一种多池简易式顺序水处理装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种多池简易式顺序水处理装置及系统。


背景技术：

2.现有的污水处理，如养猪场的粪污水处理，一般是粗放型的连续处理，如挖有多个反应池，曝气池，沉淀池等，对污水进行处理，这样加入水处理剂的后，水处理剂没有搅拌，无法充分与污水反应，效率低，另外，新的污水源源不断的来，清水源源不断的流出，整个系统的工作无法精确控制，总而言之，水处理剂浪费严重，处理成本高，效率低，水处理的效果差，很难稳定可靠的输出清水。
3.另外有一种基于升降过滤机构的智能水处理装置，这种装置水处理效果较好，但是，结构较为复杂，成本较高，推广难度较大。
4.因此，有必要设计一种新的简易式的水处理装置，方法及系统。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多池简易式顺序水处理装置及系统，该多池简易式顺序水处理装置及系统，易于推广，水处理效果好。
6.实用新型的技术解决方案如下：
7.一种多池简易式顺序水处理装置，包括反应池和沉淀池；反应池与沉淀池之间设有液体转移机构，液体转移机构为带阀门的管道，或者用于将反应池中的水转移到沉淀池中的液泵；反应池中的水可以自流进入沉淀池，或者，通过液泵提升进入沉淀池。
8.还包括进液机构；待处理的污水通过进液机构进入反应池；药液通过加药机构进入反应池或直接倾倒进入反应池；
9.药液为混凝剂或絮凝剂中的至少一种；
10.反应池用于污水与药液进行混合，并产生絮凝或混凝反应；
11.沉淀池用于将反应池中产生反应后的水进行沉淀；沉淀池上或沉淀池外设有出清机构；出清机构为带阀门的出清管，或者出清液泵；沉淀池底部或外部设有排渣机构；排渣机构为带阀门的排渣管道，或清污泵。
12.所述的反应池为多个，多个反应池中反应后的水汇总到沉淀池中，沉淀池的容量大于反应池的容量。
13.还包括控制器和用于检测反应池及沉淀池液位的液位检测模块；药液通过加药机构进入反应池，加药机构为带阀门的加药管或药液泵；液位检测模块与控制器相连，进液机构，加药机构，液体转移机构，出清机构以及排渣机构均与控制器连接，控制器通过定时控制单元控制污水在反应池中的存留时间。此时采用智能控制模式。
14.反应池中设有搅拌机构。
15.进液机构，液体转移机构，出清机构以及排渣机构采用手动控制。
16.药液通过加药机构进入反应池，加药机构为带阀门的加药管或药液泵；加药机构，
进液机构，液体转移机构，出清机构以及排渣机构采用电动控制。
17.沉淀池为多个，交替使用。比如，一个沉淀的时候，另一个蓄水，交替工作。这样互不影响。
18.反应池或沉淀池处设有监控设备，监控设备用于实现现场的视频监控或水质监控(采用水质监测仪器或传感器监测现场的水指标)。
19.进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。优选的，进水管水平设置，加药管竖直设置，这样药液与进入的污水直接混合后进入容器，增强混合效果。
20.一种水处理系统，包括前述的多池简易式顺序水处理装置，还包括深度水处理装置；深度水处理装置与多池简易式顺序水处理装置对接，深度水处理装置用于对多池简易式顺序水处理装置输出的清液进一步处理；
21.深度水处理装置为陶瓷过滤膜装置或dtro/stro装置。
22.深度水处理装置为dtro/stro装置，还包括三维电化处理装置；三维电化处理装置的进水口与dtro/stro装置的浓缩液输出口连接；三维电化处理装置用于处理dtro/stro装置产生的浓缩液。
23.排渣机构排出的污泥经过简易式的固液分离装置进一步处理。
