专利名称：一种可用于源头治污的物理式污水污物处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水污物处理系统，尤其是一种可用于源头治污的物理式污水污物处理系统。
背景技术：
目前，生产、生活污水有的是直接排放，既浪费了水资源，又影响自然环境；有的是通过设置污水处理装置对污水进行处理后排放。而对于工业和民用污水的处理，一股的传统物理处理方法是将排出的污水通过沉淀池、平流池、过滤装置、浓缩池、泥水分离装置等来完成污水处理的全过程。这样的处理工艺存在的问题是所用设备占地面积大，截污管线长，建设费用高，设备投资巨大，运行成本高，征地拆迁难度大，对于一股的中小企业和居住小区很难采用该方法进行排污处理，这种高投入、高运行成本的处理工艺推广应用有一定的局限性。也有采用物理化学方法进行处理的，是以加入凝聚剂使与水中可溶性和不溶性杂质、污物发生物理化学反应而产生凝聚作用，使杂质、污物沉淀或上浮以便与水分离而使水质净化，这是一种传统而又广泛使用的水净化处理方法。这种方法也需占用较大面积的土地或建筑物以建造沉淀用的水池或水槽，将待处理污水引入水池或水槽中，加入凝聚剂并搅拌，然后静置自然沉淀，一股需数小时至数十小时才能使污物分离出来。这种过程常需经多级重复处理，才能使水质达到净化指标。因此这种方法既占地面积大，处理效率也不高。 为提高处理量，势必要进一步扩大占地面积。上述现有技术还有一个共同的缺陷就是，现有的污水污物处理模式都是末端治污，即污水污物从源头排出后，要经过纵横交错的地下管网汇流到污水处理厂，无法做到全面的治污，特别是雨水和污水合流，会大大增加污水量，使污水处理厂无法承受而大量进入公共水体，如水塘、河涌、河流和湖泊，往往容易导致公共水体全面受到污染，特别是环保管理不到位时，一些企业甚至直接将有毒有害的污水污物排放到公共水体中时，更会导致逢河必黑，见水皆臭，治污赶不上制污。因此，如果在源头进行治污，尽量避免雨水、污水污物合流截污处理，将能大大改善公共水体的污染情况。另外，由于地球上可利用的淡水相对于我们人类越来越大的用水需求而言是比较少的，再加上淡水资源分布不均以及越来越严重的水污染使可利用的淡水进一步减少，导致现在全球可利用的水资源严重短缺。而我国是世界上12个贫水国家之一，淡水资源还不到世界人均水量的1/4。全国600多个城市半数以上缺水，其中108个城市严重缺水。而且地表水资源的稀缺造成对地下水的过量开采，使得我国地下水资源已近枯竭。这使得节水减排，走循环水利用之路，成为保护环境、缓解水资源危机的一个迫切而有效途径。
发明内容
本发明的第一个目的旨在提供一种可用于源头治污的物理式污水污物处理系统， 该系统相对于末端治污的系统而言可以大大缩小体积，实现在很小的空间里进行污水污物的处理，因此可以将其应用在各个污染源头及时对污水污物进行处理，以减少或避免污水排入公共水体，达到源头治污的目的。本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的一种可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，包括固液分离装置和沉淀装置，其特征在于，所述固液分离装置具有固液分离器及其分离进水口、分离出水口和分离排污口 ；所述沉淀装置包括底部设有沉淀排污口的沉淀壳体，在所述沉淀壳体内设有进水软管和出水软管，所述的进水软管的进水端与所述固液分离装置的分离出水口连接，所述进水软管的出水端连接一中空的浮盘，所述浮盘的轮廓与所述沉淀壳体横截面轮廓相适应，其至少在底面靠近边缘的环形区域上均布有多个通孔，使得来自固液分离装置的水通过所述进水软管进入浮盘后可通过所述浮盘上的通孔流入浮盘下方的沉淀壳体中，同时浮盘又能浮于水面处；所述浮盘底部设有浮盘出水口，该出水口与所述的出水软管的进水端连接，出水软管的出水端则伸出沉淀壳体外。 本发明在工作时，污水从固液分离装置的分离进水口进入，进行固液分离，固体污物可定时或者定量从排污口排出，后续可当作固体垃圾进行处理，而从固液分离装置分离出的污水则通过分离出水口进入沉淀装置中进行沉淀处理；污水进入沉淀装置后，通过所述进水软管进入浮盘，再经浮盘的通孔缓慢流出到浮盘下方的沉淀壳体中，以便于污水的沉淀处理；另外，在水的浮力作用下，浮盘被浮托于水面，当进入沉淀装置中的污水越多，沉淀壳体中的水位就越高，浮盘也就升得越高。由于进入沉淀壳体中的水是经浮盘小孔减速进入的，水流的速度缓慢且分散，浮盘对污水起到缓冲作用，因此，在浮盘下方的污水呈相对静止的状态，使得水中悬浮污物能够不受时常进水的影响保持一定的速度沉淀，使污水中悬浮的污物颗粒逐步沉淀于沉淀装置底部，使得水位越高的水越干净，以使水得到净化， 并达到排放标准。而由于浮盘下方的水面会略高于浮盘的出水口，故经沉淀处理的水就可以不断地从浮盘出水口经出水软管流出沉淀装置，再排放入公共排污管网中，从而实现从排污源头进行治污的目的。本发明可做以下改进所述的浮盘出水口的上端向浮盘的空腔内延伸并略高于浮盘底部的上表面。作为本发明的一个实施例，可以采用金属制成的浮盘，浮盘的侧壁与沉淀壳体内壁相配合，使浮盘在沉淀壳体内上下浮动时，可以刮除粘结在沉淀壳体内壁上的污泥和苔藓，起到自洁的作用；在所述的浮盘底部增设提高浮力的轻质材料制成的浮板，所述的浮板在与浮盘底部通孔对应的位置均开设有通孔。所述的浮板用于增加浮盘的浮力，减少水面与浮盘出水口之间的高度差，使得水以较慢的速度从浮盘出水口流出，水中悬浮污物有足够的时间进行沉淀。