CN108249567A - 污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理设备，包括依次布置的厌氧区Ⅰ、缺氧区Ⅱ、好氧区Ⅲ、泥水分离区Ⅳ以及污泥区Ⅴ，其中，所述好氧区Ⅲ设置有第一曝气装置，所述污泥区Ⅴ设置有第二曝气装置，与所述第一曝气装置连接有输气主管路(1)及所述输气主管路(1)上连接的风机，所述输气主管路(1)上连接有输气支管路(2)，所述输气支管路(2)连接有向所述第二曝气设备输送气体的曝气输送管(8)；所述污水处理设备还包括用于使所述缺氧区Ⅱ、所述好氧区Ⅲ和/或所述泥水分离区Ⅳ中的污水回流的气提装置。本发明提供的污水处理设备能够更加有效地处理污水，充分消耗污泥，而且设备简单、节能，并能够实现无人值守。

Description

污水处理设备

技术领域

本发明涉及污水处理技术，具体地，涉及一种污水处理设备。

背景技术

目前，我国农村地区污水处理率较低，农村污水直接排河现象严重，农村污水对水环境的污染问题日益凸显。

我国在城市污水处理的过程中积累了很多技术，然而我国农村污水的处理仍处于起步阶段。现状农村污水处理技术主要分三大类：传统活性污泥法污水处理技术、膜处理技术、生态处理技术。传统活性污泥法处理技术对水质、水量的变化适应性差，而且需要专业的管理；膜处理技术由于运行一段时间需要换膜，运行成本高；生态处理技术占地面积大，而且受自然气候影响明显，生态设施冬季出水存在严重不达标现象。

我国农村污水排放分布较分散，农村污水处理水量较小，污水处理量多为几百吨/天，甚至几十吨/天。现存农村污水处理站主要存在问题：1)基建费用高；2)污水处理站的吨水运行成本高；3)传统污水处理技术需要电气、自控、水处理等专业人员的管理，由于在农村地区缺乏专业人员管理，故因管理不善造成出水不达标标的现象时有发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种污水处理设备，用于解决目前的农村污水处理技术所存在的成本高、需要专业人员管理等问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种污水处理设备，包括依次布置的厌氧区Ⅰ、缺氧区Ⅱ、好氧区Ⅲ、泥水分离区Ⅳ以及污泥区Ⅴ，其中，所述好氧区Ⅲ设置有第一曝气装置，所述污泥区Ⅴ设置有第二曝气装置，与所述第一曝气装置连接有输气主管路及所述输气主管路上连接的风机，所述输气主管路上连接有输气支管路，所述输气支管路连接有向所述第二曝气设备输送气体的曝气输送管；

所述污水处理设备还包括用于使所述缺氧区Ⅱ、所述好氧区Ⅲ和/或所述泥水分离区Ⅳ中的污水回流的气提装置。

优选地，所述气提装置包括用于将所述缺氧区Ⅱ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第一气提装置、用于将所述好氧区Ⅲ的污水气提至所述缺氧区Ⅱ的第二气提装置、用于将所述泥水分离区Ⅳ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第三气提装置，所述第一气提装置中的第一气提管、所述第二气提装置中的第二气提管以及所述第三气提装置中的第三气提管均连接到所述输气支管路上。

优选地，所述第二气提装置设置有两个。

优选地，所述污水处理设备还包括用于将所述泥水分离区Ⅳ的污泥气提至所述污泥区Ⅴ的第四气提装置，所述第四气提装置中的第四气提管连接到所述输气支管路上。

优选地，所述污水处理设备还包括与所述厌氧区Ⅰ连接的调节池Ⅵ以及用于将所述调节池Ⅵ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第五气提装置，所述第五气提装置中的第五气提管连接到所述输气支管路上。

