公布日：2023.09.22
申请日：2023.08.21
分类号：C02F3/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;B01F31/00(2022.01)I;B01F35/12(2022.01)I;B01F35/00(2022.01)I;B01D29/03(2006.01)I;B01D29/72(2006.01)I;C02F103
/20(2006.01)N
摘要
本发明属于废水处理技术领域，尤其是一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置及其脱氮方法，针对为了保证脱氮剂与废水快速均匀混合，现有技术中一般使用搅拌装置对脱氮剂与废水搅拌，仅有的搅拌装置导致有机废水脱氮处理的工作效率较低，影响有机废水的脱氮处理效果，同时脱氮剂容易在搅拌过程中与脱氮桶内壁产生粘附，从而造成脱氮剂与废水比例失衡，降低反应效率，从而减少对有机废水中的氮气回收。本发明公开的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置及其脱氮方法，具有可以使得废水与脱氮剂快速混合发生反应，从而提升脱氮处理效果，同时可以避免脱氮剂与废水比例失衡，增加有机废水中氮气的回收。
权利要求书
1.一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置，包括操作平台，其特征在于：所述操作平台的上表面固定连接有对称设置的支撑板，两个所述支撑板之间设有脱氮筒，所述脱氮筒的两端均固定连接有与支撑板转动连接的旋转柱，其中一个所述旋转柱穿过支撑板与驱动脱氮筒转动的往复晃动组件相连接；另一个所述旋转柱穿过支撑板与检测组件相连接；所述操作平台的上表面固定连接有固定框，所述固定框的顶部横梁上设有沿横梁往复移动的除气组件，所述除气组件位于脱氮筒的上方；所述检测组件包括转动连接在固定框顶部横梁下部的联动旋转杆，所述联动旋转杆的一端与往复晃动组件传动连接，所述联动旋转杆的另一端传动连接有旋转圆柱，所述旋转圆柱通过旋转柱穿入脱氮筒的内部，位于所述脱氮筒内部的旋转圆柱的外壁上设有呈阵列分布的搅拌架，所述搅拌架远离旋转圆柱的一端设有呈阵列分布的弹性件，所述弹性件的另一端设有柔性刮板；所述操作平台的上表面固定连接有过筛组件，所述过筛组件通过传输软管与脱氮筒的内部相连通；所述弹性件包括弹簧，所述弹性件位于脱氮筒内部时，所述弹性件处于正常状态，不压缩不拉伸；弹性件上设置压力传感器和弯曲度传感器；所述柔性刮板远离弹性件的一侧与脱氮筒的内部相接触；所述过筛组件包括与操作平台固定连接的固定座，所述固定座的顶部固定连接有废水箱，所述废水箱的顶部固定连接有盖板，所述盖板的顶部滑动连接有滑动齿杆，所述滑动齿杆穿入废水箱的一端固定连接有橡胶撞击头；所述盖板的顶部固定连接有固定架，所述固定架的顶部转动连接有转动轴，所述转动轴的外壁上固定连接有与滑动齿杆相啮合的半齿轮，所述转动轴的端部设有驱动部件；所述废水箱的内部两侧均等距离固定连接有伸缩弹簧，且多个所述伸缩弹簧的一侧固定连接有同一个第一过滤板；所述废水箱的一侧固定连接有泵体，所述泵体的出水端固定连接有传输软管，所述盖板顶部固定连接有进料管；所述废水箱的内部固定连接有位于第一过滤板下方的第二过滤板，所述第二过滤板的顶部固定连接有呈阵列分布的锥形筒；在柔性刮板在与脱氮筒内部粘附的脱氮剂接触后，脱氮剂对柔性刮板进行挤压，柔性刮板受挤压的区域上的弹性件发生长度方向上的压缩，结合旋转圆柱的转矩判断出脱氮剂在脱氮筒内部的位置，从而在往复晃动组件带动脱氮筒往复晃动时通过控制除气组件移动到标记位置对脱氮筒内部的脱氮剂进行清除；同时在旋转圆柱带动搅拌架在脱氮筒的内部循环转动时，若废水中的杂质越多，搅拌架在转动受到的阻力越大，从而使得弹性件的发生轴向弯曲，通过检测弹性件的轴向弯曲度判断出废水中的杂质含量，进而调节过筛组件的过筛效果。