本发明所述的浮板推荐采用泡沫材料或者其他现有技术中能够达到同样效果的材料。本发明可作以下改进在所述的浮盘上增设侧壁上开有多个通孔的水流导向盘， 所述水流导向盘底面安装在所述浮盘上表面，同时在浮盘上表面位于水流导向盘外的环形区域均布有多个通孔。污水经进水软管先流进水流导向盘，然后再从水流导向盘侧壁上的通孔缓慢流出，经浮盘上表面的通孔进入浮盘内，再从浮盘底面的通孔流到位于浮盘下方的沉淀壳体中，由于增加了水流导向盘，使得污水在沉淀装置中的流程中增加了 2道缓速屏障，水流的流速不断地降低，更利于浮盘下方水中污物的沉淀。而由于水流导向盘和浮盘的总重力稍大于浮力，水面会略高于浮盘出水口，经沉淀处理的水可以自浮盘出水口经出水软管流出沉淀壳体外。本发明还可以作以下的改进为避免浮盘或者水流导向盘上的通孔容易聚集悬浮物形成泥饼，堵塞通孔，所述浮盘和水流导向盘上的通孔的孔径均大于壁厚，推荐的孔径 壁厚=2 10 1。 本发明还可以进一步作以下的改进为了尽量减少沉淀装置中进、出水软管对浮盘浮力的影响，所述进水软管和出水软管均采用螺旋形软管，即所述进水软管和出水软管均沿沉淀壳体内壁螺旋盘绕，其中，进水软管的末端连接在浮盘或者水流导向盘上表面的中心部，出水软管始端则连接在浮盘底面上的浮盘出水口上。螺旋形软管的作用除了允许浮盘在沉淀壳体内随水位的升降而上下浮动外，软管的螺旋形状所带来的结构作用也有利于浮盘保持平衡状态。作为本发明的一个实施例，所述的固液分离器可采用沉降装置，用于滤除比重比水重的杂物，如金属碎件、陶瓷碎片、小石块等等。所述沉降装置为具有沉降进水口、沉降溢水口和沉降排污阀的容器，其中，所述沉降溢水口位于沉降装置的上部，在本实施例中为固液分离装置的分离出水口，用于与所述的沉淀装置的进水软管连接；所述进水口位于沉降装置的顶部；所述排污阀则设置在沉降装置的底部。在使用时，污水污物进入沉降装置后， 比重较大的污物会沉降到沉降装置的底部，累积至一定量时可打开排污阀将其排放出去， 污水则在沉降装置中的水位漫过溢水口时流出沉降装置而进入沉淀装置。作为本发明的一种改进，所述的沉降装置内的中上部纵向设置挡板，将沉降进水口和沉降溢水口分隔开，形成U管结构，确保比重较大的污物能够沉降在沉降装置的底部， 而不会因急速的水流被带出沉降溢水口进入下一步骤的处理装置。本发明的进一步改进是，所述的固液分离装置还可以在采用沉降装置的基础上增设破碎装置和螺旋固液分离器。本发明所述的破碎装置包括破碎壳体、破碎进水口和破碎出水口，在所述的破碎壳体内设置破碎机构，用于污物的破碎；所述的破碎进水口与沉降装置的溢水口连接，而其破碎出水口与螺旋固液分离器连接。在沉降装置中不能沉淀的比重较小的污物随污水流至破碎装置中，被破碎成小碎块或颗粒状，避免这些物质堵塞下一步骤的处理装置。本发明所述的破碎机构可选择现有的破碎机构，如双轴或三轴转动刀式破碎机构。本发明的第二个目的旨在提供一种可用于源头治污的物理式污水污物循环水处理系统，该处理系统是在第一发明目的的基础上将已达排放标准的水进一步净化，实现水循环使用的目的，不但可大大减少污水的排放量，而且还能实现在小范围内的水自给自足， 满足一股人群用水需求，达到节约水资源的目的，有效地解决淡水资源日渐枯竭的问题。本发明的第二个目的可以通过以下技术措施来实现在第一发明目的技术方案中，固液分离装置由沉降装置、破碎装置和螺旋固液分离器组成的基础上，增设仿生物肠式过滤装置，该装置包括过滤壳体、肠管状滤膜机构、位于过滤壳体上的过滤进水口和过滤出水口 ；所述的肠管状滤膜机构设置在壳体内，所述过滤进水口与沉淀装置的沉淀出水口连接，而过滤排污口则位于过滤壳体底部。本发明推荐的一种实施例是所述的螺旋固液分离器可以根据本发明具体应用的末端出水水质的要求，选择一级、二级或者多级的螺旋固液分离器依次串联，以适应不同排污源对污水处理的低、中、高的出水水质要求。本发明可以对所述的螺旋固液分离器做以下的改进所述的螺旋固液分离器包括分离管、螺旋机构、螺旋进水口、螺旋出水口和螺旋排污口，所述的分离管为包括内管和外管的双层结构，所述的螺旋进水口和螺旋排污口均与内管连通，并位于内管的两端部，分离管倾斜设置，所述螺旋出水口则设置在外管的下部，在本实施例中为固液分离装置的分离出水口 ；所述螺旋排污口位于内管的上端部，所述的螺旋进水口位于内管的下部，且内管的管壁上均布有多个的微孔，所述分离管双层管壁之间的环形通道位于螺旋出水口处的那端的端壁上设有若干供水流通过的微孔；螺旋机构由螺旋刮刀和驱动机构组成，所述的螺旋刮刀沿内管的中轴线方向设置在所述内管的腔室中，所述驱动机构则位于分离管的一端。 所述的螺旋刮刀由驱动机构驱动转动时，可将污物从螺旋进水口处传送至所述的螺旋排污口，而因为分离管倾斜设置，水在自身重力的作用下会流向分离管的下部，从而使水进一步与固体污物分离，然后从内管上的微孔进入双层管壁之间的环形通道，再从外管上的螺旋出水口流出进入下一步处理。本发明还可以对所述的螺旋固液分离器进一步改进所述的螺旋刮刀为螺旋刀片结构，其纵向中心处为空的，沿该纵向中心空间处设置一出水内管，该出水内管上均布有多个微孔，其位于驱动机构相反的另一端的内管端壁上出水内管端口为该管的出水口，用于与螺旋出水口连通。即该改进措施是增加了螺旋固液分离器的出水通道，以加大出水量。本发明螺旋固液分离器的另一个推荐实施方式是，所述的分离管为单层管，所述出水内管为内、外层管壁上均布有微孔的双层管结构，在所述出水内管的内、外层管壁间隙中设有可以更换的过滤材料，所述的出水内管的一端为出水端伸出分离管的外部，与下一处理装置连接；所述的螺旋机构一边将污物传送至所述螺旋排污口定量排放或收集，一边使水从出水内管的微孔通过，经过滤材料过滤后，从螺旋出水口流出进入下一步处理。