一种势能复氧污水处理系统的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种势能复氧污水处理系统。

背景技术：

目前，国内外对于污水进行生物处理主要采取活性污泥和生物接触氧化工艺相结合的深度处理技术，处理后的水质能达到回用水的标准，此类污水生物处理工艺好氧过程多采用曝气法（主要为鼓风曝气），来增加污水中的溶解氧，以便让活性污泥中或填料生物膜上的好氧微生物得以生长、繁殖，并分解污水中的有机物，但曝气法复氧效率很低，能耗很高，运转起来费用较高。势能复氧利用势能增氧生态床，如中国专利200520071365.X，将势能通过虹吸转化为动能进行大氧复氧及吹脱，虽然可以减少曝气耗能及人工控制，但污水在每一层生态床上停留时间很短，导致污水处理效果差。将势能通过浮力放水转化为动能进行大氧复氧及吹脱，也可以减少曝气耗能及人工控制，首先需要将污水抽至最上一层，若要污水实现间歇性排放，水泵就必须频繁启动、关闭，当污水处理量较大时，就容易造成损坏。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种势能复氧污水处理系统，通过上水箱间歇性排放，延长污水在每层反应单元的停留时间，提高污水处理效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种势能复氧污水处理系统，包括若干层上下依次排列的反应单元，最上层反应单元上设有上水装置，所述上水装置包括上水箱，上水箱的中部设有第一箱体，第一箱体的上部连接有上水管，所述上水管连接有水泵，并通过水泵将污水抽至第一箱体内，所述第一箱体的底部低于上水箱的上端面，第一箱体的底部设有入水口，并通过入水口与上水箱相连通；上水箱上一侧设有矩形边框，所述矩形边框的底部与上水箱相连通，所述第一箱体及矩形边框的上端口均高于上水箱的上端面，且上水箱位于矩形边框及第一箱体外的上端口封闭；第一箱体内设有进水控制机构，上水箱内设有出水控制机构；

所述进水控制机构包括位于第一箱体内的第二箱体，第二箱体底部的中心处固定有下端敞口的第三箱体，所述第三箱体的横截面小于入水口，第三箱体穿过入水口并伸入上水箱，且第三箱体的底部固定有用于封闭入水口的第一挡板；第一箱体的顶部及底部上下对应固定有竖直的导向杆，第二箱体内固定有与导向杆相适配的导套，所述导套的下端穿过并伸出第二箱体的底部，且导套的下端与第一箱体的底部相靠接；第二箱体一侧面的底部连通有用于排出第二箱体内污水的第一排水通道，所述第一排水通道的另一端设有第一排水口，第一排水口的外侧靠接有用于封闭第一排水口的第二挡板，所述第二挡板的下端与第一排水通道铰接，第二挡板的上部固定有第一浮体；

所述出水控制机构包括位于矩形边框处的第四箱体，第四箱体内设有第二浮体，第四箱体中部的底面与上水箱的底面之间有间距，第四箱体中部下方的上水箱底部设有第一出水口，第一出水口上设有用于封闭第一出水口的第三挡板，第三挡板上固定有竖直的第一连接杆，所述第一连接杆的上端穿过第四箱体底板并伸入第四箱体，且与第二浮体固定连接；第四箱体的前后两侧均连通有第五箱体，第五箱体的上端面低于第四箱体的上端面，且第五箱体的上端面设有第一进水口，第二浮体的前后两端均固定有竖直的支撑杆，两个支撑杆的上端均紧固安装有支撑板，前、后两个支撑板上分别吊挂有用于封闭前、后两个第一进水口的第四挡板；第四箱体一侧面的底部连通有用于排出第四箱体内污水的第二排水通道，所述第二排水通道的另一端设有第二排水口，第二排水口的外侧靠接有用于封闭第二排水口的第五挡板，所述第五挡板的下端与第二排水通道铰接，第五挡板的上部固定有第三浮体；第四箱体靠近第一箱体的一侧连通有进水管，进水管的另一端向上弯折并伸入第三箱体内，第三箱体内顶部吊挂有用于封闭进水管管口的第一封水塞；

