CN109231708A - 一种分散式户用型一体化污水处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分散式户用型一体化污水处理装置及其使用方法，包括圆筒型污水处理结构、内套筒一体化高效沉淀池结构以及结构配套管路；在圆筒沿半径方向设置若干个隔板将其分为不同功能区域，包括好氧I区、缺氧II区、好氧II区、清水区、调节区、缺氧缓冲区、缺氧I区；内套筒一体化高效沉淀池结构底部与好氧II区连接处设置污泥入流管；结构配套管路包含调节区进水管、污水进水管、沉淀池污泥入流管、污泥回流管、清水区进水管、清水区溢流管、曝气进气管、气提回流装置主进气管和进气管。其具有结构设计合理、动力设备及自动控制要求低、有效降低装备投资及运行成本、运行安全可靠、操作方便，能够实现村镇污水高效处理等优点。

Description

一种分散式户用型一体化污水处理装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种分散式户用型一体化污水处理装置及其使用方法，其具有设备需用量少、处理能耗低、处理效率高、出水效果好、可自动运行无人值守等优点。

背景技术

近年来分散式村镇污水处理逐渐受到行业的广泛关注，并在我国新农村建设的政策推动下，发挥越来越重要的作用。村镇污水具有与城镇规模污水处理不同的特点和经济局限性，因此需要因地制宜的选取适合村镇污水特点的工艺及污水处理装备，分散式污水一体化处理设备因其结构紧凑、高效低耗、安装与管理便利等优点，在技术上较充分地满足了分散式生活污水的处理需求，而单户型设备又因其安装成本较低、选址较灵活、对环境影响微小等优势逐渐成为分散式污水一体化处理设备的发展趋势。因此，如何将上述两者的优势进行整合设置出一种分散式一体化污水处理装置来满足村镇污水处理要求具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中村镇污水处理现状存在的不足，提供一种分散式户用型一体化污水处理装置及其使用方法，具有结构设计合理、动力设备及自动控制要求低、有效降低装备投资及运行成本、运行安全可靠、操作方便，能够实现村镇污水高效处理等优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种分散式户用型一体化污水处理装置，该污水处理装置包括圆筒型污水处理结构、内套筒一体化高效沉淀池结构以及结构配套管路；

所述圆筒型污水处理结构为U-PVC圆筒，在U-PVC圆筒沿半径方向设置若干个隔板将其分为不同功能区域，所述不同功能区域包括好氧I区、缺氧II区、好氧II区、清水区、调节区、缺氧缓冲区、缺氧I区，且各区域通过设置不同高度翻水隔板和底部对称方向过水矩形通道形成折流式水力结构；

所述好氧I区设置有多层螺旋式旋混曝气器；

所述好氧II区设置有多层螺旋式旋混曝气器；

所述调节区设置有调节区进水管、一级进水粗格栅、调节区溢流管道、污水进水管；

所述清水区设置清水区溢流管道；

所述缺氧缓冲区设置有二级进水细格栅；

所述内套筒一体化高效沉淀池结构与隔板热熔焊接成型，所述内套筒一体化高效沉淀池结构底部与好氧II区连接处设置污泥入流管，顶端设置四周圆形收水三角堰，且其内部设置有一体化沉淀池结果，所述一体化沉淀池内安装预制一体化沉淀池高效沉淀斜管/板，同时安装污泥气提回流装置；

所述结构配套管路包含，设置在调节区池壁上的调节区进水管、设置在缺氧缓冲区池壁的污水进水管、设置在靠近好氧II区的沉淀池池壁的沉淀池污泥入流管、安装于沉淀池内的污泥回流装置所属污泥回流管、设置在收水三角堰靠近清水区一侧的清水区进水管、设置在清水区池壁的清水区溢流管、连接曝气装置的好氧I区曝气进气管和好氧II区曝气进气管、安装于沉淀池内的污泥回流装置所属气提回流装置主进气管和进气管；所述污水由调节区进水管经过一级进水粗格栅进入调节区，由污水提升装置通过污水进水管经二级进水细格栅后进入缺氧缓冲区，泥水混合液通过隔板底部矩形过水口进入缺氧I区，之后翻过隔板顶部进入好氧I区，之后依此过水方式分别经过缺氧II区和好氧II区后，经过沉淀池污泥入流管进入内套筒一体化高效沉淀池结构，产水通过顶端设置四周圆形收水三角堰，经过清水区进水管流入清水区，产水通过清水区溢流管排放；沉淀池内污泥通过污泥气提回流装置经污泥回流管进入二级进水细格栅后返回到缺氧缓冲区；所述一级进水粗格栅、二级进水细格栅的格栅间隙分别为3mm和1mm不锈钢提篮格栅。

