一种污水中固体杂质初步过滤设备及方法与流程

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体地说，涉及一种污水中固体杂质初步过滤设备及方法。

背景技术：

工业废水排放一直是水污染产生的重要源头，随着人们对环境保护的重视，目前很多工矿企业均采取了污水废水清洁过滤设备对水质进行达标性处理，之后排放。在众多行业中，造纸与纺织领域均属于工业废水排放的重点领域，关于废水的处理，以造纸业为例，目前我国造纸业多采用草秆、木浆等作为造纸原料，制浆造纸生产一般有制浆、洗浆、漂白、造纸的工序组成；造纸工业制浆有碱法制浆、化学机械法制浆和机械法制浆，其废水根据制浆方法不同、原料不同、制浆得率不同、造纸品种不同及有无化学品回收，其污染物的发生与排放就有很大区别，但基本上都含有大量的悬浮物及bod、cod和部分有毒物质，通常仍采用物化和生物法相结合的方式进行处理，其中物化法处理能够降低生物法处理的压力，利于明显清除水体中杂质，具有重要意义。

在进行污水处理的设备中，现有名为一种污水多级过滤设备的专利，该专利的申请号为2017114940463，公开日为2018年5月8日，其包括框体、橡胶塞、出水管、第一阀门、第一网板、沙子、第一密封轴承、安装板、电机、第一转轴、叶片、进料斗等；框体右壁下部开有出料孔，出料孔内塞有橡胶塞，框体左壁下部设有出水管，出水管上设有第一阀门，框体内下部设有第一网板，第一网板下部的框体内放置有沙子。该专利通过第一转轴顺逆转动，带动叶片顺逆转动，让污水和混凝剂混合的更好，通过第二网板可再次对污水进行过滤，使得污水过滤的更加全面。该技术方案存在的问题是：叶片仅起到搅拌的作用，水的净化仍然主要依靠网板和沙子进行过滤，当水中杂质较多，网板和间隙细密的沙隙容易被杂质堵塞，导致之后的过滤效率低下。

另一件名为一种化纤布料加工用废水过滤设备的专利，其申请号为2017110148367，公开日为2018年4月24日；为了解决卸料管输出时容易堵塞的问题，其公布了如下技术方案，具体包括工作箱、底板和四组支架，卸料管输入端设置有过滤网，工作腔内部设置有过滤装置；还包括把手、转动杆、带动柱、刮板和密封圈；还包括推板、推杆、连接板和刮片，工作箱左侧壁上设置有通孔，通孔内部设置有侧滚珠轴承；还包括支撑板、电动气缸和伸缩杆，四组支架的底端均设置有滚轮，支撑板顶端设置有放置槽，并在放置槽内部设置有下滚珠轴承。使用时，通过转动把手使其带动带动柱上的刮板对卸料管输出端处的过滤网进行刮蹭，使其不易堵塞，提高其使用可靠性。但是手工刮除并不能明显改善设备运行效率问题，刮除的杂质仍然存留在设备内部，也并没有根本性改变杂质状态，杂质极容易在液体中扬起并再次形成堵塞。

还有一件名为一种造纸厂污水排放过滤装置的专利，其申请号为：2018104444067，公开日为2018年8月3日；包括壳体和滑杆，所述壳体左侧前端固定连接有电机座，所述电机座侧面固定连接有电机主轴，所述电机主轴输出端固定连接有凸轮，所述凸轮侧面固定连接有传动杆，通过设置的第一通孔与第二通孔，当第一通孔运动到水管内径正下方时，此时污水通过水管经过滤层过滤流向壳体外侧，且第二通孔位于过滤层上端，将过滤的沉淀物储放在第二通孔处，当第一通孔偏离水管内径时，污水被第一挡板阻隔，此时第二挡板位于回收槽上端，将储放的沉淀物经第一导轨摩擦移动到回收槽中，增加过滤效果，减少沉淀物排放量。该方案通过改变挡板的位置，实现对污水中的杂质的阻隔与过滤，但是其实现要依靠杂质与水相比具有较大的比重，且易于从水中分离出来，不然则会导致杂质混在水中不易形成沉淀进而落入回收槽。

