CN218146052U - 乡镇污水a2o生化物化一体化处理池 - Google Patents

Abstract

乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，其特征在于：依次包含脱氧/缺氧/好氧区、二沉池、斜管沉淀区、接触消毒渠和巴氏计量渠；各区由孔洞、管道或集水槽等连通。所述脱氧区有进水管和二沉池气提回流的悬浮污泥进入，缺氧区有搅拌器和好氧区气提回流的硝化液进入；二沉池有穿墙布水器和管式混合器；斜管区有水力混凝和中层斜管，该区上清液经接触消毒满足一级A标准后，由明渠流量计计量后排放。本实用新型一体化池的生化物化功能全，流程简短效率高，特别适合高标准和低成本处理乡镇污水。

Description

乡镇污水A2O生化物化一体化处理池

技术领域

本实用新型涉及乡镇污水处理技术领域，具体涉及乡镇污水A²O一体化处理技术，特别是将活性污泥法、空气提升、混凝沉淀和接触消毒等生化物化处理技术，创新融合于钢板结构或钢筋混凝土构造的矩形池体内，通过空间集约化、功能齐全化、操作简便化，实现高标准和低成本处理乡镇污水。

背景技术

污水生化处理技术是当今世界各国应用最广泛的污水处理技术，其中，最简便、最高效的AAO(厌氧Anaerobic—缺氧Anoxic—好氧Oxic的缩写简称，亦为A²O)脱氮除磷技术，已经成为城市或城镇污水处理技术的主流。然而，不论何种技术，除了主体核心技术之外，污水处理过程还包含前部的预处理(粗细格栅除渣、沉泥沉砂等)、水质水量调节和进水泵提升等环节，还有流程中后部的二沉池、清水消毒和末端明渠计量监测(环保行政部门要求)，以及为了达到当今《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准又需要增加的深度处理——加药混凝沉淀+过滤等物化处理环节，使得污水处理工艺流程不断延长，故，相比于城市或城镇的大规模或中等规模污水处理而言，数量更多的乡镇、居民点等小规模污水处理也一定是“麻雀虽小五脏俱全”。

考虑到小型污水的建设场地、投资造价、人员人才和技术管理、运行维护等具有特殊性，因此，乡镇小规模污水不能照搬城市或城镇污水处理的通用做法，而只能依据其原理对各工艺环节进行有效整合，在确保出水各项水质指标都稳定达标的前提下，尽量缩短其繁复的工艺流程，并将投资造价和运行成本及占地面积控制在合理范围。

目前，乡镇污水处理现状一般分为两个类型：一是以钢板结构或钢筋混凝土结构的水池为处理主体的类型，二是以装备化工厂制作的玻璃钢罐体装置、集装箱式箱体装置、曝气生物滤池装置和MBR设备成套装置等为处理主体的类型，前者可归类为土建类型，后者可归类为装备类型。前者土建类型的乡镇污水处理，大多是把大中型污水处理池按比例缩小，然而，形状体积大小不一的多个水池或泵机装备，通过渠道或管道连接在一起，系统变得凌乱复杂，弊端众多；后者装备类型的乡镇污水处理，虽然简洁明了，但因其生化反应和物化反应容积受到极大限制(运输车辆和公路限宽限高的制约)，致使污水处理的运行能耗药耗和维修维护成本被迫翻番甚至高出几倍，而且使用寿命比前者短几倍。因此，如何将上述两种污水类型各自的优势集于一身，是乡镇污水处理技术进步的明确方向。

我们熟知，任何污水处理设施，除了需要一次性建设投资外，在设计寿命期内每天的污水处理，还需要耗电耗药、出渣排泥、人员值班和维修维护等费用来维持正常运转，因此，污水处理永远无法一蹴而就、一劳永逸，况且，污水处理是一门技术性很强的专业，出水各项指标要持续稳定达到规定的排放标准绝非易事。事实上，由于绝大多数乡镇较低的薪酬对污水处理专业人才缺乏吸引力，而且污水处理日常运维费用又无长期可靠的来源，加上小型污水处理没有规模效应可言，致使许多造价昂贵、操作复杂、运行成本高企的处理设施难以正常发挥作用，使得水污染治理和水环境保护效果大打折扣。

