CN111977821B - 一种针对生活污水的厌氧生物处理系统 - Google Patents
一种针对生活污水的厌氧生物处理系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种针对生活污水的厌氧生物处理系统，包括：传感装置、污水阀、预处理搅拌井、调节阀、藻类反应池、沉淀过滤罐、绿化供水管和沉淀过滤罐。本发明将污水预处理后集中排放至藻类反应池，利用藻类反应池内藻类培养隔层上的藻类进行光合作用以及藻菌之间的共生作用，得到脱氮水体，脱氮后的水进入沉淀过滤罐，在沉淀过滤罐的多层过滤沉淀下得到干净的上层清液，以及各层沉淀过滤留下的残渣。本发明将生活污水多次处理后，得到的干净上层清液可以用于浇灌植物，在沉淀过滤罐中各层沉淀过滤留下的残渣可在堆肥处理后作为植物的肥料，从而实现生态循环，极大的减少了绿化维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体而言涉及一种针对生活污水的厌氧生物处理系统。
背景技术
目前城市中房屋密度逐渐增加，人口居住密度也逐渐增加，城市排污管网中的生活污水排放总量成明显上升趋势。由于生活污水中富含有机物，如，蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等，其中还存在大量病原微生物，如，寄生虫卵和肠道传染病毒等，因此需要及时对生活污水进行收集和处理。一旦生活污水处理不及时，其中的有机物极易在夏季温度较高时发生腐化而产生恶臭，还容易为其中的细菌和病原体提供营养，导致传染病蔓延流行。
我国目前针对生活污水，主要采用生化法，如活性污泥法、AB法、氧化沟及人工湿地等方式进行处理。现有处理方式技术成熟，出水稳定，对有机污染物、细菌、病毒等的去除效果较好。但现有的污水处理过程中只能去除水体中氮和磷等营养物质中的20％-40％。现有的生活污水处理技术较难解决水体富营养化的问题。
目前城市市政改造项目越来越重视城市内部小生态圈的建设。城市内部小生态圈以零散分布在城市内部的绿化带、公园、湿地景观为基本单元，穿插在城市肌理中，能够有效调节城市内部微环境，为各类动植物提供缓冲空间，同时改善周围居民的人居环境。但是，由于城市本身绿化空间和土壤、水文等条件的限制，城市中的这些小型绿化区域往往需要消耗大量人力物力进行维持其内部植物的养分和水分供给。如何降低绿化维护成本已逐渐成为城市小生态圈建设的一个重点。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种对生活污水的厌氧生物处理系统，本发明对城市生活污水进行汇集处理，能够通过简单的处理过程将生活污水无害化，方便将其汇总至污水处理厂进行进一步的再生处理，还能够将中间物质作为城市绿地景观的水份和养料供给来源，直接回收利用。本发明具体采用如下技术方案。
首先，为实现上述目的，提出一种针对生活污水的厌氧生物处理系统，其包括：
传感装置，其分别设置在各建筑物的排污管路中，用于分别采集相应排污管路中的生活污水流量fi、流速vsi和管压pi，其中i表示各建筑物的相应排污管路的编号，各排污管路汇集至该建筑物的排污总管；
污水阀，其分别连接在各建筑物的排污总管上，所述污水阀连接有污水阀驱动装置，用于驱动所述污水阀开启或关闭，调节排污总管流量Ij，其中j表示各建筑物的排污总管的编号；
预处理搅拌井，其连接所述污水阀，接收并留置排污总管中的生活污水，所述预处理搅拌井中设置有搅拌装置，用于混匀打散生活污水中的各类固态污染物，输出预处理污水；
调节阀，其连接在所述预处理搅拌井的出水口和区域污水大管之间，用于分别调节各预处理搅拌井输出至区域污水大管内的预处理污水的总量Aj；
藻类反应池，其输入口连接所述区域污水大管，用于接收预处理污水，所述藻类反应池内设置有藻类培养隔层，藻类培养隔层利用藻类的光合作用以及藻菌之间的共生作用对预处理污水进行初步的无害化处理并对预处理污水进行第一级过滤，输出脱氮水体；
沉淀过滤罐，其底部设置有接收口，用于与所述藻类反应池的输出口连接，接收脱氮水体，然后逐级向上对所述脱氮水体进行至少层过滤沉淀；
绿化供水管，其抽水口连接所述沉淀过滤罐的上端，用于抽取沉淀过滤罐中的上层清液，将上层清液输出至各建筑物周围的绿化空间，用于浇灌植物；
沉淀过滤罐中各层过滤沉淀后所得残渣还可在堆肥处理后，用于为各建筑物周围的绿化空间内的植物提供肥料。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，所述系统还包括有动态调控平台，其连接各传感装置、污水阀和调节阀，用于接收各传感装置所采集的排污管路中的生活污水流量fi、流速vsi和管压pi的数据，综合藻类反应池对预处理污水进行无害化处理的效率以及各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量和/或肥料状况，动态调控污水阀的开度、调节阀的开度、预处理搅拌井中搅拌装置的转速、以及藻类反应池内环境参数，以保持所述排污总管流量Ij和所述预处理污水的总量Aj稳定在平衡范围内。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，所述系统还包括除氧留置池，其与调节阀并联，连接区域污水大管，- 用于为输出至区域污水大管内的预处理污水提供缓冲，调节区域污水大管内预处理污水的水量。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，所述除氧留置池的池壁设置为密封结构并经过加厚处理；