24.dtro/stro装置的进水口接智能水处理装置的出清管的排水口；三维电解装置的进水口接dtro/stro装置的浓缩液排出口。三维电解装置输出的净水与dtro/stro装置输出的净水综合后排放。
25.在dtro/stro装置的进水口于智能水处理装置的出清管的排水口之间还设有陶瓷过滤膜。陶瓷过滤膜是初步过滤，该陶瓷过滤膜过滤效果好，成本低，通过初步过滤处理，能显著提高dtro/stro的使用寿命。
26.污水量检测单元为液位传感器、流量计或压力传感器。容器底部的液压与液位对应，流量计也可以检测出进入容器的污水量，以及抽出清水的量。
27.容器处设置摄像头，摄像头与控制器通信连接，在控制器上操作时，可以查看现场的监控的图像或视频。
28.容器(反应池或沉淀池)的底部形状为上大下小的斗形，便于沉淀物(污泥)向下集中。
29.电动阀门为开度阀，可以调节流量
30.容器内设有电控的搅拌装置，搅拌装置受控于控制器。搅拌装置包括搅拌轴和搅拌轴下端连接的桨叶。优选，搅拌轴竖直设置，也可以非竖直设置，形成漩涡或对流，加强混合效果。搅拌器设置在容器中部或底部。
31.容器为方形或圆形；容器为外立式容器或地陷式处理池。地陷式是指，设置的地上的水池式，地陷式处理池是指水池整体上低于地面。
32.进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。
33.还包括加药量检测单元，用于检测进入容器的水处理剂的药剂量，一般是重量或体积来衡量，通过开启药液泵的时间来计算，或通过检测药剂桶的液位来计算。
34.有益效果：
35.本实用新型的简易式智能水处理系统，具有以下特点：
36.(1)采用简易式的结构，成本低。
37.主体机构只需两个容器，再配合一些阀门，液泵等，实现了水处理的整个流程的控制。将前级处理分为两个容器，分工明确，而且可以多个反应池对应一个沉淀池，灵活性好。
38.(2)采用间歇式的处理理念，节约成本，提高水处理质量
39.间歇式处理是指化整为零式的处理，这样污水和水处理剂按比例混合，这样使得水处理药剂的药效能发挥到极致，避免水处理浪费，药剂与水充分混合，也能保障水处理的质量。
40.(3)采用手动或自动控制，控制方便
41.采用手动控制、继电控制电路或mcu实现全程控制，采用自动控制时，无需人工干预，循环工作，整个流程精确可控，具有显著优势。采用手动控制时，适合于污水量较少的场合。
42.总而言之，这种水处理装置结构简单，易于实施，成本低，效果好，易于推广应用。
43.本方案的最有益的效果在于，采用絮凝过滤装置，尤其是基于智能水处理模组的絮凝过滤装置，极大的降低污水的各项指标(如cod和氨氮等)，再用后面的深度工艺(dtro/stro和三维电解)处理就能达到净水标准，从整体上代替了传统的生化工艺，相比传统生化工艺的不可控，受环境，投入消化菌量等多因素的影响较大，本实用新型的整个设备和工艺完全可控，而且因为三维电解技术与环境温度几乎无关能实现全天候的运行以及完全可靠的达标排放，而且相关指标远远优于相关标准。本实用新型将各项技术完美的综合在了一起，取得了意想不到的效果，而且实践也证明取得的效果非常理想，详见后文的检测报告。
44.另外，智能模组的特点：
45.1.水处理装置(水处理单元)结构紧凑，一体式结构；占用空间小；便于灵活配置；
46.2.自动化运行；可以无人值守；远程监控；
47.设备在控制器的控制下，能自动化运行，能实现无人值守，控制器连接有通信模块后，可以实现远程控制，现场的数据能传输到远程服务器或数据终端(如智能手机)，能实现远程监视；因此，自动化程度高，数字化程度高；
48.也可以采用模拟的继电控制系统实现控制，具体控制为现有成熟技术。
49.3.采用模块式理念，模块式运行；
