一種浮於水面的水處理系統的製作方法

2023-05-13 08:20:31

一種浮於水面的水處理系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種浮於水面的水處理系統，旨在提供一種投入成本低，可靈活用於淨化河流、湖泊、水庫等水量較大場合的浮於水面的水處理系統。它包括生物淨化裝置，通過微生物對汙水進行淨化；固液分離裝置，設置於生物淨化裝置的下遊，對生物淨化裝置產生並懸浮於水中的生物膜碎片及水中的懸浮物進行捕集，形成浮於水面的浮渣層；以及浮渣收集濃縮裝置，對所述浮渣層進行收集並濃縮。所述生物淨化裝置包括一矩形的架體、多層支架、多個旋轉布水器、多個循環水泵、一浮力裝置以及多個推流曝氣機。本實用新型投資小，運行費很低，可對已汙染的河流、湖泊、水庫中的水進行廉價的生物化學法淨化處理。
【專利說明】一種淳于水面的水處理系統

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及汙水處理【技術領域】，尤其是涉及一種用於處理河流、湖泊、水庫的 浮於水面的水處理系統。

【背景技術】
[0002] 人類的活動會使大量的工業、農業和生活廢棄物排入水中，使水體受到汙染。多年 來，中國水資源質量不斷下降，水環境持續惡化，由於汙染所導致的缺水事故不斷發生，不 僅使工廠停產、農業減產甚至絕收，而且造成了不良的社會影響和較大的經濟損失，嚴重地 威脅了社會的可持續發展，威脅了人類的健康生存。
[0003] 隨著水體富營養化氮、磷等營養鹽問題和國家環保局對汙水排放標準進一步提 高，沿用了許多年傳統的"一級處理"及"二級處理"水處理工藝技術和設備，由於處理工藝 流程長，系統龐大，而且還散發大量臭氣，已經難以適應當今的高濁度和高濃度汙水的處理 要求。運營者要想達到最新排放標準，需要重新再投入高額的資金擴建原有汙水處理系統， 其投資高、後期維護運行費用高，太多的運營者難以承受。
[0004] 而面對被汙染的河流、湖泊、水庫等，因需要處理的水量巨大，無法建設常規水處 理廠處理，而且土地、資金、運營及管理十分困難。


【發明內容】

[0005] 本實用新型克服了現有技術中的缺點，提供了一種投入成本低，可靈活用於淨化 河流、湖泊、水庫等水量較大場合的浮於水面的水處理系統。
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：一種浮於水面 的水處理系統，包括：
[0007] 生物淨化裝置，通過微生物對汙水進行淨化；
[0008] 固液分離裝置，設置於生物淨化裝置的下遊或下風處，對生物淨化裝置產生並懸 浮於水中的生物膜碎片及水中的懸浮物進行捕集，上浮形成浮於水面的浮渣層；以及
[0009] 浮渣收集濃縮裝置，對所述浮渣層進行收集並濃縮；
[0010] 所述生物淨化裝置包括：
[0011] 架體，其下部設置有第一生物填料區；
[0012] 多層支架，設置於架體的中部形成第二生物填料區；
[0013] 多個旋轉布水器，設置於架體的上端；
[0014] 多個循環水泵，通過管道連接旋轉布水器，且每個旋轉布水器至少並聯有兩個循 環水泵；
[0015] 浮力裝置，設置於架體的底部；以及
[0016] 多個推流曝氣機，設置於第一生物填料區的下方；
[0017] 當該水處理系統浮在水面上時，所述第一生物填料區、推流曝氣機以及循環水泵 均位於水下；
[0018] 所述固液分離裝置包括：
[0019] 氣浮加壓泵，其進水管伸入水面下；
[0020] 投藥裝置，與氣浮加壓泵的進水管連接並提供混凝劑；
[0021] 壓力溶氣罐，與氣浮加壓泵的出水管連接；
[0022] 空壓機，通過管道與壓力溶氣罐連接並進行供氣；
