污水处理的制作方法

专利名称:污水处理的制作方法
本发明涉及污水处理，并特别涉及利用旋转生物接触处理型污水处理装置，或者在本说明书中称之为旋转园盘处理，本发明也应用了净化器作为处理装置的一部分。
旋转园盘处理装置本身是已知的，一般讲，这种装置有许多直径比较大的同轴安装的同盘，大约园盘的一半与被处理的污水接触，旋转该园盘使污水薄膜不断地给园盘表面带入空气，因此使需氧的微生物滋生，而后从园盘上脱落。
一般讲，那种已知装置用于处理相当大量的污水，其中要求处理污水量的变化与总的流量相比任何时候都是不大的。
可以说，那种装置已不适合于家用，在家用条件下，某一段时间所需的污水处理量相当高，而另外一段时间所需的污水处理量降低了。
作为污水处理装置的一部，一般讲，在污水处理装置的最后阶段，至少要提供一个净化器。
在大规模污水处理装置中，这些净化器装备许多刮刀，以保持壁和底部的清洁，以及用表面分液器清除表面残渣。在较小的污水处理装置中，清除残渣操作可以用该装置的操作杆由工人完成。
在没有规律，和没有较好的日常维护情况下，可能产生漂浮残渣的堆积，最后在净化器的表面变成一层硬壳，这层硬壳导至流出水的质量变坏，由于溶解了残渣的腐败生成物，同时也提供了供苍蝇，颤蚓属寄生虫和其他微生物的滋生繁殖场所。
基本上，漂浮残渣是正在分解的有机物，这些有机物是由分解的气态生成物漂浮到净化器的表面，最希望的是被分解的这种生成物返回到净化器的液体中。
本发明的目的是提供特别适合比较小容积应用的污水处理，但这种处理污水的容积相对于平均污水处理容积可以有相当大的变化。
本发明的第二个目的是提供一种污水处理装置，利用这种装置可以自动处理净化器表面的漂浮残渣返回净化器的液体。
以最广义的概念讲，本发明包括一个污水处理设备，与传送污水的腐化池相联，腐化池起到初步处理装置的作用，把游离在液体中的固体清除掉，当液面超过予先确定的高度时，超过输送位置的液体流入包括有旋转园盘处理部分的设备，安装的园盘围绕着基本上水平的轴旋转，和分隔开的园盘便有可能在其表面生长生物量，但有足够的间隔防止生物量在园盘之间滋生。和具有一个供通过旋转园盘处理后的水出口装置。
从旋转园盘的出口可以送去进一步净化处理，和然后再去进一步处理，例如消毒，或可以到废水池，或再利用。
园盘部分至少可以分为两级，并且如果需要的话，残渣可以从第一级或两个级返回到初步腐化池。
残渣从第二区域返回是不必要的，因为这些残渣可以通到进一步净化处理，其中的残渣将自然地返回到初步处理区域。
我提供的发明的另外一个方面，与净化器或者残渣处理装置的净化器相联合，由此机械装置使漂浮残渣粉碎和和使分解过程的气态生成物逸散，以便这些物质沉入净化器的液体中。
在该装置的特殊形式中，我提供了一根横穿净化器表面的旋转轴，并从轴上至少延伸出一个梳状物，操作梳状物打碎漂浮残渣便成为小块，并且扰动这些残渣使支撑这些残渣的气态生成物释放，并使这些残渣能沉入净化器的液体中。
更可取的是梳状物以与流过净化器液体的流向相反的流向转动，以便减慢了漂浮残渣从出口送出的运动速度。
在本发明的一个个别方面，污水处理装置可以使旋转园盘装置和净化器中的梳状物组合起来，二者由同一动力驱动。
为了使本发明更容易理解并能付诸实施，我将结合附图描述一个实施例，其中图1是该装置的剖视图;
图2是该装置的平面图，带有已在剖视图中表示的外壳;
图3是表示园盘叠装相对关系的部件图;
图4是图3的园盘沿线4-4看剖开的中心轴;
图5是表示园盘的加固部件的剖视图;
图6是图1中沿6-6线看表示梳状结构的部件图;
图7是图6的梳状结构的正面图;
图8是用于本发明的控制电路;
本发明的装置的入口一般是从一个腐化池获得的，该腐化池可以是一个常规的腐化池，可以由隔板分为两部分，但一般其液面是维持恒定的。
一般，腐化池的入口是流入到这些部分中的一个，并且污水中的固体物质沉淀在腐化池的池底，在池底这些固体物质过一般时间后基本解体，剩下的残渣一段时间后必须予以清除。
