CN111481986B - 一种滤食式高效城市污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤食式高效城市污水处理装置，属于城市污水处理领域，一种滤食式高效城市污水处理装置，本方案模仿游泳滤食生物的滤食方式，将传统的污水一次过滤装置改成可以重复进行过滤，大幅增加污水过滤的效率，其中本装置的伺服电机的动力输出端和固定台为过滤用的滤食外筒的动力通过端，使得滤食外筒可以获得游泳滤食动物一样的运动能力，增加滤食外筒的滤食效率，最后在无水过滤的过程中滤食外筒的开口如同滤食动物的进食孔，而滤丝纤维和腮口管的设置则类同于滤食动物的腮丝，用以捕获污水中的目标物——污物杂质，可以实现通过改变现有的生活污水过滤装置，大幅增加生活污水的过滤处理效率。

Description

一种滤食式高效城市污水处理装置

技术领域

本发明涉及城市污水处理领域，更具体地说，涉及一种滤食式高效城市污水处理装置。

背景技术

城市污水即城市地区范围内的生活污水、工业废水和径流污水。一般由城市管渠汇集并应经城市污水处理厂进行处理后排入水体，随着人们环保理念的逐渐深入，工厂在建设过程中都会要求配备专门的污水处理装置，用于处理工厂工业生产过程产生的污水，因此城市污水的主要对象还是生活污水。

相较于工业污水，生活污水明显具有富营养化的特征，每年因生活污水肆意排放而引发的淡水湖泊藻类爆发事件不绝于耳，因此对于生活污水的处理极其重要，传统的生活污水处理通常具有多个步骤，而在杂质处理为最主要的步骤之一，而杂质处理方法主要包括静置沉淀和化学处理，其中化学处理主要利用絮状物质吸附水中杂质，最后沉淀，经过滤处理即可。

滤食动物是以过滤方式摄食水中浮游生物的动物，包括游泳滤食者和固着滤食者两类，滤食性动物从身边的海水环境里筛选食物。这种进食的方式十分高效，为生活在淡水以及海洋里的动物所采用，滤食性动物以鳃和(或)口中齿作为滤网，通过水的吸入与吐出而滤取小型浮游生物，在滤食动物中，游动滤食者多为蓝鲸等高等颈椎生物，且游动滤食者多为体型较大的生物，而固着滤食者则多为舌形贝等无脊椎动物，且固着滤食者多为体型较小的生物，由此可见，相较于固着滤食，游泳滤食为一种高效的进食方式。

传统的生活污水处理装置在使用过程中类同于固着滤食，依靠水流自身的流动实现杂质过滤，过滤效率较低，难以满足日益增长的生活污水处理量。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种滤食式高效城市污水处理装置，它可以实现通过改变现有的生活污水过滤装置，大幅增加生活污水的过滤处理效率，不易出现过滤装置因杂物堵塞造成的过滤失效影响整体过滤效率的事故。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种滤食式高效城市污水处理装置，包括伺服电机的动力输出端，所述伺服电机的动力输出端远离伺服电机的一端固定连接有固定台，所述固定台的侧壁上固定连接有多个活动伸缩杆，所述活动伸缩杆远离固定台的一端固定连接有固定环，所述固定环内设有一对与自身相匹配的半索环，两个所述半索环与固定环之间均固定连接有多个连接伸缩杆，多个所述连接伸缩杆的外侧套接有压缩弹簧，且压缩弹簧套接在连接伸缩杆的外侧，两个所述半索环之间插接有滤食外筒，所述滤食外筒侧壁上开凿有多个腮口，且腮口贯穿滤食外筒的侧壁，所述滤食外筒内壁固定连接有自身相匹配的弹性胶套，且弹性胶套上开凿有与腮口相匹配的通孔，所述弹性胶套远离滤食外筒的一端固定连接有多个滤丝纤维，所述腮口管包括腮滤管，所述腮滤管的一端为开口，一端为闭口，所述腮滤管闭口一端贯穿弹性胶套并延伸到滤丝纤维内，所述腮滤管的侧壁上开凿有滤口，所述滤口内固定连接有与自身相配的腮滤网，腮口管的设置可以有效避免污物等杂质在腮口处堵塞，不易影响滤食外筒自身的过滤效果，可以实现通过改变现有的生活污水过滤装置，大幅增加生活污水的过滤处理效率，不易出现过滤装置因杂物堵塞造成的过滤失效影响整体过滤效率的事故，所述活动伸缩杆的外壁上套接有拉伸弹簧，且拉伸弹簧的两端分别与固定台和固定环固定连接，随着伺服电机的动力输出端和固定台转速不同，滤食外筒所受的离心力大小也不同，在伺服电机的动力输出端和固定台转速较大时，滤食外筒所受到的离心力较大，活动伸缩杆和拉伸弹簧此时均处于拉伸状态，而在伺服电机的动力输出端和固定台转速减小时，滤食外筒所受到的离心力变小，此时在处于伸长状态下的拉伸弹簧的作用下，活动伸缩杆和拉伸弹簧会缩短，并带动滤食外筒运动到靠近固定台的位置，所述腮口内固定连接有与自身相匹配的腮口管。

