一種勢能復氧汙水處理系統的製作方法

2024-02-06 07:49:15

本發明屬於汙水處理技術領域，具體涉及一種勢能復氧汙水處理系統。

背景技術：

目前，國內外對於汙水進行生物處理主要採取活性汙泥和生物接觸氧化工藝相結合的深度處理技術，處理後的水質能達到回用水的標準，此類汙水生物處理工藝好氧過程多採用曝氣法（主要為鼓風曝氣），來增加汙水中的溶解氧，以便讓活性汙泥中或填料生物膜上的好氧微生物得以生長、繁殖，並分解汙水中的有機物，但曝氣法復氧效率很低，能耗很高，運轉起來費用較高。勢能復氧利用勢能增氧生態床，如中國專利200520071365.X，將勢能通過虹吸轉化為動能進行大氧復氧及吹脫，雖然可以減少曝氣耗能及人工控制，但汙水在每一層生態床上停留時間很短，導致汙水處理效果差。將勢能通過浮力放水轉化為動能進行大氧復氧及吹脫，也可以減少曝氣耗能及人工控制，首先需要將汙水抽至最上一層，若要汙水實現間歇性排放，水泵就必須頻繁啟動、關閉，當汙水處理量較大時，就容易造成損壞。

技術實現要素：

基於現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種勢能復氧汙水處理系統，通過上水箱間歇性排放，延長汙水在每層反應單元的停留時間，提高汙水處理效果。

為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為：

一種勢能復氧汙水處理系統，包括若干層上下依次排列的反應單元，最上層反應單元上設有上水裝置，所述上水裝置包括上水箱，上水箱的中部設有第一箱體，第一箱體的上部連接有上水管，所述上水管連接有水泵，並通過水泵將汙水抽至第一箱體內，所述第一箱體的底部低於上水箱的上端面，第一箱體的底部設有入水口，並通過入水口與上水箱相連通；上水箱上一側設有矩形邊框，所述矩形邊框的底部與上水箱相連通，所述第一箱體及矩形邊框的上埠均高於上水箱的上端面，且上水箱位於矩形邊框及第一箱體外的上埠封閉；第一箱體內設有進水控制機構，上水箱內設有出水控制機構；

所述進水控制機構包括位於第一箱體內的第二箱體，第二箱體底部的中心處固定有下端敞口的第三箱體，所述第三箱體的橫截面小於入水口，第三箱體穿過入水口並伸入上水箱，且第三箱體的底部固定有用於封閉入水口的第一擋板；第一箱體的頂部及底部上下對應固定有豎直的導向杆，第二箱體內固定有與導向杆相適配的導套，所述導套的下端穿過並伸出第二箱體的底部，且導套的下端與第一箱體的底部相靠接；第二箱體一側面的底部連通有用於排出第二箱體內汙水的第一排水通道，所述第一排水通道的另一端設有第一排水口，第一排水口的外側靠接有用於封閉第一排水口的第二擋板，所述第二擋板的下端與第一排水通道鉸接，第二擋板的上部固定有第一浮體；

所述出水控制機構包括位於矩形邊框處的第四箱體，第四箱體內設有第二浮體，第四箱體中部的底面與上水箱的底面之間有間距，第四箱體中部下方的上水箱底部設有第一出水口，第一出水口上設有用於封閉第一出水口的第三擋板，第三擋板上固定有豎直的第一連接杆，所述第一連接杆的上端穿過第四箱體底板並伸入第四箱體，且與第二浮體固定連接；第四箱體的前後兩側均連通有第五箱體，第五箱體的上端面低於第四箱體的上端面，且第五箱體的上端面設有第一進水口，第二浮體的前後兩端均固定有豎直的支撐杆，兩個支撐杆的上端均緊固安裝有支撐板，前、後兩個支撐板上分別吊掛有用於封閉前、後兩個第一進水口的第四擋板；第四箱體一側面的底部連通有用於排出第四箱體內汙水的第二排水通道，所述第二排水通道的另一端設有第二排水口，第二排水口的外側靠接有用於封閉第二排水口的第五擋板，所述第五擋板的下端與第二排水通道鉸接，第五擋板的上部固定有第三浮體；第四箱體靠近第一箱體的一側連通有進水管，進水管的另一端向上彎折並伸入第三箱體內，第三箱體內頂部吊掛有用於封閉進水管管口的第一封水塞；