通常，腐化池每5-10年清理一次。
在腐化池的第二部分存在少量的固体物质，虽然这些物质由隔板阻止流入这部分，但是一般作用在液体的顶部，其中的液体产生有机物的分解，我认为提供一种出口部件通道高于这一部分的高度，和低于常规出口，这种出口可以呈垂直开口管子形式，该管子具有沿其高度的实际出口部件通道，管子的上端足够远的朝上延伸到被清洁的液面，管子的下端在腐化池中要求的较低的液面。
本发明的装置由一个密闭的槽10组成，该槽有一个下面部分11和一个盖部分12。
在实施例中说明的下面部分基本是埋入地下的。
这一部分可以用许多横断隔板14、15、16、17把分成进水口部分19，三个处理部分20、21、22和一个浮化器18。
一个进水口25通入由一个缓冲区构成的进水口部分19，进水口25与前面描述的腐化池出水口相联。
隔板14到17的高度与腐化池(如果使用腐化池的话)的关系是当腐化池处于正常静止的状态，也就是当一点没有溢出时，那么缓冲区的液面低于隔板14的高度。如果该装置已然投入使用，其他每一个部分都是有效地溢满的。
如将在下文讲到的那样，在正常工作中，使液体从缓冲区到第一部分20的连续运送，使腐化池的操作是相对间歇的，在缓冲区中的液体不会溢出隔板14。
然而，如果有相当多的污水从腐化池出口流入，溢出是可能的。
槽10的底部的横截面基本上是半园形的，安装在槽10上与槽10的底部同轴的是一根装有用于旋转的止推轴承31、32和轴30，轴承是固定在隔板17和14上，轴适合由马达33驱动，马达和轴之间由传动带、链条驱动或类似34的装置相联。
我认为在该装置中用传动带为好，因为传动带提供了长寿命，无须润滑的低维护要求。
如下文所描述的，安装在轴上的有园盘组35、36、37和铲臂40。
在槽中正常的液面是低于轴30，并且正常约有40%的园盘面积应在污水中。
此外，在净化器18中也有一个残渣返回泵50，如将描述的那样，返回泵50适合于间歇工作，去抽取净化器底层的残渣返回到缓冲区或到腐化池，净化的液体由出水口51引到进一步处理、再利用或者废水。如在下文描述的那样，包括控制系统的控制箱52说明于图8。
园盘组中的园盘数量根据需要可以变化，但在实际的装置结构中，部分20略微大于部分21、22，可以具有一个十个园盘的园盘组位于其中，而其他两个部分具有八个园盘的园盘组。
而园盘可以有不同的结构，我发现在图3和图4中说明的结构是特别合适的。
在这种结构中，每个园盘60可以用略带刚性的塑料制成，并可以从优选厚度1mm到2mm材料由真空成形或压动成形构成。
每个园盘具有一个衬套部分61，衬套有一个延伸的轴套62，如从图4中看到的那样，轴套可以是显影的。
每个盘体是球面形的，这种结构形状可以从材料中提供最高的强度，同时有效地生长微生物。
围绕园盘的周边有许多突起65和凹坑66。
每个突起和其邻的凹坑之间径向间隔在说明的实施例中是15°。
如果需要的话，可以用牢固粘接每个凹坑的方法把园盘的周边连接起来，园盘总的尺寸可以根据具体应用很容易改变，但是我们认为，作为家用或小型工业应用，1000mm直径是令人满意的。
星形部分62能使园盘以一种定位方式安装在轴30上，这种定位方式是一个园盘的突起65能和相邻园盘的凹坑66相啮合，并且那个相邻的园盘的突起65依次与下一个相邻园盘的凹坑66相啮合，依此类推，在这种方法中，园盘组的园盘在整个周边范围内是牢固支撑的。
园盘在轴上的个别结构可以有许多方法，但是，正如正确评价的那样，固定每一个园盘组的每一个边，以便保持这些园盘的相对定位。
园盘之间的间距必须使流体容易进入到每个园盘的每一个面，但同时，必须使阻止或防止生物量在两个相邻园盘之间生长。
这个间距可以大约在12mm和25mm之间。
如果需要的话，为了加强园盘的强度，我拟提供一个加强构件80，如图5所示，构件80具有一个衬套81叠加在园盘的衬套部分61上面，和增加了原衬套的强度，主体82叠加在园盘的中心部分，加强构件的星形结构叠置在衬套的星形部分。