[0023] 溶氣釋放器，通過管道與壓力溶氣罐連接並釋放壓力溶氣罐內的水、氣、藥混合 液；
[0024] 所述浮渣收集濃縮裝置包括：
[0025] 吸汙頭，用於吸取水面上的浮渣；
[0026] 設備主體，用纏繞鋼絲的軟管與吸汙頭相連接；
[0027] 吸汙泵，與設備主體相連接；
[0028] 汙泥儲罐，接收吸汙泵吸取的浮渣；
[0029] 汙泥濃縮泵，通過吸汙管吸取汙泥儲罐中的浮渣；
[0030] 超濾設備，與汙泥濃縮泵連接進行浮渣的減水濃縮，該超濾設備具有排水管及輸 送脫水浮渣的排汙管，所述排汙管接通汙泥儲罐；以及
[0031] 一組浮筏，使浮渣收集濃縮裝置主體浮於水面上；
[0032] 所述汙泥濃縮泵與超濾設備之間設置有常開閥門，常開閥門及汙泥濃縮泵之間設 置有排泥管，該排泥管上設置有常閉閥門。
[0033] 優選的是，所述投藥裝置包括儲藥桶、吸水口與儲藥桶連接的投藥泵、與投藥泵出 水口連接的流量計，流量計通過管道與氣浮加壓泵的進水管連接。
[0034] 優選的是，所述吸汙管上設置有常開電磁閥，常開電磁閥與汙泥濃縮泵之間設置 有伸入水中的吸水管，該吸水管上設置有常閉電磁閥；所述常開電磁閥、常閉電磁閥及汙泥 濃縮泵電氣連接控制超濾設備反覆運行在工作--衝洗工況。
[0035] 優選的是，所述旋轉布水器為四個。
[0036] 優選的是，每個所述旋轉布水器均並聯兩個循環水泵。
[0037] 優選的是，每個所述旋轉布水器均並聯三個循環水泵。
[0038] 優選的是，所述浮力裝置為多個浮筒構成的浮筒組。
[0039] 優選的是，所述浮筒為圓柱形鋼浮筒。
[0040] 優選的是，所述浮力裝置為充氣袋。
[0041] 優選的是，所述生物淨化裝置、固液分離裝置以及浮渣收集濃縮裝置上設置有發 電機。
[0042] 與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：
[0043] (1)本實用新型可移動到需處理的河段或水域，不需安裝輸水管網，不佔土地，投 資小，運行費很低，使用靈活，針對性強，單座處理規模可達數萬立方/每天。可對已汙染的 河流、湖泊、水庫中的水進行廉價的生物化學法淨化處理，以除去有機汙染物COD、B0D和部 分P、N富營養物質，改善水質。
[0044] (2)本實用新型的生物淨化裝置採用架體結構，第二生物填料區由於自然通風，可 為好氧微生物提供充足的氧，不需另設供氧設備。架體上端旋轉布水器噴淋而下的水滴同 時與空氣充分接觸，使〇2溶於水中，此噴淋水落入水面下，又為水面下的第一生物填料區的 微生物提供〇2，減少第一生物填料區供養設備的投入和消耗。
[0045] (3)運行時適時啟動推流曝氣機，一來可增加第一生物填料區的供02量，達到水淨 化的最佳效率。二來可使其附近的水循環流動，增加水下微生物與汙染物接觸的機會，提高 微生物新陳代謝能力。三則通過其攪動，攪起水底沉積的汙泥，使之也參與到生物淨化過程 中來，提高生物淨化效能。河、湖水經多次循環處理後，局部水域(處理設施附近）水質可以 很快提1?。
[0046] (4)本實用新型通過設置固液分離裝置及汙泥收集濃縮裝置，可進一步對水中的 懸浮物進行收集處理，進一步提高水處理的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0047] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前 提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0048] 圖1為本實用新型中生物淨化裝置的結構示意圖；
[0049] 圖2為沿圖1中A-A的剖視圖；
