一种一体式污水处理系统及其方法与流程

本发明涉及一种一体式污水处理系统及其方法。

背景技术：

水是一种不可再生的资源，也是社会持续发展中必不可少的重要资源，城镇生活污水及工业污水是造成水污染的主要原因，生活污水和工业污水中，含有大量有毒有害的微生物和化学物质，全球超过80％的废水未获得有效处理就直接进行排放，大大污染水域和生态环境，导致人类用水安全及水生态环境的严重破坏，威胁着人们的身体健康和正常的生活，因此，如何通过污水处理手段，去除废水中的有害物质，变废为益，是当前社会面对的亟待解决的共同课题。但是现有的生活污水处理装置整体结构较大、设施投资大、运行费用高、占地面积广、运行管理复杂、成本较高，治理污水的效果却不佳，随着经济的发展和城市化进程的推进，工业污水的排放量有了大幅的增加，城市人口急剧增加，使得进入城市污水处理厂的污水量和水质都发生了很大变化，主要表现为污水量大幅增加和污水进水污染物指标的提高，现有技术中这种水处理系统如果长期超负荷运行，水质很难保证，不能达到污水排放的标准。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种一体式污水处理系统及其方法，经过多重过滤、沉淀和消毒处理，达到简化工艺，减少投资、增强处理效能，降低处理成本，减少占地面积的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种一体式污水处理系统，包括过滤区、沉淀区和消毒区，过滤区内设有挤压过滤装置和振动过滤装置，挤压过滤装置包括移动气缸、挤压板和过滤层，移动气缸连接在过滤区的顶部，移动气缸的活塞杆与挤压板连接，振动过滤装置位于挤压过滤装置的下方，沉淀区通过第一导流管与过滤区连接，沉淀区内设有投料装置、搅拌装置和旋转过滤装置，投料装置与搅拌装置连接，旋转过滤装置包括过滤筒、反应筒和旋转电机，反应筒通过气缸连接在过滤筒的内部，旋转电机的转轴与过滤筒的底部连接，消毒区通过第二导流管与沉淀区连接，第二导流管弯曲向上布设在消毒区内，第二导流管的顶部设有喷水口，消毒区内还设有折流板和紫外灯。污水进入到处理系统，分别经过过滤区、沉淀区和消毒区三处区域的多重处理，治理污水效果好，有效降低污水中的有毒有害物质，提高水质，便于污水的再次利用，提高水资源利用率；污水在过滤区内，分别经过挤压过滤装置和振动过滤装置对污水进行挤压过滤和振动过滤，通过双重过滤，减轻单一的装置负担，有效去除污水中含有的杂质，提高过滤效果；污水在沉淀区内，利用投料装置将絮凝剂和助凝剂加入到污水中，使污水与其反应，将污水中的污染物质沉淀下来或者形成絮状悬浮物，再通过旋转过滤装置过滤分离，去除絮状聚沉物，通过将投料装置与搅拌装置连接在一起，从而使絮凝剂和助凝剂从搅拌装置内排出，增加了药剂与污水之间的接触面积，提高药剂的利用率，搅拌装置边搅拌边投料，使得药剂与污水接触更加均匀，加大药剂的扩散面积，提高絮凝反应效果；污水在消毒区内，通过弯曲的第二导流管，延长污水在消毒区内的流动时间，从而进一步增加污水与紫外灯接触的时间，提高消毒作用，然后污水从喷水口喷出，通过喷水口将污水雾化，扩大污水的表面积，再通过折流板改变污水的流动路线，使得污水与紫外灯接触范围更广，反应效果更好。

进一步，过滤区的顶部设有进水口，进水口分别位于移动气缸的左右两侧，消毒区的顶部设有进料口。设置的多个进水口，使得污水能更快、更均匀地进入到过滤区内进行过滤处理，加快处理速度和处理效果；设置的进料口便于向消毒区通入消毒剂和空气，提高消毒处理效率。

