CN113248045B - 一种基于多级处理的农业废水的处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多级处理的农业废水的处理装置及方法，包括通过输水管道顺次连通的调节池、除磷沉淀池、水解酸化池及CASS池，其中调节池和除磷沉淀池之间的输水管道上设置有至少一个药剂投加装置，药剂投加装置还连通有药物溶液配制容器；药剂投加装置包括设置在输液管道内侧壁上的基座，以及转动设置在基座上的转轴，且在转轴上围绕转轴均匀设置有多个叶片，在管道内有水流经过时能够推动叶片使转轴转动；水轮基座设置有连通药物溶液配制容器的第一输液通道，叶片上设置有多个出液孔，转轴内设置有连通第一输液通道及出液孔的第二输液通道，通过设置药剂投加装置及药物溶液配制容器，提高药剂与废水的混合效果和药剂的利用率。

Description

一种基于多级处理的农业废水的处理装置及方法

技术领域

本发明一般涉及农业废水处理技术领域，具体涉及一种基于多级处理的 农业废水的处理装置及方法。

背景技术

随着社会的进步和发展，农业生产行业产生高盐有机废水的规模正在不 断扩大，大量高浓度盐废水如果不处理直接排放，不仅会对环境造成巨大损害， 还会阻碍经济的发展。

榨菜生产废水是高盐有机废水的一种，对于高盐有机废水现有的处理手 段多采用：残渣及杂物去除-化学除磷-水解酸化-厌氧接触-CASS工艺处理等流 程对废水进行有效的处理，而在化学除磷工序中多采用在除磷池内投放碱液、 除磷剂分别调节废水的ph、化学除磷；现在投放碱液、除磷剂的常用手段多为 直接投放在除磷池内，这种方法不能使碱液、除磷剂与废水有效混合；且由于 榨菜生产包括腌制、淘洗、脱盐、脱水和灭菌、冷却等环节，每个环节都会产 生废水，现在常用的手段是通过将各个环节产生的废水收集在调节池内，在调 节池内混合后由泵提升至除磷池；但是由于每个环节产生废水的氮磷含量均不同，每个环节在时间上不是连续的，因此导致废水的排放量是间歇性的，废水 内部氮磷的含量也是不相同的，因此导致不同阶段调节池内经过混合均质后的 废水内的氮磷含量也不相同，因此对于碱液、除磷剂的投放量也不相同；而现 在的废水处理装置对碱液、除磷剂的投放量均是按照废水的量进行投放，因此 对于碱液、除磷剂的利用率及对废水的除磷效果不能达到预期效果。

发明内容

鉴于上述的问题，本申请提供了一种基于多级处理的农业废水的处理装 置及方法,用以解决现有的废水处理装置存在的至少一个技术问题。

本发明提供一种基于多级处理的农业废水的处理装置，包括通过输水管 道顺次连通的调节池、除磷沉淀池、水解酸化池及CASS池，其中所述调节池 和所述除磷沉淀池之间的输水管道上设置有至少一个药剂投加装置，所述药剂 投加装置还连通有药物溶液配制容器；所述药剂投加装置包括设置在输液管道 内侧壁上的基座，以及转动设置在所述基座上的转轴，且在所述转轴上围绕所 述转轴均匀设置有多个叶片，在管道内有水流经过时能够推动所述叶片使所述 转轴转动；所述水轮基座设置有连通所述药物溶液配制容器的第一输液通道， 所述叶片上设置有多个出液孔，所述转轴内设置有连通所述第一输液通道及所 述出液孔的第二输液通道。

进一步地，所述药剂投加装置包括与所述转轴同轴设置的外管，所述外 管的两端均设置有连接法兰，所述基座设置在所述外管的内侧壁上。

进一步地，所述基座上自所述外管的周向侧壁至所述转轴的方向设置有 能够连通所述转轴的导向孔，所述导向孔内导向设置有按压杆，所述转轴的周 向侧壁上设置有与所述按压杆端部对应的凸轮，所述导向孔内设置有能够将所 述按压杆按压至所述转轴的弹性件，所述导向孔远离所述转轴的端部设置有压 电件。