作为上述方案的进一步优化，所述多层螺旋式旋混曝气器通过好氧I区曝气进气管、多层螺旋式旋混曝气器通过好氧II区曝气进气管分别连接于电磁式鼓风机。

作为上述方案的进一步优化，所述气提污泥回流装置的主体材质为不锈钢，包含污泥回流管、底部渐扩口、气提回流装置进气管、装置固定架和底部支架，进气管焊接在回流管外壁距离渐扩口100-200mm处，装置固定架与渐扩口上下管口点焊固定，底部支架与渐扩口下管口焊接固定。。

作为上述方案的进一步优化，气提回流装置进气管路上设置气体流量计，通过试验标定回流污泥流量与气体流量关系后即可通过气体流量值反映污泥回流流量。

作为上述方案的进一步优化，所述多层螺旋式旋混曝气器的主体材质为ABS，包含上层两道螺旋切割系统和下层多层锯齿形布气头，气流进入曝气器后首先通过螺旋切割系统切割后进入锯齿形布气头，经多层切割形成微气泡。

作为上述方案的进一步优化，所述污水提升装置为风能驱动提水装置，主体结构包括风车单元、齿轮箱传动件，所述风车单元通过齿轮箱传动件将污水负压抽吸提升；所述风能污水提升装置进水管设置回流口，以及用于调节回流口开度流量的调节阀门；所述鼓风机为电磁式隔膜鼓风气泵；所述液位控制开关为电极式液位计控制进水泵启停。

作为上述方案的进一步优化，所述缺氧缓冲区、缺氧I区和缺氧II区内设置固定床微生物挂膜填料及填料支架，微生物挂膜填料为组合式软性挂膜填料，以塑料环为骨架，负载纤纶丝以保证微生物挂膜和对污水浓度的适应性。

作为上述方案的进一步优化，所述一体化污水处理装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器，以及设置在缺氧缓冲区与可编程PLC控制器相连的电极式液位控制开关用于控制污水提升装置传动件的开闭，电磁式鼓风机为连续运行；

所述自动控制系统还包括与可编程PLC控制器通过无线网络模块通信连接的远程收发器；所述远程收发器通过无线网络与远程监控中心或者智能移动终端APP远程通信连接。

本发明上述一种分散式户用型一体化污水处理装置的使用方法包括如下步骤：

1)污泥驯化过程：根据目标污泥浓度MLSS＝2000-3000mg/L接种一定量的污水处理厂沉淀池回流污泥或剩余污泥，开启进水泵进水直至内套筒一体化高效沉淀池结构内液位达到产水高度，进水泵停止；

开启鼓风机，调节回流装置进气管阀门开度，标定回流污泥流量，同时调节好氧I区和好氧II区曝气管进气阀门开度后装置内泥水混合液开始折流式多级A/O循环驯化过程，该过程持续时间1-2天，待污泥驯化过程已完成后，即可进入运行过程；

2)运行过程：开启进水泵后调节阀门开度，控制进水流量为42-83L/h，开启鼓风机，调节回流装置进气管气体流量计前端阀门开度，标定回流污泥流量为100％-150％，同时调节好氧I区和好氧II区曝气管进气阀门开度后装置内泥水混合液开始折流式多级A/O运行过程，一体化沉淀池可正常产水；经过5-7d运行后系统可达到稳定运行效果，总体产水水质可满足冲厕或景观回用标准。

采用本发明的一种分散式户用型一体化污水处理装置及其使用方法具有如下有益效果：

(1)本一体化污水处理装置发明采用内外套筒圆形结构，内套筒为沉淀区，内外套筒中间结构为水处理功能区域，通过翻水折流达到完全混合，圆形结构具有占地小、水力混合均匀无死区、布水均匀的优势。