2.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置，其特征在于：所述往复晃动组件包括与旋转柱相连接的旋转齿轮，所述旋转齿轮的外侧啮合有弧形齿板，所述弧形齿板的底部通过旋转轴转动连接有与操作平台固定连接的固定块，所述旋转轴的外壁上固定连接有内部开设有滑槽的摆动框，所述摆动框的内部滑动连接有滑块，所述滑块远离旋转齿轮的一端转动连接有旋转连接杆，所述旋转连接杆的另一端固定连接有固定轴，所述固定轴的另一端设有驱动电机，所述驱动电机通过安装座与固定框的外壁固定连接；与所述旋转齿轮相连接的旋转柱通过第一锁止组件与支撑板转动连接，所述旋转柱通过第二锁止组件与旋转齿轮固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置，其特征在于：所述驱动电机、旋转齿轮以及联动旋转杆位于同一竖直平面上，所述联动旋转杆的两端均固定连接有带轮，所述固定轴的外壁以及旋转圆柱的外壁上同样固定连接有带轮，所述联动旋转杆与旋转圆柱上的带轮均通过皮带传动连接，所述联动旋转杆与固定轴上的带轮均通过皮带传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置，其特征在于：所述除气组件包括中空连接框，所述中空连接框的两侧均固定连接有伸缩件，两个所述伸缩件的另一端均固定连接有除气头，所述固定框的顶部设有吸气泵，所述吸气泵的吸气端通过连接管连接于中空连接框的内部，吸气泵的排气端固定连接有过滤头。
5.根据权利要求4所述的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置，其特征在于：所述中空连接框的底部固定连接有对称设置活动架，所述活动架上设有呈阵列分布的驱动轮。
6.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置，其特征在于：所述脱氮筒的外部开设有出气口，所述出气口的内部安装有收集管，所述脱氮筒的外部开设有两个安装孔，两个所述安装孔的内部分别固定连接有放料口和废水口。
7.一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置的使用方法，该使用方法根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置来实现，其特征在于：所述使用方法包括如下步骤：步骤一、在对废水中加入脱氮剂后，此时启动驱动电机，通过驱动电机带动固定轴上的旋转连接杆进行圆周转动，使得旋转连接杆一端的滑块在摆动框的滑槽内滑动，从而使得摆动框往复摆动，通过摆动框带动旋转轴使得弧形齿板带动旋转齿轮进行双向转动，使得脱氮筒内部的废水充分晃动与脱氮剂接触；步骤二、同时固定轴在转动过程中，通过皮带带动联动旋转杆转动，使得旋转圆柱上的搅拌架同时对脱氮筒内的废水与脱氮剂进行搅拌；步骤三、搅拌过程中，位于搅拌架一侧的弹性件上的刮板转动对脱氮筒内壁上粘附的脱氮剂进行清除。
发明内容
本发明公开一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置及其脱氮方法，旨在解决背景技术中的畜禽养殖有机废水脱氮装置使用过程中，为了保证脱氮剂与废水快速均匀混合，现有技术一般使用搅拌装置对脱氮剂与废水搅拌，仅有的搅拌装置导致有机废水脱氮处理的工作效率较低，影响有机废水的脱氮处理效果，同时脱氮剂容易在搅拌过程中与脱氮桶内壁产生粘附，从而造成脱氮剂与废水比例失衡，降低反应效率，从而减少对有机废水中氮气回收的技术问题。
本发明提出的一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置，包括操作平台，所述操作平台的上表面固定连接有对称设置的支撑板，两个所述支撑板之间设有脱氮筒，所述脱氮筒的两端均固定连接有与支撑板转动连接的旋转柱，其中一个所述旋转柱穿过支撑板与驱动脱氮筒转动的往复晃动组件相连接；另一个所述旋转柱穿过支撑板与检测组件相连接。
所述操作平台的上表面固定连接有固定框，所述固定框的顶部横梁上设有沿横梁往复移动的除气组件，所述除气组件位于脱氮筒的上方。
