一种势能复氧污水处理装置及其并联系统的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种势能复氧污水处理装置及其并联系统。

背景技术：

目前，国内外对于污水进行生物处理主要采取活性污泥和生物接触氧化工艺相结合的深度处理技术，处理后的水质能达到回用水的标准，此类污水生物处理工艺好氧过程多采用曝气法（主要为鼓风曝气），来增加污水中的溶解氧，以便让活性污泥中或填料生物膜上的好氧微生物得以生长、繁殖，并分解污水中的有机物，但曝气法复氧效率很低，能耗很高，运转起来费用较高。势能复氧利用势能增氧生态床，将势能通过虹吸转化为动能进行大氧复氧及吹脱，虽然可以减少曝气耗能及人工控制，但污水在每一层生态床上停留时间很短，导致污水处理效果差。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种势能复氧污水处理装置及其并联系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种势能复氧污水处理装置，包括若干层上下依次排列的反应单元，反应单元内设有用于处理污水的填料，污水在若干层反应单元间由上至下呈S形流动，并将每层反应单元内污水的流动方向定义为该层反应单元的左方，所述反应单元包括倾斜的反应槽且反应槽的左侧低于右侧，反应槽左侧的底面上设有第一出水口，反应槽内左侧设有延时机构，所述填料位于延时机构的右侧；

所述延时机构包括上端敞口的第一箱体及位于第一箱体内的第一浮体，所述第一箱体中部的底面与反应槽的底面之间有间距；第一出水口上靠接有用于封闭第一出水口的第一挡板，第一挡板上固定有竖直的第一连接绳，所述第一连接绳的另一端向上穿过并伸入第一箱体内，且与第一浮体固定连接，第一挡板通过第一浮体的上下移动来控制第一出水口的开闭；第一箱体右侧面上设有进水组件及第一排水组件；

所述进水组件包括纵截面呈L形的第二箱体，且第二箱体的右部低于第二箱体的左部，第二箱体左侧面的上部设有第一开口，第二箱体通过第一开口与第一箱体相连通，第一开口的左侧设有用于封闭第一开口的第二挡板，所述第二挡板的上端与第一箱体的右侧壁铰接；第二箱体右部的上表面上设有第二开口，第二开口上设有用于封闭第二开口的第二浮块，第二浮块底面的中心处连接有竖直的连接杆，所述连接杆伸入第二箱体内并连接有配重块，所述第二浮块通过连接杆带动配重块沿竖直方向上下移动；第二箱体前、后两侧的底部分别连通有虹吸管及用于排出第一箱体内水的单向阀，所述虹吸管用于向第二箱体内排入或排出水；

所述第一排水组件包括与第一箱体右侧面下部相连通的第一排水管，所述第一排水管的管口向上弯折并插入有第一锥形塞，第一排水管旁设有第一杠杆支架，所述第一锥形塞竖直吊挂于第一杠杆支架的一端，第一杠杆支架的另一端吊挂有上端敞口的第三箱体，装满水的第三箱体可通过第一杠杆支架将第一锥形塞向上提拉。

优选地，所述第一箱体包括前后对应设置的第一水槽，两个第一水槽之间设有水平的第一导槽，并通过第一导槽相连通，所述第一水槽的底面固定于反应槽的底面上，第一导槽的底面与反应槽的底面之间有间距；所述第一浮体包括设置于第一水槽内的第一浮块及第一导槽内的第一横担，前、后两个第一浮块通过第一横担相连接。

优选地，反应槽内从右至左均匀设有若干相互平行且呈网状的隔板，所述隔板沿前后方向延伸，反应槽内底面上设有若干相互平行且呈倒U形的导槽，所述导槽为网状且沿左右方向延伸。

优选地，反应槽外底面固定有若干沿前后方向延伸的槽钢，反应槽内的前、后两侧对称布置有若干支撑肋板，支撑肋板的上端呈U形槽状，通过上层反应槽底面的槽钢与下层反应槽的支撑肋板实现上、下两层反应单元的纵向排列及左右限位。

