CN106565059A - 分散式污水处理系统及其处理方法与控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分散式污水处理系统及其处理方法与控制方法，该系统包括：预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块和控制系统；其中，预处理模块与多级生化主处理模块、后处理模块顺次连接；预处理模块设有进水管，后处理设有出水管和排泥管；控制系统分别与预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块电气连接。该系统有利于实现村镇污水处理设施建设和管理的一体化，施工和运行都非常灵活，设备化、标准化、模块化程度高，有利于快速生产，并降低成本。

Description

分散式污水处理系统及其处理方法与控制方法

技术领域

本发明涉及污水处理与资源化领域，特别是涉及一种专用于农村、乡镇以及城市新建小区等分散式污水处理与资源化利用的污水处理系统及其处理方法与控制方法。

背景技术

中国一半以上的人口分布在农村和乡镇，这些地区的污水处理率还相当低，大量污水直排，致使水环境污染现象非常严重。

目前，农村、乡镇以及城市新建小区等污水处理技术大多简单套用城市的污水处理技术，但因其不仅投资大，且运行管理复杂，并不适合。另外，对于农村、乡镇以及城市新建小区的污水处理终端配套管网的投资费用，是污水处理终端投资费用的几倍到几十倍，甚至更高！这对经济条件相对较差的地区来讲，根本无法对产生的污水进行收集和处理。适宜的分散式污水处理的技术产品是当下中国村镇污水处理亟需解决的问题之一。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种分散式污水处理系统及其处理方法与控制方法，其符合中国村镇污水不集中的实际情况，能高效、节能、节地、经济适用的对分散式污水进行处理。

为解决上述技术问题，本发明提供一种分散式污水处理系统，包括：

预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块和控制系统；其中，

所述预处理模块与多级生化主处理模块、后处理模块顺次连接；

所述预处理模块设有进水管，所述后处理设有出水管和排泥管；

所述控制系统分别与所述预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块内的物联网型电气设备通信连接。

本发明实施例还提供一种分散式污水处理方法，采用本发明所述的处理系统，包括以下步骤：

a.预处理：通过预处理模块去除污水中的悬浮物；

b.多级生化处理，将步骤a中经过预处理的污水送入多级生化主处理模块，依次通过多级生化主处理模块的各反应区推流反应；通过控制各反应区内曝气装置曝气时间，使每级反应区中的反应环境处于缺氧和好氧交替状态，缺氧和好氧时间控制在1:2～4；

c.后处理：将步骤b中经过多级生化主处理模块处理的污水经过后处理模块沉淀后，根据不同用途对水质的要求，进行深度过滤和消毒后回用，或进入人工湿地，或氧化塘，或进行灌溉实现资源化利用，或直接排放补给河流；

d.污泥处理：通过移动式污泥浓缩和脱水设备，将储泥池中的污泥进行就地处理后，污泥含水率从98％降至80％，明显减量后的污泥就地用于林木肥料，实现就地资源化。

本发明实施例进一步提供一种分散式污水处理系统的控制方法，用于控制本发明所述的处理系统，包括：

所述系统中的预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块使用的物联网型电气设备均通过物联网和互联网与所述控制系统通信连接，所述控制系统通过终端设备经互联网对各模块使用的物联网型电气设备远程进行数据采集、指令控制以及状态监控，完成对分散式污水处理系统的控制。

本发明与现有村镇污水处理工艺及系统相比，具有如下有益效果：

该系统有利于实现村镇污水处理设施建设和管理的一体化，施工和运行都非常灵活，设备化、标准化、模块化程度高，有利于快速生产，并降低成本。通过处理系统内的多级生化主处理模块进行多级生物反应的协同作用，污水去除污染物能力提高20％以上，污水处理成本较相关工艺系统至少降低20％以上，污泥产量较相关工艺减少30％以上；运行维护管理简单，有利于长效运行，适用于我国大部分村镇污水的处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的多级生物接触氧化系统示意图；

图2为本发明实施例提供的智能互联运营管理控制示意图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种分散式污水处理系统，适用于村镇污水处理，包括：