所述检测组件包括转动连接在固定框顶部横梁下部的联动旋转杆，所述联动旋转杆的一端与往复晃动组件传动连接，所述联动旋转杆的另一端传动连接有旋转圆柱，所述旋转圆柱通过旋转柱穿入脱氮筒的内部，位于所述脱氮筒内部的旋转圆柱的外壁上设有呈阵列分布的搅拌架，所述搅拌架远离旋转圆柱的一端设有呈阵列分布的弹性件，所述弹性件的另一端设有柔性刮板。
所述操作平台的上表面固定连接有过筛组件，所述过筛组件通过传输软管与脱氮筒的内部相连通。
通过设置弹性件与柔性刮板，并在弹性件上设置压力传感器和弯曲度传感器，往复晃动组件带动脱氮筒往复晃动的过程中，旋转圆柱同步带动搅拌架在脱氮筒的内部循环转动，由于弹性件位于脱氮筒内部时，弹性件处于正常状态不压缩也不拉伸，从而在柔性刮板在与脱氮筒内部粘附的脱氮剂接触后，脱氮剂对柔性刮板进行挤压，柔性刮板受挤压的区域上的弹性件发生轴向压缩，结合旋转圆柱的转矩判断出脱氮剂在脱氮筒内部的位置（标记位置），从而在往复晃动组件带动脱氮筒往复晃动时通过控制除气组件移动到标记位置对脱氮筒内部的脱氮剂进行清除。
同时在旋转圆柱带动搅拌架在脱氮筒的内部循环转动时，若废水中的杂质越多，搅拌架在转动受到的阻力越大，从而使得弹性件的发生轴向弯曲，通过检测弹性件的轴向弯曲度判断出废水中的杂质含量，进而调节过筛组件的过筛效果。
优选的，所述往复晃动组件包括与旋转柱相连接的旋转齿轮，所述旋转齿轮的外侧啮合有弧形齿板，所述弧形齿板的底部通过旋转轴转动连接有与操作平台固定连接的固定块，所述旋转轴的外壁上固定连接有内部开设有滑槽的摆动框，所述摆动框的内部滑动连接有滑块，所述滑块远离旋转齿轮的一端转动连接有旋转连接杆，所述旋转连接杆的另一端固定连接有固定轴，所述固定轴的另一端设有驱动电机，所述驱动电机通过安装座与固定框的外壁固定连接。
与所述旋转齿轮相连接的旋转柱通过第一锁止组件与支撑板转动连接，所述旋转柱通过第二锁止组件与旋转齿轮固定连接。
通过设置有往复晃动组件，在对废水中加入脱氮剂后，此时启动驱动电机，通过驱动电机带动固定轴上的旋转杆进行圆周转动，使得旋转杆一端的滑块在摆动框的滑槽内滑动，从而使得摆动框往复摆动，通过摆动框带动旋转轴使得弧形齿板带动旋转齿轮进行双向转动，使得脱氮筒内部的废水充分晃动与脱氮剂接触。
优选的，所述驱动电机、旋转齿轮以及联动旋转杆位于同一竖直平面上，所述联动旋转杆的两端均固定连接有带轮，所述固定轴的外壁以及旋转圆柱的外壁上同样固定连接有带轮，所述联动旋转杆与旋转圆柱上的带轮均通过皮带传动连接，所述联动旋转杆与固定轴上的带轮均通过皮带传动连接。
固定轴在转动过程中，通过皮带带动联动旋转杆转动，使得旋转圆柱上的搅拌架同时对脱氮筒内的废水与脱氮剂进行搅拌，使得废水与脱氮剂快速混合发生反应，从而提升脱氮处理效果。
优选的，所述弹性件包括弹簧，所述弹性件位于脱氮筒内部时，所述弹性件处于正常状态，不压缩不拉伸；所述柔性刮板远离弹性件的一侧与脱氮筒的内部相接触。
优选的，所述过筛组件包括与操作平台固定连接的固定座，所述固定座的顶部固定连接有废水箱，所述废水箱的顶部固定连接有盖板，所述盖板的顶部滑动连接有滑动齿杆，所述滑动齿杆穿入废水箱的一端固定连接有橡胶撞击头；所述盖板的顶部固定连接有固定架，所述固定架的顶部转动连接有转动轴，所述转动轴的外壁上固定连接有与滑动齿杆相啮合的半齿轮，所述转动轴的端部设有驱动部件。
所述废水箱的内部两侧均等距离固定连接有伸缩弹簧，且多个所述伸缩弹簧的一侧固定连接有同一个第一过滤板。
所述废水箱的一侧固定连接有泵体，所述泵体的出水端固定连接有传输软管，所述盖板顶部固定连接有进料管。
通过设置有过筛组件，在对有机废水进行脱氮时，通过废水箱对废水进行收集，位于废水箱中的第一过滤板对废水初步过滤，同时在过滤的同时可以通过驱动部件进行调节，驱动部件带动半齿轮旋转，当半齿轮的齿轮端与滑动齿杆啮合时，此时滑动齿杆上升，半齿轮与滑动齿杆相离时，此时滑动齿杆由于重力下落，通过滑动齿杆上的橡胶撞击头对第一过滤板进行撞击，避免第一过滤板堵塞，影响废水的收集。
优选的，所述废水箱的内部固定连接有位于第一过滤板下方的第二过滤板，所述第二过滤板的顶部固定连接有呈阵列分布的锥形筒。
