CN110606621A - 一种集成式生活污水净化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式生活污水净化设备，它包括箱体、曝气部件、排泥部件、消毒部件，所述箱体内部设有长方体状的内部区域，所述箱体的长方体状的内部区域包括厌氧区、缺氧区、一级好氧区、二级好氧区、沉淀区、储泥区、设备安置区。该集成式生活污水净化设备通过结构优化使得沉淀区体积占设备体积的比例大幅提升，复合式的沉淀结构大大提高了澄清效率；同时，氧气利用率提高，使得耗气量减少、降低了能耗。

Description

一种集成式生活污水净化设备

技术领域

本发明涉及一种集成式生活污水净化设备。

背景技术

目前，现有的农村生活污水处理方式主要为人工湿地及微动力净化槽两种。其中人工湿地是通过种植的植物根系的吸收作用净化生活污水。由于植物受环境影响较大，对生活污水中的污染物的吸收能力极不稳定，同时生活污水的水质水量随时间变化较大，占地面积较大、易堵塞，因此人工湿地的处理效果很不稳定，一般只能达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)中的二级标准。微动力净化槽即集成式生活污水净化设备一般采用A/O或A2/O工艺，内部一般为厌氧区→兼氧/缺氧区→好氧区→沉淀区等数个分区，采用风机或增氧泵对好氧区进行供氧，其具有一定的污染物去除能力，同时对氨氮也具有一定的降解能力，但微动力净化槽内部自然菌抗冲击负荷较弱，存在导致粪大肠菌群出水指标超标的情况，出水澄清效果不太理想；又由于不能实现排泥，其对污水中磷的去除效果较差，总体处理效率较低，因此处理出水水质不够稳定，处理后出水水质难以达标排放，成为微动力净化槽的主要难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提升澄清效率、实现灭菌，由此得到一种成本低、处理效率高的集成式生活污水净化设备。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该集成式生活污水净化设备包括箱体、曝气部件、排泥部件、消毒部件，所述箱体内部设有长方体状的内部区域，所述箱体的长方体状的内部区域包括厌氧区、缺氧区、一级好氧区、二级好氧区、沉淀区、储泥区、设备安置区，所述厌氧区、缺氧区、一级好氧区、二级好氧区、沉淀区、设备安置区在箱体的长度方向上依次排列、所述储泥区与沉淀区在箱体的长度方向上并排排列，所述箱体上设有污水进口、人孔Ⅰ、人孔Ⅱ、人孔Ⅲ、人孔Ⅳ、人孔Ⅴ、清水出口，所述污水进口与厌氧区连通，所述厌氧区与缺氧区连通，所述缺氧区与一级好氧区连通，所述一级好氧区与二级好氧区连通，所述二级好氧区连通与沉淀区连通，所述人孔Ⅰ与缺氧区连通，所述人孔Ⅱ与一级好氧区连通，所述人孔Ⅲ与二级好氧区连通，所述人孔Ⅳ与储泥区连通，所述人孔Ⅴ与设备安置区连通，所述厌氧区、缺氧区、一级好氧区、二级好氧区都设置有填料，所述曝气部件包括鼓风机、曝气管Ⅰ、曝气管Ⅱ，所述曝气管Ⅰ、曝气管Ⅱ都与鼓风机连接，所述一级好氧区的底部设有平行分布的曝气管Ⅰ，所述二级好氧区的底部设有平行分布的曝气管Ⅱ，所述曝气管Ⅰ的间距小于曝气管Ⅱ的间距，所述沉淀区底部设有泥斗、沉淀区中部设有斜管填料、沉淀区上部设有沉淀筒，所述沉淀筒的一端穿过斜管填料伸入在泥斗内，所述沉淀筒的另一端通过输水管与二级好氧区连通，所述沉淀区通过消毒部件与清水出口连通，所述排泥部件包括吸泥管、管道泵、输泥管、排泥管，所述吸泥管与管道泵连接，所述管道泵与输泥管连接，所述吸泥管伸入到沉淀区底部，所述输泥管的一端伸入到储泥区内，所述排泥管固定在箱体上，所述排泥管与储泥区连通，排泥管上设有球阀，所述管道泵和鼓风机都位于设备安置区内。