优选地，第一箱体的上端口及第二箱体的上端口均与反应槽的上端口相平齐。

采用两个上述势能复氧污水处理装置同时进行污水处理构成的并联系统，两个势能复氧污水处理装置呈左右对称，两个势能复氧污水处理装置的上方设有上水装置，所述上水装置包括上水机构及上水箱，所述上水箱为两个且左右对称，两个上水箱分别位于两个势能复氧污水处理装置的上方，所述上水机构沿横向固定于两个上水箱之间，上水箱内靠近上水机构的一侧设有浮力控制机构，浮力控制机构下方的上水箱底面上设有第二出水口；

所述上水机构包括水平的支撑架，所述支撑架固定于两个上水箱之间，支撑架的中部铰接有上水管，且铰接处位于上水管的中部，所述上水管连接有水泵，并通过水泵将污水抽至上水管内；上水管左、右两端的管口处均铰接有用于封闭管口的第三挡板，两个第三挡板之间连接有第二连接绳，以使上水管一侧管口的第三挡板打开时，上水管另一侧的第三挡板在第二连接绳的拉力作用下封闭管口；

所述浮力控制机构包括固定于上水箱内的第四箱体，第四箱体上端敞口且第四箱体的上端口低于上水箱的上端口，第四箱体内设有第二浮体，所述第四箱体及第二浮体均关于上水管的轴向中心线前后对称；第四箱体中部的底面与上水箱的底面之间有间距，所述第二出水口位于第四箱体中部的下方，第二出水口上设有用于封闭第二出水口的第四挡板，所述第四挡板的一侧与上水箱的底面铰接，第四挡板的另一侧连接有第三连接绳，第三连接绳的另一端向上伸入第四箱体内，并与第二浮体固定连接；

第四箱体的一侧设有第二排水组件，所述第二排水组件与第一排水组件结构相同，第二组件包括与第一排水管、第一锥形塞、第一杠杆支架及第三箱体相对应的第二排水管、第二锥形塞、第二杠杆支架及第五箱体，所述第二排水管与第四箱体竖直侧面的下部相连通；

所述上水管的左端延伸至左侧第四箱体的左上方，上水管的右端延伸至右侧第四箱体的右上方；支撑架上左、右两端均固定有竖直的拉线架，拉线架上固定有拉线套，拉线套的一端竖直向下延伸至上水管处，拉线套的另一端顺着上水箱的内侧壁向下延伸至第四箱体中部的底面处，拉线套内滑动连接有拉线，拉线的两端均穿过并伸出拉线套，拉线的一端与上水管相连接，拉线的另一端向上伸入第四箱体内，并与第二浮体固定连接。

优选地，上水箱靠近支撑架的一侧设有矩形边框，所述矩形边框由设置于第四箱体前、后、左、右四周的竖直挡边围合而成，所述矩形边框的底部与上水箱相连通，矩形边框的上端口高于第四箱体的上端口；上水箱位于矩形边框外的上端口封闭，矩形边框远离支撑架的一侧设有进水口，进水口的前、后及远离矩形边框的一侧设有竖直挡边以围合成U形边框，所述U形边框高于矩形边框且U形边框开口端与矩形边框无缝靠接，上水管的左、右两端管口分别位于左、右两个U形边框内。

优选地，所述第四箱体包括前后对应设置的第二水槽，两个第二水槽之间设有水平的第二导槽，并通过第二导槽相连通，所述第二水槽的底面固定于上水箱的底面上，所述第二导槽的底面与上水箱的底面之间有间距；所述第二浮体包括设置于第二水槽内的第三浮块及第二导槽内的第二横担，前、后两个第三浮块通过第二横担相连接。