进一步的，所述固定台的棱边处经导圆角处理，大幅减小固定台的转动过程中受到的生活污水的阻力，不易影响污水处理效率。

进一步的，所述滤食外筒的外壁开凿有与半索环相匹配的固定嵌环，且固定嵌环内壁与半索环内环均刻有防滑纹，使半索环与滤食外筒之间的连接更加稳定，不易出现滤食外筒打滑脱落现象。

进一步的，所述连接伸缩杆的形变极限量稍大于固定嵌环的深度，所述压缩弹簧选用弹性系数较高的弹簧制成，减小压缩弹簧因滤食外筒受到外力冲击而引发的弹性形变，在不影响人手工安装和拆卸滤食外筒的同时，使得滤食外筒不易在外力冲击下造成安装松动，不易从一对半索环内脱落。

进一步的，所述滤食外筒选用磁性不锈钢材料制成，所述弹性胶套选用橡胶磁制成，使得弹性胶套可以吸附在滤食外筒表面，可以即撕即贴方便弹性胶套的安装和拆卸。

进一步的，所述滤食外筒的内壁和弹性胶套的外壁均设有抛光层，使滤食外筒与弹性胶套之间的连接处可以紧密相连，不易出现污水中的大颗粒杂质渗入滤食外筒与弹性胶套之间，不易影响滤食外筒与弹性胶套之间的连接。

进一步的，所述滤丝纤维表面固定连接有油质层，使缠绕纠结在一起的滤丝纤维不易出现打死结的现象，不易影响滤丝纤维过滤污水中杂质的功能。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案模仿游泳滤食生物的滤食方式，将传统的污水一次过滤装置改成可以重复进行过滤，大幅增加污水过滤的效率，其中本装置的伺服电机的动力输出端和固定台为过滤用的滤食外筒的动力通过端，使得滤食外筒可以获得游泳滤食动物一样的运动能力，而活动伸缩杆和拉伸弹簧的设置，可以在伺服电机的动力输出端和固定台转速变化配合下改变自身的长度，用于增加滤食外筒的“滤食范围”，增加滤食外筒的滤食效率，最后在无水过滤的过程中滤食外筒的开口如同滤食动物的进食孔，而滤丝纤维和腮口管的设置则类同于滤食动物的腮丝，用以捕获污水中的目标物——污物杂质，可以实现通过改变现有的生活污水过滤装置，大幅增加生活污水的过滤处理效率。

附图说明

图1为本发明的污水处理装置的主要结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本发明的滤食筒的结构示意图；

