CN209338331U - 一种污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污水处理设备，包括调节池、一级厌氧池、二级厌氧池、好氧池、沉淀池，还包括可将调节池内的污水送入一级厌氧池池底的输送装置，所述一级厌氧池与二级厌氧池连通，且一级厌氧池中的污水只可单向流入二级厌氧池底部；二级厌氧池顶部设有第二溢流口，第二溢流口位于好氧池上方，且第二溢流口与好氧池之间存在高度差；好氧池与沉淀池连通，且好氧池中的污水只可单向流入沉淀池。本实用新型取消了曝气机，整个系统机电设备只有一台小型提升泵，大大降低了污水处理的电耗。污水就近收集处理，收集管道短，处理效率高，满足农村污水处理的实际需要。

Description

一种污水处理设备

技术领域

本实用新型属于污水处理技术，具体涉及一种污水处理设备，尤其适用于农村家庭生活污水处理。

背景技术

近年来，随着经济的发展，乡村地区生活污水的排放量越来越大，但相应的污水处理设施建设跟不上经济发展的速度。据推算，农村每年产生的生活污水总量约90亿吨，并且在不断增加，造成乡村地区的河流湖泊和地下水的严重污染，水体富营养化等问题越来越严重。

现行分散式污水处理系统主要是地埋式一体化处理设备，普遍存在以下问题：

（1）技术路线不合理，脱离农村实际情况

虽然都是生活污水，但乡村与城市不同，乡村的人口规模小、居住分散，污水水量小、日变化系数大、水质水量随地区差异性大，使得在乡村生活污水处理项目中不能照搬城市污水处理工程的设计选型经验。如果把乡村污水当成缩小规模的城市污水处理工程来做，会导致项目建成后不能运行或长期稳定运行。应因地制宜，根据乡村的功能、人口、地形地貌、地质特点、气候、排放要求和经济水平等，通过技术经济分析和比较，选择简单、经济、有效的处理技术。

（2）设计处理规模过大，实际收集的污水量很小

乡村地区居住人口常发生较大变化，体现在青年人外出务工现象普遍，使得污水产生量与居住人口不一致，污水流量的季节性变化特别显著。大多数村民使用井水，厨房和卫生间没有完善的水池和下水管道，洗完的水洒在院子或路边，所以收集较为困难，这些都会影响到污水处理站的设计规模。但在实际设计时，设计单位或者设计人员没有考虑现实情况，导致某些乡村生活污水处理工程设计规模远超当地实际污水产生量，污水处理厂(站) 超低负荷运行甚至间歇性运行，没有取得良好的环境效益和经济效益。

（3）施工质量不合格

大多数乡村生活污水处理项目规模较小，资质较高的大型施工企业参与意愿不高，导致乡村生活污水项目的实际施工队伍水平参差不齐，工程质量不合格，构筑物和设备跑冒滴漏严重，直接影响项目运行。

（4）电耗较高，运行维护工作量较大，难以保证长期有效运行

由于大多数一体化设备采用了较多的机电设备，包括污水泵、污泥泵、曝气机、潜水搅拌机等，这些设备耗电量大、运营维护要求较高。在农村缺乏专业的运营维护人员。同时，运营维护费用落实不到位，使得一些设施建成后基本无法正常运行，只是在检查时开启。因此，处理设施的维护是非常重要的，应尽快制定农村污水处理设施的运营监管政策，以使污水处理设施能正常运营。

从上述分析可知现行的城市污水处理技术虽然可以达到出水标准，但污水的处理成本较高，不适合乡村地区。因此，当前开发投资少、运行费用低的污水处理技术成为目前乡村污水处理发展的关键。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种运营维护成本低，结构简单的污水处理设备。

本实用新型解决问题的技术方案是：一种污水处理设备，包括调节池、一级厌氧池、二级厌氧池、好氧池、沉淀池，还包括可将调节池内的污水送入一级厌氧池池底的输送装置，所述一级厌氧池与二级厌氧池连通，且一级厌氧池中的污水只可单向流入二级厌氧池底部；