所述反应单元包括反应槽，反应槽内设有用于处理污水的填料，反应槽底板的中部设有第二出水口，第二出水口的一侧设有空心的第六箱体，所述第六箱体包括相连通的第一箱部及第二箱部，所述第一箱部位于第二箱部的上方，且第一箱部及第二箱部的轴向中心线重合；第一箱部的顶部低于反应槽的上端口，第一箱部竖直侧壁的上部设有进水孔，第一箱部的底面大于第二箱部的上端口，且第一箱部底面大于第二箱部上端口的部分通过第二连接板封闭，第二连接板上设有第二进水口，第二进水口上设有用于封闭第二进水口的第二封水塞；第二箱部竖直侧壁的底部连通有用于排出第六箱体内污水的第三排水通道，第三排水通道的另一端设有第三排水口，第三排水口的外侧靠接有用于封闭第三排水口的第六挡板，所述述第六挡板的下端与第三排水通道铰接，第六挡板的上端固定有第四浮体；第六箱体内设有沿竖直方向浮沉的第五浮体，第五浮体的上端面固定有水平的第二连接杆，并通过第二连接杆与第二封水塞固定连接，第五浮体的中心处固定有竖直的第一支架，第一支架的上端穿过并伸出第六箱体的顶板，且第一支架的上端铰接有推拉杆，所述推拉杆由第一杆部及第二杆部连接而成，所述第二杆部由第一杆部向下弯折而成，第六箱体上设有第二支架，所述第二支架与第一杆部及第二杆部的连接处铰接；第一杆部的下端铰接有用于控制第二出水口开/闭的第七挡板，第七挡板上设有开口，第二出水口的两侧对应设有相互平行的滑槽，所述第七挡板位于两个滑槽之间，并通过推拉杆的拉/推沿滑槽滑动，实现开口与第二出水口的对应/错开。

优选地，所述反应槽包括上端敞口的槽体，槽体竖直侧壁的上部设有若干通气口；所述槽体的底板由第一板体、第二板体及第三板体从前至后顺次连接而成，第二板体为水平的，第一板体及第三板体关于第二板体呈对称设置，且第一板体及第三板体远离第二板体的一端在竖直方向的高度均高于第二板体；所述第二出水口位于第二板体上，第一板体及第三板体上都均匀间隔固定有若干竖直的支撑肋板，且所述支撑肋板沿前后方向延伸，支撑肋板的上表面沿横向均匀间隔固定有若干支撑筋板，所述填料位于支撑筋板上。

进一步，第二板体上方沿横向设有水平的加强筋板，加强筋板的左、右两端分别与槽体的左、右侧壁固定连接，加强筋板的底面与第二板体之间均匀间隔设有若干竖直的支撑柱。

优选地，第一箱体的上端口处固定有竖直的第二导向杆，第二箱体的顶部固定有与第二导向杆相适配的第二导套，所述第二导套套装于第二导向杆上。

优选地，所述第二挡板包括第一竖直部及连接于第一竖直部底部的第一连接部，所述第一竖直部与第一排水通道的侧面相靠接，所述第一连接部呈U形，第一连接部位于第一排水通道的下方，并与第一排水通道的底面相铰接；所述第五挡板包括第二竖直部及连接于第二竖直部底部的第二连接部，所述第二竖直部与第二排水通道的侧面相靠接，所述第二连接部呈U形，第二连接部位于第二排水通道的下方，并与第二排水通道的底面相铰接；所述第六挡板包括第三竖直部及连接于第三竖直部底部的第三连接部，所述第三竖直部与第三排水通道的侧面相靠接，所述第三连接部呈U形，第三连接部位于第三排水通道的下方，并与第三排水通道的底面相铰接。