所述反應單元包括反應槽，反應槽內設有用於處理汙水的填料，反應槽底板的中部設有第二出水口，第二出水口的一側設有空心的第六箱體，所述第六箱體包括相連通的第一箱部及第二箱部，所述第一箱部位於第二箱部的上方，且第一箱部及第二箱部的軸向中心線重合；第一箱部的頂部低於反應槽的上埠，第一箱部豎直側壁的上部設有進水孔，第一箱部的底面大於第二箱部的上埠，且第一箱部底面大於第二箱部上埠的部分通過第二連接板封閉，第二連接板上設有第二進水口，第二進水口上設有用於封閉第二進水口的第二封水塞；第二箱部豎直側壁的底部連通有用於排出第六箱體內汙水的第三排水通道，第三排水通道的另一端設有第三排水口，第三排水口的外側靠接有用於封閉第三排水口的第六擋板，所述述第六擋板的下端與第三排水通道鉸接，第六擋板的上端固定有第四浮體；第六箱體內設有沿豎直方向浮沉的第五浮體，第五浮體的上端面固定有水平的第二連接杆，並通過第二連接杆與第二封水塞固定連接，第五浮體的中心處固定有豎直的第一支架，第一支架的上端穿過並伸出第六箱體的頂板，且第一支架的上端鉸接有推拉杆，所述推拉杆由第一桿部及第二桿部連接而成，所述第二桿部由第一桿部向下彎折而成，第六箱體上設有第二支架，所述第二支架與第一桿部及第二桿部的連接處鉸接；第一桿部的下端鉸接有用於控制第二出水口開/閉的第七擋板，第七擋板上設有開口，第二出水口的兩側對應設有相互平行的滑槽，所述第七擋板位於兩個滑槽之間，並通過推拉杆的拉/推沿滑槽滑動，實現開口與第二出水口的對應/錯開。

優選地，所述反應槽包括上端敞口的槽體，槽體豎直側壁的上部設有若干通氣口；所述槽體的底板由第一板體、第二板體及第三板體從前至後順次連接而成，第二板體為水平的，第一板體及第三板體關於第二板體呈對稱設置，且第一板體及第三板體遠離第二板體的一端在豎直方向的高度均高於第二板體；所述第二出水口位於第二板體上，第一板體及第三板體上都均勻間隔固定有若干豎直的支撐肋板，且所述支撐肋板沿前後方向延伸，支撐肋板的上表面沿橫向均勻間隔固定有若干支撐筋板，所述填料位於支撐筋板上。

進一步，第二板體上方沿橫向設有水平的加強筋板，加強筋板的左、右兩端分別與槽體的左、右側壁固定連接，加強筋板的底面與第二板體之間均勻間隔設有若干豎直的支撐柱。

優選地，第一箱體的上埠處固定有豎直的第二導向杆，第二箱體的頂部固定有與第二導向杆相適配的第二導套，所述第二導套套裝於第二導向杆上。

優選地，所述第二擋板包括第一豎直部及連接於第一豎直部底部的第一連接部，所述第一豎直部與第一排水通道的側面相靠接，所述第一連接部呈U形，第一連接部位於第一排水通道的下方，並與第一排水通道的底面相鉸接；所述第五擋板包括第二豎直部及連接於第二豎直部底部的第二連接部，所述第二豎直部與第二排水通道的側面相靠接，所述第二連接部呈U形，第二連接部位於第二排水通道的下方，並與第二排水通道的底面相鉸接；所述第六擋板包括第三豎直部及連接於第三豎直部底部的第三連接部，所述第三豎直部與第三排水通道的側面相靠接，所述第三連接部呈U形，第三連接部位於第三排水通道的下方，並與第三排水通道的底面相鉸接。

