CN107226582A - 一种污水处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种污水处理装置和方法。所述装置包括依次连接的污水池、一级过滤器、缓冲调节柜、二级过滤器、一级臭氧池、生化池、沉淀池、二级臭氧池和清水池。所述方法包括将污水经过沉淀和过滤处理后获得的上清液进行一级臭氧氧化处理、微生物氧化反应处理和二级臭氧+光催化处理的步骤。本发明的装置结构紧凑，占地面积少，体积小，非常适用于海上平台。本发明提供的方法可以高效的处理生活污水。

Description

一种污水处理装置和方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种污水处理装置和方法。
背景技术
随着城市化进程的加快以及社会科技的发展和人们生活水平的提高，生活污水不断增多，对生活污水的处理已经成为目前必须解决的问题，但是现有的污水处理设备，设备占用空间大，对污水的处理效果不够理想，成本也较高，无法满足需求；尤其是在空间受限的区域，例如轮船、海上平台等，由于常规的污水处理设备和方法占地大，无法有效的利用常规的污水处理设备和方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种污水处理装置，所述污水处理装置包括依次连接的一级过滤器、缓冲调节柜、二级过滤器、一级臭氧池、生化池、沉淀池和二级臭氧池；其中，
所述一级过滤器用于对污水进行一级过滤处理；所述缓冲调节柜用于对整个装置中的流体进行缓冲调节；所述二级过滤器用于对来自所述缓冲调节柜的液体进行二级过滤处理；所述一级臭氧池用于对经过所述二级过滤处理后的污水进行氧化处理；所述生化池用于对污水进行生物氧化处理；所述沉淀池用于对经过所述生物氧化处理后的污水进行沉淀处理；所述二级臭氧池用于对经过所述沉淀处理后的污水进行氧化处理。
优选地，所述污水处理装置还包括污水池，所述污水池与所述一级过滤器连接，用于暂存污水，并对污水进行沉淀处理；所述一级过滤器用于对经过所述污水池沉淀处理后获得的上清液进行一级过滤处理。
优选地，所述污水处理装置还包括清水池，所述清水池与所述二级臭氧池连接，用以储存经过所述二级臭氧池氧化处理后获得的清水。
优选地，所述污水池包括灰水池和黑水池；所述灰水池和黑水池并排设置，并通过挡板隔开，在挡板的上部设置有引流孔，所述黑水池内的液体通过所述引流孔流入所述灰水池；优选地，在所述灰水池中设置有仅顶端开口的套管；设置有一条管道，所述管道的一端深入所述套管，所述管道的另一端与位于所述灰水池外部的灰水泵相连；优选地，所述灰水泵设置有两个；优选地，所述套管的开口接近液面；优选地，在所述灰水池中还设置有第一液位计，用以监测所述灰水池中的液面高度；优选地，在所述灰水池上还设置有第一流量计，用来监测进入所述灰水池内的灰水的量；优选地，所述黑水池的外部设置有黑水泵，所述黑水泵通过深入所述黑水池底部的管道，从而将所述黑水池底部的渣滓抽出；优选地，所述黑水泵设置有两个；优选地，所述一级过滤器通过管道与所述灰水泵相连；所述一级过滤器具有排水口和排渣口，所述灰水泵抽出来的污水经过所述一级过滤器过滤处理后形成的渣滓通过所述排渣口排出，经过过滤后的污水通过所述排水口排出并进入所述缓冲调节柜；所述缓冲调节柜通过管道与所述一级过滤器的排水口相连；优选地，所述缓冲调节柜上设置有第二液位计，用以监测所述缓冲调节柜内的液面高度；所述二级过滤器通过管道与所述缓冲调节柜相连，在所述管道上设置有进水泵，用来将污水从所述缓冲调节柜送入所述二级过滤器；所述二级过滤器具有排水口和排渣口；所述进水泵将从所述缓冲调节柜送过来的污水经过所述二级过滤器过滤处理后形成的渣滓通过所述排渣口排出，经过过滤后的污水通过所述排水口排出并进入所述一级臭氧池；优选地，所述一级臭氧池通过管道与所述二级过滤器的排水口相连，在所述管道上设置有第二流量计，用来统计进入所述一级臭氧池内的液体的量；所述一级臭氧池的底部通过管道与臭氧发生器相连；优选地，所述一级过滤器和所述二级过滤器具有如下结构：具有一个过滤腔，所述过滤腔的底部具有入水口；所述过滤腔的上端设置有排渣腔，侧面设置有排水口；所述排渣腔具有排渣口；所述一级过滤器和所述二级过滤器的顶部设置有电机，所述电机的动力输出轴与减速机相连；所述减速机的动力输出轴与滤刷轴相连；所述滤刷轴为上端封闭、下端开口的管状结构；所述滤刷轴的上端位于所述排渣腔内，且具有朝向所述排渣腔的出渣口；所述滤刷轴的中、下端位于所述排渣腔内，下端与所述入水口相通；所述滤刷轴位于所述过滤腔的部分具有多个开口；所述滤芯设置在所述过滤腔中；在所述滤芯装入所述过滤腔中后，所述滤芯的顶端和底端密封；所述滤刷位于所述滤芯的空腔内；所述滤刷与所述滤刷轴固定连接。
