一种污水处理系统及污水处理方法与流程

本发明属于污水处理设备技术领域，具体地说涉及一种污水处理系统及污水处理方法。

背景技术：

根据《2015-2020年中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》指出，中国13亿人口中，有70％饮用地下水，660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。同时，该报告中指出，全国90％的城市地下水已受到污染。因此，将受到一定污染的、来自生活和生产的排出水进行净化处理，受到各个领域的高度关注。

近几年，污水处理行业的产业能力发生了质的变化，这个质的变化主要涉及两个方面，一是污水处理厂的数目在快速增加，二是整体的处理能力在快速地增加。但是，在污水处理过程中存在以下问题：污水处理效果达不到预期指标，造成药剂的浪费，同时也增加了污水处理的成本；污水处理设备在使用一段时间后就会出现堵塞，随后需要人工清洗，增加人工成本；重金属吸附效果差；提盐成本高，易污染环境。

技术实现要素：

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种污水处理系统及污水处理方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种污水处理系统，包括通过输水管道依次连接的集水池、处理箱、絮凝部、固液分离箱和过滤部，所述处理箱处连通有加药箱，所述过滤部依次包括初步过滤箱和重金属滤吸箱。

进一步，所述处理箱至少设为一个，所述处理箱设为回型管路，位于回型管路的一组平行边侧上分别设有分流器和出水口，所述回型管路内部位于分流器、出水口处均设有成对的搅拌器。

进一步，所述搅拌器设为包括开口端和封闭端的管状结构，且封闭端表面均布出水孔，位于分流器处的两个搅拌器的开口端相对设置，位于出水口处的两个搅拌器的封闭端相对设置。

进一步，所述初步过滤箱内至少设有一个滤筒，所述滤筒的筒壁上设有滤孔，所述筒壁上由外向内依次设置有第一过滤层和第二过滤层，所述滤筒外围至少设有一个与第二过滤层接触的毛刷，所述毛刷沿着滤筒的高度方向设置，所述滤筒的顶部通过连接轴连接有驱动轮，其底部设置有贯穿初步过滤箱底壁的出水管，所述驱动轮与驱动装置连接。

进一步，所述重金属滤吸箱的底部设有进水管，其顶部设有通过支水管与进水管连通的出水管，所述重金属滤吸箱上还设有杂质排出管，所述重金属滤吸箱内部自下而上依次包括初级杂质过滤层、滤料层、次级杂质过滤层和重金属吸附组合层，所述杂质排出管的一端设有杂质口，其另一端分别与初级杂质过滤层、次级杂质过滤层连通，所述进水管与初级杂质过滤层连通，所述出水管与重金属吸附组合层连通。

进一步，所述进水管上设置有进水阀，所述进水阀位于进水管靠近重金属滤吸箱的一端，所述出水管上设置有出水阀，所述支水管上设有辅助阀，所述出水阀位于出水管远离重金属滤吸箱的一端，所述杂质排出管与初级杂质过滤层、次级杂质过滤层相接处均设有排出阀。

进一步，所述重金属滤吸箱处设有提盐箱，所述提盐箱内设有燃烧室、与燃烧室紧贴的水箱、位于燃烧室内部的污水槽，所述燃烧室和水箱至少通过一个蒸汽管道连通，所述燃烧室顶部至少设有一个排烟管道，所述排烟管道贯穿污水槽侧壁并呈螺旋状设置于污水槽内部，所述燃烧室内设有回龙式燃烧通道。

进一步，所述絮凝部包括通过电机连接的絮凝剂箱和絮凝剂计量输送管，所述絮凝剂计量输送管的出口端设为斜切口结构，所述斜切口结构垂直嵌入与处理箱的出水口连接的输水管道中，且斜切口结构的开口背对处理箱设置。