为了实现小规模污水的科学化建设和系统化运行管理，促进小规模污水真正实现“三低一少”即——建设投资低、运行成本低、操作要求低、二次污染物排放少的综合目标，迫切需要发明一种脱氮除磷效率高、生化物化处理效果好、出水水质稳定达标、前期建筑造价低、后期运行简单、检修维护便利、长期运行成本低的乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，以符合广大乡镇污水处理的实际需要，以应对乡镇基层环保专业人才难觅、环保资金短缺的现实。

发明内容

本实用新型的目的，在于提供一种创新的乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，解决上述背景技术中提出的问题，切实做到高标准处理和低成本处理二者兼顾，为水环境保护减轻各方的财政经济压力，真正践行可持续发展理念。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

总体的，乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，由包括矩形池体10及池内依次连接的脱氧厌氧区1、缺氧脱氮区2、好氧硝化区3、二沉池4、混凝反应-斜管沉淀区5、接触消毒渠6、巴氏计量渠7共七个功能区组成，各功能区依序由第一隔墙11～第六隔墙16隔开，并由隔墙上相应的孔洞连通，各区之间还有管道及组件、集水槽等配合衔接。所述脱氧区1首端有污水进水管8，还有从二沉池4气提回流而来的悬浮污泥进入；缺氧区2有搅拌器38和从好氧硝化区3气提回流而来的硝化液进入；好氧区3有池顶的空气管道20及与之相接的池底微孔曝气装置21，该区末端还有将水流导入二沉池的穿墙布水器22；二沉池4中部偏下位置有穿墙布水器22的布水口，水面上方正对集水槽处有药剂投加口25、水面处有集水管/槽26，还有淹没于水中的管式混合器27等；斜管沉淀区5下部有布水穿孔管29进行水力混凝，中层有斜管/斜板填料30进行浅层沉淀，水面处有清水集水槽31收集清水；接触消毒渠6有消毒剂装置/投加点32，巴氏计量渠7末端有清水出水管9。池外经预处理和厌氧生化反应后的污水，从进水管8进入池内首端脱氧区1，依序进行A²O生化物化强化处理、气提循环、加药及接触消毒过程，所产剩余污泥经大口排泥管24排出，最后，满足一级A水质标准的清水经明渠流量计46计量和相应的监测后从出水管9排放。

特别需要说明的是，为了便于不停产检修，乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，通常设为并联的2座池，2座池共壁而建，且主体部分按中轴线对称布置，而末端的接触消毒渠6和巴氏计量渠7则不对称；2座池由总进水分为对称的进水管8分别向2座池进水，且进水管8有控制阀控制进水，故，单座水池需要检修时关断该池，因而不影响另一座池的正常生产。

进一步的，所述脱氧区1为矩形池体10与第一隔墙11合围的矩形空间，该空间被孔室小隔墙33分隔成3～5个依次连通的小孔室，各孔室小隔墙33上分别有孔室底孔34或孔室上孔35，所述小孔室依次由孔室底孔34和孔室上孔35串通；所述首格小孔室的水面下贴近水面处，有污水进水管8的水流注入，还有悬浮污泥回流管19’的水流注入，而该悬浮污泥回流管19’的进口端则与后续二沉池4中部偏上的H形气提装置18的出口端连接；所述末端小孔室的水面处，有第一隔墙11的第一隔墙孔36与缺氧脱氮区2相连通。

所述缺氧脱氮区2为第一隔墙11与第二隔墙12两者之间的矩形空间，该区的起端有竖直向下但不落底的导流管37，该导流管37的上部与硝化液回流管19的出口端连接，而该硝化液回流管19的进口端，则与后续好氧硝化区3末端的点式气提装置17的出口端连接。所述缺氧脱氮区2的下部有搅拌器38；该区末端的水面处，有第二隔墙12上的第二隔墙孔39与好氧硝化区3相连通。

