CN110255813A - 可切换多功能多模式的污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可切换多功能多模式的污水处理装置，其包括：污水净化池；隔离机构，所述隔离机构设置于所述污水净化池内，将所述污水净化池的池腔隔分为依次相通的厌氧区、缺氧区、缺氧好氧可变区以及好氧区；平流式沉淀池，所述平流式沉淀池与所述污水净化池连通；及管路切换机构，所述管路切换机构分别与所述厌氧区、所述缺氧区、所述缺氧好氧可变区以及所述好氧区连通，并能够通过对不同管路启闭切换而灵活改变污水处理装置的运行模式。本方案的污水处理装置能够灵活改变污水处理装置的实际运行模式与处理工艺类型，使用更加灵活多变，适用范围广，污水处理更具备针对性，对污水的净化能力和净化效果更好。

Description

可切换多功能多模式的污水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种可切换多功能多模式的污水处理装置。

背景技术

人类在生产、生活过程中产生的有毒有害物质进入水体，其容量超过了水体的自净能力，就会引起水质恶化。随着污水处理技术的进步及公民环保意识的增强，国家环保总局及地方政府对污水排放标准提出了更高的要求，对城镇污水处理中的氮、磷排放进行严格控制，部分地区要求出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A甚至更严格的地方标准。

由于国内城市基础设施建设方面比较落后，雨污合流导致污水厂水量、水质随季节波动明显，夏季水量大污染物浓度低，冬季水量少污染物浓度高，对污水厂运行调控提出考验。目前，国内的绝大多数污水处理厂的污水处理池通常按照某种特定的污水处理工艺运行，因而只能够针对某一种水质特性的污水进行净化处理，工艺单一，灵活性差，无法满足复杂多变的污水处理需求，导致污水净化效果差。

发明内容

基于此，有必要提供一种可切换多功能多模式的污水处理装置，能够根据所需净化处理的污水水质灵活切换处理工艺和运行模式，使用灵活多变，适用范围广，对污水的净化能力和净化效果好。

其技术方案如下：

一种可切换多功能多模式的污水处理装置，其包括：

污水净化池；

隔离机构，所述隔离机构设置于所述污水净化池内，将所述污水净化池的池腔隔分为依次相通的厌氧区、缺氧区、缺氧好氧可变区以及好氧区；

平流式沉淀池，所述平流式沉淀池与所述污水净化池连通；及

管路切换机构，所述管路切换机构分别与所述厌氧区、所述缺氧区、所述缺氧好氧可变区以及所述好氧区连通，并能够通过对不同管路启闭切换而灵活改变污水处理装置的运行模式。

在上述可切换多功能多模式的污水处理装置中，隔离机构装设在污水净化池内，能够将污水净化池的池腔隔分形成厌氧区、缺氧区、缺氧好氧可变区以及好氧区，该始终类型的区域构成了不同净化模式的工艺基础。与此同时，通过将平流式沉淀池与污水净化池连通，并使管路切换机构分别与厌氧区、缺氧区、缺氧好氧可变区以及好氧区连通，根据需要处理的污水水质(碳、氮、磷含量及有机物含量)不同，能够通过对不同管路进行启闭切换，从而改变污水、污泥在不同类型区域之间流向路径，便能够灵活改变污水处理装置的实际运行模式与处理工艺类型，进而使单个污水处理池具备多个工艺处理能力，相较于传统的污水处理池，本方案的污水处理装置的使用更加灵活多变，适用范围广，污水处理更具备针对性，对污水的净化能力和净化效果更好。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述管路切换机构包括第一污泥回流管、内回流管、与所述内回流管接通的第一回流接头、及连通于所述内回流管中的硝化液回流泵，所述第一污泥回流管的两端分别与所述平流式沉淀池和所述厌氧区的前段连通，所述内回流管的一端与所述好氧区的前段连通，另一端通过所述第一回流接头与所述缺氧区的前段连通。

在其中一个实施例中，所述管路切换机构还包括第二污泥回流管、及与所述内回流管接通的第二回流接头，所述第二污泥回流管的两端分别与所述平流式沉淀池和所述厌氧区的前段连通，所述内回流管的一端与所述好氧区的前段连通，另一端通过所述第二回流接头与所述厌氧区的前段连通。