进一步，所述固液分离箱包括分离箱体和位于分离箱体内部的分离筒，所述分离筒的顶部设有开口，其内部空腔处设有旋转组件，所述旋转组件包括沿着分离筒高度方向设置且可自由旋转的主轴、位于主轴外围且自上而下依次设置的斜流板和旋流板，所述主轴的顶部和底部分别通过固定件与分离筒的内壁固定连接，所述斜流板设为直角三角形，所述旋流板设为圆弧形，所述斜流板的两条直角边分别于主轴和旋流板连接。

另，本发明还提供一种污水处理方法，包括如下步骤：

(1)经所述集水池排出的污水首先进入处理箱中，对污水进行还原处理和氧化处理，再向污水中进入絮凝剂，在污水中的沉淀物进行絮凝处理；

(2)经絮凝处理的污水进入固液分离箱，进行固液分离后，再依次进入初步过滤箱和重金属滤吸箱，分别进行泥沙初步过滤和重金属吸附处理；

(3)经过滤处理的污水，再经过超滤膜过滤和反渗透RO膜过滤，经过膜滤后的水达到使用标准后注入循环使用系统；

(4)若经过膜滤后的水中含有高浓度盐分，将水再注入提盐箱中，去除高浓度盐分。

本发明的有益效果是：

1、本发明设置多个处理箱，对污水进行多级处理，在搅拌器作用下，提高污水和药物的混合均匀度，节省药物成本。

2、污水经第二过滤层、第一过滤层、滤孔进入滤筒内，污水中的悬浮物粘连在第二过滤层表面，利用滤筒与毛刷之间的相对运动，对第二过滤层表面的悬浮物进行清理，自动化程度高。

3、污水由重金属滤吸箱的底部流入后，经各层进行过滤、吸附后，最后从重金属滤吸箱的顶部排出，在自重效应下，杂质沉积在初级杂质过滤层和次级杂质过滤层中，利用杂质排出管进行自动反冲洗，对初级杂质过滤层和次级杂质过滤层进行清理，避免沉积物堵塞箱体。

4、将燃烧室与污水槽配合，利用燃烧室产生的热量对污水进行快速浓缩提盐，结构简单，成本低，易于实施，同时，排烟管道在污水槽内呈螺旋状，且设置有回龙式燃烧通道，有助于增加排烟管道与污水的接触面积，提高热量利用率，另外，将燃烧室与水箱配合，燃烧室为水箱提供热量，促使水箱内产生水蒸气，水蒸气进入燃烧室后，有助于燃烧室内进行完全燃烧，减少黑烟排放量，安全环保。

5、在对污水进行固液分离时，将斜流板与旋流板结合，污水对斜流板产生推力，从而带动主轴、旋流板旋转，旋流板在旋转过程中形成涡流，有助于提高固液分离效率。

6、絮凝剂计量输送管的出口端设为斜切口结构，并且斜切口结构的开口背对处理箱设置，减少絮凝剂排出时受到的水流阻力，提高絮凝剂的作用效果。

附图说明

图1是本发明的整体结构模块示意图；

图2是本发明的处理箱结构示意图；

图3是本发明的搅拌器结构示意图；

图4是本发明的初步过滤箱结构示意图；

图5是初步过滤箱的另一种实施方式结构示意图；

图6是本发明的重金属滤吸箱结构示意图；

图7是本发明的提盐箱结构示意图；

图8是本发明的排烟管道结构示意图；

图9是本发明的絮凝部结构示意图；

图10是图9中A处局部结构示意图；

图11是本发明的固液分离箱结构示意图；

图12是本发明的分离筒结构示意图；

图13是本发明的第一进水管和第二进水管结构示意图。

附图中：1-集水池、2-处理箱、201-分流器、202-出水口、203-搅拌器、204-加药口、205-开口端、206--封闭端、207-出水孔、3-加药箱；

4-絮凝部、401-电机、402-絮凝剂箱、403-絮凝剂计量输送管、404-计量锤、405-控制阀、406-斜切口结构、407-凸起、408-固定罩、409-导向件；