优选地，所述生化池包括第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池四个生化池；所述第一生化池过溢流的方式与所述一级臭氧池相连；所述第一生化池和所述第二生化池之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接；所述第二生化池和第所述三生化池之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接；所述第三生化池和所述第四生化池之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接；优选地，所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池均通过管道与生化池风机相连，在所述管道上还设置有压力变送器；优选地，所述生化池风机设置有两个；优选地，所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池内均分别用附着有活性污泥的多面空心球装填；所述压力变送器将所述生化池风机提供的含有氧气的空气根据四个生化池的实际需氧量分别分配给所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池，从而调节所述四个生化池内的微生物氧化状态为厌氧、好氧或者间氧；优选地，所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池的底部均分别通过管道与排泥泵相连，用以将底部的淤泥排出；所述排泥泵的另一端与所述黑水池相连；优选地，在所述生化池内还设置有温控装置；所述沉淀池通过隔板与所述第四生化池隔开，并通过溢流方式连接；优选地，沉淀池风机通过深入所述沉淀池的下部的管道与所述沉淀池相连，从而将空气送入所述沉淀池底部；优选地，所述沉淀池的底部还通过管道与所述排泥泵相连，用以将底部的淤泥排出；优选地，所述沉淀池还通过管道与所述第一生化池相连；所述二级臭氧池通过隔板与所述沉淀池隔开，并通过溢流方式连接；所述二级臭氧池的底部通过管道与所述臭氧发生器相连；所述二级臭氧池的内壁上还设置有光发生器，所述光发生器优选为紫外光发生器；所述清水池通过隔板与所述二级臭氧池隔开，并通过溢流方式连接；所述清水池内设置有第三液位计，用以监测所述清水池内的液面高度；优选地，所述清水池通过管道将水排出，所述管道上设置有出水泵和第三流量计；优选地，所述污水处理装置还包括清洗装置；所述清洗装置包括清洗泵，所述清洗泵通过管道将所述清水池与所述一级臭氧池、生化池、沉淀池和二级臭氧池分别连接起来，从而利用处理后获得的清水清洗上述设备；优选地，所述第一液位计、第二液位计、第三液位计、第一流量计和第二流量计均与PLC控制系统连接；优选地，所述污水处理装置的各个管道上均设置有阀门，用以控制流体的流动；优选地，所述阀门均为电动阀门或电磁阀门，且均与所述PLC控制系统连接，并通过所述PLC控制系统控制所述电动阀门和电磁阀门的开闭；
优选地，所述污水处理装置中使用的所述进水泵、排泥泵、灰水泵和黑水泵均与所述PLC控制系统连接，并均接收所述PLC控制系统发送的指令，从而控制所述进水泵、排泥泵、灰水泵和黑水泵的运行；优选地，所述压力变送器与所述PLC控制系统连接，从而使得所述PLC控制系统根据实际运行情况的需要，向所述压力变送器发送调整向所述生化池的四个生化池中单位时间内输入的气体的量的指令；优选地，所述生化池风机和所述沉淀池风机均与所述PLC控制系统连接，并均向所述PLC控制系统反馈风机的运行信息，以及接收所述PLC控制系统根据实际运行情况的需要发送的控制指令，调整风机的运行状态；优选地，所述PLC控制系统接入互联网，并通过互联网传送和接收信息，从而实现对整个生活污水处理装置的远程控制；优选地，在所述污水处理装置中，除了污水池之外的整个装置的其它组件为一体化的结构，整个所述污水处理装置采用全封闭结构形式，设有排气口、进水口、排泥口和出水口。
本发明还提供了一种污水处理方法，所述方法包括将污水经过沉淀和过滤处理后获得的上清液进行一级臭氧氧化处理、微生物氧化反应处理和二级臭氧+光催化处理的步骤。
优选地，所述沉淀处理在污水池内进行；所述过滤处理包括一级过滤处理和二级过滤处理；优选地，所述一级过滤处理在一级过滤器中进行；所述一级过滤处理用以除去经所述沉淀处理后获得的上清液中粒径大于100μm的大颗粒渣滓；优选地，所述二级过滤处理在二级过滤器内进行；所述二级过滤处理用以进一步除去粒径为10-100μm的小颗粒渣滓；优选地，在一级过滤处理之后、二级过滤处理之前还具有对污水进行缓冲调节的步骤，所述缓冲调节在缓冲调节柜内进行；所述一级臭氧氧化处理在一级臭氧池中进行；优选地，所述一级臭氧氧化处理包括向所述一级臭氧池中通入臭氧，使得水体中的臭氧浓度达到20-100mg/L，并保持0.5-1小时的操作。
优选地，所述微生物氧化反应处理在生化池内进行；优选地，所述微生物氧化反应处理分为四级微生物氧化反应处理；所述生化池分为四个依次通过溢流方式连接的生化池，每级所述微生物氧化反应处理分别在四个相对应的生化池内进行；优选地，经过所述一级臭氧氧化处理后获得的上清液首先进入第一生化池内进行第一级微生物氧化反应处理，然后溢流至第二生化池内进行第二级微生物氧化反应处理，再溢流至第三生化池内进行第三级微生物氧化反应处理，最后溢流至第四生化池内进行第四级微生物氧化反应处理；优选地，所述第一至第四级微生物氧化反应处理均采用生物接触氧化法；优选地，所述生物接触氧化法为：采用附着有活性污泥的多面空心球装填生化池，污水进入生化池后，向生化池内供氧，利用活性污泥中的微生物氧化分解污水中的污染物；优选地，根据经过微生物氧化反应处理后的出水中的污染物的含量情况，调节每个生化池中的氧气的进入速度，控制每级微生物氧化反应处于厌氧、好氧或间氧状态，从而获得较好的出水质量。
