CN116813124A - 一种污水回用自适应多膜一体化装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种污水回用自适应多膜一体化装置及其使用方法，属于污水处理技术领域。本发明解决了现有的农村污水处理装置及应用方法存在设施管理繁琐、出水水质不稳定、建造及运维成本高的问题。进水泵通过进水管连通至沉淀池的下部，沉淀池的上部连通至蚯蚓生物慢滤单元，蚯蚓生物慢滤单元的底部与低压自驱动型超滤单元之间通过第一出水管路连通，沉淀池的底部出泥口通过排泥管与蚯蚓培养池连通，低压自驱动型超滤单元与电控柜电连接，且低压自驱动型超滤单元中的水经提升水泵及循环管路进入沉淀池上部循环。多级膜滤结合生物降解的方式，在稳定出水水质的同时解决了现有人工运维成本高、建造成本高及灌溉水源短缺的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水回用自适应多膜一体化装置及其使用方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
在农村污水处理方面，综合考虑污水处理难度以及成本效益等方面因素，主要采用A2/O、人工湿地以及生物膜等工艺处理农村污水，但仍普遍存在有设施管理繁琐、出水水质不稳定、建造及运维成本高等问题。
另外，农业用水短缺成为制约我国农业发展的重要因素，而农村污水处理可根据实际情况经过一定处理用于农业灌溉达到资源化的目的。但农业灌溉水量需求受季节影响因素较大，同时再生污水无法长期贮存，在某些情况下，污水处理出水需达到更高的水质标准才可进行排放。而目前的污水处理设施难以根据不同情况下排放与回用的要求实现动态化处理。
发明内容
本发明是为了解决现有农村污水处理装置及应用方法存在设施管理繁琐、出水水质不稳定、建造及运维成本高的问题，进而提供了一种污水回用自适应多膜一体化装置及其使用方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种污水回用自适应多膜一体化装置，包括电控柜、进水泵、壳体及设置在壳体内的第一至第三污水处理室，其中第一污水处理室内设置有沉淀池及蚯蚓培养池，第二污水处理室内设置有蚯蚓生物慢滤单元，第三污水处理室内设置有低压自驱动型超滤单元，
进水泵通过进水管连通至沉淀池的下部，沉淀池的上部连通至蚯蚓生物慢滤单元，蚯蚓生物慢滤单元的底部与低压自驱动型超滤单元之间通过第一出水管路连通，沉淀池的底部出泥口通过排泥管与蚯蚓培养池连通，
低压自驱动型超滤单元与电控柜电连接，且低压自驱动型超滤单元中的水经提升水泵及循环管路进入沉淀池上部循环。
进一步地，所述蚯蚓生物慢滤单元包括第一蚯蚓生物慢滤模块与第二蚯蚓生物慢滤模块，沉淀池的上部通过第二出水管路及第三出水管路分别连通至第一蚯蚓生物慢滤模块及第二蚯蚓生物慢滤模块，第一蚯蚓生物慢滤模块的底部与第二蚯蚓生物慢滤模块的顶部之间通过第四出水管路连通，第一出水管路、第二出水管路及第三出水管路上均设置有阀门，且各阀门均与电控柜电连接。
进一步地，第二污水处理室内还设置有空气源加热器，第三污水处理室内的空气及第二污水处理室内的空气分别经进气管路连通至空气源加热器的入口，第二污水处理室内的进气管路上设置有风机及强排阀，空气源加热器的出口通过出气管路连通至蚯蚓生物慢滤单元，沉淀池内及蚯蚓生物慢滤单元内分别设置有水温计，且空气源加热器以及各水温计分别与电控柜电连接。
进一步地，所述第一蚯蚓生物慢滤模块包括第一布水器、位于第一布水器下方且围设的第一保温填料层以及设置在第一保温填料层内部且由上到下依次布置的第一弹性滤料层、第一蚯蚓生活层、第一通气装置与第一活性炭层，第二蚯蚓生物慢滤模块的结构与第一蚯蚓生物慢滤模块相同，第二出水管路连接至第一蚯蚓生物慢滤模块中的第一布水器，第三出水管路连接至第二蚯蚓生物慢滤模块中的第二布水器。
进一步地，低压自驱动型超滤单元包括超滤膜池、水位感应器及轮盘式出水组件，其中超滤膜池的一侧开设有出水口，所述轮盘式出水组件包括电机、连接件、出水软管及排水管，所述连接件周向转动且密封安装在出水口内，所述电机固装在超滤膜池的外壁上，连接件固装在电机的输出轴上，出水软管及排水管首尾连通设置且分别密封安装在连接件的两侧，出水软管上远离排水管的一端与超滤膜池的下部连通，水位感应器及电机分别与电控柜电连接。
进一步地，超滤膜池的另一侧设置有中间调节池，且超滤膜池的另一侧壁上部开设有溢流堰，轮盘式出水组件低于溢流堰设置，超滤膜池中的溢流水经溢流堰进入中间调节池，提升水泵与中间调节池相连。
