；星型滤芯单元为正N角棱柱型滤芯单元，或为具有N个辐射状支瓣的柱形滤芯单元，N≥4，N为整数。
一种养殖污水处理方法，包括以下步骤：
步骤1：固液分离；
采用固液分离机将养殖污水中的液体与固体分离；
步骤2：过滤；
固液分离后的液体进入智能水处理设备中，再往智能水处理设备的容器中加入水处理剂；水处理剂充分反应后，启动滤芯实施过滤；进入滤芯的水，即过滤出的水进入后级处理；遗留在容器中的滤渣排出；
步骤3：后级处理；
对过滤后的水进行沉淀，并对过滤后的水进行脱色、杀菌、生化处理或MBR膜处理；所述的杀毒是指紫外线或臭氧杀毒；所述的生化处理是指曝气或MBBR处理；脱色是指采用脱色剂对水进行处理。
智能水处理设备采用循环处理模式进行水处理：滤芯的每一次升降即实施一次过滤。步骤2中的过滤为多级过滤。或者，步骤2中的过滤为并联过滤。
采用控制器控制智能水处理设备的工作。
滤渣返回步骤1进行再一次固液分离。
所述的智能水处理设备用于对固液分离设备输出的液体进行智能过滤；智能水处理设备包括智能投药模块和升降式过滤设备；升降式过滤设备包括容器和升降式滤芯；智能投药模块用于向容器中投入水处理剂；进入升降式滤芯的水进入下一级升降式过滤设备，或进入后级后级水处理设备；智能水处理设备上设有驱动升降式滤芯的升降驱动机构，以及驱动升降式滤芯旋转的旋转驱动机构；智能水处理设备上还有用于将升降式滤芯中的水排出的液泵；升降式滤芯包括滤芯本体和中心转轴；滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)。
升降式滤芯为星型滤芯，包括滤芯本体和中心管(61)，滤芯本体的外表面为具有多个滤孔的滤网(78)，滤芯本体包括至少一个星型滤芯单元；星型滤芯单元上设有中心孔，中心管插装在中心孔中从而将中心管与滤芯本体固连成一个整体；中心管上设有进水孔(77)，进水孔位于星型滤芯单元内部；星型滤芯单元为正N角棱柱型滤芯单元，或为具有N个辐射状支瓣的柱形滤芯单元，N≥4，N为整数。
在后级处理过程中，采用在线水质监测设备对水质进行在线监测，若某些水质指标超标，则将水返回到前级进行处理。
星型滤芯单元为具有N个辐射状支瓣的柱形滤芯单元，相邻的辐射状支瓣之间具有弧形的过渡面或钝角的过渡面，即圆倒角或直倒角，能防止杂物在狭小的空间内被卡住。
优选的，星型滤芯单元的底部设有中心孔；中心管的下端插装在星型滤芯单元顶部和底部的中心孔中，滤芯本体的底部设有中心孔相对滤芯本体外部封闭，或者滤芯本体的底部设有中心孔上设有一层滤网。
星型滤芯单元的底部设有中心孔；中心管的下端插装在星型滤芯单元顶部和底部的中心孔中，滤芯本体的底部设有中心孔相对滤芯本体外部封闭，或者滤芯本体的底部设有中心孔上设有一层滤网。
滤芯本体还包括内衬与滤网的滤芯框架(220)。
滤芯框架由外围的框架环、多个支撑柱和多根向外辐射状的支撑辐条(223)连接而成或一体成型而成。框架环是指正N角星型的框架环，或具有N个辐射状(径向)支瓣的外框架。
中心管的上端固定在升降平台上。
中心管的上端固定在旋转升降平台上。
滤芯本体包括N个星型滤芯单元；N个星型滤芯单元串联在中心管上；M为2-5之间的整数；中心管上设有M个进水孔分别设置在M个星型滤芯单元中。
一种水处理装置，包括容器、滤芯、滤芯升降驱动机构和滤芯自洁机构；滤芯升降驱动机构用于驱动滤芯相对于容器升降运动；滤芯位于容器中；滤芯自洁机构用于清洁滤芯外表面；水处理装置还包括进液管、排液机构和废物排出机构；进液管用于将待过滤的水加入到容器中；排液机构用于将滤芯中的水排出；废物排出机构用于将容器底部的废物排出；所述的滤芯为前述的星型滤芯。
