模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置，包括：外部容器、內(nèi)部容器、支撐模塊、填料層、布水管和通氣管。外部容器上部開口處設有隔板、底部還設有排水閥門；內(nèi)部容器位于外部容器的內(nèi)部用于容納用于過濾和凈化污水的填料層，其底部開有多個網(wǎng)孔用于排水；支撐模塊用于支撐內(nèi)部容器從而與外部容器隔開以在兩者之間形成儲水空間；布水管用于將污水引入到填料層中，布水管上開設有一排或多排小孔；通氣管一端插入到填料層中，另一端則與大氣相通，通氣管用于在儲水空間排水時，依靠儲水空間內(nèi)產(chǎn)生的負壓將空氣吸入到填料層中。本實用新型的模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置具有節(jié)能環(huán)保、占地空間小、清理維護方便等優(yōu)點。
【專利說明】模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置

【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型涉及污水處理領域，特別涉及一種模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國城鎮(zhèn)化的推進，城市人口和多層建筑的數(shù)量都在增加，城市生活污水量 增速較快，大大增加了污水處理廠的負擔以及成本。當前最有效、最經(jīng)濟的方法就是讓一部 分生活污水在建筑內(nèi)就進行相關凈化處理，減輕污水處理廠的污水處理量，比如盥洗盆、浴 室和廚房等產(chǎn)生的輕度污染的水。
[0003] 現(xiàn)有室內(nèi)生活污水處理方式有簡單沉淀凈化、活性炭凈化和人工濕地凈化等。多 層建筑的每一層均設置了生活污水處理裝置，且樓層間管路相連形成了立體式的污水處理 系統(tǒng)，這其中以人工濕地凈化污水的效果最明顯，人工濕地的上面還可以種各種景觀植物。 人工濕地凈化原理是利用了生物接觸氧化法，其原理是用生物接觸氧化工藝在人工濕地內(nèi) 充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物 膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得 到去除，污水得到凈化。現(xiàn)有建筑內(nèi)人工濕地中生物接觸氧化所需的氧氣一般利用曝氣泵 連接曝氣管供氧，或者讓污水直接暴露在空氣中流動或跌落等方式完成對污水的曝氣。此 外應用于多層建筑的人工濕地凈化所需的污水需要經(jīng)過額外的水泵泵送到建筑物頂部。因 此，現(xiàn)有的室內(nèi)污水處理裝置占地空間較大，且在在清理、維護和檢修方面存在很大的不方 便。
[0004] 因此，需要一種能有效地處理室內(nèi)污水的裝置，且無需較大的占地面積和空間、成 本合理、節(jié)能環(huán)保，清理維護檢修都應更加方便。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的在于提供一種模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置，用于解決現(xiàn)有 污水處理裝置占地面積大、使用爆氣泵和水泵、維護檢修不方便等問題，本實用新型污水處 理裝置包括：外部容器、內(nèi)部容器、支撐模塊、填料層、布水管和通氣管。
[0006] 所述外部容器為所述污水處理裝置的外殼，具有上部開口，其上部開口處設有隔 板，所述外部容器的底部還設有排水閥門；所述內(nèi)部容器位于所述外部容器的內(nèi)部用于容 納用于過濾和凈化污水的所述填料層，其上部開口與所述外部容器的上部開口處于同一平 面，所述內(nèi)部容器的底部開有多個網(wǎng)孔用于排水；所述支撐模塊設置在所述外部容器和內(nèi) 部容器之間，位于所述外部容器內(nèi)的底部，用于支撐所述內(nèi)部容器從而與所述外部容器隔 開以在兩者之間形成儲水空間；所述布水管用于將污水引入到所述填料層中，所述布水管 上開設有一排或多排小孔；所述通氣管一端插入到填料層中，另一端則與大氣相通，所述通 氣管用于在所述儲水空間排水時，依靠所述儲水空間內(nèi)產(chǎn)生的負壓將空氣吸入到所述填料 層中。
[0007] 優(yōu)選地，所述通氣管包括垂直管路和水平管路，其組合為"豐"字形結(jié)構(gòu)。
[0008] 優(yōu)選地，所述垂直管路和水平管路上設有一排或多排小孔。
[0009] 優(yōu)選地，所述布水管包括一條主水管和多條位于所述主水管兩側(cè)的分支水管。
[0010] 優(yōu)選地，所述排水閥門為電磁閥門。