优选地，上水管上固定有两端封口的空心管，所述空心管的轴向中心线与上水管的轴向中心线相互平行，空心管内滑动有若干配重球。

优选地，所述上水管的一侧沿上水管的轴向方向设有若干相互平行的耳板，每个耳板的中心处均设有通孔，所述第二连接绳依次穿过耳板上的通孔。

本发明的有益效果：反应槽将势能转化为动能进行大气复氧及吹脱的过程中，延长了污水进入下一层反应槽的时间，使反应槽内生物处理更加充分；不需要曝气及机电动力，无需专人管理，不易堵塞，可全部自控，并抗冲击负荷，可用于处理高浓度污水。所述上水装置使势能复氧污水处理并联系统交替上水，无需专人管理，可全部自控，减少了水泵的使用量，降低了能耗，提高了效率。

附图说明

图1是实施例1所述势能复氧污水处理装置的结构示意图；

图2是图1中反应槽的俯视角立体示意图；

图3是图1中反应槽的仰视角立体示意图；

图4是图2中A处的局部放大图；

图5是图4的俯视图；

图6是图4的右视图；

图7是图5沿A-A线的剖面图；

图8是图5沿B-B线的剖面图；

图9是图6中B处的局部放大图；

图10是所述隔板的结构示意图；

图11是所述导槽的结构示意图；

图12是实施例2所述势能复氧污水处理装置并联系统的结构示意图；

图13是图12中上水装置的立体示意图；

图14是图13中上水机构的结构示意图；

图15是图14的俯视图；

图16是图15沿C-C线的剖面图；

图17是图13中上水箱的结构示意图；

图18是图13的俯视图；

图19是图13的主视图；

图20是图13的仰视图；

图21是图18沿D-D线的剖面图；

图22是图19沿E-E线的剖面图；

图23是图22中C处的局部放大图。

具体实施方式

实施例1

如图1~11所示，一种势能复氧污水处理装置，包括五层上下依次排列的反应单元，反应单元内设有用于处理污水的填料，污水在五层反应单元间由上至下呈S形流动，并将每层反应单元内污水的流动方向定义为该层反应单元的左方，所述反应单元包括反应槽1，所述反应槽1稍倾斜以使反应槽1的左侧略低于右侧，这样反应槽1的污水可在势能作用下向左流动，反应槽1左侧的底面上设有第一出水口4，反应槽1内左侧设有延时机构，所述填料位于延时机构的右侧。

所述延时机构包括上端敞口的第一箱体及位于第一箱体内的第一浮体，所述第一箱体包括前后对应设置的第一水槽10，两个第一水槽10之间设有水平的第一导槽12，并通过第一导槽12相连通，所述第一水槽10的底面固定于反应槽1的底面上，第一导槽12的底面与反应槽1的底面之间有间距；所述第一浮体包括设置于第一水槽10内的第一浮块9及第一导槽12内的第一横担13，前、后两个第一浮块9通过第一横担13相连接。所述第一导槽12位于第一出水口4的上方，第一出水口4上靠接有用于封闭出水口的第一挡板11，第一挡板11上固定有竖直的第一连接绳24，所述第一连接绳24的另一端向上穿过并伸入第一导槽12内，且与第一横担13固定连接，第一挡板25通过第一浮体的上下移动来控制第一出水口4的开闭。

前侧第一水槽10的右侧面上设有进水组件，所述进水组件包括纵截面呈L形的第二箱体6，且第二箱体6的右部低于第二箱体6的左部，第二箱体6左侧面的上部设有第一开口19，第二箱体6通过第一开口19与第一箱体相连通，第一开口19的左侧设有用于封闭第一开口19的第二挡板18，所述第二挡板18的上端与第一箱体的右侧壁铰接；第二箱体6右部的上表面上设有第二开口20，第二开口20上设有用于封闭第二开口20的第二浮块7，第二浮块7底面的中心处连接有竖直的连接杆21，所述连接杆21伸入第二箱体6内并连接有配重块22，所述第二浮块7可通过连接杆21带动配重块22沿竖直方向上下移动；第二箱体6前侧壁的底部设有第一进水口23，并连通有虹吸管8，所述虹吸管8呈倒U形，虹吸管8上端的圆弧部低于反应槽1的上端口，虹吸管8下端的一个端口与进水口相连接；第二箱体6后侧壁的的底部连通有单向阀5，所述单向阀5用于将第二箱体6内的水排出。

