CN108862868A - 一种一体化污水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化污水处理设备，包括依次连通的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池及沉淀池，预处理池、厌氧池及缺氧池填充有悬浮填料，好氧池被分隔成上下两层，好氧池上层填充悬浮填料，好氧池下层填充组合填料或弹性填料，好氧池底部设有曝气装置，一体化污水处理设备还包括气提装置，气提装置位于好氧池内并使好氧池内的硝化液回流至缺氧池及预处理池。本发明一体化污水处理设备能小型化，占地少，对环境影响少，操作简单，既适应于农村污水处理，也可适应河道、湖泊等城市水环境旁路治理，更适应于城市每一栋楼、每一个小区、每个点源的污水处理和循环利用，可以作为城市建设和规划时的附属配套设施。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种一体化污水处理设备。
背景技术
目前，我国水污染防治形势仍十分严峻。虽然近些年在国家重拳 整治下，水质改善明显，但水环境整体保护依然不足，局地水环境风 险大，经济发展与水环境保护的矛盾仍然突出。随着集中式污水处理 趋于饱和，加之从单一污水处理运营项目转向系统化综合服务的生态 格局，分散式污水处理受到了业界的关注。
分散式污水处理可适应于污水源分散、地形复杂、管网覆盖不完 善和水量不稳定等情形，其相应的一体化污水处理装置具有灵活、简 便和快速的特点而得到较为广泛的应用；其所采用的的处理技术主要 为厌氧无动力处理技术、生物膜法和生态处理技术等常规技术，对分 散的污水源头控制发挥出较大的作用。但是，当前的一体化污水处理 装置存在难以解决模块化、小型化、节能化的问题，并且，由于对氮、 磷污染物的去除有限，出水还容易导致受纳水体逐渐富营养化。
曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，BAF)集滤层的截留过 滤效能和生物膜的强氧化降解能力于一体，可以有效去除污水中的悬 浮物和有机物。就目前的应用和研究现状来看，曝气生物滤池在废水 的SS和有机物去除、硝化除氨以及反硝化脱氮等方面均表现出稳定 且良好的处理效能，但是，该工艺也存在对进水水质要求苛刻、水头 损失较大、生物填料容易堵塞板结、反洗频繁能耗较高、自动化程度 较高等要求。
生物接触氧化法虽然对进水水质要求较低，适应性较强，过水通 量大，但容易造成短流，脱氮除磷效果较差，无法从根本上解决水污 染的“富营养化”问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种易操作及 管理，能模块化、小型化、节能和高效型并存、成本低廉的一体化污 水处理设备。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种一体化污水处理设备，包括依次连通的预处理池、厌氧池、 缺氧池、好氧池及沉淀池，所述预处理池、所述厌氧池及所述缺氧池 填充有悬浮填料，所述好氧池被分隔成上下两层，所述好氧池上层填 充所述悬浮填料，所述好氧池下层填充组合填料或弹性填料，所述好 氧池底部设有曝气装置，所述一体化污水处理设备还包括气提装置， 所述气提装置位于所述好氧池内并使所述好氧池内的硝化液回流至 所述缺氧池及所述预处理池。
进一步地，所述悬浮填料为多孔旋转球形悬浮填料，悬浮填料的 填充比为0.4-0.8。
进一步地，所述组合填料为双圆大环状，组合填料外圈为纤维束 压在大环的环圈上，组合填料内圈为雪花状枝条。
进一步地，所述弹性填料为具有微波纹的丝条穿插固着在中心绳 上制成的悬挂式立体弹性填料。
进一步地，所述气提装置包括提升管、进气管、第一出水管及第 二出水管，所述提升管位于所述好氧池内并与所述进气管、所述第一 出水管及第二出水管连通，所述第一出水管延伸至所述缺氧池，所述 第二出水管连通至所述预处理池。
进一步地，所述一体化污水处理设备还包括风机，所述进气管及 所述曝气装置与所述风机通过空气管连通。
进一步地，所述一体化污水处理设备还包括化学除磷装置，所述 化学除磷装置与所述沉淀池连通，向所述沉淀池投加化学药剂，产生 磷酸盐沉淀。