进一步地，所述调节池还设置有多条进水管道，通过多条所述进水管道 与榨菜制作不同工序的废水输出口依次连接，每个所述进水管道上均设置有流 量传感器。

进一步地，还包括控制装置，所述药物溶液配制容器与所述药剂投加装 置之间设置有水泵，所述控制装置与多个流量传感器、水泵及压电件均连接。

进一步地，所述控制装置为单片机、可编程逻辑控制器中的一种。

进一步地，为了使本发明提供的废水处理装置可以更好的对废水进行处 理，还提供了一种基于多级处理的农业废水的处理方法，包括以下步骤：

步骤一、将生产榨菜产生的废水经过残渣及杂物去除后均输送至调节池内，将 盐度较高的废水及盐度较低的废水在调节池内混合；

步骤二、在药物溶液配制容器内配置适量浓度的药物溶液，废水在废水调节池 内混合后通过水泵将调节池内的废水输送至除磷沉淀池内，并在废水经过输水 管道时通过药剂投加装置将配置的药液投加在废水内；

步骤三、废水依次经过水解酸化池及CASS池对废水进行处理，从而使废水符 合排放标准。

进一步地，在步骤一之前还包括：控制装置通过获取设置在调节池的多 个进水管道上的流量传感器的检测值，获取每道工序产生的废水的量，从而获 取调节池内混合后的废水内氮磷的浓度。

进一步地，在步骤二中，水泵将药物溶液配制容器内配置的药物溶液输 送叶片通过叶片上的出液孔流出，废水经过叶片时可以推动转轴转动，从而可 以提高药物溶液与废水的混合效果。

进一步地，在步骤二中，在废水经过叶片时可以推动转轴转动，转轴上 的凸轮再经过及离开按压杆时，在弹性件的配合下，可以推动按压杆往复按压 压电件，从而使压电件产生电压，废水的水流越大压电件可以产生的电压越大， 可以检测废水的流量大小。

进一步地，在步骤二中、控制装置可以根据废水内氮磷的浓度及药剂投 加装置检测的废水流量大小控制水泵的功率，控制药剂的添加量。

进一步地，在所述步骤三后还有步骤四、采用过滤器对步骤三得到的废 水进行进一步的过滤处理。

进一步地，所述的过滤器包括第一过滤层、第二过滤层和第三过滤层； 所述第一过滤层为吸附性柔性网；所述第二过滤层为滤纸层；所述第三过滤层 为微孔管过滤。

进一步地，所述吸附性柔性网是将活性炭粉末在纯棉滤网绕线编制过程 中，加入到纯棉过滤网的丝线中，在过滤的同时，能够更好地进行吸附作用。 所述吸附性柔性网的孔径

为0.25-0.68mm，活性炭粉末的比表面积S为 455-870m²/g，活性炭粉末在纯棉滤网的表面覆盖度η为85-96％。所述活性炭 粉末在纯棉滤网的表面覆盖度是指，纯棉滤网表面被活性炭粉末覆盖的面积与 纯棉滤网表面总面积的比值。

进一步地，为了进一步提高过滤效果，所述吸附性柔性网的孔径

活 性炭粉末的比表面积S和性炭粉末在纯棉滤网的表面覆盖度η之间满足以下经 验关系：

其中，α为关系系数，取值范围为2.61-4.92。

进一步地，所述滤纸层厚度d为1.32-1.56mm。

进一步地，所述微孔管为陶瓷微孔管。

与现有技术相比，本发明的基于多级处理的农业废水的处理装置及方法 具有以下优点和效果：

1、本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置及方法，通过在调节池和除磷沉淀池之间的输水管道上设置药剂投加装置，药剂投加装置连通有药物溶 液配制容器，从而可以通过药物溶液配制容器将需要投加的药剂溶解成一定浓 度的药剂溶液，在废水流经管道时通过叶片上的多个出液孔添加在废水中，且 由于叶片在废水的推动下会推动转轴旋转，从而可以将药剂溶液均匀的添加在 废水中，提高药剂与废水的混合效果，提高药剂的利用率。

