一种分层式机械自动化反冲洗污水处理装置论文和设计-黄培勋

全文摘要

本申请属于污水处理技术领域，具体一种分层式机械自动化反冲洗污水处理装置专利申请事宜。装置外部整体呈箱体结构，包括若干层的分层滤水部和反冲洗控制部两个部分；其中箱体底部设有放水口，在箱体内部的放水口处配套有用于密封放水口的密封阀；密封阀通过箱体外部所设污水杠杆封开启或者闭合；同时箱体底部设有泄污口，泄污口对应污水杠杆封的沉水箱顶部开口。本申请结构设计巧妙，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；另一方面，分层式结构设计，可适应于不同规模污水处理，同时也便于制备成移动式污水处理装置，从而适应不同应用场景需要。

主设计要求

1.一种分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，装置外部整体呈箱体结构，包括若干层的分层滤水部和反冲洗控制部两个部分；其中箱体底部设有放水口，在箱体内部的放水口处配套有用于密封放水口的密封阀；密封阀通过箱体外部所设污水杠杆封开启或者闭合；同时箱体底部设有泄污口，泄污口对应污水杠杆封的沉水箱顶部开口；所述污水杠杆封，具体结构为：箱体底板外部设计有用于固定污水杠杆封的固定轴，密封阀通过连接杆连接于污水杠杆封的杠杆上；杠杆一端端头设计有用于下拉密封阀的配重块，另一端设计为沉水箱，沉水箱底部设计有放水口；所述分层滤水部，包括由反渗滤网所形成的净水腔，净水腔顶部的出水口，和出水口对应的净水杠杆封；同时在箱体外壁上设计有排水管；所述净水杠杆封，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，包括设于箱体外部的竖向平行设计的、并与箱体内部贯通的上水管，上水管上方所设液位槽，以及液位槽所形成“U形”腔体内的上浮封，同时“U形”腔底部设有单向向下排水的单向排污口；所述上浮封，具体结构为：中空的固定筒固定于“U”形腔体底部，固定筒内设有贯穿上水管的限位杆；限位杆顶部设有用于限定固定筒外部浮动装置的横杆，底部连接有用于密封泄污口的密封球；浮动装置套设于固定筒外部。

设计方案

1.一种分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，装置外部整体呈箱体结构，包括若干层的分层滤水部和反冲洗控制部两个部分；

其中箱体底部设有放水口，在箱体内部的放水口处配套有用于密封放水口的密封阀；密封阀通过箱体外部所设污水杠杆封开启或者闭合；同时箱体底部设有泄污口，泄污口对应污水杠杆封的沉水箱顶部开口；

所述污水杠杆封，具体结构为：箱体底板外部设计有用于固定污水杠杆封的固定轴，密封阀通过连接杆连接于污水杠杆封的杠杆上；杠杆一端端头设计有用于下拉密封阀的配重块，另一端设计为沉水箱，沉水箱底部设计有放水口；

所述分层滤水部，包括由反渗滤网所形成的净水腔，净水腔顶部的出水口，和出水口对应的净水杠杆封；同时在箱体外壁上设计有排水管；

所述净水杠杆封，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，包括设于箱体外部的竖向平行设计的、并与箱体内部贯通的上水管，上水管上方所设液位槽，以及液位槽所形成“U形”腔体内的上浮封，同时“U形”腔底部设有单向向下排水的单向排污口；

所述上浮封，具体结构为：中空的固定筒固定于“U”形腔体底部，固定筒内设有贯穿上水管的限位杆；限位杆顶部设有用于限定固定筒外部浮动装置的横杆，底部连接有用于密封泄污口的密封球；浮动装置套设于固定筒外部。

2.如权利要求1所述分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，沉水箱内设有用来调节沉水箱排水速度的浮阀；所述浮阀具体结构为：对应沉水箱底部放水口上方设有用于放置浮动阀的腔体，浮动阀通过贯穿腔体的连杆设有用于封闭放水口的浮球。

3.如权利要求1所述分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，所述反渗滤网，具体采用100~300目滤网。

4.如权利要求1所述分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，所述反渗滤网，制备材质为不锈钢。

5.如权利要求1所述分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，每层分层滤水部高度应不小于50cm。

6.如权利要求1所述分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，分层滤水部包括3层。

7.如权利要求1所述分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，其特征在于，分层滤水部对应排水管侧壁设有单向排水阀。