在另外一种选择中，我们拟提供适合于安装在两个相邻的园盘之间的轴上的互锁部件，用以连接园盘之间的孔，这个部件使园盘分隔开，并为园盘传递转动力距提供一个良好的方法。
铲臂40装有一对或更多铲斗41，在图2中可以看到隔板14有一个引导向后的传送槽38，槽38位于铲斗41传送通道的下面。
代替铲臂，我可以利用一个装起一定数量液体的空心臂，装起的液体的数量取决于缓冲区19物质的深度，用这种方法的馈送率取决于缓冲区液体的深度。
在说明的净化器实施例中有一个位于上方的轴70，上述轴70连到皮带轮71上，皮带轮驱动带有旋转园盘的轴30。因此，轴安装在净化器18液面的上方，这个液面和污水流过的旋转盘部分20、21、22有相同的液面高度。
轴70构成梳状物的一部分，梳状物一般由直径约为3mm，间距为10mm至30mm的金属丝72制成的，在皮带轮71旋转的一部分时间中金属丝伸入到净化器的液面以下。
提供一种机械装置使梳状物的旋转方向这样安排，即当梳状物通过污水时，其运动方向与污水在净化器中流动方向相反是可行的。
另一方面，提供多于一个梳状物可能是所希望的，梳状物的齿可以螺旋形或某些其他结构形式安装，以便有助于使固体物质相反于净化器中液体运动方向运动。
这一系统的操作过程如下;
流出的污水进入该装置，通过输入口25到缓冲部分19，如前所述，在缓冲部分的液面随腐化池的溢出而增加，正如将要描述的那样，污水不断地从缓冲区转送走，与腐化池配合起来形成了污水流动平衡。
马达33导至连续的操作，导至铲臂40、园盘组35、36、37和梳状物的旋转。
园盘的旋转速度可以改变，但我建议以周边速度约为18.25米/分为好，如在文中讲的1000mm直径的园盘，优选的旋转速度约为5.9转/分。
在这种旋转过程中，铲斗41从缓冲区19汲取污水。当铲斗移动到该装置的上部时，污水倒入输水槽38中，并从而流入部分20。
可见，铲臂40和铲斗41起保持液体缓冲区域19的混合作用，当铲斗接近缓冲区域的底部并通过时，在这个范围内的残渣被铲在铲中并且传送到转换池38。
人们将会意识到，园盘的旋转使它表面的水膜上升，因此，在那里的表面上培养并生长了需氧微生物。
当能充足地生长时，它基本上在池的进水口，由园盘的表面生物量残渣作为固体粒子落入池中。
当采用图3和图4的园盘结构时，在一个特定的实施例中，园盘之间的间隔是不变的，可以为20mm，然而，我可以提出，位于装置进水口的园盘间隔大于在出水口的园盘间隔，作为一个建议，我可以固定进水口的园盘间隔约为25mm，而出水口的园盘间隔以12mm为宜。
当系统操作时，正常的情况下液体在园盘中的滞留时间约为2小时。人们将会意识到，当一部分污水传送到池的进水口时，使另一部分污水离开池的出口，在正常环境的情况下，液体以保持所需的滞留时间的速率由缓冲区域馈送到池中。
在净化器18中的液体通过沉淀处理，使其中有机残渣落到净化器的底部。
在净化器中也可形成漂浮的有机残渣。
这种典型的残渣是松散地凝聚的生物量构成的颗粒，它通过分解气态生成物漂浮在上面，这些颗粒的直径为20mm到70mm的范围。
如果这些颗粒形成不久即被粉碎，就不会造成原来的那种有害的厚残渣在净化器表面上聚集的倾向。
旋转着的梳齿72，通过在净化器18表面的液体，势必移动在残渣表面上的任何气态生成物，在这种搅拌以后，表面上的残渣部分势必下沉到净化器的液体中，并在那里产生正常的沉淀。
在旋转期间，通过梳齿72横过净化器表面，残渣被汲取了。这种操作也能帮助清除气泡，因此，有使残渣沉入净化器底部的倾向，并延缓从净化器的输出情况。
然而，当克服了残渣堆积时所产生的缺点时，则使有机物质更完全地下沉的装置是容易实现的。
参照方框图8，我示出一种使泵50抽出现在净化器18底部的残渣控制系统，或是缓冲区域19，或是如果需要的话，可操作上述腐化(化粪)池，甚至操作外部的处理设备。
连续操作泵50是没有必要的，因此，我提供一个时钟电路或其他类似的电路与分频器组合，供给定时元件馈送到计数器级，并且在预置时间内，计数器提供了一个输出推动驱动门电路级，依次提供一个信号使交流开关单元去操作泵50马达工作。
