一种多宫格一体化污水处理器桶体的模块化组合方法

技术领域：

一种多宫格一体化污水处理器桶体的模块化组合方法，属于水处理设备制造领域。

背景技术：

我公司申请的发明专利“一种多宫格循环AAO活性污泥法污水处理方法”(专利申请号202110166313.4)、“一种多宫格氧化沟活性污泥法污水处理方法”(专利申请号202110166314.9)，以及申请的实用新型专利“一种多宫格循环AAO法一体化污水处理器”(专利申请号202120340612.0)提出了多宫格一体化污水处理器和活性污泥处理方法。

九宫格又叫九方格，指由九个方格按横三竖三排列而成的九个方格形状。多宫格与此类似，指由多个相同或者相似的格子按一定规则排列成组合而成方形形状，它可以是正方形也可以长方形，每个宫格的横截面尺寸不一定相同且不一定为方形。

如何来生产这种多宫格的一体化污水处理器的桶体？传统的污水处理工艺都是修建成厌氧、缺氧、好氧、二沉池等若干个大的池子，各池子的高宽比一般不会太大。这是因为每个池子一般都有钢材焊接而成，池子太多，消耗的材料和涂料就越多，成本就越高；另一方面，各池子也不能太小，否则无法完成焊接等加工。因此，一般是一个功能由一个池子来实现。

对家用和小型一体化污水处理器，如果每个功能由一个池子来实现，每个池子的截面积非常小，难以用钢材焊接方面来加工。如果采用塑料或者玻璃钢来加工各个单池，整合和保持水密封加工难度非常大，由多个板组合又因截面尺寸太高，有的根本无法加工。

发明内容：

本发明专利提出了一种多宫格一体化污水处理器桶体的模块化组合方法，它包括多宫格式的桶芯、筒体，其特征是：桶芯由多个横截面外形为方形(包括正方形和长方形，下同)的筒体两两相邻并列模块化粘接组合而成的、外形封闭的长方体；每个筒体至少包括1个宫格；两两相邻宫格之间的宫格壁的上部或下部交替开有过水的联通孔；外壳是用桶芯作不需要拆卸的内模制作而成的纤维加强塑料层。

其基本思想是：将多根可加工成等截面的方形管裁成所需要高度的筒体，并将它们粘接在一起组成一个多宫格管桶芯，然后以此桶芯作为不需要拆卸内模制作外壳。多个筒体只需要形成外部封闭的长方体，中间也可以形成一定的空格节省材料，或者构成截面尺寸较大的二沉池。只要各筒体的横截面外形是方形，就可以由多外筒体模块化拼成外形封闭、且横截面为方形(包括正方形和长方形，下同)的长、宽和高度不同组合的长方体，即可以通过模块化组合形成不同的体积以满足不同处理能力的一体化污水处理器桶体的需要；只要外形封闭，就可以直接作为制作外壳的内模。

每个筒体之间的应可靠粘接，以便保证筒体之间接缝不漏水、以及筒体之间的过水联通孔不漏水。为此，可以采用可胶粘接的材料，如PVC、ABS挤塑管，或者玻璃钢拉挤管，也可以采用可以热熔粘接的材料，如PE挤塑管等，采用超声波热熔焊接。为了保证粘接的可靠，还可以在粘接加铆接的方式，或者在过水联通口处增加带翻边的密封圈。为保证整个桶芯在各种复杂环境条件下(如地埋)可靠性，在桶芯外要增加用带有增强纤维的塑料外壳(典型的如玻璃钢)。外壳可以用手糊方式，也可以用缠绕方式。带增强纤维的塑料缠绕方式，可以使桶芯内各筒体能更加可靠的结合在一起，并增加整体外表面的抗刺强度。采用计算机控制的缠绕方式不仅可以使长方体桶芯均匀缠绕，而且可以设计所需要的缠绕方式。外壳制作后，再制作进出水口和检修口等管口。

