一体化污水处理设备及其工作方法与流程

1.本发明涉及污水处理设备领域，尤其涉及一体化污水处理设备及其工作方法。


背景技术：

2.污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment)：为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
3.污水处理按照污水来源一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：
①
漂浮和悬浮的大小固体颗粒；
②
胶状和凝胶状扩散物；
③
纯溶液。
4.按水污的质性来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染，当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：
⑴
未经处理而排放的工业废水；
⑵
未经处理而排放的生活污水；
⑶
大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；
⑷
堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；
⑸
水土流失；
⑹
矿山污水。
5.在进行污水处理过程中，有物理法、化学法和生物法，一般的一体化污水处理设备都是通过三者相互结合或者是其中任意两种方法相结合来进行污水处理。
6.中国专利申请号为202310113656.3的发明专利公开了一种污水处理方法及设备，所述清理机构包括处理腔，所述处理腔开设在处理箱的内部，所述进料管的内部与处理腔的内部贯穿连通，所述处理腔的内部连通有喷淋组件，所述处理腔的内部活动连接有环轮，所述环轮的内壁固定连接有清理条，所述清理条的外表面固定连接有连杆，所述连杆的内部开设有贯通的螺旋槽，本发明涉及污水处理技术领域，解决了现有一体化污水处理设备使用时，由于浮杆等结构的设置，减少了污水处理量，从而降低污水处理效率，且容易影响沉淀物的运动，加剧沉淀物的残留，同时由于同步搅拌，导致处理后的污水内部含有沉淀物，在回流冲洗过程中，容易造成抽液管堵塞，以及处理箱内部二次污染的问题；上述发明所提出的技术方案内容解决了现有的一体化污水处理设备在工作过程中抽液管堵塞机箱体二次污染的问题，但是当面临固液混合的生活污水时，上述发明无法进行污水处理作业。


技术实现要素：

7.因此，针对上述的问题，本发明提出一体化污水处理设备，解决了现有污水处理设备针对固液混合的污水在处理过程中效率较低且固体物质容易损坏设备的技术问题，同时提出该设备的工作方法。
8.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一体化污水处理设备，包括去污反应釜，所述去污反应釜至上而下包括相互拼接的物理反应釜和化学反应釜，所述去污反应釜上位于所述化学反应釜的底部设置有第一通口和多个第二通口，所述第一通口设置于所述化学反应釜的底部的中心位置，所述第二通口环绕设置于所述第一通口的四周边缘，所述第一通口上连接有进水管，各所述第二通口上连接有出水管，所述物理反应釜和所述化学反应釜之间通过隔板进行分隔，所述隔板上设置有第三通口，所述进水管垂直于水平面并通过所述第一通口向上延伸至穿透所述第三通口至所述物理反应釜中，所述进水管顶端设置有电动伸缩管，所述电动伸缩管可沿竖直方向上下伸缩，所述电动伸缩管的自由端末端设置有第一旋转喷射头，所述物理反应釜的内圆周侧面上设置有多个过滤部，所述隔板上设置有通孔，所述通孔贯通所述物理反应釜和所述化学反应釜，所述化学反应釜内设置有第二旋转喷射头，所述第二旋转喷射头设置于所述隔板的下底面；所述去污反应釜旁设置有反应液储料桶，所述反应液储料桶通过连接管道与所述第二旋转喷射头相连接。
9.进一步的，所述物理反应釜内由上至下包括第一反应部和第二反应部，所述第一反应部和所述第二反应部在竖直方向上的高度比值为2:1，所述电动伸缩管的伸缩范围位于所述第一反应部，所述过滤部设置于所述第二反应部上。
10.进一步的，各所述过滤部呈环形结构环绕设置于所述物理反应釜的内圆周侧面，各所述过滤部均平行于水平面，相邻俩所述过滤部之间的间距自上而下的高度差值之比为2:1，所述过滤部包括相互拼接的第一承接部和第二承接部。
11.进一步的，所述第一承接部与水平面之间的夹角为45