进一步地，蚯蚓生物慢滤单元的底端连通设置有收集水箱，低压自驱动型超滤单元通过第一出水管路与收集水箱的底端连接。
进一步地，第一至第三污水处理室由上到下依次布置。
进一步地，电控柜与光伏发电装置连接。
一种上述污水回用自适应多膜一体化装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、原水经进水泵进入沉淀池，经过自然沉降后，进入蚯蚓生物慢滤单元，沉降的固体悬浮颗粒经排泥管进入蚯蚓培养池；
步骤二、沉淀池的出水经第二出水管路进入第一蚯蚓生物慢滤模块进行处理，或沉淀池的出水分别经第二出水管路及第三出水管路对应进入第一蚯蚓生物慢滤模块及第二蚯蚓生物慢滤模块进行处理；
步骤三、经第一蚯蚓生物慢滤模块处理后的污水，再经第四出水管路进入第二蚯蚓生物慢滤模块；
步骤四、第二蚯蚓生物慢滤模块处理后的污水经第一出水管路进入超滤膜池，超滤膜池内溢流水位以上的水经溢流堰进入中间调节池，再由提升水泵回流至沉淀池内，形成内循环系统；
步骤五、水位传感器实时监测超滤膜池内的水位，电控柜通过调节排水管的高度保证超滤膜池中的水位与排水管的高差满足低压自驱动的最小要求，实现稳定出水。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、原水经沉淀池自然沉降去除部分悬浮物并产生污泥，污泥通过排泥管进入蚯蚓培养池，在蚯蚓培养池中进行堆肥处理，增加土壤的肥力、改良土壤结构，实现污泥的资源化、稳定化，同时蚯蚓培养池中的蚯蚓可补充至蚯蚓生物慢滤单元，提升装置的稳定性；
2、本发明构建了蚯蚓生物慢滤单元及低压自驱动型超滤单元，二者协同作用，有效提高了生物和超滤膜的双重净水效果。蚯蚓生物慢滤单元通过蚯蚓的吞食并与微生物协同作用去除水中部分有机物、氨氮和总磷，同时污水中营养物质有效增加活性炭层中微生物的种类及数量并形成生物膜，强化系统内生物作用，提高对污染物的去除效能；另一方面，蚯蚓生物慢滤单元作为低压自驱动型超滤单元的预处理单元，改善生物滤饼层构型，缓解膜污染并提高低压自驱动型超滤单元中超滤膜的稳定通量。低压自驱动型超滤单元作为蚯蚓生物慢滤单元的后置处理单元，可截留水中微生物，保障出水安全性；
3、本发明构建了“低压自驱动型超滤单元+提升水泵+沉淀池+蚯蚓生物慢滤单元+低压自驱动型超滤单元”的内循环系统，第一，延长污染物在系统内的水力停留时间，进一步强化对污染物的去除，并提高系统的抗冲击抗负荷能力；第二，通过内循环的方式，低压自驱动型超滤单元中的生物量回流至蚯蚓生物慢滤单元，强化生物降解。
4、本发明无需进行传统污水处理工艺中的药剂投加及膜清洗环节，节省大量的化学药剂及反冲洗水资源，大幅降低了吨水处理成本；
5、本发明的污水回用自适应多膜一体化装置是一种易操作、低维护、无药剂、节能、再生水资源化的污水处理装备，适用于分散式污水处理/农村污水回用。
6、本发明通过多级膜滤结合生物降解的方式，通过电控柜驱动本发明的装置自适应不同环境水质处理需求，在稳定出水水质的同时解决了现有人工运维成本高、建造成本高及灌溉水源短缺的问题。
附图说明
图1为本发明的污水回用自适应多膜一体化装置的结构示意图；
图2为轮盘式出水组件的主视示意图；
图3为轮盘式出水组件的侧视示意图。
图中：
1、电控柜；2、进水泵；3、壳体；4、第一污水处理室；4-1、空气出口；5、第二污水处理室；6、第三污水处理室；6-1、空气进口；7、沉淀池；8、蚯蚓培养池；9-1、第一蚯蚓生物慢滤模块；9-11、第一布水器；9-12、第一保温填料层；9-13、第一弹性滤料层；9-14、第一蚯蚓生活层；9-15、第一通气装置；9-16、第一活性炭层；9-2、第二蚯蚓生物慢滤模块；10-1、超滤膜池；10-3、轮盘式出水组件；10-31、电机；10-32、连接件；10-33、出水软管；10-34、排水管；10-4、电磁流量计；11、进水管；12、第一出水管路；13、提升水泵；14、循环管路；15、进水阀门；16、第二出水管路；17、第三出水管路；18、第四出水管路；19、出水总管路；21、空气源加热器；22、风机；23、强排阀；24、第一水温计；25、第二水温计；27、第一进气管路；28、第二进气管路；29、中间调节池；30、收集水箱；31、光伏发电装置。
具体实施方式