在其中一个实施例中，所述管路切换机构还包括第一闸阀和第一流量计，所述第一闸阀和所述第一流量计分别连通于所述内回流管中。

在其中一个实施例中，所述管路切换机构还包括第一回流管、第二回流管、连通于所述第一回流管上的第一混合液回流泵、及连通于所述第二回流管上的第二混合液回流泵，所述第一回流管的两端分别与所述缺氧区的末端和所述厌氧区的前段连通，所述第二回流管的两端分别与所述缺氧好氧可变区的末端和所述厌氧区的前段连通。

在其中一个实施例中，所述管路切换机构还包括第二闸阀和第二流量计，所述第二闸阀和所述第二流量计连通于所述第一回流管和所述第二回流管中。

在其中一个实施例中，还包括一端均与水源连通的第一进水管、第二进水管和第三进水管，所述第一进水管的另一端与所述厌氧区的前段连通，所述第二进水管的另一端与所述缺氧区的前段连通，所述第三进水管的另一端与所述缺氧好氧可变区的前段连通。

在其中一个实施例中，所述第一进水管、所述第二进水管以及所述第三进水管上均装设有第三闸阀和第三流量计。

在其中一个实施例中，所述好氧区包括好氧区中段，所述生物填料浮游于所述好氧区中段的污水中，所述曝气装置包括鼓风机、与所述鼓风机连通的主气管、与所述主气管连通并伸入所述好氧区内的第一曝气管、与所述主气管连通并伸入所述缺氧好氧可变区内的第二曝气管、与所述第一曝气管连通的第一曝气盘、及与所述第二曝气管连通的第二曝气盘，此时所述好氧区中段形成为MBBR区。

在其中一个实施例中，所述曝气装置还包括设置于所述好氧区的池底和所述缺氧好氧可变区的池底的推流器。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的可切换多功能多模式的污水处理装置的结构示意图。

附图标记说明：

10、污水净化池，11、厌氧区，12、缺氧区，13、缺氧好氧可变区，14、好氧区，141、MBBR区，20、隔离机构，30、第一污泥回流管，40、内回流管，50、第二污泥回流管，60、第一回流管，70、第一进水管，80、第二进水管，90、第三进水管，100、鼓风机，110、主气管，120、第一曝气管，130、第二曝气管，140、第一曝气盘，150、第二曝气盘，160、推流器，170、投配药箱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

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方式的目的，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。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，为本申请一实施例展示的可切换多功能多模式的污水处理装置，其能够实现在同一个净化容器内，针对不同水质或特性的污水实现工艺切换，而进行有针对性的高效净化作业。

具体地，该污水处理装置(对可切换多功能多模式的污水处理装置的简称)包括：污水净化池10、隔离机构20、平流式沉淀池及管路切换机构。所述隔离机构20设置于所述污水净化池10内，将所述污水净化池10的池腔隔分为依次相通的厌氧区11、缺氧区12、缺氧好氧可变区13以及好氧区14；所述平流式沉淀池与所述污水净化池10连通；所述管路切换机构分别与所述厌氧区11、所述缺氧区12、所述缺氧好氧可变区13以及所述好氧区14连通，并能够通过对不同管路启闭切换而灵活改变污水处理装置的运行工艺类型。

一实施例中，污水净化池10为上端开口的矩形不锈钢盒体，具有结构强度高，结实耐用的优点。污水净化池10的外壁安装有步梯，可使工作人员登至池顶进行观测或检修作业。

请继续参阅图1，所述好氧区14包括相互连通的好氧区前段、好氧区中段和好氧区后段，所述隔离机构20包括分别装设在所述污水净化池10内的第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板和第五隔板，所述第一隔板开设有连通所述厌氧区11与所述缺氧区12的第一过流孔，所述第二隔板开设有连通所述缺氧区12与所述缺氧好氧可变区13的第二过流孔，所述第三隔板开设有连通所述缺氧好氧可变区13与所述好氧区前段的第三过流孔，所述第四隔板开设有连通所述好氧区前段与所述好氧区中段的第四过流孔，所述第五隔板开设有连通所述好氧区中段与所述好氧区后段的第五过流孔。如此，形成厌氧区11、缺氧区12、缺氧好氧区14以及好氧区14的方式简单，利于降低制造成本；而设置各过流孔，则能够通过溢流或潜流方式使污水在各工艺区内顺利流动，使污水能够被逐步净化干净。