后侧第一水槽10的右侧面上设有第一排水组件，所述第一排水组件包括与第一箱体右侧面下部相连通的第一排水管17，所述第一排水管17的管口向上弯折并插入有第一锥形塞15，所述第一锥形塞15的轴向中心线沿竖直方向延伸，第一排水管17旁设有第一杠杆支架14，所述第一锥形塞15竖直吊挂于第一杠杆支架14的一端，第一杠杆支架14的另一端吊挂有上端敞口的第三箱体16，装满水的第三箱体16可通过第一杠杆支架14将第一锥形塞15向上提拉。

反应槽1内从右至左均匀设有若干相互平行且呈网状的隔板，所述隔板沿前后方向延伸，所述填料呈海绵状并固定于隔板之间，隔板的下部均匀设有第三开口25；反应槽1内底面上设有若干相互平行且呈倒U形的导槽，所述导槽为网状且沿左右方向延伸，导槽穿过第三开口25且导槽内不填充填料，所述导槽用于加快污水在反应槽1内向前的流动速度。反应槽1外底面固定有若干沿前后方向延伸的槽钢3，反应槽1内的前、后两侧对称布置有若干支撑肋板2，支撑肋板2的上端呈U形槽状，通过上层反应槽1底面的槽钢3与下层反应槽1的支撑肋板2配合，实现上、下两层反应单元之间的纵向排列及左右限位。

其中，反应槽1的倾斜角度小于10°；所述第一浮块9、第二浮块7及第一横担13均为长方体形，第一浮块9及第一横担13均为空心壳体结构；第一箱体的上端口及第二箱体6的上端口均与反应槽1的上端口相平齐。第一出水口4及第一开口19均为矩形，对应的第一挡板25及第二挡板18也均为矩形，第二开口20为两个且均为矩形，两个第二开口20分别位于连接杆21的左、右两侧。

对于每层反应单元，污水从反应槽1内的右侧排入，流至反应槽1左侧，当污水水面淹没第三箱体16时，第一锥形塞15在自身重力作用下封堵第一排水管17的上端口；随着反应槽1内污水水位继续上升，当水面高于虹吸管8时，反应槽1内的污水通过虹吸管8开始慢速向第二箱体6内进水，随后反应槽1内的水位达到设定的污水排入量，停止继续向反应槽1内排入污水，反应槽1的污水排出开始延时。

当第二箱体6内水位和第一开口19的下沿相平齐时，第二浮块7上浮，第二浮块7下方的第二开口20打开，污水开始快速进入第二箱体6；当第二箱体6内水位高于第一开口19时，第二挡板18被水流顶开，第二箱体6内的污水通过第一开口19进入第一水槽10内；随着第一水槽10内污水量逐渐增多，第一浮块9协同第一横担13同时上浮，拉动第一连接绳24，提拉第一挡板11，打开第一出水口4，反应槽1内的污水通过第一出水口4快速流出至下一层反应槽1内。当反应槽1内污水逐渐减少，第二浮块7在配重块22的作用下随着反应槽1内水位下降而逐渐下落，第二开口20被封闭，当第二箱体6的第一进水口23不再进水，第二箱体6内的水位低于第一开口19，第二挡板18重新封闭第一开口19，第二箱体6内的水不再流入第一水槽10内。

反应槽1内的污水进一步减少，当反应槽1内污水水位低于第三箱体16时，装满水的第三箱体16通过第一杠杆支架14将第一锥形塞15向上提拉，使第一排水管17的上端口打开，第一水槽10内的水通过第一排水管17进入反应槽1内，并通过第一出水口4流入下一层反应槽1；第一浮块9协同第一横担13逐渐落下，同时第二箱体6内的污水通过单向阀5和虹吸管8同时排出；第一挡板11在第一连接绳24和自身重力作用下逐渐落下，直至遮挡第一出水口4，即完成一次排水。