[0011] 優(yōu)選地，所述儲水空間側(cè)部正對的隔板下設有液位傳感器，用于感測所述儲水空 間中的水位。
[0012] 優(yōu)選地，所述填料層分包括以輕質(zhì)頁巖陶粒填料為主的上層、以石英砂濾料為主 的中層和以礫石為主的下層。
[0013] 優(yōu)選地，所述隔板上部設有植被層，用于種植景觀植物。
[0014] 優(yōu)選地，所述內(nèi)部容器上部開口正對的所述隔板的區(qū)域設有多個網(wǎng)孔。
[0015] 優(yōu)選地，所述支撐模塊為鏤空結(jié)構(gòu)PP塑料儲水模塊。
[0016] 根據(jù)本實用新型的模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置，能夠有效便捷地處理室內(nèi)污 水，無需較大的占地面積和空間、成本合理、清理維護檢修都十分方便。
[0017] 應當理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當 用作對本實用新型所要求保護內(nèi)容的限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 參考隨附的附圖，本實用新型更多的目的、功能和優(yōu)點將通過本實用新型實施方 式的如下描述得以闡明，其中：
[0019] 圖1(a)示意性示出了根據(jù)本實用新型的模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置的剖面 圖；
[0020] 圖1(b)示出了從圖1(a)所示的裝置上方以俯視角度看到的布水管的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0021] 圖1(C)示出了圖1(a)所示的裝置中通氣管結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖；
[0022] 圖1(d)示意性示出了根據(jù)本實用新型的污水處理裝置以模塊化方式應用時的示 意圖；
[0023] 圖2示意性示出了根據(jù)本實用新型的模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置應用的第 一實施例的流程圖。

【具體實施方式】
[0024] 通過參考示范性實施例，本實用新型的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能 的方法將得以闡明。然而，本實用新型并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不 同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關領域技術(shù)人員綜合理解本實用新型 的具體細節(jié)。
[0025] 在下文中，將參考附圖描述本實用新型的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表 相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0026] 圖1 (a)示意性示出了根據(jù)本實用新型的一種模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置的 剖面結(jié)構(gòu)圖。模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置1〇〇包括外部容器101、內(nèi)部容器103、支撐 模塊106、填料層107、布水管108和通氣管109。
[0027] 外部容器101，作為所述污水處理裝置100的外殼，主要用于容納污水處理裝置 100的整體。外部容器101優(yōu)選為其底面呈矩形的立方體結(jié)構(gòu)，亦可根據(jù)其安放位置處的結(jié) 構(gòu)（例如安裝在墻體處）進行形狀和結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。所述外部容器101所選用的材料優(yōu)選 為混凝土、不銹鋼、玻璃鋼或高強度塑料等。外部容器101的上部開口處設有一塊隔板103， 用于使得所述外部容器101形成基本封閉的結(jié)構(gòu)，以防止內(nèi)部污水產(chǎn)生的帶有異味的氣體 散發(fā)到外面。
[0028] 外部容器101的底部還設有排水閥門102,用于將凈化后的水排出污水處理裝置 100。排水閥門102可以為電動閥、電磁閥和氣動閥等類型的閥門，且優(yōu)選采用電磁閥門，方 便實現(xiàn)排水閥門102的自動控制。作為一個優(yōu)選方案，即當排水閥門102采用具有自動控 制功能的電磁閥門時，此時還需要設置一個液位傳感器113用于通過感測儲水空間106a中 的液位來控制排水閥門102的開啟和閉合。液位傳感器113安裝在儲水空間106a側(cè)部正 對的隔板103下，用于實時監(jiān)測儲水空間106a的水位情況，當感測水位達到設定值時，即自 動開啟排水閥門102進行排水，當水位低于設定值時，即自動關閉排水閥門102。
