技术领域
[0001] 本发明涉及污水治理领域，具体涉及一种无动力回流装置。
相关背景技术
[0002] 人们在日常生产及生活中产生的污水快速增加，水中掺入了新的物质或者因为外界条件的变化，导致水变质不能继续保持原来的使用功能，随着人们生活水平的提高，污水中的氮磷含量增加，处理困难。
[0003] 在污水处理工艺中常常需要多个反应池，为了借助重力实现节能，一般是设计各个池体从进水到出水方向高程逐渐降低，而很多工艺中需要将靠近出水的好氧池中的水，回流至靠近进水端的缺氧池或厌氧池中，来实现脱氮除磷，一般借助回流泵的实现回流，且回流比通常为200％～500％，回流流量是进水流量的2～5倍，回流流量大，因此回流泵是污水厂的高耗能设备，不利于污水厂的节能降耗。
具体实施方式
[0024] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0025] 需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0026] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027] 具体的，如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种无动力回流装置，用于将污水从高程低的第一反应池中回流至高程高的第二反应池中，包括若干布置在第一反应池内且顶部开口的水槽10，用于承接第一反应池内的污水，水槽10的下方设有底部开口的气罩11，水槽10与气罩11之间通过连通管连通12，连通管12内设有阀门13以实现连通管的通断，水槽10远离连通管12的一侧设有回流堰14，水槽10的侧板顶部与回流堰14通过转动组件15转动连接，回流堰14的液位高程大于第一反应池的液位高程，用于承接水槽10内的污水并将其导流至第二反应池内，气罩11的底部设有曝气装置16，气罩11收集曝气装置16在曝气过程中产生的气体，以顶升水槽12使得水槽12相对于回流堰14转动，将水槽12内的污水回流至回流堰14内。
[0028] 可选的，在本实施例中，无动力回流装置布置在高程低的第一反应池内，布置的数量可以根据第一反应池的大小和回流的水量经计算确定；无动力回流装置包括水槽10和气罩11，水槽10和气罩11均为一面开放的容器，剖面为楔形，水槽10开口向上，气罩11开口向下；气罩布置在第一反应池的下方，第一反应池内的泥水混合物流入水槽10内，如图1所示，曝气装置16设于第一反应池的底部，曝气装置16产生的气泡从池体底部飘浮上升并被气罩11收集，气罩11内的空气越积越多，浮力越来越大，当浮力超过整个装置的重力加水槽内的水的重力时，如图2所示，整个装置会以水槽10与回流堰14的转动组件15为中心进行翻转，翻转到一定角度后水槽10中的泥水混合物倒入回流堰14内，之后将泥水混合物导流至第二反应池内。
[0029] 可选的，在本实施例中，气罩11的侧板与其底板的夹角为钝角，气罩11靠近连通管12的侧板的长度大于远离连通管12的侧板的长度；在装置翻转过程中，可以防止气罩11内的气体从边缘溢出，可以收集更多的气体，继续增大浮力；如图3所示，水槽10中的水回流至回流堰14后，打开连通管12内的阀门14，气罩11内气体溢出，浮力减小，装置回转复位，如图
4所示，达到初始位置后关闭阀门，气罩11继续收集气体，进入到下一个循环中。
[0030] 本实施例提供的无动力回流装置，采用曝气装置在曝气过程中产生的气泡，进入气罩11内后浮力增大，使得与气罩11连接的水槽10转动翻转，进而将液位高程低的水槽10内的水回流至液位高程高的回流堰14内，回流后打开阀门14，释放气罩11内的气体，浮力下降，水槽10反转复位，进行下一循环，本装置利用逸散的空气为动力，推动装置翻转，将泥水混合物回流至溢流堰，少消耗甚至不消耗动力。节能效果明显，曝气装置是反应池内的污水处理系统提供氧气并具有搅拌作用，当气泡产生后不段上升至溢出水体，溢出水体的空气对污水处理工艺已经没有任何作用，本装置是利用污水厂本来就应该设置的曝气装置为动力进行污水回流，可选的，曝气池的气水比可以为8～12之间，即空气的体积是进水体积的8～12倍；经计算，吨水可节约电耗折合0.05～0.13元，常规污水处理工艺的运维费用为0.8～1.3元/吨水，可节省约6％～10％的运行费用，节能减排效果显著，符合国家倡导的绿色低碳理念，适合大范围推广。