所述除氧留置池连接有压缩气源，所述压缩气源向所述除氧留置池内泵入惰性气体，用于维持所述除氧留置池内气压在除氧预设范围内；
所述除氧留置池还连接有气体交换装置，用于排出除氧留置池内由预处理污水中析出的氧气。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，所述藻类反应池4的输出口和沉淀过滤罐的接收口之间的管路中还连接有增压泵，所述增压泵用于增加泵入沉淀过滤罐内的脱氮水体的水压，使泵入沉淀过滤罐的脱氮水体能够斜向冲击沉淀过滤罐中的沉淀装置。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，所述沉淀过滤罐包括：
罐体，其底部一侧设置有接收口，用于接收脱氮水体，其另一侧至少设置有两个残渣收集口，所述接收口的高度位于最下方的两个残渣收集口之间；
抽屉式过滤沉淀层，其分别设置在沉淀过滤罐的各个残渣收集口内，能够通过所述残渣收集口至少部分地伸出至罐体外，以便收集沉淀过滤罐中各层过滤沉淀后所得残渣，其中每一个抽屉式过滤沉淀层均设置为包括抽屉式框架、沉淀装置、以及密封圈：
所述抽屉式框架，其可滑动地设置在沉淀过滤罐的残渣收集口内，具有矩形或接近矩形的外框，所述外框的侧壁贴近所述罐体的内壁，所述外框的底部中空，其能够沿所述残渣收集口至少部分地伸出至罐体外；
所述沉淀装置，其固定设置在所述抽屉式框架的内部，用于滤除脱氮水体内的残渣，使残渣沉淀在沉淀装置的上侧；
所述密封圈，其固定设置在所述抽屉式框架的顶部边缘和底部边缘，用于密封所述抽屉式框架与沉淀过滤罐罐体内壁之间的间隙，还用于密封所述抽屉式框架与残渣收集口内之间的间隙。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，所述罐体内部还设置有驱动装置，其包括：
丝杠，其设置在沉淀过滤罐罐体内壁与抽屉式框架之间，平行于所述外框的伸出方向；
电机，其与丝杠的一端固定连接，设置在沉淀过滤罐罐体内壁与外壁之间的隔水腔中，用于输出扭矩驱动所述丝杠旋转；
驱动螺母，其固定设置在所述抽屉式框架的外侧，与所述丝杠啮合，由所述丝杠驱动而沿所述丝杠带动所述抽屉式框架由残渣收集口向外滑出或向内收回。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，所述密封圈由硅胶或橡胶构成，所述密封圈卡扣固定在所述抽屉式框架的顶部边缘和底部边缘，其中，至少设置在所述抽屉式框架顶部的密封圈具有倾斜向内收缩的弧度，用于引导残渣向内落入沉淀装置，并沉淀在沉淀装置的上侧。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，位于接收口下侧的沉淀装置直接由金属皮构成，或设置为致密材质，用于承接并收集残渣；
其余各抽屉式过滤沉淀层中的沉淀装置为网筛结构，并且，其过滤残渣的孔径由下至上逐渐缩小。
可选的，上述的对生活污水的厌氧生物处理系统中，各沉淀装置均具有向上弯曲的弧度，其接近罐体接收口的一侧连接在抽屉式框架的底部，其接近残渣收集口的一侧逐渐向上平滑过渡为连接在抽屉式框架的顶部。
有益效果：
本发明将污水预处理后集中排放至藻类反应池，借助生物技术，利用藻类反应池内藻类培养隔层上的藻类光合作用以及藻菌之间的共生作用，得到脱氮后的水。本发明通过对水体进行脱氮处理，能避免浇灌的水体因含氮量高而影响周边环境，或者造成周边水体的水体富营养化。脱氮水体在经过过滤沉淀处理后，其内部病菌微生物在厌氧藻类反应池内逐渐灭活，不会造成污染；其通过藻类固定下来的氮磷等营养元素以及有机物能够通过对沉淀杂质的堆肥处理供给植物，作为城市绿化空间的养料来源。
本发明中的污水预处理采用预处理搅拌井中的搅拌装置打散生活污水中的各类固态污染物。打散后的固态污染物分散在预处理污水的内部，分布相对更均匀，便于藻类光合作用和对的吸收，从而能够提高藻类对污水的固氮和净化效率；也便于沉淀过滤罐的多级过滤，使每一层的抽屉式过滤沉淀层都对应过滤相应大小的残渣，避免过多的残渣被过滤聚集在一层而堵塞抽屉式过滤沉淀层的沉淀装置，影响其过滤。
本发明使用传感装置获取排污管路中污水信息，综合藻类反应池对预处理污水进行无害化处理的效率以及各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量和/或肥料状况，使用动态调控平台动态调控污水阀的开度、调节阀的开度、预处理搅拌井中搅拌装置的转速、以及藻类反应池内环境参数如光照和温度等，以保持排污总管流量Ij和预处理污水的总量Aj稳定在平衡范围，避免要处理的污水量超过了能处理的污水水量而起到反效果降低污水处理效率。本发明采用动态调控平台，能够动态的调控系统参数，使本系统进行固氮、沉淀的效率根据污水供给量和植物需求而动态调控，本发明能够保证污水管路通畅，同时满足不同季节环境下植物的生长需求。