优选地，第六箱体内固定有竖直的第三导向杆，所述第三导向杆穿过第五浮体，并与第五浮体滑动连接。

优选地，所述第三挡板的底面沿第三挡板的长度方向设有加固筋板。

优选地，第一出水口处固定有导向板，导向板上设有与第一连接杆相匹配的导向孔，所述第一连接杆的下端穿过并伸出导向孔。

优选地，所述第一封水塞呈球状；所述第二进水口呈圆形，所述第二封水塞呈球状。

本发明中水泵连续工作，避免反复启动，降低了能耗，可延长水泵使用寿命，上水箱的第一出水口间歇排水，无需专人管理，提高了效率；反应单元通过进水孔向第六箱体内慢速进水，然后通过第五浮体上浮打开第二进水口开始快速进水，促使第五浮体迅速上浮，带动第一支架上升，通过推拉杆向后拉第二挡板，使开口与第二出水口对应，反应槽向下层排水，延长了污水进入下一层反应槽的时间，使反应槽内生物处理更加充分；在反应槽将势能转化为动能进行大气复氧及吹脱的过程中，不需要曝气及机电动力。本发明结构便于加工，填料放置在支撑筋板上，填料孔洞不易堵塞，可全部自控，并抗冲击负荷，可用于处理各种高浓度污水。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中上水装置的结构示意图；

图3是图1中上水箱的结构示意图；

图4是图1的主视图；

图5是图1的仰视图；

图6是图1的俯视图；

图7是图6沿A-A线的剖面图；

图8是图6沿B-B线的剖面图；

图9是图6沿C-C线的剖面图；

图10是图8中D处的局部放大图；

图11是图8中E处的局部放大图；

图12是图9中F处的局部放大图；

图13是图9中G处的局部放大图；

图14是图1中反应单元的结构示意图；

图15是图14中反应槽的结构示意图；

图16是图15中槽体的结构示意图；

图17是图15的俯视图；

图18是图15的仰视图；

图19是图17沿H-H线的剖面图；

图20是图14中浮力控制机构的结构示意图；

图21是图20中箱体去掉上盖的结构示意图；

图22是图20的仰视图；

图23是图20的主视图；

图24是图22沿I-I线的剖面图；

图25是图23沿J-J线的剖面图；

图26是图23沿K-K线的剖面图；

图27是图24中L处的局部放大图；

图28是图6沿M-M线的剖面图。

具体实施方式

如图1~27所示，一种势能复氧污水处理系统，包括若干层上下依次排列的反应单元，最上层反应单元上设有上水装置。

所述上水装置包括上水箱3，所述上水箱3包括长方体形的箱壳301，箱壳301的左侧设有矩形边框304，所述矩形边框304的底部与箱壳301相连通，矩形边框304的上端口高于箱壳301的上端面；箱壳301位于矩形边框304外的上端口设有箱盖302，箱盖302的中部设有凹槽303，凹槽303内设有入水口5。箱盖302上中部设有长方体形的第一箱体2，第一箱体2的底部与箱盖302无缝连接，且第一箱体2包围凹槽303，第一箱体2通过入水口5与上水箱3相连通；第一箱体2的上端口高于矩形边框304的上端口，第一箱体2的上部连接有上水管1，所述上水管1连接有水泵，并通过水泵将污水抽至第一箱体2内，第一箱体2内设有进水控制机构，上水箱3内左侧设有出水控制机构。

