一种三级沉淀及过滤农村污水集中处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理系统的技术领域，特别涉及一种三级沉淀及过滤农村污水集中处理系统。


背景技术：

2.一个完整的农村污水处理设施系统包括室内卫生设施、室外排水设施和污水处理设施，针对于前两种设施在很多农村已经进行了改造，并已部分建成，如家庭水冲式卫生间，以及排放用污水管道，但对于污水处理设施，位于偏远的农村基本均未进行修建，仍采用集中排放至大型污水池或渗坑的方式。这种设施分别对应个人卫生需求、村域环境需求和公众环境需求，其不能孤立地分割，只有构成一个有机的整体时，才能保证最佳的污水治理效果。可见末端的污水处理设施是很多农村在乡村振兴中的短板。
3.如若采用类似城镇的污水处理设施来对农村污水进行全面处理，因工程量大、结构要求高、施工复杂、维护成本大、人员素质要求高等原因，在偏远农村实施目前是不现实的，因此急需一种建造低成本、维护简单、无需固定管理人员的污水处理设施。


技术实现要素：

4.本实用新型意在提供一种三级沉淀及过滤农村污水集中处理系统，解决了偏远农村污水处理难的问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种三级沉淀及过滤农村污水集中处理系统，包括以地势差修建的三个基坑，每个所述基坑的内壁均浇筑有混凝土垫层，三个所述基坑上依次开设有交错布置的第一级过滤口、第二级过滤口、第三级过滤口和排放口，所述第一级过滤口处设有格宾石笼，所述格宾石笼内填充有不同级配的砂石，所述第二级过滤口处设有土工布层，所述土工布层由多张土工布折叠而成，所述第三级过滤口处设有生物膜。
6.优选的，每个所述基坑内均设有沉淀物收集机构，所述沉淀物收集机构包括气缸、清扫板和铰接在基坑一侧的排污门，所述清扫板滑动连接在基坑底部，所述清扫板上倾斜设置有橡胶板，所述排污门对应的基坑处开设有排污口，所述排污门上设有多个限位机构，每个所述限位机构均包括控制箱、触发杆和限位磁铁，所述控制箱埋设在排污口正下方的基坑处，所述控制箱内转动连接有第一转动轴，所述第一转动轴上设有齿轮和触发磁铁，所述第一转动轴与控制箱之间连接有扭簧，所述触发杆穿过基坑和控制箱顶部，所述触发杆与基坑滑动连接，所述触发杆的顶部对称设有楔面，所述触发杆的楔面位于清扫板的运动轨迹上，所述触发杆上设有与齿轮相啮合的直齿，所述限位磁铁滑动连接在排污门内，所述排污门内开设有供限位磁铁滑动的滑道，所述限位磁铁与滑动之间连接有第一复位弹簧，所述限位磁铁与触发磁铁相互排斥，所述基坑上还间隔开设有位于限位磁铁运动轨迹上的卡槽。
7.通过上述设置，利用限位磁铁和触发磁铁的相互吸引来对排污门进行限位，避免
了排污门因水压而打开的情况，在进行沉淀物清扫时，利用气缸推动清扫板移动来清扫基坑底部堆积的沉淀物，当清扫板推动触发杆来带动第一转动轴转动，第一转动轴转动后使得触发磁铁和限位磁铁位于同一直线上，使得两者之间产生排斥力，利用排斥力将限位磁铁移出卡槽，从而解除了对排污门的限位作用，最后清扫板和沉淀物将排污门推开而实现沉淀物的清理，提高了本方案的污水处理效果以及降低了基坑清洗的频次。
8.优选的，所述清扫板的一侧倾斜设置有挡板。
9.通过上述设置，利用挡板便于基坑底部沉淀物的清理，同时还便于打开排污门，提高了沉淀物清楚的效率。
10.优选的，每个所述基坑外还设有位于排污口处的收集箱，所述收集箱内设有筛板，所述筛板上开设有多个滤水孔，每个所述滤水孔上均设有透水膜。
11.通过上述设置，利用收集箱实现了沉淀物和污水的收集，避免了其对环境产生二次污染的情况，同时还实现了沉淀物和污水的分离，便于综合处理沉淀物和污水，降低了后续处理的成本。