50.可以灵活并联或级联；模块式运行，便于后期维护；
51.整个流程易于控制，能采集各参数，根据采集的参数进行动作，因而处理效率高。通过自检实现设备故障预警，联网控制，远程参数采集，能实现cod自动监测。
52.液位传感器，可以是磁传感器(霍尔传感器)或光传感器(如红外对射管等)。
53.本方案的核心特点：间歇式处理，循环动作；且滤芯上升时旋转，加强清洗的效果。
54.综上所述，本实用新型的智能水处理系统，能基于mcu或继电保护器件实现，自动化程度高，能实现对废水或待净化的水做精细化的处理，易于实施，结构紧凑，便于灵活移动和组合，是对现有水处理设备的重大改进，具有巨大的社会效益和经济效益。
附图说明
55.图1为系统总体结构示意图；
56.图2为进水管与加药管呈一个角度设置的示意图；
57.图3为进水管与加药管垂直设置的示意图；
58.图4为水处理装置结构示意图(一反应池和一沉淀池)；
59.图5为水处理装置结构示意图(多反应池和一沉淀池)；
60.图6为基于mcu的智能水处理装置控制框图。
61.图7为检测报告中的水质检测参数；
62.图8为各种水样的实拍照片；
63.图9为固液分离装置的总体结构示意图；
64.图10为滤筒的后端结构示意图。
65.标号说明：1-容器，2-进水管，3-加药管；k11，k12为进水开关(阀门)，k21，k22为转移阀门或开关，k31为出清开关(阀门)，k32为排渣开关(阀门)，k41，k42位加药阀门或开关。
66.102、清水容器；103、污泥容器；108、滤孔；110、第一轴承；113、进水口；115、第二轴承；117、挡水环；130-滤筒，131-转轴，132-支撑柱，133-出水孔，134-污泥，135-辐条，136-轴套。
具体实施方式
67.以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
68.实施例1：
69.(一)简易式智能水处理装置及系统
70.如图1以及图4-6，一种多池简易式顺序水处理装置，包括反应池和沉淀池；反应池与沉淀池之间设有液体转移机构，液体转移机构为带阀门的管道，或者用于将反应池中的水转移到沉淀池中的液泵；反应池中的水可以自流进入沉淀池，或者，通过液泵提升进入沉淀池。
71.还包括进液机构；待处理的污水通过进液机构进入反应池；药液通过加药机构进入反应池或直接倾倒进入反应池；
72.药液为混凝剂或絮凝剂中的至少一种；
73.反应池用于污水与药液进行混合，并产生絮凝或混凝反应；
74.沉淀池用于将反应池中产生反应后的水进行沉淀；沉淀池上或沉淀池外设有出清机构；出清机构为带阀门的出清管，或者出清液泵；沉淀池底部或外部设有排渣机构；排渣机构为带阀门的排渣管道，或清污泵。
75.所述的反应池为多个，多个反应池中反应后的水汇总到沉淀池中，沉淀池的容量大于反应池的容量。
76.还包括控制器和用于检测反应池及沉淀池液位的液位检测模块；药液通过加药机构进入反应池，加药机构为带阀门的加药管或药液泵；液位检测模块与控制器相连，进液机构，加药机构，液体转移机构，出清机构以及排渣机构均与控制器连接，控制器通过定时控制单元控制污水在反应池中的存留时间。此时采用智能控制模式。
77.反应池中设有搅拌机构。
78.进液机构，液体转移机构，出清机构以及排渣机构采用手动控制。
79.药液通过加药机构进入反应池，加药机构为带阀门的加药管或药液泵；加药机构，
进液机构，液体转移机构，出清机构以及排渣机构采用电动控制。
80.沉淀池为多个，交替使用。比如，一个沉淀的时候，另一个蓄水，交替工作。这样互不影响。
81.反应池或沉淀池处设有监控设备，监控设备用于实现现场的视频监控或水质监控(采用水质监测仪器或传感器监测现场的水指标)。
