CN211226813U

CN211226813U - 无人值守养殖污水处理系统

Info

Publication number: CN211226813U
Application number: CN201921982858.7U
Authority: CN
Inventors: 涂华荣; 李同; 齐德生; 张建设
Original assignee: Wuhan Hongxintian Environmental Protection Engineering Co ltd
Current assignee: Wuhan Hongxintian Environmental Protection Engineering Co ltd
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-08-11
Anticipated expiration: 2029-11-18

Abstract

本实用新型涉及养猪场污水处理领域，具体涉及无人值守养殖污水处理系统，包括通过输水管道依次连接的调节池、混凝沉淀池、UASB反应器、一级反硝化反应池、一级硝化反应池、一级沉淀池、短程硝化‑反硝化装置、二级沉淀池和外排水池，还包括用于对污水处理过程进行控制的PLC控制系统和用于输气的输气管道、用于输送污泥的输泥管道。本实用新型采用人工智能的管理方式，智能化水平高、自动化程度高，污水处理效率高、处理效果好，有利于节能环保。

Description

无人值守养殖污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及养猪场污水处理领域，特别是涉及无人值守养殖污水处理系统。

背景技术

随着人民生活水平的提高，生猪养殖市场规模不断扩大，今年以来，猪肉价格居高不下，主要原因在于猪瘟蔓延，产生猪瘟疫的一个原因就是养猪场猪的排泄物处理不当或不彻底。

养猪场污水主要包括猪尿、部分猪粪、猪舍冲洗水和厂区卫生设备、公楼排放的污水，该类污水具有以下特点：a、水量大、几种、水利冲击负荷强；b、有机质浓度高、氨氮含量高，COD一般在6000-7000mg/L；c、废水可生化性好、水解、酸化快、沉淀性能好；d、污水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药以及各种人畜共患病原体等污染。

现有技术的养殖场中，对养猪场污水的处理方案为，养殖场的猪粪经固液分离后，固体粪利用绿标兼氧菌剂进行发酵，污水利用绿标的畜牧养殖场污水处理菌剂进行厌氧处理，产生沼气，污水经厌氧处理、好氧处理及杀毒等工序达到排放规范，从而直接放入市政污水管网。

现有技术的污水处理方案存在如下不足之处：一方面，处理过程中需要专人负责看守整个系统的运作，包括调节进出水量、调节曝气量、加药、异常处理等，专业人才的匮乏，专业的运营人才难以满足实际需要，且人力成本的增加会导致污水处理的运行成本大大增加；第二方面，由于人力的不确定性，导致污水处理效果难以保证、且处理效率低。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种采用人工智能的管理方式，智能化水平高、自动化程度高，污水处理效率高、处理效果好，有利于节能环保的无人值守养殖污水处理系统。

本实用新型所采用的技术方案是：无人值守养殖污水处理系统，包括通过输水管道依次连接的调节池、混凝沉淀池、UASB反应器、一级反硝化反应池、一级硝化反应池、一级沉淀池、短程硝化-反硝化装置、二级沉淀池和外排水池，还包括用于对污水处理过程进行控制的PLC控制系统和用于输气的输气管道、用于输送污泥的输泥管道；所述PLC控制系统包括设置于输水管道、输气管道上和设置于调节池、混凝沉淀池、UASB反应器、一级反硝化反应池、一级硝化反应池、一级沉淀池、二级反硝化反应池、二级硝化反应池、二级沉淀池和外排水池内的若干个在线仪表和调节设备，用于监控污水处理实况的摄像头，用于对在线仪表和摄像头获得的数据进行分析处理的信息处理模块，用于进行控制的控制终端。

对上述技术方案的进一步改进为，所述在线仪表包括电磁流量计、压力变送器、液位计、溶解氧仪、压力表、电动阀、污泥浓度计、空气流量计、电动蝶阀、pH计、异径管、总氮测试仪、硝态氮测试仪、亚硝态氮测试仪、铵态氮测试仪、COD测试仪，调节设备包括提升泵、搅拌机、循环泵、混合液回流泵、风机、污泥回流泵、搅拌机、清水泵、酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、碳酸氢铵投加计量泵、微生物投加计量泵和加药搅拌机；所述信息处理模块根据在线仪表反馈的数据控制调节设备的运行参数以实现对污水处理过程的控制。

对上述技术方案的进一步改进为，所述在线仪表和调节设备均为两套并联安装。

对上述技术方案的进一步改进为，所述调节池的出水口通过输水管道连接于混凝沉淀池，调节池内设有液位计，混凝沉淀池设有排渣口，排渣口通过输泥管道连接地坑，输送管道上设有水泵、止回阀、蝶阀、电磁流量计；所述混凝沉淀池的出水口通过输水管道连接于UASB 反应器的进水口，UASB反应器设有排渣口，排渣口通过输泥管道连接地坑，输水管道上设有蝶阀、异径管、水泵、异径管、止回阀、蝶阀和压力表；所述UASB反应器的出水口通过输水管道连接于一级反硝化反应池的进水口，一级反硝化反应池和一级硝化反应池的底部互相连通；所述一级硝化反应池的出水口通过输水管道连通于一级沉淀池的进水口，一级沉淀池底部设有排渣口，排渣口通过输泥管道连通于一级反硝化反应池和一级硝化反应池、污泥池，输泥管道上设有一级污泥回流泵和电动阀，一级硝化反应池通过输水管道连通于一级反硝化反应池，输水管道上设有一级混合液回流泵；一级沉淀池的出水口通过输水管道连通于短程硝化-反硝化装置的进水口；短程硝化-反硝化装置的出水口通过输水管道连通于二级沉淀池，二级沉淀池底部设有排渣口，排渣口通过输泥管道连通于短程硝化-反硝化装置、污泥池，输泥管道上设有二级污泥回流泵和电动阀；二级沉淀池的出水口通过输水管道连通于外排水池。

对上述技术方案的进一步改进为，所述一级硝化反应池通过输气管道连通于风机，信息处理模块根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮指标，计算出污水需氧量，污水需氧量的计算公式为：O₂＝0.001aQ(So-Se)—c△Xv+b[0.001Q(Nt—Nke—Noe) —0.12△Xv]—0.62b[0.001Q(Nt—Nke—Noe)—0.12△Xv]；公式中，

O₂——污水需氧量，

Q——一级硝化反应池的进水流量，

So——一级硝化反应池进水的COD值，

Se——一级硝化反应池出水的COD值，

△Xv——排出一级硝化反应池的微生物量，

Nk——一级硝化反应池进水的铵态氮浓度，

Nke——一级硝化反应池出水的铵态氮浓度，

Nt——一级硝化反应池进水的总氮浓度，

Noe——一级硝化反应池出水的硝态氮浓度，

0.12△Xv——排出一级硝化反应池的微生物中的含氮量，

a——碳的氧当量，取1.47，

b——氧化每公斤氨氮的需氧量，取4.57，

c——细菌细胞的氧当量，取1.42。

对上述技术方案的进一步改进为，所述调节池连接有加药装置，信息处理模块根据在线仪表测得的参数控制酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵和微生物投加计量泵的投加量；其中，加碱计算公式为：

式中，

Q_OH-——计量泵加碱流量，L/h；

k——修正系数，根据现场实际情况调整；

a——药剂稀释倍数，暂取10倍；

P_s——设计要求pH值，取11；

P₀——在线pH计采集处理后的进水pH，pH＞7；

C——30％NaOH浓度，取10mol/L。

Q——污水进水流量

加酸计算公式为：

式中，

q——加酸计量泵流量，L/h；

k——修正系数，根据现场实际情况调整；

a——药剂稀释倍数，暂取10倍；

P_s——设计要求pH值，取7；

P₀——在线pH计采集处理后的进水pH，＞7；

C——30％HCl浓度，取9.5mol/L。

Q——污水进水流量，m³/h。

对上述技术方案的进一步改进为，所述调节池包括通过溢流阀相连通的第一调节室和第二调节室，还包括连通于第一调节室的加药装置和设置于第一调节室内的曝气装置，所述第一调节室侧边设有进水口和进气口、顶部设有出水口和出气口，所述曝气装置安装于第一调节室底部和侧壁；所述加药装置包括酸投加机构、碱投加机构、微生物投加机构、PAM投加机构、PAC投加机构和石灰投加机构；所述微生物投加机构内的微生物复合制剂包括乳酸片球菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、粉状毕赤酵母和光和细菌。