图4为本发明的滤食筒主要结构的爆炸图；

图5为本发明的滤食筒的侧面剖视图；

图6为图5中B处的结构示意图；

图7为本发明的索环的正视图。

图中标号说明：

1伺服电机动力输出端、2固定台、3活动伸缩杆、4拉伸弹簧、5半索环、6固定环、7连接伸缩杆、8压缩弹簧、9滤食外筒、10固定嵌环、11弹性胶套、12滤丝纤维、13腮口管、1301腮滤管、1302腮滤网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2和图4-7，一种滤食式高效城市污水处理装置，包括伺服电机的动力输出端1，伺服电机的动力输出端1与伺服电机固定连接，伺服电机的动力输出端1远离伺服电机的一端固定连接有固定台2，即伺服电机可以通过伺服电机的动力输出端1带动固定台2实现转动，且转动的方向和速度均可以通过伺服电机的控制装置进行控制，固定台2的侧壁上固定连接有多个活动伸缩杆3，活动伸缩杆3远离固定台2的一端固定连接有固定环6，固定环6内设有一对与自身相匹配的半索环5，两个半索环5与固定环6之间均固定连接有多个连接伸缩杆7，多个连接伸缩杆7的外侧套接有压缩弹簧8，且压缩弹簧8套接在连接伸缩杆7的外侧，两个半索环5之间插接有滤食外筒9，滤食外筒9侧壁上开凿有多个腮口，且腮口贯穿滤食外筒9的侧壁，滤食外筒9内壁固定连接有自身相匹配的弹性胶套11，且弹性胶套11上开凿有与腮口相匹配的通孔，即流入滤食外筒9内的污水连通杂质可以通过通孔和腮口流出，弹性胶套11远离滤食外筒9的一端固定连接有多个滤丝纤维12，多个滤丝纤维12相互之间纠结缠绕在一起，其中滤丝纤维12选用弹性纤维制成，不易在外力拉扯下出现永久性变形或断裂，腮口内固定连接有与自身相匹配的腮口管13，腮口管13包括腮滤管1301，腮滤管1301的一端为开口，一端为闭口，腮滤管1301闭口一端贯穿弹性胶套11并延伸到滤丝纤维12内，腮滤管1301的侧壁上开凿有滤口，滤口内固定连接有与自身相配的腮滤网1302，腮口管13的设置可以有效避免污物等杂质在腮口处堵塞，不易影响滤食外筒9自身的过滤效果，滤食外筒9选用磁性不锈钢材料制成，弹性胶套11选用橡胶磁制成，使得弹性胶套11可以吸附在滤食外筒9表面，可以即撕即贴方便弹性胶套11的安装和拆卸，滤食外筒9的内壁和弹性胶套11的外壁均设有抛光层，使滤食外筒9与弹性胶套11之间的连接处可以紧密相连，不易出现污水中的大颗粒杂质渗入滤食外筒9与弹性胶套11之间，不易影响滤食外筒9与弹性胶套11之间的连接，滤丝纤维12表面固定连接有油质层，使缠绕纠结在一起的滤丝纤维12不易出现打死结的现象，不易影响滤丝纤维12过滤污水中杂质的功能。

可以实现通过改变现有的生活污水过滤装置，大幅增加生活污水的过滤处理效率，不易出现过滤装置因杂物堵塞造成的过滤失效影响整体过滤效率的事故。

请参阅图1,活动伸缩杆3的外壁上套接有拉伸弹簧4，且拉伸弹簧4的两端分别与固定台2和固定环6固定连接，随着伺服电机的动力输出端1和固定台2转速不同，滤食外筒9所受的离心力大小也不同，在伺服电机的动力输出端1和固定台2转速较大时，滤食外筒9所受到的离心力较大，活动伸缩杆3和拉伸弹簧4此时均处于拉伸状态，而在伺服电机的动力输出端1和固定台2转速减小时，滤食外筒9所受到的离心力变小，此时在处于伸长状态下的拉伸弹簧4的作用下，活动伸缩杆3和拉伸弹簧4会缩短，并带动滤食外筒9运动到靠近固定台2的位置，特别的，上述分析过程为了描述方便，选用了点位置进行分析，在实际的生产过程中，滤食外筒9所收到的离心力和拉伸弹簧4因形变而产生的弹力则始终处于动态平衡状态下，且变化趋势与上述分析相同，固定台2的棱边处经导圆角处理，大幅减小固定台2的转动过程中受到的生活污水的阻力，不易影响污水处理效率。