通过设置第二过滤板与锥形筒，在控制系统检测到脱氮筒的内部杂质含量过多后，控制驱动部件带动半齿轮旋转，半齿轮通过滑动齿杆与橡胶撞击头进行挤压，使得第一过滤板向第二过滤板移动，第二过滤板上的锥形筒穿入第一过滤板上的过滤孔，变相的缩小了第一过滤板上的过滤孔的直径，从而使得第一过滤板的过滤效果得到提升，进而减少后续脱氮筒中的杂质含量。
优选的，所述除气组件包括中空连接框，所述中空连接框的两侧均固定连接有伸缩件，两个所述伸缩件的另一端均固定连接有除气头，所述固定框的顶部设有吸气泵，所述吸气泵的吸气端通过连接管连接于中空连接框的内部，吸气泵的排气端固定连接有过滤头。
通过设置有除气组件，在对脱氮筒内的氮气进行回收时，此时调节伸缩件使得除气头对着收集管，而后启动吸气泵，通过除气头对收集管中的空气进行吸取，而后通过过滤头对空气进行过滤排出，避免在氮气回收时出现泄漏。
优选的，所述中空连接框的底部固定连接有对称设置活动架，所述活动架上设有呈阵列分布的驱动轮。
通过设置驱动轮，使得除气组件可以沿固定框的横梁往复移动，从而可以移动到控制系统检测到的标记位置，之后控制伸缩件伸长，使除气头随标记位置进行敲击，进而使得粘附在脱氮筒内部的脱氮剂得到清除。
优选的，所述脱氮筒的外部开设有出气口，出气口的内部安装有收集管，所述脱氮筒的外部开设有两个安装孔，两个安装孔的内部分别固定连接有放料口和废水口。
本发明还公开一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置的使用方法，该使用方法根据一种畜禽养殖废水的生物脱氮装置来实现，所述使用方法包括如下步骤：
步骤一、在对废水中加入脱氮剂后，此时启动驱动电机，通过驱动电机带动固定轴上的旋转连接杆进行圆周转动，使得旋转连接杆一端的滑块在摆动框的滑槽内滑动，从而使得摆动框往复摆动，通过摆动框带动旋转轴使得弧形齿板带动旋转齿轮进行双向转动，使得脱氮筒内部的废水充分晃动与脱氮剂接触；
步骤二、同时固定轴在转动过程中，通过皮带带动联动旋转杆转动，使得旋转圆柱上的搅拌架同时对脱氮筒内的废水与脱氮剂进行搅拌；
步骤三、搅拌过程中，位于搅拌架一侧的弹性件上的柔性刮板转动对脱氮筒内壁上粘附的脱氮剂进行清除。
本发明的技术效果和优点：
1.本发明通过设置往复晃动组件，皮带带动联动旋转杆转动，使得旋转圆柱上的搅拌架同时对脱氮桶内的废水与脱氮剂进行搅拌，搅拌过程中，位于搅拌架一侧的弹性件上的柔性刮板转动对脱氮桶内壁上粘附的脱氮剂刮除，通过往复晃动组件，可以使得废水与脱氮剂快速混合发生反应，从而提升脱氮处理效果，同时可以避免脱氮剂与废水比例失衡，增加有机废水中的氮气回收。
2.本发明通过设置过筛组件，在对有机废水进行脱氮时，通过废水箱对废水进行收集，位于废水箱中的第一过滤板对废水初步过滤，同时在过滤的同时可以通过驱动部件带动半齿轮旋转，当半齿轮的齿轮端与滑动齿杆啮合时，此时滑动齿杆上升，半齿轮与滑动齿杆相离时，此时滑动齿杆由于重力下落，通过滑动齿杆上的橡胶撞击头对过滤板进行撞击，避免过滤板堵塞，影响废水的收集。
3.本发明通过设置除气组件，在对脱氮桶内的氮气进行回收时，此时调节伸缩件使得除气头对着收集管，而后启动吸气泵，通过除气头对收集管的空气进行吸取，而后通过过滤头对空气进行过滤排出，避免在氮气回收时出现泄漏。
4.本发明通过设置弹性件与柔性刮板，并在弹性件上设置压力传感器和弯曲度传感器，在柔性刮板在与脱氮筒内部粘附的脱氮剂接触后，脱氮剂对柔性刮板进行挤压，柔性刮板受挤压的区域上的弹性件发生长度方向上的压缩，结合旋转圆柱的转矩判断出脱氮剂在脱氮筒内部的位置，从而在往复晃动组件带动脱氮筒往复晃动时通过控制除气组件移动到标记位置对脱氮筒内部的脱氮剂进行清除；同时在旋转圆柱带动搅拌架在脱氮筒的内部循环转动时，若废水中的杂质越多，搅拌架在转动受到的阻力越大，从而使得弹性件的发生轴向弯曲，通过检测弹性件的轴向弯曲度判断出废水中的杂质含量，进而调节过筛组件，提高过筛组件的过筛效果。
（发明人：代嘉懿;马鸿娟;朱斌斌;翟学东;代晋国;郑文）