所述好氧硝化区3为第二隔墙12与第三隔墙13两者之间的矩形空间，该区的底部有微孔曝气装置21，末端有点式气提装置17用于回流硝化液至缺氧区起端，该气提装置的气提动力来自池外顶部的曝气鼓风机压力空气管道20，与生化反应鼓风曝气共用同一动力，该气提装置的出口连接硝化液回流管19的进口，该回流管穿越第二隔墙12进入缺氧脱氮区2起端；该区末端还有将水流导入二沉池的穿墙布水器22，即：好氧硝化区3的水流是通过穿墙布水器22进入到二沉池4的。

所述好氧硝化区3内的穿墙布水器22，其喇叭口下沿与池底板的高度距离≥150mm但≤600mm，目的是避免该区混合液中的曝气气泡随水流裹挟进入二沉池4而影响后续的泥水分离效果。

所述二沉池4为第三隔墙13与第四斜隔墙14两者之间的半Y形空间，该空间的底部有二次浇筑的排泥锥斗23和大口排泥管24，该排泥管含2个对称布置的朝下排泥口；设置底部排泥锥斗的原因是防止底部角落出现泥沙淤积，也起到污泥浓缩重力挤压即压实沉淀作用，进一步提高外排污泥的浓度，降低其含水率；排泥设置成大口的原因是防止底层污泥中的纤维毛发糖果纸等垃圾杂质堵塞排泥口；二沉池4的水深中部偏下位置，有穿墙布水器22的布水出口且出口朝下；水深中部偏上位置有H形气提装置18，用于气提回流悬浮污泥至前端脱氧厌氧区1，该气提装置的动力同样借助曝气鼓风机的压力空气动力，该气提装置的悬浮污泥进口为纵向水平的穿孔管上的吸泥孔口，装置的出口连接悬浮污泥回流管19’的进口，该回流管19’的另一端出口则引入至脱氧厌氧区1的首格小孔室贴近水面处；二沉池4的水面上方位置有药剂投加口25，该投加口下方水面处有集水管/槽26，且与更下方的管式混合器27呈T形相连，并继续向下穿越第四斜隔墙14的第四隔墙孔40，进入混凝反应-斜管沉淀区5的下部与布水穿孔管29相连，即：二沉池4的水流是通过集水管/槽26、管式混合器27和L形管道、布水穿孔管29上的布水孔进入到混凝反应-斜管沉淀区5的下部混凝反应空间的。

所述管式混合器27为低阻力固定螺旋叶片快速混合型，管式混合器27下方经L形管道与布水穿孔管29相连。

所述二沉池4的设计水面，高于混凝反应-斜管沉淀区5的设计水面410mm～820mm。

所述混凝反应-斜管沉淀区5为第四斜隔墙14与第五隔墙15两者之间的S形折板空间，该区的底部两侧有穿孔排泥管28并连接成U形、下部中间有布水穿孔管29，中层有污水专用标准型斜管/斜板填料30，水面处有均匀集水的清水集水槽31；该布水穿孔管29为水平布置，其布水孔口均朝下，且该穿孔管的中心线距离底板高度为450～900mm。所述布水穿孔管29的口径大于管式混合器27的口径。所述清水集水槽31穿过第五隔墙15上的第五隔墙孔41，该槽内的水流进入接触消毒渠6上部的集水渠42。

所述接触消毒渠6为第五隔墙15与第六隔墙16两者之间的矩形空间，该空间内有3道、5道或7道隔墙将接触消毒渠6分为4等份、6等份或8等份(根据水池规模大小而定)。所述接触消毒渠6内隔墙底孔44的数量，是2～4个。该消毒渠6的上部约有超过一半宽度的空间为集水渠42，该集水渠42的末端有落水孔43与消毒渠6相连通。在落水孔43的上游方向水面以上，有消毒剂装置/投加点32。在消毒渠6的末端水面处有第六隔墙孔45，消毒渠6通过第六隔墙孔45与巴氏计量渠7相连通。