预处理模块1、多级生化主处理模块2、后处理模块3和控制系统4；其中，

所述预处理模块与多级生化主处理模块、后处理模块顺次连接；

所述预处理模块设有进水管，所述后处理设有出水管和排泥管；

所述控制系统分别与所述预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块中的物联网型电气设备通信连接。

上述处理系统中，预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块中使用的物联网型电气设备均采用能经物联网和互联网通信连接并进行数据采集、指令控制和状态监控的物联网型电气设备。

上述污水处理系统中，预处理模块采用提篮格栅拦截装置。

上述污水处理系统中，多级生化主处理模块内设有3～12级推流反应的反应区，各反应区内均装有生物填料；

每级反应区内均设有曝气装置，能经曝气装置控制曝气时间为1：2～4，使各级反应区内的反应环境处于缺氧和好氧交替状态。

上述污水处理系统中，后处理模块包括：依次连接的沉淀单元和深度处理利用单元；所述深度处理利用单元设置出水管，所述沉淀单元设置所述排泥管。

上述污水处理系统中，沉淀池和储泥池，所述沉淀池设有所述排泥管和排水管，该沉淀池内设有回流泵，分别与排泥管和污泥回流管连接，所述排泥管与所述储泥池连接，所述污泥回流管回连至所述多级生化主处理模块的第一级反应区。

上述污水处理系统中，沉淀单元还包括：移动式污泥浓缩及脱水设备，与所述储泥池对接，将储泥池中的污泥进行就地处理后就地资源化利用。

上述污水处理系统中，深度处理利用单元包括：

并联连接的人工湿地、氧化塘和深度处理单元；其中，所述深度处理单元由顺次连接的过滤池与消毒池构成。

上述污水处理系统中，深度处理利用单元采用：

人工湿地；

或，氧化塘；

或，由过滤池与消毒池顺次连接构成的深度处理单元，其中所述过滤池与所述沉淀单元连接，所述消毒池上设置出水管。

上述处理系统可解决目前村镇排水系统的建设不能照搬大城市现有的排水系统的建设经验的问题，可用于村镇实现分散式污水处理，采用多级生物接触氧化与活性污泥耦合工艺，具体处理步骤如下：

a.预处理：通过作为预处理模块的简易提篮格栅拦截装置，去除污水中的毛发、沙砾等悬浮物；

b.多级生化处理：将步骤a中经过预处理的污水送入多级生化主处理模块中，多级生化主处理模块中依次通过多级(3～12级)反应区实现推流反应，每级反应区中均装有生物填料，由于推流作用，水质梯度变化明显，每级中的微生物功能也相对专一，但各级间的微生物级别逐渐提高，这大大提高了反应效率和出水水质净化效果；同时，系统运行过程中，通过对各反应区曝气装置曝气时间的控制，使每级反应区中的反应环境处于缺氧和好氧交替状态，缺氧和好氧时间基本控制在1:2～4，根据进出水水质条件可进行调整，这不但节省了曝气能耗，也提高了生物脱氮除磷效果；

c.后处理：将步骤b中经过多级生化主处理模块的污水经过沉淀单元沉淀后，根据不同用途对水质的要求，可进行进一步深度过滤和消毒后进行回用，或进入人工湿地、氧化塘等景观水体，或进行灌溉实现资源化利用，也可直接排放补给河流。同时，沉淀池底部装有回流泵，回流泵间歇开启，分别进行污泥回流和剩余污泥排放，回流污泥直接进入步骤b中的多级生化主处理模块的第一级反应区，剩余污泥排放进入储泥池，这样，保证了系统中的污泥龄在15d以上，大大降低了有机污泥的产量；

上述后处理中还包括：污泥处理：通过移动式污泥浓缩和脱水设备，将储泥池中的污泥进行就地处理后，污泥含水率从98％降至80％，明显减量后的污泥就地用于林木肥料，实现就地资源化。

本发明实施例还提供一种分散式污水处理系统的控制方法，参见图2，用于控制本发明所述的处理系统，包括：

所述系统中的预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块使用的物联网型电气设备均通过物联网和互联网与所述控制系统通信连接，所述控制系统通过人机交互的控制界面对各模块使用的物联网型电气设备进行数据采集、指令控制以及状态监控，完成对分散式污水处理系统的控制。