°‑
60
°
，所述第二承接部与水平面之间的夹角为15
°‑
30
°
，所述第一承接部上设置有分散凸起和第一过滤孔，所述第二承接部上设置有第二过滤孔。
12.进一步的，所述分散凸起为半圆形凸起，所述分散凸起呈均匀分散状设置于所述第一承接部上，所述第一过滤孔的孔径为3mm-5mm，所述第二过滤孔的孔径为1.5mm-2.5mm。
13.进一步的，所述过滤部上集成设置有振动电机。
14.进一步的，所述隔板包括下凹部和平板部，所述下凹部位于所述隔板的中心位置，所述平板部环绕设置于所述下凹部四周边缘，所述平板部平行与水平面，所述通孔设置于所述平板部上。
15.进一步的，所述化学反应釜上位于内圆周侧面上环绕设置有环形导流槽，所述环形导流槽的竖直截面为圆弧形，所述环形导流槽上环绕设置有顶流凸起，所述顶流凸起设置于所述环形导流槽的中部位置，所述环形导流槽的底部向外延伸形成环形导流板。
16.一体化污水处理设备的工作方法，包括以下步骤：1）导入污水；将城市排放的固液混合型污水从进水管通入去污反应釜；2）初次物理去污；开启电动伸缩管和第一旋转喷射头，污水顺着进水管向上经第一旋转喷射头喷出呈发散状向四周喷洒，电动伸缩管上下运动，第一旋转喷射头在水平面上360
°
转动；固液混合型污水途径物理反应釜内周侧面上的过滤部向下流动至隔板；
3）二次化学去污；经过物理去污后的固液混合型污水转变为纯液态污水，通过隔板上的通孔向下流至化学反应釜，启动第二旋转喷射头，第二旋转喷射头喷出的反应液与纯液态污水进行化学反应，污水经过化学去污后向下滴落至化学反应釜底部经由出水管排出。
17.进一步的，步骤2）中电动伸缩管上下运动速度分别为上升速度为0.8-1.0m/s，下降速度为0.1-0.3m/s。
18.通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明所提出的一体化污水处理设备通过分为物理去污和化学去污两部分，实现了在同一个反应釜中进行两种不同类型的去污工作，其主要针对生活中的固液混合污水，生活中排放的固液混合污水通常会存在固体沉淀在管道内的技术问题，本发明通过将固液混合污水以加压水泵的方式使其顺着进水管向上流动，向上冲击的过程中能够避免固体沉淀的问题，保证了固体和液体能够一同通过第一旋转喷射头向外喷出，固液混合污水通过第一旋转喷射头向四周喷洒，经过过滤部层层过滤后向下流经至隔板，经过过滤部过滤后的污水已经从固液混合转化为纯液，而后继续通过隔板上的通孔流至化学反应釜进行化学去污，纯液污水通过隔板上的通孔向下滴落，配合化学反应釜上的第二旋转喷射头所喷射出来的反应液在空中进行化学反应，而后继续向下滴落至通过第二通口经出水管流出，全程采用一体化，固液混合型污水从通入去污反应釜至经过去污反应流出均为全自动进行工作，实现高效去污的同时通过采用跟现有污水处理设备不同的方式避免了沉淀物残留和抽液管等管道堵塞。
19.2、物理反应釜由上至下包括第一反应部和第二反应部，其中第一反应部和第二反应部在竖直方向上的高度比值为2:1，第一反应部高度高于第二反应部的目的是为了保证电动伸缩杆有足够的伸缩空间，之所以在第一旋转喷洒头喷洒污水的过程中电动伸缩杆同步上下进行升降是为了能够使固液混合污水在三维空间内呈伞状喷洒，有一个向上顶冲而后回落的过程，而将过滤部设置于第二反应部上的目的是为了保证过滤部和固液混合污水之间有一个高度差，保证了污水至上而下在自身重力作用下对过滤部有一个撞击的过程，这个过程中污水中的固体会有一部分因为撞击被粉碎转而形成颗粒更小的物体残渣，避免封堵过滤孔。
20.3、过滤部呈环形结构环绕设置于所述物理反应釜的内圆周侧面，目的是为了配合经过第一旋转喷射头喷射出来的呈伞状的污水，而将相邻俩所述过滤部之间的间距自上而下高度差值之比设置为2:1目的在于污水在经过最上一层过滤部和最下一层过滤部这个过程中自身含有的固体残渣越来越少，从最上一层至第二层其继续通过自身重力向下滴落，当自身残渣越来越少时其滴落就可以通过缩短各个过滤部之间的高度来使其以较为缓和的方式向下滴落，避免污水在各个过滤部之间不断下渗的过程中向外喷溅导致过滤不完全。
21.4、过滤部包括第一承接部和第二承接部，其中第一承接部与水平面之间的夹角为45
°‑
60
°
，第二承接部与水平面之间的夹角为15
°‑
30
°