对上述技术方案的进一步改进为，所述短程硝化-反硝化装置包括硝化反应区和厌氧氨氧化区；所述硝化反应区包括硝化反应池体，所述硝化反应池体上部为硝化反应搅拌区、下部为硝化反应过滤区，硝化反应搅拌区内设有硝化反应搅拌装置和硝化细菌填料；硝化反应池体上部设有连通硝化反应搅拌区的硝化反应进水口，下部设有连通硝化反应过滤区的硝化反应出水口；硝化反应搅拌区和硝化反应过滤区通过渗透膜隔开；硝化反应搅拌区内还设有连通于外界气源的硝化反应曝气装置，硝化反应过滤区设有用于排出固体污染物的硝化反应排污口；所述厌氧氨氧化区包括厌氧氨氧化池体，所述厌氧氨氧化池体上部为厌氧氨氧化搅拌区、下部为厌氧氨氧化过滤区，厌氧氨氧化搅拌区内设有厌氧氨氧化搅拌装置和厌氧氨氧化细菌填料；厌氧氨氧化池体上部设有连通厌氧氨氧化搅拌区的厌氧氨氧化进水口，下部设有连通厌氧氨氧化过滤区的厌氧氨氧化出水口；厌氧氨氧化搅拌区和厌氧氨氧化过滤区通过渗透膜隔开；厌氧氨氧化过滤区设有用于排出固体污染物的厌氧氨氧化排污口；所述厌氧氨氧化搅拌区顶部开设有厌氧氨氧化出气口，厌氧氨氧化搅拌区底部开设有厌氧氨氧化进气口，厌氧氨氧化搅拌区内设有厌氧氨氧化曝气装置，所述厌氧氨氧化曝气装置通过输气管道连通厌氧氨氧化进气口和厌氧氨氧化出气口。

对上述技术方案的进一步改进为，所述厌氧氨氧化搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片表面布满有网孔，所述搅拌叶片内填充有催化铁，所述搅拌叶片两端设置有挡板；所述硝化反应池体和厌氧氨氧化池体上均开设有透明观察窗，且硝化反应池体和厌氧氨氧化池体外部均设有保温层；所述硝化反应区还连接有一超声波发生器，所述超声波发生器在PLC控制系统的控制下间歇性的发出超声波；所述超声波发生器产生的超声波声能密度为0.7W/mL且为周期性超声波。

本实用新型的有益效果为：

1、一方面，在污水处理过程中，先通过调节池对待处理污水的水质进行调节，防止水质负荷过大对后续反应器造成冲击，然后通过混凝沉淀池对污水中的悬浮物进行过滤，再经 UASB反应器对污水中的有机污染物进行除去，再进入一级反硝化反应池和一级硝化反应池将氮源污染物除去，再经沉淀池进行沉淀，经短程硝化-反硝化装置将残余的氮源污染物转化为氮气，最后进行二次沉淀，处理后的清水进入外排水池排出，整个污水处理工艺流程简单、建设成本低、不会产生二次污染、且能有效除去污水中的COD、BOD、TP、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、SS等污染物，污水处理效率高、处理效果好。第二方面，设有PLC控制系统，PLC控制系统包括设置于输水管道、输气管道上和设置于调节池、混凝沉淀池、UASB反应器、一级反硝化反应池、一级硝化反应池、一级沉淀池、二级反硝化反应池、二级硝化反应池、二级沉淀池和外排水池内的若干个在线仪表和调节设备，用于监控污水处理实况的摄像头，用于对在线仪表和摄像头获得的数据进行分析处理的信息处理模块，用于进行控制的控制终端，在污水处理过程中，通过在线仪表实时监测污水的各类参数，信息处理模块根据监测到的污水参数，控制调节设备工作，以对污水的各类参数进行调节，摄像头对整个过程实时监控，控制终端可进行实地或远程控制，通过PLC控制系统和各处理环节的共同作用，采用人工智能的管理方式，可实现污水的自动化智能化处理，不需要工作人员，实现无人值守，节约人力、降低污水处理成本，实现节能环保。

2、在线仪表包括电磁流量计、压力变送器、液位计、溶解氧仪、压力表、电动阀、污泥浓度计、空气流量计、电动蝶阀、pH计、异径管、总氮测试仪、硝态氮测试仪、亚硝态氮测试仪、铵态氮测试仪、COD测试仪，调节设备包括提升泵、搅拌机、循环泵、混合液回流泵、风机、污泥回流泵、搅拌机、清水泵、酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、 PAC投加计量泵、石灰投加泵、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、碳酸氢铵投加计量泵、微生物投加计量泵和加药搅拌机；所述信息处理模块根据在线仪表反馈的数据控制调节设备的运行参数以实现对污水处理过程的控制。在线仪表可实时获知污水的进出水流量、反应池的压力、反应池的液位、反应池内的溶解氧量、污泥浓度、pH、总氮浓度、硝态氮浓度、亚硝态氮浓度、铵态氮浓度、COD浓度等信息，反馈至信息处理模块，信息处理模块根据在线仪表监测到的参数，控制调节设备进行工作，以调节污水的各类参数，如曝气量的大小，各类酸、碱、微生物的投加量，搅拌速度等，使得污水处理能高质量高效率的进行。

3、在线仪表和调节设备均为两套并联安装，一用一备，防止异常情况下设备损坏造成的污水处理过程中断，当某一在线仪表或调节设备故障时，信息处理模块收到这一信息后，立即启动备用的设备，进一步有利于提高污水处理效率和处理效果。

4、在一级硝化反应池内，信息处理模块根据在线仪表监测到的各类参数，将参数输入程序预先编辑的公式中，可精确的计算出污水需氧量，从而根据该计算结果，控制曝气量和风量，自动化程度高，使得一级硝化反应池的硝化反应能高效高质的进行，进一步有利于提高污水处理效率和处理效果。

5、调节池连接有加药装置，信息处理模块根据在线仪表测得的参数控制酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵和微生物投加计量泵的投加量，根据加酸公式和加碱公式，确定酸和碱的投加量，根据测得的污水中的污染物浓度，确定微生物的投加量，自动化程度高，使得调节池内的水质调节能高效高质的进行，进一步有利于提高污水处理效率和处理效果。

6、PLC控制系统的信息处理模块通过控制投加乙酸和乙酸钠以维持进入厌氧氨氧化区污水的C/N为5。这是由于厌氧氨氧化细菌是异养型兼性厌氧菌，其细胞合成生长会消耗有机物，当C/N值较低时，可利用的有机物极少，反硝化菌的合成受阻，反硝化效果差，因此需要加入碳源来提高C/N值，但当C/N值较高时，表示碳源投加过量，不仅浪费碳源，而且会造成出水COD浓度超标，当C/N值为5时，此时微生物浓度高、反硝化效果好、对TN的去除率可达到89％，出水水质好。

7、短程硝化-反硝化装置的硝化反应区还连接有一超声波发生器，超声波发生器在PLC 控制系统的控制下间歇性的发出超声波；超声波发生器产生的超声波声能密度为0.7W/mL且为周期性超声波。这是由于0.7W/mL的周期性超声波可促进短程硝化，有利于积累亚硝酸盐，便于启动后续厌氧氨氧化，超声波通过强化氨单加氧酶活性，抑制亚硝酸盐氧化酶活性，促进短程硝化，抑制硝酸盐转化为亚硝酸盐，进一步提高了污水处理效率