进一步，过滤层呈下凹弧形，挤压板的上表面呈伞形，挤压板的下表面呈下凸弧形，挤压板的下表面与过滤层相匹配，挤压板的下表面设有毛细纤维。将过滤层设置为下凹弧形，使得落入到过滤层上的污水集中到过滤层的下凹处，从而便于挤压板的挤压作用；将挤压板的上表面设置为伞形，使得落入到挤压板上的污水可以沿着伞形面下落，从而掉落到过滤层上，防止污水滞留在挤压板上，从而导致处理不彻底，将挤压板的下表面与过滤层相匹配设置，使得挤压板与过滤层更贴合，提高挤压性能，设置的毛细纤维用来将污水中粘连在一起的颗粒杂质分散开，将蕴含在杂质内的水分分离出来，提高脱水效率。

进一步，振动过滤装置包括振动板、连接弹簧和振动电机，振动板通过连接弹簧安装在过滤层的下方，振动板的下方设有连接架，振动电机安装在连接架上。振动电机带动振动板振动，从而使落在振动板上的污水进一步进行过滤和净化，同时将粘连在一起的杂质分散开，便于水分的脱离。

进一步，过滤筒的横截面为环形椭圆状，反应筒包括相互对称的第一弧形板和第二弧形板，第一弧形板和第二弧形板之间通过折叠过滤网连接，第一弧形板和第二弧形板均通过气缸与过滤筒的内侧壁连接。通过气缸带动第一弧形板和第二弧形板之间的相互靠近和远离，从而将折叠过滤网折叠或者展开，便于第一弧形板和第二弧形板之间的连接和分离，从而实现反应筒的密封状态和过滤状态，便于污水与絮凝剂的反应和过滤。

进一步，过滤筒上设有第一过滤孔，折叠过滤网上设有第二过滤孔，第二过滤孔的孔径大于第一过滤孔的孔径。折叠过滤网的孔径以及过滤筒上的孔径设置，使得污水中的沉淀物先通过折叠过滤网进行粗过滤，然后通过过滤筒进行精过滤，通过二次过滤，提高过滤效果，减轻过滤筒和折叠过滤网的工作负担，延长使用寿命。

进一步，投料装置包括投料箱、第一投料管和第二投料管，投料箱安装在沉淀区的顶部，第一投料管分别连接投料箱和第二投料管，第二投料管与搅拌装置连接。投料箱中放入絮凝剂和助凝剂，将絮凝剂和助凝剂通过第一投料管和第二投料管投入到反应筒内，利用搅拌装置边搅拌边投放，加快反应速度。

进一步，搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶，搅拌电机与搅拌轴连接，搅拌叶安装在搅拌轴上，搅拌轴上设有第一流动通道，第一流动通道与第二投料管相连通，搅拌叶上设有第二流动通道和出液口，第二流动通道与第一流动通道相连通，出液口位于搅拌叶的上表面和下表面，出液口与第二流动通道相连通。搅拌电机在通过搅拌轴带动搅拌叶转动的同时，投料箱内的絮凝剂和助凝剂从第二投料管进入到第一流动通道，然后从第一流动通道进入到第二流动通道，再从出液口排出，进入到反应筒内，与污水充分接触，扩大接触面积，提高反应效率。

采用如上述的一种一体式污水处理系统的处理方法，包括如下步骤：

(1)挤压过滤

通过两个进水口向过滤区中加入原始污水，污水落入到挤压板和过滤层上，落入到挤压板上表面的污水沿着挤压板伞形面的倾斜弧度向下滑落，落入到过滤层上，过滤层上的污水沿着过滤层的下凹弧形面堆积到凹陷处，然后启动移动气缸，移动气缸带动挤压板向下移动，使挤压板在过滤层的凹陷处挤压，使小于过滤层孔径的物质通过过滤层，大于过滤层孔径的物质被阻拦在过滤层上；

