CN110877949A - 一种一体化污水处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种一体化污水处理系统和方法，涉及污水处理领域，能够避免现有的污水处理设备占地面积较大、设备运转风险高、噪音大、投资高等弊端。该污水处理系统中，污水池包括通过挡板分隔的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区；污水处理装置包括旋流曝气搅拌一体风机、气提污泥装置、曝气盘、旋流搅拌器；旋流曝气搅拌一体风机的总管道包括第一端口和第二端口；第一端口通过曝气管通向好氧区，第二端口通过管道与位于沉淀区的气提污泥装置连接；厌氧区和缺氧区中分别设置有旋流搅拌器，且旋流搅拌器与位于好氧区的曝气管连接；好氧区的底部中设置有多个与曝气管连接的曝气盘；气提污泥装置的总管道分为回流管和排泥管。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水处理系统，还涉及其污水处理方法。
背景技术
截止2018年底，中国大陆总人口139538万人，其中农村常住人口56401万人，换言之有约5.6亿乡镇农村人口在生产生活污水。分散式生活污水主要为农村居民洗浴、洗涤、洁厕和厨余等污水为主的生活污水。其主要特点为：排水纳污面积小、污水量少、进水水质和水量变化系数大；某些农村存在工业废水混排及径流污水的混合现象；由于部分农村财政情况及技术力量薄弱等原因，对于污水处理都要量力而行即使建好了污水处理站，也可能难以维持高能耗、多操作、难管理的污水处理站。因此，我国新农村污水处理应该选择经济、高效、节能、简便易行、处理效果好、抗冲击能力强，运行稳定的污水处理新工艺新技术。
一体化分散式污水处理设备也是在这种条件下产生，在能满足农村生活污水处理达标的前提下，它整个设备不需要专人管理、无需建造污水处理厂房、模块化构建可根据地形水量水质特征灵活组装，易操作具有很强的实用性等优点。分散式污水处理装置因以上优点备受国内外污水处理领域专家的关注，成为研究热点之一。然而，现有的一体化污水处理设备占地面积较大、设备运转风险高、噪音大、投资高。
发明内容
本发明的实施例提供一种污水处理系统和方法，能够避免现有的污水处理设备占地面积大、设备运转风险高、噪音大、投资高等弊端。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本申请实施例提供一种污水处理系统，包括污水池和污水处理装置；所述污水池包括通过挡板分隔的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区；所述污水池在所述厌氧区的侧壁设置有进水口，在所述沉淀区的侧壁设置有出水口；所述好氧区与所述沉淀区相邻，且在两者之间的挡板上设置有开口；所述好氧区与所述缺氧区相邻，且在两者之间的挡板上设置有内回流孔；所述缺氧区与所述厌氧区相邻，且两者之间的挡板上设置有开口；所述污水处理装置包括旋流曝气搅拌一体风机、气提污泥装置、曝气盘、旋流搅拌器；所述旋流曝气搅拌一体风机的总管道包括第一端口和第二端口；所述第一端口通过曝气管通向所述好氧区，所述第二端口通过管道与位于所述沉淀区的所述气提污泥装置连接；所述厌氧区和所述缺氧区中分别设置有旋流搅拌器，且所述旋流搅拌器与位于所述好氧区的曝气管连接；所述好氧区的底部中设置有与所述曝气管连接的多个所述曝气盘；所述气提污泥装置的总管道分为回流管和排泥管；所述回流管通向所述厌氧区，所述排泥管排出所述沉淀区的污泥。
在一些实施例中，所述旋流曝气搅拌一体风机通向所述好氧区的曝气管、所述旋流曝气搅拌一体风机通向所述气提污泥装置的管道、所述气提污泥装置连接的排泥管上分别设置有控制阀。
在一些实施例中，所述沉淀区的底部设置有斜板，所述斜板与水平方向之间具有倾角；所述气提污泥装置设置于所述斜板相对较低的一侧。
在一些实施例中，所述旋流曝气搅拌一体风机的总管道上设置有止回阀。
在一些实施例中，所述厌氧区与所述好氧区相邻的挡板上设置有固定旋流搅拌器的固定孔；所述缺氧区与所述好氧区相邻的挡板上设置有固定旋流搅拌器的固定孔；所述厌氧区与所述缺氧区和所述好氧区不相邻、且靠近所述沉淀区一侧的档板上设置有固定所述回流管的固定孔。