82.进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。优选的，进水管水平设置，加药管竖直设置，这样药液与进入的污水直接混合后进入容器，增强混合效果。
83.一种水处理系统，包括前述的多池简易式顺序水处理装置，还包括深度水处理装置；深度水处理装置与多池简易式顺序水处理装置对接，深度水处理装置用于对多池简易式顺序水处理装置输出的清液进一步处理；
84.深度水处理装置为陶瓷过滤膜装置或dtro/stro装置。
85.深度水处理装置为dtro/stro装置，还包括三维电化处理装置；三维电化处理装置的进水口与dtro/stro装置的浓缩液输出口连接；三维电化处理装置用于处理dtro/stro装置产生的浓缩液。
86.排渣机构排出的污泥经过简易式的固液分离装置进一步处理。
87.(二)水处理方法(该方法通过控制器或是手动实现，具体实现方式为现有成熟技术，因此，此方案不涉及软件程序和方法的改进，属于实用新型的保护客体。)
88.如图1，一种多池简易式顺序水处理方法，包括以下步骤：
89.步骤1：混合反应步骤；
90.将待处理的污水以及水处理药剂加入到反应池中混合以及产生混凝或絮凝反应；
91.步骤2：转移及沉淀步骤；
92.将充分反应后的液体转移到沉淀池进行沉淀；
93.步骤3：出清以及排渣；
94.等到沉淀池中的水沉淀预定时间后(如20分钟，或一小时等)，将沉淀池中的上清液排出，然后将沉淀池中底部的沉淀物排出。
95.沉淀池的容量大于反应池的容量，反应池中的水多次转移到沉淀池后，再一次性的出清和排渣。
96.反应池为并联的多个。
97.沉淀池为并联的多个，交替工作。
98.采用手动控制，电动控制或智能控制水处理过程。
99.采用多池简易式顺序水处理装置进行处理，多池简易式顺序水处理装置包括反应池和沉淀池；反应池与沉淀池之间设有液体转移机构，液体转移机构为带阀门的管道，或者用于将反应池中的水转移到沉淀池中的液泵；反应池中的水可以自流进入沉淀池，或者，通过液泵提升进入沉淀池。多池简易式顺序水处理装置还包括进液机构；待处理的污水通过进液机构进入反应池；药液通过加药机构进入反应池或直接倾倒进入反应池；药液为混凝剂或絮凝剂中的至少一种；反应池用于污水与药液进行混合，并产生絮凝或混凝反应；沉淀池用于将反应池中产生反应后的水进行沉淀；沉淀池上或沉淀池外设有出清机构；出清机构为带阀门的出清管，或者出清液泵；沉淀池底部或外部设有排渣机构；排渣机构为带阀门
的排渣管道，或清污泵。
100.在反应池加水和水处理药剂时，同时搅拌。
101.采用间歇式处理模式进行水处理，即每一次处理一定量的污水，处理完一批后再处理下一批。
102.方法还包括步骤4：深度处理步骤；
103.采用陶瓷过滤膜或dtro/stro模块对沉淀池中形成的清液进一步净化处理。
104.采用dtro/stro模块对沉淀池中形成的清液进一步净化处理，并采用三维电化处理装置处理dtro/stro装置产生的浓缩液。
105.优选的，基于mcu的水处理装置
106.控制器为微处理器；
107.控制器与执行机构有线或无线连接；执行机构为所述的电动阀门、液泵和排污泵；
108.污水量检测单元与控制器相连，用于检测进入容器的污水量；
109.控制器中具有定时单元，定时单元用于控制絮凝和沉淀时间。
110.控制器用于控制智能污水处理装置间歇式处理污水；间隙式是指一次处理一定量的污水，如一次处理10吨。处理该批次污水，再处理下一批次污水。间歇式与连续式对应，连续式是指对污水总体进行处理，而不是分批次处理。
111.污水量检测单元为液位传感器、流量计或压力传感器。容器底部的液压与液位对应，流量计也可以检测出进入容器的污水量，以及抽出清水的量。