优选地，所述方法还包括在微生物氧化反应处理和二级臭氧+光催化处理之间的二次沉淀处理步骤；优选地，所述光催化处理为紫外光处理；优选地，所述二次沉淀处理在沉淀池内进行；优选地，所述二次沉淀处理的时间为1-3小时；优选地，所述方法还包括将经过第四级微生物氧化反应处理后的出水返回至第一级微生物氧化反应处理的步骤；经过所述第四级微生物氧化反应处理后的出水返回至第一级微生物氧化反应处理后，再一次经过所述第二级微生物氧化反应处理和第三级微生物氧化反应处理，直到经过微生物氧化反应处理后的出水的COD达到排放标准。
优选地，所述二级臭氧+光催化处理在二级臭氧池中进行；优选地，所述光催化处理为紫外光处理；优选地，所述二级臭氧氧化处理包括向所述二级臭氧池中通入臭氧，使得水体中的臭氧浓度达到20-100mg/L；优选地，所述光催化处理为在进行二级臭氧氧化处理的同时，使用紫外光照射污水1-2小时的操作。
本发明的装置结构紧凑，占地面积少，体积小，非常适用于海上平台。本发明提供的方法可以高效的处理生活污水。
本发明的其他特征和优点将在如下的具体实施方式部分详细描述。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的生活污水处理装置的结构示意图。
图2为本发明的实施例提供的生活污水处理装置的一级过滤器和二级过滤器的结构示意图。
其中，图中的附图标记说明如下：
1-污水池；2-一级过滤器；3-缓冲调节柜；4-二级过滤器；5-一级臭氧池；6-生化池；7-沉淀池；8-二级臭氧池；9-清水池；10-臭氧发生器；11-灰水池；12-黑水池；20-过滤腔；21-入水口；22-排水口；23-排渣口；24-排渣腔；25-滤芯；26-滤刷；27-电机；28-减速机；30-滤刷轴；31-第二液位计；41-进水泵；51-第二流量计；61-第一生化池；62-第二生化池；63-第三生化池；64-第四生化池；65-生化池风机；66-压力变送器；67-排泥泵；71-沉淀池风机；91-第三液位计；92-出水泵；111-灰水泵；112-套管；113-第一液位计；114-第一流量计；121-黑水泵；301-出渣口；302-第一开口；303-第二开口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的第一个方面的优选实施例提供了一种污水处理装置，该装置尤其适用于生活污水的处理。该装置包括依次连接的污水池1、一级过滤器2、缓冲调节柜3、二级过滤器4、一级臭氧池5、生化池6、沉淀池7、二级臭氧池8和清水池9。
其中，污水池1包括灰水池11和黑水池12。灰水池11和黑水池12并排设置，并通过挡板隔开。在挡板的上部设置有引流孔，黑水池12内的污水经过静置处理后形成的位于黑水池12的上部的杂质含量相对较少的污水可以通过引流孔流入灰水池11内。
在灰水池11中设置有仅顶端开口的套管112。设置一条管道，并将该管道的一端深入套管112，管道的另一端与位于灰水池11外部的灰水泵111相连。灰水泵111可以设置两个，这样可以防止其中一个灰水泵不能工作时影响整个系统的工作。优选地，套管112的开口接近液面，这样可以尽量减少沉淀物进入管道，从而被灰水泵111吸出。设置套管112可以大大减少灰水泵111抽水时对液体的扰动，减少灰水泵111抽出固体杂质的几率。
在灰水池11中还设置有第一液位计113，用以监测灰水池11中的液面高度。
在灰水池11上还设置有第一流量计114，第一流量计114优选采用电磁流量计。第一流量计114用来监测进入灰水池11内的灰水的量。
黑水池12的外部设置有黑水泵121，黑水泵121通过深入黑水池12底部的管道，从而将黑水池底部的渣滓抽出。黑水泵121可以设置两个，这样可以防止其中一个黑水泵不能工作时影响抽出渣滓的操作。
一级过滤器2通过管道与灰水泵111相连。一级过滤器2具有排水口和排渣口。灰水泵111抽出来的污水经过一级过滤器2过滤处理后形成的渣滓通过排渣口排出，经过过滤后的污水通过一级过滤器2的排水口排出并进入缓冲调节柜3。
缓冲调节柜3通过管道与一级过滤器2的排水口相连。缓冲调节柜3上设置有第二液位计31，用以监测缓冲调节柜3内的液面高度。
二级过滤器4通过管道与缓冲调节柜3相连，在该管道上设置有进水泵41，用来将污水从缓冲调节柜3送入二级过滤器4。二级过滤器4具有排水口和排渣口。进水泵41从缓冲调节柜3送过来的污水经过二级过滤器4过滤处理后形成的渣滓通过排渣口排出，经过过滤后的污水通过排水口排出并进入一级臭氧池5。
如图2所示，一级过滤器2和二级过滤器4的结构如下(以下简称过滤器)：