(2)振动过滤

经过过滤层过滤后的污水落入到振动板上，启动振动电机，振动电机带动振动板振动，从而使水流通过振动板，而颗粒杂质则留在振动板上；

(3)絮凝沉淀

a、启动气缸，气缸分别推动第一弧形板和第二弧形板相互靠近，直至第一弧形板和第二弧形板紧密连接，使得反应筒形成密封状态，便于储存污水以及进行污水与药剂的反应；

b、启动第一导流管上的水泵，将经过步骤(2)过滤的污水从过滤区沿着第一导流管从喷头喷入到反应筒内；

c、开启投料泵，使投料箱内的絮凝剂和助凝剂沿着第一投料管和第二投料管进入到搅拌轴内的第一流动通道，然后再沿着第一流动通道进入到第二流动通道，再分别从搅拌叶的出液口流出，深入水体内部，扩大接触范围，提高反应效率；

d、启动搅拌电机，搅拌电机带动搅拌轴和搅拌叶转动，从而将絮凝剂和助凝剂充分与污水接触，加快反应速度，使得污水在絮凝剂和助凝剂的作用下，将溶解在水体中的有毒有害物质成为沉淀物或者悬浮物，从水体中分离出来；

e、沉淀静置后，再次启动气缸，使气缸分别推动第一弧形板和第二弧形板相互远离，从而将折叠过滤网展开，便于反应筒内的污水从第二过滤孔流出到反应筒和过滤筒之间；

f、同时启动旋转电机，旋转电机带动过滤筒和反应筒同时旋转，污水在离心作用下，先通过反应筒的过滤作用，将颗粒大于第二过滤孔的杂质留在反应筒内，将颗粒小于第二过滤孔的物质排出到过滤筒和反应筒之间，然后再通过过滤筒的进一步过滤作用，将颗粒大于第一过滤孔的杂质留在过滤筒内，将颗粒小于第一过滤孔的物质排出过滤筒进入到沉淀区内，通过旋转，加快过滤速度，提高过滤效果；

(4)消毒处理

a、启动第二导流管上的水泵，将经过步骤(3)过滤的污水从沉淀区通过第二导流管蜿蜒向上进入到消毒区，延长污水的流动时间和路线，提高紫外消毒作用，紫外灯对第二导流管内的污水进行照射，利用紫外线消灭污水中的病菌和细菌，然后污水从喷水口处喷出，使污水雾化，增加污水的反应面积；

b、从喷水口喷出的污水进入到消毒区内，折流板对水流起到阻挡、导向作用，使水流流速减慢，流程增长，同时紫外灯对消毒区内的水流再次进行紫外杀菌消毒处理，经过多次消毒处理，提高消毒作用。

进一步，在步骤(4)中，当污水从喷水口喷出到消毒区后，通过进料口向消毒区内投放消毒剂，利用消毒剂对污水进行消毒处理，或者通过进料口向消毒区通入空气，空气在紫外灯发出的紫外照射下光解成氧原子，氧原子进一步和氧气发生反应形成臭氧，利用臭氧对污水进行杀菌消毒处理。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、污水进入到处理系统，分别经过过滤区、沉淀区和消毒区三处区域的多重处理，治理污水效果好，有效降低污水中的有毒有害物质，提高水质，便于污水的再次利用，提高水资源利用率；

2、污水在过滤区内，分别经过挤压过滤装置和振动过滤装置对污水进行挤压过滤和振动过滤，通过双重过滤，减轻单一的装置负担，有效去除污水中含有的杂质，提高过滤效果；

3、污水在沉淀区内，利用投料装置将絮凝剂和助凝剂加入到污水中，使污水与其反应，将污水中的污染物质沉淀下来或者形成絮状悬浮物，再通过旋转过滤装置过滤分离，去除絮状聚沉物，通过将投料装置与搅拌装置连接在一起，从而使絮凝剂和助凝剂从搅拌装置内排出，增加了药剂与污水之间的接触面积，提高药剂的利用率，搅拌装置边搅拌边投料，使得药剂与污水接触更加均匀，加大药剂的扩散面积，提高絮凝反应效果；