[0050] 圖3為本實用新型中固液分離裝置的示意圖；
[0051] 圖4為本實用新型中浮渣收集濃縮裝置的示意圖。

【具體實施方式】
[0052] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0053] 圖1-4所示為浮於水面的水處理系統的一個具體實施例，該水處理系統包括：
[0054] 生物淨化裝置，通過微生物對汙水進行淨化；
[0055] 固液分離裝置，設置於生物淨化裝置的下遊，對生物淨化裝置產生並懸浮於水中 的生物膜碎片及水中的懸浮物進行捕集，形成浮於水面的浮渣層；以及
[0056] 浮渣收集濃縮裝置，對所述浮渣層進行收集並濃縮；
[0057] 所述生物淨化裝置包括：
[0058] 矩形的架體2,其下部設置有第一生物填料區7 ;
[0059] 三層支架3,設置於架體2的中部形成第二生物填料區4,支架3可由多根圓鋼焊 接製成；支架3可通過可拆卸方式設置於架體2上，方便支架3的更換和修理，顯然也可通 過焊接等方式與架體2固定連接；
[0060] 四個旋轉布水器5,設置於架體2的上端；
[0061] 循環水泵6,通過管道連接旋轉布水器5,且每個旋轉布水器5並聯有兩個循環水 泵6,顯然也可以根據旋轉布水器5流量並聯三個或者更多；
[0062] 浮力裝置1，設置於架體2的底部，該浮力裝置1優選採用多個浮筒構成的浮筒組， 浮筒採用圓柱形鋼浮筒或矩形浮筒；顯然浮力裝置也可以採用充氣袋等其它適用的浮力構 件；以及
[0063] 多個推流曝氣機8,設置於第一生物填料區7的周圍。本實施例的推流曝氣機8 優選為8個；推流曝氣機8 -來可增加第一生物填料區7的供02量，達到水淨化的最佳效 率。二來可使其附近的水循環流動，提高水下微生物與汙染物接觸的機率，提高微生物新陳 代謝能力。三則通過其攪動，攪起水底沉積的汙泥，使之也參與到生物淨化過程中來，提高 整個生物淨化效能；
[0064] 當該水處理系統浮在水面上時，所述第一生物填料區7、推流曝氣機8以及循環水 泵6均位於水下；
[0065] 所述固液分離裝置包括：
[0066] 氣浮加壓泵11，其進水管伸入水面下；
[0067] 投藥裝置，與氣浮加壓泵11的進水管連接並提供混凝劑。該投藥裝置包括儲藥桶 12、吸水口與儲藥桶12連接的投藥泵19、與投藥泵19出水口連接的流量計13,流量計13 通過管道與氣浮加壓泵11的進水管連接；儲藥桶12可單獨浮在水中，不佔用浮力設備的浮 力。
[0068] 壓力溶氣罐14,與氣浮加壓泵11的出水管連接；
[0069] 空壓機17,通過管道與壓力溶氣罐14連接並進行供氣；
[0070] 溶氣釋放器16,通過管道與壓力溶氣罐14連接並釋放壓力溶氣罐14內的水、氣、 藥混合液；
[0071 ] 所述浮渣收集濃縮裝置包括：
[0072] 吸汙頭21，用於吸取水面上的浮渣，它由控汙板、攔汙柵和浮筒組成，控汙板沉在 水下10?20mm處；
[0073] 設備主體22,用纏繞鋼絲的軟管與吸汙頭21相連接；
[0074] 吸汙泵23,與設備主體22相連接；
[0075] 汙泥儲罐24,接收吸汙泵23吸取的浮渣；它可單獨浮在水中不佔浮力設備的載重 量；
[0076] 汙泥濃縮泵25,通過吸汙管26吸取汙泥儲罐24中的浮渣；
[0077] 超濾設備27,與汙泥濃縮泵25連接進行浮渣的濃縮，該超濾設備27具有排水管及 輸送經脫水浮渣的排汙管，所述排汙管接通汙泥儲罐24 ;以及
[0078] -組浮筏（圖中未示出），使浮渣收集濃縮裝置主體浮於水面上；
[0079] 所述汙泥濃縮泵25與超濾設備27之間設置有常開閥門28,常開閥門28及汙泥濃 縮泵25之間設置有排泥管29,該排泥管29上設置有常閉閥門30。