进一步地，所述一体化污水处理设备还包括污泥排出结构，所述 污泥排出结构包括排泥阀及放空管，所述放空管连通至所述厌氧池、 所述好氧池及所述沉淀池底部，所述排泥阀位于所述放空管上，控制 所述放空管排泥。
进一步地，所述沉淀池设有锥形污泥斗，所述锥形污泥斗为圆锥 形或棱锥形。
进一步地，所述一体化污水处理设备还包括调节池，调节池包括 提升泵，所述提升泵与所述预处理池连通。
相比现有技术，本发明一体化污水处理设备具有以下优点：
本发明借鉴了BAF生物填料比表面积大的优势，吸收了接触氧 化法的过水优势的特点，针对预处理池、厌氧池、缺氧池和好氧池分 别设置不同规格、材质的悬浮填料，充分利用悬浮填料外框机械强度， 并同时通过调整悬浮填料内部填料材质、组配以及填充度，在保证比 表面积生物量及过水通量的同时，填料内部有足够的紊流，避免了过 水短流，使污水与生物膜充分接触，污水处理效率大大提升。
(1)好氧区BAF工艺不需反冲洗步骤，极大的降低了净水损耗 和能源消耗。
(2)能灵活装配和模块化应用，降低了安装难度和推广障碍， 由于模块化生产和安装，相对于其它分散式一体化污水处理技术，应 用的污水点源越分散，越能显示本技术的优越性，减少管网的投资和 维护。
(3)能小型化、占地小，适应面广。
由于本技术装置能小型化，占地少，对环境影响少，操作简单， 既适应于农村污水处理，也可适应河道、湖泊等城市水环境旁路治理， 更适应于城市每一栋楼、每一个小区、每个点源的污水处理和循环利 用，可以作为城市建设和规划时的附属配套设施。
附图说明
图1为本发明一体化污水处理设备的一结构示意图；
图2为图1的一体化污水处理设备的好氧池的结构示意图；
图3为图1的一体化污水处理设备的气提装置的结构示意图。
图中：100、一体化污水处理设备；1、预处理池；2、厌氧池；3、 缺氧池；4、好氧池；41、曝气装置；42、好氧池入水口；43、好氧 池出水口；5、沉淀池；6、气提装置；61、提升管；62、进气管；63、 第一出水管；64、第二出水管；7、污泥排出结构；72、排泥阀；74、 放空管；8、悬浮填料；9、下层填料；10、风机；11、控制柜；12、 调节池；120、提升泵；13、化学除磷装置；130、化学除磷电磁流量 计。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，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， 都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当被称为“固定于”另一个，它可以直接在另一 个上或者也可以存在居中的。当一个被认为是“连接”另一个，它可 以是直接连接到另一个或者可能同时存在居中。当一个被认为是“设 置于”另一个，它可以是直接设置在另一个上或者可能同时存在居中。 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。
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。
请参阅图1至图3，本发明一种一体化污水处理设备100包括预 处理池1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀池5、气提装置6、 污泥排出结构7、悬浮填料8、下层填料9、风机10、控制柜11、调 节池12以及化学除磷装置13。
预处理池1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀池5依次连通。 预处理池1的入水口设置于上方，预处理池1的出水口设置于下方， 使预处理池1的入水口及出水口呈对角设置。预处理池1的水流为下 流式，使水质得到充分混合，并且水体在预处理池1流动的时间延长。
厌氧池2的入水口设置于下方，厌氧池2的的出水口设置于上方， 使厌氧池2的入水口及出水口呈对角设置。厌氧池2的水流为上流式， 使水质得到充分混合，并且水体在预厌氧池2流动的时间延长。
缺氧池3的入水口设置于上方，缺氧池3的出水口设置于下方， 使缺氧池3的入水口及出水口呈对角设置。缺氧池3的水流为下流式， 使水质得到充分混合，并且水体在缺氧池3流动的时间延长。
