公布日：2024.04.05
申請日：2023.12.26
分類號：C02F1/44(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F1/34(2023.01)I
摘要
本發明公開了基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，涉及污水處理成套設備技術領域，該基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，包括污水進水口、預處理污水桶、連通管、平板陶瓷膜，所述的預處理裝置系統包括排泥裝置和去污裝置，所述污水進水口位于預處理污水桶的中部一百五十毫米處，所述預處理污水桶排泥口位于預處理污水桶內側壁距離桶底五十毫米位置上。本發明通過本專利提出了疊套環機構，凈水桶可以通過疊加的方法可以加大凈水桶的體積，擋泥板和平板陶瓷膜通過與中心軸組可以實現多個的組裝，來提高凈水速率，通過設計組裝性好的結構，不僅可以更好的適應不同的工況，還可以提高凈水的效率。
權利要求書
1.基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，包括預處理裝置系統、污水進水口(1)、預處理污水桶(2)、連通管(3)、預處理污水桶排泥口(9)、平板陶瓷膜(10)，其特征在于，所述的預處理裝置系統包括排泥裝置、去污裝置和凈水裝置，其中，所述污水進水口(1)位于預處理污水桶(2)的中部一百五十毫米處，所述預處理污水桶排泥口(9)位于預處理污水桶(2)內側壁距離桶底五十毫米位置上，所述去污裝置包括擠壓板(21)，所述擠壓板(21)位于污水進水口(1)的上方，所述排泥裝置包括震動篩(22)，所述震動篩(22)位于預處理污水桶(2)內側壁距離桶底高三百五十毫米處，所述震動篩(22)震動距離為二十毫米；所述的凈水裝置的包括凈水出水口(4)、凈水桶(5)和擋泥板(51)，所述擋泥板(51)后端部固定安裝有后端固定裝置(52)、所述擋泥板(51)前端部固定安裝有前端固定裝置(53)、整流器(54)、凈水桶排泥口(6)、電機驅動裝置(7)和凈水桶支撐裝置(8)；所述凈水出水口(4)位于凈水桶(5)的軸心位置，所述排泥口(6)位于凈水桶(5)的底部位置。
2.如權利要求1所述的基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，其特征在于：所述震動篩下方設有至少兩組彈簧裝置，面光所述彈簧裝置位于距離振動篩(22)的十毫米的位置上，所述擠壓板(21)上設有螺紋槽。
3.如權利要求2所述的基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，其特征在于：所述污水進水口(1)的內側壁上下兩個端部均固定焊接有至少兩個阻泥板(11)，每個所述阻泥板(11)為傾斜四十五度角設置，上下兩個端部的所述阻泥板(11)之間間隔為四十毫米。
4.如權利要求3所述的基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，其特征在于：所述擋泥板(51)的下端部固定安裝有至少兩個平板陶瓷膜(10)。
5.如權利要求4所述的基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，其特征在于：所述整流器(54)上設置有整流器進水口(541)，所述凈水桶(5)的內側壁固定安裝有凈水桶中心軸(12)，所述凈水桶中心軸(12)的圓周端部固定安裝有差速齒輪(55)。
6.如權利要求5所述的基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，其特征在于：所述平板陶瓷膜(10)上設有平板陶瓷膜的出水口(101)，所述預處理污水桶(2)的內側壁固定安裝有中心軸(23)，所述中心軸(23)的兩側固定安裝有擠壓連桿(24)。
發明內容
(一)解決的技術問題
針對現有技術的不足，本發明提供了基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置，解決現有的平板陶瓷膜組件需要額外的曝氣系統、在處理污水時易堵塞平板陶瓷膜以及平板陶瓷膜組件的組裝性差等問題。
(二)技術方案
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