所述进水控制机构包括位于第一箱体2内的第二箱体8，所述第二箱体8呈长方体形且第二箱体8上端敞口，第二箱体8底部位于凹槽303内；第二箱体8底部的中心处固定有第三箱体38，所述第三箱体38呈圆柱形且第三箱体38下端敞口，第三箱体38的直径小于入水口5的直径，第三箱体38的顶部高于第二箱体8的底部，第三箱体38穿过入水口5并伸入上水箱3内，且第三箱体38的底部在入水口5的下方固定有用于封闭入水口5的第一挡板37。第一箱体2的顶部及底部上下对应均固定有4个竖直的导向杆21（上下共8个导向杆21），且4个导向杆21呈矩形排布；第一箱体2的上端口处沿左右方向固定有第一横杆7，顶部的导向杆21的上端固定于第一横杆7上，底部的导向杆21直接固定于凹槽303内；第二箱体8内固定有与导向杆21相适配的导套23，所述导套23的上下两端分别套装于上下两侧的导向杆21上，导套23的下端穿过并伸出第二箱体8的底部，且导套23的下端与凹槽303的底部相靠接，第二箱体8的顶部沿左右方向固定有第二横杆22，导套23的上端固定于第二横杆22上。第二箱体8后侧面的底部连通有用于排出第二箱体8内污水的第一排水通道32，所述第一排水通道32的后端设有第一排水口33，第一排水口33的外侧靠接有用于封闭第一排水口33的第二挡板34，所述第二挡板34包括第一竖直部及连接于第一竖直部底部的第一连接部，所述第一竖直部与第一排水通道32的侧面相靠接，所述第一连接部呈U形，第一连接部位于第一排水通道32的下方，并与第一排水通道32的底面相铰接，第二挡板34的上部固定有第一浮体9。

所述出水控制机构包括位于矩形边框304处的第四箱体10，第四箱体10内设有第二浮体11，第四箱体10中部的底面与上水箱3的底面之间有间距，第四箱体10中部下方的上水箱3底部设有第一出水口25，第一出水口25上设有用于封闭第一出水口25的第三挡板26，所述第三挡板26的底面沿第三挡板26的长度方向设有加固筋板27；第三挡板26上固定有竖直的第一连接杆28，所述第一连接杆28的上端穿过第四箱体10底板并伸入第四箱体10，且与第二浮体11固定连接；第一出水口25处固定有导向板6，导向板6上设有与第一连接杆28相匹配的导向孔，所述第一连接杆28的下端穿过并伸出导向孔。第四箱体10的前、后两侧均连通有第五箱体14，第五箱体14的上端面低于第四箱体10的上端面，且第五箱体14的上端面设有第一进水口29，第二浮体11的前后两端均固定有竖直的支撑杆24，两个支撑杆24的上端均紧固安装有水平的支撑板13，前、后两个支撑板13上分别紧固安装有第一连接板19，所述第一连接板19沿左右方向延伸，且第一连接板19的左右两端均固定有第二连接杆20，并通过第二连接杆20吊挂有用于封闭前、后两个第一进水口29的第四挡板12；第四箱体10的底部连通有用于排出第四箱体10内污水的第二排水通道30，所述第二排水通道30的另一端设有第二排水口31，第二排水口31的外侧靠接有用于封闭第二排水口31的第五挡板15，所述第五挡板15包括第二竖直部及连接于第二竖直部底部的第二连接部，所述第二竖直部与第二排水通道30的侧面相靠接，所述第二连接部呈U形，第二连接部位于第二排水通道30的下方，并与第二排水通道30的底面相铰接，第五挡板15的上端固定有第三浮体16。第四箱体10右侧面的中部连通有进水管17，上水箱3内设有用于支撑进水管17的第三支架18，进水管17的右部向上弯折并伸入第三箱体38内，且进水管17的上端管口低于箱盖302，第三箱体38内顶部吊挂有用于封闭进水管17管口的第一封水塞39，所述第一封水塞39呈球状。