优选地，所述输气主管路的与所述输气支管路连接处的下游、所述输气支管路的主路、所述第一气提管、所述第二气提管、所述第三气提管、所述第四气提管、所述第五气提管和/或所述曝气输送管上分别设置有用于控制各管路中气体流量的阀门。

优选地，所述厌氧区Ⅰ包括依次连接的多个，所述缺氧区Ⅱ包括依次连接的多个，污水依次经过多个所述厌氧区Ⅰ进入所述缺氧区Ⅱ，并依次经过多个所述缺氧区Ⅱ进入所述好氧区Ⅲ；其中，所述厌氧区Ⅰ之间、所述缺氧区Ⅱ之间以及所述厌氧区Ⅰ与所述缺氧区Ⅱ之间的连通设置为使得污水形成上下交替的流态。

优选地，所述厌氧区Ⅰ之间、所述缺氧区Ⅱ之间以及所述厌氧区Ⅰ和所述缺氧区Ⅱ之间设置有用于连通相邻两个区的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板交替设置，且所述第一隔板的高度设置为污水能够从所述第一隔板的顶部流过，所述第二隔板在下部位置形成连通孔。

优选地，所述好氧区Ⅲ和所述泥水分离区Ⅳ之间设置有位于上部的从上向下倾斜延伸的上挡板和位于下部的从下向上倾斜延伸的下挡板，使得所述泥水分离区Ⅳ形成上宽下窄的结构，其中所述上挡板和所述下挡板之间形成连通所述好氧区Ⅲ和所述泥水分离区Ⅳ的间隙。

优选地，所述泥水分离区Ⅳ的上部设置有出水槽以及与所述出水槽连接的出水管。

通过上述技术方案，能够实现污泥处理设备的简单化，而且能够更有效地处理污水，并充分地消耗剩余污泥，实现污泥的减量化。另外，本发明提供的污水处理设备更加节能，且可实现整个污水处理过程的无人值守，特别适合于农村缺乏专业人员管理的现状。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的一个实施方式中污水处理设备的俯视图；

图2为图1所示的污水处理设备从下部看的结构示意图；

图3为图1从A-A处剖切的结构示意图；

图4为图1从B-B处剖切的结构示意图；

图5为图1从C-C处剖切的结构示意图；

附图标记说明

1-输气主管路； 2-输气支管路； 3-第一气提管；

4-第二气提管； 5-第三气提管； 6-第四气提管；

7-第五气提管； 8-曝气输送管； 9-进水管；

10-溢流管； 11-第一阀门； 12-第二阀门；

13-第三阀门； 14-第四阀门； 15-第五阀门；

16-第六阀门； 17-第七阀门； 18-第八阀门；

19-出水槽； 20-出水管； 21-排泥斗；

22-排空孔； 23-第一升液管； 24-第二升液管；

25-第三升液管； 26-第四升液管； 27-第五升液管；

28-上挡板； 29-下挡板； 30-曝气盘；

31-曝气管；

Ⅰ-厌氧区； Ⅱ-缺氧区； Ⅲ-好氧区；

Ⅳ-泥水分离区； Ⅴ-污泥区； Ⅵ-调节池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。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。

本发明提供一种污水处理设备，如图1所示，该污水处理设备包括依次布置的厌氧区Ⅰ、缺氧区Ⅱ、好氧区Ⅲ、泥水分离区Ⅳ以及污泥区Ⅴ，其中，所述好氧区Ⅲ设置有第一曝气装置，所述污泥区Ⅴ设置有第二曝气装置，与所述第一曝气装置连接有输气主管路1及所述输气主管路1上连接的风机，所述输气主管路1上连接有输气支管路2，所述输气支管路2连接有向所述第二曝气设备输送气体的曝气输送管路8。