该技术方案优化了空间分布结构，促使好氧处理过程分布在一级好氧区、二级好氧区内进行。值得注意的是一级好氧区的底部的曝气管Ⅰ的间距小于二级好氧区的底部曝气管Ⅱ的间距，因而一级好氧区的曝气量会高于二级好氧区的曝气量，由此形成氧浓度梯度，这样好处在于满足微生物对氧气的需求的同时降低能耗，这对提升设备运行的经济效率有显著意义；另外，这样的设计可以大大降低好氧区的空间占用量，节省出的空间可以用于扩大沉淀区的空间大小。沉淀区主要完成澄清工作。在本技术方案中沉淀区内的泥斗、斜管填料、沉淀筒共同组成了复合式的沉淀结构，在沉淀筒内部上升水流的顶托作用和污泥自重可产生污泥絮凝形成层，污泥絮凝形成层进一步接触、碰撞、捕捉混合液中的污泥，以形成絮状大颗粒沉淀；斜管填料进一步捕捉上浮小颗粒污泥，最终提高澄清效率。沉淀区底部的泥斗，用于暂时集泥作用。

设备内部设置储泥区，储泥区容积按剩余污泥排泥量及外运频率考虑；储泥区下部设置排泥管和阀门，定期排泥外运；储泥区中部设置上清液回流管和阀门，定期将储泥区上清液回流至其它预处理设施。

该技术方案实施后产生的污泥可以集中放置在储泥区内，提高总磷去除效果；氧气利用率大幅提升，使得耗气量减少，进而降低能耗；澄清效果提升同时出水时进行消毒操作即灭菌操作。

该集成式生活污水净化设备通过结构优化使得沉淀区体积占设备体积的比例大幅提升，复合式的沉淀结构大大提高了澄清效率；同时，氧气利用率提高，使得耗气量减少、降低了能耗。

为了保证消毒部件能稳定工作，避免水流速度过快，消毒部件设置了S形的输水路径，并采用分段消毒的结构。所述消毒部件包括三个安装管、三个消毒灯管，所述安装管为管状结构，每个安装管内部固定安装有一个消毒灯管，所述安装管之间串联连接，其中一个安装管的一端与沉淀区连通、另一个安装管的一端与清水出口连通。内部水体呈现“S”型流态，与消毒灯管充分接触，停留时间充足。

为了方便日常检修排泥，消毒部件底部安装排污管，所述安装管的中心线平行于竖直方向，所述安装管上都设有排污管和球阀，所述球阀安装在排污管上，所述排污管的一端位于箱体外部。

本技术方案在实施时可以配置流量计、水质分析仪、摄像头、数据采集在线传输模块，流量计设置在污水进口与厌氧区之间的输水管上、水质分析仪设置在清水出水口处、摄像头和数据采集在线传输模块都设置在设备安置区。流量计、水质分析仪、摄像头产生的数据都由数据采集在线传输模块接收和传递，通过集中控制方式实施远程监控，当现场各采集数据发生异常时，控制中枢系统自动报警并发出指令，运维人员前往检修，这样可以降低设备检修的人力成本，提高检修效率。

如上所述该技术方案中，好氧功能区设置了两级分区、采用微气泡曝气，实现了溶解氧浓度设定分级控制、低污泥产出、高氧利用率，节省了能耗；通过对储泥区即生化处理区剩余污泥的连续排放和储存，有效实现了对污水中磷的去除；沉淀区采用竖流沉淀和斜管沉淀组合结构，集合了竖流沉淀和斜管沉淀的双重优点，充分利用了层流原理，增加了沉淀面积，提高了沉淀处理能力，缩短了颗粒沉降距离，缩短了沉淀时间，从而提高了悬浮物SS的处理效率；消毒部件设置了“S”型的输水路径，并采用分段消毒的结构，内部水体呈现“S”型流态，加大了消毒停留时间，提高了消毒效率。实施过程中可集成水质在线监测与传输功能，方便后期的运行维护管理。

因此，该集成式生活污水净化设备可集成厌氧、兼氧/缺氧、好氧、沉淀、储泥、消毒、水质在线监测与传输等，集多功能于一体化结构，设备集成度高，施工方便，占地面积小、安装便捷。解决了总氮、COD、SS、TP、大肠菌群等污染物的协同稳定去除和运行管理难题。处理后出水主要水质指标能稳定达到《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB33/973-2015)一级标准要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。

图1为本发明一种集成式生活污水净化设备的结构示意图；

图2为图1在A-A处的剖视图；

图3为图1在B-B处的剖视图；

图4为本发明一种集成式生活污水净化设备的消毒部件的安装示意图；

图5为本发明一种集成式生活污水净化设备的消毒部件的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，该集成式生活污水净化设备包括箱体1、曝气部件、排泥部件、消毒部件17。