过滤器具有一个过滤腔20，过滤腔20的底部具有入水口21。过滤腔20的上端设置有排渣腔24，过滤腔20的侧面设置有排水口22。排渣腔24的排渣口23通过排渣管道和用于收集渣滓的装置相连，在该管道上可以设置排渣阀(未示出)，用以控制渣滓的排出。过滤器的顶部设置有电机27，电机27的动力输出轴与减速机28相连，从而将转速降低。减速机28的动力输出轴与滤刷轴30相连。滤刷轴30为上端封闭、下端开口的管状结构。滤刷轴30的上端位于排渣腔24内，且具有朝向排渣腔24的出渣口301。滤刷轴30的中、下端位于排渣腔24内，下端与入水口21相通，用来接收从入水口进入的水。滤刷轴30位于过滤腔20的部分具有多个开口(图2中为两个，分别为第一开口302和第二开口303)，设置多个开口相比于设置一个大的开口可以相对增大滤刷轴30的强度，因为滤刷轴30为空心结构，同时还需要带动滤刷26旋转。滤芯25设置在过滤腔20中。在滤芯25装入过滤腔20中后，滤芯25的顶端和底端密封。滤刷26位于滤芯25的空腔内。滤刷26与滤刷轴30固定连接，从而可以在电机27通过减速机28的带动下旋转。
在进行过滤作业时，污水可以通过入水口21进入滤刷轴30，并通过第一开口302和/或第二开口303排入滤芯25的空腔内。污水通过滤芯25的过滤后产生的净水通过出水口22排出，过滤产生的渣滓滞留在滤芯25的空腔中。
当滤芯25内积累的渣滓过多后，可以利用清水池9中的清水对过滤器进行反冲洗，反冲洗的过程描述如下：
来自清水池9的清水可以通过出水泵92的作用从入水口21进入滤刷轴30，并通过第一开口302和第二开口303排入滤芯25的空腔内。滤刷26在电机27通过减速机28的带动下旋转，从而搅动滤芯25的空腔中的渣滓，同时刮除滤芯25的空腔内壁上附着的渣滓，渣滓溶入进入的清水中，并从第一开口302和/或第二开口303进入滤刷轴30，进而进入排渣腔24。进入排渣腔的渣滓可以通过排渣阀(未示出)排放出去，从而完成过滤器的反冲洗。
其中，一级过滤器2中使用的滤芯的平均孔径为100μm，因此可以过滤除去污水中粒径大于100μm的大颗粒渣滓(例如，大颗粒的泥沙、杂质和生活垃圾)。二级过滤器4中使用的滤芯的平均孔径为10-100μm，因此可以根据需要调节二级过滤器4中使用的滤芯的平均孔径，以过滤除去污水中粒径为10-100μm的小颗粒渣滓。
一级臭氧池5通过管道与二级过滤器4的排水口相连，在该管道上设置有第二流量计51，用来统计进入一级臭氧池5内的液体的量。一级臭氧池5的底部通过管道与臭氧发生器10相连。
生化池6包括第一生化池61、第二生化池62、第三生化池63和第四生化池64四个生化池。第一生化池61通过溢流的方式与一级臭氧池5相连。第一生化池61和第二生化池62之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接，使得液体可以从第一生化池61溢流到第二生化池62；第二生化池62和第三生化池63之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接，使得液体可以从第二生化池62溢流到第三生化池63；第三生化池63和第四生化池64之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接，使得液体可以从第三生化池63溢流到第四生化池64。
第一生化池61、第二生化池62、第三生化池63和第四生化池64均通过管道与生化池风机65相连，在该管道上还设置有压力变送器66。生化池风机65可以设置两个，这样可以避免其中一个风机损坏时影响整个系统的正常运转；同时，当生化池6需要空气量较多时可以同时开启两个风机。生化池风机65还可以用来对生化池6的内壁进行冲刷、清洗。
第一生化池61、第二生化池62、第三生化池63和第四生化池64内均可以分别用附着有活性污泥的多面空心球装填(优选填满生化池)。其中，活性污泥中含有大量的微生物，其中多数为兼性厌氧微生物。压力变送器66可以将生化池风机65提供的含有氧气的空气根据四个生化池的实际需氧量分别分配给第一生化池61、第二生化池62、第三生化池63和第四生化池64，从而调节四个生化池内的微生物氧化状态(厌氧、好氧或者间氧)。
第一生化池61、第二生化池62、第三生化池63和第四生化池64的底部均分别通过管道与排泥泵67相连，用以将底部的淤泥排出。排泥泵67的另一端可以与黑水池12相连，从而将淤泥排入黑水池12；这样不仅可以满足对于海洋平台(包括钻井等固定平台以及船舶等移动平台)，需要将产生的固体废物(如本发明中的淤泥)经脱水处理后运送陆地处理的规定，同时，由于生化池底部的淤泥为活动污泥，排放到黑水池12中还可以增加黑水池12中的微生物含量，起到增加处理效率的作用。
为了控制生化池6内的温度，为微生物提供适宜的生长环境，在生化池6内还可以设置温控装置(未图示)。