该污水处理设备还包括用于使所述缺氧区Ⅱ、所述好氧区Ⅲ和/或所述泥水分离区Ⅳ中的污水回流的气提装置。

其中，在此所说的“回流”是指污水返回到上游的区中，例如，缺氧区Ⅱ的污水回流至厌氧区Ⅰ，好氧区Ⅲ的污水回流至缺氧区Ⅱ或厌氧区Ⅰ等。

所述的“气提”为本领域技术人员所知晓的利用升液管内外液体的密度差，使液体得到提升的方法。所述气提装置为通过气提管向升液管内通入气体，以使得升液管内外的液体具有密度差，从而来提升液体的装置。

本发明提供的污水处理设备适应于农村的污水处理，当然，并不限于农村污水处理。该污水处理设备在利用风机通过输气主管路1向好氧区Ⅲ的第一曝气装置提供气体的同时，还通过输气支管路2向污泥区Ⅴ中的第二曝气装置输送气体，这样可充分利用风机的剩余气量在污泥区Ⅴ进行曝气，不仅装置布置简单，而且使得污泥区Ⅴ的有机物在生物作用下进一步转化为无机物，从而消耗剩余的污泥，充分实现污泥的减量化。另外，本发明利用气提的方式使所述缺氧区Ⅱ、所述好氧区Ⅲ和/或所述泥水分离区Ⅳ中的污水回流，不仅使得污水与各个区的微生物再次接触，更充分地进行反应，从而更有效地处理污水，而且相比现有技术中的用水泵提升污水的方法，更加节能，且可实现整个污水处理过程的无人值守，并且利用气提装置还使得该污水处理设备中的各装置简单，特别适合于农村缺乏专业人员管理的现状。

下面结合对本发明的优选实施方式进行详细说明。

本实施方式中，所述污水处理设备包括用于将所述缺氧区Ⅱ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第一气提装置、用于将所述好氧区Ⅲ的污水气提至所述缺氧区Ⅱ的第二气提装置、用于将所述泥水分离区Ⅳ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第三气提装置。通过所述第一气提装置可将缺氧区Ⅱ中的含磷污泥再回流到厌氧区Ⅰ，进一步进行除磷以达到较好的除磷效果。如图1和图4所示，该第一气提装置包括第一气提管3以及伸入缺氧区Ⅱ底部的第一升液管23，该第一气提装置优选使得污水的回流量为一倍的污水流出量。所述第二气提装置使得好氧区Ⅲ的污水回流至缺氧区Ⅱ，以达到较好的脱氮效果，该第二气提装置包括第二气提管4以及伸入好氧区Ⅲ底部的第二升液管24(如图1和图5所示)。所述第三气提装置包括第三气提管5以及伸入泥水分离区Ⅳ底部的第三升液管25，能够将所述泥水分离区Ⅳ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ。

本实施方式中优选设置有两个第二气提装置，即有两个第二气提管4及对应的所述第二升液管24，以使得从好氧区Ⅲ回流至缺氧区Ⅱ的回流量为两倍的污水流出量。

优选地，所述第一气提管3、第二气提管4、第三气提管5均连接到输气支管路2上。

所述污水处理设备还包括用于将所述泥水分离区Ⅳ的污泥气提至所述污泥区Ⅴ的第四气提装置，第四气提装置包括第四气提管6以及伸入泥水分离区Ⅳ底部的第四升液管26。优选地，该第四气提管6也连接到所述输气支管路2上。

另外，所述污水处理设备还包括与所述厌氧区Ⅰ连接的调节池Ⅵ以及用于将所述调节池Ⅵ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第五气提装置，如图1和图4所示，该第五气提装置包括第五气提管7以及伸入到调节池Ⅵ底部的第五升液管27。优选地，该第五气提管7也连接到连接输气支管路2上。

所述调节池Ⅵ上设置有进水管9以及溢流管10，调节池Ⅵ中的污水超过一定量会通过溢流管10流出，该溢流管10可连接到调节池Ⅵ的进口处或者污水源中，以通过循环的方式再进入到调节池Ⅵ中。