在上述可切换多功能多模式的污水处理装置中，隔离机构20装设在污水净化池10内，能够将污水净化池10的池腔隔分形成厌氧区11、缺氧区12、缺氧好氧可变区13以及好氧区14，该四种类型的区域构成了不同净化模式的工艺基础。与此同时，通过将平流式沉淀池与污水净化池10连通，并使管路切换机构分别与厌氧区11、缺氧区12、缺氧好氧可变区13以及好氧区14连通，根据需要处理的污水水质(碳、氮、磷含量及有机物含量)不同，能够通过对不同管路进行启闭切换，从而改变污水、污泥在不同类型区域之间流向路径，便能够灵活改变污水处理装置的实际运行模式与处理工艺类型，进而使单个污水处理池具备多个工艺处理能力，相较于传统的污水处理池，本方案的污水处理装置的使用更加灵活多变，适用范围广，污水处理更具备针对性，对污水的净化能力和净化效果更好。

在上述实施例的基础上，污水处理装置还包括投配药箱170、加药管路和加药泵，所述加药管路的一端与所述投配药箱170连通，另一端与所述好氧区14的后段连通，所述加药泵连通于所述加药管路中。如此能够为好氧区14内投加净化药品，进一步加快污水处理速度，更加彻底的消除污水中的病菌微生物。

请继续参阅图1，一实施例中，所述管路切换机构包括第一污泥回流管30、内回流管40、与所述内回流管40接通的第一回流接头、及连通于所述内回流管40中的硝化液回流泵，所述第一污泥回流管30的两端分别与所述平流式沉淀池和所述厌氧区11的前段连通，所述内回流管40的一端与所述好氧区14的前段连通，另一端通过所述第一回流接头与所述缺氧区12的前段连通。在此管路切换状态下，污水处理装置按照A2O模式运行，此时位于好氧区14内的硝化液内回流至缺氧区12内，而污泥则外回流至厌氧区11内，由此可以补充前段污水中的微生物数量，加强对污水的处理效果。污泥回流，则能够防止污泥流失，经过膜过滤截留下来的污泥和有机大分子物质经过污泥回流，重新回到前端反应器中，使微生物不至于流失，保障反应器的处理效率；里面未处理完的大分子有机物质再回到反应器中，可以又一次被处理，也为微生物提供营养。

进一步地，一实施例中，所述管路切换机构还包括第二污泥回流管50、及与所述内回流管40接通的第二回流接头，所述第二污泥回流管50的两端分别与所述平流式沉淀池和所述厌氧区11的前段连通，所述内回流管40的一端与所述好氧区14的前段连通，另一端通过所述第二回流接头与所述厌氧区11的前段连通。此时，好氧区14内的硝化液内回流至厌氧区11内，而污泥也能够外回流至厌氧区11内，缺氧好氧区14内没有进行曝气而以缺氧模式运行，此时整个污水处理装置按照倒置A2O模式运行，缺氧好氧可变区13变为厌氧区11。倒置A2O工艺是将A2O工艺的厌氧区11、缺氧区12倒置，缺氧区12设在厌氧区11之前。回流污泥、好氧区14内的混合液回流和大部分污水会先进入缺氧区12，回流污泥和好氧区14内的混合液中的NO₃在此进行反硝化去除，使脱氮能力得到显著加强，避免了回流污泥中携带的NO₃对厌氧区11的不利影响，确保了后续厌氧区11处于绝对厌氧状态。聚磷微生物经历厌氧环境后直接进入生化效率较高的好氧区14，其在厌氧环境下形成的吸磷动力等到更加有效的利用，从而提高了对磷的去除效率。

特别地，所述管路切换机构还包括第一闸阀和第一流量计，所述第一闸阀和所述第一流量计分别连通于所述内回流管40中。因而能够灵活且精准的控制回流硝化液的流量，保证在最优化状态下进行污水净化处理。

请继续参阅图1，更进一步地，一实施例中，所述管路切换机构还包括第一回流管60、第二回流管、连通于所述第一回流管60上的第一混合液回流泵、及连通于所述第二回流管上的第二混合液回流泵，所述第一回流管60的两端分别与所述缺氧区12的末端和所述厌氧区11的前段连通，所述第二回流管的两端分别与所述缺氧好氧可变区13的末端和所述厌氧区11的前段连通。此时污水处理装置按照UCT模式运行。此时平流式沉淀池内的回流污泥与好氧区14内的混合液分别回流到缺氧区12内，其中携带的NO₃通过反硝化得以去除，另增设的缺氧区12至厌氧区11的混合液回流，还能够实现生物释磷，如此便可有效避免反硝化和释磷争夺有机质而互相影响，为高效脱氮除磷提供可靠保证。