该实施方式的螺旋固液分离器适用于对污水更为精细的固液分离，作为二级或者二级以上的螺旋固液分离器处理使用。本发明所述的螺旋固液分离器中涉及的内管及出水内管上的微孔，推荐采用孔径 >壁厚的设计，孔径与壁厚的比例在孔径壁厚=2 10 1的范围内为佳。本发明中所述的分离管的倾斜角度在15 75度范围内，有利于水与固体污物分离，使排出的固体污物时不易将污水带出，便于固体污物的处理。本发明在沉淀装置的上一级处理装置中是超过一级的螺旋固液分离器处理的，所述水流导向盘侧壁上的通孔可以是孔径在0. 1 2mm范围内的微孔，其所起到的缓速作用会更显著，保证沉淀壳体内的水处在平静的状态，以利于沉淀持续进行，使沉淀的效率更
尚ο作为本发明一个推荐实施方式，所述的仿生物肠式过滤装置包括过滤壳体、肠管状滤膜机构、过滤排污口、过滤进水口、过滤出水口，所述过滤出水口位于过滤壳体的底部， 在过滤出水口处设有出水阀门，所述肠管状滤膜机构的进水端从过滤壳体的上部伸出作为过滤进水口，所述沉淀装置的出水软管的出水端通过高压泵与所述过滤进水口连接，肠管状滤膜机构的出水端从过滤壳体的底部伸出作为过滤排污口，所述的肠管状滤膜机构包括相互连通的一层以上的管状滤膜单元，每层管状滤膜单元包括并排排列并互相连通的多个管状滤膜，来自沉淀装置的污水由高压泵送入肠管状滤膜机构中，在高压作用下水透过管状滤膜管壁以清水状态滤出流至过滤壳体的底部从过滤出水口中流出，而水中的固体物质则进一步浓缩成浆液，从管状滤膜的排污口排出或进入二次固液分离处理。作为本发明的一种改进，所述的管状滤膜内都设置毛刷机构，该毛刷机构由置于管状滤膜内的柱状毛刷、毛刷转动轴和转动轴端部的传动机构构成，传动机构在动力源的作用下可驱动每个管状滤膜内的毛刷转动，对进入管状滤膜内的水进行压滤，同时清洗管状滤膜的管壁防止污垢堵塞管状滤膜的孔，以保证管状滤膜有较长的使用寿命。所述的管状滤膜可以采用管状微滤膜、管状纳滤膜或管状超滤膜。所述的管状滤膜可以是由陶瓷或高分子材料等材质制成。作为本发明的一种改进在固液分离装置的分离出水口和沉淀装置的进水软管的进水端之间还可以设置循环水箱，让固液分离装置出来的污水在进入沉淀装置之前先在循环水箱中进行初步沉淀，同时还能减缓进入沉淀装置的水流速度。所述的循环水箱具有水箱进水口和水箱出水管，所述水箱出水管高于循环水箱底面，以便使循环水箱内的水位高于水箱出水管时才能流出循环水箱进入沉淀装置。作为本发明一个推荐实施方式，循环水箱可以增设第二个水箱出水管和水泵，用于连接在固液分离装置中的沉降装置的底部设置的回流水入口，回流水入口设置在沉降装置上的沉降溢水口相对的位置处。在固液分离装置开始进污水处理时可以启动所述的水泵，将循环水箱中的水不断地送入所述沉降装置的回流水入口中，以便利用高压水流在沉降装置内产生上升水流将进入沉降装置比重较轻的污物打散并将污物浮托起，让之随水流进入下一处理装置中进行处理。本发明还可以作以下改进所述的螺旋固液分离器至少是二级螺旋分离器，在第一级的螺旋固液分离器的螺旋出水口处或第二级的螺旋固液分离器的螺旋进水口处设置泥浆回流入口，该泥浆回流入口可以分别与所述沉淀装置的沉淀排污口和仿生物肠式过滤装置的过滤排污口连通，并分别设置泥浆泵，用于将沉淀装置和仿生物肠式过滤装置中的泥浆重新送回第二级螺旋固液分离器中重复进行固液再分离处理。本发明还可做进一步改进在螺旋固液分离器的螺旋排污口处设置一污物收集盘和挤压脱水装置，所述的收集盘的排污端连接挤压脱水装置，所述挤压脱水装置的出水端与螺旋固液分离器的泥浆回流入口连通，将泥浆送回螺旋固液分离器中进行新的循环过滤处理；污泥则从挤压脱水装置的污泥排污端排出或进入下一步处理装置进行处理。本发明所述的挤压脱水装置可选择现有的螺旋式挤压脱水机。本发明还可以做更进一步的改进在所述的挤压脱水装置的污泥排出口处加设焚烧污物的焚烧装置，对污泥进行焚烧处理，最终排出二氧化碳和灰渣，方便用户做最后的处理。所述的焚烧装置可以选择小型焚烧炉。本发明中所采用的过滤材料可以是滤布、毛纺布或者其他可以用于过滤的材料。本发明可以根据排污源对出水水质要求的不同，将以上固液分离装置，包括沉降装置、或加设破碎装置、螺旋固液分离器，与循环水箱、沉淀装置、仿生物肠式过滤装置、挤压脱水装置和焚烧装置等做成多种不同的组合方案，每种组合方案均可以将各构成装置一起安装在同一柜体内，或者是将沉降装置和破碎装置一起安装在一个柜体内做成室外机， 而其他装置安装在另一个柜体内做成室内机。室内机通过泵送方式与室外机联通，这种形式一方面可以有效地减少本发明在室内的空间占用率，另一方面也使室内机能方便更换部件，而且各装置的大小可以根据实际污水处理量的需要进行制造。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果(1)本发明中采用固液分离装置和沉淀装置对污水污物进行物理分离沉淀等处理，得到符合排放标准的水，无需添加化学制剂，安全环保和实用。(2)本发明由于所采用的技术具有小型化的特点，即系统中的各装置均可安装在一个柜体内，可以实现在很小的空间里进行污水污物的自动化处理，因此可以将其应用在各个生活污染源头或企业的污染源头及时对污水污物进行处理，实现人人治污，从源头治污。既可大大降低排污量和公共水体被污染的几率，有效地解决城镇出现的污水横流，臭气冲天的现象，真正做到见水皆清；而且还能同时减少污水处理厂的污水处理量及污泥对市政管道淤塞和河床淤积，大大降低环保治污的市政成本。