结合图1～图3说明本发明的下列实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式，基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明关于“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”“顶部”“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述的结构必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体实施方式一：结合图1～图3说明本实施方式，一种污水回用自适应多膜一体化装置，包括电控柜1、进水泵2、壳体3及设置在壳体3内的第一至第三污水处理室，其中第一污水处理室4内设置有沉淀池7及蚯蚓培养池8，第二污水处理室5内设置有蚯蚓生物慢滤单元，第三污水处理室6内设置有低压自驱动型超滤单元，
进水泵2通过进水管11连通至沉淀池7的下部，沉淀池7的上部连通至蚯蚓生物慢滤单元，蚯蚓生物慢滤单元的底部与低压自驱动型超滤单元之间通过第一出水管路12连通，沉淀池7的底部出泥口通过排泥管与蚯蚓培养池8连通，
低压自驱动型超滤单元与电控柜1电连接，且低压自驱动型超滤单元中的水经提升水泵13及循环管路14进入沉淀池7上部循环。
第一出水管路12上的阀门用于控制低压自驱动型超滤单元中来自于蚯蚓生物慢滤单元的进水。
原水(即污水)通过进水泵2提升后，经进水管11及进水管11上的进水阀门15进入沉淀池7的下部，沉降污泥经排泥管进入蚯蚓培养池8，沉淀池7内的污水进入蚯蚓生物慢滤单元进行进一步处理。
通过电控柜1控制低压自驱动型超滤单元工作形成稳定低压，以驱动膜滤净水。
电控柜1优选主设置在第一污水处理室4内，提升水泵13优选设置在第三污水处理室6内，以提高装置的整体性。
所述沉淀池7为斜膜沉淀池或普通的斜板沉淀池，优选为斜膜沉淀池，采用柔性膜替代斜板，自然水力驱动下，柔性膜可抖落其上附着的悬浮颗粒，强化沉淀。
第一污水处理室4、第二污水处理室5及第三污水处理室6由上到下依次布置，使三个污水处理室呈三层结构布置，每一层的水是其上一层靠重力流下来的，同时，沉淀池7直接处理原水，臭味最大，本发明将沉淀池7布置在最上层，利用烟囱效应，有效减小整个装置的臭味。
第一污水处理室4、第二污水处理室5及第三污水处理室6还可沿水平方向并列布置。
本发明的污水回用自适应多膜一体化装置与现有技术中的污水处理装置相比：
1、原水经沉淀池7自然沉降去除部分悬浮物并产生污泥，污泥通过排泥管进入蚯蚓培养池8，在蚯蚓培养池8中进行堆肥处理，增加土壤的肥力、改良土壤结构，实现污泥的资源化、稳定化，同时蚯蚓培养池8中的蚯蚓可补充至蚯蚓生物慢滤单元，提升装置的稳定性；
2、本发明构建了蚯蚓生物慢滤单元及低压自驱动型超滤单元，二者协同作用，有效提高了生物和超滤膜的双重净水效果。蚯蚓生物慢滤单元通过蚯蚓的吞食并与微生物协同作用去除水中部分有机物、氨氮和总磷，同时污水中营养物质有效增加活性炭层中微生物的种类及数量并形成生物膜，强化系统内生物作用，提高对污染物的去除效能；另一方面，蚯蚓生物慢滤单元作为低压自驱动型超滤单元的预处理单元，改善生物滤饼层构型，缓解膜污染并提高低压自驱动型超滤单元中超滤膜的稳定通量。低压自驱动型超滤单元作为蚯蚓生物慢滤单元的后置处理单元，可截留水中微生物，保障出水安全性；
3、本发明构建了“低压自驱动型超滤单元+提升水泵+沉淀池+蚯蚓生物慢滤单元+低压自驱动型超滤单元”的内循环系统，第一，延长污染物在系统内的水力停留时间，进一步强化对污染物的去除，并提高系统的抗冲击抗负荷能力；第二，通过内循环的方式，低压自驱动型超滤单元中的生物量回流至蚯蚓生物慢滤单元，强化生物降解。
4、本发明无需进行传统污水处理工艺中的药剂投加及膜清洗环节，节省大量的化学药剂及反冲洗水资源，大幅降低了吨水处理成本；
5、本发明的污水回用自适应多膜一体化装置是一种易操作、低维护、无药剂、节能、再生水资源化的污水处理装备，适用于分散式污水处理/农村污水回用。
本发明通过多级膜滤结合生物降解的方式，通过电控柜驱动本发明的装置自适应不同环境水质处理需求，在稳定出水水质的同时解决了现有人工运维成本高、建造成本高及灌溉水源短缺的问题。
本发明以蚯蚓生物慢滤及低压自驱动膜滤为核心，构建低能耗、低维护、多用途的自适应多膜一体化装备，具有多重膜滤净水效能，且无需药剂投加和化学清洗，具有出水多用途、水质稳定、建设及运维成本低、操作流程简单、占地面积小等优点，迎合农村污水处理未来发展趋势。
所述蚯蚓生物慢滤单元包括第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2，沉淀池7的上部通过第二出水管路16及第三出水管路17分别连通至第一蚯蚓生物慢滤模块9-1及第二蚯蚓生物慢滤模块9-2，第一蚯蚓生物慢滤模块9-1的底部与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2的顶部之间通过第四出水管路18连通，第一出水管路12、第二出水管路16及第三出水管路17上均设置有阀门，且各阀门均与电控柜1电连接。如此设计，第二出水管路16上的阀门用于控制第一蚯蚓生物慢滤模块9-1的进水，第三出水管路17上的阀门用于控制第二蚯蚓生物慢滤模块9-2中来自沉淀池7的进水，