所述反应单元包括反应槽，所述反应槽包括呈矩形且上端敞口的槽体4，所述槽体4包括矩形边框401及位于矩形边框401底部的底板，所述矩形边框401竖直侧壁的上部设有若干通气口45；所述底板由第一板体402、第二板体403及第三板体404从前至后顺次连接而成，第二板体403为水平的，第一板体402及第三板体404关于第二板体403呈对称设置，且第一板体402及第三板体404远离第二板体403的一端在竖直方向的高度均高于第二板体403。第二板体403上设有第二出水口40，且5个第二出水口40沿左右方向依次排布；第一板体402及第三板体404上都均匀间隔固定有若干竖直的支撑肋板41，且所述支撑肋板41沿前后方向延伸，支撑肋板41的上表面沿横向均匀间隔固定有若干支撑筋板42。第二板体403上方沿横向设有水平的加强筋板43，加强筋板43的左、右两端分别与矩形边框401的左、右侧壁固定连接，加强筋板43的底面与第二板体403之间均匀间隔固定有若干竖直的支撑柱44。加强筋板43上设有浮力控制机构，且浮力控制机构位于第二出水口40的右侧，浮力控制机构前、后两侧的支撑筋板42上放置有用于处理污水的填料。

所述浮力控制机构包括空心的第六箱体50，第六箱体50的底面固定于加强筋板43上，所述第六箱体50包括相连通的第一箱部5002及第二箱部5001，所述第一箱部5002位于第二箱部5001的上方，且第一箱部5002及第二箱部5001的轴向中心线重合；所述第一箱部5002呈长方体形，第一箱部5002的顶部低于通气口45，第一箱部5002右侧壁的上部设有用于慢速进水的进水孔52；所述第二箱部5001呈八棱柱形，且第二箱部5001的前后左右四个侧面分别与第一箱部5002的前后左右四个侧面位于同一平面，第一箱部5002底面四角处均设有水平的第二连接板61，并通过第二连接板61实现第六箱体50侧壁的封闭，每个第二连接板61上均设有圆形的第二进水口55，第二进水口55上设有用于封闭第二进水口55的球状的第二封水塞57；第二箱部5001右侧壁的底部连通有用于排出第六箱体50内污水的第三排水通道62，第三排水通道62的右端设有第三排水口59，第三排水口59的右侧靠接有用于封闭第三排水口59的第六挡板60，所述第六挡板60包括第三竖直部及连接于第三竖直部底部的第三连接部，所述第三竖直部与第三排水通道62的侧面相靠接，所述第三连接部呈U形，第三连接部位于第三排水通道62的下方，并与第三排水通道62的底面相铰接，第六挡板60的上端固定有第四浮体56。

第六箱体50内设有沿竖直方向浮沉的第五浮体51，第六箱体50内前后对称固定有竖直的第三导向杆54，所述第三导向杆54穿过第五浮体51，并与第五浮体51滑动连接。第五浮体51的上端面固定有水平的第二连接杆58，并通过第二连接杆58与第二封水塞57固定连接；第五浮体51的中心处固定有竖直的第一支架53，第一支架53的上端穿过并伸出第六箱体50的顶板，且第一支架53的上端铰接有推拉杆48；所述推拉杆48由第一杆部4802及第二杆部4801连接而成，所述第二杆部4801由第一杆部4802向下弯折而成，第六箱体50上设有第二支架49，所述第二支架49与第一杆部4802及第二杆部4801的连接处铰接。第一杆部4802的下端铰接有用于控制第二出水口40开/闭的第七挡板46，第七挡板46上设有开口47，第二出水口40的两侧对应设有相互平行的滑槽35，所述第七挡板46位于两个滑槽35之间，滑槽35对第七挡板46起到限位、导向作用；第七挡板46的后方设有限位块36，限位块36对第七挡板46向右移动的行程起到限位作用，所述第七挡板46并通过推拉杆48的拉/推沿滑槽35滑动，实现开口47与第二出水口40的对应/错开。