112.控制器通过通信模块与远程监控中心相连。远程监控中心是监控站，或监控手机。还包括加药量检测单元，加药量检测单元与控制器相连，用于检测进入容器的水处理剂的药剂量，一般是重量或体积来衡量，通过开启药液泵的时间来计算，或通过检测药剂桶的液位来计算。
113.容器处设置摄像头，摄像头与控制器通信连接，在控制器上操作时，可以查看现场的监控的图像或视频。
114.容器的底部形状为上大下小的斗形。便于沉淀物(污泥向下集中)。
115.电动阀门为开度阀，可以调节流量。
116.容器内设有电控的搅拌装置，搅拌装置受控于控制器。搅拌装置包括搅拌轴和搅拌轴下端连接的桨叶。优选，搅拌轴竖直设置，也可以非竖直设置，形成漩涡或对流，加强混合效果。
117.控制器为单片机，dsp，arm处理器。
118.容器为方形或圆形；容器为外立式容器或地陷式处理池。(地陷式是指，设置的地上的水池式，地陷式处理池是指水池整体上低于地面)
119.进水管的出水端与加药管之间具有一个非零的夹角，能将污水与水处理剂在进水时直接混合。优选的，进水管水平设置，加药管竖直设置，这样药液与进入的污水直接混合后进入容器，增强混合效果。
120.还包括加药量检测单元，用于检测进入容器的水处理剂的药剂量，一般是重量或体积来衡量，通过开启药液泵的时间来计算，或通过检测药剂桶的液位来计算。
121.出清管为自流管，自流管上设有手动或电动阀门；或者，出清管与抽液泵相连，用于将容器上层的清液抽出。
122.打开相关的阀门，液泵或排污泵等，都通过控制器控制(具体控制过程为现有成熟技术，如定时控制等)，自动加水，加药，排水，排渣等。可以再兼容手动控制模式，即通过控制板上的按钮控制，灵活性好。
123.手动处理方案中，人工将水处理剂倒入容器中的污水中，开启搅拌装置搅拌均匀，再絮凝以及沉淀。
124.(三)加入的水处理剂说明：
125.一般加入pac和pam，pac是聚合氧化铝，混凝剂，pam是聚丙烯酰胺，是絮凝剂。
126.实际使用时，一定要加pac,优选的，加pac+pam，即两种一起加；
127.加入比例：
128.每1吨污水，pac加入0.2-2kg，pam加入0-0.1kg.
129.优选比例：
130.1吨污水，pac加入1.25kg，pam加入0.05kg。
131.pam加入前需要搅拌半小时以上，时间越长越好。
132.具体加入水处理剂的方法为现有技术。关键是要混合充分，才能最大程度的发挥药效。而且要产生能沉淀的絮凝物。
133.(四)关于深度处理装置的说明
134.两种深度处理工艺介绍：
135.(1)dtro/stro(碟管式反渗透)处理工艺：
136.技术简介：反渗透技术是以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离技术。一般用于水处理的终端工艺。
137.优点：设备体积小、操作简单、运行稳定、适应性强。
138.缺点：设备成本较高，且有10～30％的高浓度水需要采用其他工艺进一步处理。
139.dtro/stro效果：
140.cod去除率达90％以上；(实测案例中，从209mg/l降到10mg/l)；
141.氨氮去除率达90％以上；(实测案例中，从370mg/l降到6.09mg/l)；
142.dtro/stro在整个水处理系统中的作用：
143.因前级处理ss指标及其他指标已经降至极低，采用本级反渗透处理，能显著提升设备的使用寿命。
144.反渗透技术为dtro/stro技术；dtro/stro技术为碟管式反渗透技术，dtro/stro处理后的清水直接输出或经杀菌消毒处理后输出。其他反渗透技术也可以采用，但实践表明dtro/stro技术效果更好，更易于维护。dtro为蝶式反渗透膜，stro又称管网式反渗透膜或卷式反渗透膜。