本发明还涉及的基于上述的系统的污水处理方法，包括如下步骤：
步骤（1）、污水通过进水口进入到厌氧区，厌氧区内有通过气提污泥回流装置而来的外回流污泥混合液，并通过旋流搅拌器搅拌均匀；
步骤（2）、厌氧区的污水自流入缺氧区，缺氧区有来自好氧区通过旋流曝气从内回流孔带入的内回流混合液，并通过旋流搅拌器搅拌均匀；
步骤（3）、缺氧区的污水通过自流流入好氧区，好氧区内有旋流曝气盘进行曝气，以维持污水处理系统中活性污泥硝化菌在好氧条件下开展硝化反应；
步骤（4）、好氧区的泥水混合液自流入沉淀区，泥水混合液在沉淀区实现分离，处理后的水从出水口排出，泥沉入底部经斜板聚集在底部；
步骤（5）、旋流曝气搅拌一体风机通过控制阀控制分别供风至好氧区及气提污泥装置，向好氧区的曝气盘进行供氧，同时提供旋流搅拌器及内回流的动能，并带动缺氧区和厌氧区的搅拌及内回流；气提污泥装置通过压缩接收到的空气作为动能带动污泥混合液经回流管外回流至厌氧区；
步骤（6）、当斜板沉淀的储泥量过多时，可以手动打开排泥管上的控制阀实现人工排泥，对少量的剩余污泥进行处理处置。
进一步地，步骤（5）中，外回流比为50%-100%。
相比与现有技术，本发明的有益效果如下：
本申请的污水处理系统中的主要设备为一台旋流曝气搅拌一体风机和一台气提污泥装置，从而使得整个设备简单、投资小、噪音小、无二次污染；同时，简便易操作、且占地面积小，产泥量少易处置，保证分散式小型污水处理站出水的水质稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种污水处理系统的示意图，其中：
01-污水处理系统；10-污水池201-旋流曝气搅拌一体风机；202-气提污泥装置；203-曝气盘；204-1、204-2-旋流搅拌器；205-斜板；A1-厌氧区；A2-缺氧区；A3-好氧区；A4-沉淀区；L-挡板；W1-进水口；W2-出水口；T1、T3-开口；T2-内回流孔；D1-曝气管；D2-管道；E1-回流管；E2-排泥管；K1、K2、K3-控制阀。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”以及“竖直”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
图1为本申请实施例提供一种污水处理系统01，该污水处理系统01包括污水池10和污水处理装置（包括201、202、203、204）。
上述污水池10包括通过挡板L（也可以成为导流墙）分隔的厌氧区A1、缺氧区A2、好氧区A3、沉淀区A4。其中，该污水池10在厌氧区A1的侧壁设置有进水口W1，在沉淀区A4的侧壁设置有出水口W2。
在该污水池10中，好氧区A3与沉淀区A4相邻，且在两者之间的挡板L上设置有开口T1；好氧区A3与缺氧区A2相邻，且在两者之间的挡板L上设置有内回流孔T2；缺氧区A2与厌氧区A1相邻，且两者之间的挡板L上设置有开口T3。
上述污水处理装置包括：旋流曝气搅拌一体风机201、气提污泥装置202、曝气盘203、旋流搅拌器（204-1、204-2）。
其中，上述旋流曝气搅拌一体风机201可以单独设置风机房。示意的，如图1所示，可以设置风机房与沉淀区A4和厌氧区A1相邻，但并不限制于此；还可以独立设置风机房，实际中可以根据需要进行设置。
旋流曝气搅拌一体风机201的总管道包括第一端口和第二端口。其中，如图1所示，第一端口通过曝气管D1通向好氧区A3，第二端口通过管道D2与位于沉淀区A4的气提污泥装置202连接。
另外，在该污水处理系统01中，好氧区A3的底部中设置有与曝气管D1连接的多个曝气盘203。其中，图1中仅是以6个曝气盘203为例进行示意说明的，本申请中对于曝气盘203的具体数量不做限定，实际中可以根据需要设置。
在厌氧区A1设置有旋流搅拌器204-1，且该旋流搅拌器204-1与位于好氧区A3的曝气管D1连接；在缺氧区A2中也设置有旋流搅拌器204-2，且该旋流搅拌器204-2与位于好氧区A3的曝气管D1连接。