所述巴氏计量渠7为第六隔墙16与矩形池体10合围的槽形空间，该渠的中部有明渠流量计46，后部有出水管9，后部还有辅助生产的中水回用系统，用于地面冲洗、泥饼和药剂运输车辆冲洗、绿化浇洒等，以节约水资源、节省自来水用量、降低污水处理总成本。

所述点式气提装置17、H形气提装置18所需的压力空气源，均与好氧硝化区3池顶或池外的空气管道20通过各自的控制阀管路相接；所述微孔曝气装置21亦接自该空气管道20；所述空气管道20与池外的曝气鼓风机通过管道相连。

所述脱氧厌氧区1、缺氧脱氮区2、好氧硝化区3、二沉池4、混凝反应-斜管沉淀区5、接触消毒渠6和巴氏计量渠7的设计水面高度依次下降，成为水流从进水管8流向出水管9的持久动力。

上述池体内各功能区及各组件部件，以焊接、钢筋混凝土现浇、二次浇筑及螺纹和/或法兰连接为主要连接方式，按照设定的平面位置和高度位置进行有效连接，最终建造成乡镇污水A²O生化物化一体化处理池。

本实用新型乡镇污水A²O生化物化一体化处理池(以下简称本实用新型一体化池)的工作过程是这样的。

首先需要说明的是，鉴于乡镇污水管道中的原污水一般低于设计的场坪标高，考虑到日常操作的便利性和防止内部淤积堵塞，污水在进入本实用新型一体化池之前，必须先经过预处理，通常包括粗细格栅拦渣、调节池水质水量调节、沉泥沉砂和污水泵提升等工序过程，甚至包括本实用新型一体化池的污泥重力外回流进而借助污水泵提升回到本实用新型一体化池重复利用，故，经过上述工艺过程后的污水，才能进入本实用新型一体化池进行脱氮除磷、生化物化一体化处理，其总体的工作过程如下：

概括的，污水在进入脱氧厌氧区1之前，先在池体外的污水调节提升泵(带搅拌功能)池内临时缓冲存储，该调节池不仅接收待处理污水，也接收来自本实用新型一体化池的排泥，故，从进水管8进入脱氧厌氧区1的污水，实际是污水和活性污泥的混合液。该混合液在脱氧厌氧区1进行脱氧厌氧处理后，随流程从第一隔墙11上的第一隔墙孔36进入缺氧脱氮区2，再次与后续环节回流来的硝化液混合，在缺氧区进行反硝化脱氮生化反应后，再从第二隔墙12上第二隔墙孔39进入好氧硝化区3进行曝气处理。经过好氧区充分的好氧生化反应后所得硝化混合液，一部分经点式气提装置17回流至缺氧区2进入下一轮循环，另一部分经过穿墙布水器22进入二沉池4。进入二沉池4的混合液经泥水重力分离，分离出来的悬浮污泥经H形气提装置18，回流至脱氧厌氧区1的首格小孔室进入下一轮循环，而上清液则汇集并加药后经管式混合器27快速水力混合，由L形管道导入斜管沉淀区5底部的布水穿孔管29做均匀布水，进而在斜管区进行混凝反应-斜管沉淀物化处理，此时各项残余污染物被进一步去除，最后，上层清水从集水槽31汇集后进入接触消毒渠6，在投加消毒剂进行半小时接触消毒后，进入巴氏计量渠7进行观察计量和出水水质在线监测，此时，包括细菌学指标在内的各项指标均已达标的清水，经流量计46计量和相应的监测后从出水管9排放。

