CN110407313A - 一种城乡生活污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城乡生活污水处理装置，该装置利用流体负压作用把空气吸入，通过溶气罐进入生物巢接触氧化池，提升泵把水循环抽提到地面上的折叠接触氧化装置，最后经沉淀池和消毒池后达标排放,节能50%以上,解决了碳源不足和脱氮的两大难题。地下微生物接触氧化池经循环流动的水体将生物填料内游离的优势微生物菌带到水域，使各水域中能保持足够数量的优势微生物。地面上的折叠接触氧化装置其循环水在折叠板上形成了高溶氧，随着好氧生物膜的快速形成，兼性、厌氧生物膜层为反硝化脱氮提供了丰富的碳源，为好氧、嫌性菌生长代谢提供了丰富营养，脱氨迅速，有机质通过厌氧降解为气体和水，大幅度减少污泥,污染物得到有效的去除。

Description

一种城乡生活污水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理的技术领域，尤其是涉及一种城乡生活污水处理装置。

背景技术

随着我国经济的发展，乡镇生活污水带来的环境污染问题越来越严重，水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出，影响和损害群众健康，不利于经济社会持续发展。加上日益紧缺的土地资源问题，如何研发一些使用、处理效率高、占地小、易于操作管理、低能耗和低运行费用的技术来处理乡镇污水、改善乡镇环境具有重大意义。

在生活污水处理中，如何才能用好微生物，大大提高微生物的降解效果，怎样才能使处理后的水质氨氮达标，怎样才能大幅度减少剩余污泥的排放,很多科学家和研究人员仍在这方面不断的努力寻求解决的办法。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物降解污染物效果较好的城乡生活污水处理装置。

一种城乡生活污水处理装置，包括若干依次连通的污水处理单元，若干所述污水处理单元均包括生物巢系统以及折叠接触氧化装置，所述生物巢系统包括生物巢壳体，所述生物巢壳体内填充有填料层，填料层内放置有优势微生物菌剂，所述生物巢壳体的两端分别设有进水口和出水口，所述进水口插入有进水管，所述出水口插入有出水管，所述生物巢壳体内连接有进气管，所述进气管与折叠接触氧化装置连通。

通过采用上述技术方案，填料层为微生物接触氧化区，含有生活污水的水体输送至填料层，水体内的污染物与填料层接触并迅速过滤降解，同时微生物在填料层内粘附繁殖，循环流动的水体将游离的优势微生物菌剂通过出水口带离生物巢系统，使该装置作用范围内的生活污水中能保持足够数量的优势微生物菌剂，降解污染物效果较好。

优选的，所述生物巢壳体包括生物巢接触氧化间、填料副腔以及位于生物巢接触氧化间与填料副腔之间的阻隔板，所述阻隔板上设有溢流口以及回流口，所述填料副腔内设有用于将填料副腔内的水体通过回流口输送至生物巢接触氧化间的正压源，所述溢流口与回流口设置于阻隔板上且溢流口的水平高度高于回流口的水平高度。

通过采用上述技术方案，使生物巢接触氧化间与填料副腔内的水体产生循环，生物巢接触氧化间内的水体内的污染物被生物巢接触氧化间内的填料层过滤降解后，通过溢流口输送至填料副腔内，填料副腔内的一部分水体携带部分微生物和菌剂从出水口流出，一部分水体与填料副腔内的填料层接触并繁殖，然后携带游离的优势微生物菌剂的水体经负压源的作用携带部分微生物和菌剂从回流口进入生物巢接触氧化间内；阻隔板对角设置的溢流口与回流口，增大水体在生物巢壳体内的循环路径，进而增加水体中的污染物与微生物接触氧化区的接触反应时间；同时，正压源的设置，使填料副腔内的水体进入的生物巢接触氧化间内时，填料副腔靠近溢流口的附近产生一个负压，促进生物巢接触氧化间内的水体向填料副腔内流动；实现优势微生物菌剂在生物巢接触氧化间与填料副腔内的循环繁殖，使生物巢接触氧化间与填料副腔内持续保持足够数量的优势微生物菌剂用于对水体内的污染物进行降解。