在正常的工作中，我认为对于短期工作的泵可以为4分钟，而在以后较长一段非工作时间，可以为2至4小时。
于是，计数器有两个输出，其中之一是工作在预置周期，每一次复位到马达开关起动大约2至4小时，而另一个周期，操纵马达起动到马达停止，约为4分钟。
我已经发现，通过使用这种装置，在这个区域聚积任何物质之前能从净化器底部清除残渣，并能有效地处理返回的残渣，而且，当它下次移动在通过装置期间就粉碎了。
通过净化器处理后，液体被输送到出水口51，如果需要的话，可以消毒或仅仅送去再用或者排泄掉。
如果，腐化(化粪)池的液体突然增加，使腐化(化粪)池变成完全不能接受了，流出的液体就到缓冲区域，如果足够满的话，它将溢出缓冲区域的边缘流到第一部分20，以及其它部分，使在出水口的液体超过一般的排放量被排放在那里，尽管如此，由于处理的效率，和假定基本上那种状态是不经常发生的，从池中流出的液体的纯度是可以接受的。因为园盘普通的效率，便相当迅速地处理了送到池中的超量液体。所以，假如在长时间内保持输入的液体不过量，则在这个时候，溢出池的液体也将很好地处理。
因为挟带一定量的固体粒子进入了园盘池，而其固体粒子是由生物微粒构成的，所以有一定量的固体粒子便堆积在池的分开间隔中，但是，被挟带在液体中的大多数固体粒子传送到净化器18，使它们在那里沉淀。如上面所讨论的，用图8系统控制的泵50，最好将它们抽到腐化(化粪)池的第一室，使这些固体粒子易于沉降在室底的残渣中，在那里产生分解作用或变成需要及时清除的一般的聚积残渣部分，人们将会意识到，使用本发明的清洁系统比一般情况的更加经常有效，而在一年到三年的清洁时间内，它依赖于腐化(化粪)池的容量，但能令人满意。
由此可见，因为本发明系统的容量基本上能适应送入腐化(化粪)池的液体容量的变化。这个系统也能适应于家庭的使用，也能与常规的腐化(化粪)池联合使用。在这些应用中，能允许用经济的方法处理废水。
在系统的改进的类型中，我可以认为在三个或者更多的具有位于第一的二个池之间的第一净化器的池中使用的旋转园盘，以致使固体粒子带入第一池，同时，在进一步旋转生物混合器处理之前，其中这些结构能分隔开来，并且，在池的后面有一个第二净化器。在含有大量已分解物质的液体或高质量污水的地方最符合、最需要这种装置。
如上面所述，其净化器的固体粒子返回到腐化(化粪)池。
权利要求
1.一种适合每一个输送污水和作为初步处理的设备、及能清除在液面高度上面相应地游离在液体的固体粒了的化粪池(腐化池)相配合的一种污水处理装置，利用该装置，当液面超过预定的最小高度时，由化粪池(腐化池)流到传送位置的液体被输送到包括一个旋转圆盘处理部分的装置，此圆盘安装成绕着一个基本上水平的轴旋转，并与允许在表面上生长的生物量隔开，但是，足够的间隔防止了生物量漫延到它们中间，且具有在传送到旋转圆盘处理后的液体的出口装置。
2.如权利要求
1所要求的一种装置，其中至少有两个、每一个位于一个分隔部分的圆盘组。
3.如权利要求
1或权利要求
2所要求的一种装置，其中供旋转的圆盘安装在沿着装置的长度走向的轴上，而其中提供的装置使轴产生转动。
4.如权利要求
3中所要求的一种装置，其中，装置中的一个马达的作用使轴旋转。
5.如权利要求
1到4中任何一个权利要求
所要求的一种装置，其中有一个输入或缓冲间隔部分处理通过它的液体。
6.如权利要求
5中所要求的一种装置，其中规定缓冲部分的壁高于固定圆盘的分隔处理部分的壁。
7.如权利要求
5或6中所要求的一种装置，其中缓冲部分包括一个铲斗装置，用该装置能将液体从缓冲部分馈送到第一处理部分。
8.如权利要求
7中所要求的一种装置，其中规定了包括一个传送槽的第一处理部分的挡板，它扩展到缓冲区域部分，并且传输由铲斗送入的液体。
9.如权利要求
7或8中所要求的一种装置，其中铲斗装置由一个具有铲斗和在其上面的铲臂组成，在旋转的铲臂上采用的铲斗把缓冲区域的液体举起传输到第一处理部分。