采用的物联网型电气设备主要包括：水泵、风机、电磁流量计等电气设备，这些电气设备的电流信号及运行数据通过设置的物联网关，可实现向2G/3G/4G无线互联网或有线互联网传输至控制系统，通过网络平台可实现WEB版和手机APP软件(即人机交互界面)进行远程控制。

本发明采用互联网和物联网技术，搭建集中管理运营系统平台(即控制系统)，包括控制终端或移动终端，可实现WEB版和手机APP软件、智能设备等软硬件对该处理系统远程控制，使与分散式污水处理设施相关的人、车、物、事件能够在线感知，并实现数以万计分散式污水处理设施的集约化、智慧化和信息化管理，促使这些污水处理设施的低沉本长期有效运行。

上述污水处理系统中，控制系统可采用方便与互联网连接的物联网控制装置，采用互联网和物联网技术结合，实现分散式污水处理设施智能互联控制，可通过搭建集中管理运营控制系统平台，包括WEB版和手机APP软件、智能设备等软硬件的配置，使与分散式污水处理系统相关的人、车、物、事件能够在线感知，并实现数以万计分散式污水处理设施的集约化、智慧化和信息化管理，促使这些污水处理设施的低成本长期稳定有效运行。

下面结合具体实施例对本发明的污水处理系统作进一步说明。

实施例

所处理的污水水质如下：水温＝8～25℃，COD＝100～500mg/L，BOD5＝40～250mg/L，SS≤200mg/L，NH4+-N＝15～75mg/L，NO2--N<0.25mg/L，NO3--N<1.5mg/L，pH＝6.5～8.5。

具体处理如下：

a.预处理：通过简易提篮格栅拦截装置，去除污水中的毛发、沙砾等悬浮物。

b.多级生化处理：将步骤(a)中经过预处理的污水送入多级生化主处理模块中，多级生化主处理模块中依次通过多级(3～12级)反应区实现推流反应，每级反应区中均装有生物填料，由于推流作用，水质梯度变化明显，每级中的微生物功能也相对专一，但各级间的微生物级别逐渐提高，这大大提高了反应效率和出水水质净化效果。同时，系统运行过程中，通过对曝气装置曝气时间的控制，每级中的反应环境处于缺氧和好氧交替状态，缺氧和好氧时间基本控制在1:2～4，根据进出水水质条件可进行调整，这不但节省了曝气能耗，也提高了生物脱氮除磷效果。

c.后处理：将步骤(b)中经过多级生化主处理模块的污水经过沉淀单元沉淀后，根据不同用途对水质的要求，可进行进一步深度过滤和消毒后进行回用，或进入人工湿地、氧化塘等景观水体，或进行灌溉实现资源化利用，也可直接排放补给河流。同时，沉淀池底部装有回流泵，回流泵间歇开启，分别进行污泥回流和剩余污泥排放，回流污泥直接进入步骤(b)中的第一级生化反应模块，剩余污泥排放进入储泥池，这样，保证了系统中的污泥龄在15d以上，大大降低了有机污泥的产量。

d.污泥处理：通过移动式污泥浓缩和脱水设备，将储泥池中的污泥进行就地处理后，污泥含水率从98％降至80％，明显减量后的污泥就地用于林木肥料，实现就地资源化。

分散式污水处理设施智能互联管理方法：采用互联网和物联网技术，搭建集中管理运营系统平台，包括WEB版和手机APP软件、智能设备等软硬件的配置，使与分散式污水处理设施相关的人、车、物、事件能够在线感知，并实现数以万计分散式污水处理设施的集约化、智慧化和信息化管理，促使这些污水处理设施的低沉本长期有效运行。

与现有村镇污水处理工艺及系统相比，本发明具有如下有益效果：

本发明系统方法有利于实现村镇污水处理设施建设和管理的一体化，施工和运行都非常灵活，设备化、标准化、模块化程度高，有利于快速生产，并降低成本。污水去除污染物能力提高20％以上，污水处理成本较相关工艺系统至少降低20％以上，污泥产量较相关工艺减少30％以上；运行维护管理简单，有利于长效运行，适用于我国大部分村镇污水的处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种分散式污水处理系统，其特征在于，包括：