145.(2)三维电解处理工艺：
146.工艺简介：利用电解产生的过氧化氢和羟基自由粒子氧化降解水中污染物，能有效地降低cod、氨氮、脱除色度。
147.优点：模组化处理，应用广泛，占地面积小，操作简单，无须添加药剂。
148.只需10分钟，cod可以再降60％以上，整个系统的cod总去除率可达95％以上；氨氮去除率可达95％以上。
149.缺点：能耗高，且电极使用寿命短。
150.三维电解处理工艺在整个水处理系统中的作用：
151.因前级智能模块处理已经大幅度降低了各项指标，故本系统采用本工艺可极大降低能耗以及运营成本。另外，三维电解处理工艺可以针对反渗透膜处理过的浓缩水再次处理。
152.从图7和8可以看出，采用本系统处理的污水，能远远超越畜禽排放标准，能达到净水的排放标准。图中的核心模组，是指简易式水处理装置(即絮凝沉淀装置)。
153.电动式基于絮凝的水处理装置，可以采用电动阀门，再通过按钮以及继电器控制阀门动作。
154.(五)污泥处理装置，用于对污水处理装置排出的废渣进一步过滤，去除废渣中的部分水分，成本低。
155.如图9-10，一种自洁式固液分离装置，包括滤筒130、清水容器102和污泥容器103；
156.滤筒中带有转轴131，滤筒的转轴的两端由支撑机构支撑；
157.滤筒由电机通过齿轮或同步带驱动；
158.滤筒前段的筒壁上设有多个滤孔108，滤孔用于滤筒内的水漏向清水容器；
159.滤筒倾斜设置，即转轴与水平面的夹角α的范围为：5
°
＜α＜30
°
；且滤筒的前端高于滤筒的后端；
160.转轴的前段为空心管，空心管的管壁上设有多个出水孔133，空心管与泥水进入管(本装置的泥水进入管，是与前级设备的排渣管对接)对接；出水孔用于将空心管内的泥水漏到滤筒中；滤孔的直径小于出水孔的直径；
161.滤筒的后端设有排泥口；
162.清水容器位于滤筒前段的下方，用于接从滤孔中排出的清水；
163.污泥容器设置在滤筒后段的下方，用于接从排泥口排出的污泥；
164.滤筒的后段的内壁设有一个挡水环117。
165.支撑机构为带轴承的支撑柱132。
166.滤筒的后端为带辐条的轮式构件；相邻辐条之间的孔隙为排泥口。
167.转轴与水平面的夹角α为15度。
168.泥水进入管上设有液阀，液阀为手动阀或电动阀。
169.清水池中设有排水机构，排水机构为液泵或带阀门的排水管。
170.清水池中设有液位传感器，液位传感器与控制器相连，排水机构受控于控制器；
171.或者清水池底部设有重力传感器，重力传感器与控制器相连，排水机构受控于控制器。
172.污泥容器内设有排污机构，排污机构为排污泵。
173.污泥容器底部设有重力传感器，重力传感器与控制器相连，排污泵受控于控制器。水处理装置输出的废渣通过泥水进入管进入滤筒；自洁式固液分离装置为前述的自洁式固液分离装置。
174.工作过程说明：前级的水处理装置排出的泥水，含水量较多，需要进一步过滤，泥水通过管道进入转轴的前段，再经出水孔进入滤筒的内部；滤筒里的水穿过滤孔，漏出到清水容器中；在重力的作用下，污泥向后端移动，直到挡水板处，当污泥累积超过挡水板的高度，则会越过挡水板从排泥口漏出到污泥容器中；需要检修的时候，再手动排出滤筒捏累积
的污泥。滤筒旋转，泥水不断冲刷滤孔，实现自洁。
175.自洁式固液分离装置及污水处理系统，结构简单，成本低。具体的，驱动机构简单，采用电机驱动，通过滤桶过滤，易于实施。可以实现智能控制，如通过液位传感器和重量传感器，可以检测清水池和污泥池是否装满，启动执行机构进行处理。通过控制进水量与转速，可以增加调整过滤的效率和效果。另外，具有自洁功能，转轴上的出水孔出来的水可以冲洗滤桶的内壁，防止堵孔，这是本方案的核心技术点所在。