请参阅图2-3，滤食外筒9的外壁开凿有与半索环5相匹配的固定嵌环10，且固定嵌环10内壁与半索环5内环均刻有防滑纹，使半索环5与滤食外筒9之间的连接更加稳定，不易出现滤食外筒9打滑脱落现象，连接伸缩杆7的形变极限量稍大于固定嵌环10的深度，压缩弹簧8选用弹性系数较高的弹簧制成，减小压缩弹簧8因滤食外筒9受到外力冲击而引发的弹性形变，在不影响人手工安装和拆卸滤食外筒9的同时，使得滤食外筒9不易在外力冲击下造成安装松动，不易从一对半索环5内脱落。

首先将滤食外筒9安装到半索环5和固定环6内，将两个半索环5分别朝向固定环6推动，增加两个半索环5之间的距离，将滤食外筒9插入两个半索环5内，并将半索环5和固定嵌环10对准，松开半索环5，此时在处于压缩状态下的压缩弹簧8作用下，半索环5会将滤食外筒9夹死固定，特别的三个滤食外筒9在安装完成后相互之间需头尾相连，如图1所示。

启动伺服电机，带动伺服电机的动力输出端1和固定台2转动，以图1的俯视图为例，此时伺服电机的动力输出端1和固定台2应逆时针转动，此时大量的污水会源源不断的滤食外筒9的开口处进入滤食外筒9内，即滤食外筒9的开口处如同滤食动物的进食孔，并经过滤丝纤维12和腮滤网1302的双重过滤下大颗粒异物主要会被滞留在滤丝纤维12内，即滤食动物的腮丝或其他类似结构，而经过过滤的废水会穿过腮滤管1301重新回到污水池内，在污水处理的过程过程中，可以对污水进行多次循环处理，增加过滤效果，在污水处理过程中，可以通过伺服电机的控制装置对伺服电机的动力输出端的转速进行控制，使得伺服电机的动力输出端1和固定台2的转速可以进行周期改变，即滤食外筒9转动速度可以周期性改变，由于滤食外筒9转速的改变，滤食外筒9收到的离心力也会随之改变，使得滤食外筒9会持续调动自身与固定台2的相对位置以达到保持动态平衡的目的，即增加了滤食外筒9的活动区域面积，提升了滤食外筒9的滤食效率，不会因滤食外筒9位置固定而导致滤食外筒9过滤净化效率低下。

特别的，在滤食外筒9转动的过程中会迫使污水一起转动，悬浮在污水中的杂物也会一起转动，增加滤食外筒9的滤食效果，而对于部分无事污水转动而沉底静止的杂物，引起自身质量密度较大，方便在后需过程中直接进行过滤分离，特别的，本法案的装置无法对城市污水进行完整的处理工序，只是城市污水处理过程中的一步，需要配合后续进一步处理以达到相应的环保需求。

在进行一端时间的过滤净化后，需对滤丝纤维12内掺入大量杂质污物，此时需对滤食外筒9、弹性胶套11和滤丝纤维12进行清洗，将滤食外筒9从半索环5和固定环6之间取下，之后用手将弹性胶套11捏至变形，直至到弹性胶套11和滤丝纤维12脱离腮口管13的限位，将弹性胶套11和滤丝纤维12从滤食外筒9内取出，利用清水对滤食外筒9、弹性胶套11和滤丝纤维12进行冲洗，利用水流将滤食外筒9、弹性胶套11和滤丝纤维12冲洗干净后，再将弹性胶套11和滤丝纤维12装回到滤食外筒9内，以供后续使用。