12.优选的，每个所述气缸上还设有自动触发机构，所述自动触发机构包括漏斗状的排水管、转动连接在排水管上开口较小一侧的第二转动轴和打气筒，所述排水管分别设置在第一级过滤口、第二级过滤口和第三级过滤口处，所述第二转动轴上包覆有水车，所述第二转动轴上转动连接有凸轮，所述打气筒的手柄位于凸轮的运动轨迹上，所述打气筒固定安装在基坑顶部，所述打气筒上连接有气管，所述气管上连通有储气箱，所述储气箱内设有滑板和位于滑板运动轨迹上的第一压力传感器，所述滑板与储气箱滑动连接，所述滑板与储气箱之间连接有第二复位弹簧，所述第一压力传感器位于远离气管一侧，所述基坑的侧壁上还设有位于橡胶板运动轨迹上的第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器均与气缸电连接，所述储气箱的顶部还设有靠近气管的喷管，所述喷管上设有压力阀。
13.通过上述设置，利用排水管和水车可带动第二转动轴转动，第二转动轴转动后可通过凸轮和打气筒间歇对储气箱进行充气，使得滑板在储气箱内滑动并触碰第一压力传感器，此时第一压力传感器将气缸启动，从而开始清扫工作，当橡胶板触碰到第二压力传感器后气缸复位，实现了定期对沉淀物进行清理的工作，从而降低了管理人员的劳动强度，实现了自动化作业，进一步降低了污水处理的成本。
14.与现有技术相比，本方案的有益效果：
15.1、本方案适用于偏远农村并以农牧业、养殖业为主，基本无工业，其排放的污水重金属、化工污染物基本没有的地区。
16.2、本方案采用三级混凝土沉淀池结构简单、造价低廉、维护方便、使用寿命较长。
17.3、本方案通过三级混凝土沉淀池可保证固体污染物基本完成沉淀，可定期进行清除，免除了日常的维护；
18.4、本方案创新的三级过滤，逐步提升水质的技术手段，首先，通过砂石料过滤口，除去固体不溶物中的大颗粒；其次，通过土工布过滤口，除去固体不溶物中的细小颗粒；最后，通过生物过滤技术，即土工布包裹含分解菌砂石填料的方法，吸附除去污水中的有害成份。通过以上三级沉淀和三级过滤，可使此类农村污水水质大幅度提高，基本达到浇灌草场、农地的要求。同时本方案不仅造价低廉，无需专人管理，简化了维护方法，降低了维护成本低，实现偏远农村污水处理的简单、高效、低成本。
附图说明
19.图1为本实用新型一种三级沉淀及过滤农村污水集中处理系统的俯视图；
20.图2为图1中a-a的剖视图；
21.图3为图2中b处的局部放大视图；
22.图4为图2中c处的局部放大视图。
具体实施方式
23.下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
24.说明书附图中的附图标记包括：基坑1、第一级过滤口2、第二级过滤口3、第三级过滤口4、排放口5、气缸6、清扫板7、排污门8、防水壳体9、控制开关10、挡板11、橡胶板12、控制箱13、触发杆14、限位磁铁15、第一转动轴16、齿轮17、触发磁铁18、扭簧19、第一复位弹簧20、卡槽21、收集箱22、第一密封板23、第二密封板24、筛板25、排水管26、第二转动轴27、水车28、打气筒29、从动轴30、凸轮31、第三复位弹簧32、气管33、储气箱34、调节杆35、活动板36、固定板37、滑板38、第一压力传感器39、第二复位弹簧40、第二压力传感器41。
25.实施例1
26.如附图1至图4所示：一种三级沉淀及过滤农村污水集中处理系统，包括以地势差修建的三个基坑1，每个基坑1的内壁均浇筑有20cm的混凝土垫层，在浇筑混凝土前平整基坑1底部，混凝土的强度等级为c10，利用混凝土层可确保基坑1在后续的工作过程中不会发生沉降不均匀的情况。三个基坑1上从左至右依次开设有交错布置的第一级过滤口2、第二级过滤口3、第三级过滤口4和排放口5，第一级过滤口2处放置有格宾石笼，格宾石笼内填充有不同级配的砂石，控制其渗透系数在k
×
10-1
cm/s即可；第二级过滤口3处设置有土工布层，土工布层由多张土工布折叠而成，其渗透系数控制在k
×
10-1
cm/s～k
×
10-2
cm/s即可；第三级过滤口4处设置有生物膜，其设置方式为在土工布中包裹干净砂石填料，在干净砂石填料外固接生物膜，通过上述结构以实现生物接触氧化、净化的目的，土工布包裹干净砂石填料渗透系数控制在k
×
10-1
cm/s～k
×
10-2
cm/s即可。