優選地，第六箱體內固定有豎直的第三導向杆，所述第三導向杆穿過第五浮體，並與第五浮體滑動連接。

優選地，所述第三擋板的底面沿第三擋板的長度方向設有加固筋板。

優選地，第一出水口處固定有導向板，導向板上設有與第一連接杆相匹配的導向孔，所述第一連接杆的下端穿過並伸出導向孔。

優選地，所述第一封水塞呈球狀；所述第二進水口呈圓形，所述第二封水塞呈球狀。

本發明中水泵連續工作，避免反覆啟動，降低了能耗，可延長水泵使用壽命，上水箱的第一出水口間歇排水，無需專人管理，提高了效率；反應單元通過進水孔向第六箱體內慢速進水，然後通過第五浮體上浮打開第二進水口開始快速進水，促使第五浮體迅速上浮，帶動第一支架上升，通過推拉杆向後拉第二擋板，使開口與第二出水口對應，反應槽向下層排水，延長了汙水進入下一層反應槽的時間，使反應槽內生物處理更加充分；在反應槽將勢能轉化為動能進行大氣復氧及吹脫的過程中，不需要曝氣及機電動力。本發明結構便於加工，填料放置在支撐筋板上，填料孔洞不易堵塞，可全部自控，並抗衝擊負荷，可用於處理各種高濃度汙水。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1中上水裝置的結構示意圖；

圖3是圖1中上水箱的結構示意圖；

圖4是圖1的主視圖；

圖5是圖1的仰視圖；

圖6是圖1的俯視圖；

圖7是圖6沿A-A線的剖面圖；

圖8是圖6沿B-B線的剖面圖；

圖9是圖6沿C-C線的剖面圖；

圖10是圖8中D處的局部放大圖；

圖11是圖8中E處的局部放大圖；

圖12是圖9中F處的局部放大圖；

圖13是圖9中G處的局部放大圖；

圖14是圖1中反應單元的結構示意圖；

圖15是圖14中反應槽的結構示意圖；

圖16是圖15中槽體的結構示意圖；

圖17是圖15的俯視圖；

圖18是圖15的仰視圖；

圖19是圖17沿H-H線的剖面圖；

圖20是圖14中浮力控制機構的結構示意圖；

圖21是圖20中箱體去掉上蓋的結構示意圖；

圖22是圖20的仰視圖；

圖23是圖20的主視圖；

圖24是圖22沿I-I線的剖面圖；

圖25是圖23沿J-J線的剖面圖；

圖26是圖23沿K-K線的剖面圖；

圖27是圖24中L處的局部放大圖；

圖28是圖6沿M-M線的剖面圖。

具體實施方式

如圖1~27所示，一種勢能復氧汙水處理系統，包括若干層上下依次排列的反應單元，最上層反應單元上設有上水裝置。

所述上水裝置包括上水箱3，所述上水箱3包括長方體形的箱殼301，箱殼301的左側設有矩形邊框304，所述矩形邊框304的底部與箱殼301相連通，矩形邊框304的上埠高於箱殼301的上端面；箱殼301位於矩形邊框304外的上埠設有箱蓋302，箱蓋302的中部設有凹槽303，凹槽303內設有入水口5。箱蓋302上中部設有長方體形的第一箱體2，第一箱體2的底部與箱蓋302無縫連接，且第一箱體2包圍凹槽303，第一箱體2通過入水口5與上水箱3相連通；第一箱體2的上埠高於矩形邊框304的上埠，第一箱體2的上部連接有上水管1，所述上水管1連接有水泵，並通過水泵將汙水抽至第一箱體2內，第一箱體2內設有進水控制機構，上水箱3內左側設有出水控制機構。