沉淀池7内的污水可以单独经过第二出水管路16进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1，也可单独经过第三出水管路17进入第二蚯蚓生物慢滤模块9-2，也可同时经过第二出水管路16及第三出水管路17分别进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1及第二蚯蚓生物慢滤模块9-2，第一蚯蚓生物慢滤模块9-1的底部出水经第四出水管路18进入第二蚯蚓生物慢滤模块9-2，使得可以通过第二出水管路16及第三出水管路17上的阀门的开合控制，实现第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2之间的串联连接、并联连接或既串联连接又并联连接。通过调节第二出水管路16及第三出水管路17上的阀门的开合度调节，实现水流经两级及单级蚯蚓生物慢滤模块的比例：一种情况，对于水质要求较高时，通过增加第二出水管路16的开合度，则经两级生物慢滤模块的水量增加，出水水质提高；另一种情况，对于水质要求不高时，增加第三出水管路17上的阀门的开合度，则经单级生物慢滤模块处理的水量增加，可优先提高处理效率。
为进一步提高出水水质指标，污水经本发明的污水回用自适应多膜一体化装置处理后，还可外接人工湿地进一步处理。
第二出水管路16与沉淀池7之间以及第三出水管路17与沉淀池7之间可以均通过出水总管路19连通，所述出水总管路19上设置有控制总阀，用以控制沉淀池7的出水，也便于对第二出水管路16及第三出水管路17通断的统一控制。
通过调节第二出水管路16及第三出水管路17上的阀门的开合度来调节出水水质，调节进水管11上的阀门以控制进水量恒定，使蚯蚓生物慢滤单元滤速为0.5～1m/d，满足不同环境下对于水质的要求，保障出水安全性；
本发明中，通过调节第二出水管路16及第三出水管路17上的阀门的开合度调节出水，可同时满足农田灌溉需求及就近排放需求，当需要用于农田灌溉，缓解农业生产用水紧张的问题时，此时第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2呈串联+并联的连接模式，沉淀池7进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2的水量不宜超过1：2，以提高出水水量，用于农田灌溉，同时考虑蚯蚓生物滤池模块存在有一定的流速负荷，沉淀池7进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2的水量不超过1：2，以使两级生物滤池模块能够保持长久运行；当对于灌溉用水无需求，仅需就近排放时，可直接关闭第三出水管路17上的阀门，此时第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2呈完全串联连接模式，实现多级生物处理，改善出水水质。
第二污水处理室5内还设置有空气源加热器21，第三污水处理室6内的空气及第二污水处理室5内的空气分别经进气管路连通至空气源加热器21的入口，第二污水处理室5内的进气管路上设置有风机22及强排阀23，空气源加热器21的出口通过出气管路连通至蚯蚓生物慢滤单元，沉淀池7内及蚯蚓生物慢滤单元内分别设置有水温计，且空气源加热器21以及各水温计分别与电控柜1电连接。如此设计，空气源加热器21的出口通过出气管路分别连通至第一蚯蚓生物慢滤模块9-1及第二蚯蚓生物慢滤模块9-2，沉淀池7内、第一蚯蚓生物慢滤模块9-1内及第二蚯蚓生物慢滤模块9-2内对应设置有第一至第三水温计，且空气源加热器21以及第一至第三水温计分别与电控柜1电连接。第三污水处理室6上部设置有空气进口6-1，第一污水处理室4的上部设置有空气出口4-1，第一污水处理室4与第二污水处理室5之间连通设置有空气流通口。第三污水处理室6内的空气具体通过第一进气管路27连接至空气源加热器21，第二污水处理室5内的空气具体通过第二进气管路28连接至空气源加热器21。电控柜1通过第一水温计24监测进水水温，如进水水温低于蚯蚓正常生活温度阈值，电控柜1控制空气源加热器21加热进入蚯蚓生物慢滤模块中的空气；第二水温计25用于监测蚯蚓生物慢滤模块中渗滤污水经通气加热后的水温，如仍不能满足蚯蚓正常生活，则开启强排阀23，第二污水处理室5内的空气经风机22抽吸进入第二污水处理室5内的进气管路，通过增加空气源加热器21的进气量提升蚯蚓生物慢滤模块中的水温，保障蚯蚓生物慢滤模块中的生物活性。本发明通过电控柜1调节装置的进、出水及蚯蚓生物慢滤单元环境温度，降低管理难度，并减少人工运维。