脱氮后的水进入沉淀过滤罐，在沉淀过滤罐的多层过滤和沉淀作用下得到干净的上层清液，以及各层沉淀过滤留下的残渣。将生活污水多次处理后，得到的干净上层清液可以用于植物的浇水，沉淀过滤罐中各层沉淀过滤留下的残渣可在堆肥处理后作为植物的肥料，从而实现生态循环。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体过程示意图；
图2是本发明中的藻类反应池结构示意图；
图3是本发明中的藻类容置隔板的结构示意图；
图4是本发明中的沉淀过滤罐结构示意图；
图中，1表示污水阀；2表示预处理搅拌井；3表示调节阀；31表示除氧留置池；4表示藻类反应池；41表示输入口；42表示藻类培养隔层；43表示藻类过滤网；44表示输出口；5表示沉淀过滤罐；50表示增压泵；51表示罐体；52表示抽屉式过滤沉淀层；521表示抽屉式框架；522表示沉淀装置；523 表示密封圈；6表示绿化供水管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于藻类反应池本身而言，指向藻类反应池内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
本发明中所述的“上、下”的含义指的是由固定臂指向藻类培养隔层的方向即为下，由藻类培养隔层指向固定臂的方向即为上，而非对本发明的装置机构的特定限定。
图1为根据本发明的一种针对生活污水的厌氧生物处理系统，其包括：传感装置、污水阀1、预处理搅拌井、调节阀3、藻类反应池4、沉淀过滤罐5 和绿化供水管。
传感装置设置在区域内的各建筑物的排污管路中，其中所述的区域中包括若干公共建筑、住宅楼或办公楼，通常一个区域中会设置若干绿化带、公园、景观区域等绿化空间。区域中的每个建筑分别具有各自的排污管路，排污管路汇集至该建筑物的排污总管，不同建筑物的排污总管内的污水通过调节阀3进入该区域内的污水大管。传感装置用于分别采集相应排污管路中的生活污水流量fi、流速vsi和管压pi，其中i表示各建筑物的相应排污管路的编号，各排污管路汇集至该建筑物的排污总管；由连接在各建筑物的排污总管上的污水阀1 控制排污总管的开闭；污水阀1连接有污水阀1驱动装置，用于驱动污水阀1 开启或关闭，从而实现调节排污总管流量Ij，其中j表示各建筑物的排污总管的编号。
污水阀1连接预处理搅拌井2，预处理搅拌井2接收并留置排污总管中的生活污水，预处理搅拌井2中设置有搅拌装置，用于混匀打散生活污水中的各类固态污染物，并输出预处理污水。
各排污总管中的预处理污水汇总至污水大管，调节阀3连接在预处理搅拌井2的出水口和区域的污水大管之间，用于分别调节各预处理搅拌井2输出至区域污水大管内的预处理污水的总量Aj。
还可以在区域污水大管上设置除氧留置池31，其与调节阀 3 并联，连接区域污水大管， 用于为输出至区域污水大管内的预处理污水提供缓冲，起到调节区域污水大管内预处理污水的水量的作用。除氧留置池31的池壁设置为密封结构并经过加厚处理，除氧留置池31连接有压缩气源，压缩气源向除氧留置池31内泵入类如氮气的惰性气体，用于维持所述除氧留置池31内气压，使留置池内气压能一直处在除氧预设范围内。除氧留置池31还连接有气体交换装置，用于排出除氧留置池31内由预处理污水中析出的氧气。因为除氧设置的压缩气源使得留置池31内高压，所以氮气能以超饱和的状态溶解在预处理污水中，降低预处理污水中所溶解的氧气分子与水分子之间键合强度，达到增加预处理污水中氧气的析出量的目的，提高气体交换装置的工作效率。而污水中析出的氧气能够通过单向阀等气体交换装置连同除氧留置池31内的惰性气体一并被排出，并通过压缩气源补入等量的惰性气体，维持除氧留置池31内部气压稳。水体中的含氧量过高会会影响厌氧藻类光合作用的效率,从而减慢藻类固氮速度，因此设置除氧留置池31事先将污水中的氧气置换出来，降低污水的含氧量，能够提高后续藻类反应池4内的藻类的光合作用强度，从而提高污水的处理效率。
藻类反应池4连接区域污水大管，用于接收预处理污水。如图2所示，藻类反应池包括输入口41、藻类培养隔层42、藻类过滤网43以及输出口44，藻类反应池内部同样填充有所述惰性气体，形成厌氧环境，有利于本发明所采用的绿藻、蓝藻、螺旋藻或颤藻提高其固氮效率。藻类本身所产生的氧气能够由惰性气体稀释，尽可能减少藻类反应池4内氧气含量。
所述输入口41设置在藻类反应池的池壁下部，连接区域污水大管，用于接收预处理污水，将污水通入藻类反应池4内。
