CN109231678A - 集成污水处理设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成污水处理设备及方法。该设备包括从内到外依次设有内筒、中筒和外筒；内筒的内部为厌氧区，中筒与内筒之间为缺氧区，外筒与中筒之间为好氧区，内筒的侧壁设有通孔，通孔用于实现厌氧区的污水进入至缺氧区，中筒的侧壁开设有流通口，流通口用于实现所述缺氧区与好氧区的连通；流通口的两侧分别设有偏转方向可调整的导流板，所述导流板用于控制污水的流通方向和流通量；好氧区设有曝气机；所述好氧区还设有膜组件，膜组件用于实现好氧区内的固液分离。本发明提出的设备能够便捷有效地处理污水。出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB19818‑2002)一级A标准。本发明还提出了利用上述设备处理污水的方法。

Description

集成污水处理设备及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种集成污水处理设备及方法。

背景技术

目前，对于生活污水一般采用的是集中处理，集中处理采用污水管网将居民产生的生活污水进行收集，统一排入集中生活污水处理设施进行二级生化处理。这种处理方法常用于城市或集镇，有较多居民集中居住的地方，但对于广大的乡村，特别是南方丘陵地区的乡村居民，由于居住地地形的限制，基本上都是分散居住在山坡或者河谷，对于这些居民的生活污水治理，如果沿用集中处理方法，污水收集管网的费用将非常高，而且很多地方不能做到重力自流。另外，由于乡村远离城市，在进行土建施工时材料和设备的运输也会增加工程难度和建设费用。而目前广大乡村的生活污水污染正日益严重，基本上占到了全部生活污水总量的一半以上，如何便捷、有效地对这些污水进行处理，是一个亟待解决的问题，虽已有类似处理设施，但因为占地面积大、投入建设成本高等因素使得推广受到很大的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何便捷有效地处理污水。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种集成污水处理设备及方法。

本发明提出一种集成污水处理设备，从内到外依次设有内筒、中筒和外筒；所述内筒的内部为厌氧区，所述中筒与所述内筒之间为缺氧区，所述外筒与中筒之间为好氧区，所述内筒的侧壁设有通孔，所述通孔用于实现所述厌氧区的污水进入至所述缺氧区，所述中筒的侧壁开设有流通口，所述中筒的侧壁的形状为弧形，所述流通口用于实现所述缺氧区与所述好氧区的连通；所述流通口的两侧分别设有偏转方向可调整的导流板，所述导流板用于控制污水的流通方向和流通量；所述好氧区设有曝气机，所述曝气机用于推动污水的流动；所述好氧区还设有膜组件，所述膜组件用于实现好氧区内的固液分离。

优选地，所述导流板通过转轴与所述中筒的侧壁铰接连接。

优选地，还包括超声波振板，所述超声波振板设于所述好氧区内，用于清洗所述膜组件。

优选地，所述超声波振板与所述膜组件平行或垂直放置，所述超声波振板与所述膜组件的距离为2-10cm。

优选地，还包括进水管和出水管，所述进水管依次穿过所述外筒和中筒并通入所述内筒内，所述出水管与所述膜组件连通。

优选地，所述曝气机的数量至少为2个；其中，所述曝气机均匀地布置于好氧区内。

优选地，厌氧区与缺氧区及好氧区体积比为1:1:2～4。

优选地，所述膜组件为无机陶瓷膜。

优选地，所述无机陶瓷膜的孔径为0.1-15微米。

本发明还提出一种利用上述任一项所述的集成污水处理设备的污水处理方法，其特征在于，包括污水在缺氧区发生厌氧生化反应；发生厌氧生化反应后的污水通过内筒上的通孔进入缺氧区并发生缺氧生化反应；调整导流板偏向所述好氧区，发生缺氧生化反应后的污水在导流板的引流下进入好氧区，并发生好氧生化反应；调整导流板偏向厌氧区，曝气机加快污水在好氧区的流速，发生好氧生化反应的污水在导流板的引流下回流至厌氧区；污水在厌氧区与好氧区不断循环脱氮；好氧区的污水在膜组件中进行过滤得到清水，过滤掉的污泥回流至好氧区。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：从内到外设有内筒、中筒和外筒，内筒为厌氧区，污水在厌氧区发生厌氧生化反应，内筒与中筒之间为缺氧区，污水发生厌氧生化反应后通过内筒侧壁上的通孔进入缺氧区发生缺氧生化反应，污水中的有机物质得到一定的净化处理，污水中的有机物质进一步发生水解提高污水的可生化性，污水发生缺氧生化反应后可通过中筒侧壁上开设的流通口进入到好氧区，并发生好氧生化反应，污水中的CODcr部分被分解成二氧化碳和水，部分形成新的微生物个体，其中氨氮通过硝化作用形成硝态氮，其中磷则通过聚磷菌吸收；好氧区设有膜组件，好氧区的污水通过膜组件实现固液分离得到清水，截留的悬浮物和污泥回流至好氧区，调节导流板角度，流通口的大小及方向会发生变化，从而调节好氧区混合液回流至缺氧区的流量，改变反硝化反应的强度。当流通口方向偏向好氧区，且流通口变小时，好氧区回流量减少，用于氨氮较低时工作，反之，偏向缺氧区，且流通口变大时，好氧区回流量增加，用于氨氮较高时工作。同时曝气机推动污水流动进而加速这种好氧-缺氧的交替过程，不需要采用泵反复抽水实现污水在好氧区与缺氧区的循环，保持一个工作周期内合适的回流比，提高氨氮和硝态氮的去除。最终出水经过膜组件过滤，污泥维持在设备内，清水达标排放，从而能够便捷有效地处理污水。出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB19818-2002)一级A标准。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例中集成污水处理设备的俯视图。