沉淀池7通过隔板与第四生化池64隔开，并通过溢流方式与第四生化池64连接，使得液体可以从第四生化池64溢流到沉淀池7。沉淀池风机71通过深入沉淀池7的下部的管道与沉淀池7相连，从而将空气送入沉淀池7底部。由于在设备调试前期，生物环境未生长起来，需要进行内循环，通过向沉淀池7底部通入空气可以给微生物提供所需的充足氧气，使得微生物迅速生长。其目的也是防止不合格水排海，沉淀池入水为U型设计，鼓入空气后，内部压力低于U口位置压力、高于回流管压力，故可以实现内循环，进风口在沉淀池液面上部，沉淀淤泥在下部，故不影响沉淀效果。沉淀池7的底部还通过管道与排泥泵67相连，用以将底部的淤泥排出。
沉淀池7还通过管道与第一生化池61相连，结合沉淀池风机71的作用，可以将经过在生化池6中的生化处理之后COD不达标的污水送回第一生化池61重新进行生化处理，从而使得污水的COD达到排放标准。
二级臭氧池8通过隔板与沉淀池7隔开，并通过溢流方式连接，使得液体可以从沉淀池7溢流到二级臭氧池8。二级臭氧池8的底部通过管道与臭氧发生器10相连。二级臭氧池8的内壁上还设置有光发生器，优选为紫外光发生器，用以发出紫外光。
清水池9通过隔板与二级臭氧池8隔开，并通过溢流方式连接，使得液体可以从二级臭氧池8溢流到清水池9。清水池9内设置有第三液位计91，用以监测清水池9内的液面高度。清水池9可以通过管道将水排出，管道上可以设置出水泵92和第三流量计93；其中，出水泵92可以用来辅助从清水池9中排出清水，第三流量计93可以用来统计清水的量。
在本发明提供的污水处理装置的一个优选的实施方式中，还可以设置清洗装置，用以对一级臭氧池5、生化池6、沉淀池7和二级臭氧池8进行冲洗。所述清洗装置包括清洗泵(未图示)，所述清洗泵通过管道将清水池9与一级臭氧池5、生化池6、沉淀池7和二级臭氧池8分别连接起来，从而利用处理后获得的清水清洗上述设备。
在本发明提供的污水处理装置的一个优选的实施方式中，第一液位计113、第二液位计31和第三液位计91均与PLC(Programmable Logic Controller)控制系统连接，从而将采集到的液位信息输送给PLC控制系统，使得PLC控制系统可以根据实际运行情况控制整个装置的运行。
在本发明提供的污水处理装置的一个优选的实施方式中，第一流量计114和第二流量计51均与PLC控制系统连接，从而将采集到的流量信息输送给PLC控制系统，使得PLC控制系统可以根据实际运行情况控制整个装置的运行。
本发明的各个管道上均可以设置阀门，用以控制流体的流动，优选地，阀门均可以为电动阀门或电磁阀门，且均与PLC控制系统连接，并通过PLC控制系统控制电动阀门和电磁阀门的开闭，因此可以实现对相应阀门的远程电子控制。
本发明中使用的所有的泵，例如进水泵41、排泥泵67、灰水泵111和黑水泵121均可以与PLC控制系统连接，并均可以接收PLC控制系统发送的指令，从而控制泵的运行。
压力变送器66与PLC控制系统连接，从而使得PLC控制系统可以根据实际运行情况的需要，向压力变送器66发送调整向生化池6的四个生化池中单位时间内输入的气体的量的指令。
生化池风机65和沉淀池风机71均与PLC控制系统连接，并均可以向PLC控制系统反馈风机的运行信息，以及接收PLC控制系统根据实际运行情况的需要发送的控制指令，调整风机的运行状态。
PLC控制系统还可以接入互联网，并通过互联网传送和接收信息，从而实现对整个生活污水处理装置的远程控制，使得本发明的优选的实施例提供的生活污水处理装置特别适合距离遥远、交通不便的海上平台。
在本发明提供的一种优选的污水处理装置中，除了污水池之外的整个装置的其它组件可以为一体化的结构，本体可以采用4mm厚度的不锈钢板焊接而成，内壁涂有环氧沥青油漆，油漆干膜厚度可以为30μm。整个装置采用全封闭结构形式，设有排气口、进水口、排泥口和出水口。这样不仅方便了运输和安装，而且使得整个装置的结构更加紧凑，大大减少了占地面积和体积，使其更加适用于海上平台。
本发明提供的装置具有自动化程度高，可以远程传输控制，操作方便，处理效率高，净化程度好，污泥产生量少，能耗及管理费用少等优点。
本发明的第二个方面提供了一种污水处理方法，该方法尤其适用于生活污水的处理。该方法包括将污水经过沉淀和过滤处理后获得的上清液进行一级臭氧氧化处理、微生物氧化反应处理和二级臭氧+光催化处理的步骤。
根据本发明的污水处理方法，如图1所示，所述沉淀处理可以在污水池1内进行。
根据本发明的污水处理方法，所述过滤处理可以包括一级过滤处理和二级过滤处理。如图1所示，所述一级过滤处理可以在一级过滤器2中进行。所述一级过滤处理用以除去经所述沉淀处理后获得的上清液中粒径大于100μm的大颗粒渣滓。所述二级过滤处理可以在二级过滤器4内进行。所述二级过滤处理用以进一步除去粒径为10-100μm的小颗粒渣滓。
优选地，在一级过滤处理之后、二级过滤处理之前还可以具有对污水进行缓冲调节的步骤，所述缓冲调节可以在缓冲调节柜3内进行，通过所述缓冲调节，可以根据实际需要调控整个污水处理过程，从而提高污水的处理效率。
根据本发明的污水处理方法，如图1所示，所述一级臭氧氧化处理可以在一级臭氧池5中进行。通过一级臭氧氧化处理，可以将污水中的细菌杀死，同时降低水的COD值，从而调节水质，为后续的微生物氧化反应处理做好准备。所述一级臭氧氧化处理包括向一级臭氧池5中通入臭氧，使得水体中的臭氧浓度达到20-100mg/L，并保持0.5-1小时的操作。