所述二级厌氧池顶部设有第二溢流口，第二溢流口位于好氧池上方，且第二溢流口与好氧池之间存在高度差；

好氧池与沉淀池连通，且好氧池中的污水只可单向流入沉淀池。

上述方案污水流经的顺序依次是调节池、一级厌氧池、二级厌氧池、好氧池、沉淀池单向流动。和传统的厌氧池和好氧池一样，在一级厌氧池、二级厌氧池中设有填料和厌氧微生物，在好氧池中加入填料及好氧微生物，综合处理去除BOD、COD、氮、磷等物质。污水的处理工艺和传统工艺类似，其与传统技术不同的地方在于，不采用曝气机，而是人为制造出二级厌氧池与好氧池的高度差，利用污水自然跌落过程自然增氧，污水从高处跌落过程中会造成空气流动，污水与空气接触，氧气被溶解到液体中，完成自然增氧，从而替代曝气机增氧过程。这种方案由于没有耗电量大的设备，运营维护要求低，适用于小型的污水处理，尤其适用于乡村家庭生活污水处理。而且由于乡村生活污水处理量小，无需像大规模污水处理那样添加药剂（漂白粉、沉淀剂等），不产生二次污染。

优选的，所述第二溢流口与好氧池之间的高度差大于1.2米。高度差越大，污水跌落过程中所带的溶解氧就会越多。

进一步的，所述二级厌氧池设置于一级厌氧池正上方，一级厌氧池顶部向上延伸设有第一溢流通道，二级厌氧池底部设有第一进水通道，第一进水通道的上端向上延伸至与第一溢流通道的顶部等高，且第一溢流通道顶部的第一溢流口与第一进水通道上端连通，第一溢流口与第一进水通道的连通处与二级厌氧池的第二溢流口等高。

上述方案表明了一级厌氧池和二级厌氧池的位置关系和连接状态。调节池的污水不断输入一级厌氧池，一级厌氧池中的水位涨高进入第一溢流通道，当超过第一溢流口之后就入流第一进水通道到达二级厌氧池底部，二级厌氧池的水位到达第二溢流口之后就会跌落至好氧池。

二级厌氧池位于一级厌氧池上方，而不是像传统结构那样并排设置，一方面使得结构紧凑，更重要的是能够在结构紧凑的同时制造与好氧池之间的高度差。

进一步的，所述好氧池设置于沉淀池正上方，从好氧池底部向上延伸设有第二溢流通道，沉淀池顶部向上延伸设有第二进水通道，第二溢流通道的上端向上延伸至与第二进水通道的顶部等高，且第二溢流通道顶部与第二进水通道上端连通，连通处与好氧池的液面等高。

上述方案表明了好氧池和沉淀池的位置关系和连接状态。从二级厌氧池跌落的污水进入好氧池，好氧池水位不断上升，当水位上升至第二溢流通道顶部后顺势流入第二进水通道从而进入沉淀池。

优选的，沉淀池顶部设有出水管，出水管的出水口高度与好氧池液面等高。传统技术中，沉淀池的出水管没有什么设置要求，上述优选方案对出水管的高度做了要求，是由其结构布置决定的。如果沉淀池出水管高度过低，根据连通器原理，会导致好氧池中压入沉淀池的水更多更快，如果二级厌氧池中跌落的污水量小于好氧池进入沉淀池的水量，那么势必导致好氧池液面下降过多，整个污水处理环节可能在好氧池位置发生间断，因此对出水口的高度进行了进一步设计。

进一步的，所述调节池设置于一级厌氧池一侧，所述输送装置为设置于调节池内的提升泵，所述提升泵的管道输出口设置于一级厌氧池池底。

调节池顶部可封闭或不封闭，考虑到地面径流及杂物可能进入调节池，优选做成封闭的池子，虽然是封闭的池子，但可与外界空气连通，不是完全密闭的，可透气。

进一步的，所述二级厌氧池顶部以及好氧池正上方均设有遮盖板，在遮盖板与好氧池液面之间设有增氧装置。

上述进一步改进的方案中，设计遮盖板也是考虑到雨水及杂物可能进入池子，同时也为了更美观。基于这一思考所作的设计又衍生出一个新的技术问题：在好氧池上方封闭之后，与外界无法连通，空气从何而来，污水跌落过程如何溶解氧。因此，考虑设计增氧装置。

更进一步的，所述增氧装置为穿插于遮盖板上的通风管，通风管一端与外界连通、另一端位于好氧池正上方。

市面上增氧装置众多，可以直接采用增氧机、鼓风机、曝气机等，但是考虑到运营维护成本，以及所使用的范围是小规模的乡村家庭，采用了结构更简单，成本更低的通风管设施，当污水跌落时，在好氧池上方搅动会造成空气流动，部分空气被溶解进入好氧池内，好氧池上方形成负压，外界空气通过通风管源源不断的进入好氧池上方的封闭空间，从而实现自然增氧的过程。