附图标记说明：1、内筒；11、厌氧区；2、中筒；21、缺氧区；22、导流板；23、转轴；3、外筒；31、好氧区；32、曝气机；33、膜组件；34、超声波振板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本实施例提出一种集成污水处理设备，从内到外依次设有内筒1、中筒2和外筒3；内筒1的内部为厌氧区11，中筒2与内筒1之间为缺氧区21，外筒3与中筒2之间为好氧区31，内筒1的侧壁设有通孔，所述通孔用于实现厌氧区11的污水进入至缺氧区21，中筒2的侧壁开设有流通口，中筒2的侧壁的形状为弧形，所述流通口用于实现缺氧区21与好氧区31的连通；所述流通口的两侧分别设有偏转方向可调整的导流板22，导流板22用于控制污水的流通方向和流通量；好氧区31设有曝气机32，曝气机32用于推动污水的流动；好氧区31还设有膜组件33，膜组件33用于实现过滤好氧区31内的固液分离。膜组件33一方面截留悬浮物，另一方面提高好氧区污泥浓度。

污水先进入厌氧区11，再进入缺氧区21，然后进入好氧区31，缺氧区21与好氧区31的污水循环流通，并呈现污水的推流和活性污泥的完全混合状态，达到去除污水站CODcr、氨氮、总氮、总磷、细菌、悬浮物等的目的。

在上述实施例的基础上，本实施例中，厌氧区11与缺氧区21及好氧区31体积比为1:1:2～4。

需要说明的是，本实施例中的中筒2可看成拆掉了部分侧壁构成流通口，中筒2的顶部为开口的C形；在其他实施例中也可以在中筒2的侧壁上开设流通口，中筒2的顶部为闭合的形状，不需要将流通口所在的侧壁全部去掉。

还需要说明的是，本实施例中的内筒1采用C形挡板围成的结构，在其他实施例中，内筒1也可以是一体成型的结构。

在上述实施例的基础上，本实施例导流板22通过转轴23与中筒2的侧壁铰接连接。导流板22可绕转轴23转动，实现其偏转角度的改变，进而改变污水的流动方向。进一步地，本实施例中，导流板22可旋转的角度为45度。在其他实施例中也可以设置为30-60度的任一角度。

在上述实施例的基础上，本实施例还包括超声波振板34，超声波振板34设于好氧区31内，用于清洗膜组件33。超声波振板34可在线清洗膜组件33以确保膜组件33的过水率。且超声波本身对污水中的COD有降解功能。

在上述实施例的基础上，本实施例超声波振板34与膜组件33平行或垂直放置，超声波振板34与膜组件33的距离为2-10cm。实现快速有效地清洗膜组件33。

在上述实施例的基础上，本实施例还包括进水管和出水管，所述进水管依次穿过外筒3和中筒2并通入内筒1内，所述出水管与膜组件33连通。进水管可将污水自动导入内筒1进行处理，出水管可将膜组件33过滤得到的清水导出。在本实施例中，采用水泵连接出水管将膜组件33中的清水抽出。

在上述实施例的基础上，本实施例中曝气机32的数量至少为2个，其中，两个曝气机32分别设于外筒3沿中心轴对称的好氧区31的两个对称的位置上。当导流板22的方向偏向好氧区31时，只需要开启其中的一个曝气机32供氧，当导流板22的方向偏向好氧区31时，可开启至少两个曝气机32加快好氧区31内的污水的流速，从而使得好氧区31的污水进入缺氧区21。在其他实施例中，曝气机的数量也可以是两个以上，所述曝气机均匀地布置于好氧区内。

在上述实施例的基础上，本实施例中的曝气机32为推流式曝气机。

在上述实施例的基础上，本实施例中的膜组件33为无机陶瓷膜。无机陶瓷膜实现了固液分离彻底，取代传统的沉淀池和过滤池，极大的降低设备体积。膜组件33也可以是其他类型的平板膜。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述无机陶瓷膜的孔径为0.1-15微米。确保水能够通过该膜，而其他杂质不能通过该膜。

