CN108408908B - 一种一体化小型污水处理装置和污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种一体化小型污水处理装置和污水处理方法，其装置包括外筒、内筒和水平隔板，所述内筒设置在外筒内部，两个筒体共轴安装；所述水平隔板安装在内筒外壁下部，在所述内筒内部通过螺丝安装有一体化精滤膜组块。处理方法的步骤如下，污水经污水泵或重力流输送至缺氧区中；然后再依次进入厌氧区、好氧区，最后经过一体化精滤膜组块进入好氧区。本发明是利用多组精滤膜将传统污水处理系统中的的二沉池、过滤池、超滤膜、曝气管、反冲洗等功能一体化为精滤膜组，该精滤膜组允许气、水分别或同时通过；同时利用曝气压力差所产生的动力代替传统污水处理系统中的污水回流泵及污泥回流泵输送混合液及剩余污泥回流液。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，具体为一种一体化小型污水处理装置和污水处理方法。
背景技术
目前，在旅游景区、度假村、高速公路休息站以及农村改厕后，这些厕所在使用后都存在着生活污水处理难的问题；这些地区远离城镇污水处理市政网，并网难、成本高，污水量太低且变化系数大，因此需要一种将这类地方产生的污水就近就地稳定处理、而且能就地回用的设备和污水处理方法。
从技术角度看， 现有一体化污水处理装置多采用填料进行过滤，处理后的出水的SS达标，但其他出水指标多存在超标的问题。如以下专利：
ZL（201711078167.X）一种集成式一体化生活污水处理方法，其特征在于，所述集成式一体化生活污水处理方法包括以下步骤：
步骤一，生活污水固液分离，大颗粒漂浮物和沉淀物分离，去除生活污水中的有机污染物；
步骤二，生活污水两级厌氧处理，透气土壤罐利用土壤和微生物的作用净化污水；构建生物硝化/反硝化微生物环境，去除生活污水中的氨氮；填料中铺设铁屑经腐蚀作用转变为Fe3+，与PO43-反应生成沉淀Fe PO4，去除生活污水中的磷；透气土壤罐处理达标外排或下渗。
一种一体化生活污水处理方法的集成式一体化生活污水处理装置，其特征在于，所述集成式一体化生活污水处理装置包括：预备过滤室、一级厌氧消化槽、二级厌氧消化槽、透气土壤罐、精密过滤室、过滤材料层、精密过滤材料层；预备过滤室通过管道与一级厌氧消化槽连接，一级厌氧消化槽通过管道与二级厌氧消化槽连接，二级厌氧消化槽通过管道与透气土壤罐连接，透气土壤罐通过管道与精密过滤室连接。
还有，从经济角度看，现有的一体化装置存在制造及运维成本高、挂膜效率低、功能单一、不利于一体化污水处理装置的发展和推广。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种一体化小型污水处理装置和污水处理方法，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种一体化小型污水处理装置，包括外筒、内筒和水平隔板，所述内筒设置在外筒内部，两个筒体共轴安装；所述水平隔板安装在内筒外壁下部，在所述内筒内部通过螺丝安装有一体化精滤膜组块，所述一体化精滤膜组块由若干片一体化精滤膜片组成，所述一体化精滤膜片由膜支架、纤维滤膜、进气孔、出水孔及插板构成，所述纤维滤膜内侧为剖光面、外侧挂有绒毛，每个所述一体化精滤膜片上分别设有进气孔和出水孔；其中奇数位上的进气孔分别与进气支管M连接，偶数位上的进气孔分别与进气支管N连接，所述进气支管M及进气支管N上分别安装气阀a及气阀b，所述进气支管M与进气支管N分别穿过进气口M与进气口N且引出到外筒侧壁后与进气总管连接，所述进气总管的另一端与曝气泵连接；其中奇数位上的所述出水孔分别与出水支管P连接，偶数位上的所述出水孔分别与出水支管Q连接，所述出水支管P及出水支管Q上分别安装气阀a及气阀b，所述出水支管P与出水支管Q分别穿过出水口P与出水口Q引出外筒侧壁后与出水总管连接；所述进水口设在外筒侧壁的下部，与进水管连接，所述进水管上安装阀门；所述溢流口设置在外筒的上部，所述溢流口上安装有溢流管；在所述外筒的下部设置有所述排泥口，所述排泥口上安装有排泥管，所述排泥管上安装有阀门。