好氧池4的好氧池入水口42设置于下方，好氧池4的好氧池出 水口43设置于上方，使好氧池4的好氧池入水口42及好氧池出水口 43呈对角设置。好氧池4的水流为上流式，使水流与填料无死角的 充分接触，使曝气充分混合溶解。
沉淀池5的入水口及出水口皆设置于上方，是沉淀池5的水流为 平流式，使得水体所含悬浮物逐渐得到沉淀。
预处理池1、厌氧池2、缺氧池3中皆填充悬浮填料8，填充比 为0.4～0.8，不同池体的填充比不尽相同。悬浮填料8存在不同材质 (海绵填料、聚乙烯填料、聚氨酯填料等填料中的一种或数种混合)、 规格(φ80、φ100、φ150等)和内填充比(30％，50％，70％)的 一种或数种组合形式，各池体中填充的悬浮填料8组合形式也不尽相 同。优选的，悬浮填料8由改性高分子材料制成，外形为多孔旋转球 形。
好氧池4被分隔成上下两层，上层填充悬浮填料8，下层填充下 层填料9。下层填料9为组合填料或弹性填料。组合填料为复合改性 材料编成，结构是将塑料圆片压扣改成双圈大塑料环，将醛化纤维或 涤纶丝压在环的环圈上，使纤维束均匀分布；内圈是雪花状塑料枝条。 立体弹性填料为聚烯烃或聚酰胺中筛选出的耐腐、耐温、耐老化的优 质品种，混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂，采用特殊的拉丝，丝条 制毛工艺，将具有微波纹的丝条穿插固着在耐腐、高强度的中心绳上， 而制成的悬挂式立体弹性填料的单体。
好氧池4底部设有曝气装置41，曝气装置41为曝气盘、微孔管 或微纳米曝气器供氧管中的一种。曝气装置41通过空气管与风机10 连通。沉淀池5底部设有锥形污泥斗，锥形污泥斗为圆锥形或棱锥形。
气提装置6包括提升管61、进气管62、第一出水管63、第二出 水管64。提升管61位于好氧池4中。进气管62与提升管61连通， 并通过空气管与风机10连通。第一出水管63及第二出水管64分别 与缺氧池3及预处理池1连通。
污泥排出结构7包括排泥阀72及放空管74。放空管74与厌氧 池2、好氧池4以及沉淀池5的锥形污泥斗连通，排泥阀72设置于 放空管74。
风机10为沉水风机，放置于清水池内。清水池与沉淀池5连通。 控制柜11与风机10、提升泵120及化学除磷装置13电连接。
调节池12的提升泵120与预处理池1连通。化学除磷装置13通 过化学除磷电磁流量计130与沉淀池5连通，向沉淀池5投加化学药 剂，生产磷酸盐沉淀，进一步去除磷。
使用一体化污水处理设备100时，经过提升泵120进水后，水流 由预处理池1上层向下流至底部随后送入厌氧池2，在厌氧池2内由 下向上流，经溢流进入缺氧池3；同样地，缺氧池3内下向流经底部 送入好氧池4，在好氧池4内形成上向流，经沉淀池5沉淀后平流进清水池；在清水池出水管上安设紫外消毒装置，使出水达标外排。好 氧池4内的曝气装置41间歇式曝气产生扰动完成反冲洗步骤。气提 装置6将好氧池4内的硝化液从好氧池4回流到缺氧池3和预处理池 1，进而在反硝化菌的新陈代谢下，由污水中的碳源提供能量，实现 缺氧反硝化作用，将硝态氮转化为氮气逸出而除去。
本发明中的聚磷菌主要通过将硝化回流液回流至预处理池1中， 在厌氧状态下释放磷，同时吸收污水中的有机物并储存在体内，进入 缺氧池2缺氧环境后，以硝酸根为电子受体，以体内储存的碳源物质 作为电子供体，在好氧池4中完成超量磷的吸收，菌胶团衰败后以污 泥的形式排出装置外，从而达到除磷的目的。当污水中的磷负荷较大 或存在不利于生物除磷交替进程的因素时，本发明还采用化学除磷措 施深度净化水质，即化学除磷装置13通过化学除磷电磁流量计130 与沉淀池5连通，向沉淀池5投加化学药剂，产生磷酸盐沉淀，进一 步去除磷。
本发明通过将A3/O(缺氧-厌氧-缺氧-好氧活性污泥法)工艺联 合BAF(曝气生物滤池)工艺，引进反硝化脱氮和双重除磷工艺， 提高了一体化污水处理设备100的脱氮除磷能力。除沉淀池5外的池 体填充悬浮填料，好氧池4中还填充组合填料的方式为微生物提供了 广阔的表面积和附着场所，大大丰富了一体化装置中的中微生物种类 和提高了数量，从而降低了污水在一体化污水处理设备100中的停留 时间。采用气提装置6进行硝化液回流，免去了动力装配和消耗，可 降低系统能耗。此外，沉水风机降低了整体的噪音量，具有安静不扰 民的优点。