在本实施例中，通过空压机结合超声波振动板实现对膜组件的清洗。本实施例中的曝气机通过电控系统实现控制。

本实施例还提出一种利用上述所述的集成污水处理设备的污水处理方法，包括污水在厌氧区发生厌氧生化反应；发生厌氧生化反应后的污水通过内筒上的通孔进入缺氧区并发生反硝化反应；调整导流板偏向所述好氧区，缺氧区的水经流通口进入好氧区，进行硝化反应和好氧反应；调整导流板偏向厌氧区，曝气机加快污水在好氧区的流速，发生好氧生化反应的污水在导流板的引流下回流至厌氧区；污水在厌氧区与好氧区不断循环脱氮；好氧区的污水在膜组件33中进行过滤得到清水，过滤掉的污泥回流至好氧区。

上述方法通过调节导流板角度，流通口的大小及方向会发生变化，从而调节好氧区混合液回流至缺氧区的流量，改变反硝化反应的强度。当流通口方向偏向好氧区，且流通口变小时，好氧区回流量减少，用于氨氮较低时工作，反之，偏向缺氧区，且流通口变大时，好氧区回流量增加，用于氨氮较高时工作。同时曝气机会加速这种好氧-缺氧的交替过程，保持一个工作周期内合适的回流比，提高氨氮和硝态氮的去除。最终出水经过膜组件过滤，污泥维持在设备内，清水达标排放。

本发明提出的集成污水处理设备适用于对占地要求面积小，水质要求高的生活污水处理场合。也可用于类似生活污水的污水处理。本设备集厌氧、好氧、缺氧、膜组件于一池，好氧区和厌氧区分别明显，保证了厌氧区与好氧区污水的高回流比，在去除BOD的同时，还可以实现脱氮、除磷和高效去除悬浮物(SS，杂质中包括悬浮物)的效果；同时运行方式灵活，可根据水质进行调节曝气机和导流板；对生活污水的处理效果好，设备运行稳定，运行成本低，出水水质稳定达标，且占地面积小，不需要安装回流泵实现厌氧区与好氧区污水的混合，电力消耗低，土建投资省。

本发明提出的设备的其他优点包括：高度集成；全新的水力模型；无二次污染，污泥在好氧区自动氧化，剩余污泥少或基本没有；不需要大量的人力维护；出水效果好，资源化利用。

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。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种集成污水处理设备，其特征在于，从内到外依次设有内筒、中筒和外筒；所述内筒的内部为厌氧区，所述中筒与所述内筒之间为缺氧区，所述外筒与中筒之间为好氧区，所述内筒的侧壁设有通孔，所述通孔用于实现所述厌氧区的污水进入至所述缺氧区，所述中筒的侧壁开设有流通口，所述中筒的侧壁的形状为弧形，所述流通口用于实现所述缺氧区与所述好氧区的连通；所述流通口的两侧分别设有偏转方向可调整的导流板，所述导流板用于控制污水的流通方向和流通量；所述好氧区设有曝气机，所述曝气机用于推动污水的流动；所述好氧区还设有膜组件，所述膜组件用于实现好氧区内的固液分离。

2.根据权利要求1所述集成污水处理设备，其特征在于，所述导流板通过转轴与所述中筒的侧壁铰接连接。

3.根据权利要求1所述的集成污水处理设备，其特征在于，还包括超声波振板，所述超声波振板设于所述好氧区内，用于清洗所述膜组件。

4.根据权利要求3所述的集成污水处理设备，其特征在于，所述超声波振板与所述膜组件平行或垂直放置，所述超声波振板与所述膜组件的距离为2-10cm。

5.根据权利要求1所述的集成污水处理设备，其特征在于，还包括进水管和出水管，所述进水管依次穿过所述外筒和中筒并通入所述内筒内，所述出水管与所述膜组件连通。

6.根据权利要求1所述的集成污水处理设备，其特征在于，所述曝气机的数量至少为2个；其中，所述曝气机均匀地布置于好氧区内。

7.根据权利要求1所述集成污水处理设备，其特征在于，厌氧区与缺氧区及好氧区体积比为1:1:2～4。

8.根据权利要求1所述集成污水处理设备，其特征在于，所述膜组件为无机陶瓷膜。

9.根据权利要求8所述的集成污水处理设备，其特征在于，所述无机陶瓷膜的孔径为0.1-15微米。

10.一种利用权利要求1-9任一项所述的集成污水处理设备的污水处理方法，其特征在于，包括污水在厌氧区发生厌氧生化反应；发生厌氧生化反应后的污水通过内筒上的通孔进入缺氧区并发生反硝化反应；调整导流板偏向所述好氧区，缺氧区的水经流通口进入好氧区，进行硝化反应和好氧反应；调整导流板偏向厌氧区，曝气机加快污水在好氧区的流速，发生好氧生化反应的污水在导流板的引流下回流至厌氧区；污水在厌氧区与好氧区不断循环脱氮；好氧区的污水在膜组件中进行过滤得到清水，过滤掉的污泥回流至好氧区。