本发明中，进一步的，所述纤维滤膜孔隙大小处于微滤孔隙及超滤孔隙范围之间，微滤孔隙的大小为0.02-0.1um，超滤孔隙的大小为0.002-0.2um。本发明中，进一步的，还包括顶盖以及保温设施，顶盖安装在所述外筒的顶端，保温设施包裹在所述外筒的外部。本发明中，进一步的，还包括自控系统，所述自控系统可以控制污水处理过程；特别是通过控制气阀a及气阀b、水阀a及水阀b的开、关，实现所述一体化精滤膜组块中的奇数位膜组块与偶数位膜组块在污水处理过程中的供氧及泥水分离的交替运行，完成污水处理装置的连续供氧及连续出水。一种一体化小型污水处理装置处理污水的方法，其处理步骤如下：1）、污水经污水泵或重力流输送至进水管中，并流入进入到所述内筒与外筒之间的腔体内，即缺氧区中；所述缺氧区的污水混合液经内筒底端向上流向水平隔板所在平面下方的腔体内，即厌氧区中；2）、所述厌氧区的污水混合液向上流入好氧区a内，空气经曝气泵输送至进气总管后，分送至进气支管M或进气支管N内，所述污水混合液在曝气作用下流向上部，再依次流入内筒与外筒之间的好氧区b内，与流经缺氧区、厌氧区的混合液混合后进入好氧区a内，所述好氧区a内的污水混合液经一体化精滤膜组块由出水管排出；3）、然后关闭气阀b及水阀a，打开气阀a及水阀b，空气通过曝气泵经进气支管M进入奇数位一体化精滤膜片后，通过所述奇数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气供氧，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现奇数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述偶数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述偶数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管Q排出，实现高效的泥水分离；4）、关闭气阀a及水阀b，打开气阀b及水阀a，空气通过曝气泵经进气支管N进入偶数位一体化精滤膜片后，通过所述偶数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气供氧，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现偶数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述奇数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述奇数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管P排出，实现高效的泥水分离；
5）、当所述外筒的液面超过溢流口经溢流管排出到筒外，从而形成溢流；当需要进行污泥排放时，根据装置运行情况，定期打开排泥管上的阀门排放污泥；
6）、当需要维修时，需要对设备进行放空，打开排泥管上的阀门，排出筒体内混合液。
本发明的有益效果：
一、所述一体化精滤膜组块由将供氧、泥水分离与膜清洗功能合一，简化了传统污水处理系统中的的二沉池、过滤池、超滤膜、曝气管（曝气盘）、反冲洗等装置，通过自动控制系统，交替完成供氧（同时完成膜清洗）与泥水分离，对于整个污水处理系统而言，既可以实现连续供氧、连续出水；
二、所述一体化精滤膜组块解决了常规超滤膜只能允许水通过，无法实现气体通过的技术难题；在供氧的同时完膜清洗，而且空气清洗方向与一体化精滤膜片上所附着的污泥方向相反，因此清洗效率高，节省能源；
三、采用垂直循环布置形式，仅靠曝气管为好氧生化反应供氧的压缩空气进入所产生的能量，即可满足整个倒置AAO工艺流程上各功能区的混合反应流态所需要的能量损失；
四、利用曝气压力差所产生的动力代替传统污水处理系统中的污水回流泵及污泥回流泵输送混合液及剩余污泥回流液；相比其它的AAO工艺流程布置形式，节省了缺氧区、厌氧区所必需的搅拌设备及能量输入，还节省从好氧区到缺氧区的混合液回流泵及能量输入。
五、结构简单，投资少、能耗低、占地小；
六、工程实践证明，经本发明装置处理的生活污水的沉淀出水水质可以达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918－2002）中一级A(或B)标准的要求。
附图说明
图1为一种一体化小型污水处理装置的俯视图；
图2为一种一体化小型污水处理装置的A-A剖面图；
图3为一种一体化小型污水处理装置中一体化精滤膜片构成图；
图4为一种一体化小型污水处理方法流程图。
图中：
1.外筒；2.内筒；3.水平隔板；
4.一体化精滤膜组块；4-1.膜支架；4-2.纤维滤膜；4-3.进气孔；4-4.出水孔；4-5.插板；