[0029] 內(nèi)部容器104,位于外部容器101的內(nèi)部，主要用于容納填料層107,并與外部容器 101之間形成儲水空間106a。內(nèi)部容器104上部開口與外部容器101的上部開口處于同一 平面，且與外部容器101共用一塊隔板103覆蓋。內(nèi)部容器104的結(jié)構(gòu)與形狀外部容器101 一致，其材料優(yōu)選為不銹鋼、玻璃鋼或高強度塑料等。內(nèi)部容器104的底部開有多個底部網(wǎng) 孔104a，其直徑優(yōu)選約為3?5毫米。
[0030] 內(nèi)部容器104優(yōu)選設置成可移動的，即可以根據(jù)需要從外部容器101中取出。優(yōu) 選地，內(nèi)部容器104的兩側(cè)上部設有一對提升把手105,用于從外部容器101中提升出內(nèi)部 容器104,方便了裝置的維護和檢修。
[0031] 支撐模塊106,設置在所述外部容器101和內(nèi)部容器104之間，優(yōu)選設置在外部容 器101內(nèi)的底部，用于支撐所述內(nèi)部容器104從而與外部容器101隔開，以在兩者之間形成 儲水空間。如圖1 (a)所示，內(nèi)部容器104與外部容器101之間的間隔區(qū)為儲水空間106a， 污水凈化后經(jīng)內(nèi)部容器104的底部開設的多個底部網(wǎng)孔104a流入到儲水空間106a，以便從 排水閥門102排放到外部。支撐模塊106優(yōu)選采用鏤空結(jié)構(gòu)的儲水模塊，其材料優(yōu)選為PP 塑料，可以起到支撐內(nèi)部容器和蓄水的作用。
[0032] 可選地，還可以省略支撐模塊106以其他方式將內(nèi)部容器104進行固定和定位。例 如在外部容器的側(cè)壁上設置擋件用來卡住內(nèi)部容器104,從而使內(nèi)部容器104和外部容器 101之間留出空間，形成所需的儲水空間106a。
[0033] 填料層107,位于內(nèi)部容器104的內(nèi)部，用于過濾和凈化污水。根據(jù)本實用新型的 一個優(yōu)選實施例，在內(nèi)部容器104里的填料層107包含由不同粒徑的顆粒構(gòu)成的多層填料 層107。例如，靠近開口處的上層107a以輕質(zhì)頁巖陶粒填料為主，粒徑3?10毫米，從上 (開口）至下（底部）顆粒的粒徑也逐步減小，中層l〇7b為石英砂濾料，粒徑1?4毫米， 下層107c為礫石，粒徑10?15毫米。污水進入到填料層107中，形成了一個為微生物提 供接觸氧化反應的內(nèi)部場所，進而起到過濾和凈化污水的作用。
[0034] 布水管108,用于將污水引入到內(nèi)部容器104中。根據(jù)本實用新型的一個實施例， 布水管108的管路布局在內(nèi)部容器104中填料層107的表面，管路上均開有一排或多排小 孔用于向填料層107均勻排水。圖1(b)示出了根據(jù)本實用新型的一個實施例，從圖1(a) 所示的裝置上方以俯視角度看到的布水管108的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1(b)所示，優(yōu)選地，布 水管108包括一條主水管108a和多條分支水管108b。主水管108a依次從外部容器101和 內(nèi)部容器104的同一側(cè)壁上部靠近開口處穿過并進入到內(nèi)部容器104中，并且一直沿著內(nèi) 部容器104長度方向（即平行于填料層107的表面方向）延伸到內(nèi)部容器104的另一側(cè)壁 附近。多條分支水管l〇8b與主水管108a連接并分布在主水管108a的兩側(cè)，且主水管108a 和多條分支水管108b均設有一排或多排小孔108c，以便使污水均勻的流入填料層107中。
[0035] 如圖1 (a)所示，布水管108的進水端還可以設有三通110和進水管閥門111。所 述三通110可以使布水管108分別連接來自不同污水源的污水管。例如，當根據(jù)本實用新 型的污水處理裝置應用在多層樓宇系統(tǒng)中時，可以通過三通110連接同樓層的排污水管和 上一樓層的排污水管。進水管閥門111用于控制布水管108進水的關閉和打開。進水管閥 門111屬于常開閥門，只有當檢修時才需要關閉該閥門。