附图说明

图1为实施例1的结构原理图；

图2为实施例1的工艺流程图；

图3为实施例2的调节池的结构示意图；

图4为实施例2的调节池的曝气装置的结构示意图；

图5为实施例3的混凝沉淀池的结构示意图；

图6为实施例3的混凝沉淀池的带孔墙体的结构示意图；

图7为实施例4的UASB反应器的结构示意图；

图8为实施例5的短程硝化-反硝化装置的结构示意图。

图9为实施例6的控制原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：如图1所示，为本实用新型的结构原理图，图2为工艺流程图。

本实用新型设有调节池100、混凝沉淀池200、UASB反应器300、一级反硝化反应池400、一级硝化反应池500、一级沉淀池600a、短程硝化-反硝化装置700、二级沉淀池600b和外排水池800，先通过调节池100对待处理污水的水质进行调节，防止水质负荷过大对后续反应器造成冲击，然后通过混凝沉淀池200对污水中的悬浮物进行过滤，再经UASB反应器300 对污水中的有机污染物进行除去，再进入一级反硝化反应池400和一级硝化反应池500将氮源污染物除去，再经沉淀池进行沉淀，经短程硝化-反硝化装置700将残余的氮源污染物转化为氮气，最后进行二次沉淀，处理后的清水进入外排水池800排出，整个污水处理工艺流程简单、建设成本低、不会产生二次污染、且能有效除去污水中的COD、BOD、TP、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、SS等污染物，污水处理效率高、处理效果好。

调节池100的出水口通过输水管道连接于混凝沉淀池200，调节池100内设有液位计，混凝沉淀池200设有排渣口，排渣口通过输泥管道连接地坑，输送管道上设有水泵、止回阀、蝶阀、电磁流量计；所述混凝沉淀池200的出水口通过输水管道连接于UASB反应器300的进水口，UASB反应器300设有排渣口，排渣口通过输泥管道连接地坑，输水管道上设有蝶阀、异径管、水泵、异径管、止回阀、蝶阀和压力表；所述UASB反应器300的出水口通过输水管道连接于一级反硝化反应池400的进水口，一级反硝化反应池400和一级硝化反应池 500的底部互相连通；所述一级硝化反应池500的出水口通过输水管道连通于一级沉淀池600a 的进水口，一级沉淀池600a底部设有排渣口，排渣口通过输泥管道连通于一级反硝化反应池400和一级硝化反应池500、污泥池，输泥管道上设有一级污泥回流泵和电动阀，一级硝化反应池500通过输水管道连通于一级反硝化反应池400，输水管道上设有一级混合液回流泵；一级沉淀池600a的出水口通过输水管道连通于短程硝化-反硝化装置700的进水口；短程硝化-反硝化装置700的出水口通过输水管道连通于二级沉淀池600b，二级沉淀池600b底部设有排渣口，排渣口通过输泥管道连通于短程硝化-反硝化装置700、污泥池，输泥管道上设有二级污泥回流泵和电动阀；二级沉淀池600b的出水口通过输水管道连通于外排水池。

混凝沉淀池200和一级沉淀池600a、二级沉淀池600b排渣口的设置，能及时在污水处理过程中产生的污泥排出系统，防止污泥造成输水管道堵塞或各类泵体堵塞而导致污水处理无法正常进行；一级硝化反应池500通过输水管道连通于一级反硝化反应池400，且输水管道上设有一级混合液回流泵，污水经一级反硝化和一级硝化后，由于微生物与污染物接触时间短接触不充分等原因，污水中的污染物未被完全除尽，通过一级混合液回流泵的作用，使得经一级硝化后的污水回流至反硝化池内，再次进行反硝化，提高了污水处理效率。

系统设有用于对污水处理过程进行控制的PLC控制系统900，通过PLC控制系统900实时监测各环节的污水参数，实现污水处理的自动检测、微生物和各类药物的自动配比自动添加，自动化程度高，不会造成药物多加或少加，处理效果好，且有利于节能环保。

实施例2：高效调节池，如图2和图3所示，为本实用新型的调节池的结构示意图和曝气装置的结构示意图。

调节池100包括通过溢流阀相连通的第一调节室110和第二调节室120，还包括连通于第一调节室110的加药装置130和设置于第一调节室110内的曝气装置140，所述第一调节室110侧边设有进水口111和进气口112、顶部设有出水口113和出气口114，所述曝气装置140安装于第一调节室110底部和侧壁。调节池100设有第一调节室110和第二调节室120，当污水进水量大第一调节室110存满了水时，多余的污水进入第二调节室120暂时存储，当污水进水量过小时，第二调节室120内的污水通过溢流阀流入第一调节池100，再进入混凝沉淀池200内，通过第二调节室120的设置，使得进入后续处理单元的污水水量不会突然过大或过小，不会对后面的混凝沉淀池200的运行造成过大负荷和冲击，有利于维持整个污水处理系统的正常运作，进一步有利于提高污水处理效率、改善处理效果。

调节池100的加药装置130内盛装有微生物复合制剂，微生物复合制剂包括乳酸片球菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、粉状毕赤酵母和光和细菌。其中，乳酸片球菌是片球菌属、乳酸片球菌种，具有产酸，调节胃肠道菌群，维持肠道微生态平衡的功能。乳酸片球菌的细菌素可抑制乳杆菌、明串珠菌、金黄色葡萄球菌、产气荚膜梭菌、恶臭假单胞菌和单核细胞增生利斯特氏菌等微生物的生长。具有对蛋白分解酵素敏感、对热安定。戊糖片球菌所产生的细菌素能抑制革兰氏阳性的病原菌，如蜡状芽孢杆菌、产气荚膜梭菌、金黄色葡萄球菌和单核细胞增生利斯特氏菌。肠膜明串珠菌能发酵糖类产生多种酸和醇，具有高产酸能力、抗氧化能力和拮抗致病菌等能力。植物乳杆菌是乳酸菌的一种，在繁殖过程中能产出特有的乳酸杆菌素，乳酸杆菌素是一种生物型的防腐剂；具有净化水质，分解有机物，除臭，降解氨氮、亚硝酸盐等有害物质，维持澡相、菌相平滑，降低稳定水体pH等功能。解淀粉芽孢杆菌属可产生多种抑菌物质，包括多肽类、脂肽类及抑菌蛋白类等。其中，抑菌蛋白能作用于病原真菌的细胞壁，使病原真菌的膜通透性增加，从而抑制其生长。枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。可应用于市政和养殖污水处理，工业循环水处理，腐化槽、化粪池等处理，畜牧养殖动物废料、臭味处理，粪便处理系统，垃圾、粪坑、粪池等处理。嗜酸乳杆菌对致病微生物具有拮抗作用，嗜酸乳杆菌能分泌抗生物素类物质(嗜酸乳菌素(acidolin)、嗜酸杆菌素 (acidophilin)、乳酸菌素(1aetocidon)),对肠道致病菌产生的拮抗作用。粉状毕赤酵母，一方面，能有效分解各种碳水化合物、糖、淀粉及各种蛋白质氨基酸，为其他有效微生物提供增殖所需的营养物质。第二方面，酵母菌可分泌多种酶类，如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、果胶酶和木质酶等，可更有效地降解污染物的有机物质。第三方面，在碳源供应的情况下，粉状毕赤酵母能进行硝化反应，将氨氮分解为硝酸盐，从而达到降解氨氮，除臭的目的。光和细菌，在厌氧条件下，光合细菌通过胞外蛋白酶水解，将污水中的有机氮转化为氨基酸之后经脱氨基作用生成氨态氮，生成的氨氮以及污水中原有的氨氮均被同化进入光合细菌菌体中，供菌株生长繁殖。同时具有反硝化活性的光合细菌依靠硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶以及一氧化二氮还原酶，以污水中的硝酸盐或亚硝酸盐作为最终电子受体，利用外界简单有机物(如乙酸，氨基酸，糖类等)为供氢体进行反硝化作用。反硝化作用又分为同化作用和异化作用，在同化作用下，硝酸盐和亚硝酸盐被转化为氨氮，可被菌体同化利用，在异化作用下，硝酸盐和亚硝酸盐被还原成气态氮，排出水体，其中异化作用是除氮的主要途径。因此，通过微生物的作用，可氧化或/和分解养殖污水中的各种有机化合物和有机污染物，进一步提高了污水处理效果和处理效率。第二方面，活性微生物组合生物制剂中的各类细菌以污染物中的有机物质为食物，当污水净化后，这些细菌会随着污染物降低而逐渐减少，当污染物彻底除去时，细菌会因为缺乏食物供应而死亡，因此，本实用新型能彻底除去各类污染物，处理效果好，且不会造成二次污染。第三方面，在PLC控制系统900的作用下，自动检测进入调节池100的污水的各类参数，从而跟进参数自动计算出微生物的添加量，不会造成资源浪费，且污水处理效率高。