本方案模仿游泳滤食生物的滤食方式，将传统的污水一次过滤装置改成可以重复进行过滤，大幅增加污水过滤的效率，其中本装置的伺服电机的动力输出端1和固定台2为过滤用的滤食外筒9的动力通过端，使得滤食外筒9可以获得游泳滤食动物一样的运动能力，而活动伸缩杆3和拉伸弹簧4的设置，可以在伺服电机的动力输出端1和固定台2转速变化配合下改变自身的长度，用于增加滤食外筒9的“滤食范围”，增加滤食外筒9的滤食效率，最后在无水过滤的过程中滤食外筒9的开口如同滤食动物的进食孔，而滤丝纤维12和腮口管13的设置则类同于滤食动物的腮丝，用以捕获污水中的目标物——污物杂质，可以实现通过改变现有的生活污水过滤装置，大幅增加生活污水的过滤处理效率。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种滤食式高效城市污水处理装置，包括伺服电机的动力输出端(1)，所述伺服电机的动力输出端(1)远离伺服电机的一端固定连接有固定台(2)，其特征在于：所述固定台(2)的侧壁上固定连接有多个活动伸缩杆(3)，所述活动伸缩杆(3)远离固定台(2)的一端固定连接有固定环(6)，所述固定环(6)内设有一对与自身相匹配的半索环(5)，两个所述半索环(5)与固定环(6)之间均固定连接有多个连接伸缩杆(7)，多个所述连接伸缩杆(7)的外侧套接有压缩弹簧(8)，且压缩弹簧(8)套接在连接伸缩杆(7)的外侧，两个所述半索环(5)之间插接有滤食外筒(9)，所述滤食外筒(9)侧壁上开凿有多个腮口，且腮口贯穿滤食外筒(9)的侧壁，所述滤食外筒(9)内壁固定连接有自身相匹配的弹性胶套(11)，且弹性胶套(11)上开凿有与腮口相匹配的通孔，所述弹性胶套(11)远离滤食外筒(9)的一端固定连接有多个滤丝纤维(12)，所述活动伸缩杆(3)的外壁上套接有拉伸弹簧(4)，且拉伸弹簧(4)的两端分别与固定台(2)和固定环(6)固定连接，所述腮口内固定连接有与自身相匹配的腮口管(13)，所述腮口管(13)包括腮滤管(1301)，所述腮滤管(1301)的一端为开口，一端为闭口，所述腮滤管(1301)闭口一端贯穿弹性胶套(11)并延伸到滤丝纤维(12)内，所述腮滤管(1301)的侧壁上开凿有滤口，所述滤口内固定连接有与自身相配的腮滤网(1302)。

2.根据权利要求1所述的一种滤食式高效城市污水处理装置，其特征在于：所述固定台(2)的棱边处经导圆角处理。

3.根据权利要求1所述的一种滤食式高效城市污水处理装置，其特征在于：所述滤食外筒(9)的外壁开凿有与半索环(5)相匹配的固定嵌环(10)，且固定嵌环(10)内壁与半索环(5)内环均刻有防滑纹。

4.根据权利要求1所述的一种滤食式高效城市污水处理装置，其特征在于：所述连接伸缩杆(7)的形变极限量稍大于固定嵌环(10)的深度，所述压缩弹簧(8)选用弹性系数较高的弹簧制成。

5.根据权利要求1所述的一种滤食式高效城市污水处理装置，其特征在于：所述滤食外筒(9)选用磁性不锈钢材料制成，所述弹性胶套(11)选用橡胶磁制成，使得弹性胶套(11)可以吸附在滤食外筒(9)表面。

6.根据权利要求1所述的一种滤食式高效城市污水处理装置，其特征在于：所述滤食外筒(9)的内壁和弹性胶套(11)的外壁均设有抛光层，使滤食外筒(9)与弹性胶套(11)之间的连接处可以紧密相连。

7.根据权利要求1所述的一种滤食式高效城市污水处理装置，其特征在于：所述滤丝纤维(12)表面固定连接有油质层。

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