(3)本发明在固液分离装置增设破碎装置和螺旋固液分离器，以便使系统的后段可采用仿生物肠式过滤装置，对水质进行高品质的净化，使得排放的污水只需进行物理处理得到的清水不仅符合排放标准，而且还可以达到重复再用的标准，从而实现水循环使用的目的，实现在小范围内的水自给自足，满足一股人群用水需求，进一步达到节约用水、节约水资源的目的，对于解决世界水资源危机具有积极和重大的社会和经济效益。(4)本发明可以进一步形成一个完整的污水污物处理系统，包括水循环再利用的处理及固体垃圾焚烧处理，可在一个排污源就完成污水污物的全处理，无需外界的介入，这种完整的系统特别适用于远离城镇缺乏成熟的市政管理体系的居住点或旅游点的排污处理，可大大减轻市政对排污处理的压力和负担。(5)本发明既适用于对生活污水的处理和养殖场的污水处理，也可以用于工矿企业的无毒害物质的污水处理。
图1是本发明实施例之一的的结构示意图；图2是本发明实施例之一中的沉降装置的结构示意图；图3是本发明实施例之一中的破碎装置的结构示意图；图4是图3所示的破碎装置中的刀具的结构示意图；图5是本发明实施例之一中的破碎装置的侧视剖面图；图6是本发明实施例之一中的破碎装置的俯视剖面图；图7是本发明实施例之一中的一级螺旋固液分离器的结构示意图；图8是一级螺旋固液分离器的A-A向剖面图；图9是本发明实施例之一中二级螺旋固液分离器的结构示意图；图10是二级螺旋固液分离器B-B向剖面图；图11是本发明实施例之一中的沉淀装置的结构示意图；图12是本发明实施例之二的的结构示意图；图13是本发明实施例之二的沉降装置的结构示意图；图14是本发明实施例之二的循环水箱的结构示意图；图15是本发明实施例之三的的结构示意图16是本发明实施例之三的仿生物肠式过滤装置的结构示意图；图17是肠管状滤膜机构中管状滤膜布局示意图；图18是本发明实施例之四的的结构示意图；图19是本发明实施例之四的挤压脱水装置的结构示意图；图20是挤压脱水装置C-C向剖面图；图21是本发明实施例之五的的结构示意图；图22是本发明实施例之五的焚烧装置的结构示意图。
具体实施例方式实施例一图1 11所示的可用于源头治污的物理污水污物处理系统是本发明的一个实施例，由固液分离装置和沉淀装置5连接构成。固液分离装置具有固液分离器及其分离进水口、分离出水口和分离排污口。固液分离装置由沉降装置1、破碎装置2和螺旋固液分离器依次连接构成。其中沉降装置1为具有沉降进水口 11、沉降溢水口 12和沉降排污阀13的容器，其中，沉降溢水口 12位于沉降装置1的上部，作为固液分离装置的分离出水口。沉降进水口 11位于沉降装置1的顶部，用于外界的排污口连接，在沉降进水口 11处设置感应式电子延时开关17。 沉降装置1内的中上部纵向设置挡板15，将沉降进水口 11和沉降溢水口 12分隔开，形成 U管结构，确保比重较大的污物能够沉降在沉降装置1的底部，而不会因逢急速的水流进入破碎装置2。沉降排污阀13采用电磁阀，设置在沉降装置1的底部。定时打开排放沉积于装置底部的比重较大的污物。污水污物进入沉降装置1后，比重较大的污物会沉降到沉降装置1的底部，累积至一定量时可打开沉降排污阀13将其排放出去，污水则在沉降装置中的水位漫过沉降溢水口 12时流出沉降装置而进入破碎装置2。破碎装置2由破碎壳体21、破碎机构22、破碎进水口 23和破碎出水口 24构成，破碎进水口 23位于破碎壳体21上部，破碎出水口 24位于破碎壳体21底部，破碎机构22设置在破碎壳体21内，用于污物的破碎。破碎进水口 23与沉降装置1的溢水口 12连接，而其破碎出水口 24则与螺旋固液分离器进水端连接。在沉降装置1中不能沉淀的比重较小的污物随污水流至破碎装置2中，被破碎成小碎块或颗粒状，避免这些物质堵塞螺旋固液分离器。破碎机构22选择现有的双轴转动刀式破碎机构，即该双轴转动刀式破碎机构由两组叠加安装的固定刀221和转动刀222构成。螺旋固液分离器由一级螺旋固液分离器3和二级螺旋固液分离器7依次串联构成。其中一级螺旋固液分离器3包括一级分离管32、一级螺旋机构、一级螺旋进水口 33、一级螺旋出水口 34、一级螺旋排污口 35和泥浆回流口 37，其中，泥浆回流口 37和一级螺旋出水口 34连通。一级分离管32为包括内管和外管的双层结构，一级螺旋进水口 33和一级螺旋排污口 35均与内管连通，并位于内管的两端部。一级分离管32倾斜设置，倾斜角度在 15 75度范围内。一级螺旋出水口 34设置在外管的下部并与二级螺旋固液分离器7的进水端连接；一级螺旋排污口 35位于内管的上端部，一级螺旋进水口 33位于内管的下部。 一级分离管32的内管的管壁上均布有多个的微孔，一级分离管32双层管壁之间的环形通道位于一级螺旋出水口 34处的那端的端壁上也设有若干供水流通过的微孔38。一级螺旋