曝气装置140包括若干横向曝气管141和若干竖向曝气管142，横向曝气管141与竖向曝气管142交叉设置呈网格状，横向曝气管141和竖向曝气管142上均匀设有若干曝气孔143；曝气装置140的设置，提高了污水中的溶氧量，使得污水能和微生物进行充分的反应，同时能更好的促进污水的搅拌混合，使得污水水质更加均匀一致，调节效果好，有利于提高后续污水处理效率。且在PLC控制系统900的作用下，曝气装置140可根据水质情况调节曝气量，使得污染物能更好的分解，水质能更好的进行调节。

出气口114设有排气管150，排气管150顶部设有无动力通风器160，排气管150内部设有吸附用于吸附污染物的吸附材料。通过排气管150的设置，能及时将污水处理过程中产生的气体排出，防止调节池100内气体压强过大造成爆炸，吸附材料的设置，能有效吸收气体中的臭味，起到除臭功能，防止臭气造成二次污染，进一步提高了污水处理效果。

实施例3：混凝沉淀池，如图4和图5所示，为本实用新型的混凝沉淀池的结构示意图和带孔墙体的结构示意图。

混凝沉淀池200，包括搅拌沉淀单元210和过滤沉淀单元220，所述搅拌沉淀单元210上部开设有进水口230，过滤沉淀单元220上部开设有出水口240；所述过滤沉淀单元220和搅拌沉淀单元210通过带孔墙体250相连通，所述搅拌沉淀单元210和过滤沉淀单元220底部均设有连接贮泥池的排污管道260；所述搅拌沉淀单元210有若干个，相邻两个之间相互连通；所述搅拌沉淀单元210包括搅拌沉淀室211、安装于搅拌沉淀室211顶部的电机212、连接于电机212输出轴的搅拌轴213、安装于搅拌轴213上的若干个搅拌叶片214，还包括开设于搅拌沉淀室211顶部开设有用于添加絮凝剂的加药漏斗215，搅拌轴213穿过加药漏斗215伸入搅拌沉淀室211内部。

搅拌沉淀单元210有三个，第一搅拌沉淀单元210和第二搅拌沉淀单元210的下部相连通，第二搅拌沉淀单元210和第三搅拌沉淀单元210的上部相连通，第三搅拌沉淀单元210 和过滤沉淀单元220的下部通过带孔墙体250相连通。污水进入第一搅拌沉淀单元210后，在此经搅拌和沉淀，污水中的颗粒物被第一次沉淀，第一次沉淀后的较干净污水通过下部进入第二搅拌沉淀单元210，在此经搅拌和沉淀，污水中的颗粒物被第二次沉淀，第二次沉淀后的较干净污水通过上部进入第二搅拌沉淀单元210，在此经搅拌和沉淀，处理完后的污水中颗粒物杂质已基本完全除去，但仍有少部分未除干净，再进入过滤沉淀单元220进一步除去其中更小的悬浮物杂质。通过多级处理，彻底除去污水中的悬浮物等颗粒物杂质，沉淀效率高，出水口240排出的水中SS能达到国家标准要求。

第一搅拌沉淀单元210内的搅拌叶片214从上至下长度依次增大，能产生从上至下的涡流，一方面污水中的悬浮物能快速和絮凝剂絮凝沉淀，另一方面，在涡流作用下，清水能快速的通过第一搅拌沉淀单元210的下部进入到第二搅拌沉淀单元210。第二搅拌沉淀单元210 和第三搅拌沉淀单元210中搅拌叶片214的设置也可让清水快速流入下一处理单元。通过搅拌叶片214长度的设置，进一步提高了污水的处理效率，改善了处理效果。

过滤沉淀单元220包括过滤沉淀室221、位于过滤沉淀室221中部通过支持架222撑起的斜板区223、位于过滤沉淀室221上部通过支撑角钢224支撑的集水槽225；所述集水槽225与出水口240相连通。当污水流到斜板区223时，污水中的悬浮物与斜板碰撞后与水分离，悬浮物由于重力作用落到底部的污泥区，清水继续流动，当清水聚满集水槽225时，集水槽225液面高于出水口240时，清水经出水口240排出。通过斜板区223进一步除去污水中的悬浮物，清水储存于集水槽225内并经出水口240排出，进一步提高了污水的处理效率，改善了处理效果。

过滤沉淀单元220还包括设置于支撑角钢224上的过滤布226，所述过滤布226和斜板区223的方向相反，且过滤布226位于斜板区223上方，当清水逐渐积累至过滤布226处时，过滤布226对清水中的杂质再次进行过滤，除去水中更小颗粒杂质，进一步提高了污水的处理效率，改善了处理效果。

带孔墙体250位于斜板区223下方，且带孔墙体250上均匀开设有可供液体流过而固体不能通过的穿孔，带孔墙体250起到过滤、布水和渗透等功能，进一步提高了污水的处理效率，改善了处理效果。

本实用新型中，带固体杂质的污水通过进水口230进入到搅拌沉淀单元210，先通过搅拌沉淀单元210对污水进行搅拌，使得污水中的固体和液体分离开来，然后再进行第一次沉淀，实现固液的第一次分离，经一次沉淀后的污水通过带孔墙体250进入过滤沉淀池200，对污水中的其他细小杂质再进行过滤和分离，最终的清水通过出水口240排出，在搅拌沉淀单元210和过滤沉淀单元220底部的污泥通过排污管道260进入贮泥池，实现污水中颗粒物杂质的沉淀。一方面，本实用新型沉淀效率高，出水口240排出的水中SS能达到国家标准要求。第二方面，搅拌沉淀单元210有若干个，相邻两个之间相互连通，实现若干次搅拌和沉淀，进一步提高了沉淀效率。第三方面，搅拌沉淀单元210包括搅拌沉淀室211、安装于搅拌沉淀室211顶部的电机212、连接于电机212输出轴的搅拌轴213、安装于搅拌轴213上的若干个搅拌叶片214，还包括开设于搅拌沉淀室211顶部开设有用于添加絮凝剂的加药漏斗215，搅拌轴213穿过加药漏斗215伸入搅拌沉淀室211内部，通过加药漏斗215将絮凝剂加入搅拌沉淀室211内的污水中，搅拌叶片214对污水进行搅拌，使得污水中的颗粒物能快速全面的和絮凝剂接触，从而更好的沉淀污水中的颗粒物等杂质，进一步提高了沉淀效率。

