公布日：2022.09.20
申请日：2022.07.26
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/02(2006.01)N;C02F1/24(2006.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F103/06(2006.01)N
摘要
本发明公开一种垃圾中转站污水处理装置及系统，涉及污水处理装置技术领域，所述垃圾中转站污水处理装置包括蒸发单元、集水单元以及控制单元；蒸发单元包括蒸发罐、设于蒸发罐中的蒸发板以及污水循环组件；集水单元包括集水室、空气循环组件、吸水件以及当吸水件吸水饱和后将水排出并收集的集水组件；控制单元包括用于监测自集水室中流出空气湿度的湿度检测件以及用于根据湿度检测件输出的湿度检测信号控制各功能组件动作的控制件；通过利用蒸发罐将污水中的水分子从污水中拿出来而非传统地将污水中的污染组分拿出来，能够减小整个污水处理装置的占地面积，同时可以充分满足垃圾中转站日均污水处理需求。
权利要求书
1.一种垃圾中转站污水处理装置，其特征在于，包括：蒸发单元(100)，包括蒸发罐(110)、设置于蒸发罐(110)中的蒸发板(120)、以及用于将蒸发罐(110)中的污水自蒸发罐(110)底部泵送到顶部并经所述蒸发板(120)流回到蒸发罐(110)底部的污水循环组件(130)；集水单元(200)，包括集水室(210)、用于将蒸发罐(110)中空气泵送到集水室(210)而后流回到蒸发罐(110)中的空气循环组件(220)、设置于集水室(210)中用于吸附气流中水蒸气的吸水件(230)、以及当吸水件(230)吸水饱和后将水从吸水件(230)中排出并收集的集水组件(300)；控制单元，包括用于监测自集水室(210)中流出空气湿度的湿度检测件(800)、以及用于控制各功能组件动作的控制件；所述控制件与所述湿度检测件(800)以及空气循环组件(220)、集水组件(300)控制连接，当所述湿度检测件(800)采集到的空气湿度值位于设定范围内，所述控制件开启所述空气循环组件(220)，所述吸水件(230)吸收气流中的水蒸气；当所述湿度检测件(800)采集到的空气湿度值超过设定范围后，所述控制件关断所述空气循环组件(220)并控制所述集水组件(300)开启排水动作；其中，所述蒸发板(120)设置为多个且呈倾斜状或竖直状设置于所述蒸发罐(110)内；所述污水循环组件(130)包括循环水管(131)以及设置于循环水管(131)上的循环水泵(132)，所述循环水管(131)的两端分别与蒸发罐(110)的底部和顶部相连通；所述蒸发罐(110)的底部设置有与外部进水管相连通的进水口(111)，所述蒸发罐(110)内设置有多个与所述循环水管(131)伸入到蒸发罐(110)顶部一段相连通的喷水头(133)；所述循环水泵(132)与所述控制件控制连接；所述集水室(210)的顶部倾斜设置有用于冷却空气中水蒸气的冷却面板(310)；所述吸水件(230)包括设置于集水室(210)中的多根由吸水材料(232)包裹的导热管(231)；所述集水组件(300)包括设置于所述导热管(231)内的电加热件以及设置于所述冷却面板(310)位置较低一侧的蒸馏水收集槽(320)及排水管(330)；所述空气循环组件(220)包括循环气管(221)以及设置于循环气管(221)上的循环气泵(222)，所述循环气管(221)连通所述蒸发罐(110)及集水室(210)并构成一气流循环回路；其中，所述电加热件及循环气泵(222)均与所述控制件控制连接；或所述集水室(210)包括倾斜贯穿所述蒸发罐(110)设置的金属集水管(240)，所述蒸发板(120)配置为多个且均设置于所述金属集水管(240)的外侧壁上；所述吸水件(230)包括与所述金属集水管(240)同轴设置的由吸水材料(232)包裹的导热管(231)，所述导热管(231)内设置有电加热件；所述污水循环组件(130)包括循环水管(131)以及设置于循环水管(131)上的循环水泵(132)，所述循环水管(131)的一端与所述蒸发罐(110)的底部相连通，另