优选的，所述正压源为第一水泵且放置于壳体上，所述第一水泵于填料副腔内插设有一根第一导水管，所述第一导水管上竖直设有一个直径由中心向两端逐渐增大的窄道，所述窄道的中心连接有一根与外界空气连通的通管；所述第一水泵与回流口之间设有一根第二导水管，所述第二导水管上设有一个压力溶气罐。

通过采用上述技术方案，由于生物巢接触氧化间内的水体携带的污染物含量远远高于填料副腔内的污染物含量，优势微生物菌剂繁殖所需要氧气含量较大，窄道的设置使水体在通过窄道时，水体流速增大，窄道的中心产生一个低压区，进而窄道处产生一个吸附作用，空气通过通管被吸入第一导水管内；由于水体通过窄道的中心后，压力依次增大，空气中的氧气在压力的作用下快速溶解至水体中，相比曝气泵的使用，节能效果达到90%；同时，与空气混合的水体携带优势微生物菌剂从回流口进入生物巢接触氧化间内的填料层，优势微生物菌剂繁殖速率提升，降解水体中的污染物的效果提升；溶气罐的设置，使导入生物巢接触氧化间的水体被乳化，产生微超纳米气泡，增加氧气的的溶解效果，提高优势微生物菌剂繁殖速率，降解水体中的污染物的效果提升。

优选的，所述生物巢壳体上开有一个曝气口，所述曝气口位于生物巢接触氧化间的上方，所述折叠接触氧化装置位于曝气口上方，所述折叠接触氧化装置包括一个分水管和若干折叠板，所述进气管竖直伸出于生物巢壳体，所述进气管上连接有第二水泵，所述第二水泵与分水管连通，所述折叠板沿进气管的竖直方向上由上至下依次首尾衔接折叠设置，相邻两个折叠板之间呈锐角设置，最上端的所述折叠板位于分水管的下方，所述分水管上设有若干使水体流向最上端的折叠板上的透水孔，所述折叠板设有使水体流动的滑道。

通过采用上述技术方案，由于带有污染物的水体在经过优势微生物菌剂的降解后，水体内的氧气含量降低；折叠设置的折叠板增加了水体与空气的接触面积以及接触时间，溶氧的梯度较大，使优势微生物菌剂处于硝化反硝化的最好状态；增加优势微生物菌剂与水体之间反应效果；利用水体自身重力进行连续运作，无过多机械运转部件，易损易耗部件较少，使用寿命长，维护成本低，管理方便，且带有污染物的水体在折叠板上形成了高溶氧，随着好氧生物膜的快速形成，其底层的溶氧降低，形成了兼性、厌氧生物膜层，此三层生物膜通过吸附、降解的方式去除污染物，厌氧降解产物为反硝化脱氮提供了丰富的碳源，同时也为好氧、嫌性菌生长代谢提供了丰富营养，氨氮得到迅速降解，多余的有机质通过厌氧降解为气体和水，大幅度减少了剩余污泥排放,所以生活污水中的污染物得到有效的去除。

优选的，所述滑道内设有若干挡板，所述挡板低于滑道两侧的高度；所述滑道内设有填料段，所述填料段位于相邻两挡板之间，所述填料段内填充有优势微生物菌剂。

通过采用上述技术方案，使水体因重力在滑道内向下流动时，水体受到挡板的阻隔后，水体跃过挡板，一部分水体由于惯性的作用继续沿挡板阻碍方向向上运动，产生水花，水体与空气的接触面积增大，氧气易溶于水体内，同时，水体下降的速度由于挡板的阻挡会降低，延长水体与空气的接触时间，增加优势微生物菌剂与水体之间反应效果，填料段的设置使优势微生物菌剂和水体中的微生物充分反应，降解污染物效果较好。

优选的，所述污水处理单元至少有三个且分别为第一污水处理单元、第二污水处理单元以及第三污水处理单元，第一污水处理单元的出水口与第二污水处理单元的进水口连接，第二污水处理单元的出水口与第三污水处理单元的进水口连接，第三污水处理单元的出水口连接有澄清池。