11机构由一级螺旋刮刀36和驱动机构组成，螺旋刮刀36为螺旋刀片结构，沿内管的中轴线方向设置在所述内管的腔室中，其纵向中心处为空的，驱动机构则位于一级分离管32的上端。沿一级螺旋刮刀36的纵向中心空间处设置一一级出水内管31。该一级出水内管31上均布有多个微孔，其位于驱动机构相反的另一端的内管端壁上出水内管端口为一级出水内管31的出水口，与一级螺旋出水口 34连通。一级螺旋固液分离器中的内管及一级出水内管31上的微孔的孔径与壁厚的比例在孔径壁厚=2 10 1的范围内，确保污物不堵塞微孔。一级螺旋刮刀36由驱动机构驱动转动时，可将污物从一级螺旋进水口 33处传送至所述的一级螺旋排污口 35，而因为一级分离管32倾斜设置，水在自身重力的作用下会流向一级分离管32的下部，从而使水进一步与固体污物分离，然后从内管上的微孔进入双层管壁之间的环形通道以及从一级出水内管31上的微孔进入一级出水内管31内，再从外管上的一级螺旋出水口流出进入二级螺旋固液分离器7。二级螺旋固液分离器7由二级分离管71、二级螺旋机构、二级螺旋进水口 74、二级螺旋出水口 77和二级螺旋排污口 75。二级分离管71为单层管，倾斜设置，倾斜角度在15 75度范围内。二级螺旋进水口 74位于二级分离管71的下部，而二级螺旋排污口 75位于二级分离管71的上部。二级螺旋机构由二级螺旋刮刀76和驱动机构组成，二级螺旋刮刀76 沿二级分离管71的中轴线方向设置在二级分离管71的腔室中，驱动机构则位于二级分离管71的上端。二级螺旋刮刀76为螺旋刮刀片结构，其纵向中心处为空的，沿该纵向中心空间处设置一二级出水内管72，该二级出水内管72为内、外层管壁上均布有微孔的双层管结构，在二级出水内管72的内、外层管壁间隙中设有可以更换的无纺虑布73，二级出水内管 72的下部的出水端口伸出二级分离管71的外部作为二级螺旋出水口 77，与沉淀装置5的进水端连接。二级螺旋固液分离器中二级分离管71的内管及二级出水内管72上的微孔的孔径与壁厚的比例在孔径壁厚=2 10 1的范围内，确保污物不堵塞微孔。二级螺旋机构一边将污物传送至二级螺旋排污口 75定量排放或收集，一边使水从二级出水内管72 的微孔通过，经过滤材料过滤后进入二级出水内管72内，从二级螺旋出水口 77流出进入沉淀装置5。破碎装置2、一级螺旋固液分离器3和二级螺旋固液分离器7中的驱动机构的工作都由感应式电子延时开关17控制。在污水从沉降装置1的进水口 11进入时，感应式电子延时开关17打开，启动破碎装置2的破碎机构、一级螺旋固液分离器的螺旋机构和二级螺旋固液分离器的螺旋机构。沉淀装置5包括底部设有沉淀排污口 57的沉淀壳体51，在该沉淀壳体51内设有金属制成的浮盘55、进水软管52和出水软管53。进水软管52的进水端与二级螺旋固液分离器7的螺旋出水口 77连接。其中，浮盘55的轮廓与沉淀壳体51的横截面轮廓相适应， 其的侧壁与沉淀壳体51内壁相配合，使浮盘在沉淀壳体51内上下浮动时，可以刮除粘结在沉淀壳体51内壁上的污泥和苔藓，起到自洁的作用。浮盘55上设有侧壁上开有多个通孔的水流导向盘54，水流导向盘54底面安装在浮盘55上表面，同时在浮盘55上表面位于水流导向盘54外的环形区域均布有多个通孔。浮盘55底部设有浮盘出水口 56，其上端向浮盘55的空腔内延伸并略高于浮盘55底部的上表面，浮盘55底面位于浮盘出水口 56外的环形区域上均布有多个通孔，使得来自固液分离装置的水通过进水软管52进入浮盘55后可通过浮盘55上的通孔流入浮盘下方的沉淀壳体51中，同时浮盘55又能浮于水面处。浮
12盘55底部增设提高浮力的浮板551，该浮板551采用泡沫材料制成，其在与浮盘55底部通孔对应的位置均开设有通孔，浮板551用于增加浮盘55的浮力，减少水面与浮盘出水口 56 之间的高度差，使得水以较慢的速度从浮盘出水口 56流出，水中悬浮污物有足够的时间进行沉淀。进水软管52和出水软管53均采用螺旋形软管，即进水软管52和出水软管53均沿沉淀壳体51内壁螺旋盘绕，其中，进水软管52的末端连接在水流导向盘54上表面的中心部，出水软管53始端则连接在浮盘出水口 56上，出水软管53的出水端则伸出沉淀壳体 51外。螺旋形软管的作用除了允许浮盘在沉淀壳体内随水位的升降而上下浮动外，软管的螺旋形状所带来的结构作用也有利于浮盘保持平衡状态。污水经进水软管52先流进水流导向盘54，然后再从水流导向盘54侧壁上的通孔缓慢流出，经浮盘55上表面的通孔进入浮盘内，再从浮盘底面的通孔流到位于浮盘下方的沉淀壳体51中，由于设置了浮盘55和水流导向盘54，使得污水在沉淀装置5中的流程中增加了 2道缓速屏障，水流的流速不断地降低，利于浮盘下方水中污物的沉淀。而由于水流导向盘和浮盘的总重力稍大于浮力，水面会略高于浮盘出水口 56，经沉淀处理的水可以自浮盘出水口 56经出水软管流出沉淀壳体51 外。浮盘55和水流导向盘54上的通孔的孔径均大于浮盘55和水流导向盘54的壁厚， 孔径在0. 1 2mm范围内，以避免浮盘或者水流导向盘上的通孔容易聚集悬浮物形成泥饼， 堵塞通孔。沉淀排污口 57与一级螺旋固液分离器3的泥浆回流入口 37连接。沉淀排污口 57处设置泥浆泵58和污泥比重计59，污泥比重计59检测沉淀壳体51内的泥浆是否达到排放重量的设定值，如果泥浆重量达到设定值开启泥浆泵将沉淀壳体51中沉淀的泥浆重新送回二级螺旋固液分离器7中进行新的固液分离处理，泥浆重量低于设定值使，关闭泥浆泵，停止输送工作。实施例二如图12 14所示的可用于源头治污的物理污水污物处理系统，与实施例二不同的是，在二级螺旋固液分离器7的二级螺旋出水口 77和沉淀装置5的进水软管52的进水端之间设置循环水箱4，让固液分离装置出来的污水在进入沉淀装置5之前先在循环水箱4 中进行初步沉淀，同时还能减缓进入沉淀装置5的水流速度。如图14所示，该循环水箱4 具有水箱进水口 41、第一水箱出水管42和第二水箱出水管43。其中，水箱进水口 41位于循环水箱4的上部与二级螺旋固液分离器7的出水口 72连接，而第一水箱出水管42和第二水箱出水管43位于循环水箱4的下部。第一出水管42与沉淀装置5的进水软管52的进水端连接，它的上端高于循环水箱4的底面，以便使循环水箱4内的水位高于水箱出水管 42的上端口时才能流出循环水箱4进入沉淀装置5。水箱第二出水口 43处设置水泵44，用于连接在固液分离装置中的沉降装置1的底部设置的回流水入口 14，回流水入口 14设置在沉降装置1上的沉降溢水口 12相对的位置处。在固液分离装置开始进污水处理时可以启动所述的水泵，将循环水箱4中的水不断地送入沉降装置1的回流水入口 14中，以便利用高压水流在沉降装置1内产生上升水流将进入沉降装置1比重较轻的污物打散并将污物浮托起，让之随水流进入下一处理装置中进行处理。实施例三与实施例一不同的是，图15 17所示的可用于源头治污的物理污水污物处理系统增设了仿生物肠式过滤装置6。