所述進水控制機構包括位於第一箱體2內的第二箱體8，所述第二箱體8呈長方體形且第二箱體8上端敞口，第二箱體8底部位於凹槽303內；第二箱體8底部的中心處固定有第三箱體38，所述第三箱體38呈圓柱形且第三箱體38下端敞口，第三箱體38的直徑小於入水口5的直徑，第三箱體38的頂部高於第二箱體8的底部，第三箱體38穿過入水口5並伸入上水箱3內，且第三箱體38的底部在入水口5的下方固定有用於封閉入水口5的第一擋板37。第一箱體2的頂部及底部上下對應均固定有4個豎直的導向杆21（上下共8個導向杆21），且4個導向杆21呈矩形排布；第一箱體2的上埠處沿左右方向固定有第一橫杆7，頂部的導向杆21的上端固定於第一橫杆7上，底部的導向杆21直接固定於凹槽303內；第二箱體8內固定有與導向杆21相適配的導套23，所述導套23的上下兩端分別套裝於上下兩側的導向杆21上，導套23的下端穿過並伸出第二箱體8的底部，且導套23的下端與凹槽303的底部相靠接，第二箱體8的頂部沿左右方向固定有第二橫杆22，導套23的上端固定於第二橫杆22上。第二箱體8後側面的底部連通有用於排出第二箱體8內汙水的第一排水通道32，所述第一排水通道32的後端設有第一排水口33，第一排水口33的外側靠接有用於封閉第一排水口33的第二擋板34，所述第二擋板34包括第一豎直部及連接於第一豎直部底部的第一連接部，所述第一豎直部與第一排水通道32的側面相靠接，所述第一連接部呈U形，第一連接部位於第一排水通道32的下方，並與第一排水通道32的底面相鉸接，第二擋板34的上部固定有第一浮體9。

所述出水控制機構包括位於矩形邊框304處的第四箱體10，第四箱體10內設有第二浮體11，第四箱體10中部的底面與上水箱3的底面之間有間距，第四箱體10中部下方的上水箱3底部設有第一出水口25，第一出水口25上設有用於封閉第一出水口25的第三擋板26，所述第三擋板26的底面沿第三擋板26的長度方向設有加固筋板27；第三擋板26上固定有豎直的第一連接杆28，所述第一連接杆28的上端穿過第四箱體10底板並伸入第四箱體10，且與第二浮體11固定連接；第一出水口25處固定有導向板6，導向板6上設有與第一連接杆28相匹配的導向孔，所述第一連接杆28的下端穿過並伸出導向孔。第四箱體10的前、後兩側均連通有第五箱體14，第五箱體14的上端面低於第四箱體10的上端面，且第五箱體14的上端面設有第一進水口29，第二浮體11的前後兩端均固定有豎直的支撐杆24，兩個支撐杆24的上端均緊固安裝有水平的支撐板13，前、後兩個支撐板13上分別緊固安裝有第一連接板19，所述第一連接板19沿左右方向延伸，且第一連接板19的左右兩端均固定有第二連接杆20，並通過第二連接杆20吊掛有用於封閉前、後兩個第一進水口29的第四擋板12；第四箱體10的底部連通有用於排出第四箱體10內汙水的第二排水通道30，所述第二排水通道30的另一端設有第二排水口31，第二排水口31的外側靠接有用於封閉第二排水口31的第五擋板15，所述第五擋板15包括第二豎直部及連接於第二豎直部底部的第二連接部，所述第二豎直部與第二排水通道30的側面相靠接，所述第二連接部呈U形，第二連接部位於第二排水通道30的下方，並與第二排水通道30的底面相鉸接，第五擋板15的上端固定有第三浮體16。第四箱體10右側面的中部連通有進水管17，上水箱3內設有用於支撐進水管17的第三支架18，進水管17的右部向上彎折並伸入第三箱體38內，且進水管17的上端管口低於箱蓋302，第三箱體38內頂部吊掛有用於封閉進水管17管口的第一封水塞39，所述第一封水塞39呈球狀。