通过采用上述技术方案，使含有生活污水的水体输送至填料层，水体内的污染物与填料层接触并迅速过滤降解，经过多次循环降解，游离的优势微生物菌剂通过澄清池被带离生物巢系统，澄清池的设置使经过降解的水体沉积分层，淤泥等通过沉积留在澄清池，干净且携带游离的优势微生物菌剂的水体溢出澄清池，使该装置作用范围内的生活污水中能保持足够数量的优势微生物菌剂，降解污染物效果较好。

优选的，所述澄清池包括圆筒状内壁的溢流部，所述溢流部下端设有圆锥形内壁的沉积部，所述沉积部的下端连接有回流主管，所述第一污水处理单元上开有一个回流主口，所述回流主口与回流主管连接，所述回流主管上连接有一个加压水泵；所述溢流部沿其内壁设有一圈环形溢流槽，所述环形溢流槽靠近其圆心的侧壁高度低于远离其圆心的侧壁高度，所述溢流槽内穿设有一根排水管，所述排水管的高度低于环形溢流槽靠近其圆心的侧壁高度。

通过采用上述技术方案，使淤泥等杂质通过回流主管流入三个污水处理单元内并与优势微生物菌剂进一步反应；环形溢流槽的设置，使较为干净且携带游离的优势微生物菌剂通过排水管进入水域，使该装置作用范围内的生活污水中能保持足够数量的优势微生物菌剂，降解污染物效果较好。

优选的，所述第三污水处理单元的出水口处连接有一根出水主管，所述出水主管背向第三污水处理单元的一端竖直向下插设于澄清池中，出水主管背向第三污水处理单元的一端设有一个锥形开口。

通过采用上述技术方案，使水体通过锥形开口后流速降低，水体中污泥以及悬浮物沉积效果较好。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.生物巢的设置，循环流动的水体将游离的优势微生物菌剂通过出水口带离生物巢系统，使该装置作用范围内的生活污水中能保持足够数量的优势微生物菌剂，降解污染物效果较好；

2.回流口、压力溶气罐以及窄道的设置，增加回流口处反向回流的水体中的氧气含量，与空气混合的水体携带优势微生物菌剂从回流口进入生物巢接触氧化间内的填料层，优势微生物菌剂繁殖速率提升，降解水体中的污染物的效果提升；

3.折叠接触氧化装置的设置，使带有污染物的水体在折叠板上形成了高溶氧，随着好氧生物膜的快速形成，其底层的溶氧降低，形成了兼性、厌氧生物膜层，此三层生物膜通过吸附、降解的方式去除污染物，厌氧降解产物为反硝化脱氮提供了丰富的碳源，同时也为好氧、嫌性菌生长代谢提供了丰富营养，氨氮得到迅速降解，多余的有机质通过厌氧降解为气体和水，大幅度减少了剩余污泥排放,所以生活污水中的污染物得到有效的去除。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2用于表示第一污水处理单元、第二污水处理单元以及第三污水处理单元的连接关系的示意图。

图3是本发明的第一污水处理单元的内部结构示意图。

图4是本发明的阻隔板的整体结构示意图

图5是图1中A部分的局部放大示意图。

图6是图1中B部分的局部放大示意图。

图中，1、生物巢壳体；2、生物巢接触氧化间；3、填料副腔；4、填料层；5、进水口；6、出水口；7、进水管；8、出水管；9、进气管；10、阻隔板；11、溢流口；12、回流口；13、第一水泵；14、第一导水管；15、窄道；16、通管；17、压力溶气罐；18、第二水泵；19、第二导水管；20、曝气口；21、折叠板；22、透水孔；23、滑道；24、挡板；25、填料段；26、溢流部；27、沉积部；28、回流主管；29、回流主口；30、加压水泵；31、环形溢流槽；32、排水管；33、出水主管；34、锥形开口；35、第一污水处理单元；36、第二污水处理单元；37、第三污水处理单元；38、分水管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