如图16和17所示，该仿生物肠式过滤装置6由过滤壳体61、肠管状滤膜机构、过滤排污口、过滤进水口、过滤出水口 63、高压泵66、泥浆泵65和污泥比重计67构成。过滤出水口 63位于过滤壳体61的底部，在过滤出水口 63处设有出水阀门。肠管状滤膜机构由连接件60连通的6层管状滤膜单元构成，每层管状滤膜单元由连接件60连通的并排排列的多个管状滤膜62和设置在管状滤膜62内的毛刷机构构成。第一层管状滤膜单元的进水端从过滤壳体61的顶部伸出作为过滤进水口，沉淀装置5的出水软管53的出水端通过高压泵66与过滤进水口连接，沉淀装置5内设有水位控制器50，该水位控制器50在沉淀装置 5内水位过低时关闭高压泵66，停止向仿生物肠式过滤装置6输送水。第六层管状滤膜结构的出水端从过滤壳体61的底部伸出作为过滤排污口，过滤排污口通过泥浆泵65和管路与一级螺旋固液分离器3的泥浆回流口 37连接，用于将仿生物肠式过滤装置6的泥浆送回二级螺旋固液分离器7中进行再分离处理。泥浆泵65的工作由设置于第6层管状滤膜结构的出水端上的污泥比重计67控制。毛刷机构由置于管状滤膜62内的柱状毛刷64、毛刷64的转动轴69和转动轴69 端部的传动机构68构成，每个传动机构68都采用齿轮传动，各个毛刷机构的齿轮直径相同。每一层管状滤膜单元相邻两个的毛刷机构的齿轮间连接，相邻的两层管状滤膜单元的毛刷机构的齿轮间连接，而只需要其中一个毛刷机构连接驱动机构即可驱动各个管状滤膜 62内的柱状毛刷64的等速转动，对进入管状滤膜62内的水进行压滤，水透过管状滤膜62 的管壁以清水状态流至过滤壳体61内，再从过滤壳体61底部的过滤出水口 63流出，同时毛刷还能清洗管状滤膜62的管壁防止污垢堵塞管状滤膜的孔，保证了管状滤膜的使用寿命。本实施例中的管状滤膜62可以采用管状微滤膜、管状纳滤膜或管状超滤膜。实施例四与实施例三不同的是，图18 20所示的可用于源头治污的物理污水污物处理系统在分离装置中的一级螺旋固液分离器3和二级螺旋固液分离器7的排污口处均设置一污物收集盘8，污物收集盘8的排污端连接挤压脱水装置9。如图19所示，挤压脱水装置9由脱水分离管91、脱水螺旋机构、脱水进水口 94、脱水出水口 96和脱水排污口构成。脱水分离管91为单层锥形管，并倾斜设置，倾斜角度在15 75度之间。锥形管的大端为脱水分离管91的上端，脱水进水口 94设在脱水分离管91的上端。锥形管的小端为脱水分离管91 的下端，在其小端端面的壁上设有多个供污泥通过的通孔96作为脱水排污口(图20)。在脱水分离管91的纵向中心空间处设置一脱水出水内管92。该脱水出水内管92为内、外层管壁上均布有微孔的双层管结构，在其内、外层管壁间隙中设有可以更换的无纺布滤布93。 脱水出水内管92的出水端口从脱水分离管91的下端伸出至外部作为脱水出水口 96，该脱水出水口 96通过水泵和管路与一级螺旋固液分离器的泥浆回流口 37连接，将经挤压处理后所得的水送回二级螺旋固液分离器7中进行再处理。脱水螺旋机构由锥形螺旋刮刀95和驱动机构组成，螺旋刮刀95为锥形螺旋刀片结构，沿出水内管92的中轴线方向设置在脱水分离管91的腔室中，驱动机构则位于脱水分离管91的一端，用于驱动锥形螺旋刮刀95转动将污泥向脱水分离管91的下端挤压，然后从锥形管的小端的脱水排污口排出。实施例五与实施例四不同的是，图21 22所示的可用于源头治污的物理污水污物处理系统在挤压脱水装置9下方设置焚烧废气和污物的焚烧装置10。该焚烧装置10由漏斗状的污泥粒存储仓101和焚烧管构成。如图22所示，焚烧管包括外管，该外管的上部设有气体排放口(图中未示出)。外管104内设置一内管105，其沿外管中轴线方向设置于外管104的上部空间内，该内管105 外壁上设有电热丝，其内部空间构成污泥块烧结室。内管105内部设置脱气螺旋机构和排气内管110。其中，脱气螺旋机构由脱气螺旋刮刀106和驱动机构组成，螺旋刮刀106沿内管的中轴线方向设置在内管105的腔室中，驱动机构安装在内管105的一端，螺旋刮刀为螺旋刀片结构，其纵向中心处为空的，排气内管110沿该纵向中心空间处设置于内管105内， 该排气内管110管壁上均布多个微孔，而其上端为排气端伸出内管外与废气焚烧室103连通，将废气送至废气焚烧室103中进行焚烧处理，废气焚烧室103由内管105外壁与外管 104上部内壁之间的空间以及电热丝构成，电热丝设置在外管104上部的内壁上，该废气焚烧室103下端与外管下部空间连通。内管105下端的端口与外管104下部空间连通，在内管105端口处设用于将烧结的管状污泥块切碎的旋转切刀107。污泥粒存储仓101位于挤压脱水装置9的污泥粒排出口正下方用于收集污泥粒，污泥粒存储仓101污泥输出端与焚烧管内管105连通，用于将污泥送至内管105中进行泥块烧结处理。