5-固液分离箱、501-分离箱体、502-分离筒、503-主轴、504-斜流板、505-旋流板、506-固定件、507-分离进水管、508-分离出水管、509-分离排污管、510-第一进水管、511-第二进水管；

6-初步过滤箱、601-滤筒、602-过滤电机、603-连接轴、604-主动轮、605-第一从动轮、606-减速机、607-第二从动轮、608-驱动轮、609-毛刷、610-固定杆、611-同步带、612-过滤出水管；

7-重金属滤吸箱、701-初级杂质过滤层、702-滤料层、703-次级杂质过滤层、704-第一格栅、705-第二格栅、706-吸附单元、707-进水管、708-出水管、709-支水管、710-进水阀、711-出水阀、712-辅助阀、713-杂质排出管、714-排出阀、715-杂质口；

8-提盐箱、801-燃烧室、802-水箱、803-污水槽、804-鼓风机、805-吸气罩、806-排气通道、807-蒸汽管道、808-管道、809-排烟管道、810-烟气出口、811-开口、812-隔断、813-间隙、814-烟气进口、9-输水管道、10-第一出口、11-第二出口。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种污水处理系统，包括通过输水管道9依次连接的集水池1、处理箱2、絮凝部4、固液分离箱5和过滤部，集水池1用于收集工厂和生活污水，污水经输水管道9进入处理箱2中，所述处理箱2处连通有加药箱3，通过加药箱3向污水中加入药物，药物和污水在处理箱2中反应，去除污水中的悬浮物、杂质、重金属及化合物，在絮凝部4中向污水中加入絮凝剂，污水和絮状沉积物在固液分离箱5中分离，所述过滤部依次包括初步过滤箱6和重金属滤吸箱7，经分离后的污水依次进入初步过滤箱6和重金属滤吸箱7进行过滤，最后经第一出口10排出整个系统，进行循环使用。

当经重金属滤吸箱7处理后的水中含有高浓度的盐分时，在重金属滤吸箱7处设置提盐箱8，用于提取盐分，最后，水经第二出口11排出整个系统，进行循环使用。

实施例二：

如图1-3所示，所述处理箱2设为3个，所述处理箱2均设为回型管路，延长药物与污水的反应时间，位于回型管路的一组平行边侧上分别设有分流器201和出水口202，污水和药物首先经过分流器201分流成两股细流，两股细流分别在回型管路中流通，最终两股细流在出水口202处汇集流出，为了提高污水和药物的混合均匀度，在回型管路内部位于分流器201和出水口202处均设有成对的搅拌器203。

所述搅拌器203设为包括开口端205和封闭端206的管状结构，为了保证细流均能经过搅拌器203进行搅拌，搅拌器203的外径与回型管路的内径相等，封闭端206表面均布出水孔207，细流经开口端205流入搅拌器203内，最后经出水孔207流出形成射流，为了减少细流流通过程中受到的阻力，节约动力资源，出水孔207的总面积大于封闭端206表面积的1/2。

位于分流器201处的两个搅拌器203的开口端205相对设置，即封闭端206靠近回型管路的弯折段，经出水孔207流出的细流喷射到回型管路的内壁上，完成污水和药物的第一次混合，然后，细流流至出水口202处，位于出水口202处的两个搅拌器203的封闭端206相对设置，经出水孔207流出的两股细流相互对流喷淋，完成污水与药物的第二次混合。在其他一些实施例中，为了提高污水和药物的混合均匀度，在回型管路的另一组平行边侧内部分别设置单个的搅拌器203。

在其他一些实施例中，所述反应箱2至少设为一个，所述反应箱2可以并排或并列设置，相邻的反应箱2之间相互连通，后级反应箱2的分流器201与前级反应箱2的出水口202连通，所述分流器201上设有加药口204，所述加药口204处设有通过软管与加药箱3连接的加药阀(图中未示出)。