2、本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置及方法，通过在转 轴上设置凸轮，并配合设置按压杆及压电件，从而可以根据压电件产生的电压 值确定转轴的转速，从而获取废水的流速，进而根据废水的流速控制水泵的功 率，控制药剂添加的量，进一步提高药剂的利用率。

3、本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置及方法，通过在调 节池设置多个与榨菜生产工序一一对应的进水管道，并在多个进水管道上均设 置流量传感器，从而获取每一道工序产生的废水量，从而可以获取调节池内经 过混合的废水的氮磷浓度、及ph值，从而可以针对性的控制添加药剂的量，更 进一步的提高药剂的利用率。

4、本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置及方法，通过设置 过滤器包括第一过滤层、第二过滤层和第三过滤层；所述第一过滤层为吸附性 柔性网；所述第二过滤层为滤纸层；所述第三过滤层为微孔管过滤；进而对农 业废水进行更好地处理。

5、本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置及方法，通过设置 所述吸附性柔性网的孔径

活性炭粉末的比表面积S和性炭粉末在纯棉滤网 的表面覆盖度η之间满足的经验关系，使吸附性柔性网更好地发挥吸附和过滤 的双重作用，起到协同作用，对农业废水进行更好地处理。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申 请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置的整体结构示 意图。

图2为本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置中药剂投加装 置的结构示意图。

图3为本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置中A处的局部 放大结构示意图。

图4为本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置中B处的局部 放大结构示意图。

图5为本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理装置中C-C处的截 面结构示意图。

图6为图2中叶片在D视方向的结构示意图。

图7为本发明提供的基于多级处理的农业废水的处理方法的流程示意 图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是， 此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外 还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

一种基于多级处理的农业废水的处理装置，参考图1-图6，作为一种具体的实 施方式，该装置包括通过输水管道5顺次连通的调节池1、除磷沉淀池2、水解 酸化池3及CASS池4，其中所述调节池1和所述除磷沉淀池2之间的输水管 道上设置有至少一个药剂投加装置6，所述药剂投加装置6还连通有药物溶液 配制容器60；所述药剂投加装置6包括设置在输液管道内侧壁上的基座61，以 及转动设置在所述基座61上的转轴62，且在所述转轴62上围绕所述转轴均匀 设置有多个叶片63，在管道内有水流经过时能够推动所述叶片63使所述转轴 62转动；所述水轮基座61设置有连通所述药物溶液配制容器60的第一输液通 道610，所述叶片63上设置有多个出液孔630，所述转轴62内设置有连通所述 第一输液通道610及所述出液孔630的第二输液通道621。

具体的，其中药剂投加装置6可以设置为多个，药物溶液配制容器60 也对应设置有多个，通过多个药剂投加装置6分别对不同的药剂进行添加，例 如可以通过药剂投加装置6投加碱液、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺等药剂，达到 对废水的ph值调节及化学除磷的效果，同时可以去除废水中微小的悬浮物和胶 体杂质。

进一步地，参考图2、作为优选的实施方式，所述药剂投加装置6包括 与所述转轴62同轴设置的外管6a，所述外管6a的两端均设置有连接法兰6a1， 所述基座61设置在所述外管6a的内侧壁上。在使用时，可以通过法兰与两端 的管道相连接。

进一步地，参考图2、图3、图4，作为具体的实施方式，所述基座61 上自所述外管6a的周向侧壁至所述转轴62的方向设置有能够连通所述转轴的 导向孔612，所述导向孔612内导向设置有按压杆64，所述转轴62的周向侧壁 上设置有与所述按压杆64端部对应的凸轮623，所述导向孔612内设置有能够 将所述按压杆64按压至所述转轴62的弹性件65，所述导向孔612远离所述转 轴62的端部设置有压电件66。