示意的，在一些实施例中，为了对旋流搅拌器204-1、204-2进行固定，可以在厌氧区A1与好氧区A3相邻的挡板上设置有固定旋流搅拌器204-1的固定孔；在缺氧区A2与好氧区A3相邻的挡板上设置有固定旋流搅拌器204-2的固定孔。当然，在一些实施例中，也可以采用固定架单独进行固定。
上述气提污泥装置202的总管道分为回流管E1和排泥管E2，其中，回流管E1通向厌氧区A1实现外回流，排泥管E2用于排出沉淀区A4的污泥。
示意的，在一些实施例中，为了对回流管E1进行固定，可以在厌氧区A1与缺氧区A2和好氧区A3不相邻、且靠近沉淀区A4一侧的档板L上设置有固定回流管E1的固定孔。当然，在一些实施例中，也可以采用固定架单独进行固定。
采用本申请实施例提供的污水处理系统中，在进行污水处理时，可以将污水依次通过厌氧区（伴有外回流）、缺氧区（伴有内回流）及好氧区，使用活性污泥法对污水进行处理；污泥混合液流到沉淀区进行泥水分离，出水通过出水口达标排放，沉淀污泥通过沉淀收集；同时在污水处理系统中，通过曝气盘和旋流搅拌器协同搅拌统，一台旋旋流曝气搅拌一体风机的出风总管道一分为二分别连接供曝气管及气提污泥装置，同时提供好氧区的氧量、搅拌器的传动动能及内外回流的动能。气提污泥装置一端连接外回流管，另一端连接排泥管，气提污泥装置接受风机带来的风量通过压缩空气的形式带动污泥进行连续外回流，将聚集的污泥外送处理，污泥混合液进行外回流，增强厌氧区活性污泥反硝化功能，从而达到高效脱氮。
现有技术中的一体化污水处理装置通常情况下需要三台设备（两台风机及一台污泥回流泵或者一台风机及两台泵的形式），第一种情况一台风机作为曝气供氧装置，另一台风机作为搅拌传动装置，污泥回流泵进行污泥回流；第二种情况一台风机作为曝气供氧装置，一台泵作为回流装置还有一台泵作为排泥装置。
相比与现有技术，本申请实施例提供的污水处理系统中的主要设备为一台旋流曝气搅拌一体风机和一台气提污泥装置，从而使得整个设备简单、投资小、噪音小、无二次污染；同时，简便易操作、且占地面积小，产泥量少易处置，保证分散式小型污水处理站出水的水质稳定。
在此基础上，在一些实施例中，为了对整个污水处理装置（或者说污水处理系统01）进行更好的控制，如图1所示，可以在旋流曝气搅拌一体风机201通向好氧区A3的曝气管D1上设置有控制阀K1，在旋流曝气搅拌一体风机201通向气提污泥装置202的管道D2上设置有控制阀K2，以通过对控制阀K1、K2的控制，对曝气管D1和管道D2尚的风量控制。
在一些实施例中，如图1所示，可以在气提污泥装置202连接的排泥管E2上设置有控制阀K3，以对排泥管E2的排泥进行控制，在需要排泥时开启控制阀K3，污泥外送进行泄压。
在一些实际的污水处理过程中，控制阀K3通常为关闭状态；气提污泥装置202接受风机带来的风量通过压缩空气的形式带动污泥进行连续外回流，当需要排泥时可以手动开启控制阀K3进行泄压，将聚集在沉淀区底部的污泥外送处理；然后，关闭控制阀K3，污泥混合液继续进行外回流。
在一些实施例中的，为了污水池中的防止泥水混合液倒流至旋流曝气搅拌一体风机201，对旋流曝气搅拌一体风机201损坏，如图1所示，可以在旋流曝气搅拌一体风机201的总管道上设置有止回阀S。
在一些实施例中，为了提高沉淀区A4中污泥的沉淀速度，以便尽快的通过气提污泥装置202将污泥通过排泥管E2排出，如图1所示，可以在沉淀区A4的底部设置斜板205，该斜板205与水平方向之间具有倾角；气提污泥装置202设置于斜板205相对较低的一侧。
以下以图1中示出的污水处理系统01为例，对整个污水处理过程进行示意说明。
（1）首先，污水通过进水口W1进入到厌氧区A1，厌氧区A1内有通过气提污泥回流装置202而来的外回流污泥混合液，并通过旋流搅拌器204-2搅拌均匀。
（2）厌氧区A1的污水通过挡板L上的开口T2自流入缺氧区A2，缺氧区A2有来自好氧区A3通过旋流曝气从内回流孔T2带入的内回流混合液，并通过旋流搅拌器204-1搅拌均匀。
（3）缺氧区A2的污水通过自流流入好氧区A3，好氧区A3内有旋流曝气盘203进行曝气，以维持污水处理系统中活性污泥硝化菌在好氧条件下开展硝化反应。
（4）好氧区A3的泥水混合液通过开口T1自流入沉淀区A4，泥水混合液在沉淀区A4实现分离，处理后的水从出水口W2排出，泥沉入底部经斜板205聚集在底部。