[0080] 進一步的，所述吸汙管26上設置有常開電磁閥31，常開電磁閥31與汙泥濃縮泵 25之間設置有伸入水中的吸水管33,該吸水管33上設置有常閉電磁閥32 ;所述常開電磁 閥31、常閉電磁閥32及汙泥濃縮泵25電性連接控制使超濾設備27反覆運行在工作(濃 縮）衝洗工況。
[0081] 作為本實用新型的進一步改進，可在生物淨化裝置、固液分離裝置以及浮渣收集 濃縮裝置上設置發電機（圖中未示出），使本實用新型不受供電地域限制，實現遠距離離岸 作業。
[0082] 本實用新型的工作過程：
[0083] 生物淨化裝置：開動循環水泵，處理水由循環水泵提升輸送給旋轉布水器噴灑而 出，均勻灑水到第一生物填料區的生物填料上對水體進行淨化。
[0084] 固液分離裝置：將調配好的液體聚合氯化鋁由投藥泵抽取經流量計計量後，加入 到氣浮加壓泵的進水段，藥劑經氣浮加壓泵葉輪高速旋轉而與水充分混合後進入壓力溶氣 罐繼續反應，同時空壓機定量對壓力溶氣罐供應壓縮空氣，使空氣在壓力下溶解於水中，經 管道輸往置於水下的溶氣釋放器後排入水下。由於壓力驟減，原先溶解在壓力水中的空氣 呈直徑20?40 μ m的微氣泡析出，絮凝劑也同時排入水中，遇到懸浮物和生物膜碎片即將 之捕集，絮凝為礬花與微氣泡粘附後，一併上浮到水面形成浮渣層。
[0085] 浮渣收集濃縮裝置：吸汙泵抽吸水錶層10?20mm的浮渣層，送到汙泥貯罐暫存， 當汙泥貯罐裝滿後，開動汙泥濃縮泵，經吸汙管抽取汙泥貯罐內的浮渣送入超濾設備過濾， 分離的水由超濾設備的排水管排放，經脫水的浮渣由超濾設備排汙管返回汙泥貯罐中，如 此連續抽濾將汙泥貯罐中的浮渣多次進行濃縮、減量。當濃縮完成，汙泥貯罐中的脫水浮渣 由人工轉換常開閥門及常閉閥門的啟閉狀態，將濃縮好的浮渣由排泥管外排。（可滲入其它 有機廢物、糞便等厭GUYEFEN氧發酵，生產沼氣和有機肥)。
[0086] 採用本實用新型的技術方案進行水處理時，若設備面積為14mX 14m，配置200m3/ h水泵8臺，日處理水量可達38400m3 ;若設備面積為17mX17m，配置200m3/h水泵12臺，日 處理水量可達57600m3。
[0087] 本實用新型設備可移動到需處理的河段或水域，不需安裝輸水管網，不佔土地，投 資小，運行費很低，使用靈活，針對性強，單座處理規模可達數萬立方/每天。可對已汙染的 河流、湖泊、水庫水進行廉價的生物化學法淨化處理，以除去有機汙染物C0D、B0D和部分P、 N富營養物質，改善水質。河、湖水經多次循環處理後，局部水域(處理設施附近）水質可以 很快提1?。
[〇〇88] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種浮於水面的水處理系統，其特徵在於，包括： 生物淨化裝置，通過微生物對汙水進行淨化； 固液分離裝置，設置於生物淨化裝置的下遊或下風處，對生物淨化裝置產生並懸浮於 水中的生物膜碎片及水中的懸浮物進行捕集，上浮形成浮於水面的浮渣層；以及 浮渣收集濃縮裝置，對所述浮渣層進行收集並濃縮； 所述生物淨化裝置包括： 架體（2)，其下部設置有第一生物填料區（7); 多層支架（3)，設置於架體（2)的中部形成第二生物填料區（4); 多個旋轉布水器（5)，設置於架體（2)的上端； 多個循環水泵（6)，通過管道連接旋轉布水器（5)，且每個旋轉布水器（5)至少並聯有 兩個循環水泵（6); 浮力裝置（1)，設置於架體（2)的底部；以及 多個推流曝氣機（8)，設置於第一生物填料區（7)的下方； 當該水處理系統浮在水面上時，所述第一生物填料區（7)、推流曝氣機（8)以及循環水 泵（6)均位於水下； 所述固液分離裝置包括： 氣浮加壓泵（11)，其進水管伸入水面下； 