具体的，参考图2-图6，作为一种具体的实施方式，药剂投加装置6的 具体结构为：包括圆柱状的外管6a及设置在外管的内侧壁上的基座61，基座 61上设置有圆柱状的台阶通孔61a，其中台阶通孔61a为孔径依次减小的61a-1、 61a-2、61a-3的三阶台阶孔，其中转轴62穿设于台阶通孔内，包括圆柱状的杆 身62a、及设置在杆身端部的两个台阶部62b，两叶轮设置在杆身的另一端，两 个台阶部62b间隔设置且与台阶孔的61a-1转动配合，每个台阶部62b的外周 面上均设置有密封件放置槽62b-1，密封件放置槽内设置有密封件，从而使台阶 部62b与61a-1的周向内侧壁密封配合，台阶通孔61a靠近61a-1的一侧设置有 端盖；端盖和靠近端盖的台阶部之间、另一个台阶部与61a-1的底面之间均设 置有止推轴承100，凸轮设置在杆身上且在转轴设置在台阶通孔61a内时处于 61a-2内部，第一输液通道610的一端贯穿外管6a，另一端与61a-1内部连通， 且在转轴设置在台阶通孔61a内时第一输液通道610的另一端处于两个台阶部 62b之间；所述转轴自远离所述台阶部62b的一端起沿其轴向设置有盲孔，两 个台阶部62b之间沿转轴的径向设置有连通盲孔的第二盲孔，所述盲孔和第二 盲孔共同组成所述第二输液通道621，所述转轴远离所述台阶部62b的端部设 置有外螺纹，多个叶片通过外螺纹设置在转轴上。

所述导向孔612与61a-2连通，作为优选的实施方式，导向孔612沿转 轴的径向方向设置，导向孔612远离转轴的一端设置有与向外扩张的螺纹孔 6120，螺纹孔内螺纹连接有锁止件67，锁止件上设置有供止推杆64穿过的通 孔，按压杆设置有止推台阶641，弹性件65为套设在按压杆64上的压簧，压 簧的一端抵压在止推台阶641上，另一端抵压在锁止件67上。

所述转轴的端部通过螺纹连接有固定套631，固定套内设置有腔体6310， 叶片均匀设置在固定套631的周向侧壁上，固定套周向侧壁上设置有与叶片一 一对应且与叶片内部连通的多个液道孔6312,每个叶片上的出液孔630与对应的 液道孔6312相连通，具体的，出液孔630设置在叶片的下游面上。

可以理解的是，在废水流动时可以通过叶片推动转轴转动，从而可以通 过凸轮驱动按压杆克服压簧和压电件的阻力运动，但是当压簧的阻力过大时可 以阻碍转轴转动，从而影响检测废水流量的精度，为了尽可能的减小对检测精 度的影响，导向杆、导向孔及弹簧通过以下设置方式设置：凸轮高度h1、弹簧 弹性系数k、导向孔612半径r1、导向孔612深度h2、螺纹孔6120深度h3， 其中5N≥k*h1-2πr1*(h2-h3)*μ*&≥3N，10N≥k*h1-2πr1*(h2-h3)*μ *&，其中μ为摩擦因数，&为调节系数，取值范围为0.186-8.763；通过这种限 定方式，可以准确的测量废水的流量，从而可以精确控制添加药物的剂量，提 高药剂的利用率。

进一步地，所述调节池1还设置有多条进水管道7，通过多条所述进水 管道7与榨菜制作不同工序的废水输出口依次连接，每个所述进水管道7上均 设置有流量传感器71。

进一步地，还包括控制装置9，所述药物溶液配制容器60与所述药剂投 加装置6之间设置有水泵8，所述控制装置9与多个所述流量传感器71、所述 水泵8及所述压电件66均连接。

实施例二

进一步地，参考图7，作为一种具体的实施方式，本发明还提供了一种基于多 级处理的农业废水的处理方法，该处理方法为使用上述一种基于多级处理的农 业废水的处理装置处理榨菜废水的处理方法，包括以下步骤：