本实施方式通过将各气提装置中的气提管均连接到输气支管路2上，可充分利用风机向好氧区Ⅲ输送曝气后的剩余气量来实现气提的功能，而且这样设置可减少设备零部件的数量，通过一台风机即可实现上述提到的气提、曝气功能，从而可使得整个设备简单。当然，本发明并不限于通过设置一台风机来实现上述功能的本实施方式，例如也可设置另外的风机及输气管路与各气提管连接。

本实施方式中，输气主管路1的与所述输气支管路2连接处的下游、所述输气支管路2的主路、所述第一气提管3、所述第二气提管4、所述第三气提管5、所述第四气提管6、第五气提管7及所述曝气输送管路8上分别设置有用于控制各管路中气体流量的阀门。

具体如图1所示，在输气主管路1上设置有第一阀门11，通过第一阀门11可控制向好氧区Ⅲ输送的曝气量，在输气主管路1上位于第一阀门11的上游连接有输气支管路2，该输气支管路2上设置有第二阀门12，该第二阀门12控制输气支管路2的出气量的大小。该输气支管路2上连接的第一气提管3上设置有第三阀门13、第二气提管4上设置有第四阀门4、第三气提管5上设置有第五阀门5，可通过各阀门控制各自的气提管来控制污水的回流量。

另外，第四气提管6上设置的第六阀门16用来控制泥水分离区Ⅳ向污泥区输送污泥的流量，第五气提管5上设置的第五阀门17用来控制调节池Ⅵ向厌氧区Ⅰ输送污水的流量，在输气支管路2上连接的爆曝气输送管路8上设置的第八阀门18用来控制污泥区Ⅴ的曝气量。

本实施方式中，在污水处理设备运行稳定后，可通过调节各阀门，使得污水的回流量等于污水的处理量。这样无论在污水排放高峰还是污水排放低峰，该污水处理设备会一直处于污水处理状态，具体是在污水排放高峰，该污水处理设备不断处理污水，从而处理后的澄清水会持续排出。而在污水排放低峰期，污水达不到该设备的处理的量，但污水会不断回流，从而不断返回处理，此时没有澄清水排出，直至污水排放增多时，才会有处理后的澄清水排出。该污水处理的整个过程无需人员值守，因此非常适合于农村环境。

本实施方式中，所述厌氧区Ⅰ包括依次连接的多个，所述缺氧区Ⅱ包括依次连接的多个，污水依次经过多个所述厌氧区Ⅰ进入所述缺氧区Ⅱ，并依次经过多个所述缺氧区Ⅱ进入所述好氧区Ⅲ；其中，所述厌氧区Ⅰ之间、所述缺氧区Ⅱ之间以及所述厌氧区Ⅰ与所述缺氧区Ⅱ之间的连通设置为使得污水形成上下交替的流态。

优选地，所述厌氧区Ⅰ之间、所述缺氧区Ⅱ之间以及所述厌氧区Ⅰ和所述缺氧区Ⅱ之间设置有用于连通两个区的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板交替设置。其中，所述第一隔板的高度设置为污水能够从所述第一隔板的顶部流过(即第一隔板的高度相对较低)，所述第二隔板在下部位置形成连通孔。具体来说，如图1所示，厌氧区Ⅰ、缺氧区Ⅱ分隔形成多个串联的小空间，污水从第一小空间通过第一隔板的顶部流至第二小空间，然后从第二小空间通过第二隔板进入第三小空间，依次类推，第一隔板和第二隔板交替设置，使得厌氧区Ⅰ、缺氧区Ⅱ以及从厌氧区Ⅰ至缺氧区Ⅱ的污水实现上下交替的流态，这样，通过上下流态来增加污水在反应池内的停留时间，使得污水与微生物更充分地接触反应。

另外，本实施方式中，在所述厌氧区Ⅰ和所述缺氧区Ⅱ的底部形成有排泥斗21及所述排泥斗21的底部设置的排空孔22。通过排泥斗21和排空孔22可定期处理各反应区积累的污泥。