，之所以将第一承接部和第二承接部均倾斜于水平面设置，是因为污水在第一旋转喷射头和电动伸缩杆的作用下呈伞状结构喷洒，同时在第一旋转喷射头的作用下其会有向外的离心力，故将第一承接部倾斜设置能够保证其更好的承接污水，而第二承接部与水平面之间夹角变小是为了保证经过第一承接部
的污水在经过第二承接部后流速变缓，充分与第二过滤孔进行接触，保证过滤完全。
22.5、通过在过滤部上集成设置有振动电机，其目的是为了在进行去污过程中同步启动振动电机，在振动电机的作用下过滤部会产生振动，振动过程能够将第一过滤孔上的固体残渣和第二过滤孔上的固体残渣抖落至物理反应釜中心，避免第一过滤孔和第二过滤孔长时间使用后造成堵塞。
23.6、所述隔板包括下凹部和平板部，下凹部目的在于承接从过滤部掉落下来的固体残渣，而通孔设置在平板部上，固液分离后的污水通过平板部上的通孔流至化学反应釜，保证了尽管在同一物理反应釜内还是可以做到固液残渣的收集和液态污水的转移。
24.7、通过在化学反应釜内设置有环形导流槽，环形导流槽一方面能够配合第二旋转喷射头进行工作，第二旋转喷射头喷射出来的反应液与从物理反应釜上流下的污水进行混合反应，在反应液的作用下混合液一同被引流至环形导流槽上而后呈平缓状态向下流至第二通口，经由出水管排出，通过在环形导流槽内设置有顶流凸起，其目的在于能够将反应液与污水形成的混合液进行碰撞分散，该过程能够提升污水和反应液的反应效率和反应程度，进而提升整体的污水去污效率和提升处理后污水的质量。
25.8、本发明提出的一体化污水处理设备的工作方法中，通过将污水进行初次物理去污后再进行二次化学去污，两次去污在同一整体的反应釜中进行，预先通过物理去污，主要将固液混合型的污水中的固态残渣进行分离，而后污水以纯液态形式在化学反应釜中与反应液相互混合发生化学反应进行化学去污，保证了接触跟反应都更加充分，通过在步骤2）中控制电动伸缩管的上下运动的速度，其上升速度控制在0.8-1.0m/s，其下降速度为0.1-0.3m/s，保证了其以较快速上升，较缓慢下降，上升过程中保持较快速能够使污水在三维空间内形成的伞状结构弧形更加明显，同时快速上升配合第一旋转喷射头的出液能够给到喷出的污水一个向上的冲力，而后进行下降，如此也能够保证固液混合型污水不会对第一旋转喷头造成堵塞，并且固体残渣更容易跟随跟随污水向外向四周喷出，做到过滤更加完全。
附图说明
26.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明去污反应釜内部结构示意图；图3为本发明隔板结构剖视图；图4为本发明过滤部结构剖视图；图5为本发明环形导流槽立体结构示意图；图6为本发明环形导流槽结构剖视图。
具体实施方式
27.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
28.请参阅图1-图6，本发明提供一体化污水处理设备，包括去污反应釜1，所述去污反应釜1至上而下包括相互拼接的物理反应釜13和化学反应釜14，所述去污反应釜1上位于所
述化学反应釜14的底部设置有第一通口11和多个第二通口12，所述第一通口11设置于所述化学反应釜14的底部的中心位置，所述第二通口12环绕设置于所述第一通口11的四周边缘，所述第一通口11上连接有进水管3，各所述第二通口12上连接有出水管4，所述物理反应釜13和所述化学反应釜14之间通过隔板5进行分隔，所述隔板5上设置有第三通口15，所述进水管3靠近所述第一通口11的一侧垂直于水平面，并通过所述第一通口11向上延伸至穿透所述第三通口15至所述物理反应釜13中，所述进水管3顶端设置有电动伸缩管31，所述电动伸缩管31可沿竖直方向上下伸缩，所述电动伸缩管31的自由端末端设置有第一旋转喷射头32，所述物理反应釜13的内圆周侧面上设置有多个过滤部6，所述隔板5上设置有通孔511，所述通孔511贯通所述物理反应釜13和所述化学反应釜14，所述化学反应釜14内设置有第二旋转喷射头513，所述第二旋转喷射头513设置于所述隔板5的下底面；所述去污反应釜1旁设置有反应液储料桶2，所述反应液储料桶2通过连接管道21进入所述去污反应釜1内并与所述第二旋转喷射头513相连接；所述物理反应釜13内由上至下包括第一反应部131和第二反应部132，所述第一反应部131和所述第二反应部132在竖直方向上的高度比值为2:1，所述电动伸缩管31的伸缩范围位于所述第一反应部131，所述过滤部6设置于所述第二反应部132上，其中电动伸缩管31为公知部件，其能够在电机的驱动下沿自身轴线方向上下伸缩移动，移动速度由电脑控制，在此不多赘述；各所述过滤部6呈环形结构环绕设置于所述物理反应釜13的内圆周侧面，各所述过滤部6均平行于水平面，相邻俩所述过滤部6之间的间距自上而下的高度差值之比为2:1，即最上方的过滤部到中间位置的过滤部的距离是中间位置的过滤部到最下方的过滤部的距离的两倍，所述过滤部6包括相互拼接的第一承接部61和第二承接部62，所述第一承接部61与水平面之间的夹角为45