27.每个基坑1内均设有沉淀物收集机构，沉淀物收集机构包括气缸6、清扫板7和铰接在基坑1一侧的排污门8，气缸6螺栓连接在基坑1底部，并且每个气缸6位于对应基坑1内远离第一级过滤口2、第二级过滤口3或第三级过滤口4的一侧。气缸6外包覆有防水壳体9，气缸6的活塞杆穿过壳体且与壳体滑动密封设置，气缸6所在一侧的基坑1上开设有维修口。气缸6上还电连接有安装在基坑1顶部的控制开关10，控制开关10位于排污门8一侧。清扫板7固接在气缸6的活塞杆上，清扫板7滑动连接在基坑1底部，清扫板7的长度与基坑1的长度相等。清扫板7上远离气缸6的一侧倾斜设置有挡板11和位于挡板11正上方的橡胶板12，挡板11的底部设有与基坑1底部相配合的楔面，挡板11与基坑1滑动连接，橡胶板12通过弹簧合页与清扫板7连接，橡胶板12的宽度大于挡板11的宽度，橡胶板12的正投影宽度大于触发杆14与排污门8所在一侧基坑1内壁之间的间距加上挡板11的正投影宽度，橡胶板12上设有与基坑1内壁相配合的楔面，橡胶板12与基坑1内壁滑动连接。
28.排污门8与基坑1之间通过弹簧合页连接，排污门8位于对应基坑1内靠近第一级过滤口2、第二级过滤口3或第三级过滤口4的侧壁底部，排污门8对应的基坑1处开设有排污口。排污门8上设有多个间隔分布的限位机构，每个限位机构均包括控制箱13、触发杆14和
限位磁铁15，控制箱13埋设在对应排污口正下方的基坑1处，控制箱13一侧铰接有维修门。控制箱13内转动连接有第一转动轴16，第一转动轴16上设有齿轮17和触发磁铁18，第一转动轴16与控制箱13之间连接有扭簧19，触发杆14穿过混凝土垫层、基坑1和控制箱13顶部，触发杆14与基坑1滑动连接，触发杆14的顶部对称设有楔面，每个触发杆14的楔面均位于清扫板7的运动轨迹上，触发杆14上设有与齿轮17相啮合的直齿。限位磁铁15滑动连接在排污门8内，限位磁铁15上靠近清扫板7的一侧开有与卡槽21配合的楔面。排污门8内间隔开设有供对应限位磁铁15滑动的滑道，限位磁铁15与滑动之间连接有第一复位弹簧20，限位磁铁15与触发磁铁18的磁极相反，基坑1上还间隔开设有位于限位磁铁15运动轨迹上的卡槽21，当第一复位弹簧20未产生弹力时，限位磁铁15卡接在卡槽21内，触发磁铁18位于第一转动轴16的下侧，并与限位磁铁15之间不产生排斥力。
29.每个基坑1外还设有位于排污口一侧的收集箱22，收集箱22顶部设有开口，开口处铰接有一侧与基坑1外侧壁相抵的第一密封板23，第一密封板23与收集箱22之间连接有第二密封板24，借助第一密封板23和第二密封板24可实现收集箱22顶部的密封，确保了沉淀物收集过程中异味不会散出，避免了对环境的污染。收集箱22上靠近维修门的一侧开有通槽，从而便于将维修门打开对控制箱13内的部件进行维修保养。收集箱22内还嵌设有位于通槽下方的筛板25，筛板25倾斜设置在收集箱22内，并且筛板25的高度由靠近通槽的一侧向另一侧逐渐降低，筛板25上开设有多个滤水孔，每个滤水孔上均设有透水膜。
30.工作时，污水由第一级过滤口2进入基坑1内，通过自然沉淀作用使得污水中的部分固体不容物落入基坑1底部，同时借助格宾石笼内填充有不同级配的砂石来去除污水中固体不容物的大颗粒；再通过土工布层去除污水中固体不容物的小颗粒，利用生物膜吸附污水的有害成分。利用上述的三级沉淀和三级过滤，可使此类农村污水水质大幅度提高，可达到浇灌草场、农地的要求。
31.待每个基坑1经过一段时间的自然沉淀后，其底部均堆积有部分固定不容物，此时利用控制开关10开启气缸6，气缸6通过活塞杆来推动清扫板7向排污门8方向移动，通过挡板11便于将基坑1底部的固体不容物推向排污门8一侧。待挡板11推动触发杆14向下移动前橡胶板12与基坑1的内壁相抵，从而可借助橡胶板12将橡胶板12、清扫板7和挡板11围合的区域与橡胶板12上方的污水分隔开来。并且在清扫板7继续移动的过程中，橡胶板12在其楔面的作用下在内壁上滑动，并始终保持与基坑1内壁相抵。当挡板11推动触发杆14向下移动后，触发杆14可通过直齿和齿轮17来带动第一转动轴16转动，从而使得触发磁铁18转动至第一转动轴16上侧与限位磁铁15相对，利用触发磁铁18和限位磁铁15所产生的排斥力将限位磁铁15推出卡槽21中，由于气缸6还在推动清扫板7移动，从而通过固体不容物与挡板11推动排污门8打开，使得部分污水和沉淀在基坑1底部的固定不容物落入收集箱22内实现固体不容物的收集，并利用筛板25和透水膜来实现固体不容物和污水的分离。当挡板11与触发杆14分离后，第一转动轴16在扭簧19的作用下复位。