所述第一蚯蚓生物慢滤模块9-1包括第一布水器9-11、位于第一布水器9-11下方且围设的第一保温填料层9-12以及设置在第一保温填料层9-12内部且由上到下依次布置的第一弹性滤料层9-13、第一蚯蚓生活层9-14、第一通气装置9-15与第一活性炭层9-16，第二蚯蚓生物慢滤模块9-2的结构与第一蚯蚓生物慢滤模块9-1相同，第二出水管路16连接至第一蚯蚓生物慢滤模块9-1中的第一布水器9-11，第三出水管路17连接至第二蚯蚓生物慢滤模块9-2中的第二布水器。如此设计，第二蚯蚓生物慢滤模块9-2包括第二布水器、位于第二布水器下方且围设的第二保温填料层以及设置在第二保温填料层内部且由上到下依次布置的第二弹性滤料层、第二蚯蚓生活层、第二通气装置与第二活性炭层。空气源加热器21的出口通过出气管路分别连通至第一通气装置9-15及第二通气装置。第四出水管路18连通设置在第一活性炭层9-16与第二布水器之间。活性炭层还可用普通的粒径为2mm以下的砂石代替。
低压自驱动型超滤单元包括超滤膜池10-1、水位感应器及轮盘式出水组件10-3，其中超滤膜池10-1的一侧开设有出水口，所述轮盘式出水组件10-3包括电机10-31、连接件10-32、出水软管10-33及排水管10-34，所述连接件10-32周向转动且密封安装在出水口内，所述电机10-31固装在超滤膜池10-1的外壁上，连接件10-32固装在电机10-31的输出轴上，出水软管10-33及排水管10-34首尾连通设置且分别密封安装在连接件10-32的两侧，出水软管10-33上远离排水管10-34的一端与超滤膜池10-1的下部连通，水位感应器及电机10-31分别与电控柜1电连接。如此设计，水位感应器安装在超滤膜池内壁上，连接件10-32与出水口密封设置，防止超滤膜池10-1内的水经出水口与连接件10-32之间的间隙流出。连接件10-32相对于出水口周向转动设置，便于通过电机10-31带动其周向转动或周向摆动，进而带动安装在其上的排水管10-34周向转动或周向摆动，以实现排水管10-34高度位置的调整，即改变排水管10-34的高程。因自驱动膜滤要保持一定的跨膜压差即液位差，当水位感应器判断出超滤膜池10-1的液位较高时，则通过电控柜1控制排水管10-34的高程变化，实现超滤膜池10-1出水口的出水液位发生变化，从而保持跨膜压差稳定，通过水位检测器实时监测超滤膜池10-1内水位，如池内水位较低，电控柜1控制排水管10-34下移，二者形成稳定低压，驱动膜滤净水。本发明通过浸没式过滤，超滤膜池10-1中水位与轮盘式出水组件10-3形成稳定重力压差驱动膜滤，相对于现有的内压式避免了因膜表面滤饼层形成导致膜孔堵塞而不产水，保障出水稳定性。出水软管10-33及排水管10-34均与连接件10-32之间转动且密封连接，避免超滤膜池10-1内的水经出水软管10-33与连接件10-32之间或排水管10-34与连接件10-32之间的间隙流出，同时避免因连接件10-32的周向转动或周向摆动而发生出水软管10-33缠绕的问题。连接件10-32可以为扇形结构、扇环形结构、圆盘结构或圆环结构，只要能够实现随着电机10-31转动而带动排水管10-34所在位置的高度变化即可。超滤膜池10-1与排水管10-34之间通过出水软管10-33连接，保证排水管10-34随连接件10-32的转动不受出水软管10-33长度的限制。排水管10-34上设置有电磁流量计10-4。
超滤膜池10-1的另一侧设置有中间调节池29，且超滤膜池10-1的另一侧壁上部开设有溢流堰，轮盘式出水组件10-3低于溢流堰设置，超滤膜池10-1中的溢流水经溢流堰进入中间调节池29，提升水泵13与中间调节池29相连。如此设计，中间调节池29通过循环管路14及提升水泵13与沉淀池7内循环进水口相连通。通过溢流的方式提高内循环系统内水中溶解氧浓度，保障系统内的生物活性，稳定出水水质。
蚯蚓生物慢滤单元的底端连通设置有收集水箱30，低压自驱动型超滤单元通过第一出水管路12与收集水箱30的底端连接。如此设计，便于对蚯蚓生物慢滤单元内的出水进行收集。
第一至第三污水处理室由上到下依次布置。如此设计，使三个污水处理室呈三层结构布置，每一层的水是其上一层靠重力流下来的，同时，沉淀池7直接处理原水，臭味最大，本发明将沉淀池7布置在最上层，利用烟囱效应，有效减小整个装置的臭味。