°
，所述第二承接部62与水平面之间的夹角为15
°
，所述第一承接部61上设置有分散凸起611和第一过滤孔612，所述第二承接部62上设置有第二过滤孔621，其中第一承接部61与水平面之间的夹角还可以为45
°‑
60
°
范围之间进行任一数值的调整，如55
°
或者60
°
，同理第二承接部62与水平面之间的夹角也可以在15
°‑
30
°
范围之间进行任一数值的调整，如25
°
或者30
°
；所述分散凸起611为半圆形凸起，所述分散凸起611呈均匀分散状设置于所述第一承接部61上，所述第一过滤孔612的孔径为3mm，实际生产过程中其孔径大小可以为3mm-5mm之间任一数值，如4mm或者5mm，所述第二过滤孔621的孔径为1.5mm，实际生产过程中其孔径大小可以为1.5mm-2.5mm之间任一数值，如2.0mm或者2.5mm，所述过滤部6上集成设置有振动电机，振动电机集成设置于所述过滤部6的内部，且振动电机为工作设备，在此不多赘述且附图中未示出；所述隔板5包括下凹部52和平板部51，所述下凹部52位于所述隔板5的中心位置，所述平板部51环绕设置于所述下凹部52四周边缘，所述平板部51平行与水平面，所述通孔511设置于所述平板部上，所述平板部51的上表面上设置有便于引流的槽体512，所述槽体512靠近所述去污反应釜1内壁的一侧坡度较陡峭，远离所述去污反应釜1内壁的一侧坡度较为平缓，能够配合通孔511的位置，而通孔511之所以远离下凹部52是为了避免污水流到下凹部52内；所述化学反应釜14上位于内圆周侧面上环绕设置有环形导流槽7，所述环形导流槽7的竖直截面为圆弧形，所述环形导流槽7上环绕设置有顶流凸起71，所述顶流凸起71设
置于所述环形导流槽7的中部位置，所述环形导流槽7的底部向外延伸形成环形导流板72；上述第一旋转喷射头32和第二旋转喷射头513均为公知部件，其工作方式为在喷射过程中会沿自身轴线360
°
进行旋转。
29.本实施例同时提出上述一体化污水处理设备的工作方法，具体步骤如下：1）导入污水；将城市排放的固液混合型污水从进水管3通入去污反应釜1；2）初次物理去污；开启电动伸缩管31和第一旋转喷射头32，污水顺着进水管3向上经第一旋转喷射头32喷出呈发散状向四周喷洒，电动伸缩管31上下运动，第一旋转喷射头32在水平面上360
°
转动；固液混合型污水途径物理反应釜13内周侧面上的过滤部6向下流动至隔板5；3）二次化学去污；经过物理去污后的固液混合型污水转变为纯液态污水，通过隔板5上的通孔向下流至化学反应釜14，启动第二旋转喷射头513，第二旋转喷射头513喷出的反应液与纯液态污水进行化学反应，污水经过化学去污后向下滴落至化学反应釜14底部经由出水管4排出。
30.上述步骤2）中电动伸缩管31上下运动速度分别为上升速度为0.8m/s，下降速度为0.3m/s。
31.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
32.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一体化污水处理设备，包括去污反应釜，其特征在于：所述去污反应釜至上而下包括相互拼接的物理反应釜和化学反应釜，所述去污反应釜上位于所述化学反应釜的底部设置有第一通口和多个第二通口，所述第一通口设置于所述化学反应釜的底部的中心位置，所述第二通口环绕设置于所述第一通口的四周边缘，所述第一通口上连接有进水管，各所述第二通口上连接有出水管，所述物理反应釜和所述化学反应釜之间通过隔板进行分隔，所述隔板上设置有第三通口，所述进水管垂直于水平面并通过所述第一通口向上延伸至穿透所述第三通口至所述物理反应釜中，所述进水管顶端设置有电动伸缩管，所述电动伸缩管可沿竖直方向上下伸缩，所述电动伸缩管的自由端末端设置有第一旋转喷射头，所述物理反应釜的内圆周侧面上设置有多个过滤部，所述隔板上设置有通孔，所述通孔贯通所述物理反应釜和所述化学反应釜，所述化学反应釜内设置有第二旋转喷射头，所述第二旋转喷射头设置于所述隔板的下底面；所述去污反应釜旁设置有反应液储料桶，所述反应液储料桶通过连接管道与所述第二旋转喷射头相连接。