箱体1由金属板材焊接而成的密封式结构；其内部空间为长方体状，分割形成厌氧区2、缺氧区3、一级好氧区4、二级好氧区5、沉淀区6、储泥区7、设备安置区8。厌氧区2、缺氧区3、一级好氧区4、二级好氧区5、沉淀区6、设备安置区8在箱体1的长度方向上依次排列、储泥区7与沉淀区6在箱体1的长度方向上并排排列。箱体1上设有污水进口9、人孔Ⅰ、人孔Ⅱ、人孔Ⅲ、人孔Ⅳ、人孔Ⅴ、清水出口；人孔Ⅰ与缺氧区3连通，人孔Ⅱ与一级好氧区4连通，人孔Ⅲ与二级好氧区5连通，人孔Ⅳ与储泥区7连通，人孔Ⅴ与设备安置区8连通。

厌氧区2、缺氧区3、一级好氧区4、二级好氧区5都设置有填料，该填料用于微生物生长。

箱体1上的污水进口9可以按照现场的作业需要设置再箱体1的合适位置，在本实施例中污水进口9靠近在设备安置区8，这样便于设置流量计。污水进口9于厌氧区2之间通过输水管连通。箱体1在厌氧区2与缺氧区3之间的板体部位的底部设有通孔，厌氧区2与缺氧区3通过该通孔连通。箱体1在缺氧区3与一级好氧区4之间的板体部位的上部设有通孔，在缺氧区3与一级好氧区4通过该通孔连通。一级好氧区4与二级好氧区5之间的板体部位的上部设有通孔，在一级好氧区4与二级好氧区5通过该通孔连通。二级好氧区5与沉淀区6之间设有输水管，输水管的一端位于二级好氧区5的上部、输水管的另一端位于沉淀区6的上部，由此二级好氧区5与沉淀区6连通。

曝气部件包括鼓风机10、曝气管Ⅰ11、曝气管Ⅱ12，曝气管Ⅰ11、曝气管Ⅱ12都与鼓风机10连接。一级好氧区4的底部设有平行分布的曝气管Ⅰ11，二级好氧区5的底部设有平行分布的曝气管Ⅱ12。曝气管Ⅰ11的间距小于曝气管Ⅱ12的间距。鼓风机10设置在设备安置区8内。

沉淀区6底部设有泥斗13、沉淀区6中部设有斜管填料14、沉淀区6上部设有沉淀筒15。泥斗13由两块斜板组成，斜板与箱体1固定连接，斜板呈对称分布的位置状态，两块斜板之间的宽度从下往上逐渐增加。沉淀筒15穿过斜管填料14；沉淀筒15竖直设置,沉淀筒15的一端穿过斜管填料14伸入在泥斗13内，沉淀筒15的出口位于泥斗13内；沉淀筒15的另一端与二级好氧区5与沉淀区6之间的输水管连接，由此沉淀筒15与二级好氧区5连通。

箱体1在沉淀区6处设有过水板16，过水板16底部设有等距分布的通孔，经过澄清的水在流经过水板16后会从通孔处流出。流出的水经收集进入消毒部件17内。消毒部件17包括三个安装管18、三个消毒灯管。安装管18为管状结构，每个安装管18内部固定安装有一个消毒灯管。安装管18之间通过输水管串联连接，其中一个安装管18的一端通过输水管与沉淀区6连通，这样从过水板16处流出的水进入到消毒部件17内；另一个安装管18的一端通过输水管与清水出口连通。所有安装管18竖直设置，使得安装管18的中心线平行于竖直方向，每个安装管18上都设有排污管19和球阀，球阀安装在排污管19上，排污管19的一端位于箱体1外部。当清洗安装管18或者排放污泥时可以直接打开排污管19上的球阀来进行。

排泥部件包括吸泥管20、管道泵21、输泥管22、排泥管23、回流管24。吸泥管20与管道泵21连接，管道泵21与输泥管22连接，吸泥管20伸入到沉淀区6底部即泥斗13内。输泥管22的一端伸入到储泥区7内，排泥管23固定在箱体1上，排泥管23与储泥区7连通，排泥管23上设有球阀。回流管24与管道泵21连接，回流管24的一端伸入在厌氧区2内，回流管24上设有球阀，打开此球阀时可以同时将污泥输入到厌氧区2内，以维持厌氧区2内的菌落数量。管道泵21和鼓风机10都位于设备安置区8内。设备安置区8内还可以放置数据采集在线传输模块和摄像头，在清水出水口处设置的水质分析仪。这样流量计、水质分析仪、摄像头产生的数据都由数据采集在线传输模块接收和传递，通过集中控制方式实施远程监控，当现场各采集数据发生异常时，控制中枢系统自动报警并发出指令，运维人员前往检修，这样可以降低设备检修的人力成本，提高检修效率。