预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块和控制系统；其中，

所述预处理模块与多级生化主处理模块、后处理模块顺次连接；

所述预处理模块设有进水管，所述后处理设有出水管和排泥管；

所述控制系统分别与所述预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块使用的物联网型电气设备通信连接。

2.根据权利要求1所述的分散式污水处理系统，其特征在于，所述预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块中使用的物联网型电气设备均采用能经物联网和互联网通信连接并进行数据采集、指令控制和状态监控的物联网型电气设备。

3.根据权利要求1或2所述的分散式污水处理系统，其特征在于，所述预处理模块采用提篮格栅拦截装置；

所述多级生化主处理模块内设有3～12级推流反应的反应区，各反应区内均装有生物填料；每级反应区内均设有曝气装置，能经曝气装置控制曝气时间为1：2～4，使各级反应区内的反应环境处于缺氧和好氧交替状态。

4.根据权利要求1或2所述的分散式污水处理系统，其特征在于，所述后处理模块包括：依次连接的沉淀单元和深度处理利用单元；所述深度处理利用单元设置出水管，所述沉淀单元设置所述排泥管。

5.根据权利要求4所述的分散式污水处理系统，其特征在于，所述沉淀单元还包括：沉淀池和储泥池，所述沉淀池设有所述排泥管和排水管，该沉淀池内设有回流泵，分别与排泥管和污泥回流管连接，所述排泥管与所述储泥池连接，所述污泥回流管回连至所述多级生化主处理模块的第一级反应区。

6.根据权利要求5所述的分散式污水处理系统，其特征在于，所述沉淀单元还包括：移动式污泥浓缩及脱水设备，与所述储泥池对接，将储泥池中的污泥进行就地处理后就地资源化利用。

7.根据权利要求4至6任一项所述的分散式污水处理系统，其特征在于，所述深度处理利用单元包括：

并联连接的人工湿地、氧化塘和深度处理单元；其中，所述深度处理单元由顺次连接的过滤池与消毒池构成；

或者，所述深度处理利用单元采用：

人工湿地；

或，氧化塘；

或，由过滤池与消毒池顺次连接构成的深度处理单元，其中所述过滤池与所述沉淀单元连接，所述消毒池上设置出水管。

8.一种分散式污水处理方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的处理系统，包括以下步骤：

a.预处理：通过预处理模块去除污水中的悬浮物；

b.多级生化处理，将步骤a中经过预处理的污水送入多级生化主处理模块，依次通过多级生化主处理模块的各反应区推流反应；通过控制各反应区内曝气装置曝气时间，使每级反应区中的反应环境处于缺氧和好氧交替状态，缺氧和好氧时间控制在1:2～4；

c.后处理：将步骤b中经过多级生化主处理模块处理的污水经过后处理模块沉淀后，根据不同用途对水质的要求，进行深度过滤和消毒后回用，或进入人工湿地，或氧化塘，或进行灌溉实现资源化利用，或直接排放补给河流；

d.污泥处理：通过移动式污泥浓缩和脱水设备，将储泥池中的污泥进行就地处理后，污泥含水率从98％降至80％，明显减量后的污泥就地用于林木肥料，实现就地资源化。

9.根据权利要求1所述的一种分散式污水处理方法，其特征在于，所述步骤c的后处理步骤中，还包括：间歇进行的污泥回流和污泥排放，分别进行将污泥回流至多级生化主处理模块的第一级反应区，以及将剩余污泥排放至储泥池，通过移动式污泥浓缩和脱水设备，将储泥池中的污泥就地处理后，将含水率从98％降至80％的污泥就地用于林木肥料，实现资源化。

10.一种分散式污水处理系统的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至7任一项所述的处理系统，包括：

所述系统中的预处理模块、多级生化主处理模块、后处理模块使用的物联网型电气设备均通过物联网和互联网与所述控制系统通信连接，所述控制系统通过终端设备经互联网对各模块使用的物联网型电气设备远程进行数据采集、指令控制以及状态监控，完成对分散式污水处理系统的控制。