特别地，所述管路切换机构还包括第二闸阀和第二流量计，所述第二闸阀和所述第二流量计连通于所述第一回流管60和所述第二回流管中。如此，第二闸阀能够及时关停或开启管路的通断，保证工作可靠；第二流量计则可灵活调控混合液的回流量，保证净化处理效果。

请继续参阅图1，在上述任一实施例的基础上，污水处理装置还包括一端均与水源连通的第一进水管70、第二进水管80和第三进水管90，所述第一进水管70的另一端与所述厌氧区11的前段连通，所述第二进水管80的另一端与所述缺氧区12的前段连通，所述第三进水管90的另一端与所述缺氧好氧可变区13的前段连通。即上述方案形成分点(三点)进水方案，也即引入三路水分别对厌氧区11、缺氧区12和缺氧好氧区14分别通入污水，如此能够保证缺氧区12内的反硝化和厌氧区11内的生物除磷对碳源的需求，其混合液内回流形式也可以提高系统的生物脱氮效率。

特别地，所述第一进水管70、所述第二进水管80以及所述第三进水管90上均装设有第三闸阀和第三流量计。如此则能够使工作人员对是否通入污水，以及通入污水的流量进行灵活调控，保证污水处理装置在最优化状态下运行。

请继续参阅图1，所述好氧区14包括好氧区中段，所述生物填料浮游于所述好氧区中段的污水中，所述曝气装置包括鼓风机100、与所述鼓风机100连通的主气管110、与所述主气管110连通并伸入所述好氧区14内的第一曝气管120、与所述主气管110连通并伸入所述缺氧好氧可变区13内的第二曝气管130、与所述第一曝气管120连通的第一曝气盘140、及与所述第二曝气管130连通的第二曝气盘150，此时所述好氧区中段形成为MBBR区141。此时，能够将好氧区中段区域切换为MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器)工艺区，MBBR工艺运用生物膜法的基本原理，技术关键在于采用新型的生物填料，该生物填料具有有效大表面积，适合微生物吸附生长，比重接近于水，轻微搅拌下即随水自由运动的特点。

生物填料在污水中循环流动，在好氧条件下，水流和生物填料在曝气充氧作用下产生大量空气泡，空气泡的上升浮力推动生物填料和周围的水体流动。当气流穿过水流和生物填料的空隙时又被阻滞，并被分割成微小气泡。再这样的过程中，生物填料被充分的搅拌并与水流均匀接触混合，增加了生物填料上的生物膜与氧气的接触与传氧效率，加强了微生物对有机物的废解能力。

进一步地，为使水流和生物填料保持动态流动状态，所述曝气装置还包括设置于所述好氧区14的池底和所述缺氧好氧可变区13的池底的推流器160。推流器160较优地安装在池底的角落处，推流方向指向环向，因而水流和生物填料能够在池内作周向循环流动，生物填料能够与新进入的污水不断充分接触，进行持续生物净化作业。可选地，推流器160为气流推动式或水流推动式。

实际工作中，所使用的生物填料通常为体积较小的单个个体，通常为圆环形结构，其内部通过隔片形成多个栖腔，以供微生物栖息繁殖。为保证净化处理效能，投入到污水中的生物填料个数通常较大，因此生物填料在污水中呈现四处散落，杂乱无序流动的状态。投入作业时，通常是一个或几个由工作人员投放作业，频次多，劳动强度大；而回收作业时，也是通过工作人员使用网兜进行多次打捞，费时费力，操作极为不便。基于此，在本技术方案的一实施例中，所述曝气装置还包括约束框，所述约束框内通过分隔条隔分形成有多个容置腔，所述生物填料分别装设在所述容置腔内。此时约束框与多个生物填料能够形成一个模块化的生物填料产品，投入或回收时，直接以约束框为载体进行操作即可，生物填料由于被约束在约束框内，因而不需要频繁操作，且生物填料不会四处散落在污水中，增加作业难度。而将生物填料分别装设在不同的容置腔中，使得生物填料不会拥挤在一起，使各个生物填料均能够与氧气和污水充分接触，保证净化效果。