本实用新型的工作原理为：

首先，带悬浮颗粒物杂质的污水通过进水口230进入到搅拌沉淀单元210，第一搅拌沉淀单元210内的搅拌叶片214从上至下长度依次增大，能产生从上至下的涡流，污水中的悬浮物能快速和絮凝剂絮凝沉淀，同时在涡流作用下，清水能快速的通过第一搅拌沉淀单元210 的下部进入到第二搅拌沉淀单元210。然后，第二搅拌沉淀单元210内的搅拌叶片214从上至下长度依次减小，能产生从下至上的涡流，污水中的悬浮物能快速和絮凝剂絮凝沉淀，同时在涡流作用下，处理后的水快速进入第三搅拌沉淀单元210，搅拌叶片214从上至下长度依次增大，能产生从上至下的涡流，污水中的悬浮物能快速和絮凝剂絮凝沉淀，同时在涡流作用下，污水能快速通过带孔墙体250进入过滤沉淀单元220，带孔墙体250起到过滤、布水和渗透等功能。污水进入过滤沉淀单元220后，当污水流到斜板区223时，污水中的悬浮物与斜板碰撞后与水分离，悬浮物由于重力作用落到底部的污泥区，清水继续流动，流经过滤布226时，再次出去其中的更小的杂质，最后，当清水聚满集水槽225时，集水槽225液面高于出水口240时，清水经出水口240排出。

实施例4：UASB反应器300，如图6所示，为本实用新型的UASB反应器的结构示意图。

养猪场污水处理用高效UASB反应器300，包括反应室310、一端伸入反应室310底部的进水管320、垂设于反应式底部的安装支架330a、安装于安装支架330a顶部的布水器330b、位于反应室310内布水器330b下方的污泥反应区340、位于反应室310内布水器330b上方的内设有颗粒状填料的悬浮区350、安装于反应室310顶部的三项分离器360，还包括设置于反应室310顶部的上排气管370a和排水管370d、位于反应室310下方的排泥管370c，进水管320位于反应室310外的一端连接有一污水提升泵310a；所述布水器330b呈上小下大的圆台状，且布水器330b下方设有用于反射污水的反射板330c，反射板330c安装于安装支架330a上。

悬浮区350上方的两侧还设有若干组倾斜设置的挡板380，所述挡板380从上到下长度依次增加，若干个挡板380的设置，一来对污水中的固体起到导流的作用，二来通过固体与挡板380的碰撞，进一步将固体颗粒粉碎，以加快污水处理效率。

挡板380与反应室310侧边的夹角为50°，挡板380与三项分离器360的夹角为90°，三相分离器处的污泥垂直落到挡板380上，此时挡板380对污泥的碰撞力做大，进一步有利于将固体颗粒粉碎，以加快污水处理效率。

反应室310侧边位于三项分离器360下方高度处还开设有一下排气管370b，使得经过挡板380处分离出的沼气也能及时排出反应室310内部，进一步提高了污水处理效率。

反应室310内位于污泥反应区340还设有曝气装置390a和进气管道390b，可通过进气管道390b向反应室310内充入惰性气体，当反应室310内固体浓度过高时，通过曝气使得固体颗粒物与污泥反应区340的微生物充分接触，加速微生物的氧化分解，进一步提高了污水处理效率和处理效果，提高出水水质。

进水管320位于反应室310外的一端连接有一污水提升泵310a，污泥反应室310内设有一内循环泵310b，通过污水提升泵310a将污水从下至上的泵入反应室310内进行处理，通过内循环泵310b，当水质波动大时启动，提高了污水的升流速度，增加了污泥反应区340的膨胀强度，提高了传质速度和反应器300的处理效率，进一步提高了污水处理效率，改善了污水处理效果。

一方面，污水经进水管320进入反应室310内部，经布水器330b后实现均匀布水，混合均匀的水上升至悬浮区350，对污水中的有机污染物进行处理，然后污水上升至三项分离器 360处，污水实现固液气分离，沼气经排气管排出，清水经排水管370d排出，污水中的固体颗粒下降至悬浮区350进一步分解，然后进入污泥反应区340，颗粒污染物被微生物厌氧发酵逐渐分解，依次往复，直到污水中的污染物全部转化为水和沼气，本反应器300结构简单、对养殖污水的处理效率高、处理效果好。第二方面，污泥反应区340内设置曝气装置390a，有利于污水与厌氧污泥的充分混合，使得污水中的固体有机物能充分分解，进一步提高了污水处理效果。第三方面，悬浮区350内设有颗粒状填料，既延长了污水的停留时间，又有利于生物挂膜，提高生物净化的效率。第四方面，布水器330b呈上小下大的圆台状，且布水器 330b下方设有用于反射污水的反射板330c，反射板330c安装于安装支架330a上，布水器330b 与污水接触面积大，布水面积大，布水效果好，反射板330c的设置，当布水器330b中有水流流下时，水流由于反射板330c会将水流均匀分散到四周，提高布水效率，进一步有利于提高污水处理效率。

本实用新型的工作原理为：

首先，在外部污水提升泵310a的作用下，污水自下而上进入反应室310内，先经布水器 330b后实现均匀布水，当布水器330b中有水流流下时，水流由于反射板330c会将水流均匀分散到四周，提高布水效率。污水和沼气继续进入悬浮区350，在悬浮区350与颗粒物接触，延长了污水的停留时间，又有利于生物挂膜；污水、污泥和沼气进行上升至三相分离器，在此进行固液气分离，分离后的液体经排水管370d排出，沼气经上排气管370a和下排气管370b 排出，污泥回流至污泥反应器300，经微生物厌氧分解成水和沼气，依次往复，直到污水中的污染物全部转化为水和沼气。

实施例5：短程硝化-反硝化装置，如图7所示，为本实用新型的短程硝化-反硝化装置的结构示意图。

短程硝化-反硝化装置700，包括硝化反应区7200和厌氧氨氧化区7100；硝化反应区7200 包括硝化反应池体7210，硝化反应池体7210上部为硝化反应搅拌区7220、下部为硝化反应过滤区7230，硝化反应搅拌区7220内设有硝化反应搅拌装置7240和硝化细菌填料7250；硝化反应池体7210上部设有连通硝化反应搅拌区7220的硝化反应进水口7221，下部设有连通硝化反应过滤区7230的硝化反应出水口7231；硝化反应搅拌区7220和硝化反应过滤区7230 通过渗透膜7260隔开；硝化反应搅拌区7220内还设有连通于外界气源的硝化反应曝气装置 7270，硝化反应过滤区7230设有用于排出固体污染物的硝化反应排污口7280。

厌氧氨氧化区7100包括厌氧氨氧化池体7110，厌氧氨氧化池体7110上部为厌氧氨氧化搅拌区7111、下部为厌氧氨氧化过滤区7112，厌氧氨氧化搅拌区7111内设有厌氧氨氧化搅拌装置7120和厌氧氨氧化细菌填料7130；厌氧氨氧化池体7110上部设有连通厌氧氨氧化搅拌区7111的厌氧氨氧化进水口7113，下部设有连通厌氧氨氧化过滤区7112的厌氧氨氧化出水口7114；厌氧氨氧化搅拌区7111和厌氧氨氧化过滤区7112通过渗透膜7117隔开；厌氧氨氧化过滤区7112设有用于排出固体污染物的厌氧氨氧化排污口7118；厌氧氨氧化搅拌区7111 顶部开设有厌氧氨氧化出气口7116，厌氧氨氧化搅拌区7111底部开设有厌氧氨氧化进气口 7115，厌氧氨氧化搅拌区7111内设有厌氧氨氧化曝气装置7140，厌氧氨氧化曝气装置7140 通过输气管道连通厌氧氨氧化进气口7115和厌氧氨氧化出气口7116；PLC控制系统900电连接于硝化反应区7200和厌氧氨氧化区7100内的硝化反应搅拌装置7240、硝化反应曝气装置7270、厌氧氨氧化搅拌装置7120、厌氧氨氧化曝气装置7140。