投藥裝置，與氣浮加壓泵（11)的進水管連接並提供混凝劑； 壓力溶氣罐（14)，與氣浮加壓泵（11)的出水管連接； 空壓機（17)，通過管道與壓力溶氣罐（14)連接並進行供氣； 溶氣釋放器（16)，通過管道與壓力溶氣罐（14)連接並釋放壓力溶氣罐（14)內的水、 氣、藥混合液； 所述浮渣收集濃縮裝置包括： 吸汙頭（21)，用於吸取水面上的浮渣； 設備主體（22)，用纏繞鋼絲的軟管與吸汙頭（21)相連接； 吸汙泵（23)，與設備主體（22)相連接； 汙泥儲罐（24)，接收吸汙泵（23)吸取的浮渣； 汙泥濃縮泵（25)，通過吸汙管（26)吸取汙泥儲罐（24)中的浮渣； 超濾設備（27)，與汙泥濃縮泵（25)連接進行浮渣的減水濃縮，該超濾設備（27)具有排 水管及輸送脫水浮渣的排汙管，所述排汙管接通汙泥儲罐（24);以及 一組浮筏，使浮渣收集濃縮裝置主體浮於水面上； 所述汙泥濃縮泵（25)與超濾設備（27)之間設置有常開閥門（28)，常開閥門（28)及汙 泥濃縮泵（25)之間設置有排泥管（29)，該排泥管（29)上設置有常閉閥門（30)。
2. 根據權利要求1所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：所述投藥裝置包括儲 藥桶（12 )、吸水口與儲藥桶（12 )連接的投藥泵（19 )、與投藥泵（19 )出水口連接的流量計 (13 )，流量計（13 )通過管道與氣浮加壓泵（11)的進水管連接。
3. 根據權利要求1所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：所述吸汙管（26)上設 置有常開電磁閥（31)，常開電磁閥（31)與汙泥濃縮泵（25)之間設置有伸入水中的吸水管 (33)，該吸水管（33)上設置有常閉電磁閥（32);所述常開電磁閥（31)、常閉電磁閥（32)及 汙泥濃縮泵（25)電氣連接控制超濾設備（27)反覆運行在工作--衝洗工況。
4. 根據權利要求1所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：所述旋轉布水器（5)為四 個。
5. 根據權利要求1-4任一所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：每個所述旋轉布 水器（5 )均並聯兩個循環水泵（6 )。
6. 根據權利要求1-4任一項所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：每個所述旋轉 布水器（5)均並聯三個循環水泵（6)。
7. 根據權利要求1-4任一項所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：所述浮力裝置 (1)為多個浮筒構成的浮筒組。
8. 根據權利要求7所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：所述浮筒為圓柱形鋼浮 筒。
9. 根據權利要求1-4任一項所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：所述浮力裝置 (1)為充氣袋。
10. 根據權利要求1-4任一項所述浮於水面的水處理系統，其特徵在於：所述生物淨化 裝置、固液分離裝置以及浮漁收集濃縮裝置上均設置有發電機。
【文檔編號】C02F9/14GK203878038SQ201420303264
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】楊秉恭 申請人:昆明御喜堂生物科技有限公司, 楊秉恭, 李志偉