所述藻类培养隔层42为透明材质，其中间设置有隔层，藻类培养隔层42 倾斜设置在藻类反应池4内，藻类培养隔层42的下端抵接在输入口41下侧的池壁上，藻类培养隔层42的中部还转动连接有固定臂46，固定臂的上部与藻类反应池4的顶部密封连接，固定臂的底端所处高度设置为与输入口41的高度相接近。藻类培养隔层42连接有密封气囊45，密封气囊的内侧卡接固定在所述藻类培养隔层42的外侧边缘，所述密封气囊的外侧抵接在藻类反应池4 的池壁内侧表面，将藻类培养隔层42上侧空间和下侧空间划分。藻类培养隔层42表面覆盖有藻类，隔层内则设置有光源阵列，所述光源阵列具体可通过 LED、发光二极管等发光元件组成；其中，所述光源包括嵌入至藻类培养隔层 42的热源，所述热源可由热敏电阻等电热元件组成。藻类培养隔层42的顶部还设置有藻类容置隔板47，藻类容置隔板同样为透明材质，其与藻类培养隔层 42的顶部连接为一体，如图3所示，藻类容置隔板相互之间连接为蜂巢结构，用于容置藻体结构并供藻类附着生长，蜂巢结构内预先浸润有培养基溶液。具体的，所述蜂巢结构内预先浸润的培养基溶液的组成成分在1升水溶液中的含量如下：NaNO31.40g、K2HPO3·3H20.037g、CaCl2·2H2O0.042g、Na2CO30.03g、柠檬酸0.007g、柠檬酸铁钠0.007g。该营养液经过试验验证，能够保证本发明所采用的绿藻、蓝藻、螺旋藻或颤藻在绝大多数工作条件下能够维持其活性，保证藻体存活，并且有助于清理后的藻体恢复生长继续实现固氮。
固定臂46的下端连接在藻类培养隔层42的外侧，固定臂的下端由所述密封气囊45包裹密封，防止污水漏至藻类培养隔层42中间的隔层，固定臂的内部为中空结构，其内部设置有调控信号传输线路，调控信号传输线路由固定臂的下端进入藻类培养隔层42中间的隔层，向光源阵列输出调控信号而驱动光源阵列中的相应发光元件发光，从而用于调节藻类反应池4内的光照强度，可以将藻类反应池4内的光照强度调节至最适宜藻类光合作用的大小，从而提高藻类光合作用速率，进而提高藻类反应池4对污水的处理效率。污水中的含氮量高会导致在浇灌时影响周边环境，可能还会导致水体的富营养化，因此在藻类培养隔层42表面覆盖藻类，藻类在光照下呼吸和光合作用，吸收污水中的氮磷等物质生长，从而起到净化污水的作用。
藻类培养隔层42的上端还设置有至少一个过滤口，藻类过滤网43为排布有网格状通孔的金属桶状结构，藻类过滤网43的网口上部可拆卸地连接在藻类培养隔层42的过滤口上，藻类过滤网43内设置有陶土颗粒作为藻类的培养基质颗粒，陶土颗粒预先由培养基溶液浸润，用于供藻类附着生长。具体的，陶土颗粒预先浸润的培养基溶液组成成分在1升水溶液中的含量如下： H3BO31.87g、MnCl2·4H2O2.85g、ZnSO4·7H2O0.38g、Na2MoO4·2H2O0.23g、CuSO4·5H2O0.06g、Co(NO3)2·6H2O0.07g。该配比能够在脱氮水体通过时，通过析出的铜离子和，锌锰离子进行消毒净化，避免水体中残留的病毒微生物污染环境。本发明可进一步的在藻类反应池4内壁，藻类培养隔层42下方，靠近藻类过滤网43的位置同样设置光源阵列。藻类过滤网43利用藻类的光合作用以及藻菌之间的共生作用对预处理污水进行初步的无害化处理，并利用培养基质颗粒、藻类过滤网43的网孔以及培养基质颗粒表面所覆盖的藻体结构对预处理污水进行第一级过滤。
当藻类过滤网43内培养基质颗粒表面所覆盖的藻体结构生长至接近于阻塞藻类过滤网43网孔时，所述藻类培养隔层42的上端由于藻类过滤网43内生长的藻体过多，在重力作用向输出口44方向旋转。因为固定臂的底端所处高度设置为与输入口41的高度相接近，所以藻类培养隔层42旋转时所述藻类培养隔层42的下端阻塞输入口41。其中，为了保证藻类培养隔层42的下端能够完全阻塞输入口41，位于藻类培养隔层42下端的密封气囊45加厚，使得藻类培养隔层42旋转时，其下端能抵接在输入口41上，并完全阻塞输入口41。上述藻类培养隔层42的上端是指靠近输出口44的一端，下端是指靠近输入口 41的一端。
输出口44设置在藻类过滤网43下方的池壁上，用于排出经过第一级过滤所获得的脱氮水体。当藻类培养隔层42旋转阻塞输入口41后，输出口44逐渐排空藻类反应池4内的脱氮水体。此时，将藻类反应池上部的预处理污水抽吸或推至藻类过滤网43，剩余在藻类培养隔层42上的污水经过藻类过滤网43 从输出口44逐渐排空，以便清理藻类过滤网43内和藻类培养隔层42表面生长过盛的藻体。将藻类过滤网43内和藻类培养隔层42表面生长过盛的藻体清理至合适数量后，将藻类培养隔层42恢复至原来倾斜位置，藻类反应池重新开始进水处理污水。清理出来的过剩藻体经过处理后可以作为各建筑物周围的绿化空间内植物的化肥使用。藻类培养隔层利用藻类的光合作用以及藻菌之间的共生作用对预处理污水进行初步的无害化处理并对预处理污水进行第一级过滤，自输出口44输出脱氮水体。
所述沉淀过滤罐5底部设置有接收口，与所述藻类反应池4的输出口连接，接收脱氮水体，然后逐级自下向上对所述脱氮水体进行至少2层过滤沉淀；如图4所示，所述沉淀过滤罐5包括：罐体51和多组可以相互替换的抽屉式过滤沉淀层52。
所述罐体51，其底部一侧设置有接收口，用于接收脱氮水体，其另一侧至少设置有两个残渣收集口，所述接收口的高度位于最下方的两个残渣收集口之间，其顶部设置有抽水口用于将过滤后的水抽出。
抽屉式过滤沉淀层52，其分别设置在沉淀过滤罐5的各个残渣收集口内，能够通过所述残渣收集口至少部分地伸出至罐体51外，以便收集沉淀过滤罐5 中各层过滤沉淀后所得的残渣。其中每一个抽屉式过滤沉淀层52均设置为包括抽屉式框架521、沉淀装置522、以及密封圈523；
抽屉式框架521，其可滑动地设置在沉淀过滤罐5的残渣收集口内，具有矩形或接近矩形的外框，外框的侧壁贴近所述罐体51的内壁，外框的底部中空，其能够沿所述残渣收集口至少部分地伸出至罐体51外；