[0031] 可选的，在本实施例中，气罩11与水槽10之间设有若干固定杆17，气罩11与水槽10通过固定杆17固定连接；如图1所示，水槽10远离连通管的侧板与其底板的夹角为钝角，也即水槽开口向上，连通管12设置在水槽10的右侧，水槽10靠近连通管12的侧板与底板的夹角可以为90°，也可以向外侧倾斜，大于90°度设置，如图3所示，水槽10远离连通管12一侧的侧板与底板的夹角为大于90°度的钝角，可以防止水槽10翻转回流过程中，水槽左下角内的水残留，提高回流效率。优选的，水槽10远离连通管12的侧板与其底板的夹角大于145°。
[0032] 可选的，在本实施例中，回流堰14靠近水槽10的一侧固定设有限位杆18，限位杆18远离回流堰14的一端与气罩11抵靠，以限制气罩11的转动范围。在实施过程中，限位杆18一端固定在回流堰14或反应池的侧壁上，另一端与气罩11接触，气罩11在翻转复位过程中，通过气罩11与限位杆18抵靠接触，限制本装置的旋转范围。
[0033] 可选的，在本实施例中，如图5所示，阀门13为浮球阀，浮球阀包括相互连接的阀体131和第一连杆132，第一连杆132远离阀体131的一端设有阀球133。通过阀球133和第一连杆132使得浮球阀关闭；进一步的，浮球阀还包括与阀体131连接的第二连杆134，第二连杆
134远离阀体131的一端穿过限位杆18，第二连杆134穿过限位杆18的端部设有限位凸起
135，第二连杆134相对于限位杆18滑动，限位凸起135用于防止第二连杆134从限位杆18内脱落，也即当转轴旋转过程中，第二连杆134相对于限位杆18向右滑动，当滑动到最右侧时，由于限位凸起135的作用，第二连杆134不再滑动，对阀体131会产生一定的拉力作用，拉动阀门，打开阀门，当装置回归后，浮球阀的浮球在浮力的作用下关闭阀门，采用浮球阀不需要任何用电。在一些可选的实施例中，阀门也可以为电子阀，水槽上布置有水平仪，水平仪用于监测水槽的倾斜角度并根据倾斜角度控制电子阀的开合。
[0034] 本实施例提供的无动力回流装置，在使用时，假设水槽体积V1，气罩集气V2，装置自重g，换算成水的体积Vg，设计使V2>V1+Vg，因而V2产生的浮力大于装置和水槽盛水的重量，使整体上浮；上浮过程空气继续会进入气罩，设计V3>V2，上浮到水槽将水倾倒入回流堰，设计V3>V2使之继续上浮，触动限位杆；与阀体连接的第二连杆碰限位杆，使浮球阀打开，气罩内的空气由连接管溢出，浮力消失，重力使装置绕轴下落，到图1位置，浮球阀关闭，进入气罩内的气又开始积累。空气在气罩内积累，到V2体积，又开始绕轴上浮，开始重复倒水。
[0035] 具体的，在本实施例中，可以设计V2/(V1+Vg)约为1.2，若反应器内好氧区汽水比为1：8，则曝气量是进水流量Q的8倍，为8Q，若按照曝气池面的1/3的面积布置本装置，则能收集的空气量为：
[0036] V＝8Q*(1/3)/(V2/(V1+Vg))＝2.22Q，
[0037] 由上述计算可知，可实现200％回流量的能耗全覆盖；进一步的，可以通过调节覆盖面积，V2/(V1+Vg)的比值等优化装置的效能，例如，可采取将气罩和水槽设置为轻质的耐用的塑料材料，来降低装置自重，使得本装置更加高效。
[0038] 本发明提供一种无动力回流装置，包括水槽10和气罩11，水槽10和气罩11通过连通管12连通，连通管12内设有阀门进行开合，水槽10远离连通管12的一侧设有回流堰14，水槽10的侧板顶部与回流堰14通过转动组件15转动连接；采用曝气装置在曝气过程中产生的气泡，进入气罩11内后浮力增大，使得与气罩11连接的水槽10转动翻转，进而将液位高程低的水槽10内的水回流至液位高程高的回流堰14内，水槽10内的污水回流后打开阀门14，释放气罩11内的气体，浮力下降，水槽10反转复位，进行下一循环，本装置利用逸散的空气为动力，推动装置翻转，将泥水混合物回流至溢流堰。少消耗甚至不消耗动力。节能效果明显。
[0039] 需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的无动力回流装置只有上述几种实施流程，相反的，只要能够将本申请的无动力回流装置实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。
[0040] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0041] 以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