一方面，本实用新型在PLC控制系统900作用下，通过硝化反应区7200将氮源污染物转化为亚硝酸盐，然后再通过厌氧氨氧化区7100直接将亚硝酸盐转化为氮气排出，实现对氮源污染物的分解，污水处理效率高。第二方面，硝化反应区7200包括硝化反应池体7210，硝化反应池体7210上部为硝化反应搅拌区7220、下部为硝化反应过滤区7230，硝化反应搅拌区7220内设有硝化反应搅拌装置7240和硝化细菌填料7250；硝化反应池体7210上部设有连通硝化反应搅拌区7220的硝化反应进水口7221，下部设有连通硝化反应过滤区7230的硝化反应出水口7231；硝化反应搅拌区7220和硝化反应过滤区7230通过渗透膜7260隔开；硝化反应搅拌区7220内还设有连通于外界气源的硝化反应曝气装置7270，硝化反应过滤区 7230设有用于排出固体污染物的硝化反应排污口7280，硝化反应区7200内，在PLC控制系统900的作用下，硝化反应曝气装置7270提供氧气，硝化细菌将氮源污染物转化为亚硝酸盐，转化完成后，PLC控制系统900控制硝化反应曝气装置7270停征供氧，防止亚硝酸盐被氧化为硝酸盐，短程硝化反应处理效率高，处理效果好。

在厌氧氨氧化区7100内，经硝化反应的污水通过厌氧氨氧化池体7110上部的厌氧氨氧化进水口7113进入厌氧氨氧化池体7110内，在厌氧氨氧化搅拌区7111内经搅拌、微生物填料过滤后，污水内的亚硝酸盐与微生物发生反应，氮源污染物被分解为氮气，处理后的污水通过渗透膜7260进入厌氧氨氧化过滤区7112，污水中的固体颗粒等杂质沉淀后经厌氧氨氧化排污口7118排出，处理后的清水从厌氧氨氧化池体7110下部的厌氧氨氧化出水口7114排出。在厌氧氨氧化过程中，微生物经亚硝酸盐分解为氮气，氮气经厌氧氨氧化出气口7116从厌氧氨氧化池体7110上部排出，经输气管道后进入厌氧氨氧化进气口7115，进入厌氧氨氧化曝气装置7140，对厌氧氨氧化搅拌区7111的污染进行曝气，提高污水的流动性，加大污水和微生物填料的接触面积，同时厌氧氨氧化搅拌装置7120也对厌氧氨氧化搅拌区7111的污水进行搅拌，进一步提高污水的流动性，在整个厌氧氨氧化过程中，通过PLC控制系统900 对厌氧氨氧化池体7110内的各项参数进行实时监测。一方面，本实用新型采用PLC控制，自动化程度高，通过对各项参数的实时监控以来调节厌氧氨氧化池体7110内的各项参数，确保厌氧氨氧化反应处于高效进行的状态，污水处理效率高，出水水质好。第二方面，本实用新型采用厌氧氨氧化曝气装置7140和厌氧氨氧化搅拌装置7120同时提高污水的流动性，使得污水能充分的和微生物填料接触，保证污水的厌氧氨氧化处理效果，进一步使得污水处理效率高，出水水质好。第三方面，厌氧氨氧化曝气装置7140的气体采用厌氧氨氧化自身产生的氮气，且厌氧氨氧化池体7110为封闭状，在厌氧氨氧化过程中不会引入外界空气，不会增加污水中的溶解氧，不会导致亚硝酸盐被氧化为硝酸盐，而阻碍厌氧氨氧化过程进行的问题，进一步确保了池体内的厌氧氨氧化反应高效高质的进行，使得污水处理效率高，出水水质好。

厌氧氨氧化搅拌装置7120包括电机7121、搅拌轴7122和搅拌叶片7123，搅拌叶片7123 表面布满有网孔，搅拌叶片7123内填充有催化铁7124，搅拌叶片7123两端设置有挡板7125；远程控制终端电连接于电机7121。根据远程控制终端实时采集的溶氧量的数据，调节电机 7121的输出功率以改变搅拌的快慢，从而使得整个厌氧氨氧化系统高效进行。同时搅拌叶片 7123内的催化铁7124在搅拌过程中与厌氧氨氧化菌和污水接触，起到催化作用，提高厌氧氨氧化效率，进一步提高了污水处理效率。

搅拌叶片7123自上而下长度逐渐缩短，上长下短的结构，使得在搅拌过程中能产生涡流，从而加大了污水和厌氧氨氧化菌的接触，加快厌氧氨氧化速度，进一步提高了污水处理效率。

硝化反应池体7210和厌氧氨氧化池体7110上均开设有透明观察窗，便于观察内部硝化和反硝化反应的进行，使用方便，且硝化反应池体7210和厌氧氨氧化池体7110外部均设有保温层，使得系统能维持适宜的温度，保证硝化细菌和厌氧氨氧化菌的活性，加快硝化反应和厌氧氨氧化速度，进一步提高了污水处理效率。

硝化反应区7200还连接有一超声波发生器7300，超声波发生器7300在PLC控制系统 900的控制下间歇性的发出超声波；超声波发生器7300产生的超声波声能密度为0.7W/mL 且为周期性超声波。这是由于0.7W/mL的周期性超声波可促进短程硝化，有利于积累亚硝酸盐，便于启动后续厌氧氨氧化，超声波通过强化氨单加氧酶活性，抑制亚硝酸盐氧化酶活性，促进短程硝化，抑制硝酸盐转化为亚硝酸盐，进一步提高了污水处理效率。

实施例6：PLC控制系统，如图8所示，为本实用新型的控制原理图。

PLC控制系统900包括设置于输水管道、输气管道上和设置于调节池100、混凝沉淀池 200、UASB反应器300、一级反硝化反应池400、一级硝化反应池500、一级沉淀池600a、短程硝化-反硝化装置700、二级沉淀池600b和外排水池800内的若干个在线仪表910和调节设备920，用于监控污水处理实况的摄像头930，用于对在线仪表910和摄像头930获得的数据进行分析处理的信息处理模块940，用于进行控制的控制终端950。

在线仪表910包括电磁流量计、压力变送器、液位计、溶解氧仪、压力表、电动阀、污泥浓度计、空气流量计、电动蝶阀、pH计、异径管、总氮测试仪、硝态氮测试仪、亚硝态氮测试仪、铵态氮测试仪、COD测试仪，调节设备920包括提升泵、搅拌机、循环泵、混合液回流泵、风机、污泥回流泵、搅拌机、清水泵、酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、碳酸氢铵投加计量泵、微生物投加计量泵和加药搅拌机；所述信息处理模块940根据在线仪表910反馈的数据控制调节设备920的运行参数以实现对污水处理过程的控制。信息处理模块940根据在线仪表910反馈的数据控制调节设备920的运行参数以实现对污水处理过程的控制。在线仪表910可实时获知污水的进出水流量、反应池的压力、反应池的液位、反应池内的溶解氧量、污泥浓度、pH、总氮浓度、硝态氮浓度、亚硝态氮浓度、铵态氮浓度、COD浓度等信息，反馈至信息处理模块940，信息处理模块940根据在线仪表910监测到的参数，控制调节设备920进行工作，以调节污水的各类参数，如曝气量的大小，各类酸、碱、微生物的投加量，搅拌速度等，使得污水处理能高质量高效率的进行。