一端伸入到蒸发罐(110)的内部且设置有多个喷水头(133)；所述空气循环组件(220)包括循环气管(221)以及设置于所述循环气管(221)上的循环气泵(222)，所述循环气管(221)的一端与所述蒸发罐(110)的顶部相连通，另一端连通所述金属集水管(240)后穿回到所述蒸发罐(110)的底部构成一气流循环回路；所述集水组件(300)包括与所述金属集水管(240)位置较低一端相连通的蒸馏水收集槽(320)及排水管(330)；其中，所述循环水泵(132)、循环气泵(222)以及电加热件均与所述控制件控制连接；所述金属集水管(240)的管壁设置为双层结构，其内部形成一用于填充导热介质的导热腔(241)；所述导热腔(241)与一盛装有导热介质的导热容器(242)以及一辅助散热器(243)相连通，导热容器(242)与换热腔二者之间设置有用于将导热介质转移到导热腔(241)或将其从导热腔(241)中排出的转移泵(244)。
2.根据权利要求1所述的垃圾中转站污水处理装置，其特征在于，所述循环气管(221)位于所述蒸发罐(110)顶部位置一端设置有旋风分离室(223)结构。
3.根据权利要求1所述的垃圾中转站污水处理装置，其特征在于，所述蒸发板(120)设置为波纹板且所述蒸发板(120)的表面设置有亲水棉层(121)或亲水涂层；所述循环水管(131)伸入到蒸发罐(110)内的一段连接的喷水头(133)均位于所述蒸发板(120)上方或位于各蒸发板(120)之间。
4.根据权利要求1所述的垃圾中转站污水处理装置，其特征在于，所述循环气管(221)上设置有用于控制蒸发罐(110)与集水室(210)连通状态的电动阀(2210)，所述电动阀(2210)与所述控制件控制连接。
5.根据权利要求1所述的垃圾中转站污水处理装置，其特征在于，所述循环气管(221)上设置有与外部环境相连通的换气阀(2211)，所述换气阀(2211)与所述控制件控制连接；所述循环气管(221)伸入到蒸发罐(110)底部的一段设置为主进气管(2213)与副进气管(2214)，所述主进气管(2213)与副进气管(2214)之间设置有选通阀(2215)，所述选通阀(2215)与所述控制件控制连接；所述主进气管(2213)靠近所述蒸发罐(110)底壁设置且出气口处设置有多个曝气盘(2216)；所述副进气管(2214)位于所述蒸发板(120)与所述蒸发罐(110)底壁之间，且连通设置有多个气流喷嘴(2217)；所述蒸发罐(110)内设置有用于测定蒸发罐(110)罐体内部气流及污水温度的温度传感器，所述温度传感器与所述控制件信号连接，所述控制件接收并响应于所述温度传感器输出的温度检测信号，控制上述选通阀(2215)和/或换气阀(2211)的选通状态。
6.一种垃圾中转站污水处理系统，其特征在于，包括：系统控制器；集水池(400)，其通过一管道与垃圾中转站的垃圾压缩设备底部水槽相连通，用于收集垃圾渗滤液；序批式气浮设备(500)，与所述集水池(400)经一输水管相连通，内部设置有曝气装置，用于对收集的垃圾渗滤液进行曝气处理；生物滤池过滤设备(600)，与所述序批式气浮设备(500)相连通，内部设置有生物填料板，用于对垃圾渗滤液进行生物过滤处理；以及如权利要求1-5任一所述的垃圾中转站污水处理装置，所述蒸发罐(110)的底部与所述生物滤池过滤设备(600)相连通，经所述生物滤池过滤设备(600)过滤后的污水进入到蒸发罐(110)中经蒸发分离处理。
7.根据权利要求6所述的垃圾中转站污水处理系统，其特征在于，所述垃圾中转站污水处理装置的循环气管(221)上外接有排气管(224)及排气泵(225)，所述排气泵(225)与所述控制件控制连接；所述排气管(224)连通设置有一生物滤池除臭设备(700)。
发明内容
针对实际运用中垃圾中转站污水难以处理这一问题，本申请一方面在于提出一种垃圾中转站污水处理装置，其能够对垃圾中转站的污水加以有效处理，同时占地面积小，能耗低。基于上述污水处理装置，本申请还提出了一种垃圾中转站污水处理系统，具体方案如下：
一种垃圾中转站污水处理装置，包括：