步骤一、将生产榨菜产生的废水经过残渣及杂物去除后均输送至调节池1内， 将盐度较高的废水及盐度较低的废水在调节池内混合。

步骤二、在药物溶液配制容器60内配置适量浓度的药物溶液，废水在 废水调节池内混合后通过水泵将调节池内的废水输送至除磷沉淀池2内，并在 废水经过输水管道时通过药剂投加装置6将配置的药液投加在废水内。

步骤三、废水依次经过水解酸化池3及CASS池4对废水进行处理，从 而使废水符合排放标准；具体的，参考图1，在废水经过除磷沉淀池后再经过 水解酸化池3，通过水解酸化池内的水解菌和酸化菌将大分子、难降解的有机 物降解成小分子有机物，然后通过CASS池去除污水中的氨氮、剩余有机物和 少量总磷；当然在水解酸化池与CASS池之间还可以设置厌氧接触池和厌氧沉 淀池10，通过厌氧接触池内设置含有菌种的污泥，通过厌氧微生物处理废水， 去除废水中的COD；然后将废水输入至厌氧沉淀池，对污水进行絮凝及沉淀， 并可以在厌氧沉淀池内投加适量的聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，作为优选的实施 方式，在厌氧接触池和厌氧沉淀池的输水管道之间同样可以设置药物溶液配制 容器60与所述药剂投加装置6对聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺进行投料，同样可以 起到提高药剂利用率的效果。

在步骤一之前还包括：控制装置通过获取设置在调节池1的多个进水管 道上的流量传感器71的检测值，获取每道工序产生的废水的量，从而获取调节 池内混合后的废水内氮磷的浓度。

在步骤二中，水泵8将药物溶液配制容器60内配置的药物溶液输送叶 片通过叶片上的出液孔630流出，废水经过叶片63时可以推动转轴转动，从而 可以提高药物溶液与废水的混合效果。

在步骤二中，在废水经过叶片63时可以推动转轴转动，转轴上的凸轮 623再经过及离开按压杆时，在弹性件的配合下，可以推动按压杆往复按压压 电件，从而使压电件产生电压，废水的水流越大压电件可以产生的电压越大， 可以检测废水的流量大小。

在步骤二中、控制装置可以根据废水内氮磷的浓度及药剂投加装置6检 测的废水流量大小控制水泵8的功率，控制药剂的添加量。

在所述步骤三后还有步骤四、采用过滤器对步骤三得到的废水进行进一 步的过滤处理。

所述的过滤器包括第一过滤层、第二过滤层和第三过滤层；所述第一过 滤层为吸附性柔性网；所述第二过滤层为滤纸层；所述第三过滤层为微孔管过 滤。

所述吸附性柔性网是将活性炭粉末在纯棉滤网绕线编制过程中，加入到 纯棉过滤网的丝线中，在过滤的同时，能够更好地进行吸附作用。所述吸附性 柔性网的孔径

为0.25-0.68mm，活性炭粉末的比表面积S为455-870m²/g，活 性炭粉末在纯棉滤网的表面覆盖度η为85-96％。所述活性炭粉末在纯棉滤网的 表面覆盖度是指，纯棉滤网表面被活性炭粉末覆盖的面积与纯棉滤网表面总面 积的比值。

为了进一步提高过滤效果，所述吸附性柔性网的孔径

活性炭粉末的 比表面积S和性炭粉末在纯棉滤网的表面覆盖度η之间满足以下经验关系：

其中，α为关系系数，取值范围为2.61-4.92。

所述滤纸层厚度d为1.32-1.56mm。所述微孔管为陶瓷微孔管。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领 域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的 特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由 上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特 征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成 的技术方案。

Claims (7)