所述反應單元包括反應槽，所述反應槽包括呈矩形且上端敞口的槽體4，所述槽體4包括矩形邊框401及位於矩形邊框401底部的底板，所述矩形邊框401豎直側壁的上部設有若干通氣口45；所述底板由第一板體402、第二板體403及第三板體404從前至後順次連接而成，第二板體403為水平的，第一板體402及第三板體404關於第二板體403呈對稱設置，且第一板體402及第三板體404遠離第二板體403的一端在豎直方向的高度均高於第二板體403。第二板體403上設有第二出水口40，且5個第二出水口40沿左右方向依次排布；第一板體402及第三板體404上都均勻間隔固定有若干豎直的支撐肋板41，且所述支撐肋板41沿前後方向延伸，支撐肋板41的上表面沿橫向均勻間隔固定有若干支撐筋板42。第二板體403上方沿橫向設有水平的加強筋板43，加強筋板43的左、右兩端分別與矩形邊框401的左、右側壁固定連接，加強筋板43的底面與第二板體403之間均勻間隔固定有若干豎直的支撐柱44。加強筋板43上設有浮力控制機構，且浮力控制機構位於第二出水口40的右側，浮力控制機構前、後兩側的支撐筋板42上放置有用於處理汙水的填料。

所述浮力控制機構包括空心的第六箱體50，第六箱體50的底面固定於加強筋板43上，所述第六箱體50包括相連通的第一箱部5002及第二箱部5001，所述第一箱部5002位於第二箱部5001的上方，且第一箱部5002及第二箱部5001的軸向中心線重合；所述第一箱部5002呈長方體形，第一箱部5002的頂部低於通氣口45，第一箱部5002右側壁的上部設有用於慢速進水的進水孔52；所述第二箱部5001呈八稜柱形，且第二箱部5001的前後左右四個側面分別與第一箱部5002的前後左右四個側面位於同一平面，第一箱部5002底面四角處均設有水平的第二連接板61，並通過第二連接板61實現第六箱體50側壁的封閉，每個第二連接板61上均設有圓形的第二進水口55，第二進水口55上設有用於封閉第二進水口55的球狀的第二封水塞57；第二箱部5001右側壁的底部連通有用於排出第六箱體50內汙水的第三排水通道62，第三排水通道62的右端設有第三排水口59，第三排水口59的右側靠接有用於封閉第三排水口59的第六擋板60，所述第六擋板60包括第三豎直部及連接於第三豎直部底部的第三連接部，所述第三豎直部與第三排水通道62的側面相靠接，所述第三連接部呈U形，第三連接部位於第三排水通道62的下方，並與第三排水通道62的底面相鉸接，第六擋板60的上端固定有第四浮體56。

第六箱體50內設有沿豎直方向浮沉的第五浮體51，第六箱體50內前後對稱固定有豎直的第三導向杆54，所述第三導向杆54穿過第五浮體51，並與第五浮體51滑動連接。第五浮體51的上端面固定有水平的第二連接杆58，並通過第二連接杆58與第二封水塞57固定連接；第五浮體51的中心處固定有豎直的第一支架53，第一支架53的上端穿過並伸出第六箱體50的頂板，且第一支架53的上端鉸接有推拉杆48；所述推拉杆48由第一桿部4802及第二桿部4801連接而成，所述第二桿部4801由第一桿部4802向下彎折而成，第六箱體50上設有第二支架49，所述第二支架49與第一桿部4802及第二桿部4801的連接處鉸接。第一桿部4802的下端鉸接有用於控制第二出水口40開/閉的第七擋板46，第七擋板46上設有開口47，第二出水口40的兩側對應設有相互平行的滑槽35，所述第七擋板46位於兩個滑槽35之間，滑槽35對第七擋板46起到限位、導向作用；第七擋板46的後方設有限位塊36，限位塊36對第七擋板46向右移動的行程起到限位作用，所述第七擋板46並通過推拉杆48的拉/推沿滑槽35滑動，實現開口47與第二出水口40的對應/錯開。