结合图1和图2可知，为本发明公开的一种城乡生活污水处理装置，包括三个依次连接的污水处理单元，分别为第一污水处理单元35、第二污水处理单元36以及第三污水处理单元37，第一污水处理单元35的出水口6与第二污水处理单元36的进水口5连接，第二污水处理单元36的出水口6与第三污水处理单元37的进水口5连接，第三污水处理单元37的出水口6连接有澄清池。

结合图1至图3可知，污水处理单元均包括生物巢系统和折叠接触氧化装置。

生物巢系统包括生物巢壳体1，生物巢壳体1中间放置有阻隔板10并将生物巢壳体1分隔为生物巢接触氧化间2和填料副腔3，生物巢接触氧化间2内填充有若干填料层4，填料层4内放置有优势微生物菌剂，优势微生物菌剂为针对水体中特定污染物进行驯化、选育、复配而制的，其对污染物的处理效果高于普通微生物；填料层4内除放置优势微生物菌剂外还可以单独或混合放置对水体中的污染物有降解作用的普通微生物，又是微生物菌剂可以选用广东中微环保生物科技有限公司的型号为ZWDM-W01的微生物菌种。

结合图2至图4可知，阻隔板10上设置有一个溢流口11和回流口12，溢流口11位于阻隔板10的上方，回流口12位于阻隔板10的下方，生物巢接触氧化间2背向溢流口11的一侧开有一个进水口5，进水口5高于回流口12的水平高度，填料副腔3背向溢流口11的一侧设置有一个出水口6，出水口6的水平高度低于溢流口11的水平高度，进水口5插入有进水管7，进水管7通过水泵等设备将水体导入生物巢壳体1内，水泵图中未示出；出水口6插入有出水管8，出水管8插入填料副腔3内的一端靠近填料副腔3的底部，使填料副腔3内沉积的杂物可以通过出水管8导出。

生物巢壳体1上放置有一个正压源，正压源为第一水泵13，第一水泵13与填料副腔3内连接有一根第一导水管14，第一导水管14背向第一水泵13的一端靠近回流口12设置，第一水泵13带动填料副腔3内的水体通过第一导水管14进入生物巢接触氧化间2内。第一导水管14上设有一个窄道15，窄道15的直径由窄道15的中心向两端逐渐增大，窄道15的中心上连接有一根与外界空气连通的通管16；第一水泵13与回流口12之间设有一根第二导水管19，所述第二导水管19上设有一个压力溶气罐17，压力溶气罐17将导入生物巢接触氧化间2的水体乳化，产生微超纳米气泡，增加氧气的的溶解效果。

结合图1、图3以及图5可知，生物巢壳体1上开有一个曝气口20，曝气口20位于生物巢接触氧化间2的上方，折叠接触氧化装置位于曝气口20上方，折叠接触氧化装置包括一个分水管38和若干折叠板21，进气管9竖直伸出于生物巢接触氧化间2，进气管9上连接有第二水泵18，第二水泵18与分水管38连通，进气管9背向第二水泵18的一端靠近生物巢接触氧化间2的底部，分水管38水平放置，折叠板21沿进气管9的竖直方向上由上至下依次首尾衔接折叠设置，相邻两个折叠板21之间呈锐角设置，最上端的折叠板21位于分水管38的下方，分水管38上设有若干使水体流向最上端的折叠板21上的透水孔22，折叠板21设有使水体流动的滑道23，滑道23内设有若干倾斜的挡板24，挡板24的高度低于的滑道23两侧的高度，滑道23内设有若干挡板24，挡板24低于滑道23两侧的高度；滑道23内设有位于相邻两挡板24之间填料段25，填料段25内填充有优势微生物菌剂。

结合图2和图6可知，澄清池包括圆筒状内壁的溢流部26，溢流部26下端设有圆锥形内壁的沉积部27，沉积部27的下端连接有回流主管28，第一污水处理单元35上开有一个回流主口29，回流主口29与回流主管28连接，回流主管28上连接有一个加压水泵30；溢流部26沿其内壁设有一圈环形溢流槽31，环形溢流槽31靠近其圆心的侧壁高度低于远离其圆心的侧壁高度，溢流槽内穿设有一根排水管32，排水管32的高度低于环形溢流槽31靠近其圆心的侧壁高度。