为了解决污水中杂质的分离沉淀问题，尤其是针对纺织、造纸等水体中含有纤维状杂质的污水，人们需要一种更加实用、高效的过滤方案。

技术实现要素：

1、要解决的问题

针对现有技术中不易将污水中的固体杂质过滤出的技术问题，本发明提供一种污水中固体杂质初步过滤设备及方法，采用先将固体杂质破碎处理，然后采用自动搅拌和压实技术将杂质进行初步集中，提高杂质从水体中分离和集中堆积的效果，进而采用统一处理的方式将杂质从水体中取出，提高了水体中的杂质过滤效果和效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种污水中固体杂质初步过滤设备，包括液池和与液池连通的沉淀池，所述液池上方安装有转轴；所述转轴上安装有过滤栅板，转轴外围设有转筒；所述转筒侧壁上设有沿转筒圆周方向设置的环形孔；所述过滤栅板上设有滤孔，过滤栅板的侧部设有导向斜面；所述液池侧部设有沿对应环形孔伸至过滤栅板处的刮除机构；所述刮除机构包括推杆和驱动推杆复位的一级弹簧，所述推杆上沿推杆长度方向活动穿插有子导杆；所述子导杆上安装有与过滤栅板活动配合的刮板，所述刮板与推杆之间设有驱动刮板复位的二级弹簧。

优选地，所述刮除机构包括母导杆；所述母导杆的一端活动插入推杆内，母导杆另一端由液池支撑。

优选地，所述母导杆与液池之间设有连板；所述连板的上部向转轴处倾斜，连板下部设有通向沉淀池的管道。

优选地，所述沉淀池处安装有水泵；所述水泵通过水管将沉淀池内的水体泵向液池。

优选地，所述连板的上部设有伸入转筒内的导流罩，所述导流罩位于刮除机构上方。

优选地，所述导流罩的最小宽度与环形孔的宽度相同。

优选地，所述过滤栅板侧部设有凸起部；所述导向斜面设置在凸起部与刮板的接触面上，用于将刮板从过滤栅板上推离。

优选地，所述液池的内壁上设有伸入转筒内的叉状结构，所述叉状结构位于相邻两过滤栅板之间，且位于过滤栅板转入水体的一侧。

优选地，所述叉状结构上设有棘刺结构。

一种污水中固体杂质初步过滤设备的使用方法，其步骤为：

s1、注水：向液池中注入水体，并在水体中加入适量混凝剂、絮凝剂，使水体的液面到达转轴处；

s2、破碎杂质：转动转轴，使转轴带动过滤栅板和转筒共同转动，过滤栅板在叉状结构的配合剪切和撕扯作用下，将水中大体积杂质破碎为小体积杂质；

s3、过滤杂质：随着过滤栅板的转动，水体经过滤孔逸出，水体中小体积杂质层叠贴附在过滤栅板上；

s4、压实杂质：过滤栅板转动至刮除机构处时，刮板从过滤栅板的一端刮至另一端，二级弹簧被压缩，刮板被导向斜面推至过滤栅板的一侧，在此过程中，刮板将贴附在过滤栅板上的杂质层压成紧密块状并刮去；

s5、集中杂质：过滤栅板对刮板的分力使刮板连同推杆一并沿母导杆收缩，一级弹簧被压缩，直至刮板脱离过滤栅板，此时过滤栅板已将被压实的杂质团块沿导流罩回拨至连板处；

s6、沉淀：被压成紧实团块的杂质沿倾斜的连板流向沉淀池进行沉淀，沉淀池上层经过过滤的水体经过水泵的泵送，再次进入液池进行过滤，泵送时，水体被导向转筒，对转筒、过滤栅板和刮除机构进行冲刷；

s7、网压沉淀：采用网结构及时覆盖沉淀池底部的杂质沉积物，防止沉积物上扬，待一定量的水体全部过滤完成，将沉淀物集中取出。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明采用叉状结构与过滤栅板的剪切配合作用，将固体杂质初步破碎，然后利用过滤栅板将破碎产生的细小杂质集中在其表面，利用刮除机构将表面粘附的杂质挤压成团块状态，并推至排出通道附近，最终进入沉淀池进行沉淀，实现了对杂质的体系化高效处理，避免了现有技术中采用的过滤设备和方法产生的种种不足，提高了水质净化能力，尤其适用于纺织、造纸等传统用水量较大的污水排放行业，能够为节约水资源和促进水资源的循环利用起到较为重要的作用。

(2)本发明采用二级式伸缩结构，即刮板在二级弹簧的推动作用下实现相对于推杆的径向串动，以及推杆在一级弹簧的控制作用下实现相对于连板的轴向滑动，即整体上实现了刮板在二维空间甚至是在三维立体空间内的运动，保证刮板对过滤栅板上的杂质的灵活刮除，同时附带了对杂质的定向推动，有助于实现杂质的高效清除。

(3)本发明采用弧形结构的导流罩，配合倾斜的连板，将刮板推送下来的杂质团块导向进入杂质排出通道，有助于避免杂质从新回到液池中，被过滤栅板再次拍打撕裂，以提高杂质过滤效率，形成体系化杂质处理效果。

(4)本发明采用带有滤孔的过滤栅板模拟过滤网，过滤栅板相对于一般过滤网具有更大的强度，一方面，使得过滤栅板能够承受刮板的反复刮擦和与叉状结构配合时产生的较大剪切力，保证设备运行稳定性；另一方面，通过提高过滤栅板转速，借助水对过滤栅板的冲击力去除滤孔内堵塞的杂质时，过滤栅板不会轻易产生形变，保证刮板能够充分有效地与过滤栅板表面接触。