上述系统的上水装置使用前，第二箱体8通过导套23落于凹槽303底面上，第二箱体8的底面与凹槽303的底面之间有间距，且第一挡板37位于入水口5的下方，使入水口5保持打开状态。该上水装置使用时，打开水泵，上水管1通过水泵将污水抽至第一箱体2，进入第一箱体2的污水通过入水口5进入上水箱3内；上水箱3内污水淹至第三浮体16时，会托起第三浮体16，使第五挡板15封闭第二排水口31，随着上水箱3内污水逐渐增多，污水水位漫入凹槽303内，第一浮体9受浮力作用，使第二挡板34封闭第一排水口33；随着上水管1继续向第一箱体2内排入污水，上水箱3内被注满污水，污水水位在第一箱体2内继续上升，当第二箱体8受到的浮力大于其浮起所需的力时，沿导向杆21竖直上移，并通过第三箱体38带动第一挡板37向上移动，将入水口5封闭；同时，第二箱体8的上浮也通过第三箱体38将第一封水塞39提起，进水管17的管口打开，上水箱3内的污水通过进水管17进入第四箱体10，第二浮体11开始上浮，并通过支撑杆24及支撑板13将前后两个第四挡板12提起，前后两个第一进水口29打开，上水箱3内的水通过第一进水口29快速进入第四箱体10内，第二浮体11迅速浮起，并通过第一连接杆28将第三挡板26提起，第一出水口25打开，上水箱3内的水通过第一出水口25排入下方的反应槽内；随着上水箱3内污水水位逐渐下降，第三浮体16下落，第五挡板15向下翻转，第四箱体10内的污水通过第二排水口31进入上水箱3，并通过第一出水口25排出，第二浮体11下落，并通过第一连接杆28带动第三挡板26重新封闭第一出水口25，完成上水箱3的一次排水。与此同时，水泵的不间断工作，上水管1持续向第一箱体2内供水，第一箱体2内的水位上升至第二箱体8上边缘时，开始漫入第二箱体8内，随着第二箱体8内污水量逐渐增多，直至第二箱体8及第二箱体8内污水的总重大于第二箱体8所受的浮力时，第二箱体8下落，通过第三箱体38带动第一挡板37及第一封水塞39向下移动，使入水口5打开、进水管17的上端管口封闭，第一箱体2内的污水迅速通过入水口5进入上水箱3，第一浮体9下落，第二挡板34向下翻转，第二箱体8内的污水通过第一排水口33进入第一箱体2，并通过入水口5进入上水箱3；随着上水管1继续供水，上水装置各部件就按照前面的动作顺序实现上水箱3的再次排水。这样，水泵的持续工作，也可实现上水箱3的间歇性排水。

当上水箱将水排入最上层反应槽内，对于该层反应槽，随着槽体4内污水水位逐渐升高，第四浮体56上浮，使第六挡板60封闭第三排水口59，当污水水位达到进水孔52时，污水开始通过进水孔52向第六箱体50内进水，当第五浮体51受到的浮力大于其浮起所需的力时开始上浮，通过第二连接杆58带到第二封水塞57向上移动，第二进水口55被打开，污水开始快速流入第六箱体50，第五浮体51迅速上浮；第一支架53带动第一杆部4802的右端向上移动，第二杆部4801的下端拉动第七挡板46向右移动至与限位块36靠紧，开口47与第二出水口40上下对应，污水开始通过第二出水口40排出该层反应槽，进入下一层反应槽；随着槽体4内污水排出，第四浮体56落下，第六挡板60向下翻转打开第三排水口59，第六箱体内的水通过第三排水通道62排出，并通过第二出水口40进入下一层反应槽，同时，第五浮体51逐渐落下，第二封水塞57重新封闭第二进水口55，第一杆部4802的右端向下移动，并通过第二杆部4801推动第七挡板46，重新封闭第二出水口40。

在整个过程中，污水被连续抽入上水装置，第一出水口25间歇将污水排出，然后污水在每层停留，并自上而下地排入下一层；每层反应单元的污水排出时，同时将空气吸入填料的孔隙之中，空气与所有填料中的水膜相接触而进行大气复氧，使得填料表面的水膜中溶解氧迅速增加；无需人工控制，反应单元各部件不易堵塞，污水处理效果好。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。