污泥粒进入内管105内，受到螺旋刮刀106的挤压脱气并在电热丝的加热下烧结成块，然后被旋转切刀107切成管状泥块进入外管104下部空间，而废气通过排气内管110 的微孔进入排气内管110中，并从排气内管110的上端口排至废气焚烧室103进行焚烧。焚烧管的外管104下部空间为污物焚烧室，其具有螺旋通道108，电炉丝设置在污物焚烧室104外壁以及螺旋通道108内，管状的泥块进入螺旋通道108被焚烧成灰烬后由位于焚烧管下端的废渣排放口 109排出，产生的废气进入废气焚烧室103中进一步焚烧成 CO2向上进入废气焚烧室103从气体排放口排出。泥粒存储仓101内设置用于控制焚烧室工作的污泥探头102，在污泥进入泥粒储仓101中时，启动电炉丝、螺旋刮刀106和旋转切刀 107进行工作。本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制，因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内，例如，浮盘和水流导向盘上的通孔的孔径均大于壁厚，孔径壁厚比在2 10 1范围之间都可以达到污水沉淀处理的目的。一级螺旋固液分离器和二级螺旋固液分离器的倾斜角度在15 75度之间、螺旋分离器中涉及的内管及出水内管上的微孔的孔径与壁厚的比例在孔径壁厚=2 10 1的范围内均可以达到固液分离的目的。而挤压脱水装置采用现有的螺旋式挤压脱水机，焚烧装置采用小型焚烧炉。本发明还可以根据对末端出水水质的要求，螺旋固液分离器选择一级、二级或者多级的螺旋固液分离器依次串联，沉淀装置也可以选择一级、二级或者多级的沉淀装置依次串联，以适应不同排污源对污水处理的低、中、 高的出水水质要求；本发明还可以对固液分离装置，包括沉降装置、或加设破碎装置、螺旋固液分离器，与循环水箱、沉淀装置、仿生物肠式过滤装置、挤压脱水装置和焚烧装置等做成多种不同的组合方案。
权利要求
1.一种可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，包括固液分离装置和沉淀装置 (5)，其特征在于，所述固液分离装置具有固液分离器及其分离进水口、分离出水口和分离排污口 ；所述沉淀装置(5)包括底部设有沉淀排污口的沉淀壳体(51)，在所述沉淀壳体 (51)内设有进水软管(52)和出水软管(53)，所述的进水软管(52)的进水端与所述固液分离装置的分离出水口连接，所述进水软管(52)的出水端连接一中空的浮盘(55)，所述浮盘 (55)的轮廓与所述沉淀壳体(51)横截面轮廓相适应，其至少在底面靠近边缘的环形区域上均布有多个通孔，使得来自固液分离装置的水通过所述进水软管(52)进入浮盘(55)后通过所述浮盘(55)上的通孔流入浮盘(55)下方的沉淀壳体(51)中，同时浮盘(55)又能浮于水面处；所述浮盘(55)底部设有浮盘出水口(56)，该浮盘出水口(56)与所述的出水软管(53)的进水端连接，出水软管(53)的出水端则伸出沉淀壳体(51)夕卜。
2.根据权利要求1所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 所述的浮盘出水口(56)的上端向浮盘(55)的空腔内延伸并高于浮盘底部的上表面。
3.根据权利要求2所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 在所述的浮盘(55)上增设侧壁上开有多个通孔的水流导向盘(54)，所述水流导向盘(54) 底面安装在所述浮盘(55)上表面，同时在浮盘(55)上表面位于水流导向盘(54)外的环形区域均布有多个通孔。
4.根据权利要求3所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 所述进水软管(52)和出水软管(53)均采用螺旋形软管，即所述进水软管(52)和出水软管 (53)均沿沉淀壳体内壁螺旋盘绕，其中，进水软管(52)的末端连接在浮盘或者水流导向盘上表面的中心部，出水软管(53)始端则连接在浮盘(55)底面上的浮盘出水口(56)上。
5.根据权利要求4所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 所述的固液分离器采用沉降装置(1)；所述沉降装置(1)为具有沉降进水口(11)、沉降溢水口(12)和沉降排污阀(13)的容器，其中，所述沉降溢水口(12)位于沉降装置(1)的上部， 作为固液分离装置的分离出水口，用于与所述的沉淀装置(5)的进水软管(52)连接；所述沉降进水口(11)位于沉降装置(1)的顶部；所述沉降排污阀(13)则设置在沉降装置(1) 的底部。
6.根据权利要求5所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 所述的固液分离装置在采用沉降装置(1)的基础上增设破碎装置(2)和螺旋固液分离器; 所述的破碎装置(2)包括破碎壳体(21)、破碎进水口(23)和破碎出水口(24)，在所述的破碎壳体(21)内设置破碎机构(22)，用于污物的破碎；所述的破碎进水口(23)与沉降装置 (1)的沉降溢水口(12)连接，而其破碎出水口(24)与螺旋固液分离器连接。