(2)由于本发明采用风能驱动对污水进行提升，污泥回流采用气提回流形式，装置仅包括一台小型鼓风气泵，具有动力设备需求及自动控制要求低、投资及运行成本低等优势。

(3)本发明采用多层螺旋式旋混曝气器，通过物理剪切作用增加微气泡数量以提高曝气充氧效率，具有曝气管处理压力要求低、防堵塞、节能等优势。

(4)本发明污泥气提回流装置采用底部渐扩展和侧壁进气结构，可永久防止堵塞，且具有污泥提升所需曝气量及风压低，出水口携带气泡少的优势。

附图说明

附图1为本发明一种分散式户用型一体化污水处理装置结构示意图俯视图。

附图2为图1中截面的结构示意图侧视图。

附图3为污泥回流装置示意图。

上述图中，各个附图标记的含义如下：

1、好氧I区；2、多层螺旋式旋混曝气器；3、缺氧II区；4、多层螺旋式旋混曝气器；5、好氧II区；6、沉淀池污泥入流管；7、好氧II区曝气进气管；8、好氧I区曝气进气管；9、气提回流装置主进气管；10、清水区；11、清水区溢流管；12、调节区进水管；13、调节区溢流管；14、一级进水粗格栅；15、一体化沉淀池高效沉淀斜管/板；16、调节区；17、污水进水管；18、二级进水细格栅；19、气提污泥回流管；20、电极式液位控制开关；21、缺氧缓冲区；22、缺氧I区；23、一体化沉淀池收水三角堰；24、装置放空口；25、气提污泥回流装置；26、进气管；27、内套筒一体化高效沉淀池结构；28、圆筒型污水处理结构；29、清水区进水管；30、装置固定架；31、底部渐扩口；32、底部支架。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2和附图3对本发明一种分散式户用型一体化污水处理装置及其使用方法作以详细说明。

一种分散式户用型一体化污水处理装置，该污水处理装置包括圆筒型污水处理结构28、内套筒一体化高效沉淀池结构27以及结构配套管路；

所述圆筒型污水处理结构为U-PVC圆筒，在U-PVC圆筒沿半径方向设置若干个隔板将其分为不同功能区域，所述不同功能区域包括好氧I区1、缺氧II区3、好氧II区5、清水区10、调节区16、缺氧缓冲区21、缺氧I区22，且各区域通过设置不同高度翻水隔板和底部对称方向过水矩形通道形成折流式水力结构；

所述好氧I区设置有多层螺旋式旋混曝气器2；

所述好氧II区设置有多层螺旋式旋混曝气器4；

所述调节区16设置有调节区进水管12、一级进水粗格栅14、调节区溢流管道13、污水进水管17；

所述清水区设置清水区溢流管道11；

所述缺氧缓冲区设置有二级进水细格栅18；

所述内套筒一体化高效沉淀池结构与隔板热熔焊接成型，所述内套筒一体化高效沉淀池结构底部与好氧II区连接处设置污泥入流管6，顶端设置四周圆形收水三角堰23，且其内部设置有一体化沉淀池结果，所述一体化沉淀池内安装预制一体化沉淀池高效沉淀斜管/板15，同时安装污泥气提回流装置25；

所述结构配套管路包含，设置在调节区池壁上的调节区进水管、设置在缺氧缓冲区池壁的污水进水管、设置在靠近好氧II区的沉淀池池壁的沉淀池污泥入流管、安装于沉淀池内的污泥回流装置所属污泥回流管19、设置在收水三角堰靠近清水区一侧的清水区进水管29、设置在清水区池壁的清水区溢流管、连接曝气装置的好氧I区曝气进气管8和好氧II区曝气进气管7、安装于沉淀池内的污泥回流装置所属气提回流装置主进气管9和进气管26；所述污水由调节区进水管经过一级进水粗格栅进入调节区，由污水提升装置通过污水进水管经二级进水细格栅后进入缺氧缓冲区，泥水混合液通过隔板底部矩形过水口进入缺氧I区，之后翻过隔板顶部进入好氧I区，之后依此过水方式分别经过缺氧II区和好氧II区后，经过沉淀池污泥入流管进入内套筒一体化高效沉淀池结构，产水通过顶端设置四周圆形收水三角堰，经过清水区进水管流入清水区，产水通过清水区溢流管排放。沉淀池内污泥通过污泥气提回流装置经污泥回流管进入二级进水细格栅后返回到缺氧缓冲区；所述一级进水粗格栅、二级进水细格栅的格栅间隙分别为3mm和1mm不锈钢提篮格栅。

所述多层螺旋式旋混曝气器通过好氧I区曝气进气管、多层螺旋式旋混曝气器通过好氧II区曝气进气管分别连接于电磁式鼓风机。

所述气提污泥回流装置25的主体材质为不锈钢，包含污泥回流管、底部渐扩口31、气提回流装置进气管、装置固定架30和底部支架32，进气管焊接在回流管外壁距离渐扩口100-200mm处(此处缺少部件31 30的连接关系及布置位置，请予以补充)。

