一种节能环保的自动化污水处理设备

本发明涉及污水处理，具体为一种节能环保的自动化污水处理设备。

背景技术：

1、mbr(膜生物反应器)是一种先进的污水处理技术，它结合了生物反应器和膜过滤技术，mbr膜污水处理系统通过在生物反应器中引入微生物来分解和降解污水中的有机物质，同时利用膜过滤器来分离固体和液体，mbr系统的膜过滤器通常使用微孔膜，可以有效地阻止悬浮物、细菌和病毒等微生物的通过，从而实现高效的固液分离，出水洁净度高，并且占地面积小，在污水处理行业已经得到了广泛且成熟的应用。

2、现有的mbr膜污水处理装置，在使用过程中，膜表面会不断沉积污泥，沉积在膜表面的污泥，需要在使用一段时间后，将膜组件从处理池中取出，再通过大量的水冲洗膜表面，从而去除污泥，需要消耗大量的水资源，不符合节能环保的理念，并且需要大量的人力进行清洗，效率低。

3、因此，需要一种节能环保的污水处理装置，来降低污水处理时水资源的消耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种节能环保的自动化污水处理设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：自动化污水处理装置包括装置本体、提升泵、膜组件、曝气组件、风机、产水泵、控制组件，装置本体内依次设有预处理池、反应池、设备仓、清水池，提升泵位于预处理池内，提升泵的出水口与反应池连通，膜组件和曝气组件位于反应池内，膜组件与产水泵的进水口连通，曝气组件与风机的出风口连通，风机和产水泵位于设备仓内，产水泵的出水口与清水池连通，控制组件与膜组件、提升泵电连接。

3、装置本体为各组件的安装基础，污水首先进入预处理池内储存，以防止污水的流量不稳定，影响处理效果，并且通过放置在预处理池底部的提升泵将污水输入反应池内，反应池用于对污水进行处理，通过微生物的作用来降解和分解污水中的有机物质，污水在经过生物反应后，通过产水泵施加适当的压力将其送入膜组件，污水中的悬浮物、有机物和微生物被膜组件有效地截留，洁净的水通过产水泵泵入清水池内进行收集，风机为曝气组件提供气体，风机启动，将高压气体导入曝气组件内，曝气组件将气体均匀的分布到膜组件上，为反应池内的微生物提供充足的氧气，加快反应，并且气泡的上升可带动水流动，而水的流动可对膜组件起到一定的清洗作用，防止污泥沉积在膜组件上，影响膜组件的通量，设备仓为风机、产水泵和控制组件提供一个稳定的工作环境，控制组件自动控制各组件的动作，实现装置的自动化运转。

4、进一步的，预处理池一侧设有进水管，所述进水管内设有格栅，所述清水池一侧设有排水阀。

5、污水通过进水管进入预处理池内，通过在进水管内设置格栅，将污水中的大体积的杂物筛除，防止杂物堵塞，处理完成的污水放置在清水池内，需要使用时打开排水阀即可将处理过的污水排出，进行再利用。

6、进一步的，曝气组件包括曝气框架、曝气管，曝气框架放置在反应池内，曝气管与曝气框架紧固连接，曝气管与风机的出气口连通，曝气管的出气口朝向膜组件，膜组件放置在曝气框架上方。

7、曝气框架为曝气管提供安装基础，曝气管上设有若干的出气口，风机启动将气体输送至曝气管内，并通过出气口排出，若干的出气口可提高曝气率，加快氧气的溶解，为反应池内的微生物提供充足的氧气，加快污水的分解，而将曝气组件设置在膜组件的正下方，曝气会产生空气搅动，污水会随着气流向上流动，在膜组件的表面产生剪切力，避免污泥沉积在表面，可以减少污染。

8、进一步的，膜组件包括中空膜片、膜框架、塑料支架、电极板，中空膜片与膜框架紧固连接，中空膜片与产水泵的进水口连通，电极板通过塑料支架固定在膜框架两侧。

9、膜框架为中空膜片提供安装基础，中空膜片在膜框架上排布有若干组，中空膜片使用微孔膜，可以有效地阻止悬浮物、细菌和病毒等微生物的通过，从而实现高效的固液分离，污水在经过预处理池处理后，到达反应池内，从周围均匀的流向中空膜片表面，通过产水泵的负压抽吸，污水中的活性污泥等物质被中空膜片分离，产水从中空膜片表面流向内侧，通过产水泵抽入清水池内，塑料支架固定在膜框架上为电极板提供支撑。

10、进一步的，电极板为碳毡材质，电极板上设有蜂窝状孔洞，膜框架内设有导电棒，导电棒与电极板电连接，电极板上接种有产电菌，导电棒为不锈钢材质。

11、通过在电极板上设置蜂窝状的孔洞，不仅可以保证污水的流动性，并且可以增大电极板的面积，为产电菌提供合适的生存环境，而处理的污水中含有大量的有机物，为产电菌提供了营养，电极板作为阳极，导电棒作为阴极，而阳极的产电菌会将污水中的有机物分解为电子和质子，然后产生的电子通过导线到达阴极，质子则通过扩散作用到达阴极，最后在曝气组件的作用下，导电棒处的污水中含有大量的氧气，阴极上发生氧化还原反应，整个过程的物质和电荷守恒，外部电路中电子源源不断的流动，形成了电流，这样就在电极板和导电棒之间形成了生物电场，而在电场的刺激下，不仅可以提高污水中微生物的活性，从而提高净化效率，并且因为污泥颗粒大多是带负电荷的，在电场内的静电排斥作用而向远离膜面迁移，同时配合曝气产生的水力剪切作用，吸附在膜面的污染物更容易被吹脱下来，达到清洁膜的效果。