电控柜1与光伏发电装置31连接。本发明的污水回用自适应多膜一体化装置采用光伏发电装置31实现能源自供，连续式过滤模式运行实时出水，自动控制系统智能运行。
具体实施方式二，结合图1～图3说明本实施方式，一种上述具体实施方式一所述污水回用自适应多膜一体化装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、原水经进水泵2进入沉淀池7，经过自然沉降后，进入蚯蚓生物慢滤单元，通过控制总阀控制进入蚯蚓生物慢滤单元的进水量，沉降的固体悬浮颗粒经排泥管进入蚯蚓培养池8；进入蚯蚓培养池8的沉降污泥作为蚯蚓生长的饵料，经蚯蚓堆肥处理后可作农业生产的有机肥料，同时蚯蚓培养池8还可作为补充蚯蚓生物慢滤单元的保障。
步骤二、沉淀池7的出水经第二出水管路16进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1进行处理；沉淀池7出水经控制总阀、出水总管路19及控制总阀进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1，通过第一布水器9-11进入滤池，其中污水通过第一弹性滤料更均匀地进入第一蚯蚓生活层9-14，第一弹性滤料有效高度为5～15cm；污水经滤料吸附并与蚯蚓接触反应，其中第一蚯蚓生活层9-14为有机负荷介质和无机负荷介质均匀混合，如采用有机土壤与陶粒混合，调配比一般大于1:6，有效高度为20～40cm，滤速为0.5～1m/d；后进入第一活性炭层9-16，经活性炭吸附并穿透附着于活性炭表面的生物膜，第一活性炭层9-16有效高度为10～20cm，第一活性炭层9-16底部布置滤网。
步骤三、污水经第一蚯蚓生物慢滤模块9-1处理后，经第四出水管路18进入第二蚯蚓生物慢滤模块9-2；污水在第二蚯蚓生物慢滤模块9-2中的处理流程与步骤二相同，经第二蚯蚓生物慢滤模块9-2处理后的污水进入收集水箱30。
步骤四、第二蚯蚓生物慢滤模块9-2处理后的污水经第一出水管路12进入超滤膜池10-1，超滤膜池10-1内溢流水位以上的水经溢流堰进入中间调节池29，再由提升水泵13回流至沉淀池7内，形成内循环系统；循环回流比为1：1～1：2，内循环系统中主要通过跌水曝气提升水中溶解氧浓度。
步骤五、水位传感器实时监测超滤膜池10-1内的水位，电控柜1通过调节排水管10-34的高度保证超滤膜池10-1中的水位与排水管10-34的高差满足低压自驱动的最小要求，实现稳定出水。满足低压自驱动的最小高差要求为0.5～1.5mH2O。如池内水位较低，电控柜1控制轮盘式出水组件10-3动作，使排水管10-34下移，二者形成稳定低压，驱动膜滤净水。
其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式三，结合图1～图3说明本实施方式，一种上述具体实施方式一所述污水回用自适应多膜一体化装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、原水经进水泵2进入沉淀池7，经过自然沉降后，进入蚯蚓生物慢滤单元，通过控制总阀控制进入蚯蚓生物慢滤单元的进水量，沉降的固体悬浮颗粒经排泥管进入蚯蚓培养池8；进入蚯蚓培养池8的沉降污泥作为蚯蚓生长的饵料，经蚯蚓堆肥处理后可作农业生产的有机肥料，同时蚯蚓培养池8还可作为补充蚯蚓生物慢滤单元的保障。
步骤二、沉淀池7的出水分别经第二出水管路16及第三出水管路17对应进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1及第二蚯蚓生物慢滤模块9-2进行处理；第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2并联。沉淀池7出水经控制总阀、出水总管路19及控制总阀进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1，通过第一布水器9-11进入滤池，其中污水通过第一弹性滤料更均匀地进入第一蚯蚓生活层9-14，第一弹性滤料有效高度为5～15cm；污水经滤料吸附并与蚯蚓接触反应，其中第一蚯蚓生活层9-14为有机负荷介质和无机负荷介质均匀混合，如采用有机土壤与陶粒混合，调配比一般大于1:6，有效高度为20～40cm，滤速为0.5～1m/d；后进入第一活性炭层9-16，经活性炭吸附并穿透附着于活性炭表面的生物膜，第一活性炭层9-16有效高度为10～20cm，第一活性炭层9-16底部布置滤网。沉淀池7内的污水进入第二蚯蚓生物慢滤模块9-2进行处理的流程与其在第一蚯蚓生物慢滤模块9-1中的处理流程相同。