5.进气总管；5-1.进气口M
6.出水总管；6-1.出水口P；6-2.出水口Q；6-11.出水支管P；6-21. 出水支管Q；6-111.水阀a；6-211.水阀b；
7.进水口；7-1.进水管；
8.溢流口；8-1.溢流管；
9.排泥口；9-1.排泥管。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1、图2和图3所示，一种一体化小型污水处理装置和污水处理方法，包括外筒1、内筒2和水平隔板3，所述内筒2设置在外筒1内部，两个筒体共轴安装；所述水平隔板3安装在内筒2外壁下部，在所述内筒2内部通过螺丝安装有一体化精滤膜组块4，所述一体化精滤膜组块4由若干片一体化精滤膜片组成，所述一体化精滤膜片由膜支架4-1、纤维滤膜4-2、进气孔4-3、出水孔4-4及插板4-5构成，所述纤维滤膜4-2内侧为剖光面、外侧挂有绒毛，每个所述一体化精滤膜片上分别设有进气孔4-3和出水孔4-4；其中奇数位上的进气孔分别与进气支管M连接，偶数位上的进气孔分别与进气支管N连接，所述进气支管M及进气支管N上分别安装气阀a及气阀b，所述进气支管M与进气支管N分别穿过进气口M5-1与进气口N且引出到外筒1侧壁后与进气总管5连接，所述进气总管5的另一端与曝气泵连接；其中奇数位上的所述出水孔4-4分别与出水支管P6-11连接，偶数位上的所述出水孔4-4分别与出水支管Q6-21连接，所述出水支管P6-11及出水支管Q6-21上分别安装气阀a6-111及气阀b6-211，所述出水支管P6-11与出水支管Q6-21分别穿过出水口P6-1与出水口Q6-2引出外筒1侧壁后与出水总管6连接；所述进水口7设在外筒1侧壁的下部，与进水管7-1连接，所述进水管7-1上安装阀门；所述溢流口8设置在外筒1的上部，所述溢流口8上安装有溢流管8-1；在所述外筒1的下部设置有所述排泥口9，所述排泥口9上安装有排泥管9-1，所述排泥管9-1上安装有阀门。所述保温设施在冬季室外温度达到0℃及以下地区的地上部分需要设置；所述自控系统可以控制污水处理过程。
所述污水经污水泵或重力流输送至进水管7-1内后进入内筒2与外筒1之间的缺氧区腔体内，与筒体内的污水混合；所述缺氧区的污水混合液经内筒2底端向上流向水平隔板3所在平面下方的厌氧区腔体内；所述厌氧区的污水混合液向上流入好氧区a内，所述污水混合液在曝气作用下流向上部，再依次流入内筒2与外筒1之间的好氧区b内，与流经缺氧区、厌氧区的混合液混合后进入好氧区a内，所述好氧区a内的污水混合液经一体化精滤膜组块由出水管排出；关闭气阀b及水阀a6-111，打开气阀a及水阀b6-211，空气通过曝气泵经进气支管M进入奇数位一体化精滤膜片后，通过所述奇数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气供氧，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现奇数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述偶数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述偶数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管Q6-21排出，实现高效的泥水分离；关闭气阀a及水阀b6-211，打开气阀b及水阀a6-111，空气通过曝气泵经进气支管N进入偶数位一体化精滤膜片后，通过所述偶数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气供氧，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现偶数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述奇数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述奇数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管P6-11排出，实现高效的泥水分离；当污水处理运行过程中，当所述外筒1的液面超过溢流口8，混合液经溢流管8-1排出；根据装置运行情况，定期打开排泥管9-1上的阀门排放污泥；当出现检修等情况时，打开排泥管9-1上的阀门，排出筒体内混合液。所述顶盖安装在外筒1的顶端，所述保温设施在冬季室外温度达到0℃及以下地区需要设置。其中，自控系统可以控制污水处理过程，特别是通过控制气阀a及气阀b、水阀a及水阀b的开、关，实现一体化精滤膜组块4中的奇数位膜组块与偶数位膜组块在污水处理过程中的供氧及泥水分离的交替运行，完成污水处理装置的连续供氧及连续出水。