12、进一步的，膜组件还包括弧形护罩、排气管，弧形护罩与膜框架紧固连接，弧形护罩位于膜框架上方，排气管与弧形护罩连通，排气管的出气口伸出反应池外。

13、曝气组件工作会产生大量的气体，通过在膜框架上安装弧形护罩，弧形护罩淹没在污水里，可对曝气产生的气体进行一个收集，曝气产生的气泡逐渐在弧形护罩内聚集，在弧形护罩内的气体集聚到一定程度后，此时弧形护罩内的压力升高，通过排气管排出，在排气的过程中，在压力的作用下，气体会快速的通过排气管排出，而反应池内的污水就会快速的填充进弧形护罩内，而水的流动会冲刷膜组件，起到清洗的作用，并且快速流入的污水会冲击弧形护罩的内壁，产生一个震动，并将这个震动传递给膜框架，以避免污泥沉积在膜组件上，而随着曝气的进行，弧形护罩内的空腔会在集气和放气之间不断循环，从而不断的对膜组件进行一个清洗，提高膜组件的使用时间。

14、进一步的，排气管包括管体、第一弹簧、第一滑块，第一弹簧与管体紧固连接，第一滑块与管体滑动连接。

15、第一滑块在自身的重力和第一弹簧弹力的作用下，将排气管的出气口封闭，而随着曝气的进行，弧形护罩内的压力会逐渐升高，从而给第一滑块一个推力，进而克服第一弹簧的弹力，打开排气管的出气口，排出气体，第一滑块会随着弧形护罩内的压力自动打开和关闭排气管的出气口，实现排气的自动控制。

16、进一步的，控制组件包括保护壳、铁芯、线圈、第二滑块、第二弹簧、转动棒、导线，保护壳与设备仓紧固连接，铁芯与保护壳紧固连接，线圈缠绕在铁芯上，线圈的负极与电极板连通，线圈的正极与导电棒连通，保护壳内设有滑动腔，第二滑块与滑动腔滑动连接，转动棒与导线铰接，第二弹簧的下端与保护壳紧固连接，第二弹簧的上端与转动棒紧固连接，导线与提升泵电连接。

17、通过将电极板上的产电菌产生的电流导向线圈，因为线圈缠绕在铁芯上，就形成了一个简易的电磁铁，而第二滑块采用铁质材料，这样在线圈通电时，在磁力的吸引作用下，第二滑块会克服自身重力，沿滑动腔向上滑动，远离转动棒，而当电流减小时，表明产电菌所需的营养物质不足，需要从预处理池内引入新的污水，来补充反应池内的有机物，而电流减小，线圈和铁芯产生的磁力就会变小，第二滑块会在自身重力的影响下，沿滑动腔向下滑动，并抵接到转动棒上，进而压缩第二弹簧，使得转动棒连通导线，从而给提升泵一个电信号，自动启动提升泵将污水抽入反应池内，而产电菌在得到补充的有机物后，产生的电流会增大，第二滑块会在磁力的作用下上移，断开导线，自动关闭提升泵。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过在电极板上接种产电菌与导电棒的配合，在膜组件上形成生物电场，而电场会提高微生物的活性，提高净化效率，利用污水中的有机物作为产电菌的能源，无需外接电源，即可形成电流，降低了能源的消耗。

19、膜组件上形成的生物电场还可以产生静电排斥作用，将污水中的带负电荷的污泥颗粒推离膜表面，同时配合曝气产生的水力剪切作用，吸附在膜面的污染物更容易被吹脱下来，达到清洁膜的效果。

20、通过将弧形护罩淹没在污水里，可对曝气产生的气体进行一个收集，随着曝气的进行，弧形护罩内的压力会逐渐升高，从而给第一滑块一个推力，进而克服第一弹簧的弹力，打开排气管的出气口，排出气体，第一滑块会随着弧形护罩内的压力自动打开和关闭排气管的出气口，实现排气的自动控制，气体会快速的通过排气管排出，而污水就会快速的填充进弧形护罩内，而水的流动会冲刷膜组件，起到清洗的作用，并且快速流入的污水会冲击弧形护罩的内壁，产生一个震动，并将这个震动传递给膜框架，以避免污泥沉积在膜组件上，而随着曝气的进行，弧形护罩内的空腔会在集气和放气之间不断循环，从而不断的对膜组件进行一个自动清洗，收集利用曝气时产生的气体，自动清洗膜组件，降低了膜组件的清洗频次，节约了水资源，有利于节能环保。

21、利用产电菌产生的电流强弱，通过线圈和铁芯配合形成简易电磁铁，与第二滑块配合，自动控制提升泵的开闭，使得反应池内的有机物含量保持在稳定的范围内，确保产电菌的活性。