本实施例的实施原理为：

工作人员将本发明放入含有生活污水的水域中，污水处理单元以及溢流池位于水域内，生物巢壳体1位于水体内，折叠板21高于水体表面，本发明开始工作，带有生物污水等污染物的水体通过进水管7导入第一污水处理单元35的生物巢接触氧化间2内，生物巢接触氧化间2内的水位逐渐上升，水体中的污染物与填料层4中的优势微生物菌剂接触，粘附在填料层4的优势微生物菌剂迅速繁殖并降解水体中的污染物；随着水体的逐渐上升，降解后的水体携带游离的优势微生物菌剂从溢水口进入填料副腔3；连接于进气管9上的第二水泵18开始抽水，水体经第二水泵18进入分水管38中。

填料副腔3内的水位持续上升，第一水泵13开始工作，将一部分水体抽取并通过窄道15，窄道15的设置使水体在通过窄道15时，水体流速增大，窄道15的中心产生一个低压区，进而窄道15处产生一个吸附作用，空气通过通管16被吸入第一导水管14内；由于水体通过窄道15的中心后，压力依次增大，空气中的氧气在压力的作用下快速溶解至水体中，相比曝气泵的使用，节能效果达到90%；同时，与空气混合的水体携带优势微生物菌剂从回流口12进入生物巢接触氧化间2内的填料层4，优势微生物菌剂繁殖速率提升，降解水体中的污染物的效果提升；与第一水泵13连接的第二导水管19将相互混合的水体以及空气导入压力溶气罐17，压力溶气罐17使导入生物巢接触氧化间2的水体被乳化，产生微超纳米气泡，增加氧气的的溶解效果，水体通过第二导水管19从回流口12进入生物巢接触氧化间2，由于回流口12的高度低于溢流口11的高度，通过回流口12进入生物巢接触氧化间2的空气与水体混合物向上运动，推动大量游离的优势微生物菌剂至生物巢接触氧化间2的上方，携带游离的优势微生物菌剂的水体通过溢流口11进入填料副腔3内，部分水体沿出水管8从出水口6流出。

进入分流管内的水体经透水孔22流入最上层的折叠板21上，水体因重力在滑道23内向下流动，水体受到挡板24的阻隔后，水体跃过挡板24，一部分水体由于惯性的作用继续沿挡板24阻碍方向向上运动，产生水花，水体与空气的接触面积增大，优势微生物菌剂处于硝化反硝化的最好状态，填料段25的设置使优势微生物菌剂和水体中的微生物充分反应，增加优势微生物菌剂与水体之间反应效果，携带有优势微生物的水体通过曝气口20流入生物巢接触氧化间2，并持续对水域中的生活污水的污染物进行降解。

带有游离的优势微生物菌剂的水体从第一污水处理单元35依次经过第二处理单元以及第三处理单元，沿第三污水处理单元37的出水主管33进入澄清池内，淤泥等杂质沉积在沉积部27的底部，较为干净且携带游离的优势微生物菌剂通过排水管32进入消毒池且污染物达标后排出水域，带有游离的优势微生物菌剂的水体流入水域中，并持续对水域中的生活污水的污染物进行降解。沉积部27沉积的杂质通过回流主管28进入第一污水处理单元35，开始循环，与优势微生物菌剂进一步反应。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城乡生活污水处理装置，其特征在于：包括若干依次连通的污水处理单元，若干所述污水处理单元均包括生物巢系统以及折叠接触氧化装置，所述生物巢系统包括生物巢壳体(1)，所述生物巢壳体(1)内填充有填料层(4)，填料层(4)内放置有优势微生物菌剂，所述生物巢壳体(1)的两端分别设有进水口(5)和出水口(6)，所述进水口(5)插入有进水管(7)，所述出水口(6)插入有出水管(8)，所述生物巢壳体(1)内连接有进气管(9)，所述进气管(9)与折叠接触氧化装置连通。