沉淀装置522，其固定设置在抽屉式框架521的内部，用于滤除脱氮水体内的残渣，使残渣沉淀在沉淀装置522的上侧；位于接收口下侧的沉淀装置522 直接由金属皮构成，或设置为致密材质，用于承接并收集残渣；其余各抽屉式过滤沉淀层52中的沉淀装置522为网筛结构，并且，其过滤残渣的孔径由下至上逐渐缩小；各层的沉淀装置522均具有向上弯曲的弧度，其接近罐体接收口的一侧连接在抽屉式框架521的底部，其接近残渣收集口的一侧逐渐向上平滑过渡为连接在抽屉式框架521的顶部；
密封圈523，其固定设置在所述抽屉式框架521的顶部边缘和底部边缘，用于密封所述抽屉式框架521与沉淀过滤罐罐体51内壁之间的间隙，还用于密封所述抽屉式框架521与残渣收集口内之间的间隙；密封圈523由硅胶或橡胶构成，所述密封圈523卡扣固定在所述抽屉式框架521的顶部边缘和底部边缘；其中，至少设置在所述抽屉式框架521顶部的密封圈523具有倾斜向内收缩的弧度，用于引导残渣向内落入沉淀装置522，并沉淀在沉淀装置522的上侧。
为了方便对抽屉式过滤沉淀层52的清理，罐体51内部还设置有驱动装置，其包括：
丝杠53，其设置在沉淀过滤罐罐体51内壁与抽屉式框架521之间，平行于所述外框的伸出方向；
电机54，其与丝杠的一端固定连接，设置在沉淀过滤罐罐体51内壁与外壁之间的隔水腔中，用于输出扭矩驱动所述丝杠旋转；
驱动螺母55，其固定设置在所述抽屉式框架521的外侧，与所述丝杠53 啮合，由所述丝杠53驱动而沿所述丝杠53带动所述抽屉式框架521由残渣收集口向外滑出或向内收回。
藻类反应池4的输出口44和沉淀过滤罐5的接收口之间的管路中还连接有增压泵50，增压泵50用于增加泵入沉淀过滤罐5内的脱氮水体的水压，且沉淀过滤罐5的接收口设置有倾斜角度，使泵入沉淀过滤罐5的脱氮水体能够斜向冲击沉淀过滤罐5中的沉淀装置，使脱氮水体由层流流态经过沉淀装置的阻挡转变为紊流流态，在沉淀过滤罐内形成涡流，降低过滤过程中积累在沉淀装置表面的杂质，避免杂质沉积阻塞沉淀装置网筛结构的孔径内，影响脱氮水体向上通过。当停止向5内泵入脱氮水体后，打开罐底排污通道，罐内液面逐层下降，液体排出。液体内的杂质此时能够均匀的沉淀在对应其颗粒大小的沉淀装置表面。
所述绿化供水管6，其抽水口连接所述沉淀过滤罐5上端的抽水口，用于抽取沉淀过滤罐5中的干净上层清液，并将上层清液输出至各建筑物周围的绿化空间，用于浇灌植物；沉淀过滤罐5内部各层过滤沉淀后所得残渣还可在堆肥处理后，用于为各建筑物周围的绿化空间内的植物提供肥料。将生活污水经过处理，干净上层清液用于浇灌，沉淀的残渣用于施肥，实现生态循环，极大的减少了绿化维护的人工和时间成本；且采用生物的净化作用，污水处理过程无污染，上层清液经过脱氮处理，不会影响周边环境，绿色环保。
为了便于对整体的控制，使污水处理效率达到最高，还设置有动态调控平台，其连接各传感装置、污水阀1和调节阀3，用于接收各传感装置所采集的排污管路中的生活污水流量fi、流速vsi和管压pi的数据，综合藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率以及各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量和/或肥料状况，动态调控污水阀1的开度、调节阀3的开度、预处理搅拌井2中搅拌装置的转速、以及藻类反应池4内环境参数，以保持所述排污总管流量Ij和所述预处理污水的总量Aj稳定在平衡范围内。
所述动态调控平台执行以下方法，所述方法步骤包括：
第一步，采集各建筑物的相应排污管路中生活污水的流量fi、流速vsi和管压pi，并将建筑物内各排污管路中的生活污水汇集至该建筑物的排污总管，其中，i表示各建筑物的相应排污管路的编号；
第二步，将排污总管中的生活污水通过污水阀1输出至预处理搅拌井2中，混匀打散生活污水中的各类固态污染物后，还可向所述预处理污水中打入泵入惰性气体，维持所述预处理污水所承受的气压在除氧预设范围内，排出由预处理污水中析出的氧气，输出预处理污水；
第三步，将预处理搅拌井2中的预处理污水通过调节阀3输出至区域污水大管中，并通过区域污水大管所连接的藻类反应池4接收预处理污水，利用所述藻类反应池4内的藻类培养隔层42进行的藻类的光合作用以及藻菌之间的共生作用，对预处理污水进行初步的无害化处理并对预处理污水进行第一级过滤，输出脱氮水体；
第四步，将所述脱氮水体增压泵入至沉淀过滤罐5，通过所述沉淀过滤罐 5逐级向上对所述脱氮水体进行至少2层过滤沉淀；
第五步，将所述沉淀过滤罐5中的上层清液抽取至绿化供水管6中，输出至各建筑物周围的绿化空间，用于浇灌植物；将逐渐排出脱氮水体后沉淀过滤罐5中各层过滤沉淀所得的残渣堆肥处理，然后用于为各建筑物周围的绿化空间内的植物提供肥料。
其中，上述的第二步至第三步中，各控污水阀1的开度、各调节阀3的开度、各预处理搅拌井2中搅拌装置的转速、以及藻类反应池4内环境参数均按照以下步骤进行动态调控：
步骤a1，计算并获取藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率t 以及各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量Mw和/或肥料量Mf；