基于差速轉動式平板陶瓷膜組件的污水處理裝置及方法，其特征是，主要包括預處理裝置、凈水裝置、動力驅動裝置、支撐架等機構；
所述的預處理裝置系統包括，污水的進水口，排泥裝置，去污裝置，污水進水口位于預處理污水桶的中部一百五十毫米的位置，方便淤泥的快速降落；預處理污水桶的排泥口距離桶底五十毫米位置上，方便拆卸閥門等其他零件和淤泥的快速的排出。去污裝置中的擠壓板位于污水進水口上方，活動距離為零到八百五十毫米，運動過程中最高位置可以緊貼預處理污水桶的頂端，最低位置能到達污水進水口的位置。排泥裝置的震動篩位于距桶底高三百五十毫米的位置并且可以實現上下震動距離為二十毫米；
所述的凈水裝置的包括，凈水出水口、凈水桶、擋泥板、后端固定裝置、前端固定裝置、整流器、凈水桶排泥口、電機驅動裝置、凈水桶支撐裝置；凈水口的出水口位于凈水桶的軸心位置，提供支持平板陶瓷膜的作用和導流的作用。排泥口位于凈水桶底部位置，方便快速排泥；
優選地，平板陶瓷膜的整體的轉動慣量的基本形式為：
式中，I為剛體的轉動慣量；Ix，Iy，Iz，為剛體對x軸，y軸，z軸的轉動慣量矩陣；Ixy，Ixz，Iyz為慣量積；α，τ，γ分別為轉軸相對于坐標軸的方向余弦。
由于平板陶瓷膜形狀規則的勻質剛體，其轉動慣量可直接用轉動慣量公式計算得到，因此轉動慣量計算公式為：
其中式中，β為平板陶瓷膜材料的密度；h為填充部分材料的厚度；x,y為平板陶瓷膜的坐標；y1,y2為平板陶瓷膜的首部和尾部坐標；Ix，Iy，Iz，為剛體對x軸，y軸，z軸的轉動慣量矩陣；
水動力壓力方向垂直于圓盤方向，出現了慣性力的分布載荷Q1(x)和Q2(x)，其中Q1(x)為對應于橫向加速度的分布載荷；Q2(x)為對應于使桿相對于質心旋轉的分布載荷.故有
其中式中，W'(0)為沿軸在前端平面處的彈性線的斜率，ε為桿相對于質心旋轉的角加速度；F0是沿彈性線切線方向的力；β為平板陶瓷膜材料的密度；R(x)為對應x坐標處的平板陶瓷膜的長度。
建立平板陶瓷膜失效方程：
式中。L為平板陶瓷膜的長度；J0為平板陶瓷膜相對于質心的轉動慣量；EI(x)為抗彎剛度；為平板陶瓷膜設置的邊界條件；F0是沿彈性線切線方向的力；
優選地，震動篩下方有四組彈簧裝置，距離振動篩的十毫米的位置上，主軸上具有凸輪裝置，旋轉主軸即可帶動震動篩的上下往復運動。擠壓板與主軸通過螺紋進行連接配合在一起，通過主軸的旋轉帶動擠壓板的上下移動，實現去除淤泥和擠壓污水進入凈水桶的作用；
優選地，污水進水口中的阻泥板以四十五度的角度被焊接在管道內，上下的阻泥板之間的中間通道直徑為四十毫米，當進水方向從左至右，整個進水口的內部會發生逆時針方向進行旋轉，阻擋部分淤泥進入預處理污水桶中，減少后期的排泥量；
優選地，凈水桶的擋泥板下方通過固定五十片的平板陶瓷膜，擋泥板既起到阻擋一部分淤泥直接落到平板陶瓷膜表面的作用，又起到支撐平板陶瓷膜的作用。擋泥板中部通過整流器固定在中心軸上，由電機的旋轉帶動平板陶瓷膜的轉動，進而起到平板陶瓷膜與水進行相對運動；
優選地，擋泥板可以通過與中心軸以上下堆放的方式，進行增加擋泥板的數量從而來增加平板陶瓷膜的數量，進而增加污水的凈水量，最終提高處理污水的效率；
優選地，凈水桶可以通過疊套的方式并在連接處加入密封圈，進行凈水桶體積的擴充。擋泥板和平板陶瓷膜通過整流器中心軸的配合，可以實現陶瓷膜的數量的增加。一個凈水桶會配備一個擋泥板和五十片平板陶瓷膜；
優選地，整流器中間有一個軸承，負責圍繞中心軸做圓周運動。圓周上有五十個整流口負責與平板陶瓷膜的出水口相連接；
優選地，支撐裝置是由四個圓柱鋼組成，通過與凈水桶底部的圓孔進行相互配合，實現對凈水桶的固定。
(三)有益效果
1、針對平板陶瓷膜需要曝氣和易堵塞問題，本專利通過設置污水預處理環節和凈水環節，同時在污水預處理環節增加擠壓式震動篩機構，凈水環節增加差速轉動式機構；擠壓式震動篩機構能快速將污水中的淤泥快速沉落在桶底，差速轉動式機構使平板陶瓷膜轉動與水做相對轉動，最終實現清除平板陶瓷膜表面的殘留物。通過設置污水預處理環節，從而降低凈水桶污水的含淤量，最終降低了平板陶瓷膜堵塞的風險。
2、針對組裝性差的問題，本專利提出了疊套環機構，凈水桶可以通過疊加的方法可以加大凈水桶的體積，擋泥板和平板陶瓷膜通過與中心軸組可以實現多個的組裝，來提高凈水速率。通過設計組裝性好的結構，不僅可以更好的適應不同的工況，還可以提高凈水的效率。
（發明人：孫進;雷震霆;曹超;馬昊天;張林宇）