4、污水在消毒区内，通过弯曲的第二导流管，延长污水在消毒区内的流动时间，从而进一步增加污水与紫外灯接触的时间，提高消毒作用，然后污水从喷水口喷出，通过喷水口将污水雾化，扩大污水的表面积，再通过折流板改变污水的流动路线，使得污水与紫外灯接触范围更广，反应效果更好。

本发明经过多重过滤、沉淀和消毒处理，达到简化工艺，减少投资、增强处理效能，降低处理成本，减少占地面积的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种一体式污水处理系统的结构示意图；

图2为本发明中过滤筒的结构示意图；

图3为本发明中反应筒的结构示意图；

图4为本发明中投料装置和搅拌装置的连接结构示意图；

图5为本发明中处理方法的流程图。

附图标记：1、过滤区；11、进水口；2、沉淀区；21、第一导流管；3、消毒区；31、第二导流管；32、喷水口；33、折流板；34、紫外灯；35、进料口；4、挤压过滤装置；41、移动气缸；42、挤压板；421、毛细纤维；43、过滤层；5、振动过滤装置；51、振动板；52、连接弹簧；53、振动电机；54、连接架；6、投料装置；61、投料箱；62、第一投料管；63、第二投料管；7、搅拌装置；71、搅拌电机；72、搅拌轴；73、搅拌叶；74、第一流动通道；75、第二流动通道；76、出液口；8、旋转过滤装置；81、过滤筒；811、第一过滤孔；82、反应筒；83、旋转电机；84、气缸；85、第一弧形板；86、第二弧形板；87、折叠过滤网；871、第二过滤孔。

具体实施方式

如图1-5所示，为本发明的一种一体式污水处理系统，包括过滤区1、沉淀区2和消毒区3，污水进入到处理系统，分别经过过滤区1、沉淀区2和消毒区3三处区域的多重处理，治理污水效果好，并将三个区域一体化设置，减少资金投入，降低占地面积，有效降低污水中的有毒有害物质，提高水质，便于污水的再次利用，提高水资源利用率。过滤区1内设有挤压过滤装置4和振动过滤装置5，挤压过滤装置4包括移动气缸41、挤压板42和过滤层43，移动气缸41连接在过滤区1的顶部，移动气缸41的活塞杆与挤压板42连接，过滤层43呈下凹弧形，挤压板42的上表面呈伞形，挤压板42的下表面呈下凸弧形，挤压板42的下表面与过滤层43相匹配，挤压板42的下表面设有毛细纤维421。将过滤层43设置为下凹弧形，使得落入到过滤层43上的污水集中到过滤层43的下凹处，从而便于挤压板42的挤压作用；将挤压板42的上表面设置为伞形，使得落入到挤压板42上的污水可以沿着伞形面下落，从而掉落到过滤层43上，防止污水滞留在挤压板42上，从而导致处理不彻底，将挤压板42的下表面与过滤层43相匹配设置，使得挤压板42与过滤层43更贴合，提高挤压性能，设置的毛细纤维421用来将污水中粘连在一起的颗粒杂质分散开，将蕴含在杂质内的水分分离出来，提高脱水效率，同时还用来疏通过滤层43，防止过滤层43的堵塞，保证过滤层43的过滤效果。振动过滤装置5位于挤压过滤装置4的下方，振动过滤装置5包括振动板51、连接弹簧52和振动电机53，振动板51通过连接弹簧52安装在过滤层43的下方，振动板51的下方设有连接架54，振动电机53安装在连接架54上。振动电机53带动振动板51振动，从而使落在振动板51上的污水进一步进行过滤和净化，同时将粘连在一起的杂质分散开，便于水分的脱离。过滤区1的顶部设有进水口11，进水口11分别位于移动气缸41的左右两侧。设置的多个进水口11，使得污水能更快、更均匀地进入到过滤区1内进行过滤处理，加快处理速度和处理效果。污水在过滤区1内，分别经过挤压过滤装置4和振动过滤装置5对污水进行挤压过滤和振动过滤，通过双重过滤，减轻单一的装置负担，有效去除污水中含有的杂质，提高过滤效果。