所述的水处理装置还包括控制模块，控制模块用于控制所述的滤芯升降驱动机构、进液管、排液机构和废物排出机构。
还包括与滤芯相连的滤芯旋转驱动机构，滤芯旋转驱动机构受控于控制模块。
优选的，控制模块为MCU。如PLC，单片机，DSP等。
一种水处理系统，包括多个前述的水处理装置；多个水处理装置级联；级联是指前一个水处理装置的排水作为下一个水处理装置的进水。
滤芯的外周为滤网，滤网上网孔的直径在0.1-2mm之间，根据具体应用场合和要求设置，若要过滤效果好，可以选择直径小的滤孔，若要过滤效率高，则可以选择直径大的滤孔。或者多个水处理装置串联，前级的滤孔直径大于后级的滤孔直径。滤网可以是钢丝网，优选的，滤网还可以采用蚀刻技术生产，强度高。图中滤孔的大小为示意，并非代表滤孔与设备的实际比例关系，特此说明。
有益效果：
本发明的智能全自动水处理设备的优势：
(1)占地面积小，土地成本低，以及土建成本低；(2)能耗低；(3)对环境要求不高；(4)智能模块化设计，灵活性好；因模块式设计，可以用模块组处理量级污水。(5)维护成本低；无需大量人工，可以做到无人值守。(6)本系统相对传统工艺进行了突破性的创新，能极大缩短建设工期。
本系统的智能水处理设备，是一种突破性的环保技术创新。本发明全球独创了智能模块化投药单元和智能自洁沉淀过滤单元，并优化了氨氮生化单元及后级沉淀单元，满足了MBR膜对浊度的要求，能对环保产业中较难处理的养殖污水进行高效达标处理。
本发明的星型滤芯，具有以下特点：
(1)结构紧凑，且稳定性好；由于整体结构是星型滤芯，星型滤芯单元为正N角棱柱型滤芯单元，或为具有N个辐射状支瓣的柱形滤芯单元，N≥4，N为整数。相比其他形式的滤芯，且优选采用框架支撑滤芯，结构稳定。也可以增加滤芯的材料厚度，从而取消框架；而且，由于采用星形滤芯，相比圆筒形或球形等，过滤面积极大的增强了，因此过滤效率能显著提高。
(2)滤芯为一个或多个，且集中在中心管(转轴)的下端，相比单个滤芯且高度较大圆筒形的滤芯，滤网与液体的接触面积大，过滤效率高。
总而言之，滤芯为单个滤芯或多个星型滤芯单元串联，相比圆筒形的滤芯，有效过滤面积更大，而且滤芯集中在转轴的下端，使用率高。
另外，水处理装置具有以下特点：
1.水处理装置(水处理单元)结构紧凑，一体式结构；占用空间小；便于灵活配置；
2.自动化运行；可以无人值守；远程监控；
设备在控制器的控制下，能自动化运行，能实现无人值守，控制器连接有通信模块后，可以实现远程控制，现场的数据能传输到远程服务器或数据终端(如智能手机)，能实现远程监视；因此，自动化程度高，数字化程度高；
也可以采用模拟的继电控制系统实现控制，具体控制为现有成熟技术。
3.采用模块式理念，模块式运行；
可以灵活并联或级联；模块式运行，便于后期维护；
4.水处理装置(水处理单元)具有自洁功能；
整个流程和结构，设计构思巧妙；处理能力强。
5.在出水管处可以进一步增加紫外杀菌，臭氧杀菌；
本发明可以处理污水，也可以用于水厂的净水，应用广泛；
滤芯目数可以根据需要设置，目数越大，能实现精滤。
另外，在不同的水处理装置中水中投入的药剂药不同，进行不同的处理。
检测容器内液位的液位传感器，可以是磁传感器(霍尔传感器)或光传感器(如红外对射管等)。
本发明的水处理装置的核心特点：自动升降(升降的作用，清洗滤芯和循环动作)、自洁、通过过滤净化废水，循环动作。
综上所述，本发明的水处理装置，自动化程度高，能实现对废水或待净化的水做精细化的处理，易于实施，结构紧凑，便于灵活移动和组合，是对现有水处理设备的重大改进，具有巨大的社会效益和经济效益。
（发明人：陈志伟;赵钢;黄美成;黄宇翔）