步骤三、经第一蚯蚓生物慢滤模块9-1处理后的污水，再经第四出水管路18进入第二蚯蚓生物慢滤模块9-2；第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2串联。污水在第二蚯蚓生物慢滤模块9-2中的处理流程与步骤二相同，经第二蚯蚓生物慢滤模块9-2处理后的污水进入收集水箱30。
步骤四、第二蚯蚓生物慢滤模块9-2处理后的污水经第一出水管路12进入超滤膜池10-1，超滤膜池10-1内溢流水位以上的水经溢流堰进入中间调节池29，再由提升水泵13回流至沉淀池7内，形成内循环系统；循环回流比为1：1～1：2，内循环系统中主要通过跌水曝气提升水中溶解氧浓度。
步骤五、水位传感器实时监测超滤膜池10-1内的水位，电控柜1通过调节排水管10-34的高度保证超滤膜池10-1中的水位与排水管10-34的高差满足低压自驱动的最小要求，实现稳定出水。满足低压自驱动的最小高差要求为0.5～1.5mH2O。
第二出水管路16及第三出水管路17上的阀门均为开启状态，通过电控柜1控制第二出水管路16及第三出水管路17上的阀门开合度，实现第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2的串联+并联结合的连接模式，沉淀池7进入第一蚯蚓生物慢滤模块9-1与第二蚯蚓生物慢滤模块9-2的水量不宜超过1：2，以降低处理负荷，有效提高出水水量。其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：包括电控柜(1)、进水泵(2)、壳体(3)及设置在壳体(3)内的第一至第三污水处理室，其中第一污水处理室(4)内设置有沉淀池(7)及蚯蚓培养池(8)，第二污水处理室(5)内设置有蚯蚓生物慢滤单元，第三污水处理室(6)内设置有低压自驱动型超滤单元，
进水泵(2)通过进水管(11)连通至沉淀池(7)的下部，沉淀池(7)的上部连通至蚯蚓生物慢滤单元，蚯蚓生物慢滤单元的底部与低压自驱动型超滤单元之间通过第一出水管路(12)连通，沉淀池(7)的底部出泥口通过排泥管与蚯蚓培养池(8)连通，
低压自驱动型超滤单元与电控柜(1)电连接，且低压自驱动型超滤单元中的水经提升水泵(13)及循环管路(14)进入沉淀池(7)上部循环。
2.根据权利要求1所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：所述蚯蚓生物慢滤单元包括第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)与第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)，沉淀池(7)的上部通过第二出水管路(16)及第三出水管路(17)分别连通至第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)及第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)，第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)的底部与第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)的顶部之间通过第四出水管路(18)连通，第一出水管路(12)、第二出水管路(16)及第三出水管路(17)上均设置有阀门，且各阀门均与电控柜(1)电连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：第二污水处理室(5)内还设置有空气源加热器(21)，第三污水处理室(6)内的空气及第二污水处理室(5)内的空气分别经进气管路连通至空气源加热器(21)的入口，第二污水处理室(5)内的进气管路上设置有风机(22)及强排阀(23)，空气源加热器(21)的出口通过出气管路连通至蚯蚓生物慢滤单元，沉淀池(7)内及蚯蚓生物慢滤单元内分别设置有水温计，且空气源加热器(21)以及各水温计分别与电控柜(1)电连接。