本装置采用一体化精滤膜组块，将供氧、泥水分离与膜清洗功能合而为一，简化了传统污水处理系统中的的二沉池、过滤池、超滤膜、曝气管（曝气盘）、反冲洗等装置，通过自动控制系统，交替完成供氧（同时完成膜清洗）与泥水分离，对于整个污水处理系统而言，既可以实现连续供氧、连续出水，也可以进行间隔供氧及间隔出水；本发明的另一个显著特点是所述一体化精滤膜组块可以实现空气、水分别或同时通过；解决了常规超滤膜只能允许水通过，无法实现气体通过的技术难题；工程实践证明，沉淀再生水的水质可以达到国家《城市杂用水水质标准》（GBT18920-2002）。解决污水处理中常用微滤膜出水指标中SS不能稳定达到一级中10mg/l。
如图4所示，处理污水时，按以下步骤进行：
第一步：所述污水经污水泵或重力流输送至进水管7-1内后进入内筒2与外筒1之间的缺氧区腔体内，与筒体内的污水混合；
第二步：所述缺氧区的污水混合液经内筒2底端向上流向水平隔板3所在平面下方的厌氧区腔体内；
第三步：所述缺氧区的污水混合液经内筒2底端向上流向水平隔板3所在平面下方的厌氧区腔体内；所述厌氧区的污水混合液向上流入好氧区a内，所述污水混合液在曝气作用下流向上部，再依次流入内筒2与外筒1之间的好氧区b内与流经缺氧区、厌氧区的混合液混合后进入好氧区a内，所述好氧区a内的污水混合液经一体化精滤膜组块4由出水管排出；
第五步：关闭气阀b及水阀a6-111，打开气阀a及水阀b6-211，空气通过曝气泵经进气支管M进入奇数位一体化精滤膜片后，通过所述奇数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现奇数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述偶数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述偶数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管Q6-21排出，实现高效的泥水分离；关闭气阀a及水阀b6-211，打开气阀b及水阀a6-111，空气通过曝气泵经进气支管N进入偶数位一体化精滤膜片后，通过所述偶数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现偶数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述奇数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述奇数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管P6-11排出，实现高效的泥水分离；
第五步：当污水处理运行过程中，所述外筒1的液面超过溢流口8，混合液经溢流管8-1排出；
第六步：根据装置运行情况，定期打开排泥管9-1上的阀门排放污泥；
第七步：当出现检修等情况时，打开排泥管9-1上的阀门，排出筒体内混合液；
第八步：同时，在冬季室外温度达到0℃及以下地区需要设置顶盖及保温设施，所述顶盖安装在外筒1的顶端。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，例如，可以将内筒改变为隔板的形式，将外筒分割为好氧区a及好氧区b，以及膜片可以由此前的立方体改为圆柱形等等这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种一体化小型污水处理装置处理污水的方法，其特征是：其装置包括外筒（1）、内筒（2）和水平隔板（3），所述内筒（2）设置在外筒（1）内部，两个筒体共轴安装；所述水平隔板（3）安装在内筒（2）外壁下部，其特征是：在所述内筒（2）内部通过螺丝安装有一体化精滤膜组块（4），所述一体化精滤膜组块（4）由若干片一体化精滤膜片组成，所述一体化精滤膜片由膜支架（4-1）、纤维滤膜（4-2）、进气孔（4-3）、出水孔（4-4）及插板（4-5）构成，所述纤维滤膜（4-2）内侧为剖光面、外侧挂有绒毛，每个所述一体化精滤膜片上分别设有进气孔（4-3）和出水孔