沉淀区2通过第一导流管21与过滤区1连接，沉淀区2内设有投料装置6、搅拌装置7和旋转过滤装置8，投料装置6与搅拌装置7连接，旋转过滤装置8包括过滤筒81、反应筒82和旋转电机83，反应筒82通过气缸84连接在过滤筒81的内部，旋转电机83的转轴与过滤筒81的底部连接，过滤筒81的横截面为环形椭圆状，反应筒82包括相互对称的第一弧形板85和第二弧形板86，第一弧形板85和第二弧形板86之间通过折叠过滤网87连接，第一弧形板85和第二弧形板86均通过气缸84与过滤筒81的内侧壁连接。通过气缸84带动第一弧形板85和第二弧形板86之间的相互靠近和远离，从而将折叠过滤网87折叠或者展开，便于第一弧形板85和第二弧形板86之间的连接和分离，从而实现反应筒82的密封状态和过滤状态，便于污水与絮凝剂的反应和过滤。过滤筒81上设有第一过滤孔811，折叠过滤网87上设有第二过滤孔871，第二过滤孔871的孔径大于第一过滤孔811的孔径。折叠过滤网87的孔径以及过滤筒81上的孔径设置，使得污水中的沉淀物先通过折叠过滤网87进行粗过滤，然后通过过滤筒81进行精过滤，通过二次过滤，提高过滤效果，减轻过滤筒81和折叠过滤网87的工作负担，延长使用寿命。

投料装置6包括投料箱61、第一投料管62和第二投料管63，投料箱61安装在沉淀区2的顶部，第一投料管62分别连接投料箱61和第二投料管63，第二投料管63与搅拌装置7连接。投料箱61中放入絮凝剂和助凝剂，将絮凝剂和助凝剂通过第一投料管62和第二投料管63投入到反应筒82内，利用搅拌装置7边搅拌边投放，加快反应速度。搅拌装置7包括搅拌电机71、搅拌轴72和搅拌叶73，搅拌电机71与搅拌轴72连接，搅拌叶73安装在搅拌轴72上，搅拌轴72上设有第一流动通道74，第一流动通道74与第二投料管63相连通，搅拌叶73上设有第二流动通道75和出液口76，第二流动通道75与第一流动通道74相连通，出液口76位于搅拌叶73的上表面和下表面，出液口76与第二流动通道75相连通。搅拌电机71在通过搅拌轴72带动搅拌叶73转动的同时，投料箱61内的絮凝剂和助凝剂从第二投料管63进入到第一流动通道74，然后从第一流动通道74进入到第二流动通道75，再从出液口76排出，进入到反应筒82内，与污水充分接触，扩大接触面积，提高反应效率。污水通过第一导流管21进入到沉淀区2内，利用投料装置6将絮凝剂和助凝剂加入到污水中，使污水与其在反应筒82内反应，将污水中的污染物质沉淀下来或者形成絮状悬浮物，再通过旋转过滤装置8过滤分离，利用旋转电机83带动反应筒82和过滤筒81同时旋转，去除絮状聚沉物，加快过滤速度；通过将投料装置6与搅拌装置7连接在一起，从而使絮凝剂和助凝剂从搅拌装置7内排出，增加了药剂与污水之间的接触面积，提高药剂的利用率，搅拌装置7边搅拌边投料，使得药剂与污水接触更加均匀，加大药剂的扩散面积，提高絮凝反应效果。

消毒区3通过第二导流管31与沉淀区2连接，第二导流管31弯曲向上布设在消毒区3内，第二导流管31的顶部设有喷水口32，消毒区3内还设有折流板33和紫外灯34，消毒区3的顶部设有进料口35，设置的进料口35便于向消毒区3通入消毒剂和空气，提高消毒处理效率。污水在消毒区3内，通过弯曲的第二导流管31，延长污水在消毒区3内的流动时间，从而进一步增加污水与紫外灯34接触的时间，提高消毒作用，然后污水从喷水口32喷出，通过喷水口32将污水雾化，扩大污水的表面积，再通过折流板33改变污水的流动路线，使得污水与紫外灯34接触范围更广，反应效果更好。