实施例三：

如图1、图2、图9和图10所示，所述絮凝部4包括通过电机401连接的絮凝剂箱402和絮凝剂计量输送管403，位于絮凝剂箱402内的絮凝剂由电机401抽进絮凝剂计量输送管403中，所述絮凝剂计量输送管403的出口端设为斜切口结构406，所述斜切口结构406垂直嵌入与处理箱2的出水口连接的输水管道9中，絮凝剂经斜切口结构406注入输水管道9中，为了提高絮凝剂的作用效果，将斜切口结构406的开口背对处理箱2设置，减少絮凝剂排出时受到的水流阻力，所述絮凝剂计量输送管403内设有计量锤404，所述絮凝剂计量输送管403与电机401之间设置有控制阀405。

所述絮凝剂计量输送管403上靠近斜切口结构406处设置有凸起407，所述凸起407外侧设置带有内螺纹的固定罩408，所述输水管道9上设置带有外螺纹的导向件409，所述斜切口结构406贯穿导向件409后嵌入输水管道9中，此时，凸起407与导向件409的顶部接触以稳固絮凝剂计量输送管403，再将固定罩408与导向件409拧合即可。

实施例四：

如图1、图11-13所示，所述固液分离箱5包括分离箱体501和位于分离箱体501内部的分离筒502，所述固液分离箱5上设置有分离进水管507和分离出水管508，其底部设置有分离排污管509，分离进水管507处分别连通有位于分离筒502不同侧的第一进水管510、第二进水管511，所述第一进水管510、第二进水管511的末端出口相对错位设置，也就是说，两者的末端出口中心不在同一直线上，所述第一进水管510、第二进水管511的末端出口设置为45°斜口，且二者的斜口方向相反。

污水经絮凝部4注入絮凝剂后经分离进水管507、第一进水管510、第二进水管511后，注入分离箱体501中，所述分离筒502的顶部设有开口，其内部空腔处设有旋转组件，在旋转组件的作用下形成涡流，污水中的杂质与絮凝剂结合形成团状，实现固液分离。

所述旋转组件包括沿着分离筒502高度方向设置且可自由旋转的主轴503、位于主轴503外围且自上而下依次设置的斜流板504和旋流板505，所述第一进水管510、第二进水管511的末端出口对应旋流板505设置，所述主轴503的顶部和底部分别通过固定件506与分离筒502的内壁固定连接，所述斜流板504设为直角三角形，所述斜流板504的两条直角边分别于主轴503和旋流板505连接，所述分离进水管507对应分离筒502的开口设置，污水自第一进水管510、第二进水管511注入时，对旋流板505形成推力，由于两个末端出口错位设置，促使主轴503、斜流板504旋转，污水形成涡流，促进污水中的杂质与絮凝剂结合形成团状，提高固液分离效率，涡流上移经分离筒502的开口溢出，团状杂质落在分离箱体501底部，经分离排污管509排出，经分离后的污水由分离出水管508排出。各旋流板505的朝向一致。

实施例五：

如图1、图4和图5所示，所述初步过滤箱6内设有两个滤筒601，所述滤筒601设为中空结构，其筒壁上设有滤孔，所述筒壁上由外向内依次设置有第一过滤层和第二过滤层，所述第一过滤层设为蚊帐网，所述第二过滤层设为的确良白布，位于初步过滤箱6内的污水依次经第二过滤层、第一过滤层、滤孔进入滤筒601内部，在此过程中，污水中所含的悬浮物附着在第二过滤层表面。为了及时清理第二过滤层表面的悬浮物，在所述滤筒601外围各设有一个毛刷609，所述毛刷609通过固定杆610与初步过滤箱6连接，且毛刷头正对滤筒601中心设置，为了提高毛刷609的清洁效果，毛刷头直接与第二过滤层接触，且所述毛刷609沿着滤筒601的高度方向设置。