根据污水各项指标的含量，可增加或减少反应单元的层数，最上层的反应单元内的污水通过水泵抽上去，然后污水在势能作用下依次向下层反应单元流动，上、下相邻两层反应单元中污水的流动方向相反。

在污水连续从上至下依次经过每层反应单元时，污水携带被截留的悬浮物质自上而下地排入下一层，同时将空气吸入填料的孔隙之中，空气与所有填料中的水膜相接触而进行大气复氧，使得填料表面的水膜中溶解氧迅速增加。这样无需人为控制，且最终出水的处理效果好。

实施例2

为了提高污水处理的效率，可将两个实施例1中所述的势能复氧污水处理装置并联起来同时进行污水处理，如图12~23所示，势能复氧污水处理装置并联系统，包括两个左右对称设置的势能复氧污水处理装置，两个势能复氧污水处理装置的上方设有上水装置，所述上水装置包括上水机构及上水箱31，所述上水箱31为两个且左右对称，两个上水箱31分别位于两个势能复氧污水处理装置的上方，所述上水机构沿横向固定于两个上水箱31之间，上水箱31内靠近上水机构的一侧设有浮力控制机构。

所述上水机构包括水平的支撑架39，所述支撑架39固定于左、右两个上水箱31之间，且两个上水箱31关于支撑架39呈前后对称；支撑架39的中部铰接有上水管40，且铰接处位于上水管40的中部，所述上水管40连接有水泵，并可通过水泵将污水抽至上水管40内。上水管40的左、右两端分别延伸至左、右两个上水箱31的中部，且上水管40左、右两端的管口处均铰接有用于封闭管口的第三挡板34，两个第三挡板34之间连接有第二连接绳41，以使上水管40一侧的第三挡板34打开管口时，上水管40另一侧的第三挡板34在第二连接绳41的拉力作用下封闭管口。所述上水管40的后侧沿上水管40的轴向方向设有若干竖直的耳板42，每个耳板42的中心处均设有通孔，所述第二连接绳41依次穿过耳板42上的通孔，所述通孔对第二连接绳41起到导向作用。上水管40上固定有两端封口的空心管47，所述空心管47的轴向中心线与上水管40的轴向中心线相互平行，空心管47内滑动有若干配重球18，这样上水管40在向一侧上水箱31排水时可保持稳定。

上水箱31靠近支撑架39的一侧设有矩形边框35，所述矩形边框35的前、后侧壁分别与上水箱31的前、后侧壁位于同一竖直平面，矩形边框35靠近支撑架39的竖直侧壁与上水箱31靠近支撑架39的侧壁位于同一竖直平面，所述矩形边框35的底部与上水箱31相连通；上水箱31位于矩形边框35左侧的上端口均封闭，矩形边框35远离支撑架39的一侧设有第二进水口33，第二进水口33的前、后及远离矩形边框35的一侧设有竖直挡边以围合成U形边框32，所述U形边框32高于矩形边框35且U形边框32开口端与矩形边框35无缝靠接，上水管40的左、右两端管口分别位于左、右两个U形边框32内，以使上水管40向上水箱31内排水时，污水只通过第二进水口33进入上水箱31。

所述浮力控制机构包括固定于上水箱31内的第四箱体36，所述第四箱体36位于矩形边框35内，第四箱体36上端敞口且第四箱体36的上端口低于矩形边框35的上端口，第四箱体36内设有第二浮体37，所述第四箱体36及第二浮体37均关于上水管40的轴向中心线前后对称。所述第四箱体36包括前后对应设置的第二水槽3601，两个第二水槽3601之间沿前后方向设有水平的第二导槽3602，并通过第二导槽3602相连通，所述第二水槽3601的底面固定于上水箱31的底面上，所述第二导槽3602的底面与上水箱31的底面之间有间距。所述第二浮体37包括设置于第二水槽3601内的第三浮块3701及第二导槽3602内的第二横担3702，前、后两个第二水槽3601内的第三浮块3701通过第二横担3702相连接。所述第二出水口43位于第二导槽3602的下方，第二出水口43上设有用于封闭第二出水口43的第四挡板44，所述第四挡板44的一侧与上水箱31的底面铰接，第四挡板44的另一侧连接有第三连接绳45，第三连接绳45的另一端向上伸入第二导槽3602内，并与第二横担3702的底部固定连接；第三连接绳45的长度大于第二横担3702底部与第四挡板44之间的间距，这样第三浮块3701需要上浮一定距离才能通过第三连接绳45打开第四挡板44。