优选的，在第二溢流口与好氧池顶部之间、位于好氧池的正上方设有可使从第二溢流口跌落的污水均布并分散的散水装置。

散水装置的作用是将跌落的污水均布，然后打散成小液滴，从而能够增加接触面积，更多的溶解氧，增加溶氧量。

具体的，所述散水装置为布水板和/或散水板；

所述散水板包括板体、设置于板体上的布水孔、从板体顶部向下延伸悬吊设置的主管，主管顶部开口，在主管侧壁上均布设有支管，支管与主管连通，每个支管侧壁上开有多个小孔；

优选的，所述散水装置包括位于第一层的布水板和位于第二、第三层的散水板，散水板位于布水板的正下方，各相邻层之间间隔设置。

进一步的，所述二级厌氧池顶部以及好氧池正上方均设有遮盖板，在遮盖板与好氧池液面之间设有增氧装置；

所述增氧装置为穿插于遮盖板上的通风管，通风管上端与外界连通、下端位于好氧池正上方；

所述通风管至少两根，通风管长度不完全相同，不同的通风管下端下探的位置深度不同，通风管下端设置于遮盖板与散水装置之间、以及相邻散水装置之间。

上述进一步改进的方案表明了通风管与散水装置之间的位置关系，是对溶氧过程的更精细化调节，让通风管的下端到达需要氧气的每一空间，保证在每一层均提供有足够的氧气，从而保证溶氧量。

进一步的，在好氧池底部设有污泥回流管，所述污泥回流管一端与好氧池连通、另一端与调节池连通，污泥回流管上设有节流阀；

好氧池的底部高度高于调节池的顶部高度。

运行时间长了之后，不可避免的会在好氧池底部沉积部分污泥，设计污泥回流管，定期开启节流阀或者调节节流阀保持合理的开度，将沉积污泥排入调节池，重新循环去污。设计污泥回流管道另一个作用是当节流阀维持在一个合理的开度时，能够保证合理的回流流量，形成一个内循环处理过程，好处是增加了污水通过增氧装置的次数，从而提高了溶氧量，也增加了氮磷等污染物的去除效率。总之，在设备内部形成内循环的可控状态，提供污水处理设备适应水质波动的能力，确保良好的处理效果。

从上述逐级分析可以看出，调节池、一级厌氧池、二级厌氧池、好氧池、沉淀池虽然都是传统的池子，但是在位置结构上做了优化设计，从而使得与传统处理过程存在诸多不同。本实用新型各池子之间布局相互关联，相互协调影响，环环紧扣，从而使得除了提升泵的作用干预之外，几乎完全靠自然过程运行了整个污水处理过程，几乎无需引入其它设备。设计的奥妙就在于布局的调整、连通器原理、及势能的应用相结合。其具体效果表现在：

1.采用自然跌水+自然增氧技术，取消了曝气机，整个系统机电设备只有一台小型提升泵，大大降低了污水处理的电耗。

2.系统污泥量较少，采用污泥回流的方式去除总氮和总磷，排放的污泥可与农肥混合，用于施肥，可实现氮磷的资源化利用。

3.该处理设备可置于地上，充分利用水位高差进行水量分配，在跌水增氧区域能够获得高于2.5mg/L的氧量,满足好氧处理的需要。

4.污水处理无需添加加药剂，不产生二次污染。

5.以家庭为单位进行污水处理，污水就近收集处理，收集管道短，处理效率高，满足农村污水处理的实际需要。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型污水处理设备立面示意图。

图2为布水板结构俯视图。

图3为散水板结构示意图。

图4为散水板结构俯视图。

图5为污水处理工艺流程图。

图中：1-调节池，2-一级厌氧池，3-二级厌氧池，4-好氧池，5-沉淀池,6-输送装置，7-遮盖板，8-通风管，9-散水装置，10-污泥回流管，21-第一溢流通道，31-第二溢流口，32-第一进水道，41-第二溢流通道，51-第二进水通道，52-出水管，61-输出管道，91-布水板，92-散水板,921-板体,922-布水孔,923-主管，924-支管,925-小孔。

具体实施方式

为了便于描述，各部件的相对位置关系（如：上、下、左、右等）的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

如图1～4所示，一种污水处理设备，包括调节池1、一级厌氧池2、二级厌氧池3、好氧池4、沉淀池5。所述调节池1设置于一级厌氧池2一侧。

还包括可将调节池1内的污水送入一级厌氧池2池底的输送装置6。

所述二级厌氧池3设置于一级厌氧池2正上方。一级厌氧池2顶部向上延伸设有第一溢流通道21。二级厌氧池3底部设有第一进水通道32。第一进水通道32的上端向上延伸至与第一溢流通道21的顶部等高。且第一溢流通道21顶部的第一溢流口与第一进水通道32上端连通。第一溢流口与第一进水通道32的连通处与二级厌氧池3的第二溢流口31等高。一级厌氧池2中的污水只可单向流入二级厌氧池3底部。