[0036] 通氣管109,用于將外部空氣引入到填料層107中，以便為填料層107中的微生物 接觸氧化反應提供所需的氧氣。通氣管109 -端插入到填料層107中，另一端則暴露在空 氣中。圖1(c)示出了根據(jù)本實用新型的一個實施例的通氣管109結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖。 如圖1(a)和圖1(c)所示，優(yōu)選地，通氣管109包括垂直管路109a和水平管路109b，呈現(xiàn)出 "豐"字形結(jié)構(gòu)。垂直管路l〇9a的一端插入到填料層107中，另一端穿過隔板103并與大氣 相通，水平管路109b與垂直管路109a連接并分布在不同的填料層107中。位于隔板103 以下的垂直管路l〇9a以及多條水平管路109b均開有一排或多排小孔109c，用于將外部空 氣均勻地引入到填料層107中。為了滿足填料層107中均勻通氣的目的，通氣管109的數(shù) 量優(yōu)選為4-6組。當儲水空間106a通過開啟排水閥門102進行排水時，儲水空間106a的 水位迅速下降，從而在儲水空間106a的內(nèi)部形成了一定大小的負壓，依靠該負壓提供的壓 力，通氣管109將空氣從大氣中自動吸入到填料層107中。通過這種負壓進氣的方式，基本 滿足了填料層107中微生物的需氧量，且無需使用曝氣泵供氧。
[0037] 此外，根據(jù)本實用新型的另一優(yōu)選實施例，還可以在隔板103上部設有植被層 112,該植被層112主要包括陶粒、土壤以及沙粒等物質(zhì)，主要用于種植各種景觀植物。更優(yōu) 選地，內(nèi)部容器104上部開口正對的隔板103區(qū)域可開設隔板網(wǎng)孔103a，植物的根系可以穿 過隔板103的網(wǎng)孔進入到內(nèi)部容器104內(nèi)的填料層107中，從而植物可以吸收內(nèi)部容器104 中的水分和養(yǎng)分，且植被層112中的陶粒、土壤以及沙粒等物質(zhì)也可以吸收內(nèi)部容器104中 的水分和養(yǎng)分。植被層113還起到了防止污水產(chǎn)生的帶有異味的氣體散發(fā)到空氣中，至此 填料層107、植被層和污水共同形成了一個小型的人工濕地，更加有效地促進了微生物的生 長，進而也提高了污水的凈化效率，使得本實用新型的污水處理裝置更為節(jié)能環(huán)保。
[0038] 根據(jù)本實用新型的模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置的工作過程如下：來自污水源 的污水經(jīng)進水閥門111進入到布水管108的水平布水管，進而進入到與水平布水管相連的 "豐"字形布水管。通過布水管1〇8均勻的將污水分流到填料層107中，從而在內(nèi)部容器104 中形成一個人工濕地的環(huán)境，使微生物在濕地中充分接觸和氧化污水。凈化后的污水經(jīng)過 內(nèi)部容器104的底部網(wǎng)孔104a進入到儲水空間106a，當儲水空間106a的水位達到一定位 置時，通過人工方式打開排水閥門102,或是通過液位傳感器112向排水閥門102發(fā)出控制 信號，打開排水閥門102進行排水；當儲水空間106a的水位降到設定位置時，即關閉排水閥 門102。在排水的過程中，由于儲水空間106a和內(nèi)部容器104中產(chǎn)生了負壓，依靠該負壓從 通氣管109吸入足夠的空氣，滿足了微生物的需氧量。
[0039] 當本實用新型的污水處理裝置出現(xiàn)故障或更換填料層107時，需先關閉進水管閥 門111，再打開隔板103以及卸掉相關管路，然后可以方便地通過提升把手105將內(nèi)部容器 104及其內(nèi)部填料層107整體取出以進行檢修和維護。
[0040] 根據(jù)本實用新型的污水處理裝置可以制作成模塊，從而在不同的應用場合中組合 搭配使用。模塊化的設計使得污水處理裝置的維護和檢修更為方便，降低了成本。圖1(d) 示意性地示出了本實用新型的污水處理裝置以模塊化方式應用時的一個示例性場景。如圖 1 (d)所示，陽臺114的三面為護墻或護欄115、一面為建筑墻體116和進入陽臺的門117,多 個污水處理裝置100均勻間隔地嵌入在陽臺的護欄或護墻114中，多個污水處理裝置100 通過管路相連接形成了一個局部的污水處理系統(tǒng)。污水處理裝置100亦可以充當陽臺114 的護墻或護欄115的一部分，基本無需占用陽臺114的走動空間。
[0041] 圖2(a)示意性示出了利用上述實施方式描述的污水處理裝置201組成的一種用 于多樓層立體式污水處理系統(tǒng)200的實施例。該實施例中的污水處理系統(tǒng)200中的污水處 理裝置201分布在多層建筑中的每一層。如果一層有多戶則多層建筑中則還包括多套該 污水處理系統(tǒng)，本實施方式僅針對一套污水處理系統(tǒng)進行描述。所述污水處理系統(tǒng)200中 的污水和凈化后水均利用樓層間的高度差產(chǎn)生的勢能在管路中流動，無需使用水泵提供動 力。每一套污水處理系統(tǒng)200均包括多臺上述污水處理裝置201、污水收集管202、過濾器 203、上一層排水管204、最終排水管205、消毒器206以及儲水池。