气提回流装置进气管路上设置气体流量计，通过试验标定回流污泥流量与气体流量关系后即可通过气体流量值反映污泥回流流量。

所述多层螺旋式旋混曝气器的主体材质为ABS，包含上层两道螺旋切割系统和下层多层锯齿形布气头，气流进入曝气器后首先通过螺旋切割系统切割后进入锯齿形布气头，经多层切割形成微气泡。

所述污水提升装置为风能驱动提水装置，主体结构包括风车单元、齿轮箱传动件，所述风车单元通过齿轮箱传动件将污水负压抽吸提升；所述风能污水提升装置进水管设置回流口，以及用于调节回流口开度流量的调节阀门；所述鼓风机为电磁式隔膜鼓风气泵；所述液位控制开关为电极式液位计控制进水泵启停。

所述缺氧缓冲区、缺氧I区和缺氧II区内设置固定床微生物挂膜填料及填料支架，微生物挂膜填料为组合式软性挂膜填料，以塑料环为骨架，负载纤纶丝以保证微生物挂膜和对污水浓度的适应性。

所述一体化污水处理装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器，以及设置在缺氧缓冲区与可编程PLC控制器相连的电极式液位控制开关20用于控制污水提升装置传动件的开闭，电磁式鼓风机为连续运行；

所述自动控制系统还包括与可编程PLC控制器通过无线网络模块通信连接的远程收发器；所述远程收发器通过无线网络与远程监控中心或者智能移动终端APP远程通信连接。

本发明一种分散式户用型一体化污水处理装置的使用方法包括如下步骤：

1)污泥驯化过程：根据目标污泥浓度MLSS＝2000-3000mg/L接种一定量的污水处理厂沉淀池回流污泥或剩余污泥，开启进水泵进水直至内套筒一体化高效沉淀池结构内液位达到产水高度，进水泵停止；

开启鼓风机，调节回流装置进气管阀门开度，标定回流污泥流量，同时调节好氧I区和好氧II区曝气管进气阀门开度后装置内泥水混合液开始折流式多级A/O循环驯化过程，该过程持续时间1-2天，待污泥驯化过程已完成后，即可进入运行过程；

2)运行过程：开启进水泵后调节阀门开度，控制进水流量为42-83L/h，开启鼓风机，调节回流装置进气管气体流量计前端阀门开度，标定回流污泥流量为100％-150％，同时调节好氧I区和好氧II区曝气管进气阀门开度后装置内泥水混合液开始折流式多级A/O运行过程，一体化沉淀池可正常产水；经过5-7d运行后系统可达到稳定运行效果，总体产水水质可满足冲厕或景观回用标准。

经过现场试验发现，采用本发明的装置对COD的去除率为90-95％，BOD₅去除率为93-95％，氨氮去除率可达到98-99％，总氮去除率65-70％，总磷去除率达到50-71％，整体运行均能够达到预期效果。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：该污水处理装置包括圆筒型污水处理结构(28)、内套筒一体化高效沉淀池结构(27)以及结构配套管路；

所述圆筒型污水处理结构为U-PVC圆筒，在U-PVC圆筒沿半径方向设置若干个隔板将其分为不同功能区域，所述不同功能区域包括好氧I区(1)、缺氧II区(3)、好氧II区(5)、清水区(10)、调节区(16)、缺氧缓冲区(21)、缺氧I区(22)，且各区域通过设置不同高度翻水隔板和底部对称方向过水矩形通道形成折流式水力结构；

所述好氧I区设置有多层螺旋式旋混曝气器(2)；

所述好氧II区设置有多层螺旋式旋混曝气器(4；

所述调节区(16)设置有调节区进水管(12)、一级进水粗格栅(14)、调节区溢流管道(13)、污水进水管(17)；

所述清水区设置清水区溢流管道(11)；

所述缺氧缓冲区设置有二级进水细格栅(18)；

所述内套筒一体化高效沉淀池结构与隔板热熔焊接成型，所述内套筒一体化高效沉淀池结构底部与好氧II区连接处设置污泥入流管(6)，顶端设置四周圆形收水三角堰(23)，且其内部设置有一体化沉淀池结果，所述一体化沉淀池内安装预制一体化沉淀池高效沉淀斜管/板(15)，同时安装污泥气提回流装置(25)；