一方面，本实用新型设有调节池100、混凝沉淀池200、UASB反应器300、一级反硝化反应池400、一级硝化反应池500、一级沉淀池600a、短程硝化-反硝化装置700、二级沉淀池600b和外排水池800，先通过调节池100对待处理污水的水质进行调节，防止水质负荷过大对后续反应器造成冲击，然后通过混凝沉淀池200对污水中的悬浮物进行过滤，再经UASB反应器300对污水中的有机污染物进行除去，再进入一级反硝化反应池400和一级硝化反应池500将氮源污染物除去，再经沉淀池进行沉淀，经短程硝化-反硝化装置700将残余的氮源污染物转化为氮气，最后进行二次沉淀，处理后的清水进入外排水池800排出，整个污水处理工艺流程简单、建设成本低、不会产生二次污染、且能有效除去污水中的COD、BOD、TP、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、SS等污染物，污水处理效率高、处理效果好。第二方面，设有PLC控制系统900，PLC控制系统900包括设置于输水管道、输气管道上和设置于调节池、混凝沉淀池、UASB反应器、一级反硝化反应池、一级硝化反应池、一级沉淀池、二级反硝化反应池、二级硝化反应池、二级沉淀池和外排水池内的若干个在线仪表910和调节设备920，用于监控污水处理实况的摄像头930，用于对在线仪表910和摄像头930获得的数据进行分析处理的信息处理模块940，用于进行控制的控制终端950，在污水处理过程中，通过在线仪表910实时监测污水的各类参数，信息处理模块940根据监测到的污水参数，控制调节设备 920工作，以对污水的各类参数进行调节，摄像头930对整个过程实时监控，控制终端950 可进行实地或远程控制，通过PLC控制系统900和各处理环节的共同作用，采用人工智能的管理方式，可实现污水的自动化智能化处理，不需要工作人员，实现无人值守，节约人力、降低污水处理成本，实现节能环保。

在线仪表910和调节设备920均为两套并联安装，一用一备，防止异常情况下设备损坏造成的污水处理过程中断，当某一在线仪表910或调节设备920故障时，信息处理模块940 收到这一信息后，立即启动备用的设备，进一步有利于提高污水处理效率和处理效果。

一级硝化反应池400通过输气管道连通于风机，信息处理模块940根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮指标，计算出污水需氧量，污水需氧量的计算公式为：

O₂＝0.001aQ(So-Se)—c△Xv+b[0.001Q(Nt—Nke—Noe)—0.12△Xv]—0.62b[0.001Q (Nt—Nke—Noe)—0.12△Xv]；公式中，

O₂——污水需氧量，

Q——一级硝化反应池的进水流量，

So——一级硝化反应池进水的COD值，

Se——一级硝化反应池出水的COD值，

△Xv——排出一级硝化反应池的微生物量，

Nk——一级硝化反应池进水的铵态氮浓度，

Nke——一级硝化反应池出水的铵态氮浓度，

Nt——一级硝化反应池进水的总氮浓度，

Noe——一级硝化反应池出水的硝态氮浓度，

0.12△Xv——排出一级硝化反应池的微生物中的含氮量，

a——碳的氧当量，取1.47，

b——氧化每公斤氨氮的需氧量，取4.57，

c——细菌细胞的氧当量，取1.42。

在一级硝化反应池400内，信息处理模块940根据在线仪表910监测到的各类参数，将参数输入程序预先编辑的公式中，可精确的计算出污水需氧量，从而根据该计算结果，控制曝气量和风量，自动化程度高，使得一级硝化反应池的硝化反应能高效高质的进行，进一步有利于提高污水处理效率和处理效果。

调节池100连接有加药装置130，信息处理模块940根据在线仪表910测得的参数控制酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵和微生物投加计量泵的投加量；其中，加碱计算公式为：

式中，

Q_OH-——计量泵加碱流量，L/h；

k——修正系数，根据现场实际情况调整；

a——药剂稀释倍数，暂取10倍；

P_s——设计要求pH值，取11；

P₀——在线pH计采集处理后的进水pH，pH＞7；

C——30％NaOH浓度，取10mol/L。

Q——污水进水流量

加酸计算公式为：

式中，

q——加酸计量泵流量，L/h；

k——修正系数，根据现场实际情况调整；

a——药剂稀释倍数，暂取10倍；

P_s——设计要求pH值，取7；

P₀——在线pH计采集处理后的进水pH，＞7；

C——30％HCl浓度，取9.5mol/L。

Q——污水进水流量，m³/h。

调节池100连接有加药装置130，信息处理模块940根据在线仪表910测得的参数控制酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵和微生物投加计量泵的投加量，根据加酸公式和加碱公式，确定酸和碱的投加量，根据测得的污水中的污染物浓度，确定微生物的投加量，自动化程度高，使得调节池内的水质调节能高效高质的进行，进一步有利于提高污水处理效率和处理效果。

信息处理模块940通过控制投加乙酸和乙酸钠以维持进入厌氧氨氧化区污水的C/N为5。这是由于厌氧氨氧化细菌是异养型兼性厌氧菌，其细胞合成生长会消耗有机物，当C/N值较低时，可利用的有机物极少，反硝化菌的合成受阻，反硝化效果差，因此需要加入碳源来提高C/N值，但当C/N值较高时，表示碳源投加过量，不仅浪费碳源，而且会造成出水COD浓度超标，当C/N值为5时，此时微生物浓度高、反硝化效果好、对TN的去除率可达到89％，出水水质好。

短程硝化-反硝化装置700的硝化反应区7200还连接有一超声波发生器7300，超声波发生器7300在PLC控制系统900900的控制下间歇性的发出超声波；超声波发生器7300产生的超声波声能密度为0.7W/mL且为周期性超声波。这是由于0.7W/mL的周期性超声波可促进短程硝化，有利于积累亚硝酸盐，便于启动后续厌氧氨氧化，超声波通过强化氨单加氧酶活性，抑制亚硝酸盐氧化酶活性，促进短程硝化，抑制硝酸盐转化为亚硝酸盐，进一步提高了污水处理效率。

本实用新型的工作原理为：

首先，污水通过进水口111进入调节池100，调节池100设有第一调节室110和第二调节室120，当污水进水量大第一调节室110存满了水时，多余的污水进入第二调节室120暂时存储，当污水进水量过小时，第二调节室120内的污水通过溢流阀流入第一调节池100，再进入混凝沉淀池200内，通过第二调节室120的设置，使得进入后续处理单元的污水水量不会突然过大或过小，不会对后面的混凝沉淀池200的运行造成过大负荷和冲击。在曝气装置140的作用下，调节池100内加药装置130投加的微生物制剂可氧化或/和分解养殖污水中的各种有机化合物和有机污染物，实现对污水水质和出水量的初步调节。

然后，调节池100内的污水通过出气口114排出，经输水管道后通过进水口230进入混凝沉淀池200内，先进入到搅拌沉淀单元210，先通过搅拌沉淀单元210对污水进行搅拌，使得污水中的固体和液体分离开来，然后再进行第一次沉淀，实现固液的第一次分离，经一次沉淀后的污水通过带孔墙体250进入过滤沉淀池200，对污水中的其他细小杂质再进行过滤和分离，最终的清水通过出水口240排出，在搅拌沉淀单元210和过滤沉淀单元220底部的污泥通过排污管道260进入贮泥池，实现污水中颗粒物杂质的沉淀。

然后，经出水口240排出的水通过进水管320进入UASB反应器300，经布水器330b后实现均匀布水，混合均匀的水上升至悬浮区350，对污水中的有机污染物进行处理，然后污水上升至三项分离器360处，污水实现固液气分离，沼气经排气管排出，清水经排水管370d排出，污水中的固体颗粒下降至悬浮区350进一步分解，然后进入污泥反应区340，颗粒污染物被微生物厌氧发酵逐渐分解，依次往复，直到污水中的污染物全部转化为水和沼气。