上述系統的上水裝置使用前，第二箱體8通過導套23落於凹槽303底面上，第二箱體8的底面與凹槽303的底面之間有間距，且第一擋板37位於入水口5的下方，使入水口5保持打開狀態。該上水裝置使用時，打開水泵，上水管1通過水泵將汙水抽至第一箱體2，進入第一箱體2的汙水通過入水口5進入上水箱3內；上水箱3內汙水淹至第三浮體16時，會託起第三浮體16，使第五擋板15封閉第二排水口31，隨著上水箱3內汙水逐漸增多，汙水水位漫入凹槽303內，第一浮體9受浮力作用，使第二擋板34封閉第一排水口33；隨著上水管1繼續向第一箱體2內排入汙水，上水箱3內被注滿汙水，汙水水位在第一箱體2內繼續上升，當第二箱體8受到的浮力大於其浮起所需的力時，沿導向杆21豎直上移，並通過第三箱體38帶動第一擋板37向上移動，將入水口5封閉；同時，第二箱體8的上浮也通過第三箱體38將第一封水塞39提起，進水管17的管口打開，上水箱3內的汙水通過進水管17進入第四箱體10，第二浮體11開始上浮，並通過支撐杆24及支撐板13將前後兩個第四擋板12提起，前後兩個第一進水口29打開，上水箱3內的水通過第一進水口29快速進入第四箱體10內，第二浮體11迅速浮起，並通過第一連接杆28將第三擋板26提起，第一出水口25打開，上水箱3內的水通過第一出水口25排入下方的反應槽內；隨著上水箱3內汙水水位逐漸下降，第三浮體16下落，第五擋板15向下翻轉，第四箱體10內的汙水通過第二排水口31進入上水箱3，並通過第一出水口25排出，第二浮體11下落，並通過第一連接杆28帶動第三擋板26重新封閉第一出水口25，完成上水箱3的一次排水。與此同時，水泵的不間斷工作，上水管1持續向第一箱體2內供水，第一箱體2內的水位上升至第二箱體8上邊緣時，開始漫入第二箱體8內，隨著第二箱體8內汙水量逐漸增多，直至第二箱體8及第二箱體8內汙水的總重大於第二箱體8所受的浮力時，第二箱體8下落，通過第三箱體38帶動第一擋板37及第一封水塞39向下移動，使入水口5打開、進水管17的上端管口封閉，第一箱體2內的汙水迅速通過入水口5進入上水箱3，第一浮體9下落，第二擋板34向下翻轉，第二箱體8內的汙水通過第一排水口33進入第一箱體2，並通過入水口5進入上水箱3；隨著上水管1繼續供水，上水裝置各部件就按照前面的動作順序實現上水箱3的再次排水。這樣，水泵的持續工作，也可實現上水箱3的間歇性排水。

當上水箱將水排入最上層反應槽內，對於該層反應槽，隨著槽體4內汙水水位逐漸升高，第四浮體56上浮，使第六擋板60封閉第三排水口59，當汙水水位達到進水孔52時，汙水開始通過進水孔52向第六箱體50內進水，當第五浮體51受到的浮力大於其浮起所需的力時開始上浮，通過第二連接杆58帶到第二封水塞57向上移動，第二進水口55被打開，汙水開始快速流入第六箱體50，第五浮體51迅速上浮；第一支架53帶動第一桿部4802的右端向上移動，第二桿部4801的下端拉動第七擋板46向右移動至與限位塊36靠緊，開口47與第二出水口40上下對應，汙水開始通過第二出水口40排出該層反應槽，進入下一層反應槽；隨著槽體4內汙水排出，第四浮體56落下，第六擋板60向下翻轉打開第三排水口59，第六箱體內的水通過第三排水通道62排出，並通過第二出水口40進入下一層反應槽，同時，第五浮體51逐漸落下，第二封水塞57重新封閉第二進水口55，第一桿部4802的右端向下移動，並通過第二桿部4801推動第七擋板46，重新封閉第二出水口40。

在整個過程中，汙水被連續抽入上水裝置，第一出水口25間歇將汙水排出，然後汙水在每層停留，並自上而下地排入下一層；每層反應單元的汙水排出時，同時將空氣吸入填料的孔隙之中，空氣與所有填料中的水膜相接觸而進行大氣復氧，使得填料表面的水膜中溶解氧迅速增加；無需人工控制，反應單元各部件不易堵塞，汙水處理效果好。

本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。