所述结构配套管路包含，设置在调节区池壁上的调节区进水管、设置在缺氧缓冲区池壁的污水进水管、设置在靠近好氧II区的沉淀池池壁的沉淀池污泥入流管、安装于沉淀池内的污泥回流装置所属污泥回流管(19)、设置在收水三角堰靠近清水区一侧的清水区进水管(29)、设置在清水区池壁的清水区溢流管、连接曝气装置的好氧I区曝气进气管(8)和好氧II区曝气进气管(7)、安装于沉淀池内的污泥回流装置所属气提回流装置主进气管(9)和进气管(26)；所述污水由调节区进水管经过一级进水粗格栅进入调节区，由污水提升装置通过污水进水管经二级进水细格栅后进入缺氧缓冲区，泥水混合液通过隔板底部矩形过水口进入缺氧I区，之后翻过隔板顶部进入好氧I区，之后依此过水方式分别经过缺氧II区和好氧II区后，经过沉淀池污泥入流管进入内套筒一体化高效沉淀池结构，产水通过顶端设置四周圆形收水三角堰，经过清水区进水管流入清水区，产水通过清水区溢流管排放；沉淀池内污泥通过污泥气提回流装置经污泥回流管进入二级进水细格栅后返回到缺氧缓冲区；所述一级进水粗格栅、二级进水细格栅的格栅间隙分别为3mm和1mm不锈钢提篮格栅。

2.根据权利要求1所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：所述多层螺旋式旋混曝气器通过好氧I区曝气进气管、多层螺旋式旋混曝气器通过好氧II区曝气进气管分别连接于电磁式鼓风机。

3.根据权利要求2所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：所述气提污泥回流装置(25)的主体材质为不锈钢，包含污泥回流管、底部渐扩口(31)、气提回流装置进气管、装置固定架(30)和底部支架(32)，进气管焊接在回流管外壁距离渐扩口100-200mm处，装置固定架与渐扩口上下管口点焊固定，底部支架与渐扩口下管口焊接固定。

4.根据权利要求3所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：气提回流装置进气管路上设置气体流量计，通过试验标定回流污泥流量与气体流量关系后即可通过气体流量值反映污泥回流流量。

5.根据权利要求4所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：所述多层螺旋式旋混曝气器的主体材质为ABS，包含上层两道螺旋切割系统和下层多层锯齿形布气头，气流进入曝气器后首先通过螺旋切割系统切割后进入锯齿形布气头，经多层切割形成微气泡。

6.根据权利要求5所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：所述污水提升装置为风能驱动提水装置，主体结构包括风车单元、齿轮箱传动件，所述风车单元通过齿轮箱传动件将污水负压抽吸提升；所述风能污水提升装置进水管设置回流口，以及用于调节回流口开度流量的调节阀门；所述鼓风机为电磁式隔膜鼓风气泵；所述液位控制开关为电极式液位计控制进水泵启停。

7.根据权利要求6所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：所述缺氧缓冲区、缺氧I区和缺氧II区内设置固定床微生物挂膜填料及填料支架，微生物挂膜填料为组合式软性挂膜填料，以塑料环为骨架，负载纤纶丝以保证微生物挂膜和对污水浓度的适应性。

8.根据权利要求7所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置，其特征在于：所述一体化污水处理装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器，以及设置在缺氧缓冲区与可编程PLC控制器相连的电极式液位控制开关(20)用于控制污水提升装置传动件的开闭，电磁式鼓风机为连续运行；

所述自动控制系统还包括与可编程PLC控制器通过无线网络模块通信连接的远程收发器；所述远程收发器通过无线网络与远程监控中心或者智能移动终端APP远程通信连接。

9.一种根据权利要求8所述的一种分散式户用型一体化污水处理装置的使用方法，其特征在于，其使用方法包括如下步骤：

1)污泥驯化过程：根据目标污泥浓度MLSS＝2000-3000mg/L接种一定量的污水处理厂沉淀池回流污泥或剩余污泥，开启进水泵进水直至内套筒一体化高效沉淀池结构内液位达到产水高度，进水泵停止；

开启鼓风机，调节回流装置进气管阀门开度，标定回流污泥流量，同时调节好氧I区和好氧II区曝气管进气阀门开度后装置内泥水混合液开始折流式多级A/O循环驯化过程，该过程持续时间1-2天，待污泥驯化过程已完成后，即可进入运行过程；

2)运行过程：开启进水泵后调节阀门开度，控制进水流量为42-83L/h，开启鼓风机，调节回流装置进气管气体流量计前端阀门开度，标定回流污泥流量为100％-150％，同时调节好氧I区和好氧II区曝气管进气阀门开度后装置内泥水混合液开始折流式多级A/O运行过程，一体化沉淀池可正常产水；经过5-7d运行后系统可达到稳定运行效果，总体产水水质可满足冲厕或景观回用标准。