公布日：2024.03.22
申请日：2023.12.07
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，包括壳体、折板组件以及多个净化组件；折板组件包括多个上折板和下折板；壳体内分为预处理腔、净化腔和出水腔，壳体上设有驱动机构、进水管以及出水管；驱动机构包括伸缩电机和多个传动组件；预处理腔内设有第一剪切刀和第二剪切刀，第一和第二剪切刀之间设有气囊，出水腔内设有与气囊连通的气囊杆；本发明污水净化方法包括使污水依次经过预处理腔、净化腔和出水腔，通过剪切刀进行预处理并通过净化组件净化；本发明通过折板组件连续收缩扩张而联动壳体内部进行预处理、净化和除沫等操作，提高污水净化效率。
权利要求书
1.一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，包括壳体(1)、折板组件以及多个净化组件；所述折板组件包括多个与壳体(1)内顶部滑动密封连接的上折板(13)以及多个与壳体(1)内底部滑动密封连接的下折板(14)，所述上折板(13)和下折板(14)的两侧均与壳体(1)内壁滑动密封连接，且上折板(13)和下折板(14)相互交错分布；位于所述上折板(13)与下折板(14)之间的腔室为净化腔(3)，位于壳体(1)侧壁与上折板(13)之间的腔室为预处理腔(2)，位于壳体(1)侧壁和下折板(14)之间的腔室为出水腔(4)，多个所述净化组件一一设置在对应的净化腔(3)内；所述壳体(1)上设有用于驱动折板组件进行收缩和扩张的驱动机构、与所述预处理腔(2)连通的进水管(11)以及与所述出水腔(4)连通的出水管(12)；所述驱动机构包括设置在壳体(1)外壁上的伸缩电机(15)以及用于牵引上折板(13)、下折板(14)平移的多个传动组件；靠近伸缩电机(15)的下折板(14)通过连接杆(151)与伸缩电机(15)的输出端固定连接；所述预处理腔(2)内设有一端与预处理腔(2)内壁转动连接的第一转动轴(211)、从左至右依次套设在第一转动轴(211)上的第一剪切刀(21)和第二转动轴(221)以及套设在第二转动轴(221)上的第二剪切刀(22)，所述第一转动轴(211)另一端套设有第一齿轮(212)，所述第二转动轴(221)上套设有第二齿轮(222)；所述壳体(1)外壁上设有与连接杆(151)摩擦传动的转轮(152)，且转轮(152)的轴杆贯穿预处理腔(2)内壁并设有与第一齿轮(212)、第二齿轮(222)均啮合传动的第三齿轮(153)；所述第一剪切刀(21)和第二剪切刀(22)之间设有气囊(26)，所述出水腔(4)内壁上设有气囊杆(41)，所述气囊杆(41)一端通过传气管(261)与气囊(26)连通，气囊杆(41)另一端设有用于拍除污水表面泡沫的拍板(42)。
2.根据权利要求1所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，与上折板(13)、下折板(14)所对应的所述壳体(1)侧壁上分别设有一个第一通孔，与各个第一通孔所对应的所述壳体(1)侧壁内部均设有一个第一横向空腔(16)，与下折板(14)所对应的第一横向空腔(16)内滑动密封设置有用于封堵第一通孔的第一密封板(161)，与上折板(13)所对应的第一横向空腔(16)内滑动密封设置有用于封堵第一通孔的第二密封板(166)；壳体(1)侧壁上设有多个用于与第二密封板(166)上固定设有的驱动杆(134)一一对应的滑板(131)，所述滑板(131)上设有与驱动杆(134)滑动连接的竖向滑槽(137)；所述传动组件包括由上到下依次设置在第一密封板(161)上的第一固定杆(141)、第三固定杆(142)和第五固定杆(143)，以及由上到下依次设置在滑板(131)上的第二固定杆(132)和第四固定杆(133)，各个第一固定杆(141)与第二固定杆(132)之间均通过第一铰接杆(144)铰接，各个第三固定杆(142)与第五固定杆(143)之间均通过第三铰接杆(145)铰接，第三铰接杆(145)由第一支杆与第二支杆铰