根据本发明的污水处理方法，如图1所示，所述微生物氧化反应处理可以在生化池6内进行。优选地，所述微生物氧化反应处理可以分为四级微生物氧化反应处理。生化池6可以分为四个依次通过溢流方式连接的生化池，每级所述微生物氧化反应处理分别在四个相对应的生化池内进行。
具体地，如图1所示，经过所述一级臭氧氧化处理后获得的上清液首先进入第一生化池内61进行第一级微生物氧化反应处理，然后溢流至第二生化池62内进行第二级微生物氧化反应处理，再溢流至第三生化池63内进行第三级微生物氧化反应处理，最后溢流至第四生化池64内进行第四级微生物氧化反应处理。
所述第一至第四级微生物氧化反应处理均可以采用生物接触氧化法。所述生物接触氧化法可以为：采用附着有活性污泥的多面空心球装填生化池(优选填满生化池)，污水进入生化池6后，向生化池6内供氧(例如可以通过生化池风机65向生化池6内供氧)，利用活性污泥中的微生物(活性污泥中含有大量的微生物，其中多数为兼性厌氧微生物)氧化分解污水中的污染物。所述生物接触氧化法采用多面空心球为填充物，由于多面空心球比表面积大、空隙率较高，微生物经过培养后会附着到多面空心球的每一个表面，增加在有限空间内微生物的附着量(即污泥浓度)，从而增加了待处理的污水与微生物的接触面积，提高了微生物氧化污水中的污染物的效果，也就提高了净化效率。
优选地，根据经过微生物氧化反应处理后的出水中的污染物的种类和含量情况，调节每个生化池中的氧气的进入速度，控制每级微生物氧化反应处于厌氧、好氧或间氧状态，从而获得较好的出水质量。
为了使得微生物能够正常生长，所述微生物氧化反应处理的温度为15℃-35℃，湿度＜95％。
通过微生物氧化反应处理，可以显著降低污水中的污染物含量，为接下来的二级臭氧+光催化处理步骤提供了较为清洁的污水，从而显著提高处理效率。
根据本发明的生活污水处理方法，还包括在微生物氧化反应处理和二级臭氧+光催化处理之间的二次沉淀处理步骤。如图1所示，所述二次沉淀处理可以在沉淀池7内进行。所述二次沉淀处理的时间可以为1-3小时。所述二次沉淀处理不仅可以对一些沉淀物较多的污水进一步沉淀以除去沉淀物，还能对整个生活污水处理过程起到缓冲作用，从而提高整个污水处理过程的连续性和可控性。
进一步优选地，为了保证经过微生物氧化反应处理后的出水的COD达到排放标准，还包括将经过第四级微生物氧化反应处理后的出水返回至第一级微生物氧化反应处理的步骤。经过第四级微生物氧化反应处理后的出水返回至第一级微生物氧化反应处理后，再一次经过第二级微生物氧化反应处理和第三级微生物氧化反应处理，直到经过微生物氧化反应处理后的出水的COD达到排放标准。
根据本发明的生活污水处理方法，如图1所示，所述二级臭氧+光催化处理可以在二级臭氧池8中进行。优选地，所述光催化处理为紫外光处理。所述二级臭氧氧化处理包括向所述二级臭氧池8中通入臭氧，使得水体中的臭氧浓度达到20-100mg/L。所述光催化处理可以为在进行二级臭氧氧化处理的同时，使用紫外光照射污水1-2小时的操作，从而杀死污水中的细菌和病毒，降低污水中有害微生物的含量。
本发明通过将臭氧与紫外光催化处理结合，使得臭氧在紫外光的照射下,分解产生活泼的次生氧化剂来氧化有机物。该氧化反应为自由基型。自由基产生的机理为:
O3+hυ→O+O2
O3+hυ+H2O→H2O2+O2
O+H2O→·OH
H2O2+hυ→·OH
羟基自由基是所知的最强的氧化剂之一。而本发明通过将O3在UV照射下，产生大量的羟基自由基，这些羟基自由基可以无选择性的氧化水体中的有机物，使得水体中的难降解有机物被降解或被彻底矿化成二氧化碳和水，或将大分子氧化成小分子物质，提高污水的可生化性，有利于生物的降解。这与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小，排泥周期长，易实现自动控制等优点。
通过二级臭氧+光催化处理，还可以将污水中的细菌和病毒杀死，从而保证处理后的水质达到排放标准。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种污水处理装置，包括依次连接的一级过滤器、缓冲调节柜、二级过滤器、一级臭氧池、生化池、沉淀池和二级臭氧池；其中，
所述一级过滤器用于对污水进行一级过滤处理；
所述缓冲调节柜用于对整个装置中的流体进行缓冲调节；
所述二级过滤器用于对来自所述缓冲调节柜的液体进行二级过滤处理；
所述一级臭氧池用于对经过所述二级过滤处理后的污水进行氧化处理；
所述生化池用于对污水进行生物氧化处理；
所述沉淀池用于对经过所述生物氧化处理后的污水进行沉淀处理；
所述二级臭氧池用于对经过所述沉淀处理后的污水进行氧化处理。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述污水处理装置还包括污水池，所述污水池与所述一级过滤器连接，用于暂存污水，并对污水进行沉淀处理；所述一级过滤器用于对经过所述污水池沉淀处理后获得的上清液进行一级过滤处理。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述污水处理装置还包括清水池，所述清水池与所述二级臭氧池连接，用以储存经过所述二级臭氧池氧化处理后获得的清水。