第四箱体36的一侧设有第二排水组件，所述第二排水组件与第一排水组件结构相同，第二组件包括与第一排水管17、第一锥形塞15、第一杠杆支架14及第三箱体16相对应的第二排水管26、第二锥形塞28、第二杠杆支架29及第五箱体27，即所述第二排水管26与第四箱体36竖直侧面的下部相连通，所述第二排水管26的管口向上弯折并插入有第二锥形塞28，第二排水管26旁设有第二杠杆支架29，所述第二锥形塞28竖直吊挂于第二杠杆支架29的一端，第二杠杆支架29的另一端吊挂有上端敞口的第五箱体27。

支撑架39上左、右两端均固定有竖直的拉线架46，拉线架46上固定有拉线套38，拉线套38的一端竖直向下延伸至上水管40处，拉线套38的另一端顺着上水箱31的内侧壁向下延伸至第一箱体36中部的底面处；拉线套38内滑动连接有拉线，拉线的两端均穿过并伸出拉线套38，拉线的一端与上水管40相连接，拉线的另一端向上伸入第一箱体36内，并与浮体37固定连接。

在对两个并联的势能复氧污水处理系统上水时，势能复氧污水处理系统最上层反应槽1较高的一端位于第二出水口43的下方，上水管40通过水泵将污水抽入上水管40内。先向左侧上水箱31内排入污水，此时上水管40的左端低于上水管40的右端，配重球48滑动至空心管47的左端，上水管40左端的第三挡板34打开上水管40左端管口，并通过第二连接绳41使上水管40右端的第三挡板34封闭上水管40右端管口，污水通过第二进水口33进入左侧的上水箱31；左侧上水箱31内污水水位逐渐上升，当污水淹没第五箱体27时，第二锥形塞28在自身重量作用下封堵第二排水管26的上端口；污水水位继续上升至矩形边框35内，当水位高于第四箱体36上端口时，污水开始漫入第四箱体36内，第二浮体37随着第四箱体36内水位上升而逐渐上浮，第二浮体37向上提拉线，拉线的另一端逐渐向上提上水管40，随着第二浮体37上浮，第二浮体37通过第三连接绳45拉起第四挡板44，使左侧上水箱31内的污水通过第二出水口43排出；当左侧上水箱31内污水水位低于第五箱体27时，装满水的第五箱体27在重力作用下通过第二杠杆支架29将第二锥形塞28向上提拉，使第二排水管26的上端口打开，第四箱体36内的污水开始通过第二排水管26进入左侧上水箱31内，并通过第二出水口43排入左侧上水箱31下方的势能复氧污水处理系统，左侧的势能复氧污水处理系统开始逐层进行生物处理污水。

第二浮体37通过拉线将上水管40的左部提起，上水箱40发生转动，上水管40右端的第一挡板34打开管口，上水管40开始向右侧上水箱31内排入污水；当右侧的上水箱31注满污水时，右侧的第二浮体37上浮，并通过拉线将上水管40右端提起，上水管40的左端下降，右侧上水箱31内的污水排出至右侧的势能复氧污水处理系统，并开始逐层进行生物处理污水；与此同时，左侧第四箱体36内没有污水，左侧的第二浮体37落下，左侧上水箱31内第二挡板44封闭第二出水口43，上水管40再次向左侧上水箱31内排入污水，如此交替进行，无需人为控制。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。