蒸发单元，包括蒸发罐、设置于蒸发罐中的蒸发板、以及用于将蒸发罐中的污水自蒸发罐底部泵送到顶部并经所述蒸发板流回到蒸发罐底部的污水循环组件；
集水单元，包括集水室、用于将蒸发罐中空气泵送到集水室而后流回到蒸发罐中的空气循环组件、设置于集水室中用于吸附气流中水蒸气的吸水件、以及当吸水件吸水饱和后将水从吸水件中排出并收集的集水组件；
控制单元，包括用于监测自集水室中流出空气湿度的湿度检测件、以及用于控制各功能组件动作的控制件；
其中，所述控制件与所述湿度检测件以及空气循环组件、集水组件控制连接，
当所述湿度检测件采集到的空气湿度值位于设定范围内，所述控制件开启所述空气循环组件，所述吸水件吸收气流中的水蒸气；
当所述湿度检测件采集到的空气湿度值超过设定范围后，所述控制件关断所述空气循环组件并控制所述集水组件开启排水动作。
由于垃圾渗滤液的污染组分含量很高，通过传统的生物处理法需要占地面积很大的污水处理设备，通过上述技术方案，利用蒸发罐将污水中的水分子从污水中拿出来而非传统地将污水中的污染组分拿出来，能够减小整个污水处理装置的占地面积，同时可以充分满足垃圾中转站日均污水处理需求。
进一步的，所述蒸发板设置为多个且呈倾斜状或竖直状设置于所述蒸发罐内；
所述污水循环组件包括循环水管以及设置于循环水管上的循环水泵，所述循环水管的两端分别与蒸发罐的底部和顶部相连通；
所述蒸发罐的底部设置有与外部进水管相连通的进水口，所述蒸发罐内设置有多个与所述循环水管伸入到蒸发罐顶部一段相连通的喷水头；
所述循环水泵与所述控制件控制连接。
通过上述技术方案，利用蒸发板能够增加蒸发罐中污水的蒸发面积，利于污水中的水分被分离出来，同时利用循环水泵能够不断地将污水喷洒到蒸发板上，利于水分蒸发到空气中。
进一步的，所述集水室的顶部倾斜设置有用于冷却空气中水蒸气的冷却面板；
所述吸水件包括设置于集水室中的多根由吸水材料包裹的导热管；
所述集水组件包括设置于所述导热管内的电加热件以及设置于所述冷却面板位置较低一侧的蒸馏水收集槽及排水管；
所述空气循环组件包括循环气管以及设置于循环气管上的循环气泵，所述循环气管连通所述蒸发罐及集水室并构成一气流循环回路；
其中，所述电加热件及循环气泵均与所述控制件控制连接。
通过上述技术方案，利用包裹在导热管上的吸水材料吸收集水室空气中的水蒸气，而后当吸水材料吸水饱和后，开启电加热件加热上述吸水材料，使得其中的水分重新蒸发并凝结在冷却面板上，最终在重力的作用下流到蒸馏水收集槽中并通过排水管排出。上述过程，利用循环的气流不断地将蒸发罐中的水蒸气转移到集水室中被收集。
进一步的，所述集水室包括倾斜贯穿所述蒸发罐设置的金属集水管，所述蒸发板配置为多个且均设置于所述金属集水管的外侧壁上；
所述吸水件包括与所述金属集水管同轴设置的由吸水材料包裹的导热管，所述导热管内设置有电加热件；
所述污水循环组件包括循环水管以及设置于循环水管上的循环水泵，所述循环水管的一端与所述蒸发罐的底部相连通，另一端伸入到蒸发罐的内部且设置有多个喷水头；
所述空气循环组件包括循环气管以及设置于所述循环气管上的循环气泵，所述循环气管的一端与所述蒸发罐的顶部相连通，另一端连通所述金属集水管后穿回到所述蒸发罐的底部构成一气流循环回路；
所述集水组件包括与所述金属集水管位置较低一端相连通的蒸馏水收集槽及排水管；
其中，所述循环水泵、循环气泵以及电加热件均与所述控制件控制连接。
通过上述技术方案，蒸发罐中的水蒸气进入到集水金属管中，利用吸水材料吸收气流中的水蒸气，而后经干燥的空气重新回到蒸发罐中，有利于蒸发罐中的污水进一步蒸发。上述方案不仅能够进一步减小整个装置的体积，同时当电加热件在对吸水材料进行加热时，其产生的热量一方面让吸水材料中的水再次蒸发，吸水材料获得再生，另一方面热量最终经金属集水管传导到蒸发板上，进一步加速了蒸发罐中污水的蒸发，同时上述过程中金属集水管也能够利用蒸发板散失掉自身的热量，便于集水室中水蒸气的冷凝回收，提升整个装置的污水处理效率。
进一步的，所述金属集水管的管壁设置为双层结构，其内部形成一用于填充导热介质的导热腔；
所述导热腔与一盛装有导热介质的导热容器以及一辅助散热器相连通，导热容器与换热腔二者之间设置有用于将导热介质转移到导热腔或将其从导热腔中排出的转移泵。
