一種小型村鎮汙水處理模塊化一體式裝置的製作方法

2023-06-24 05:18:06

本發明涉及汙水處理的技術領域，適用於生活汙水或者工業廢水深度處理或三級處理，尤其適用於農村生活汙水處理。

背景技術：

經濟的快速發展以及城鄉一體化進程的加快，農村人口生活水平逐步提高，同時對生活環境質量的要求越來越高，但現狀卻是農村生活汙水引起的環境汙染日益嚴重。一方面農村汙水排放屬於點源汙染，基本無管道收集系統，就近排入河道現象普遍；另一方面，農村人口居住分散，人口密度較低，排放面源較大，且經濟水平相對較低，汙水無法集中進行大規模處理。

農村汙水主要由廚房、洗浴、衝廁以及養殖畜禽的糞便汙水等組成。一般而言，農村生活汙水水質較簡單，水質波動大，水量排放不規則，生活汙水濃度低，水中基本不含有重金屬和有毒有害物質，含有一定量的磷和氮，可生化性強，但直接排放會造成環境汙染。一般生活汙水常規處理工藝有活性汙泥法和生物膜法等，但具有佔地面積大、投資成本高和運行麻煩等缺點。根據農村汙水的水質和水量特點，同時考慮到投入和運行的經濟性，開發農村生活汙水高效、低成本、資源化利用的處理技術，是目前農村生活汙水汙染防治中急需解決的技術難題。

技術實現要素：

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種小型村鎮汙水處理模塊化一體式裝置，吸取生物膜法的優點，耦合生物轉盤、活性汙泥和機械曝氣技術，佔地面積小、經濟性高、運行高效和穩定、結構簡單、操作和維護方便。

技術方案：為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種小型村鎮汙水處理模塊化一體式裝置，包括進水管、生化反應池、沉澱池、旋轉支架、出水管、曝氣元件、填料元件、排泥通道和驅動設備；所述生化反應池與沉澱池共用同一池壁相鄰設置，該同一池壁底部由下至上分別開設有回流汙泥口和出水口；所述驅動設備與旋轉支架的中心轉軸驅動連接，所述旋轉支架通過轉軸架設在生化反應池上，所述旋轉支架由內圈至外圈依次均勻分布設置有與水平面分別平行的填料元件和曝氣元件；所述進水管和排泥通道分別與生化反應池連通，所述出水管與沉澱池連通。

進一步的，所述旋轉支架為圓形結構，包括支撐架結構、固定部件和轉軸，所述支撐架結構包括若干根均勻分布連接在轉軸上的支撐柱，所述固定部件為圓環形框架，與均勻分布的支撐柱固定連接。

進一步的，所述曝氣元件為帶有貫穿條形缺口的圓筒狀結構，與所述支撐柱垂直設置；所述曝氣元件的條形缺口所對應的圓心角為5～40°；所述曝氣元件的條形缺口的開口方向與對應的支撐柱所夾圓心角θ為90～125°；所述曝氣元件的缺口的兩端，沿長度方向分布設置有鋸齒狀結構；所述曝氣元件的外側壁沿著圓弧方向開有若干條細縫凹槽，所述細縫凹槽與條形缺口之間相互垂直。

進一步的，所述填料元件包括固定軸和碟片，為了便於安裝，所述碟片分割為若干個扇形片，每個扇形片沿著固定軸方向組成一個模塊。

進一步的，所述沉澱池底部為斜板，所述斜板的傾斜角度為10～30°。

進一步的，所述出水口的上、下端分別設有導流板，所述導流板的傾斜角度大於或等於斜板的傾斜角度。

進一步的，所述填料元件的半徑大於曝氣元件的半徑。

有益效果：(1)本發明具有處理效果好、耐衝擊負荷強、經濟性高、運行高效和穩定、佔地小、操作和維護方便；(2)生化反應池和沉澱池採用一體化設置，可減少佔地面積；(3)汙泥經沉澱池沉澱後，通過斜板和回流汙泥口自回流至生化反應池，無需設置回流泵，管理和維護方便。

附圖說明

附圖1為本發明的主視圖；

附圖2為本發明的側視圖；

附圖3為本發明中的曝氣元件截面圖；

附圖4為本發明的曝氣元件缺口放大圖；

附圖5為本發明的曝氣元件展開圖及剖面圖；

附圖6為本發明的填料元件的三視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如附圖1，一種小型村鎮汙水處理模塊化一體式裝置，包括進水管5、生化反應池6、沉澱池13、旋轉支架、出水管11、曝氣元件1、填料元件2、排泥通道和驅動設備；所述生化反應池6與沉澱池13共用同一池壁相鄰設置，該同一池壁底部由下至上分別開設有回流汙泥口和出水口；所述驅動設備與旋轉支架的中心轉軸驅動連接，所述旋轉支架通過轉軸架設在生化反應池6上，所述旋轉支架由內圈至外圈依次均勻分布設置有與水平面分別平行的填料元件2和曝氣元件1；所述進水管5和排泥通道分別與生化反應池6連通，所述出水管11與沉澱池13連通。