（5）旋流曝气搅拌一体风机202通过控制阀（K1、K2）控制分别供风至好氧区A3及气提污泥装置202，向好氧区A3的曝气盘203进行供氧，同时提供旋流搅拌器204-1、204-2及内回流的动能，并带动缺氧区A2和厌氧区A1的搅拌及内回流；气提污泥装置202通过压缩接收到的空气作为动能带动污泥混合液经回流管E1外回流至厌氧区A1。示意的，外回流比可以设计为50%-100%。
（6）当斜板205沉淀的储泥量过多时，可以手动打开排泥管E2上的控制阀K3实现人工排泥，对少量的剩余污泥进行处理处置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种一体化污水处理系统，其特征在于：包括污水池和污水处理装置；
所述污水池包括通过挡板分隔的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区；所述污水池在所述厌氧区的侧壁设置有进水口，在所述沉淀区的侧壁设置有出水口；
所述好氧区与所述沉淀区相邻，且在两者之间的挡板上设置有开口；所述好氧区与所述缺氧区相邻，且在两者之间的挡板上设置有内回流孔；所述缺氧区与所述厌氧区相邻，且两者之间的挡板上设置有开口；
所述污水处理装置包括旋流曝气搅拌一体风机、气提污泥装置、曝气盘、旋流搅拌器；
所述旋流曝气搅拌一体风机的总管道包括第一端口和第二端口；所述第一端口通过曝气管通向所述好氧区，所述第二端口通过管道与位于所述沉淀区的所述气提污泥装置连接；
所述厌氧区和所述缺氧区中分别设置有旋流搅拌器，且所述旋流搅拌器与位于所述好氧区的曝气管连接。
2.根据权利要求1所述一体化污水处理系统，其特征在于：所述好氧区的底部中设置有与所述曝气管连接的多个所述曝气盘；
所述气提污泥装置的总管道分为回流管和排泥管；所述回流管通向所述厌氧区，所述排泥管排出所述沉淀区的污泥。
3.根据权利要求1所述一体化污水处理系统，其特征在于：
所述旋流曝气搅拌一体风机通向所述好氧区的曝气管、所述旋流曝气搅拌一体风机通向所述气提污泥装置的管道、所述气提污泥装置连接的排泥管上分别设置有控制阀。
4.根据权利要求1所述一体化污水处理系统，其特征在于：
所述沉淀区的底部设置有斜板，所述斜板与水平方向之间具有倾角；所述气提污泥装置设置于所述斜板相对较低的一侧。
5.根据权利要求1所述一体化污水处理系统，其特征在于：
所述旋流曝气搅拌一体风机的总管道上设置有止回阀。
6.根据权利要求1-5任一项所述一体化污水处理系统，其特征在于：
所述厌氧区与所述好氧区相邻的挡板上设置有固定旋流搅拌器的固定孔；
所述缺氧区与所述好氧区相邻的挡板上设置有固定旋流搅拌器的固定孔；
所述厌氧区与所述缺氧区和所述好氧区不相邻、且靠近所述沉淀区一侧的档板上设置有固定所述回流管的固定孔。
7.基于权利要求1-5之一的系统的污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）、污水通过进水口进入到厌氧区，厌氧区内有通过气提污泥回流装置而来的外回流污泥混合液，并通过旋流搅拌器搅拌均匀；
步骤（2）、厌氧区的污水自流入缺氧区，缺氧区有来自好氧区通过旋流曝气从内回流孔带入的内回流混合液，并通过旋流搅拌器搅拌均匀；
步骤（3）、缺氧区的污水通过自流流入好氧区，好氧区内有旋流曝气盘进行曝气，以维持污水处理系统中活性污泥硝化菌在好氧条件下开展硝化反应；
步骤（4）、好氧区的泥水混合液自流入沉淀区，泥水混合液在沉淀区实现分离，处理后的水从出水口排出，泥沉入底部经斜板聚集在底部；
步骤（5）、旋流曝气搅拌一体风机通过控制阀控制分别供风至好氧区及气提污泥装置，向好氧区的曝气盘进行供氧，同时提供旋流搅拌器及内回流的动能，并带动缺氧区和厌氧区的搅拌及内回流；气提污泥装置通过压缩接收到的空气作为动能带动污泥混合液经回流管外回流至厌氧区；
步骤（6）、当斜板沉淀的储泥量过多时，可以手动打开排泥管上的控制阀实现人工排泥，对少量的剩余污泥进行处理处置。
8.基于权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于：步骤（5）中，外回流比为50%-100%。
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