所述驱动装置包括过滤电机602、主动轮604、第一从动轮605和减速机606，所述主动轮604与过滤电机602的输出端连接，所述第一从动轮605和减速机606设为同轴结构，所述主动轮604通过同步带611与第一从动轮605连接，所述减速机606的输出端设有第二从动轮607，所述过滤电机602工作时，依次带动主动轮604、第一从动轮605、减速机606和第二从动轮607运转，所述滤筒601的顶部通过连接轴603连接有驱动轮608，驱动轮608分别通过同步带611与第二从动轮607连接，因此，只需设置一个过滤电机602，即可带动两个滤筒601旋转。在滤筒601旋转过程中，污水不断渗入其中，而悬浮物附着在第二过滤层表面，完成污水过滤操作，同时，借助滤筒601与毛刷609之间的相对运动，毛刷609对第二过滤层表面的悬浮物进行清理。所述滤筒601的底部设置有贯穿初步过滤箱6底壁的过滤出水管612，经过滤后的污水经过滤出水管612排出。

在其他一些实施例中，所述滤筒601为1个，所述驱动轮608通过同步带611直接与第二从动轮607连接，所述滤筒601外围对称设有2个毛刷609。在另外一些实施例中，所述滤筒601设为4个，所述4个滤筒601分别位于初步过滤箱6的不同拐角处，所述4个滤筒601顶部的驱动轮608分别通过同步带611与第二从动轮607连接，每个滤筒601外围均对称设有3个毛刷609，出水量大。

实施例六：

如图1和图6所示，所述重金属滤吸箱7的底部设有进水管707，其顶部设有通过支水管709与进水管707连通的出水管708，污水由重金属滤吸箱7的底部流入，经重金属滤吸箱7的顶部排出，现有的滤吸设备中污水自上而下流动，污水中所含的杂质在其自身重力以及污水的冲刷作用下，极易堵塞各滤层，本发明中污水流向与现有技术完全相反，这样设计既可以避免堵塞重金属滤吸箱7，又可以充分利用污水中杂质的重力效应实现自主沉积。

为了过滤污水中的杂质以及吸附重金属，所述重金属滤吸箱7内部自下而上依次包括初级杂质过滤层701、滤料层702、次级杂质过滤层703和重金属吸附组合层，污水自下而上流动过程中，大量的杂质因自身重力效应滞留在初级杂质过滤层701，少量的杂质因自身重力效应滞留在次级杂质过滤层703，所述滤料层702内部填充有石英砂，去除对污水中的悬浮物、有机物、农药、胶体、铁、锰、细菌、病毒等污染物，所述重金属吸附组合层内填充有活性炭，用于吸附污水中的重金属。另外，为了便于对各层中滤料进行更换，所述初级杂质过滤层701、滤料层702、次级杂质过滤层703和重金属吸附组合层均设为抽拉式结构，灵活度高，相邻两层之间均设有第一格栅5，促使污水可在不同层间流通。

所述重金属吸附组合层包括依次排列的多个吸附单元706，相邻吸附单元706之间设有第二格栅705，促使污水可在不同的吸附单元706间流通，在其他一些实施例中，所述多个吸附单元706内填充多种不同的滤料，提高重金属的吸附精度，截污容量大。

所述进水管707靠近重金属滤吸箱7的一端设置有进水阀710，以保证外界污水流入进水管707或支水管709时，不受进水阀710所处状态的影响，所述出水管708远离重金属滤吸箱7的一端设置有出水阀711，所述支水管709上设有辅助阀712，以保证支水管709内的水流入重金属滤吸箱7时，不受出水阀711所处状态的影响，所述进水管707与初级杂质过滤层701连通，所述出水管708与重金属吸附组合层连通。所述重金属滤吸箱7上还设有杂质排出管713，所述杂质排出管713的一端设有杂质口715，其另一端分别与初级杂质过滤层701、次级杂质过滤层703连通，所述杂质排出管713与上述两者相接处均设有排出阀714，打开排出阀714后，位于初级杂质过滤层701、次级杂质过滤层703中沉积的杂质经杂质口715排出。