1.一种基于多级过滤的农业废水的处理装置，其特征在于，包括通过输水管道（5）顺次连通的调节池（1）、除磷沉淀池（2）、水解酸化池（3）及CASS池（4），其中所述调节池（1）和所述除磷沉淀池（2）之间的输水管道上设置有至少一个药剂投加装置（6），所述药剂投加装置（6）还连通有药物溶液配制容器（60）；所述药剂投加装置（6）包括设置在输液管道内侧壁上的基座（61），以及转动设置在所述基座（61）上的转轴（62），且在所述转轴（62）上围绕所述转轴均匀设置有多个叶片（63），在管道内有水流经过时能够推动所述叶片（63）使所述转轴（62）转动；所述基座（61）设置有连通所述药物溶液配制容器（60）的第一输液通道（610），所述叶片（63）上设置有多个出液孔（630），所述转轴（62）内设置有连通所述第一输液通道（610）及所述出液孔（630）的第二输液通道（621）；所述药剂投加装置（6）包括与所述转轴（62）同轴设置的外管（6a），所述外管（6a）的两端均设置有连接法兰（6a1），所述基座（61）设置在所述外管（6a）的内侧壁上；所述基座（61）上自所述外管（6a）的周向侧壁至所述转轴（62）的方向设置有能够连通所述转轴的导向孔（612），所述导向孔（612）内导向设置有按压杆（64），所述转轴（62）的周向侧壁上设置有与所述按压杆（64）端部对应的凸轮（623），所述导向孔（612）内设置有能够将所述按压杆（64）按压至所述转轴（62）的弹性件（65），所述导向孔（612）远离所述转轴（62）的端部设置有压电件（66）。

2.根据权利要求1所述的一种基于多级过滤的农业废水的处理装置，其特征在于，所述调节池（1）还设置有多条进水管道（7），通过多条所述进水管道（7）与榨菜制作不同工序的废水输出口依次连接，每个所述进水管道（7）上均设置有流量传感器（71）。

3.根据权利要求2所述的一种基于多级过滤的农业废水的处理装置，其特征在于，还包括控制装置（9），所述药物溶液配制容器（60）与所述药剂投加装置（6）之间设置有水泵（8），所述控制装置（9）与多个所述流量传感器（71）、所述水泵（8）及所述压电件（66）均连接。

4.一种基于多级过滤的农业废水的处理方法，其特征在于，该处理方法使用权利要求1-3任一所述的一种基于多级过滤的农业废水的处理装置进行处理，包括以下步骤：

步骤一、将生产榨菜产生的废水经过残渣及杂物去除后均输送至调节池（1）内，将盐度较高的废水及盐度较低的废水在调节池内混合；

步骤二、在药物溶液配制容器（60）内配置适量浓度的药物溶液，废水在废水调节池内混合后通过水泵将调节池内的废水输送至除磷沉淀池（2）内，并在废水经过输水管道时通过药剂投加装置（6）将配置的药液投加在废水内；

步骤三、废水依次经过水解酸化池（3）及CASS池（4）对废水进行处理，从而使废水符合排放标准；在步骤二中，在废水经过叶片（63）时推动转轴转动，转轴上的凸轮（623）在经过及离开按压杆时，在弹性件的配合下，推动按压杆往复按压压电件，从而使压电件产生电压，废水的水流越大压电件产生的电压越大，可以检测废水的流量大小。

5.根据权利要求4所述的一种基于多级过滤的农业废水的处理方法，其特征在于，在步骤一之前还包括：控制装置通过获取设置在调节池（1）的多个进水管道上的流量传感器（71）的检测值，获取每道工序产生的废水的量，从而获取调节池内混合后的废水内氮磷的浓度。

6.根据权利要求5所述的一种基于多级过滤的农业废水的处理方法，其特征在于，在步骤二中，水泵（8）将药物溶液配制容器（60）内配置的药物溶液通过所述叶片上的出液孔（630）流出，废水经过叶片（63）时推动转轴转动，从而提高药物溶液与废水的混合效果。

7.根据权利要求6所述的一种基于多级过滤的农业废水的处理方法，其特征在于，在步骤二中、控制装置根据废水内氮磷的浓度及药剂投加装置（6）检测的废水流量大小控制水泵（8）的功率，控制药剂的添加量。

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