通过上述技术方案，当气流正常穿过所述集水室时，导热腔中不填充导热介质，水蒸气大部分被吸水材料吸收；当吸水材料吸水饱和后，向导热腔中注入导热介质，此时蒸发罐内部污水蒸发所产生的冷量传导到金属集水管的内侧壁上，便于集水室中水蒸气的冷凝，同时也将集水室中的热量传导到蒸发罐中的蒸发板上，利于污水的蒸发。辅助散热器则根据需要，将整个装置多余的热量释放到外部空间中。
进一步的，所述循环气管位于所述蒸发罐顶部位置一端设置有旋风分离室结构。
通过上述技术方案，利用旋风分离室的离心作用使得气流中混杂的细小污水颗粒被重新分离回到蒸发罐中，由此可以减少气流中的小水滴裹挟油、渣进入到集水室中，提升吸水材料的使用寿命同时保证污染物不会外泄。
进一步的，所述蒸发板设置为波纹板且所述蒸发板的表面设置有亲水棉层或亲水涂层；
所述循环水管伸入到蒸发罐内的一段连接的喷水头均位于所述蒸发板上方或位于各蒸发板之间。
通过上述技术方案，在将污水充分散开增大其与空气之间接触面积的同时，保证了污水接触到蒸发板后不会飞溅，由此减少蒸发罐顶部区域水雾的产生，降低小水滴裹挟污染物进入集水室的概率。
进一步的，所述循环气管上设置有用于控制蒸发罐与集水室连通状态的电动阀，所述电动阀与所述控制件控制连接。
通过上述技术方案，当集水室中的吸水材料吸水饱和时，阻断气流循环回路，确保吸水材料蒸发的水蒸气不会回到蒸发罐中。
进一步的，所述循环气管上设置有与外部环境相连通的换气阀，所述换气阀与所述控制件控制连接；
所述循环气管伸入到蒸发罐底部的一段设置为主进气管与副进气管，所述主进气管与副进气管之间设置有选通阀，所述选通阀与所述控制件控制连接；
所述主进气管靠近所述蒸发罐底壁设置且出气口处设置有多个曝气盘；所述副进气管位于所述蒸发板与所述蒸发罐底壁之间，且连通设置有多个气流喷嘴；
所述蒸发罐内设置有用于测定蒸发罐罐体内部气流及污水温度的温度传感器，所述温度传感器与所述控制件信号连接，所述控制件接收并响应于所述温度传感器输出的温度检测信号，控制上述选通阀和/或换气阀的选通状态。
通过上述技术方案，可以利用换气阀吸收外部环境中的空气，调整蒸发罐中的气流温度及含氧量；当温度处于适宜区间时，控制件选通主进气管进而使得循环流动的空气中的氧能够进一步溶解到蒸发罐底部的污水中，进一步对蒸发罐中待处理的污水加以生物法处理，减少污水中油脂等污染组分的量，提升污水处理的效果。
基于上述垃圾中转站污水处理装置，本申请还提出了一种垃圾中转站污水处理系统，包括：
系统控制器；
集水池，其通过一管道与垃圾中转站的垃圾压缩设备底部水槽相连通，用于收集垃圾渗滤液；
序批式气浮设备，与所述集水池经一输水管相连通，内部设置有曝气装置，用于对收集的垃圾渗滤液进行曝气处理；
生物滤池过滤设备，与所述序批式气浮设备相连通，内部设置有生物填料板，用于对垃圾渗滤液进行生物过滤处理；以及
如前所述的垃圾中转站污水处理装置，所述蒸发罐的底部与所述生物滤池过滤设备相连通，经所述生物滤池过滤设备过滤后的污水进入到蒸发罐中经蒸发分离处理。
通过上述技术方案，由垃圾压缩产生的少量垃圾渗滤液流到集水池中，而后经序批式气浮设备曝气处理，降低污水中好氧有机污染物的浓度，而后利用生物填料法将污水中的杂质等进一步过滤处理，最终含有少量颗粒物杂质的污水被注入到蒸发罐中，利用前述污水处理装置将污水中的水分分离出来，完成污水的处理。
进一步的，所述垃圾中转站污水处理装置的循环气管上外接有排气管及排气泵，所述排气泵与所述控制件控制连接；
所述排气管连通设置有一生物滤池除臭设备。
通过上述技术方案，可以在实现蒸发罐气体外排的同时减少垃圾中转站的恶臭气体释放量。
与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
（1）通过利用蒸发罐将污水中的水分子从污水中拿出来而非传统地将污水中的污染组分拿出来，能够减小整个污水处理装置的占地面积，同时可以充分满足垃圾中转站日均污水处理需求；
（2）通过将蒸发罐与集水室重叠贯穿，使得整个装置的体积进一步减小，同时集水室与蒸发罐之间的冷热量可以交替使用，大大提升了污水蒸发回收的效率。
（发明人：陈云逸;陈礼国;张维）