2.根据权利要求1所述的城乡生活污水处理装置，其特征在于：所述生物巢壳体(1)包括生物巢接触氧化间(2)、填料副腔(3)以及位于生物巢接触氧化间(2)与填料副腔(3)之间的阻隔板(10)，所述阻隔板(10)上设有溢流口(11)以及回流口(12)，所述填料副腔(3)内设有用于将填料副腔(3)内的水体通过回流口(12)输送至生物巢接触氧化间(2)的正压源，所述溢流口(11)与回流口(12)设置于阻隔板(10)上且溢流口(11)的水平高度高于回流口(12)的水平高度。

3.根据权利要求3所述的城乡生活污水处理装置，其特征在于：所述正压源为第一水泵(13)且放置于生物巢壳体(1)上，所述第一水泵(13)于填料副腔(3)内插设有一根第一导水管(14)，所述第一导水管(14)上竖直设有一个直径由中心向两端逐渐增大的窄道(15)，所述窄道(15)的中心连接有一根与外界空气连通的通管(16)；所述第一水泵(13)与回流口(12)之间设有一根第二导水管(19)，所述第二导水管(19)上设有一个压力溶气罐(17)。

4.根据权利要求1所述的城乡生活污水处理装置，其特征在于：所述生物巢壳体(1)上开有一个曝气口(20)，所述曝气口(20)位于生物巢接触氧化间(2)的上方，所述折叠接触氧化装置位于曝气口(20)上方，所述折叠接触氧化装置包括一个分水管(38)和若干折叠板(21)，所述进气管(9)竖直伸出于生物巢壳体(1)，所述进气管(9)上连接有第二水泵(18)，所述第二水泵(18)与分水管(38)连通，所述折叠板(21)沿进气管(9)的竖直方向上由上至下依次首尾衔接折叠设置，相邻两个折叠板(21)之间呈锐角设置，最上端的所述折叠板(21)位于分水管(38)的下方，所述分水管(38)上设有若干使水体流向最上端的折叠板(21)上的透水孔(22)，所述折叠板(21)设有使水体流动的滑道(23)。

5.根据权利要求5所述的城乡生活污水处理装置，其特征在于：所述滑道(23)内设有若干挡板(24)，所述挡板(24)低于滑道(23)两侧的高度；所述滑道(23)内设有填料段(25)，所述填料段(25)位于相邻两挡板(24)之间，所述填料段(25)内填充有优势微生物菌剂。

6.根据权利要求1所述的城乡生活污水处理装置，其特征在于：所述污水处理单元至少有三个且分别为第一污水处理单元(35)、第二污水处理单元(36)以及第三污水处理单元(37)，第一污水处理单元(35)的出水口(6)与第二污水处理单元(36)的进水口(5)连接，第二污水处理单元(36)的出水口(6)与第三污水处理单元(37)的进水口(5)连接，第三污水处理单元(37)的出水口(6)连接有澄清池。

7.根据权利要求1所述的城乡生活污水处理装置，其特征在于：所述澄清池包括圆筒状内壁的溢流部(26)，所述溢流部(26)下端设有圆锥形内壁的沉积部(27)，所述沉积部(27)的下端连接有回流主管(28)，所述第一污水单元上开有一个回流主口(29)，所述回流主口(29)与回流主管(28)连接，所述回流主管(28)上连接有一个加压水泵(30)；所述溢流部(26)沿其内壁设有一圈环形溢流槽(31)，所述环形溢流槽(31)靠近其圆心的侧壁高度低于远离其圆心的侧壁高度，所述溢流槽内穿设有一根排水管(32)，所述排水管(32)的高度低于环形溢流槽(31)靠近其圆心的侧壁高度。

8.根据权利要求1所述的城乡生活污水处理装置，其特征在于：所述第三污水处理单元(37)的出水口(6)处连接有一根出水主管(33)，所述出水主管(33)背向第三污水处理单元(37)的一端竖直向下插设于澄清池中，出水主管(33)背向第三污水处理单元(37)的一端设有一个锥形开口(34)。