设计说明书

技术领域

本申请属于污水处理技术领域，具体一种分层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分层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。

一种分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，装置外部整体呈箱体结构，依据功能不同，箱体包括若干层的分层滤水部和反冲洗控制部两个部分；

优选设计中，沉水箱内设有用来调节沉水箱排水速度的浮阀；所述浮阀具体结构为：对应沉水箱底部放水口上方设有用于放置浮动阀的腔体，浮动阀通过贯穿腔体的连杆设有用于封闭放水口的浮球；运行过程中，经排污口排出污水首先进入腔体内，在浮力带动下，浮动阀上浮进而带动浮球，再进一步打开沉水箱底部的放水口；

所述分层滤水部（也即，每层滤水部），包括由反渗滤网所形成的净水腔，净水腔顶部的出水口，和出水口对应的净水杠杆封；同时在箱体外壁上设计有排水管；优选设计中，分层滤水部对应排水管侧壁设有单向排水阀（过滤后污水单向向排水管内排入，而无法回流至分层净水腔内）；

具体结构设计中，每层分层滤水部高度应不小于50cm（但考虑一般性电泵送水送水压力而言，装置整体高度不宜超过10米），从而确保反冲洗效果，具体层数可设计为3层；

所述净水杠杆封，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；

所述上浮封，具体结构为：中空的固定筒固定于“U”形腔体底部，固定筒内设有贯穿上水管的限位杆；限位杆顶部设有用于限定固定筒外部浮动装置的横杆，底部连接有用于密封泄污口的密封球；浮动装置套设于固定筒外部；所套设的浮动装置，借助于“U”形腔体内水体浮力可以沿固定筒向上浮动，并进而通过带动限位杆的向上浮动带动密封球，从而实现对于泄污口的开启。

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，污水杠杆封对于放水口是密封状态的。污水处理过程中，待处理污水从箱体底部的进水口进入，经过分层滤水部过滤后，过滤后污水分别经单向进水阀进入排水管、或者依次经出水口并经溢流口进入排水管，并最终经排水口排出。

本申请中，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，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。

但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，而经上水管进入液位槽的污水会面临较高水压，并最终经漫溢口溢入“U”形腔内，“U形”腔内上浮封上浮，带动开启排污口，部分污水排出进入沉水箱内，而随着污水杠杆封两端重量调整，借助于杠杆力量最终开启放水口，从而快速（放水口的口径要较大，一般应在数十秒之内快速排出箱体内水体）排出箱体内未处理污水。排水过程中，由于每层净水腔内均会保留大量过滤后净水，从而实现每层分别冲洗对应反渗滤网的自动化反冲洗效果，进而确保反冲洗干净，而冲洗所产生废水也经放水口排出。

自冲洗完成后，同时随着沉水箱箱体内水流排出，污水杠杆封两端重量发生变化，从而重新密封放水口，重新开始新一轮的污水处理和自冲洗循环。

总体而言，本申请所提供分层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；另一方面，分层式结构设计，可适应于不同规模污水处理，同时也便于制备成移动式污水处理装置，从而适应不同应用场景需要。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。

附图说明

图1为本申请所提供分层式机械自动化反冲洗污水处理装置结构示意图；

图中：1、排水口，2、溢流口，3、第一出水口，4、第一净水杠杆封，5、第一反渗滤网，6、上浮封，7、漫溢口，8、液位槽，9、上水管，10、密封球，11、泄污口，12、沉水箱，13、浮阀，14、放水口，15，第二反渗滤网，16、第二净水杠杆封，17、单向排水阀，18、进水口。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请做进一步解释说明，以使本领域技术人员能够更加清楚的了解本申请的技术方案。

实施例

本申请所提供分层式机械自动化反冲洗污水处理装置，装置外部整体呈箱体结构，依据功能不同，箱体包括若干层的分层滤水部和反冲洗控制部两个部分；

如图1所示，本实施例以三个分层的分层滤水部为例，对本申请的技术方案详细介绍如下。

箱体底部设有放水口14，在箱体内部的放水口处配套有用于密封放水口的密封阀；密封阀通过箱体外部所设污水杠杆封（图中未标示）开启或者闭合；同时箱体底部设有泄污口11，泄污口11对应污水杠杆封的沉水箱12顶部开口。