进一步的，本实用新型详细而具体的工作过程如下：

脱氧厌氧区1：污水从进水管8进入脱氧厌氧区1的首格小孔室内，与后续二沉池4的H形气提装置18通过悬浮污泥回流管19’输送而来的悬浮污泥再次混合，在首格和第二格小孔室内自然脱除空气泡和氧气，然后在后续的小孔室内在厌氧(溶解氧DO≤0.2mg/L)条件下进行厌氧生化反应，其中的活性污泥聚磷菌通过释放体内的磷酸盐而获取能量，用于吸收污水中可快速降解有机物并转化为PHB(聚β羟丁酸)储存于细胞体内。当这些聚磷菌进入后面的好氧条件时，就降解体内储存的PHB开始细胞的合成增殖并大量吸收磷，形成含磷量高的污泥，该含磷污泥将随剩余污泥一起排出系统，从而达到生化除磷的目的。为了确保一定的厌氧反应时间，也为了防止活性污泥在该区沉淀淤积，通过设置的孔室小隔墙33形成竖井状的3～5个依次连通的小孔室，迫使水流从上往下和从下往上做往复运动，且各小孔室利用二次浇筑形成的锥斗，利用预设的水力条件，实现了回流的悬浮污泥中携带的空气泡和氧气的自然脱除，也补充了厌氧反应需要的污泥浓度，在实现了脱氧厌氧工艺功能的前提下，既避免了污泥在该区沉积，也取消了常规做法的厌氧搅拌机和厌氧搅拌能耗，减少了设备维修维护工作量，省去了厌氧搅拌电耗，有利于降低污水处理的成本。于是，完成脱氧过程、厌氧生化反应和厌氧释磷任务的泥水混合液，从该区末端第一隔墙11上第一隔墙孔36穿越，进入下一区域继续新的生化反应。

缺氧脱氮区2：从第一隔墙孔36进入到缺氧脱氮区2的泥水混合液，首先进入导流管37内，与点式气提装置17经硝化液回流管18从好氧硝化区3末端回流而来的硝化液一起，被导入到缺氧区的起端下部，在搅拌器38的搅拌混合作用下，随即开始进行缺氧反硝化脱氮生化反应(形成氮气小气泡溢出)，而反应底物为硝化液所携带的硝酸盐及中间产物亚硝酸盐，所需营养物则为进水中可生化降解的有机污染物。前述回流的硝化液和回流的悬浮污泥两者，均含有活性污泥。所述硝化液来自后续好氧硝化区3的末端，是通过点式气提装置17气提回流；所述悬浮污泥则来自更后部的二沉池4，是通过H形气提装置18气提回流。缺氧区混合液在缓慢行进和生化反应的过程中，被靠近底部的电动搅拌器38搅动，促使反应产物中的微小氮气气泡顺利溢出水面进入大气，同时防止了活性污泥在该区沉淀淤积。

此后，在缺氧脱氮区2内完成反硝化脱氮任务的混合液，从该区末端第二隔墙12上第二隔墙孔39(每池2个)穿越，进入下一区域继续新的生化反应。

好氧硝化区3：混合液在该区充裕的溶解氧(DO)环境下，好氧微生物将该区污水中剩余的含碳有机污染物(因在前两个区域中作为碳源消耗了一部分)吸附氧化分解和部分合成为新生菌体，硝化菌将污水中的氨氮硝化成亚硝态氮及硝态氮，聚磷菌将污水中的磷超量吸收。经过充分的好氧生化反应，当混合液行进至该区末端时，污水中各项污染物已经得到大幅度去除，但已经改变形态尚未得到消除的硝化产物，需要回流到缺氧脱氮区2进行缺氧反硝化脱氮，才能实现总氮(TN)的削减。此时，大部分混合液需要由本区末端的点式气提装置17，通过气提方式回流到前面的缺氧区2进行反硝化脱氮而进入下一轮循环，少部分混合液经穿墙布水器22穿越第三隔墙13，进入下一区域进行泥水重力分离。