本实施方式中，如图3所示，所述好氧区Ⅲ和所述泥水分离区Ⅳ之间设置有位于上部的从上向下倾斜延伸的上挡板28和位于下部的从下向上倾斜延伸的下挡板29，使得所述泥水分离区Ⅳ形成上宽下窄的结构，其中所述上挡板28和所述下挡板29之间形成连通所述好氧区Ⅲ和所述泥水分离区Ⅳ的间隙，好氧区Ⅲ处理后的污水通过该间隙进入泥水分离区Ⅳ。

设置泥水分离区Ⅳ形成下窄上宽的结构，可实现泥水分离区Ⅳ污水的流速由下向上逐渐减小。随着泥水分离区Ⅳ向上流速的减小，上层污水中的污泥逐步下沉，由于下层污水流速较快，对沉淀污泥形成顶托作用，使泥水分离区Ⅳ形成一个相对位置保持不变的颗粒群，与上层澄清水之间形成清晰的液-固界面，符合拥挤沉淀的原理，可达到较好的泥水分离效果。(拥挤沉淀理论：当悬浮物浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液-固界面下沉。)

在泥水分离区Ⅳ的上部设置有出水槽19以及与所述出水槽19连接的出水管20(如图1和图3所示)。泥水分离区Ⅳ沉淀出的相对澄清水进入出水槽19，并通过出水管20排出，而沉淀出的底部的污泥则通过第四气提装置排入污泥区Ⅴ。

此外，本实施方式中，如图2所示，好氧区Ⅲ的第一曝气装置包括与输气主管路1连接的曝气管及曝气管上连接的多个曝气盘30。污泥区Ⅴ的第二曝气装置包括在污泥区Ⅴ设置的多个曝气管31。

下面具体描述用本发明提供的污水处理设备进行污水处理的过程。

首先，需要处理的污水通过进水管9进入调节池Ⅵ(如附图1所示)，启动与输气主管道1相连的风机，打开第二阀门12和第七阀门17，污水通过第五气提装置从调节池Ⅵ进入到厌氧区Ⅰ，在厌氧区Ⅰ的污水按照附图1所示的箭头方向依次经过厌氧区Ⅰ的空间，进入缺氧区Ⅱ。进入缺氧区Ⅱ的污水按照附图1所示的箭头方向依次通过缺氧区Ⅱ的空间，之后污水进入好氧区Ⅲ。当污水开始流入好氧区Ⅲ时，打开第三阀门13，通过第一气提装置使缺氧区Ⅱ的污水开始回流到厌氧区Ⅰ。污水进入好氧区Ⅲ后，打开第一阀门11，对好氧区Ⅲ进行曝气，与此同时，打开第四阀门14，通过第二气提装置使好氧区Ⅲ的污水开始向缺氧区Ⅱ回流。好氧区Ⅲ的污水通过上挡板28和下挡板29的间隙进入到泥水分离Ⅳ(如图3所示)，泥水分离区Ⅳ的上层澄清水进入出水槽19并经出水管20排放。当出水槽19有出水时，打开第五阀门15，通过第三气提装置使含磷污泥回流到厌氧区Ⅰ的进水处继续参与污水的生物反应。当泥水分离区Ⅳ的污泥达到10cm厚度时,打开第六阀门16，通过第四气提装置将泥水分离区Ⅳ的污泥排入污泥区Ⅴ，与此同时，打开第八阀门18，对污泥区Ⅴ进行曝气。当污水处理设备运行稳定后，调节各个阀门，分别使污水回流量等于污水处理量。根据出水水质情况及装置的实际运行情况，可分别通过第一阀门11、第八阀门18调节好氧区Ⅲ和污泥区Ⅴ的曝气量，从而改善生物反应的效率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种污水处理设备，其特征在于，包括依次布置的厌氧区Ⅰ、缺氧区Ⅱ、好氧区Ⅲ、泥水分离区Ⅳ以及污泥区Ⅴ，其中，所述好氧区Ⅲ设置有第一曝气装置，所述污泥区Ⅴ设置有第二曝气装置，与所述第一曝气装置连接有输气主管路(1)及所述输气主管路(1)上连接的风机，所述输气主管路(1)上连接有输气支管路(2)，所述输气支管路(2)连接有向所述第二曝气设备输送气体的曝气输送管(8)；