(5)本发明的刮板与过滤栅板的接触位置位于过滤栅板转出水面的一侧，该侧面上易于粘附杂质；过滤栅板与叉状结构配合的位置位于过滤栅板进入水面的一侧，在该位置处过滤栅板易于利用其惯性冲击力将浮于水面的杂质击打拍碎，具有最佳的实施效果。

附图说明

图1为本发明的污水中固体杂质初步过滤设备的立体图；

图2为本发明的污水中固体杂质初步过滤设备的俯视图；

图3为图2沿a-a的剖视图；

图4为图2沿b-b的立体剖视图；

图5为图4中c的放大图；

图6为本发明的污水中固体杂质初步过滤设备的主视图；

图7为图6沿d-d的剖视图。

图中：

1、液池；101、叉状结构；

2、转轴；

3、过滤栅板；301、滤孔；302、凸起部；3021、斜面；

4、刮除机构；401、推杆；402、一级弹簧；403、子导杆；404、刮板；405、二级弹簧；406、母导杆；

5、转筒；501、环形孔；

6、连板；601、导流罩；

7、管道；8、沉淀池；9、水泵；10、水管。

具体实施方式

为了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，下面结合实施例对本发明进一步阐述。

如图1至图7所示，一种污水中固体杂质初步过滤设备，包括液池1和与液池1连通的沉淀池8，所述液池1、沉淀池8均采用钢筋水泥混凝土砌筑而成，所述液池1上方安装有铁合金制成的转轴2；所述转轴2横向水平放置在液池1上方，由液池1的两个相对的侧壁分别支撑两个轴端，为了防止转轴2晃动，将转轴2的两个轴端分别对应砌筑在上述两个侧壁上。

转轴2上采用过盈配合的方式扦插有过滤栅板3的一端，转轴2外围固定设有圆形的转筒5；所述转筒5采用金属制成，且由竖直的金属立柱固定在液池1内，上述的金属立柱一端砌筑在液池1内，另一端与转筒5焊接。转筒5侧壁上设有沿转筒5圆周方向设置的环形孔501；使用时，转轴2的一端采用带传动的方式与一台电动机相连，由电动机驱动转轴2转动，转轴2带动过滤栅板3。

为了将液池1内的大体积或大块的杂质击碎，以便为过滤栅板3的网捕操作提供便利，本技术方案在液池1的内壁上设有伸入转筒5内的叉状结构101，所述叉状结构101位于远离沉淀池的一侧，且本实施例中的八根叉状结构101分别对应位于相邻两过滤栅板3之间，形成交错分布布置形式，且叉状结构101的上表面设有锥状的棘刺结构。使用时，过滤栅板3击入水中时，在叉状结构101的配合下，将大体块的杂质剪切、击裂，形成破碎状态，便于过滤栅板3的网捕，棘刺结构能够加速破碎。所谓网捕，即，被过滤栅板3击碎后的杂质不能随同水流穿过过滤栅板3，只能堆积在过滤栅板3的打击面处，具体地，堆积在过滤栅板3上的滤孔301口处，逐渐形成堆积层。

所述过滤栅板3上设有用于将水沥出的滤孔301，过滤栅板3远离转轴2的一端的侧面设有凸起部302，且该侧面为过滤栅板3的击打水面的一侧面；所述凸起部302的靠近转轴2的一端面上形成导向斜面3021。

所述液池1侧部设有沿对应环形孔501伸至过滤栅板3处的刮除机构4，由于环形孔501的设置，刮除机构4不会与转筒5产生运动干涉；所述刮除机构4包括母导杆406、推杆401和驱动推杆401复位的一级弹簧402；所述母导杆406的一端由液池1支撑，母导杆406的另一端活动插入推杆401内；所述推杆401的另一端沿推杆401长度方向活动穿插有子导杆403；所述子导杆403上安装有刮板404，所述刮板404与过滤栅板3活动配合，且刮板404自导向斜面3021的更远离转轴2的一侧伸向对应的过滤栅板3处，刮除过滤栅板3上的杂质。刮板404与推杆401之间设有驱动刮板404复位的二级弹簧405；导向斜面3021设置在凸起部302与刮板404的接触面上，导向斜面3021用于将刮板404从过滤栅板3上沿转轴2的轴向推离。该部分机构在使用时的具体动作过程为：(1)整体动作，由于刮板404正常状态下甚至转轴2处，当过滤栅板3转动至刮除机构4处时，刮板404从过滤栅板3的靠近转轴2的一端刮至另一端，在此过程中，过滤栅板3推动刮板404远离转轴2，即二级弹簧405被压缩，直至刮板404被倾斜的导向斜面3021侧向推至过滤栅板3的一侧；在此阶段，刮板404将贴附在过滤栅板3上的杂质层压成紧密块状并刮去；(2)局部动作，在整体动作过程中，局部动作同时进行，具体为：过滤栅板3上的导向斜面3021对刮板404的沿转轴2轴向的分力，使刮板404连同推杆401一并沿母导杆406收缩，此时，一级弹簧402被压缩，直至刮板404脱离过滤栅板3；此时，过滤栅板3已将被压实的密度较大的杂质团块沿导流罩601回拨至连板6处；该团块集中之后不会漂浮在水体内，而会因密度增大聚集沉淀。