接组成，各个第三铰接杆(145)上的铰接点与第四固定杆(133)之间均通过第二铰接杆(146)铰接，驱动杆(134)贯穿第二密封板(166)并与上折板(13)固定连接，第一固定杆(141)、第三固定杆(142)贯穿第一密封板(161)并与下折板(14)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，所述净化组件包括由上到下依次设置的微生物海绵(31)以及过滤板(32)，所述微生物海绵(31)两端分别与上折板(13)、下折板(14)连接，所述过滤板(32)通过第四铰接杆与下折板(14)一侧侧壁铰接。
4.根据权利要求3所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，所述第一剪切刀(21)和第二剪切刀(22)的端部均设有一端与其铰接的摆动杆(23)，所述预处理腔(2)内设有与预处理腔(2)内壁转动连接的转动杆(24)，两个所述摆动杆(23)另一端分别与转动杆(24)两侧铰接，且转动杆(24)上套设有多个扰流板(25)。
5.根据权利要求4所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，多个所述上折板(13)底部均设有朝向出水口(12)一侧倾斜的粘贴板(136)，所述粘贴板(136)一端通过第五铰接杆(135)与上折板(13)铰接，且粘贴板(136)面向过滤板(32)的一侧设有可拆卸的纳米胶带；多个所述第五铰接杆(135)均延伸至壳体(1)外壁，所述转动杆(24)一端延伸至壳体(1)外壁并与各个所述第五铰接杆(135)带传动连接。
6.根据权利要求3所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，所述壳体(1)顶部设有多个与净化腔(3)一一对应的第二通孔，与第二通孔所对应的所述壳体(1)内部设有一个第二横向空腔以及与第二横向空腔滑动密封连接的第四密封板，所述第四密封板上设有泡沫去除器(5)，所述泡沫去除器(5)通过吸取泡沫的吸取液囊(51)贯穿第四密封板，所述微生物海绵(31)上套设有弹性架(311)，所述弹性架(311)的两端与邻近的上折板(13)、下折板(14)铰接，且弹性架(311)的中部与吸取液囊(51)固定连接；所述泡沫去除器(5)通过回流管(52)与预处理腔(2)连通，所述吸取液囊(51)和回流管(52)上均设有第一单向阀；所述回流管(52)为可伸缩的管体。
7.根据权利要求6所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，各个所述第四铰接杆均贯穿对应的第一密封板(161)并套设有第四齿轮(321)，各个所述第一密封板(161)上均设有第三通孔，与各个第三通孔所对应的所述第一密封板(161)侧壁内部设有一个竖向空腔以及与竖向空腔上下滑动密封连接的第三密封板(162)，所述第四齿轮(321)一侧设有与第一密封板(161)上下滑动连接的齿条(163)，所述齿条(163)与第四齿轮(321)啮合传动且齿条(163)上设有冲洗管(164)，所述冲洗管(164)贯穿第三密封板(162)并与第三密封板(162)固定密封连接；所述竖向滑槽(137)内设有与驱动杆(134)固定连接的冲洗液囊(138)，所述冲洗液囊(138)的上部依次通过第一螺旋管(522)、导管(521)与回流管(52)连通，冲洗液囊(138)的下部通过两侧的第二螺旋管(165)分别贯穿相邻的齿条(163)并与冲洗管(164)连通；所述导管(521)和冲洗管(164)上均设有第二单向阀。
8.根据权利要求4所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，其特征在于，所述扰流板(25)上设有多个与扰流板(25)转动连接的搅拌叶(251)。