所述污水处理设备还包括用于使所述缺氧区Ⅱ、所述好氧区Ⅲ和/或所述泥水分离区Ⅳ中的污水回流的气提装置。

2.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述气提装置包括用于将所述缺氧区Ⅱ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第一气提装置、用于将所述好氧区Ⅲ的污水气提至所述缺氧区Ⅱ的第二气提装置、用于将所述泥水分离区Ⅳ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第三气提装置，所述第一气提装置中的第一气提管(3)、所述第二气提装置中的第二气提管(4)以及所述第三气提装置中的第三气提管(5)均连接到所述输气支管路(2)上。

3.根据权利要求2所述的污水处理设备，其特征在于，所述第二气提装置设置有两个。

4.根据权利要求2所述的污水处理设备，其特征在于，所述污水处理设备还包括用于将所述泥水分离区Ⅳ的污泥气提至所述污泥区Ⅴ的第四气提装置，所述第四气提装置中的第四气提管(6)连接到所述输气支管路(2)上。

5.根据权利要求4所述的污水处理设备，其特征在于，所述污水处理设备还包括与所述厌氧区Ⅰ连接的调节池Ⅵ以及用于将所述调节池Ⅵ的污水气提至所述厌氧区Ⅰ的第五气提装置，所述第五气提装置中的第五气提管(7)连接到所述输气支管路(2)上。

6.根据权利要求5所述的污水处理设备，其特征在于，所述输气主管路(1)的与所述输气支管路(2)连接处的下游、所述输气支管路(2)的主路、所述第一气提管(3)、所述第二气提管(4)、所述第三气提管(5)、所述第四气提管(6)、所述第五气提管(7)和/或所述曝气输送管(8)上分别设置有用于控制各管路中气体流量的阀门。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的污水处理设备，其特征在于，所述厌氧区Ⅰ包括依次连接的多个，所述缺氧区Ⅱ包括依次连接的多个，污水依次经过多个所述厌氧区Ⅰ进入所述缺氧区Ⅱ，并依次经过多个所述缺氧区Ⅱ进入所述好氧区Ⅲ；其中，所述厌氧区Ⅰ之间、所述缺氧区Ⅱ之间以及所述厌氧区Ⅰ与所述缺氧区Ⅱ之间的连通设置为使得污水形成上下交替的流态。

8.根据权利要求7所述的污水处理设备，其特征在于，所述厌氧区Ⅰ之间、所述缺氧区Ⅱ之间以及所述厌氧区Ⅰ和所述缺氧区Ⅱ之间设置有用于连通相邻两个区的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板交替设置，且所述第一隔板的高度设置为污水能够从所述第一隔板的顶部流过，所述第二隔板在下部位置形成连通孔。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的污水处理设备，其特征在于，所述好氧区Ⅲ和所述泥水分离区Ⅳ之间设置有位于上部的从上向下倾斜延伸的上挡板(28)和位于下部的从下向上倾斜延伸的下挡板(29)，使得所述泥水分离区Ⅳ形成上宽下窄的结构，其中所述上挡板(28)和所述下挡板(29)之间形成连通所述好氧区Ⅲ和所述泥水分离区Ⅳ的间隙。

10.根据权利要求1-6中任意一项所述的污水处理设备，其特征在于，所述泥水分离区Ⅳ的上部设置有出水槽(19)以及与所述出水槽(19)连接的出水管(20)。