所述输送装置6为设置于调节池1内的提升泵。提升泵的输出管道61绕进第一溢流通道21内，并一直延伸插入一级厌氧池2池底。提升泵的管道输出口设置于一级厌氧池2池底。同时还可以在调节池1内设置液位控制阀，当调节池1内水位升高到设定高度后，提升泵自动启动。

考虑到地面径流及杂物可能进入调节池，调节池顶部设有遮盖板7。

所述好氧池4设置于沉淀池5正上方。从好氧池4底部向上延伸设有第二溢流通道41。沉淀池5顶部向上延伸设有第二进水通道51。第二溢流通道41的上端向上延伸至与第二进水通道51的顶部等高。且第二溢流通道41顶部与第二进水通道51上端连通。连通处与好氧池4的液面等高。沉淀池5顶部设有出水管52。出水管52的出水口高度与好氧池4液面等高。好氧池4中的污水只可单向流入沉淀池5。

所述沉淀池5位于一级厌氧池2另一侧，且沉淀池5为斜管沉淀池。和传统的沉淀池一样，本实施例的沉淀池底部设有排泥管。

所述二级厌氧池3顶部设有第二溢流口31。第二溢流口31位于好氧池4上方，且第二溢流口31与好氧池4之间存在高度差。优选的第二溢流口31与好氧池4之间的高度差大于1.2米。

所述二级厌氧池3顶部以及好氧池4正上方均设有遮盖板7。在遮盖板7与好氧池4液面之间设有增氧装置。所述增氧装置为穿插于遮盖板7上的通风管8。通风管8上端与外界连通、下端位于好氧池4正上方。

在第二溢流口31与好氧池4顶部之间、位于好氧池4的正上方设有可使从第二溢流口31跌落的污水均布并分散的散水装置9。

所述散水装置9为布水板91和/或散水板92。也就是说，散水装置9可以为单独的布水板、或单独的散水板、或布水板与散水板同时混合使用。

所述散水板92包括板体921、设置于板体921上的布水孔922、从板体921顶部向下延伸悬吊设置的主管923。主管923顶部开口。在主管923侧壁上均布设有支管924。支管924与主管923连通。每个支管924侧壁上开有多个小孔925。

支管924均布的方式有多种，优选为沿着主管923轴线、环绕主管923侧壁呈螺旋缠绕方式布置。

布水板91是现有技术中常用的设备。散水板92是本实用新型新设计的设备，其作用原理就是液体流入主管923后分散进入支管924，经过支管923的小孔925之后，变成了小液滴。当然，部分水也可以从布水孔922中下落。

所述通风管8至少两根。通风管8长度不完全相同。不同的通风管8下端下探的位置深度不同。通风管8下端设置于遮盖板7与散水装置9之间、以及相邻散水装置9之间。

优选的，所述散水装置9包括位于第一层的布水板91和位于第二、第三层的散水板92。散水板92位于布水板91的正下方，各相邻层之间间隔设置。这种混用的情况下，通风管8至少设有三根，通风管8下端设置于遮盖板7与布水板91之间、布水板91与第二层散水板92之间、以及第二层散水板92与第三层散水板92之间。

在好氧池4底部设有污泥回流管10。所述污泥回流管10一端与好氧池4连通、另一端与调节池1连通。污泥回流管10上设有节流阀。好氧池4的底部高度高于调节池1的顶部高度，这样才能形成压力差自然回流。

将本实施例的污水处理设备应用于农村家庭生活污水处理，应用情况如下：

项目概况:某地农村家庭生活污水处理工程—2.0m³/d微型生活污水处理设备应用示范项目（60户）。

进水水质：化学需氧量COD：260mg/L、生化需氧量BOD₅:120mg/L、悬浮物SS:70mg/L、总氮:35mg/L、总磷3mg/L。

出水水质：化学需氧量COD＜70mg/L、生化需氧量BOD₅＜15mg/L、悬浮物SS＜20mg/L、总氮＜12mg/L、总磷＜0.4mg/L。

工艺流程如图5所示，农村家庭生活污水首先流入调节池1，当水位升高到设定高度后，提升泵自动启动，污水被输送到一级厌氧池2，经过10h处理后进入二级厌氧池3。

好氧池4上方的区域为自然增氧区，污水从高处跌落过程中会造成空气流动，从而使通风管8形成吸气现象，污水经过布水板91分布后受到散水板92的作用，污水被打散成小液滴，与通风管8输送进来的空气接触，氧气被吸收溶解到液滴中，完成自然增氧过程。