步骤a2，基于藻类反应池的无害化处理模型，根据各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量Mw和/或肥料量Mf反推藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值t′，在t′＞t时，提高预处理搅拌井2中搅拌装置的转速，并调节藻类反应池4内环境参数；
步骤a3，根据藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值 t′拟合出各预处理搅拌井2输出至区域污水大管内的预处理污水的总量的目标值
根据预处理污水的总量的目标值
相应动态调控各建筑物的排污总管上污水阀1的开度、动态调控各预处理搅拌井2出水口上调节阀3的开度，以保持各建筑物的排污总管流量Ij和各建筑物输出至区域污水大管内的预处理污水的总量Aj稳定在平衡范围内。
其中，上述步骤a1中，藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率t按照以下步骤计算获得：
步骤t1，统计单位时间内，全部预处理搅拌井2输出至区域污水大管内的预处理污水的总量
以及该单位时间内藻类反应池4所输出的脱氮水体的总量M；
步骤t2，计算无害化处理差量
其中，ρA表示各预处理搅拌井2输出至区域污水大管内的预处理污水的平均密度，ρM表示藻类反应池4所输出的脱氮水体的平均密度；
步骤t3，计算藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率
其中，上述步骤a2所基于的所述藻类反应池的无害化处理模型具体通过如下步骤进行训练而获得：
步骤m1，建立藻类反应池的输入条件向量M＝(m，h，l)，其中，m表示单位时间内输入至藻类反应池4内的预处理污水的质量，h表示藻类反应池4 内的温度，l表示藻类反应池4内的光照强度；建立藻类反应池的输出向量
其中，
表示藻类反应池4在相应输入条件向量M下所输出的脱氮水体的平均密度，Δm表示相应输入条件向量M下预处理污水被进行无害化处理前后的质量的差值；建立转移矩阵H，并使其满足M·H＝O；
步骤m2，根据O＝M·H分别在不同藻类反应池的输入条件向量M的取值条件下，计算藻类反应池4所输出的脱氮水体的平均密度
并计算预处理污水被藻类反应池4在该输入条件向量M下进行无害化处理前后的质量的差值Δm；
步骤m3，对各Δm取值下所对应的输出的脱氮水体的平均密度的
进行加权平均获得参考密度
其中，
为Δm的平局值，N为Δm的训练集数量。
其中，上述步骤a2中，根据植物类型和季节，预先统计获得。比如：
分别统计绿化空间中种植的灌木、乔木、草本植物的数量或面积，根据每种植物所对应的单位数量的所需的养料和当前季节的植物蒸腾量进行加权乘积，计算获得总的浇灌量Mw和/或肥料量Mf。根据各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量Mw和/或肥料量Mf反推藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值t′的步骤如下：
步骤d1，计算目标脱氮水体总量
其中，ρref为参考密度，由藻类反应池4的无害化处理模型进行加权平均而确定；
步骤d2，计算推藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值
在于，在t′＞t时，调节藻类反应池4内环境参数的步骤具体包括：
调节藻类反应池4内光源强度和光源开启数量，增加藻类反应池4内光照强度；
调节藻类反应池4内热源强度和热源开启数量，调节藻类反应池4内温度至20-30℃。
调节环境参数使周围环境最适合藻体的生长和光合作用，通过提高藻体的光合作用的强度，进一步提高污水处理效率。
其中，上述的步骤a3中，根据藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值t′拟合出各预处理搅拌井2输出至区域污水大管内的预处理污水的总量的目标值
其具体拟合过程如下：
步骤f1，在藻类反应池4对预处理污水进行初步的无害化处理的整个过程中，记录不同单位时间内，全部预处理搅拌井2输出至区域污水大管内的预处理污水的总量
该单位时间内所对应的藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率t，以及该单位时间内所对应的藻类反应池4内光照强度和温度；
步骤f2，根据步骤a2调节后藻类反应池4内对应的实际环境参数，查找相似环境参数下的预处理污水的总量
和其所对应的无害化处理的效率t，拟合出两者之间的最小二乘拟合曲线，此处的相似环境指的是实际环境参数与记录中的差距最小情况；
步骤f3，根据藻类反应池4对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值 t′，从该最小二乘拟合曲线上查找出对应的输出至区域污水大管内的预处理污水的总量的目标值