（4-4）；其中奇数位上的进气孔分别与进气支管M连接，偶数位上的进气孔分别与进气支管N连接，所述进气支管M及进气支管N上分别安装气阀a及气阀b，所述进气支管M与进气支管N分别穿过进气口M（5-1）与进气口N且引出到外筒（1）侧壁后与进气总管（5）连接，所述进气总管（5）的另一端与曝气泵连接；其中奇数位上的所述出水孔（4-4）分别与出水支管P（6-11）连接，偶数位上的所述出水孔（4-4）分别与出水支管Q（6-21）连接，所述出水支管P（6-11）及出水支管Q（6-21）上分别安装水阀a（6-111）及水阀b（6-211），所述出水支管P（6-11）与出水支管Q（6-21）分别穿过出水口P（6-1）与出水口Q（6-2）引出外筒（1）侧壁后与出水总管（6）连接；进水口（7）设在外筒（1）侧壁的下部，与进水管（7-1）连接，所述进水管（7-1）上安装阀门；溢流口（8）设置在外筒（1）的上部，所述溢流口（8）上安装有溢流管（8-1）；在所述外筒（1）的下部设置有排泥口（9），所述排泥口（9）上安装有排泥管（9-1），所述排泥管（9-1）上安装有阀门；
其污水处理步骤如下：1）、污水经污水泵或重力流输送至进水管（7-1）中，并流入进入到所述内筒（2）与外筒（1）之间的腔体内，即缺氧区中；所述缺氧区的污水混合液经内筒（2）底端向上流向水平隔板（3）所在平面下方的腔体内，即厌氧区中；2）、所述厌氧区的污水混合液向上流入好氧区a内，空气经曝气泵输送至进气总管（5）后，分送至进气支管M或进气支管N内，所述污水混合液在曝气作用下流向上部，再依次流入内筒（2）与外筒（1）之间的好氧区b内，与流经缺氧区、厌氧区的混合液混合后进入好氧区a内，所述好氧区a内的污水混合液经一体化精滤膜组块（4）由出水管排出；3）、然后关闭气阀b及水阀a（6-111），打开气阀a及水阀b（6-211），空气通过曝气泵经进气支管M进入奇数位一体化精滤膜片后，通过所述奇数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气供氧，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现奇数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述偶数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述偶数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管Q（6-21）排出，实现高效的泥水分离；4）、关闭气阀a及水阀b（6-211），打开气阀b及水阀a（6-111），空气通过曝气泵经进气支管N进入偶数位一体化精滤膜片后，通过所述偶数位一体化精滤膜片上的孔隙进入好氧区a内进行曝气供氧，膜片上附着的污泥被排出的空气冲刷后进入混合液内，实现偶数位一体化精滤膜片的清洗；同时，由于一体化精滤膜片的孔隙大小处于微滤膜孔隙及超滤膜孔隙范围之间，混合液中的污泥被阻挡在所述奇数位一体化精滤膜片的外侧，且部分附着在膜片上，通过孔隙滤入所述奇数位一体化精滤膜片内的水，再由出水支管P（6-11）排出，实现高效的泥水分离；5）、当所述外筒（1）的液面超过溢流口（8）经溢流管（8-1）排出到筒外，从而形成溢流；当需要进行污泥排放时，根据装置运行情况，定期打开排泥管（9-1）上的阀门排放污泥；6）、当需要维修时，需要对设备进行放空，打开排泥管（9-1）上的阀门，排出筒体内混合液；
所述纤维滤膜（4-2）孔隙大小处于微滤孔隙及超滤孔隙范围之间，微滤孔隙的大小为0.02-0.1um，超滤孔隙的大小为0.002-0.2um；所述一体化精滤膜组块（4）中的奇数位膜组块与偶数位膜组块在污水处理过程中的供氧及泥水分离的交替运行，完成污水处理装置的连续供氧及连续出水。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是：还包括顶盖以及保温设施，顶盖安装在所述外筒（1）的顶端，保温设施包裹在所述外筒（1）的外部。
3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是：还包括自控系统，自控系统通过控制气阀a及气阀b、水阀a（6-111）及水阀b（6-211）的开和关，从而控制污水处理的过程。
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