9.根据权利要求1～8任一一项所述的一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器进行净化的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将污水从进水管(11)通入预处理腔(2)，同时开启伸缩电机(15)，使得折板组件连续收缩扩张；靠近伸缩电机(15)的下折板(14)在连续收缩扩张时，驱动第一剪切刀(21)和第二剪切刀(22)对预处理腔(2)内污水带来的杂物进行剪切破碎；S2、污水依次经过多个净化腔(3)并通过净化组件净化，最后进入出水腔(4)从出水管(12)流出，出水腔(12)内的气囊杆(41)因第一剪切刀(21)和第二剪切刀(22)的往复剪切而进行往复伸缩，从而使拍板(42)往复拍打污水上附着的泡沫，实现出水时的除沫。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器及方法。
本发明的技术方案是：一种可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器，包括壳体、折板组件以及多个净化组件；所述折板组件包括多个与壳体内顶部滑动密封连接的上折板以及多个与壳体内底部滑动密封连接的下折板，所述上折板和下折板的两侧均与壳体内壁滑动密封连接，且上折板和下折板相互交错分布；
位于所述上折板与下折板之间的腔室为净化腔，位于壳体侧壁与上折板之间的腔室为预处理腔，位于壳体侧壁和下折板之间的腔室为出水腔，多个所述净化组件一一设置在对应的净化腔内；
所述壳体上设有用于驱动折板组件进行收缩和扩张的驱动机构、与所述预处理腔连通的进水管以及与所述出水腔连通的出水管；
所述驱动机构包括设置在壳体外壁上的伸缩电机以及用于牵引上折板、下折板的多个传动组件；靠近伸缩电机的下折板通过连接杆与伸缩电机的输出端固定连接；
所述预处理腔内设有一端与预处理腔内壁转动连接的第一转动轴、从左至右依次套设在第一转动轴上的第一剪切刀和第二转动轴以及套设在第二转动轴上的第二剪切刀，所述第一转动轴另一端套设有第一齿轮，所述第二转动轴上套设有第二齿轮；所述壳体外壁上设有与连接杆摩擦传动的转轮，且转轮的轴杆贯穿预处理腔内壁并设有与第一齿轮、第二齿轮均啮合传动的第三齿轮；
所述第一剪切刀和第二剪切刀之间设有气囊，所述出水腔内壁上设有气囊杆，所述气囊杆一端通过传气管与气囊连通，气囊杆另一端设有用于拍除污水表面泡沫的拍板。
进一步地，与上折板、下折板所对应的所述壳体侧壁上分别设有一个第一通孔，与各个第一通孔所对应的所述壳体侧壁内部均设有一个第一横向空腔，与下折板所对应的第一横向空腔内滑动密封设置有用于封堵第一通孔的第一密封板，与上折板所对应的第一横向空腔内滑动密封设置有用于封堵第一通孔的第二密封板；壳体侧壁上设有多个用于与第二密封板上固定设有的驱动杆一一对应的滑板，所述滑板上设有与驱动杆滑动连接的竖向滑槽；
所述传动组件包括由上到下依次设置在第一密封板上的第一固定杆、第三固定杆和第五固定杆，以及由上到下依次设置在滑板上的第二固定杆和第四固定杆，
各个第一固定杆与第二固定杆之间均通过第一铰接杆铰接，各个第三固定杆与第五固定杆之间均通过第三铰接杆铰接，
第三铰接杆由第一支杆与第二支杆铰接组成，各个第三铰接杆上的铰接点与第四固定杆之间均通过第二铰接杆铰接，
驱动杆贯穿第二密封板并与上折板固定连接，第一固定杆、第三固定杆贯穿第一密封板并与下折板固定连接。
说明：通过上述传动组件，使得在上一个下折板运动的同时，通过第一铰接杆和第二铰接杆使滑板进行弧形轨迹的运动，从而在竖向滑槽的限制下带动上折板进行横向平移，再通过第三铰接杆、第四铰接杆带动下一个下折板的运动，从而实现折板组件的整体收缩扩张。
进一步地，所述净化组件包括微生物海绵以及过滤板，所述微生物海绵两端分别与上折板、下折板连接，所述过滤板通过第四铰接杆与下折板一侧侧壁铰接。
说明：通过微生物海绵进行微生物的投放，实现生物净化，并通过过滤板实现物理净化，且海绵和第四铰接杆使得两者不会在折板组件收缩扩张时产生损坏。
进一步地，所述第一剪切刀和第二剪切刀的端部均设有一端与其铰接的摆动杆，所述预处理腔内设有与预处理腔内壁转动连接的转动杆，两个所述摆动杆另一端分别与转动杆两侧铰接，且转动杆上套设有多个扰流板。