通过将实际环境参数与相似环境参数对比，本发明能够快速的得到接近的预处理污水的总量和无害化处理的效率。
步骤a3中，具体根据以下步骤相应动态调控各建筑物的排污总管上污水阀1的开度、动态调控各预处理搅拌井2出水口上调节阀3的开度：
步骤a301，计算输出至区域污水大管内的预处理污水的总量的目标值
与全部预处理搅拌井2输出至区域污水大管内的预处理污水的总量
之间的差值；
步骤a302，按照各个污水阀1、各个调节阀3之间开度和/或流量fi和/或流速vsi和/或管压pi的比例关系，相应将所述差值按照该比例关系分配至各个污水阀1、各个调节阀3上，相应增加或降低各建筑物的排污总管流量Ij和各建筑物输出至区域污水大管内的预处理污水的总量Aj，直至区域污水大管内的预处理污水的总量Aj满足
本发明通过对各个污水阀1和各个调节阀3的动态开度调控而实现将预处理污水的总量一直控制在匹配该系统为满足供水供养需求所确定的固氮效率的范围内，从而能够在较短的时间内使处理污水的总量达到目标值，并同时维持管路污水排流通畅。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，包括：
传感装置，其分别设置在各建筑物的排污管路中，用于分别采集相应排污管路中的生活污水流量fi、流速vsi和管压pi，其中i表示各建筑物的相应排污管路的编号，各排污管路汇集至该建筑物的排污总管；
污水阀(1)，其分别连接在各建筑物的排污总管上，所述污水阀连接有污水阀驱动装置，用于驱动所述污水阀(1)开启或关闭，调节排污总管流量Ij，其中j表示各建筑物的排污总管的编号；
预处理搅拌井(2)，其连接所述污水阀(1)，接收并留置排污总管中的生活污水，所述预处理搅拌井(2)中设置有搅拌装置，用于混匀打散生活污水中的各类固态污染物，输出预处理污水；
调节阀(3)，其连接在所述预处理搅拌井(2)的出水口和区域污水大管之间，用于分别调节各预处理搅拌井(2)输出至区域污水大管内的预处理污水的总量Aj；
藻类反应池(4)，其输入口连接所述区域污水大管，用于接收预处理污水，所述藻类反应池(4)内设置有藻类培养隔层，藻类培养隔层利用藻类的光合作用以及藻菌之间的共生作用对预处理污水进行初步的无害化处理并对预处理污水进行第一级过滤，输出脱氮水体；
沉淀过滤罐(5)，其底部设置有接收口，用于与所述藻类反应池(4)的输出口连接，接收脱氮水体，然后逐级向上对所述脱氮水体进行至少2层过滤沉淀；
绿化供水管(6)，其抽水口连接所述沉淀过滤罐(5)的上端，用于抽取沉淀过滤罐(5)中的上层清液，将上层清液输出至各建筑物周围的绿化空间，用于浇灌植物；
沉淀过滤罐(5)中各层过滤沉淀后所得残渣还可在堆肥处理后，用于为各建筑物周围的绿化空间内的植物提供肥料；
动态调控平台，其连接各传感装置、污水阀（1）和调节阀（3），用于接收各传感装置所采集的排污管路中的生活污水流量fi、流速vsi和管压pi的数据，综合藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率t以及各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量Mw和/或肥料量Mf，按照如下步骤动态调控污水阀（1）的开度、调节阀（3）的开度、预处理搅拌井（2）中搅拌装置的转速、以及藻类反应池（4）内环境参数，以保持所述排污总管流量Ij和所述预处理污水的总量Aj稳定在平衡范围内：
步骤a1，计算并获取藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率t以及各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量Mw和/或肥料量Mf；
步骤a2，基于藻类反应池的无害化处理模型，根据各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量Mw和/或肥料量Mf反推藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值t′，在t′>t时，提高预处理搅拌井（2）中搅拌装置的转速，并调节藻类反应池（4）内环境参数，其中， t表示无害化处理的效率；
步骤a3，根据藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值t′拟合出各预处理搅拌井（2）输出至区域污水大管内的预处理污水的总量的目标值
根据预处理污水的总量的目标值
相应动态调控各建筑物的排污总管上污水阀（1）的开度、动态调控各预处理搅拌井（2）出水口上调节阀（3）的开度，以保持各建筑物的排污总管流量Ij和各建筑物输出至区域污水大管内的预处理污水的总量Aj稳定在平衡范围内；
其中，步骤a2中根据各建筑物周围的绿化空间所需的浇灌量Mw和/或肥料量Mf反推藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值t′的步骤如下：
步骤d1，计算目标脱氮水体总量
其中，ρref为参考密度，由藻类反应池（4）的无害化处理模型进行加权平均而确定；
步骤d2，计算推藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率的目标值
其中，藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率t按照以下步骤计算获得：
步骤t1，统计单位时间内，全部预处理搅拌井（2）输出至区域污水大管内的预处理污水的总量
以及该单位时间内藻类反应池（4）所输出的脱氮水体的总量M；
步骤t2，计算无害化处理差量
其中，ρA表示各预处理搅拌井（2）输出至区域污水大管内的预处理污水的平均密度，ρM表示藻类反应池（4）所输出的脱氮水体的平均密度；
步骤t3，计算藻类反应池（4）对预处理污水进行无害化处理的效率
2.如权利要求1所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，还包括除氧留置池(31)，其与调节阀(3)并联，连接区域污水大管，用于为输出至区域污水大管内的预处理污水提供缓冲，调节区域污水大管内预处理污水的水量。
3.如权利要求2所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，所述除氧留置池(31)的池壁设置为密封结构并经过加厚处理；
所述除氧留置池(31)连接有压缩气源，所述压缩气源向所述除氧留置池(31)内泵入惰性气体，用于维持所述除氧留置池(31)内气压在除氧预设范围内；
所述除氧留置池(31)还连接有气体交换装置，用于排出除氧留置池(31)内由预处理污水中析出的氧气。
4.如权利要求1所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，所述藻类反应池(4)的输出口和沉淀过滤罐(5)的接收口之间的管路中还连接有增压泵(50)，所述增压泵(50)用于增加泵入沉淀过滤罐(5)内的脱氮水体的水压，使泵入沉淀过滤罐(5)的脱氮水体能够斜向冲击沉淀过滤罐(5)中的沉淀装置。
5.如权利要求4所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，所述沉淀过滤罐(5)包括：
罐体(51)，其底部一侧设置有接收口，用于接收脱氮水体，其另一侧至少设置有两个残渣收集口，所述接收口的高度位于最下方的两个残渣收集口之间；
抽屉式过滤沉淀层(52)，其分别设置在沉淀过滤罐(5)的各个残渣收集口内，能够通过所述残渣收集口至少部分地伸出至罐体(51)外，以便收集沉淀过滤罐(5)中各层过滤沉淀后所得残渣，其中每一个抽屉式过滤沉淀层(52)均设置为包括抽屉式框架(521)、沉淀装置(522)、以及密封圈(523)：
所述抽屉式框架(521)，其可滑动地设置在沉淀过滤罐(5)的残渣收集口内，具有矩形或接近矩形的外框，所述外框的侧壁贴近所述罐体(51)的内壁，所述外框的底部中空，其能够沿所述残渣收集口至少部分地伸出至罐体(51)外；
所述沉淀装置(522)，其固定设置在所述抽屉式框架(521)的内部，用于滤除脱氮水体内的残渣，使残渣沉淀在沉淀装置(522)的上侧；
所述密封圈(523)，其固定设置在所述抽屉式框架(521)的顶部边缘和底部边缘，用于密封所述抽屉式框架(521)与沉淀过滤罐罐体(51)内壁之间的间隙，还用于密封所述抽屉式框架(521)与残渣收集口内之间的间隙。
6.如权利要求5所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，所述罐体(51)内部还设置有驱动装置，其包括：
丝杠，其设置在沉淀过滤罐罐体(51)内壁与抽屉式框架(521)之间，平行于所述外框的伸出方向；
电机，其与丝杠的一端固定连接，设置在沉淀过滤罐罐体(51)内壁与外壁之间的隔水腔中，用于输出扭矩驱动所述丝杠旋转；
驱动螺母，其固定设置在所述抽屉式框架(521)的外侧，与所述丝杠啮合，由所述丝杠驱动而沿所述丝杠带动所述抽屉式框架(521)由残渣收集口向外滑出或向内收回。
7.如权利要求6所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，所述密封圈(523)由硅胶或橡胶构成，所述密封圈(523)卡扣固定在所述抽屉式框架(521)的顶部边缘和底部边缘，
其中，至少设置在所述抽屉式框架(521)顶部的密封圈(523)具有倾斜向内收缩的弧度，用于引导残渣向内落入沉淀装置(522)，并沉淀在沉淀装置(522)的上侧。
8.如权利要求7所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，位于接收口下侧的沉淀装置(522)直接由金属皮构成，或设置为致密材质，用于承接并收集残渣；
其余各抽屉式过滤沉淀层(52)中的沉淀装置(522)为网筛结构，并且，其过滤残渣的孔径由下至上逐渐缩小。
9.如权利要求8所述的针对生活污水的厌氧生物处理系统，其特征在于，各沉淀装置(522)均具有向上弯曲的弧度，其接近罐体接收口的一侧连接在抽屉式框架(521)的底部，其接近残渣收集口的一侧逐渐向上平滑过渡为连接在抽屉式框架(521)的顶部。
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