此外，所述隔离机构20还包括装设在所述第四过流孔内的第一筛网、及装设在所述第五过流孔内的第二筛网。第一筛网和第二筛网能够仅允许污水流过而阻隔生物填料从MBBR区141内流出，保证所有的生物填料都能有效参与MBBR工艺作业，确保污水净化处理效能。

所述第四隔板上装设有与所述第四过流孔连通的配水堰，所述配水堰伸入所述MBBR区141中。设置一定长度的配水堰，使得污水一开始进入MBBR去内时就能够实现均流，使生物填料能够与新进的污水均匀接触，保证更多的生物填料与污水之间进行生物净化反应。

可以理解的，配水堰可以是采用溢流方式进行工作的溢流槽；或者是在侧壁开设并配设置的多个过水孔的水管。

此外，污水处理装置还包括第一放空管、第二放空管和第三放空管，所述第一放空管与所述好氧区后段连通，所述第二放空管与所述MBBR区141连通，所述第三放空管与所述厌氧区11以及所述缺氧区12连通。第一放空管、第二放空管、第三放空管上分别安装有闸阀，当污水处理装置停止工作或检修时，可排出内部的污水、生物填料、污泥等。

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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，包括：

污水净化池；

隔离机构，所述隔离机构设置于所述污水净化池内，将所述污水净化池的池腔隔分为依次相通的厌氧区、缺氧区、缺氧好氧可变区以及好氧区；

平流式沉淀池，所述平流式沉淀池与所述污水净化池连通；及

管路切换机构，所述管路切换机构分别与所述厌氧区、所述缺氧区、所述缺氧好氧可变区以及所述好氧区连通，并能够通过对不同管路启闭切换而灵活改变污水处理装置的运行模式。

2.根据权利要求1所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述管路切换机构包括第一污泥回流管、内回流管、与所述内回流管接通的第一回流接头、及连通于所述内回流管中的硝化液回流泵，所述第一污泥回流管的两端分别与所述平流式沉淀池和所述厌氧区的前段连通，所述内回流管的一端与所述好氧区的前段连通，另一端通过所述第一回流接头与所述缺氧区的前段连通。

3.根据权利要求2所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述管路切换机构还包括第二污泥回流管、及与所述内回流管接通的第二回流接头，所述第二污泥回流管的两端分别与所述平流式沉淀池和所述厌氧区的前段连通，所述内回流管的一端与所述好氧区的前段连通，另一端通过所述第二回流接头与所述厌氧区的前段连通。

4.根据权利要求3所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述管路切换机构还包括第一闸阀和第一流量计，所述第一闸阀和所述第一流量计分别连通于所述内回流管中。

5.根据权利要求2所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述管路切换机构还包括第一回流管、第二回流管、连通于所述第一回流管上的第一混合液回流泵、及连通于所述第二回流管上的第二混合液回流泵，所述第一回流管的两端分别与所述缺氧区的末端和所述厌氧区的前段连通，所述第二回流管的两端分别与所述缺氧好氧可变区的末端和所述厌氧区的前段连通。

6.根据权利要求5所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述管路切换机构还包括第二闸阀和第二流量计，所述第二闸阀和所述第二流量计连通于所述第一回流管和所述第二回流管中。

7.根据权利要求1至6任一项所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，还包括一端均与水源连通的第一进水管、第二进水管和第三进水管，所述第一进水管的另一端与所述厌氧区的前段连通，所述第二进水管的另一端与所述缺氧区的前段连通，所述第三进水管的另一端与所述缺氧好氧可变区的前段连通。

8.根据权利要求7所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述第一进水管、所述第二进水管以及所述第三进水管上均装设有第三闸阀和第三流量计。

9.根据权利要求1所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述好氧区包括好氧区中段，所述生物填料浮游于所述好氧区中段的污水中，所述曝气装置包括鼓风机、与所述鼓风机连通的主气管、与所述主气管连通并伸入所述好氧区内的第一曝气管、与所述主气管连通并伸入所述缺氧好氧可变区内的第二曝气管、与所述第一曝气管连通的第一曝气盘、及与所述第二曝气管连通的第二曝气盘，此时所述好氧区中段形成为MBBR区。

10.根据权利要求9所述的可切换多功能多模式的污水处理装置，其特征在于，所述曝气装置还包括设置于所述好氧区的池底和所述缺氧好氧可变区的池底的推流器。