增氧后的污水进入好氧池4，池内填料表面附着了大量的生物膜，其中的微生物将污水中的污染物吸收、分解，完成污水的净化，然后进入沉淀池5沉淀后排放。

沉淀池5污泥一方面定期通过污泥回流管10利用液位差自流到调节池1，再通过提升泵将混合污泥输送到厌氧池，进行下一次脱氮除磷循环。另一方面，沉淀池5污泥量相对较少，可排放后与农家肥混合用于施肥。

Claims (13)

1.一种污水处理设备，包括调节池（1）、一级厌氧池（2）、二级厌氧池（3）、好氧池（4）、沉淀池（5），其特征在于：还包括可将调节池（1）内的污水送入一级厌氧池（2）池底的输送装置（6），所述一级厌氧池（2）与二级厌氧池（3）连通，且一级厌氧池（2）中的污水只可单向流入二级厌氧池（3）底部；

所述二级厌氧池（3）顶部设有第二溢流口（31），第二溢流口（31）位于好氧池（4）上方，且第二溢流口（31）与好氧池（4）之间存在高度差；

好氧池（4）与沉淀池（5）连通，且好氧池（4）中的污水只可单向流入沉淀池（5）。

2.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于：所述第二溢流口（31）与好氧池（4）之间的高度差大于1.2米。

3.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于：所述二级厌氧池（3）设置于一级厌氧池（2）正上方，一级厌氧池（2）顶部向上延伸设有第一溢流通道（21），二级厌氧池（3）底部设有第一进水通道（32），第一进水通道（32）的上端向上延伸至与第一溢流通道（21）的顶部等高，且第一溢流通道（21）顶部的第一溢流口与第一进水通道（32）上端连通，第一溢流口与第一进水通道（32）的连通处与二级厌氧池（3）的第二溢流口（31）等高。

4.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于：所述好氧池（4）设置于沉淀池（5）正上方，从好氧池（4）底部向上延伸设有第二溢流通道（41），沉淀池（5）顶部向上延伸设有第二进水通道（51），第二溢流通道（41）的上端向上延伸至与第二进水通道（51）的顶部等高，且第二溢流通道（41）顶部与第二进水通道（51）上端连通，连通处与好氧池（4）的液面等高。

5.根据权利要求4所述的污水处理设备，其特征在于：沉淀池（5）顶部设有出水管（52），出水管（52）的出水口高度与好氧池（4）液面等高。

6.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于：所述调节池（1）设置于一级厌氧池（2）一侧，所述输送装置（6）为设置于调节池（1）内的提升泵，所述提升泵的管道输出口设置于一级厌氧池（2）池底。

7.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于：所述二级厌氧池（3）顶部以及好氧池（4）正上方均设有遮盖板（7），在遮盖板（7）与好氧池（4）液面之间设有增氧装置。

8.根据权利要求7所述的污水处理设备，其特征在于：所述增氧装置为穿插于遮盖板（7）上的通风管（8），通风管（8）一端与外界连通、另一端位于好氧池（4）正上方。

9.根据权利要求1-8任一项所述的污水处理设备，其特征在于：在第二溢流口（31）与好氧池（4）顶部之间、位于好氧池（4）的正上方设有可使从第二溢流口（31）跌落的污水均布并分散的散水装置（9）。

10.根据权利要求9所述的污水处理设备，其特征在于：所述散水装置（9）为布水板（91）和/或散水板（92）；

所述散水板（92）包括板体（921）、设置于板体（921）上的布水孔（922）、从板体（921）顶部向下延伸悬吊设置的主管（923），主管（923）顶部开口，在主管（923）侧壁上均布设有支管（924），支管（924）与主管（923）连通，每个支管（924）侧壁上开有多个小孔（925）。

11.根据权利要求10所述的污水处理设备，其特征在于：所述散水装置（9）包括位于第一层的布水板（91）和位于第二、第三层的散水板（92），散水板（92）位于布水板（91）的正下方，各相邻层之间间隔设置。

12.根据权利要求10所述的污水处理设备，其特征在于：

通风管（8）上端与外界连通、下端位于好氧池（4）正上方；

所述通风管（8）至少两根，通风管（8）长度不完全相同，不同的通风管（8）下端下探的位置深度不同，通风管（8）下端设置于遮盖板（7）与散水装置（9）之间、以及相邻散水装置（9）之间。

13.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于：在好氧池（4）底部设有污泥回流管（10），所述污泥回流管（10）一端与好氧池（4）连通、另一端与调节池（1）连通，污泥回流管（10）上设有节流阀；

好氧池（4）的底部高度高于调节池（1）的顶部高度。