采用如上述的一种一体式污水处理系统的处理方法，包括如下步骤：

(1)挤压过滤

通过两个进水口11向过滤区1中加入原始污水，污水落入到挤压板42和过滤层43上，落入到挤压板42上表面的污水沿着挤压板42伞形面的倾斜弧度向下滑落，落入到过滤层43上，过滤层43上的污水沿着过滤层43的下凹弧形面堆积到凹陷处，然后启动移动气缸41，移动气缸41带动挤压板42向下移动，使挤压板42在过滤层43的凹陷处挤压，使小于过滤层43孔径的物质通过过滤层43，大于过滤层43孔径的物质被阻拦在过滤层43上。

(2)振动过滤

经过过滤层43过滤后的污水落入到振动板51上，启动振动电机53，振动电机53带动振动板51振动，从而使水流通过振动板51，而颗粒杂质则留在振动板51上。

(3)絮凝沉淀

a、启动气缸84，气缸84分别推动第一弧形板85和第二弧形板86相互靠近，直至第一弧形板85和第二弧形板86紧密连接，使得反应筒82形成密封状态，便于储存污水以及进行污水与药剂的反应；

b、启动第一导流管21上的水泵，将经过步骤(2)过滤的污水从过滤区1沿着第一导流管21从喷头喷入到反应筒82内；

c、开启投料泵，使投料箱61内的絮凝剂和助凝剂沿着第一投料管62和第二投料管63进入到搅拌轴72内的第一流动通道74，然后再沿着第一流动通道74进入到第二流动通道75，再分别从搅拌叶73的出液口76流出，深入水体内部，扩大接触范围，提高反应效率；

d、启动搅拌电机71，搅拌电机71带动搅拌轴72和搅拌叶73转动，从而将絮凝剂和助凝剂充分与污水接触，加快反应速度，使得污水在絮凝剂和助凝剂的作用下，将溶解在水体中的有毒有害物质成为沉淀物或者悬浮物，从水体中分离出来；

e、沉淀静置后，再次启动气缸84，使气缸84分别推动第一弧形板85和第二弧形板86相互远离，从而将折叠过滤网87展开，便于反应筒82内的污水从第二过滤孔871流出到反应筒82和过滤筒81之间；

f、同时启动旋转电机83，旋转电机83带动过滤筒81和反应筒82同时旋转，污水在离心作用下，先通过反应筒82的过滤作用，将颗粒大于第二过滤孔871的杂质留在反应筒82内，将颗粒小于第二过滤孔871的物质排出到过滤筒81和反应筒82之间，然后再通过过滤筒81的进一步过滤作用，将颗粒大于第一过滤孔811的杂质留在过滤筒81内，将颗粒小于第一过滤孔811的物质排出过滤筒81进入到沉淀区2内，通过旋转，加快过滤速度，提高过滤效果。

(4)消毒处理

a、启动第二导流管31上的水泵，将经过步骤(3)过滤的污水从沉淀区2通过第二导流管31蜿蜒向上进入到消毒区3，延长污水的流动时间和路线，提高紫外消毒作用，紫外灯34对第二导流管31内的污水进行照射，利用紫外线消灭污水中的病菌和细菌，然后污水从喷水口32处喷出，使污水雾化，增加污水的反应面积；

b、从喷水口32喷出的污水进入到消毒区3内，折流板33对水流起到阻挡、导向作用，使水流流速减慢，流程增长，同时紫外灯34对消毒区3内的水流再次进行紫外杀菌消毒处理，通过进料口35向消毒区3内投放消毒剂，利用消毒剂对污水进行消毒处理，或者通过进料口35向消毒区3通入空气，空气在紫外灯34发出的紫外照射下光解成氧原子，氧原子进一步和氧气发生反应形成臭氧，利用臭氧对污水进行杀菌消毒处理。利用多次多种手段的消毒处理，提高消毒作用。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。