4.根据权利要求2所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：所述第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)包括第一布水器(9-11)、位于第一布水器(9-11)下方且围设的第一保温填料层(9-12)以及设置在第一保温填料层(9-12)内部且由上到下依次布置的第一弹性滤料层(9-13)、第一蚯蚓生活层(9-14)、第一通气装置(9-15)与第一活性炭层(9-16)，第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)的结构与第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)相同，第二出水管路(16)连接至第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)中的第一布水器(9-11)，第三出水管路(17)连接至第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)中的第二布水器。
5.根据权利要求1所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：低压自驱动型超滤单元包括超滤膜池(10-1)、水位感应器及轮盘式出水组件(10-3)，其中超滤膜池(10-1)的一侧开设有出水口，所述轮盘式出水组件(10-3)包括电机(10-31)、连接件(10-32)、出水软管(10-33)及排水管(10-34)，所述连接件(10-32)周向转动且密封安装在出水口内，所述电机(10-31)固装在超滤膜池(10-1)的外壁上，连接件(10-32)固装在电机(10-31)的输出轴上，出水软管(10-33)及排水管(10-34)首尾连通设置且分别密封安装在连接件(10-32)的两侧，出水软管(10-33)上远离排水管(10-34)的一端与超滤膜池(10-1)的下部连通，水位感应器及电机(10-31)分别与电控柜(1)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：超滤膜池(10-1)的另一侧设置有中间调节池(29)，且超滤膜池(10-1)的另一侧壁上部开设有溢流堰，轮盘式出水组件(10-3)低于溢流堰设置，超滤膜池(10-1)中的溢流水经溢流堰进入中间调节池(29)，提升水泵(13)与中间调节池(29)相连。
7.根据权利要求1所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：蚯蚓生物慢滤单元的底端连通设置有收集水箱(30)，低压自驱动型超滤单元通过第一出水管路(12)与收集水箱(30)的底端连接。
8.根据权利要求1所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：第一至第三污水处理室由上到下依次布置。
9.根据权利要求1所述的一种污水回用自适应多膜一体化装置，其特征在于：电控柜(1)与光伏发电装置(31)连接。
10.一种上述权利要求1～9中任一权利要求所述污水回用自适应多膜一体化装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、原水经进水泵(2)进入沉淀池(7)，经过自然沉降后，进入蚯蚓生物慢滤单元，沉降的固体悬浮颗粒经排泥管进入蚯蚓培养池(8)；
步骤二、沉淀池(7)的出水经第二出水管路(16)进入第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)进行处理，或沉淀池(7)的出水分别经第二出水管路(16)及第三出水管路(17)对应进入第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)及第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)进行处理；
步骤三、经第一蚯蚓生物慢滤模块(9-1)处理后的污水，再经第四出水管路(18)进入第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)；
步骤四、第二蚯蚓生物慢滤模块(9-2)处理后的污水经第一出水管路(12)进入超滤膜池(10-1)，超滤膜池(10-1)内溢流水位以上的水经溢流堰进入中间调节池(29)，再由提升水泵(13)回流至沉淀池(7)内，形成内循环系统；
步骤五、水位传感器实时监测超滤膜池(10-1)内的水位，电控柜(1)通过调节排水管(10-34)的高度保证超滤膜池(10-1)中的水位与排水管(10-34)的高差满足低压自驱动的最小要求，实现稳定出水。
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