在污水净化过程中，进水阀710、出水阀711处于打开状态，而辅助阀712、排出阀714处于关闭状态，污水经重金属滤吸箱7的底部流向顶部，最近经出水管708排出。对重金属滤吸箱7进行反冲洗操作时，进水阀710、出水阀711处于关闭状态，而辅助阀712、排出阀714处于打开状态，污水依次经进水管707、支水管709，由重金属滤吸箱7的顶部流向底部，最近经杂质排出管713排出，提高滤吸箱体的自清洁能力，经济效益高。

实施例七：

如图1、图7和图8所示，所述重金属滤吸箱7处设有提盐箱8，用于提取盐分，所述提盐箱8内由下而上依次设有水箱802、燃烧室801和污水槽803，所述燃烧室801为提盐箱8提供热量以浓缩污水，所述水箱802紧贴燃烧室801的底部设置的目的是，燃烧室801为水箱802提供热量，促使水箱802内产生水蒸气，水箱802和燃烧室801通过两个蒸汽管道807连通，水蒸气沿着蒸汽管道807进入燃烧室801后，有助于燃烧室801内进行完全燃烧，减少黑烟排放量，安全环保。在其他一些实施例中，所述水箱802紧贴燃烧室801的侧壁设置，且两者通过两个蒸汽管道807连通，其中，蒸汽管道807的数量可以根据实际情况做相应的增减。

所述燃烧室801内设由隔断812组成的回龙式燃烧通道，提高燃烧热量的利用率，所述污水槽803嵌入燃烧室801内部，所述污水槽803的底面与隔断12顶部相抵，其侧壁与燃烧室801的侧壁之间留有间隙813，增加污水槽803与燃烧室801的接触面积，也就是说，所述污水槽803直接架设在隔断812上方。

所述燃烧室801顶部设有三个排烟管道809，所述排烟管道809贯穿污水槽803侧壁并呈螺旋状设置于污水槽803内部，利用燃烧室801产生的热量对污水槽803内的污水进行快速浓缩提盐，结构简单，成本低，易于实施。三个排烟管道809平行设置，每个排烟管道809沿着污水槽803的高度方向呈螺旋状，有助于增加排烟管道809与污水的接触面积，提高热量利用率，加快浓缩进程，污水浓缩完毕后，盐类物质结晶沉积在污水槽803底部，再次向污水槽803内注入污水即可，也可将沉积的盐类物质取出后再注入污水，另外，所述排烟管道809的纵截面为圆形同样起到增加与污水接触面积的作用。

所述提盐箱8顶部设有开口811，便于向污水槽803内注入污水，所述排烟管道809的烟气进口814与燃烧室801相接，其烟气出口810位于污水槽803的上方，为了将烟气出口810处的烟气及时排出，在开口811上方设有与排气通道806连通的吸气罩805。此外，还包括鼓风机804，所述鼓风机804通过管道808分别与燃烧室801、水箱802连接，促使水箱802内发生雾化作用，进而保证燃烧室801内进行充分燃烧。

实施例八：

如图1-12所示，所述污水处理系统的工作过程如下：

(1)经所述集水池1排出的污水首先进入处理箱2中，对污水进行还原处理和氧化处理，再向污水中进入絮凝剂，在污水中的沉淀物进行絮凝处理；

(2)经絮凝处理的污水进入固液分离箱5，进行固液分离后，再依次进入初步过滤箱6和重金属滤吸箱7，分别进行泥沙初步过滤和重金属吸附处理；

(3)经过滤处理的污水，再经过超滤膜过滤和反渗透RO膜过滤，经过膜滤后的水达到使用标准后注入循环使用系统；

(4)如经过膜滤后的水中含有高浓度盐分，将经过膜滤后的水再注入提盐箱8中，去除高浓度盐分即可。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。