7.根据权利要求6所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 该系统还包括仿生物肠式过滤装置(6)，该仿生物肠式过滤装置(6)包括过滤壳体(61)、肠管状滤膜机构、位于过滤壳体(61)上的过滤排污口、过滤进水口和过滤出水口(63)；所述的肠管状滤膜机构设置在过滤壳体(61)内，所述过滤进水口与沉淀装置(5)的出水软管 (53)的出水端连接，而所述过滤排污口则位于过滤壳体(61)底部。
8.根据权利要求7所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 所述的螺旋固液分离器包括分离管、螺旋机构、螺旋进水口、螺旋出水口和螺旋排污口，所述的分离管为包括内管和外管的双层管结构，所述的螺旋进水口和螺旋排污口均与内管连通，并位于内管的两端部，分离管倾斜设置，所述螺旋出水口则设置在外管的下部，作为固液分离装置的分离出水口 ；所述螺旋排污口位于内管的上端部，所述的螺旋进水口位于内管的下部，且内管的管壁上均布有多个的微孔，所述分离管双层管壁之间的环形通道位于螺旋出水口处的那端的端壁上设有若干供水流通过的微孔；所述螺旋机构由螺旋刮刀和驱动机构组成，所述的螺旋刮刀沿内管的中轴线方向设置在所述内管的腔室中，所述驱动机构则位于分离管的一端。
9.根据权利要求8所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 所述的螺旋刮刀为螺旋刀片结构，其纵向中心处为空的，沿该纵向中心空间处设置一出水内管，该出水内管上均布有多个微孔，其位于驱动机构相反的另一端的内管端壁上出水内管端口为该管的出水口，用于与所述螺旋出水口连通。
10.根据权利要求7所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 所述的螺旋固液分离器包括分离管、螺旋机构、螺旋进水口、螺旋出水口和螺旋排污口，所述的分离管为单层管，所述的螺旋进水口和螺旋排污口均与分离管连通，并位于分离管的两端部，分离管倾斜设置；所述螺旋机构由螺旋刮刀和驱动机构组成，所述的螺旋刮刀沿内管的中轴线方向设置在所述分离管的腔室中，所述驱动机构则位于分离管的一端；沿该纵向中心空间处设置一出水内管，该出水内管为内、外层管壁上均布有微孔的双层管结构，在所述出水内管的内、外层管壁间隙中设有可更换的过滤材料，所述的出水内管的一端为出水端伸出分离管的外部，与下一处理装置连接。
11.根据权利要求8或9或10所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于，所述肠管状滤膜机构的进水端从过滤壳体(61)的上部伸出作为过滤进水口，所述沉淀装置的出水软管的出水端通过高压泵与所述过滤进水口连接，所述肠管状滤膜机构的出水端从过滤壳体的底部伸出作为过滤排污口(63)，所述的肠管状滤膜机构包括相互连通的一层以上的管状滤膜单元，每层管状滤膜单元包括并排排列并互相连通的多个管状滤膜(62)。
12.根据权利要求11所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于，所述的管状滤膜(62)内都设置毛刷机构，所述毛刷机构由置于管状滤膜(62)内的柱状毛刷(64)、毛刷转动轴(69)和转动轴端部的传动机构(68)构成，传动机构(68)在动力源的作用下驱动每个管状滤膜(62)内的柱状毛刷(64)转动。
13.根据权利要求11所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于，在所述固液分离装置的分离出水口和沉淀装置的进水软管的进水端之间设置循环水箱 (4)；所述的循环水箱(4)具有水箱进水口(41)和水箱出水管(42)，所述水箱出水管(42) 高于循环水箱(4)底面，使循环水箱(4)内的水位高于水箱出水管(42)时才能流出循环水箱⑷进入沉淀装置(5)。
14.根据权利要求13所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于，在所述的螺旋固液分离器的螺旋排污口处设置一污物收集盘(8)和挤压脱水装置(9)， 所述的收集盘(8)的排污端连接挤压脱水装置(9)，所述挤压脱水装置(9)的出水端与螺旋固液分离器的泥浆回流入口(37)连通，将泥浆送回螺旋固液分离器中进行新的循环过滤处理。
15.根据权利要求14所述的可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，其特征在于， 在所述的挤压脱水装置(9)的污泥排出口处加设焚烧污物的焚烧装置(10)。
全文摘要
本发明公开了一种可用于源头治污的物理式污水污物处理系统，包括固液分离装置和沉淀装置，所述固液分离装置具有固液分离器及其分离进水口、分离出水口和分离排污口；所述沉淀装置包括底部设有沉淀排污口的沉淀壳体，在沉淀壳体内设有进水软管和出水软管，进水软管的进水端与固液分离装置的分离出水口连接，进水软管的出水端连接一中空的浮盘，该浮盘的轮廓与沉淀壳体横截面轮廓相适应，其至少在底面靠近边缘的环形区域上均布有多个通孔；所述浮盘底部设有浮盘出水口，该浮盘出水口与所述的出水软管的进水端连接，出水软管的出水端则伸出沉淀壳体外。该污水污物处理系统可以用在各个污染源头及时对污水污物进行处理，以减少或避免污水进入公共水体。
文档编号C02F9/02GK102219319SQ20111009464
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月15日 优先权日2010年12月20日
发明者谢水清 申请人:谢水清