2.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述物理反应釜内由上至下包括第一反应部和第二反应部，所述第一反应部和所述第二反应部在竖直方向上的高度比值为2:1，所述电动伸缩管的伸缩范围位于所述第一反应部，所述过滤部设置于所述第二反应部上。3.根据权利要求2所述的一体化污水处理设备，其特征在于：各所述过滤部呈环形结构环绕设置于所述物理反应釜的内圆周侧面，各所述过滤部均平行于水平面，相邻俩所述过滤部之间的间距自上而下的高度差值之比为2:1，所述过滤部包括相互拼接的第一承接部和第二承接部。4.根据权利要求3所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述第一承接部与水平面之间的夹角为45
°‑
60
°
，所述第二承接部与水平面之间的夹角为15
°‑
30
°
，所述第一承接部上设置有分散凸起和第一过滤孔，所述第二承接部上设置有第二过滤孔。5.根据权利要求4所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述分散凸起为半圆形凸起，所述分散凸起呈均匀分散状设置于所述第一承接部上，所述第一过滤孔的孔径为3mm-5mm，所述第二过滤孔的孔径为1.5mm-2.5mm。6.根据权利要求5所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述过滤部上集成设置有振动电机。7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述隔板包括下凹部和平板部，所述下凹部位于所述隔板的中心位置，所述平板部环绕设置于所述下凹部四周边缘，所述平板部平行与水平面，所述通孔设置于所述平板部上。8.根据权利要求7所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述化学反应釜上位于内圆周侧面上环绕设置有环形导流槽，所述环形导流槽的竖直截面为圆弧形，所述环形导流槽上环绕设置有顶流凸起，所述顶流凸起设置于所述环形导流槽的中部位置，所述环形导流槽的底部向外延伸形成环形导流板。9.一种如权利要求8所述的一体化污水处理设备的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：1）导入污水；将城市排放的固液混合型污水从进水管通入去污反应釜；2）初次物理去污；开启电动伸缩管和第一旋转喷射头，污水顺着进水管向上经第一旋
转喷射头喷出呈发散状向四周喷洒，电动伸缩管上下运动，第一旋转喷射头在水平面上360
°
转动；固液混合型污水途径物理反应釜内周侧面上的过滤部向下流动至隔板；3）二次化学去污；经过物理去污后的固液混合型污水转变为纯液态污水，通过隔板上的通孔向下流至化学反应釜，启动第二旋转喷射头，第二旋转喷射头喷出的反应液与纯液态污水进行化学反应，污水经过化学去污后向下滴落至化学反应釜底部经由出水管排出。10.根据权利要求9所述的一体化污水处理设备的工作方法，其特征在于：步骤2）中电动伸缩管上下运动速度分别为上升速度为0.8-1.0m/s，下降速度为0.1-0.3m/s。

技术总结
本发明涉及污水处理设备领域，尤其涉及一体化污水处理设备，包括去污反应釜，所述去污反应釜至上而下包括相互拼接的物理反应釜和化学反应釜，所述物理反应釜和所述化学反应釜之间通过隔板进行分隔，所述物理反应釜的内圆周侧面上设置有多个过滤部，所述隔板上设置有通孔，所述通孔贯通所述物理反应釜和所述化学反应釜，所述化学反应釜内设置有第二旋转喷射头，所述第二旋转喷射头设置于所述隔板的下底面；所述去污反应釜旁设置有反应液储料桶，所述反应液储料桶通过连接管道与所述第二旋转喷射头相连接，解决了现有污水处理设备针对固液混合的污水在处理过程中效率较低且固体物质容易损坏设备的问题，同时提出该设备的工作方法。方法。方法。


技术研发人员：郭金火 林家阳 洪木清 陈添峰
受保护的技术使用者：福建英辉新材料科技有限公司
技术研发日：2023.08.25
技术公布日：2023/10/5