針對農村生活汙水水質和水量波動大的特點，生化反應池採用以生物膜法為主，活性汙泥法為輔的工藝路線，因此，旋轉主體中，填料元件2相比曝氣元件1具有較大的半徑。

所述旋轉支架為圓形結構，包括支撐架結構、固定部件4和轉軸15，所述支撐架結構包括若干根均勻分布連接在轉軸15上的支撐柱3，所述固定部件4為圓環形框架，與均勻分布的支撐柱3固定連接。

如附圖2，所述驅動設備包括電機17和傳動機構16，所述電機17通過傳動機構16與轉軸15驅動連接，驅動旋轉支架旋轉，從而帶動曝氣元件1和填料元件2以轉軸15為圓心旋轉。其中，密封組件14保證轉軸15和生化反應池6良好的密封性。

如附圖3、4和5，所述曝氣元件1為帶有貫穿條形缺口的圓筒狀結構，與所述支撐柱3垂直設置；所述曝氣元件1的條形缺口所對應的圓心角為5～40°；所述曝氣元件1的條形缺口的開口方向與對應的支撐柱3所夾圓心角θ為90～125°；所述曝氣元件1的缺口的兩端，沿長度方向分布設置有鋸齒狀結構；所述曝氣元件1的外側壁沿著圓弧方向開有若干條細縫凹槽，所述細縫凹槽與條形缺口之間相互垂直。

如附圖6，所述填料元件2包括固定軸18和碟片19，為了便於安裝，所述碟片19分割為若干個扇形片，每個扇形片沿著固定軸18方向組成一個模塊。

如附圖1，所述沉澱池13底部為斜板10，所述斜板10的傾斜角度為10～30°。有利於沉澱池汙泥下沉後因重力作用沿著斜板10從回流汙泥口自回流進入生化反應池6內。

如附圖1，所述出水口的上、下端分別設有導流板9，可引導生化反應池出水沿著沉澱池橫向截面均勻分布。所述導流板9的傾斜角度大於或等於斜板10的傾斜角度。可防止生化反應池6出水衝刷斜板10上的汙泥。

生化反應池6底部設有的排泥通道包括閘閥7和排泥管8，由於生物膜法較低的汙泥產生量，生化反應池6底部汙泥可定期開啟閘閥7通過排泥管8排出。另外，排泥管8也兼作緊急排放管，生化反應池6需要檢修時，可通過排泥管8排放池內汙水。

本發明的一種小型村鎮汙水處理模塊化一體式裝置工作原理如下所述：

汙水從進水管5進入生化反應池6，汙水中有機物可在生化反應池6中通過生物膜法和活性汙泥法去除。

曝氣元件在周期性旋轉過程中，將汙水從生化反應池中攜帶至曝氣元件中，曝氣元件缺口與支撐柱固定的夾角保證轉動過程中汙水能從曝氣元件缺口中流出，缺口的鋸齒結構保證溢流的汙水被切割成若干條細流，被切割的細流具有較大的水流比表面積，通過跌水使得汙水得到充氧；除此之外，緩慢的轉動速度使得剩餘的細流沿著曝氣元件表面的細縫凹槽流動，延長其在空氣中的暴露時間；再者，經鋸齒切割的細流被曝氣元件表面細縫凹槽進一步切割，水流比表面積進一步增大，提高汙水的充氧量。

曝氣元件攜帶的汙水溢流完後，曝氣元件內部充滿空氣，該部分空氣經旋轉後被帶入曝氣池內；隨著旋轉的繼續，曝氣元件內空氣被不斷被壓縮，壓力的增大促使壓縮空氣中氧與進入曝氣元件內的汙水在兩相接觸面傳質速度加快；隨著進一步的旋轉，曝氣元件缺口轉動至壓縮空氣邊緣時，壓縮空氣開始從缺口處溢出，缺口的鋸齒狀結構將空氣切割成若干細小氣泡，強化了氣泡與水的傳質效果；與此同時，不斷上升的氣泡使得生化反應池內汙水得到進一步的攪拌。

旋轉式曝氣系統周期性的旋轉，能夠保證生化反應池內汙水得到充分攪拌，有利於汙水中氧氣得到充分擴散，提高曝氣效果。填料元件採用縮小版的生物轉盤，有利於生物轉盤的通風，也方便拆卸更換，同時，避免了採用柔性填料在使用過程中出現脫落等問題。

處理後的汙水經共用池壁下的出水口並在導流板9的引導下進入沉澱池13，含泥汙水在沉澱池13上升過程中汙泥因重力作用下沉，下沉的汙泥經斜板10和共用池壁的回流汙泥口自回流至生化反應池6，並在生化反應池內的曝氣元件1和填料元件2的旋轉攪動下重新進入生化反應池6內與汙水混合。沉澱池13中沉澱後的澄清水通過溢流堰12和出水管11排出。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。