整体而言，本发明装置能够集活性污泥法(A/O)及生物膜法 (BAF)工艺于一体，充分利用工艺间的优势互补，拥有占地面积小、 投资和运行费用低，低噪环保、高效节能的优点。
(1)好氧区BAF工艺不需反冲洗步骤，极大的降低了净水损耗 和能源消耗。
(2)能灵活装配和模块化应用，降低了安装难度和推广障碍， 由于模块化生产和安装，相对于其它分散式一体化污水处理技术，应 用的污水点源越分散，越能显示本技术的优越性，减少管网的投资和 维护。
(3)能小型化、占地小，适应面广。
由于本装置能小型化，占地少，对环境影响少，操作简单，既适 应于农村污水处理，也可适应河道、湖泊等城市水环境旁路治理，更 适应于城市每一栋楼、每一个小区、每个点源的污水处理和循环利用， 可以作为城市建设和规划时的附属配套设施。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思， 做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应 该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体化污水处理设备，包括依次连通的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池及沉淀池，其特征在于：所述预处理池、所述厌氧池及所述缺氧池填充有悬浮填料，所述好氧池被分隔成上下两层，所述好氧池上层填充所述悬浮填料，所述好氧池下层填充组合填料或弹性填料，所述好氧池底部设有曝气装置，所述一体化污水处理设备还包括气提装置，所述气提装置位于所述好氧池内并使所述好氧池内的硝化液回流至所述缺氧池及所述预处理池。
2.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述悬浮填料为多孔旋转球形悬浮填料，悬浮填料的填充比为0.4-0.8。
3.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述组合填料为双圆大环状，组合填料外圈为纤维束压在大环的环圈上，组合填料内圈为雪花状枝条。
4.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述弹性填料为具有微波纹的丝条穿插固着在中心绳上制成的悬挂式立体弹性填料。
5.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述气提装置包括提升管、进气管、第一出水管及第二出水管，所述提升管位于所述好氧池内并与所述进气管、所述第一出水管及第二出水管连通，所述第一出水管延伸至所述缺氧池，所述第二出水管连通至所述预处理池。
6.根据权利要求5所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述一体化污水处理设备还包括风机，所述进气管及所述曝气装置与所述风机通过空气管连通。
7.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述一体化污水处理设备还包括化学除磷装置，所述化学除磷装置与所述沉淀池连通，向所述沉淀池投加化学药剂，产生磷酸盐沉淀。
8.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述一体化污水处理设备还包括污泥排出结构，所述污泥排出结构包括排泥阀及放空管，所述放空管连通至所述厌氧池、所述好氧池及所述沉淀池底部，所述排泥阀位于所述放空管上，控制所述放空管排泥。
9.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述沉淀池设有锥形污泥斗，所述锥形污泥斗为圆锥形或棱锥形。
10.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述一体化污水处理设备还包括调节池，调节池包括提升泵，所述提升泵与所述预处理池连通。
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