为了保证筒体是等截面的，目前典型工艺是挤塑或者玻璃钢拉挤。当然，每个筒体可以是一个单一的宫格，也是一个多宫格方形管，且每个宫格的尺寸和形状可以不同；甚至可以每个筒体截面尺寸可以不同。但为了组合方式，并且形成外形封闭的桶芯，每个筒体的外截面尺寸应是方形的。当然，为了保证每个宫格底部之间的水密封性，最好每个宫格底部内应先粘接一个底，再制作外壳。为了节约投资，最好每个宫格的尺寸都相同，每个筒体的横截面尺寸也相同，这样就可以采用相同的底。

当然，从水处理工艺角度看，也不一定要求每个宫格的横截面尺寸都相同，如二沉池截面尺寸一般要大得多，可以将二沉池设计在桶体的中部，由多个筒体围成二沉池，这样可以节省材料。对采用多宫格的循环AAO法的一体化污水处理器，其要求在反应池内各宫格底部都安装曝气装置，因此可在相应的宫格底部内嵌粘接安装底，底可稍高于宫格底部，以便在下面再安装曝气装置的气管。在这种情况下，并不需要每个宫格底部都安装底，而只需要大多数安装即可。

如果每个宫格(包括由筒体围成的二沉池等的宫格)底部内都粘接了可靠的底，则外壳也可以不包括桶芯的底部。这种结构不仅可以节省材料，而且可以方便曝气装置气管的安装和检修。典型情况是每个宫格的横截面尺寸均相同，且每个宫格底部附近内粘接有相同的底。出于水处理工艺的需要，如便于集中清理淤泥，对二沉池等需要截面尺寸较大的池体，可以采用多个筒体围成较大截面尺寸的二池，可在二沉池区域的底部和顶部(必要时还有中部)粘接较高的筒体环，并粘接底。

对较小的桶体，外壳也可以不包括桶盖，可以另外制作整体的盖子。对较大的桶体，宜先做整体的外壳后，再挖孔做检修口等管孔。

每个筒体可以做成四边封闭的方形截面，也可以做成三边封闭、一边开口且带有联接插口的方形。采用这种方式，不仅可以节省材料和大量的粘接工作，而且可以避免筒体之间过水联通口需要通过双重壁的情况。但为了保证各筒体之间联接的可靠性，需要在每个筒体上设计相应的联接插槽和凸缘，并且在插槽与凸缘的联接处也需要涂胶增加密封。因此采用这种方式时，只有采用可以胶接的材料制作筒体。

采用本专利的模块化组合方法，最简单的可以用一根挤塑方管或者拉挤玻璃钢方管，裁成相同的长度，配上一种底，再加上一种缠绕机，就可以模块化组合成不同体积的桶芯，并加工制造出不同处理能力的多宫格一体化污水处理器的桶体。生产工艺大大简化，并且可以采用桶芯为塑料(如PVC)、外壳为玻璃钢组合形式，不仅可以降低桶体重量，而且可以节省成本。当然，受加工设备和道路运输条件限制，一般适合生产0.3～20吨/天的多宫格一体化污水处理器的桶体。

附图说明：

附图1、2和3是一种多宫格循环AAO活性污泥法污水处理方法的实施例几个附图。图中一体化污水处理器的处理能力为500升/天，总体尺寸为71*71*120厘米，配18W风机，视在总水力停留时间为28小时，其中反应池总水力停留时间为15小时，二沉池沉淀时间为3.1小时，调节时间5.9小时。曝气采用直接控制风机的循环AAO方式，最大连续停留时间为4小时。其中附图1是无盖俯视图，附图2是外部正视图，附图3是各垂直宫格顺水流方向剖视图的汇总图。