然后，经UASB反应器300处理的水从排水管370d排出进入一级反硝化反应池400、一级硝化反应池500、一级沉淀池600a、短程硝化-反硝化装置700、二级沉淀池600b，最后进入外排水池800。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：包括通过输水管道依次连接的调节池、混凝沉淀池、UASB反应器、一级反硝化反应池、一级硝化反应池、一级沉淀池、短程硝化-反硝化装置、二级沉淀池和外排水池，还包括用于对污水处理过程进行控制的PLC控制系统和用于输气的输气管道、用于输送污泥的输泥管道；所述PLC控制系统包括设置于输水管道、输气管道上和设置于调节池、混凝沉淀池、UASB反应器、一级反硝化反应池、一级硝化反应池、一级沉淀池、二级反硝化反应池、二级硝化反应池、二级沉淀池和外排水池内的若干个在线仪表和调节设备，用于监控污水处理实况的摄像头，用于对在线仪表和摄像头获得的数据进行分析处理的信息处理模块，用于进行控制的控制终端。

2.根据权利要求1所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述在线仪表包括电磁流量计、压力变送器、液位计、溶解氧仪、压力表、电动阀、污泥浓度计、空气流量计、电动蝶阀、pH计、异径管、总氮测试仪、硝态氮测试仪、亚硝态氮测试仪、铵态氮测试仪、COD测试仪，调节设备包括提升泵、搅拌机、循环泵、混合液回流泵、风机、污泥回流泵、搅拌机、清水泵、酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、碳酸氢铵投加计量泵、微生物投加计量泵和加药搅拌机；所述信息处理模块根据在线仪表反馈的数据控制调节设备的运行参数以实现对污水处理过程的控制。

3.根据权利要求2所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述在线仪表和调节设备均为两套并联安装。

4.根据权利要求3所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述调节池的出水口通过输水管道连接于混凝沉淀池，调节池内设有液位计，混凝沉淀池设有排渣口，排渣口通过输泥管道连接地坑，输送管道上设有水泵、止回阀、蝶阀、电磁流量计；所述混凝沉淀池的出水口通过输水管道连接于UASB反应器的进水口，UASB反应器设有排渣口，排渣口通过输泥管道连接地坑，输水管道上设有蝶阀、异径管、水泵、异径管、止回阀、蝶阀和压力表；所述UASB反应器的出水口通过输水管道连接于一级反硝化反应池的进水口，一级反硝化反应池和一级硝化反应池的底部互相连通；所述一级硝化反应池的出水口通过输水管道连通于一级沉淀池的进水口，一级沉淀池底部设有排渣口，排渣口通过输泥管道连通于一级反硝化反应池和一级硝化反应池、污泥池，输泥管道上设有一级污泥回流泵和电动阀，一级硝化反应池通过输水管道连通于一级反硝化反应池，输水管道上设有一级混合液回流泵；一级沉淀池的出水口通过输水管道连通于短程硝化-反硝化装置的进水口；短程硝化-反硝化装置的出水口通过输水管道连通于二级沉淀池，二级沉淀池底部设有排渣口，排渣口通过输泥管道连通于短程硝化-反硝化装置、污泥池，输泥管道上设有二级污泥回流泵和电动阀；二级沉淀池的出水口通过输水管道连通于外排水池。

5.根据权利要求4所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述一级硝化反应池通过输气管道连通于风机，信息处理模块根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮指标，计算出污水需氧量，污水需氧量的计算公式为：

O₂＝0.001aQ(So-Se)—c△Xv+b[0.001Q(Nt—Nke—Noe)—0.12△Xv]—0.62b[0.001Q(Nt—Nke—Noe)—0.12△Xv]；公式中，

O₂——污水需氧量，

Q——一级硝化反应池的进水流量，

So——一级硝化反应池进水的COD值，

Se——一级硝化反应池出水的COD值，

△Xv——排出一级硝化反应池的微生物量，

Nk——一级硝化反应池进水的铵态氮浓度，

Nke——一级硝化反应池出水的铵态氮浓度，

Nt——一级硝化反应池进水的总氮浓度，

Noe——一级硝化反应池出水的硝态氮浓度，

0.12△Xv——排出一级硝化反应池的微生物中的含氮量，

a——碳的氧当量，取1.47，

b——氧化每公斤氨氮的需氧量，取4.57，

c——细菌细胞的氧当量，取1.42。

6.根据权利要求5所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述调节池连接有加药装置，信息处理模块根据在线仪表测得的参数控制酸投加计量泵、碱投加计量泵、PAM投加计量泵、PAC投加计量泵、石灰投加泵和微生物投加计量泵的投加量；其中，加碱计算公式为：

式中，

Q_OH-——计量泵加碱流量，L/h；

k——修正系数，根据现场实际情况调整；

a——药剂稀释倍数，暂取10倍；

P_s——设计要求pH值，取11；

P₀——在线pH计采集处理后的进水pH，pH＞7；

C——30％NaOH浓度，取10mol/L；

Q——污水进水流量

加酸计算公式为：

式中，

q——加酸计量泵流量，L/h；

k——修正系数，根据现场实际情况调整；

a——药剂稀释倍数，暂取10倍；

P_s——设计要求pH值，取7；

P₀——在线pH计采集处理后的进水pH，＞7；

C——30％HCl浓度，取9.5mol/L；

Q——污水进水流量，m³/h。

7.根据权利要求6所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述调节池包括通过溢流阀相连通的第一调节室和第二调节室，还包括连通于第一调节室的加药装置和设置于第一调节室内的曝气装置，所述第一调节室侧边设有进水口和进气口、顶部设有出水口和出气口，所述曝气装置安装于第一调节室底部和侧壁；所述加药装置包括酸投加机构、碱投加机构、微生物投加机构、PAM投加机构、PAC投加机构和石灰投加机构；所述微生物投加机构内的微生物复合制剂包括乳酸片球菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、粉状毕赤酵母和光和细菌。

8.根据权利要求7所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述短程硝化-反硝化装置包括硝化反应区和厌氧氨氧化区；所述硝化反应区包括硝化反应池体，所述硝化反应池体上部为硝化反应搅拌区、下部为硝化反应过滤区，硝化反应搅拌区内设有硝化反应搅拌装置和硝化细菌填料；硝化反应池体上部设有连通硝化反应搅拌区的硝化反应进水口，下部设有连通硝化反应过滤区的硝化反应出水口；硝化反应搅拌区和硝化反应过滤区通过渗透膜隔开；硝化反应搅拌区内还设有连通于外界气源的硝化反应曝气装置，硝化反应过滤区设有用于排出固体污染物的硝化反应排污口；所述厌氧氨氧化区包括厌氧氨氧化池体，所述厌氧氨氧化池体上部为厌氧氨氧化搅拌区、下部为厌氧氨氧化过滤区，厌氧氨氧化搅拌区内设有厌氧氨氧化搅拌装置和厌氧氨氧化细菌填料；厌氧氨氧化池体上部设有连通厌氧氨氧化搅拌区的厌氧氨氧化进水口，下部设有连通厌氧氨氧化过滤区的厌氧氨氧化出水口；厌氧氨氧化搅拌区和厌氧氨氧化过滤区通过渗透膜隔开；厌氧氨氧化过滤区设有用于排出固体污染物的厌氧氨氧化排污口；所述厌氧氨氧化搅拌区顶部开设有厌氧氨氧化出气口，厌氧氨氧化搅拌区底部开设有厌氧氨氧化进气口，厌氧氨氧化搅拌区内设有厌氧氨氧化曝气装置，所述厌氧氨氧化曝气装置通过输气管道连通厌氧氨氧化进气口和厌氧氨氧化出气口。

9.根据权利要求8所述的无人值守养殖污水处理系统，其特征在于：所述厌氧氨氧化搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片表面布满有网孔，所述搅拌叶片内填充有催化铁，所述搅拌叶片两端设置有挡板；所述硝化反应池体和厌氧氨氧化池体上均开设有透明观察窗，且硝化反应池体和厌氧氨氧化池体外部均设有保温层；所述硝化反应区还连接有一超声波发生器，所述超声波发生器在PLC控制系统的控制下间歇性的发出超声波；所述超声波发生器产生的超声波声能密度为0.7W/mL且为周期性超声波。