说明：通过两个剪切刀在转动杆两侧相对摆动而使转动杆进行转动，从而实现扰流板对污水进行转动扰流，提高污水的流动效率。
进一步地，多个所述上折板底部均设有朝向出水口一侧倾斜的粘贴板，所述粘贴板一端通过第五铰接杆与上折板铰接，且粘贴板面向过滤板的一侧设有可拆卸的纳米胶带；
多个所述第五铰接杆均延伸至壳体外壁，所述转动杆一端延伸至壳体外壁并与各个所述第五铰接杆带传动连接。
说明：设置与上折板铰接的粘贴板，一方面可以对污水起到引流的作用，另一方面，在折板组件进行收缩扩张的时候，过滤板和粘贴板相向转动，从而使得两者能够贴合，粘贴板将过滤板上的附着污渍而粘离过滤板，提高过滤效率。
进一步地，所述壳体顶部设有多个与净化腔一一对应的第二通孔，与第二通孔所对应的所述壳体内部设有一个第二横向空腔以及与第二横向空腔滑动密封连接的第四密封板，所述第四密封板上设有多个与净化腔一一对应的泡沫去除器，所述泡沫去除器通过吸取泡沫的吸取液囊贯穿第四密封板，所述微生物海绵上套设有弹性架，所述弹性架的两端与邻近的上折板、下折板铰接，且弹性架的中部与吸取液囊固定连接；所述泡沫去除器通过回流管与预处理腔连通，所述吸取液囊和回流管上均设有单向阀。
说明：在对污水净化的过程中，因生物反应和水流冲击会产生很多泡沫，从而影响净化效率，因此通过泡沫去除器而对污水表面的泡沫进行去除，在折板组件收缩扩张的过程中，弹性架会间歇性产生凸起，从而帮助吸取液囊伸缩吸取泡沫。
进一步地，各个所述第四铰接杆均贯穿对应的第一密封板并套设有第四齿轮，各个所述第一密封板上均设有第三通孔，与各个第三通孔所对应的所述第一密封板侧壁内部设有一个竖向空腔以及与竖向空腔上下滑动密封连接的第三密封板，所述第四齿轮一侧设有与第一密封板上下滑动连接的齿条，所述齿条与第四齿轮啮合传动且齿条上设有冲洗管，所述冲洗管贯穿第三密封板并与第三密封板固定密封连接；
所述竖向滑槽内设有与驱动杆固定连接的冲洗液囊，所述冲洗液囊的上部依次通过第一螺旋管、导管与回流管连通，冲洗液囊的下部通过两侧的第二螺旋管分别贯穿相邻的齿条并与冲洗管连通；所述导管和冲洗管上均设有第二单向阀。
说明：通过设置冲洗液囊和冲洗管，使得在折板组件收缩扩张时，可以吸取回流管内的回流水对过滤板下方积压的污泥进行冲洗，且通过设置第四齿轮和齿条，使得冲洗管可以随过滤板的摆动而进行上下移动，扩大冲洗范围。
进一步地，所述扰流板上设有多个与扰流板转动连接的搅拌叶。
说明：扰流板在水流中往复上下，从而搅拌叶在水流和扰流板的双重作用下产生转动，实现搅拌功能。
利用上述可连续收缩扩张的污水净化用折板反应器进行净化的方法，包括以下步骤：
S1、将污水从进水管通入预处理腔，同时开启伸缩电机，使得折板组件连续收缩扩张；靠近伸缩电机的下折板在连续收缩扩张时，驱动第一剪切刀和第二剪切刀对预处理腔内污水带来的杂物进行剪切破碎；
S2、污水依次经过多个净化腔并通过净化组件净化，最后进入出水腔从出水管流出，出水腔内的气囊杆因第一剪切刀和第二剪切刀的往复剪切而进行往复伸缩，从而使拍板往复拍打污水上附着的泡沫，实现出水时的除沫。
本发明的有益效果是：
(1)本发明折板反应器通过伸缩电机驱动首个下折板，再通过下折板的运动传递给传动组件而带动其余的上折板和下折板同步收缩扩张，从而实现折板组件的连续收缩扩张，一方面可以加快水流，另一方面可以通过水流波动而防止污泥沉降影响净化；且各个上折板、下折板之间的间距在收缩扩张时产生了变化，则传动组件中的滑板在左右平移的同时还产生了上下位移，利用滑板的上下位移能够对滑板内的冲洗液囊进行挤压和拉伸，从而对下折板容易积压污泥的地方进行冲洗，且由于间距变化，下折板上的过滤板会发生转动从而调整冲洗管对下折板的冲洗位置，提高了对下折板的冲洗效率。
(2)本发明折板反应器中，折板组件收缩扩张的同时，带动预处理腔内的剪切刀对进入的污水中的杂物进行剪切破碎，并通过剪切刀的往复剪切而产生对出水腔中气囊杆的动力，从而去除出水腔内的泡沫，提高污水净化效率。
（发明人：王静）