32.当清扫板7临近基坑1内壁时利用控制开关10使气缸6的活塞杆复位，在气缸6活塞杆复位的过程中，由于橡胶板12始终与基坑1内壁相抵，使得橡胶板12、清扫板7和挡板11围合的区域与橡胶板12上方的污水分隔开来，从而可将在挡板11推动触发杆14来再次将限位磁铁15推出卡槽21时也保持与污水的分离，避免了排污门8在污水压力的作用下而打开的情况，维持了本方案的稳定性。
33.实施例2
34.本实施例与实施例1的区别仅在于：本实施例的每个气缸6上还设有自动触发机构，自动触发机构包括漏斗状的排水管26、转动连接在排水管26上开口较小一侧的第二转动轴27和打气筒29，排水管26分别设置在第一级过滤口2、第二级过滤口3和第三级过滤口4处，第二转动轴27上包覆有水车28，水车28为现有技术中用于发电或是农田灌溉用，排水管26上开有供水车28转动的开口，第二转动轴27上同轴连接有穿过排水管26的从动轴30，从动轴30上转动连接有凸轮31，打气筒29为现有技术中用于打气或充气的设备，打气筒29位于靠近水车28一侧的收集箱22正上方，打气筒29通过支撑杆固定连接在基坑1的外侧壁上，打气筒29的手柄位于凸轮31的运动轨迹上，打气筒29的手柄与筒体之间连接有第三复位弹簧32。打气筒29的出气口上连接有气管33，气管33上连通有储气箱34，储气箱34上远离气管33的一侧设有调节口，调节口内滑动连接有穿过储气箱34的调节杆35，调节杆35上固定连接有位于储气箱34内的活动板36，活动板36与储气箱34滑动密封连接。调节杆35上还设有位于储气箱34外的固定板37，固定板37与储气箱34螺栓连接。储气箱34的底部焊接有支撑板，支撑板螺栓连接在基坑1外侧壁上。储气箱34内设有滑板38和位于滑板38运动轨迹上的第一压力传感器39，滑板38与储气箱34滑动密封连接，滑板38与储气箱34之间连接有第二复位弹簧40，第一压力传感器39安装在活动板36上。储气箱34上靠近气管33处还连通有喷管，喷管内安装有压力阀。基坑1的侧壁上还设有位于橡胶板12运动轨迹上的第二压力传感器41，第二压力传感器41安装在排污门8一侧的基坑1内壁上，第一压力传感器39和第二压力传感器41均与气缸6电连接。
35.工作时，不再需要工人进行操作，通过第一级过滤口2、第二级过滤口3或第三级过滤口4流出的污水来驱动水车28转动，而排水管26有助于对污水实现汇集的作用。当水车28转动后可带动第二转动轴27和从动轴30转动，进而利用从动轴30上的凸轮31来实现打气筒29间歇对气管33进行打气，而第三复位弹簧32有助于打气筒29手柄的快速复位，维持打气过程的稳定性。当气管33内不断充入空气后，空气顺着气管33进入滑板38与储气箱34靠近气管33一侧的密闭空间内，利用空气推动滑动向另一侧移动，当滑板38触碰第一压力传感器39时，储气箱34内滑板38一侧的密闭空间压力达到压力阀的预设值，从而利用压力阀将空气排出。第一压力传感器39被触碰后可触发气缸6，气缸6利用清扫板7开始清扫工作，其工作过程与实施例1相同，当橡胶板12触碰到第二压力传感器41时，此时清扫板7位于基坑1侧壁相抵，第二压力传感器41被触碰后触发气缸6，气缸6的活塞杆开始复位，气缸6活塞杆复位时的工作过程也与实施例1相同。
36.利用固定板37、调节杆35和活动板36可调节第一压力传感器39的位置，同时辅助更换不同的压力阀可实现对气缸6触发间隔时间的控制，从而可根据不同的污水排污周期与规律进行适应性调整，提高了本方案的应用范围和合理性。
37.通过自动触发机构触发机构来实现固体不容物的自动清扫收集工作，降低了工人的劳动强度、以及本方案运行的成本，有助于推广应用。
38.以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容
为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。