具体实施方式：

如附图所示，污水处理设备由1～13个垂直宫格组成的多宫格循环AAO法污水处理器。第1～12垂直宫格围成一圈，中间围成第13垂直宫格。第13垂直宫格的面积相当于4个其它垂直宫格，因此作为二沉池30；二沉池30的出水口15设置在第13垂直宫格的上部位置，并且有手动阀16来设定其出水流量。第1垂直宫格的下部为格栅池24，第1和第2垂直宫格之间的隔板为格栅板23；第2～12垂直宫格的下部是反应池25，各反应池25的各垂直宫格2～12底部均设置有曝气装置21，各曝气装置21通过底部管道20联通到曝气风机(略)。第1～13垂直宫格的上部均是调节池27，水位浮球开关28安装在第13垂直宫格上部的调节池27内。

整个装置集成在桶体17内，桶体的顶部设置有检修孔18和检修孔盖19。反应池24的总水力停留时间为12小时。

各垂直宫格1～13之间通过上部联通孔26或底部联通孔22交替相通，使污水在各垂直宫格1～12之间内交替成型下向流与上向流交替流向(如图中箭头31所示)。其中，为了保证第13垂直宫格的沉淀池30从底部进水，将第11和12垂直宫格均改为上部进水底部出水的并联运行方式。

污水从进水口14进入，在格栅池24内下向流再经过格栅板23进入第2垂直宫格的下部，再上向流后从第2和第3垂直宫格之间的隔板上的联通孔26进入第3垂直宫格的上部；然后再下向流后从第3和第4垂直宫格之间的隔板底部的联通孔22进入第4垂直宫格的底部；......；直到上向流到达第10垂直宫格的上部，再经过第10和第11垂直宫格之间上部隔板上的联通孔26以及第11和第12垂直宫格之间上部隔板上的联通孔26分别进入第11和12垂直宫格的上部；再同时下向流经过第11和第12垂直宫格之间，以及第12和第13垂直宫格之间底部联通孔22进入二沉池30的底部，最后上向流沉淀后从出水口15排出。在第2～12垂直宫格的反应池内，污水先后经过了上向流与下向流5次循环交替，并且各垂直宫格的高宽比很大，使污水在整个反应池24内呈现出几乎完全推流状态。

整个污水处理装置的曝气风机(略)根据水位开关28的水位控制，并且水位开关开启后采用循环AAO方式运行，水位开关连续不开启时间超过4小时，开启循环AAO方式运行2小时。如通过手动阀16将出水流量调整为污水处理装置的平均流量。当进水流量超过此设定流量时，整个桶体内的水位会上涨，污水会进入调节池27内，水位开关28开启。但由于整个水流呈推流状态，新进的污水会进入前几个垂直宫格上部的调节池27内，而后面几个垂直宫格上部的调节池27内的污水仍是经过多次循环AAO处理过的污水，其中第13垂直宫格上部调节池27内污水是经过沉淀后的污水。因此，可以保证进水都可以经过不低于反应池24的总水力停留时间的循环AAO处理后排出。

当进水流量低于或等于设定排水流量时，整个桶体内的水位保持在出水口15高程，水位开关不开启；当这种状态连续持续时间超过4小时，曝气风机(略)也会开启并按循环AAO方式运行2小时，以保证这种低流量进水得到有效处理，或者未有进水时，菌种得以保持。

曝气风机的正常曝气流量约为30升/分钟，全时气水比为30/500*24*60＝86.4升/升。如果按循环AAO方式运行，运行周期设定为40分钟，每运行周期内曝气风机运行10分钟停止30分钟。根据初步测定，每运行周期内的好氧、缺氧、厌氧时间比约为20∶10∶10分钟。而反应池的总水力停留时间为15小时，则相应水力停留时间比为好氧∶缺氧∶厌氧＝7.5∶3.75∶3.75小时，基本符合HJ-576-2010规定的要求。出水稳定为国家城镇生活污水排放标准的一级B。而吨水功耗＝18/1000*10/40*24/0.5＝0.216KWh/吨水(考虑采用加氯片消毒)，比现有一体化污水处理器低得多，并且可以根据来水量自动开启和关停，即吨水功耗基本不受实际来水量影响和变化。