4.根据权利要求3所述的污水处理装置，其特征在于，
所述污水池包括灰水池和黑水池；所述灰水池和黑水池并排设置，并通过挡板隔开，在挡板的上部设置有引流孔，所述黑水池内的液体通过所述引流孔流入所述灰水池；
优选地，在所述灰水池中设置有仅顶端开口的套管；设置有一条管道，所述管道的一端深入所述套管，所述管道的另一端与位于所述灰水池外部的灰水泵相连；
优选地，所述灰水泵设置有两个；
优选地，所述套管的开口接近液面；
优选地，在所述灰水池中还设置有第一液位计，用以监测所述灰水池中的液面高度；
优选地，在所述灰水池上还设置有第一流量计，用来监测进入所述灰水池内的灰水的量；
优选地，所述黑水池的外部设置有黑水泵，所述黑水泵通过深入所述黑水池底部的管道，从而将所述黑水池底部的渣滓抽出；
优选地，所述黑水泵设置有两个；
优选地，所述一级过滤器通过管道与所述灰水泵相连；
所述一级过滤器具有排水口和排渣口，所述灰水泵抽出来的污水经过所述一级过滤器过滤处理后形成的渣滓通过所述排渣口排出，经过过滤后的污水通过所述排水口排出并进入所述缓冲调节柜；
所述缓冲调节柜通过管道与所述一级过滤器的排水口相连；
优选地，所述缓冲调节柜上设置有第二液位计，用以监测所述缓冲调节柜内的液面高度；
所述二级过滤器通过管道与所述缓冲调节柜相连，在所述管道上设置有进水泵，用来将污水从所述缓冲调节柜送入所述二级过滤器；
所述二级过滤器具有排水口和排渣口；所述进水泵将从所述缓冲调节柜送过来的污水经过所述二级过滤器过滤处理后形成的渣滓通过所述排渣口排出，经过过滤后的污水通过所述排水口排出并进入所述一级臭氧池；
优选地，所述一级臭氧池通过管道与所述二级过滤器的排水口相连，在所述管道上设置有第二流量计，用来统计进入所述一级臭氧池内的液体的量；
所述一级臭氧池的底部通过管道与臭氧发生器相连；
优选地，所述一级过滤器和所述二级过滤器具有如下结构：
具有一个过滤腔，所述过滤腔的底部具有入水口；所述过滤腔的上端设置有排渣腔，侧面设置有排水口；所述排渣腔具有排渣口；所述一级过滤器和所述二级过滤器的顶部设置有电机，所述电机的动力输出轴与减速机相连；所述减速机的动力输出轴与滤刷轴相连；所述滤刷轴为上端封闭、下端开口的管状结构；所述滤刷轴的上端位于所述排渣腔内，且具有朝向所述排渣腔的出渣口；所述滤刷轴的中、下端位于所述排渣腔内，下端与所述入水口相通；所述滤刷轴位于所述过滤腔的部分具有多个开口；所述滤芯设置在所述过滤腔中；在所述滤芯装入所述过滤腔中后，所述滤芯的顶端和底端密封；所述滤刷位于所述滤芯的空腔内；所述滤刷与所述滤刷轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的污水处理装置，其特征在于，
所述生化池包括第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池四个生化池；
所述第一生化池过溢流的方式与所述一级臭氧池相连；所述第一生化池和所述第二生化池之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接；所述第二生化池和第所述三生化池之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接；所述第三生化池和所述第四生化池之间通过隔板隔开，并通过溢流方式连接；
优选地，所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池均通过管道与生化池风机相连，在所述管道上还设置有压力变送器；
优选地，所述生化池风机设置有两个；
优选地，所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池内均分别用附着有活性污泥的多面空心球装填；所述压力变送器将所述生化池风机提供的含有氧气的空气根据四个生化池的实际需氧量分别分配给所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池，从而调节所述四个生化池内的微生物氧化状态为厌氧、好氧或者间氧；
优选地，所述第一生化池、第二生化池、第三生化池和第四生化池的底部均分别通过管道与排泥泵相连，用以将底部的淤泥排出；所述排泥泵的另一端与所述黑水池相连；
优选地，在所述生化池内还设置有温控装置；
所述沉淀池通过隔板与所述第四生化池隔开，并通过溢流方式连接；
优选地，沉淀池风机通过深入所述沉淀池的下部的管道与所述沉淀池相连，从而将空气送入所述沉淀池底部；
优选地，所述沉淀池的底部还通过管道与所述排泥泵相连，用以将底部的淤泥排出；
优选地，所述沉淀池还通过管道与所述第一生化池相连；
所述二级臭氧池通过隔板与所述沉淀池隔开，并通过溢流方式连接；所述二级臭氧池的底部通过管道与所述臭氧发生器相连；所述二级臭氧池的内壁上还设置有光发生器，所述光发生器优选为紫外光发生器；
所述清水池通过隔板与所述二级臭氧池隔开，并通过溢流方式连接；所述清水池内设置有第三液位计，用以监测所述清水池内的液面高度；