10.如权利要求
7或8中所要求的一种装置，其中铲斗装置包括一个收集适量液体的部件，它是与缓冲部分的流体高度有关。
11.如权利要求
8到10任一个所要求的一种装置，其中铲斗装置与旋转圆盘同在一个轴上。
12.如上述任意一个权利要求
中要求的一种装置，其中有一个净化器圆盘的出口，其净化器有一个出口与各部分之间的挡板一起，控制在装置内的液体的高度。
13.如权利要求
12所要求的一种装置，其中，在净化器中有一个泵，它是适用于将污水从净化器传送到处理装置的前一级的。
14.如权利要求
13所要求的一种装置，其中有一个控制装置，它使泵的工作按照预定的时间间隔起动，起动后，连续工作一段预定的时间。
15.如权利要求
12到14中任意一个所要求的一种装置，其中在净化器中的装置能在液体表面上作用，可搅拌在其上面的任何一种固定粒子。
16.如权利要求
15所要求的一种装置，其中的搅拌装置包括一个钉耙，它能选择地至少在整个净化器的表面部分移动。
17.如权利要求
16所要求的一种装置，其中钉耙是转动的，以便轮转地进入，并且至少能在整个净化器表面移动。
18.如权利要求
17中所要求的一种装置，当它附加到权利要求
3时，这个钉耙被安装在圆盘上的轴起动。
19.对于上述权利要求
中任意一个所要求的一种装置中的一种圆盘，其中圆盘是由一块薄的材料和一个衬套构成的，它与轴连接能够传输转矩，并在它的周围的装置能隔开任何一个圆盘组件中的一个邻接的相类似的圆盘。
20.如权利要求
19中所要求的一种圆盘，其中，至少圆盘的盘体部分是球面形状的。
21.如权利要求
19或20中所要求的一种圆盘，其中用等间距的凸出物构成的圆盘周长，由于采用了两种形式的凸出物，因此，当一个圆盘的一种形式的凸出物与第二个邻接圆盘的另一形式的凸出物成一直线时，这两个圆盘以凸出物相接触，并且保持了所要求的空间关系。
22.如权利要求
21中所要求的一种圆盘，它具有一个适应与轴啮合的衬套，该衬套能构成圆盘在两个不同方向上定位，能使不同形式的凸出物相接触。
23.如权利要求
22中所要求的一种圆盘，其中有一个用于该圆盘的加固装置，而圆盘的加固装置紧挨着邻接圆盘的区域的辅助衬套。
24.如权利要求
1到18中的任意一个权利要求
所要求的装置中的一种圆盘组件，至少包括有中心孔的圆盘，穿过中心孔的轴和在那里的许多间隔的孔，至少有一些间隔的孔是适合接受一个装在旋转轴上的衬套延长部分的，在圆盘的另一边的第二衬套具有接受由第一衬套的延长部分的，因此，转矩从轴传到圆盘。
25.如权利要求
24所要求的一种圆盘组件，其中衬套部件在组合圆盘之间用作衬垫。
26.一种能作用在液体表面的净化器，可在其中搅拌任何固体粒子。
27.如在上述任何一个权利要求
中的与化粪池(腐化池)联合的装置，其他粪池(腐化池)的输出与装置的缓冲区域相结合，并包括一种流量平衡装置。
28.结合参考附图，如上述的一种基本的污水处理装置。
29.结合参考的附图，如上述的一种基本上的用于污水处理装置的一种圆盘。
30.结合参考的附图，如上述的一种基本的净化器。
专利摘要
与腐化池相联的污水处理装置，污水经腐化池送出，腐化池起初步处理的作用，去掉游离的固体，当污水液面高于预定的最低高度时，用腐化池排除了液面高度超过的部分，污水流入一供水部分，从供水部分污水再馈入包括有旋转圆盘的污水处理装置，圆盘基本上绕水平轴旋转，这些圆盘分隔成允许生物量在圆盘表面生长，但有效地防止在圆盘之间生长的距离，并有用于通过旋转圆盘处理后污水的出口装置，一个净化器，该净化器的液面被扒动，以清除由生物量产生的气体。
文档编号C02F3/08GK85103841SQ85103841
公开日1986年12月31日 申请日期1985年5月11日
发明者斯科尔斯 申请人:罗塔-迪斯克有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan