CN113651426B - 一种污水处理生态装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水处理生态装置及方法，包括壁壳，底板，溢流渠，内筒，内筒形成圆环柱单元和通过支架与内筒固定的悬浮岛，设置在内筒底部的供氧组件，与悬浮岛连通的污水进水管和与供氧组件连通的进气管，溢流渠内的监测探针，悬浮岛内通过生物填料依次形成第一缺氧区、厌氧区和第二缺氧区，圆环柱单元形成好氧区；壁壳与内筒之间包括上部的生态单元和下部的沉淀单元，生态单元底部布置气冲洗管，沉淀单元包括至少三级的三相分离器；控制单元，控制单元用于根据污水进水管的进水量和监测探针的数据控制供氧组件、进气管以及气冲洗管的进气量。本装置是高集成、低能耗、低成本的装置，实现分散、小水量的生活污水的高效达标处理。

Description

一种污水处理生态装置及方法

技术领域

本发明属于生活污水处理的领域，尤其涉及一种污水处理生态装置及方法。

背景技术

一般而言，污水处理系统的建设包括污水管网和污水站点，污水管网的建设投资费用都比较昂贵。尤其是考虑到地形复杂的区域，污水管网中管线开挖铺设的难度也会加大，发展污水就地处理的方式显得异常重要。

CN109734262A公开了家用生活污水净化罐，通过分隔板将罐体内填充不同生化填料的空间自下而上分隔为厌氧区、缺氧区和好氧区。在进水管、进气管及曝气装置的作用下达到污水处理的效果。然而，该装置的净化效率有限，净化后出水的指标不高。

CN110510733A公开了一种湿地生态净化罐及其工作方法，通过设计包括外筒、内筒、曝气池、生态浮岛等一体结构的湿地生态净化罐，污水通过曝气池及生态浮岛的净化处理后流进集水槽，解决了污水就地处理的问题，达到了简单、免维护、微动力以及出水稳定的效果。但是，该净化罐中沉淀区域空间有限，沉淀效率较低，同时曝气池缺乏预缺氧池，导致脱氮效果一般，容易出现处理后水中SS仍然超标的现象。

当前，还需要意识到的是生活污水的来水量并不均衡，往往是集中在一天的某几个时段排放，以上两种净化罐通常不耐污水的集中冲击，容易发生死泥的现象。

因此，如何获得一种能更好适应当前污水处理的情况，提供一种净化质量高、效率高且智能化的净水处理装置成为本领域亟待解决的技术问题。。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种污水处理生态装置，包括壁壳，底板，所述壁壳上部外侧的溢流渠，所述壁壳内包括内筒，所述内筒中形成圆环柱单元和通过支架与所述内筒固定的悬浮岛，设置在所述内筒底部的供氧组件，与所述悬浮岛连通的污水进水管和与所述供氧组件连通的进气管；

所述溢流渠内设置监测出水中悬浮物含量的监测探针，所述悬浮岛内通过设置生物填料依次形成第一缺氧区、厌氧区和第二缺氧区，所述圆环柱单元形成好氧区；

所述壁壳与所述内筒之间的间隙空间包括上部的生态单元和下部的沉淀单元，所述生态单元底部布置气冲洗管，所述沉淀单元包括至少三级的三相分离器；

所述装置还包括控制单元，所述控制单元用于根据所述污水进水管的进水量和所述监测探针的数据控制所述供氧组件、所述进气管以及所述气冲洗管的进气量。

进一步的，还包括置于所述装置上部的冠盖和所述冠盖上方的太阳能供电系统，所述太阳能供电系统用于供给所述控制单元；

所述生态单元内填充可再生湿地填料，所述可再生湿地填料厚度为500mm~800mm。

进一步的，所述生物填料分外层填料、中层填料和内层填料；

所述外层填料和所述中层填料为多孔旋转球型填料，所述内层填料为条形聚氨酯海绵生物填料；

所述外层填料、中层填料和内层填料的间隙大小依次为外层填料＞中层填料＞内层填料。

进一步的，所述溢流渠为层状结构，上层设置连通所述内筒的废水管和连通所述生态单元的倒三角堰，下层内设置所述监测探针和滑动堰板，所述下层内筒开设至少两组小孔堰与所述生态单元连通，所述滑动堰板开设与每组所述小孔堰位置对应的方洞，所述方洞尺寸大于所述小孔堰，两组所述小孔堰之间的距离大于所述方洞的宽度，所述倒三角堰的低点高于所述可再生湿地填料的平均高度，所述小孔堰的高点与所述可再生湿地填料的平均高度平齐。

进一步的，所述沉淀单元内设置挡板、裙板和交叉疏导台，所述裙板一端固定在所述内筒外侧，另一端向下倾斜，所述交叉疏导台呈尖嘴状，上坡面倾斜向下，下坡面倾斜向上，宽边固定于所述壁壳内侧。

进一步的，所述裙板包括第一裙板、第二裙板、第三裙板，所述交叉疏导台包括第一交叉疏导台、第二交叉疏导台，所述第一裙板、第一交叉疏导台、第二裙板、第二交叉疏导台、第三裙板依次间隔布置，所述第一裙板末端交错布置若干开孔，所述内筒靠近所述第一裙板和所述第二裙板的根部下方有若干方孔，所述第一裙板下方的方孔尺寸大于所述内筒底部孔洞尺寸，所述第二裙板下方开孔为小于所述方孔尺寸的微孔；

所述挡板、所述第一裙板和所述壁壳围成第一级所述三相分离器，所述第一裙板与所述第二裙板围成第二级所述三相分离器，所述第二裙板与所述第三裙板围成第三级所述三相分离器。

进一步的，所述控制单元用于根据收集的所述监测探针信号控制所述滑动堰板的开合和所述气冲洗管的进气量，使所述溢流渠内污水回流或自产水管流出；

所述控制单元还用于根据所述污水进水管的进水量控制所述供氧组件和所述进气管的运行模式。

进一步的，所述气冲洗管设置至少一级气冲洗模式，每级所述气冲洗模式根据实时所述监测探针的信号数据逐级启动，逐级启动到设定气冲洗级别后所述控制单元发出警示信号。

进一步的，所述运行模式分为正常模式和休眠模式，所述休眠模式包括至少一种调节挡位，每种所述调节挡位设置不同比例的所述供氧组件和所述进气管的进气间隔，每种所述调节挡位根据所述实时污水进水状态启动，启动到设定调节挡位后所述控制单元发出报警信号。

另外，本发明提供一种污水处理方法，包括如下步骤：

S1：启动控制单元，采集监测探针的信号和污水进水管的进水量；

S2：污水通过污水进水管进入悬浮岛，流经所述悬浮岛的第一缺氧区、厌氧区、第二缺氧区；

S3：污水经过所述悬浮岛后进入圆环柱单元，经过所述圆环柱单元的好氧区后，污水直接或者经过至少一次第一水流路径后进入第二水流路径；

所述第一水流路径为随供氧组件曝出的氧气在所述圆环柱单元好氧区中形成上升流，重新进入所述悬浮岛中；

所述第二水流路径为自所述好氧区进入沉淀单元的三相分离器；

S4：污水经至少三级的所述三相分离器后进入生态单元；

S5：通过所述生态单元的污水进入溢流渠；

S6：若所述监测探针的数据达到预设指标，则污水排出；如所述监测探针的数据未达到预设指标，则污水启动反洗模式。

本发明污水处理装置集成化程度高，以分散型点源污染为处理目标进行污水净化处理，优点具体在于：

（1）装置内筒结构有较大的深宽比，同时内外筒之间功能区和多个三相分离器的设定提高了污水分离后的沉淀效率，增强了系统脱氮除磷的总效率；

（2）通过对连接污水进水管的实时监测，控制装置中供氧组件、进气管及气冲洗管的进气量，实现了装置污水处理的智能化控制，增强了装置耐冲击的效果，防止污泥解体；

（3）装置中悬浮岛和溢流渠的结构设计，使得装置增加了反洗功能，通过协同监测探针和控制单元，保证处理后的出水达标。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本发明实施例污水处理生态装置俯视图；

图2是示出根据本发明实施例A-A的剖视图；

图3是示出根据本发明实施例B-B的剖视图；

图4是示出根据本发明实施例C-C的剖视图；

图5是示出根据本发明实施例污水处理环流示意图。

附图标记说明：1.壁壳，2.底板，3.溢流渠，301.滑动堰板，302.小孔堰，303.倒三角堰，304.方洞，305.废水管，4.冠盖，5.太阳能供电系统，6.控制单元，7.内筒，701.孔洞，8.悬浮岛，801.生物填料，9.支架，10.排泥管，11.气冲洗管，12.产水管，13.污水进水管，14.进气管，15.供氧组件，16.挡板，100.裙板，17.第一裙板，18.第二裙板，19.第三裙板，20.第一交叉疏导台，200.交叉疏导台，21.第二交叉疏导台，22.方孔，23.微孔，24.栅板，25.生态单元，26.沉淀单元，27.监测探针；

Ⅰ.第一缺氧区，Ⅱ.厌氧区，Ⅲ.第二缺氧区，Ⅳ.好氧区。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1-5所示的污水处理生态装置，装置外部包括壁壳1，底板2，溢流渠3，冠盖4，太阳能供电系统5和控制单元6；装置内部包含内筒7，悬浮岛8，支架9。

壁壳1整体为圆筒状结构，底部为倒圆台状。冠盖4置于生态装置的最上部，冠盖4直径大于圆筒直径，溢流渠3位于壁壳1上部外侧和冠盖4的内侧。

内筒7环绕一圈，与底板2垂直为直筒状，内筒7底部与底板2接触部分间隔开若干孔洞701。内筒7内部形成圆环柱单元和悬浮岛8，悬浮岛8通过支架9与内筒7之间进行固定。

圆环柱单元上部设置污水进水管13，污水进水管13上设置流量计，污水进水管13与悬浮岛8单元连通。底部设置供氧组件15，供氧组件15连通设备间供氧设备。供氧组件15与悬浮岛8保持一定距离。供氧组件15上方为好氧区，悬浮岛8内部通过设置生物填料依次形成第一缺氧区、厌氧区和第二缺氧区。

壁壳1和内筒7中间形成间隙空间，下部为沉淀单元26，上部为生态单元25。沉淀单元26最下方布置有排泥管10，生态单元最下方布置有气冲洗管11，气冲洗管11连通设备间供氧设备。

溢流渠3为双层结构，下层渠内设置悬浮物（SS）监测探针27和滑动堰板301，下层渠通过壁面上的小孔堰302连通间隙空间的生态单元25，孔口最高高度与生态单元25内填料的平均高度平齐；上层渠通过壁面上的倒三角堰303连通生态单元25，倒三角堰303最低高度高于填料的平均高度。滑动堰板301上开有若干方洞304，方洞304数量和位置同多组小孔堰302一一对应，两组小孔堰302之间的距离大于方洞304宽度的两倍。太阳能供电系统5通过焊架固定于冠盖4上方一定高度，通过线缆与控制单元6连通。控制单元6位于溢流渠3下方，固定于壁壳1上。

溢流渠3上层渠底部固定位置布置有废水管305连通圆环柱单元，下层渠底部固定位置布置有产水管12连通外部清水池。

供氧组件15强力曝出氧气上溢带动水体呈现若干回路的循环流动，每一循环回路的轴线均垂直于悬浮岛8轴线。循环回路在悬浮岛8外侧形成上升流，在悬浮岛8内侧形成下沉流。圆环柱单元内设置有活性污泥流化床，活性污泥随循环回路在圆环柱单元内循环流动，生物膜不断生长增殖，圆环柱单元内保持较高的污泥浓度。悬浮岛8内设置有不同规格的生物填料，经过培养后，生物填料上附着生长着大量的活性污泥膜。生物填料层层挤密，外层和中层形成缺氧区，内层形成厌氧区。悬浮岛单元出水在圆环柱单元底部被卷入好氧区的上升流中，形成完整的循环回路。

悬浮岛8中生物填料分层布置，由上下到中心依次分为外层填料、中层填料、内层填料。外层填料为多孔旋转球型填料，内部填充填料为立体弹性填料、组合型填料、瓜片式填料。中层填料为多孔旋转球型填料，内部填充填料为火山岩、聚氨酯海绵，内部填料填充较满。内层填料为条状聚氨酯海绵生物填料，填料层高度为250mm~360mm。所有多孔旋转球型填料直径为60mm或80mm。

生物填料都是作为微生物的附着位点，不同层的填料间隙大小不同，由间隙大小确定的每层疏松度依次为外层填料＞中层填料＞内层填料。该层级间隙的设置便于水中溶解氧含量阶梯分布，营造缺氧-厌氧-缺氧环境。

填料的相对比表面积较大为微生物提供大量附着面积，同时立体结构不易被污泥堵塞，保留一定的氧穿透性。

沉淀单元26内设置挡板16，裙板100、交叉疏导台200。其中一个实施例中，裙板100包括第一裙板17、第二裙板18、第三裙板19，交叉疏导台200包括第一交叉疏导台20、第二交叉疏导台21。裙板100以向下倾斜角度，一端固定在内筒7外侧。交叉疏导台200为尖嘴状，上下为角度不同的坡面，上坡面倾斜向下，下表面倾斜向上，宽边固定于壁壳1内侧。裙板100和交叉疏导台200间隔布置，也就是第一裙板17、第一交叉疏导台20、第二裙板18、第二交叉疏导台21、第三裙板19依次间隔布置。第一裙板17末端交错布置若干开孔，内筒7靠近第一裙板17和第二裙板18的根部下方有若干方孔22，第一裙板17下方方孔22尺寸大于内筒7底部孔洞701尺寸，第二裙板18下方开孔为小于方孔22尺寸的微孔23。挡板16、第一裙板17和壁壳1围成下置式第一级三相分离器，第一裙板17、第二裙板18中间围成第二级三相分离器，第二裙板18、第三裙板19中间围成第三级三相分离器。圆环柱单元通过第一裙板17根部下方方孔22、第二裙板18根部下方微孔23、内筒底部孔洞701与沉淀单元26连通。

污水处理装置中内筒7环形夹层结构较大的深宽比和环向布置功能区便于连通的优势，形成完整的改进活性污泥法工艺，比如既有悬浮岛8中的第二缺氧区、厌氧区和第一缺氧区，圆环柱单元也有好氧区，壁壳1与内筒空间也有独立沉淀区。同时，内外壁的间隙空间中的沉淀单元26环向分散进水，相对进水口面积大大增加。在沉淀单元26部分设置三级的三相分离器，创新性的设置下置式的第一级三相分离器、裙板+交叉疏导台沉淀结构，通过增加污泥沉积路径、短流沉淀污泥、多级疏导气体溢散污泥沉淀，高效固液分离，保障出水SS浓度达标。同时充分利用上层空间用作生态单元，利用水生植物根系对营养物质的吸收辅助降低水中氮磷的含量，增强系统脱氮除磷的总效率。

栅板24将壁壳1和内筒7中间的空间分为下部的沉淀单元26和上部的生态单元25。生态单元25内填充可再生湿地填料，填料种类可选为钢渣、沸石、陶粒等的不同搭配比例混合使用。填料层厚度可选为500mm~800mm。生态单元上方种植有菖蒲、芦苇和凤眼莲等水生植物。

控制单元6内含设备启停控开组件、PLC程序控制模块、远程监控通讯模块和微型设备间。微型设备间内设置有唯一的机械设备供氧设备。

控制单元6实时收集监测探针27的信号数据，控制滑动堰板301的开合以及气冲洗管11的进气量。若采集到的监测探针27信号数据超过预定的污水处理的指标，则需要立即启动反洗模式。启动反洗主要为关闭滑动堰板301，启动气冲洗管11。气冲洗管11设置了不同强度的气冲洗模式，控制单元6会依据监测探针27的实时信号数据，启动不同的气冲洗模式。气冲洗模式可以设定为逐级启动，从第一级气冲洗到第二级气冲洗，依次进行，每一级的气冲洗强度逐渐加大，同时在达到某一级时控制单元6可以同时发出警示信号。警示信号发出后，可以人工介入，查看装置是否存在污泥淤积、填料失效等状况。

滑动堰板301关闭后能封堵下层壁面上的小孔堰302，将装置整体水位抬高，同时启动的气冲洗，吹出的悬浮SS杂质会通过倒三角堰303进入溢流渠上层，等悬浮物质基本流入溢流渠上层，此时再将滑动堰板301旋转，开启小孔堰302，清水从小孔堰302流走，装置总体水位回落，回落到低于溢流渠上下层板的标高，这时开启废水管305阀门，含有杂质的冲洗废水自流到内筒7的圆环柱单元内。

同时，控制单元6也会实时监测污水进水管13的进水量，根据进水量的情况来控制调节供氧组件15和进气管14的运行模式。装置在进行污水处理时，控制单元6根据污水进水的情况设定装置的运行模式为正常模式和休眠模式，而其中的休眠模式又分为多个挡位，不同挡位下供氧组件15和进气管14的曝气、进气以及间隔停顿时间存在区别。不同挡位会依据污水的实时进水情况进行调整切换，当到达某个调节挡位后，报警信号发出，此时人工介入会查看污水源头方向是否发生堵塞、设备损害等状况。

控制单元6内的远程监控通讯模块，实现在控制端后台对装置异地远程监测，跟踪和控制装置状况。

太阳能供电系统5将光能转化为可利用的电能，供给装置控制单元6使用。太阳能电池板角度可调，适用不同季节的最佳光照角度。控制单元6同时接入市政电路，保障连续阴雨天装置供电。

采用太阳能供电+市政线路保障的双重供电模式，大幅度降低市政电耗，绿色节能，减少市电电压不稳的冲击，减少电路故障率。装置设置自流出水和无动力循环回流，无需专用的污泥回流设备，仅设置一台机电设备满足装置全部需求，大大减少维修的可能，降低装置总功率。装置上部应用生态法工艺代替盖板，进一步去除氮磷、降低前端工艺的设计负荷的同时美化环境、避免滋生蚊蝇，满足农村地区污水处理出水标准和融于当地自然风光环境。

污水处理的工艺流程如下介绍：

经过污水处理生态装置前端提前设置的格栅的拦污、调节池的调蓄和匀质等处理之后，上游来水通过污水进水管13进入悬浮岛8，来水随下沉流流经层层不同规格的生物填料801后其中的大部分营养物质被生物填料801上活性污泥吸附消耗，悬浮岛8出水进入圆环柱单元好氧区，随好氧区上升流循环回到悬浮岛8中，分别经历第一缺氧区-厌氧区-第二缺氧区-好氧区的工艺循环，去除掉相当一部分污染物。

在悬浮岛8的厌氧区中，系统中培养的兼性厌氧发酵菌将污水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸（VFA）等小分子发酵产物，聚磷菌也将释放菌体内储存的多聚磷酸盐，同时释放能量，其中部分能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧抑制环境下生存，另一部分能量则供聚磷菌主动吸收类似VFA等污水中的发酵产物，并以聚-β-羟基烷酸（PHA）的形式在菌体内贮存起来。部分碳在厌氧区得到去除，随后污水污泥混合液进入第二缺氧区。

在第二缺氧区中，有来自厌氧区的污水同时下方接触好氧区的污水，反硝化细菌利用污水中可生物降解的有机物和从好氧区中接触的大量硝酸盐进行反硝化反应，达到同时去碳和脱氮的目的。含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水随后进入圆环柱单元好氧区。

在圆环柱单元的好氧区，聚磷菌在曝气充氧条件下分解体内贮存的PHA并释放能量，用于菌体生长及主动超量吸收周围环境中的溶解性磷，这些被吸收的溶解性磷在聚磷菌体内以聚磷盐形式存在，使得污水中磷的浓度大大降低。污水中各种有机物在经历厌氧、缺氧环境后，进入好氧区时其浓度己经相当低，这将有利于自养硝化菌的生长繁殖。硝化菌在好氧的环境下将完成氨化和硝化作用，将水中的氮转化为NO₂ ^-和NO₃ ^-。在进入沉淀单元之前，大量的循环回路将混合液中的NO_x ^-带入悬浮岛8的第一缺氧区进行反硝化脱氮。

在悬浮岛8的第一缺氧区中，既有上游来水也有好氧区循环带来的混合液。其中上游来水中较高的污染物浓度消耗水中残存的溶解氧，促进悬浮岛8中心形成厌氧状态。混合液中的NO_x ^-分别发生反应，硝态盐在缺氧状态下被还原成亚硝态盐，亚硝态盐和NH₄ ⁺-N反应生成氮气，降低废水中的TN。

圆环柱单元的好氧区混合液通过第一裙板17根部下方方孔22进入第一级三相分离器，经过挡板16和第一裙板17的阻挡，混合溶液中携带的氧气和氮气大气泡向上汇集并沿第一裙板17溢散到好氧区，混合溶液通过第一裙板17末端开孔和间隙向上流动，混合液中的污泥絮体渐渐沉淀到三相分离器的底部。沉积的污泥部分穿过内筒7底部孔洞701被好氧区上升流卷回圆环柱单元，完成回流。而圆环柱单元好氧区中大量沉积的污泥则通过排泥管10排出污水处理装置。

通过第一级三相分离器的混合溶液向上进入第二级三相分离器，混合液中的小絮体污泥先后碰撞第一交叉疏导板20、第二裙板18，被拦截后团聚成较大的团块并沿第一裙板17下滑，沉入第一级三相分离器底部；同时污泥絮体中裹挟的气体进一步溢出从第二裙板18下方微孔23溢散到好氧区。继续向上的混合流进入第三级三相分离器，第三裙板19将残留的少许污泥絮体拦截聚集成大絮体后逐渐沉淀到底部。

由此，流经沉淀单元26后较为清澈的出水进入生态单元25，残存的微量SS、氮、磷等被湿地滤料逐步吸附去除，同时湿地上方的水生植物发达的根系也吸收水中营养物质，进一步去除氮磷。

经过生态单元25的水流通过小孔堰302溢流进入溢流渠下层，并从产水管12中排放。下层渠内设置SS监测探针27，监测采集溢流渠内出水的SS含量并反馈给控制单元6。

控制单元6可以控制微型设备间内的供氧设备向供氧组件15供氧，同时分支管路提供悬浮岛8冲洗气源和生态单元25填料冲洗气源。

控制单元6内PLC程序控制模块连通溢流渠3内SS监测探针27，收集到超标信号后发送警报，联动供氧设备和冲洗气源支路阀门，启动生态单元25反洗模式。生态单元25的反洗模式可选为手动切换，关闭滑动堰板301，定期用气源疏松填料表面的泥膜或SS杂质，使其随冲洗水排到圆环柱单元。

监测探针27设定数据可在装置调试期间根据目标排放标准中对水质SS指标的浓度要求设定。当监测探针27捕捉到SS浓度超过原设定范围的上限时，反馈PLC控制单元启动气冲洗管路阀门进行气冲洗。气冲洗设定了不同层级的模式，每一级气冲洗设定为间歇冲洗，各个气冲洗层级采用逐级启动的方式，例如第一级的气冲洗气量Q1，清洗时长为1min，间隔时长为9min；当监测探针27再次捕捉到SS浓度超过原设定范围的上限时，反馈启动第二级气冲洗，气量1.5Q1，清洗时长为1min，间隔时长为5min，同时向控制后台发送警示信号，提示运维人员查看维护填料。对于气冲洗的洗气量可以根据污水处理的具体情况进行设定，例如Q1可选为8L/(m²·s)~15L/(m²·s)。

当上游来水不足时，进水管路流量计采集信号传递给控制单元6，PLC程序控制模块收到信号后经过处理，装置休眠运行状态，联动供氧设备自动进入低供氧状态，降低污水中营养物质消耗进度，保障污泥中微生物存活率；进水管路流量计采集到来水信号后自动恢复高强度曝气，快速重启污泥系统。

在一个实施例中，污水进水的前方设置调蓄水池，装置进水方式为泵提。可以通过设定进水流量的数值区间首先来判定当前的状态，给出装置运行模式。进水量达标则为正常模式，此时供氧组件的曝气默认设定为24h完全曝气连同进气管进行供气；而当进水管流量计采集到流量不达标时，装置进入间歇性低供氧状态的休眠运行状态，则为休眠模式，此模式下又依据具体的多个阶段划分不同的调节挡位，例如：第一阶段中停水1h后完全曝气延时调整，切换挡位为每曝气30min停止30min；第二阶段中停水3h后切换挡位为每曝气30min停止3h；第三阶段停水10h后切换挡位为每曝气30min停止12h，同时在第三个阶段时向控制后台发送报警信号，提示运维人员查看检修上游来水管道是否发生堵塞或者及时添加营养维持污泥和设备状态。同时装置预留手动控制可选为手动开启供氧设备或手动关停装置；当流量计捕捉到上游来水信号恢复时，迅速恢复原设置曝气强度及时间设置。

以上介绍了本发明的较佳实施方式，旨在使得本发明的精神更加清楚和便于理解，并不是为了限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、替换、改进，均应包含在本发明所附的权利要求概括的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种污水处理生态装置，其特征在于，包括壁壳（1），底板（2），所述壁壳（1）上部外侧的溢流渠（3），所述壁壳内包括内筒（7），所述内筒（7）中形成圆环柱单元和通过支架（9）与所述内筒（7）固定的悬浮岛（8），设置在所述内筒（7）底部的供氧组件（15），与所述悬浮岛（8）连通的污水进水管（13）和与所述供氧组件（15）连通的进气管（14）；

所述溢流渠（3）内设置监测出水中悬浮物含量的监测探针（27），所述悬浮岛（8）内通过设置生物填料（801）依次形成第一缺氧区、厌氧区和第二缺氧区，所述圆环柱单元形成好氧区；

所述壁壳（1）与所述内筒（7）之间的间隙空间包括上部的生态单元（25）和下部的沉淀单元（26），所述生态单元（25）底部布置气冲洗管（11），所述沉淀单元（26）包括至少三级的三相分离器；

其中，所述溢流渠（3）为层状结构，上层设置连通所述内筒（7）的废水管（305）和连通所述生态单元（25）的倒三角堰（303），下层内设置所述监测探针（27）和滑动堰板（301），所述下层壁面开设至少两组小孔堰（302）与所述生态单元（25）连通，所述滑动堰板（301）开设与每组所述小孔堰（302）位置对应的方洞（304），所述方洞（304）尺寸大于所述小孔堰（302），两组所述小孔堰（302）之间的距离大于所述方洞（304）的宽度，所述倒三角堰（303）的低点高于所述生态单元（25）中可再生湿地填料的平均高度，所述小孔堰（302）的高点与所述可再生湿地填料的平均高度平齐；

所述装置还包括控制单元（6），所述控制单元（6）用于根据所述污水进水管（13）的进水量和所述监测探针（27）的数据控制所述供氧组件（15）、所述进气管（14）以及所述气冲洗管（11）的进气量。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括置于所述装置上部的冠盖（4）和所述冠盖（4）上方的太阳能供电系统（5），所述太阳能供电系统（5）用于供给所述控制单元（6）。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述生物填料（801）分外层填料、中层填料和内层填料；

所述外层填料和所述中层填料为多孔旋转球型填料，所述内层填料为条形聚氨酯海绵生物填料；

所述外层填料、中层填料和内层填料的间隙大小依次为外层填料＞中层填料＞内层填料。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述沉淀单元（26）内设置挡板（16）、裙板（100）和交叉疏导台（200），所述裙板（100）一端固定在所述内筒（7）外侧，另一端向下倾斜，所述交叉疏导台（200）呈尖嘴状，上坡面倾斜向下，下坡面倾斜向上，宽边固定于所述壁壳（1）内侧。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述裙板（100）包括第一裙板（17）、第二裙板（18）、第三裙板（19），所述交叉疏导台（200）包括第一交叉疏导台（20）、第二交叉疏导台（21），所述第一裙板（17）、第一交叉疏导台（20）、第二裙板（18）、第二交叉疏导台（21）、第三裙板（19）依次间隔布置，所述内筒（7）靠近所述第一裙板（17）和所述第二裙板（18）的根部下方有若干方孔，所述第一裙板（17）下方的方孔尺寸大于所述内筒（7）底部孔洞尺寸，所述第二裙板（18）下方开孔为小于所述方孔尺寸的微孔（23）；

所述挡板（16）、所述第一裙板（17）和所述壁壳（1）围成第一级所述三相分离器，所述第一裙板（17）与所述第二裙板（18）围成第二级所述三相分离器，所述第二裙板（18）与所述第三裙板（19）围成第三级所述三相分离器。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元（6）用于根据收集的所述监测探针（27）信号控制所述滑动堰板（301）的开合和所述气冲洗管（11）的进气量，使所述溢流渠（3）内污水回流或自产水管（12）流出；

所述控制单元（6）还用于根据所述污水进水管（13）的进水量控制所述供氧组件（15）和所述进气管（14）的运行模式。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气冲洗管（11）设置至少一级气冲洗模式，每级所述气冲洗模式根据实时所述监测探针（27）的信号数据逐级启动，逐级启动到设定气冲洗级别后所述控制单元（6）发出警示信号。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述运行模式分为正常模式和休眠模式，所述休眠模式包括至少一种调节挡位，每种所述调节挡位设置不同比例的所述供氧组件（15）和所述进气管（14）的进气间隔，每种所述调节挡位根据实时污水进水状态启动，启动到设定调节挡位后所述控制单元（6）发出报警信号。

9.一种采用如权利要求1-8任一所述装置的污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：启动控制单元（6），采集监测探针（27）的信号和污水进水管（13）的进水量；

S2：污水通过污水进水管（13）进入悬浮岛（8），流经所述悬浮岛（8）的第一缺氧区、厌氧区、第二缺氧区；

S3：污水经过所述悬浮岛（8）后进入圆环柱单元，经过所述圆环柱单元的好氧区后，污水直接或者经过至少一次第一水流路径后进入第二水流路径；

所述第一水流路径为随供氧组件（15）曝出的氧气在所述圆环柱单元好氧区中形成上升流，重新进入所述悬浮岛（8）中；

所述第二水流路径为自所述好氧区进入沉淀单元（26）的三相分离器；

S4：污水经至少三级的所述三相分离器后进入生态单元（25）；

S5：通过所述生态单元（25）的污水进入溢流渠（3）；

S6：若所述监测探针（27）的数据达到预设指标，则污水排出；如所述监测探针（27）的数据未达到预设指标，则污水启动反洗模式。

Images