采用上述的二级式伸缩结构，即刮板在二级弹簧405的推动作用下实现相对于推杆401的径向串动，以及推杆401在一级弹簧402的控制作用下实现相对于母导杆406的轴向滑动，从而在整体上实现了刮板404在二维空间(推杆401为直杆)甚至是在三维立体空间(推杆401为曲形杆)内的运动，保证刮板404对过滤栅板3上的杂质的灵活刮除，同时附带了对杂质的定向推动，将杂质统一推向特定区域，有助于实现杂质的高效集中清除。

本领域的技术人员可根据具体需要使用不同的材质和尺寸制作上述各零部件，其目的只要是能够实现上述动作过程，达成技术目的即可。本实施例中一级弹簧402采用304不锈钢弹簧，线径1mm，外径12mm，长度18cm。二级弹簧405采用304不锈钢弹簧，线径0.4mm，外径12mm，长度5cm。其余所有未强调的材质，均采用不锈钢制成。

为了进一步提高杂质沿特定方向的流动趋势，本方案在母导杆406与液池1之间设有连板6；所述连板6的上部向转轴2处倾斜，连板6下部设有通向沉淀池8的管道7，水流沿倾斜的连板6将杂质带向管道7处。进一步地，本技术方案在连板6的上部设有八块分别对应伸入转筒5的八条环形孔501内的导流罩601，所述导流罩601的最小宽度与环形孔501的宽度相同，均为12cm，从而更充分地引导流体运动，导流罩601位于刮除机构4上方，实现将位于转筒5内的杂质向连板6处引导的功能，带动杂质向管道7处涌动。

为了防止沉淀扬起，在液池1的底部，靠近连板6的一侧设置粘附杂质团块的网结构，具体为孔径1cm的铁网，该网结构的外侧边采用磁铁吸附一圈，利用磁铁的重力将网结构进一步压在液池1底部，待需要清理时可捞出洗涮。

本技术方案在沉淀池8处安装有水泵9；所述水泵9品牌为glory，为250瓦的电动不锈钢离心泵。通过水管10将沉淀池8内的水体泵向液池1，并冲洗转筒5内壁和过滤栅板3，防止杂质粘附在设备上，影响设备正常过滤和运行。

一种污水中固体杂质初步过滤设备的使用方法，其步骤为：

s1、注水：向液池1中注入水体，使水体的液面到达转轴2处，并在水体中加入适量混凝剂或絮凝剂，提高杂质的粘附性，便于杂质的集中；

s2、破碎杂质：转动转轴2，使转轴2带动过滤栅板3和转筒5共同转动，过滤栅板3在叉状结构101的配合剪切和撕扯作用下，将水中大体积杂质破碎为小体积杂质；

s3、过滤杂质：随着过滤栅板3的转动，水体经过滤孔301逸出，水体中小体积杂质层叠贴附在过滤栅板3上；

s4、压实杂质：过滤栅板3转动至刮除机构4处时，刮板404从过滤栅板3的一端刮至另一端，二级弹簧405被压缩，刮板404被导向斜面3021推至过滤栅板3的一侧，在此过程中，刮板404将贴附在过滤栅板3上的杂质层压成紧密块状并刮去；

s5、集中杂质：过滤栅板3对刮板404的分力使刮板404连同推杆401一并沿母导杆406收缩，一级弹簧402被压缩，直至刮板404脱离过滤栅板3，此时过滤栅板3已将被压实的杂质团块沿导流罩601回拨至连板6处；

s6、沉淀：被压成紧实团块的杂质沿倾斜的连板6流向沉淀池8进行沉淀，沉淀池8上层经过过滤的水体经过水泵9的泵送，再次进入液池1进行过滤，泵送时，水体被导向转筒5，对转筒5、过滤栅板3和刮除机构4进行冲刷；

s7、网压沉淀：采用网结构及时覆盖沉淀池8底部的杂质沉积物，防止沉积物上扬，待一定量的水体全部过滤完成，将沉淀物集中取出。

在本专利中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的普通技术人员应当了解，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，这些变化和改进都应落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。