优选地，所述清水池通过管道将水排出，所述管道上设置有出水泵和第三流量计；
优选地，所述污水处理装置还包括清洗装置；所述清洗装置包括清洗泵，所述清洗泵通过管道将所述清水池与所述一级臭氧池、生化池、沉淀池和二级臭氧池分别连接起来，从而利用处理后获得的清水清洗上述设备；
优选地，所述第一液位计、第二液位计、第三液位计、第一流量计和第二流量计均与PLC控制系统连接；
优选地，所述污水处理装置的各个管道上均设置有阀门，用以控制流体的流动；
优选地，所述阀门均为电动阀门或电磁阀门，且均与所述PLC控制系统连接，并通过所述PLC控制系统控制所述电动阀门和电磁阀门的开闭；
优选地，所述污水处理装置中使用的所述进水泵、排泥泵、灰水泵和黑水泵均与所述PLC控制系统连接，并均接收所述PLC控制系统发送的指令，从而控制所述进水泵、排泥泵、灰水泵和黑水泵的运行；
优选地，所述压力变送器与所述PLC控制系统连接，从而使得所述PLC控制系统根据实际运行情况的需要，向所述压力变送器发送调整向所述生化池的四个生化池中单位时间内输入的气体的量的指令；
优选地，所述生化池风机和所述沉淀池风机均与所述PLC控制系统连接，并均向所述PLC控制系统反馈风机的运行信息，以及接收所述PLC控制系统根据实际运行情况的需要发送的控制指令，调整风机的运行状态；
优选地，所述PLC控制系统接入互联网，并通过互联网传送和接收信息，从而实现对整个生活污水处理装置的远程控制；
优选地，在所述污水处理装置中，除了污水池之外的整个装置的其它组件为一体化的结构，整个所述污水处理装置采用全封闭结构形式，设有排气口、进水口、排泥口和出水口。
6.一种污水处理方法，其特征在于，所述方法包括将污水经过沉淀和过滤处理后获得的上清液进行一级臭氧氧化处理、微生物氧化反应处理和二级臭氧+光催化处理的步骤。
7.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，
所述沉淀处理在污水池内进行；
所述过滤处理包括一级过滤处理和二级过滤处理；
优选地，所述一级过滤处理在一级过滤器中进行；所述一级过滤处理用以除去经所述沉淀处理后获得的上清液中粒径大于100μm的大颗粒渣滓；
优选地，所述二级过滤处理在二级过滤器内进行；所述二级过滤处理用以进一步除去粒径为10-100μm的小颗粒渣滓；
优选地，在一级过滤处理之后、二级过滤处理之前还具有对污水进行缓冲调节的步骤，所述缓冲调节在缓冲调节柜内进行；
所述一级臭氧氧化处理在一级臭氧池中进行；
优选地，所述一级臭氧氧化处理包括向所述一级臭氧池中通入臭氧，使得水体中的臭氧浓度达到20-100mg/L，并保持0.5-1小时的操作。
8.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，
所述微生物氧化反应处理在生化池内进行；
优选地，所述微生物氧化反应处理分为四级微生物氧化反应处理；所述生化池分为四个依次通过溢流方式连接的生化池，每级所述微生物氧化反应处理分别在四个相对应的生化池内进行；
优选地，经过所述一级臭氧氧化处理后获得的上清液首先进入第一生化池内进行第一级微生物氧化反应处理，然后溢流至第二生化池内进行第二级微生物氧化反应处理，再溢流至第三生化池内进行第三级微生物氧化反应处理，最后溢流至第四生化池内进行第四级微生物氧化反应处理；
优选地，所述第一至第四级微生物氧化反应处理均采用生物接触氧化法；
优选地，所述生物接触氧化法为：采用附着有活性污泥的多面空心球装填生化池，污水进入生化池后，向生化池内供氧，利用活性污泥中的微生物氧化分解污水中的污染物；
优选地，根据经过微生物氧化反应处理后的出水中的污染物的含量情况，调节每个生化池中的氧气的进入速度，控制每级微生物氧化反应处于厌氧、好氧或间氧状态，从而获得较好的出水质量。
9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，
所述方法还包括在微生物氧化反应处理和二级臭氧+光催化处理之间的二次沉淀处理步骤；
优选地，所述光催化处理为紫外光处理；
优选地，所述二次沉淀处理在沉淀池内进行；
优选地，所述二次沉淀处理的时间为1-3小时；
优选地，所述方法还包括将经过第四级微生物氧化反应处理后的出水返回至第一级微生物氧化反应处理的步骤；经过所述第四级微生物氧化反应处理后的出水返回至第一级微生物氧化反应处理后，再一次经过所述第二级微生物氧化反应处理和第三级微生物氧化反应处理，直到经过微生物氧化反应处理后的出水的COD达到排放标准。
10.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，
所述二级臭氧+光催化处理在二级臭氧池中进行；
优选地，所述光催化处理为紫外光处理；
优选地，所述二级臭氧氧化处理包括向所述二级臭氧池中通入臭氧，使得水体中的臭氧浓度达到20-100mg/L；
优选地，所述光催化处理为在进行二级臭氧氧化处理的同时，使用紫外光照射污水1-2小时的操作。
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