[0042] 污水收集管202用于收集同樓層產(chǎn)生的各種污水，污水收集管202與上一層排水 管路204通過三通（即圖1 (a)中所示的三通110)與污水處理裝置201的進水端相連接。
[0043] 污水收集管202連接有過濾器203用于收集排放的污水中的雜物，例如生活污水 中夾雜的毛發(fā)、織物等易于堵塞后續(xù)管路或網(wǎng)孔的雜物。所述污水處理系統(tǒng)200的最底層 的污水處理裝置201底部的最終排水管205上設置有消毒器206,用于對凈化后的水進行消 毒處理，例如采用紫外線消毒器。消毒后的凈化水則直接進入儲水池，可以在儲水池中做進 一步凈化處理。
[0044] 根據(jù)本實用新型的用于多樓層立體式污水處理裝置及其組成的污水處理系統(tǒng)，很 好地利用了樓層間高度差產(chǎn)生的勢能，從而使污水或凈化后的水在管路中流動，無需使用 水泵提供動力，此外還無需較大的占地面積和空間，且清理維護以及檢修都十分方便。
[0045] 所述附圖僅為示意性的并且未按比例畫出。雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實施例對本實用新 型進行了描述，但應當理解本實用新型的保護范圍并不局限于這里所描述的實施例。
[0046] 結(jié)合這里披露的本實用新型的說明和實踐，本實用新型的其他實施例對于本領域 技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認為是示例性的，本實用新型的真正 范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種模塊化節(jié)能立體式污水處理裝置，包括：外部容器、內(nèi)部容器、支撐模塊、填料 層、布水管和通氣管； 所述外部容器為所述污水處理裝置的外殼，具有上部開口，其上部開口處設有隔板，所 述外部容器的底部還設有排水閥門； 所述內(nèi)部容器位于所述外部容器的內(nèi)部用于容納用于過濾和凈化污水的所述填料層， 其上部開口與所述外部容器的上部開口處于同一平面，所述內(nèi)部容器的底部開有多個網(wǎng)孔 用于排水； 所述支撐模塊設置在所述外部容器和內(nèi)部容器之間，位于所述外部容器內(nèi)的底部，用 于支撐所述內(nèi)部容器從而與所述外部容器隔開以在兩者之間形成儲水空間； 所述布水管用于將污水引入到所述填料層中，所述布水管上開設有一排或多排小孔； 所述通氣管一端插入到填料層中，另一端則與大氣相通，所述通氣管用于在所述儲水 空間排水時，依靠所述儲水空間內(nèi)產(chǎn)生的負壓將空氣吸入到所述填料層中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于：所述通氣管包括垂直管路和水 平管路，其組合為"豐"字形結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理裝置，其特征在于：所述垂直管路和水平管路上設 有一排或多排小孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于：所述布水管包括一條主水管和 多條位于所述主水管兩側(cè)的分支水管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于：所述排水閥門為電磁閥門。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理裝置，其特征在于：所述儲水空間側(cè)部正對的隔板 下設有液位傳感器，用于感測所述儲水空間中的水位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于：所述填料層分包括以輕質(zhì)頁巖 陶粒填料為主的上層、以石英砂濾料為主的中層和以礫石為主的下層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于：所述隔板上部設有植被層，用于 種植景觀植物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于：所述內(nèi)部容器上部開口正對的 所述隔板的區(qū)域設有多個網(wǎng)孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于：所述支撐模塊為鏤空結(jié)構(gòu)PP 塑料儲水模塊。
【文檔編號】C02F9/14GK203999110SQ201420469990
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】尹文超, 孫金穎, 劉鵬 申請人:中國建筑設計研究院