工作时曝气部件和消毒部件17工作。一级好氧区4内通入空气、二级好氧区5内也通入空气，由于曝气管Ⅰ11的间距小于曝气管Ⅱ12的间距，曝气管Ⅰ11分布密度大于曝气管Ⅱ12的分布密度，所以一级好氧区4内通入空气的空气量大于二级好氧区5内也通入空气的空气量。消毒灯通电工作，发出的光线可杀死病菌。污水先是输入到厌氧区2内，经过厌氧区2处理的污水流入缺氧区3内，经过缺氧区3处理的水流入一级好氧区4内，经过一级好氧区4处理的污水流入二级好氧区5内。经过二级好氧区5处理可获得清洁度较高的水，该清水流入消毒部件17后进行大肠杆菌的消毒操作，最后向箱体1外排出干净的清水。待泥斗13内集聚了污泥则可以通过排泥部件将污泥输送到储泥区7内；定期打开排泥管23上的球阀来清理储泥区7内集聚的污泥。

Claims (3)

1.一种集成式生活污水净化设备，其特征在于：所述集成式生活污水净化设备包括箱体(1)、曝气部件、排泥部件、消毒部件(17)，所述箱体(1)内部设有长方体状的内部区域，所述箱体(1)的长方体状的内部区域包括厌氧区(2)、缺氧区(3)、一级好氧区(4)、二级好氧区(5)、沉淀区(6)、储泥区(7)、设备安置区(8)，所述厌氧区(2)、缺氧区(3)、一级好氧区(4)、二级好氧区(5)、沉淀区(6)、设备安置区(8)在箱体(1)的长度方向上依次排列、所述储泥区(7)与沉淀区(6)在箱体(1)的长度方向上并排排列，所述箱体(1)上设有污水进口(9)、人孔Ⅰ、人孔Ⅱ、人孔Ⅲ、人孔Ⅳ、人孔Ⅴ、清水出口，所述污水进口(9)与厌氧区(2)连通，所述厌氧区(2)与缺氧区(3)连通，所述缺氧区(3)与一级好氧区(4)连通，所述一级好氧区(4)与二级好氧区(5)连通，所述二级好氧区(5)连通与沉淀区(6)连通，所述人孔Ⅰ与缺氧区(3)连通，所述人孔Ⅱ与一级好氧区(4)连通，所述人孔Ⅲ与二级好氧区(5)连通，所述人孔Ⅳ与储泥区(7)连通，所述人孔Ⅴ与设备安置区(8)连通，所述厌氧区(2)、缺氧区(3)、一级好氧区(4)、二级好氧区(5)都设置有填料，所述曝气部件包括鼓风机(10)、曝气管Ⅰ(11)、曝气管Ⅱ(12)，所述曝气管Ⅰ(11)、曝气管Ⅱ(12)都与鼓风机(10)连接，所述一级好氧区(4)的底部设有平行分布的曝气管Ⅰ(11)，所述二级好氧区(5)的底部设有平行分布的曝气管Ⅱ(12)，所述曝气管Ⅰ(11)的间距小于曝气管Ⅱ(12)的间距，所述沉淀区(6)底部设有泥斗(13)、沉淀区(6)中部设有斜管填料(14)、沉淀区(6)上部设有沉淀筒(15)，所述沉淀筒(15)的一端穿过斜管填料(14)伸入在泥斗(13)内，所述沉淀筒(15)的另一端通过输水管与二级好氧区(5)连通，所述沉淀区(6)通过消毒部件(17)与清水出口连通，所述排泥部件包括吸泥管(20)、管道泵(21)、输泥管(22)、排泥管(23)，所述吸泥管(20)与管道泵(21)连接，所述管道泵(21)与输泥管(22)连接，所述吸泥管(20)伸入到沉淀区(6)底部，所述输泥管(22)的一端伸入到储泥区(7)内，所述排泥管(23)固定在箱体(1)上，所述排泥管(23)与储泥区(7)连通，排泥管(23)上设有球阀，所述管道泵(21)和鼓风机(10)都位于设备安置区(8)内。

2.根据权利要求1所述集成式生活污水净化设备，其特征在于：所述消毒部件(17)包括三个安装管(18)、三个消毒灯管，所述安装管(18)为管状结构，每个安装管(18)内部固定安装有一个消毒灯管，所述安装管(18)之间串联连接，其中一个安装管(18)的一端与沉淀区(6)连通、另一个安装管(18)的一端与清水出口连通。

3.根据权利要求2所述集成式生活污水净化设备，其特征在于：所述安装管(18)的中心线平行于竖直方向，所述安装管(18)上都设有排污管(19)和球阀，所述球阀安装在排污管(19)上，所述排污管(19)的一端位于箱体(1)外部。