所述污水杠杆封，具体结构为：箱体底板外部设计有用于固定污水杠杆封的固定轴，密封阀通过连接杆连接于污水杠杆封的杠杆上；杠杆一端端头设计有用于下拉密封阀的配重块，另一端设计为沉水箱12，沉水箱12底部设计有放水口；

具体设计中，为调节沉水箱排水速度（从而可以调节开启放水口14的放水时间），沉水箱内设有浮阀13；所述浮阀13的具体结构为：对应沉水箱底部放水口上方设有用于放置浮动阀的腔体，浮动阀通过贯穿腔体的连杆设有用于封闭放水口的浮球；运行过程中，经排污口排出污水首先进入腔体内，在浮力带动下，浮动阀上浮进而带动浮球，再进一步打开沉水箱底部的放水口。

所述分层滤水部，每层滤水部包括由反渗滤网所形成的净水腔，净水腔顶部的出水口，和出水口对应的净水杠杆封；同时在箱体外壁上设计有排水管（排水管水流最终通过排水口1排出）；

具体而言，最上一层分层滤水部，包括出水口3、第一净水杠杆封4和第一反渗滤网5；中间一层分层滤水部，包括第二出水口（图中未标示）、第二净水杠杆封16和第二反渗滤网15；

最下一层（第三层）分层滤水部与上述结构类似，不再重复。

需要说明的是，为保证每层滤水部过滤处理后污水及时排出，在每层滤水部对应的排水管上可设置单向排水阀17（处理后污水只能想排水管排出，而不能由排水管回流），从而确保每层分层滤水部过滤处理后可及时排出（而即使未能及时排出，由出水口依次向上进入上一层滤水部也不影响最终过滤效果）。

所述净水杠杆封，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，以保证反冲洗过程中不会发生明显变形和较长使用时间，具体例如采用200目不锈钢材质的滤网。

所述反冲洗控制部，包括设于箱体外部的竖向平行设计的、并与箱体内部贯通的上水管9，上水管上方所设液位槽8，以及液位槽所形成“U形”腔体（U形腔体可由液位槽单独形成，也可由一侧液位槽与箱体侧壁形成）内的上浮封6，同时“U形”腔底部设有单向向下排水的单向排污口（图中未示出）；

所述上浮封，具体结构为：中空的固定筒固定于“U”形腔体底部，固定筒内设有贯穿上水管的限位杆；限位杆顶部设有用于限定固定筒外部浮动装置的横杆，底部连接有用于密封泄污口11的密封球10；浮动装置套设于固定筒外部；所套设的浮动装置，借助于“U”形腔体内水体浮力可以沿固定筒向上浮动，并进而通过带动限位杆的向上浮动带动密封球，从而实现对于泄污口的开启。

具体污水处理及反冲洗过程详细解释如下：

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。而未使用状态下，污水杠杆封对放水口14进行密封。

污水处理开始时，待处理污水从箱体底部的进水口18进入，经过各分层滤水部反渗滤网分别经单向排水阀进入排水管、或者最终经顶部的溢流口2后进入排水管内，并最终经排水口1排出。

需要解释的是，本申请应用过程中，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，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9、经液位槽8的漫溢口7进入“U形”腔体内，进而通过上浮封的上浮带动密封球10，从而打开泄污口，部分污水排出进入沉水箱12后，随着污水杠杆封两端重量调整，借助于杠杆力量最终开启放水口14，从而快速（放水口的口径要较大，一般应在数十秒之内快速排出箱体内水体）排出箱体内未处理污水。

排水过程中，由于分层结构设置，使得每层滤水部（为确保反冲洗效果，每层滤水部高度一般应不小于50cm，以确保足够水量和水压）均保留较多过滤后净水，此时可借助每层滤水部所保留过滤后净水分别对每层滤网进行反冲洗，从而确保自动化反冲洗效果，而反冲洗所产生废水也最终经放水口排出。

自冲洗完成后，同时随着沉水箱箱体内水流排出，污水杠杆封两端重量发生变化，从而重新密封放水口，重新开始新一轮的污水处理和自冲洗循环。

还需说明和解释的是，本申请所提供的分层式结构设计，主要是为可移动式污水处理装置设计，通过多层结构设计，可满足不同污水处理量需求。而初步用于生活污水的处理效果表明，经过此装置处理后，部分生活污水的COD可降低90%以上，表现出较好的应用效果。

设计图

一种分层式机械自动化反冲洗污水处理装置论文和设计

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主设计要求

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