二沉池4：曝气处理后的混合液进入到二沉池4的中部偏下位置，先向下布水随后往上缓慢流动，该混合液在上升行进的过程中，因水平面的截面积越来越大而流速越来越缓，当某高度位置固体颗粒的沉降速度(v_下)与该处水流上升的速度(v_上)相等时，污泥颗粒将处于悬浮态的静止状态，其污泥上部将形成泥水分界面，该分界面之上的澄清液即上清液，此时已满足一级B水质指标要求，该上清液将从水面处的集水管/槽26汇集，经药剂投加口25加药，又经管式混合器27的水力快速混合，由L形管道穿越第四斜隔墙14上的第四隔墙孔40，进入下一区域即斜管区5开始物化深度处理，而二沉池4中被截留下来的悬浮污泥，则通过H形气提装置18源源不断回流至缺氧区2进入下一轮循环，从而形成动态平衡。另外，该区底部排泥锥斗23对沉淀污泥进行浓缩后，一部分作为剩余污泥从底部大口排泥管24排出系统，该剩余污泥包含老化污泥、生化除磷污泥以及后续的化学除磷污泥三者，另一部分作为厌氧反应污泥，以池外排泥阀控制的重力流形式，自流进入池体之外预处理工序的进水调节池，并经污水泵的提升返回到本实用新型一体化池的脱氧厌氧区1，以便聚磷菌重回系统进行生化除磷。以剩余污泥形式排出系统的污泥，其处理处置由其他相关设备或方法进行无害化处理。

混凝反应-斜管沉淀区5：前述经过加药混合后的二沉池4上清液，进入到斜管区5进行混凝反应-斜管沉淀的物化深度处理。所述加药为碱式氯化铝(PAC)、三氯化铁(FeCl₃)等常规水处理药剂药液的计量投加，所述混合为药剂与水在管式混合器27中的快速水力混合。在斜管区5进行的混凝反应，其动力来自于二沉池4和斜管区5两者之间的水面高差，即预先设置的二者水面高差410mm～820mm。该斜管区5以辅助化学除磷的方式进一步去除水中残余的磷，同时以絮凝沉淀的方式进一步去除残余的化学需氧量(COD)、悬浮固体(SS)、色度等，使得出水的COD、SS、总磷(TP)、色度等指标，能够持续稳定地达到更高的一级A标准。在该区域中，残余污染物通过化学反应生成的絮凝体，在著名的浅层沉淀原理作用下，在向上流经污水专用型斜管/斜板填料30的过程中，被拦截沉淀在填料内斜壁上继而下滑坠落到池底成为化学污泥，该化学污泥既含有老化死亡的活性污泥菌体碎片和去除的COD及SS，也含有化学除磷的TP沉淀物。在池内外的水压差作用下，该化学污泥通过底部两侧的穿孔排泥管28排入池外的调节池(水面高程低于斜管区水面)，又经过调节池污水泵提升最终回到二沉池4，最后从二沉池4以剩余污泥的形式排出系统。

斜管区5的表层清水，经清水集水槽31收集后穿越第五隔墙15上部的第五隔墙孔41，汇集到接触消毒渠6顶部的集水渠42，通过集水渠42末端的落水孔43进入到接触消毒渠6进行消毒杀菌处理。

接触消毒渠6：设置在该区起端顶部的消毒剂装置/投加点32，对汇入的清水投加消毒剂，含消毒剂的清水在该区须接触停留30min或以上，待充分杀灭细菌后，再从该区末端侧边的第六隔墙孔45溢出到巴氏计量渠7。由于在接触消毒渠6内设有3道、5道或7道隔墙以及2个、3个或4个隔墙底孔44，这样就迫使水流在该渠道内上下曲折前行，使得水流能在该渠接触停留30min或以上而不会短流，达到充分杀灭细菌的目的。

巴氏计量渠7：从第六隔墙孔45进入到巴氏计量渠7的清水，包括细菌学指标在内的各项指标均已达标，但按照环保要求和生产要求须进行观察计量和出水水质在线监测，故，最后的清水经明渠流量计46计量和相应的监测后从出水管9排放，从而完成污水处理达标任务。

本实用新型采用了以下五项独创性的创新技术和构造，特别适用于非MBR类型的乡镇污水处理设施，其技术创造性、先进性和显著的实用性阐述如下：

一、孔室垂直流水力搅拌脱氧厌氧反应技术

该技术概括为：在小隔墙、锥斗、孔室底孔、孔室上孔的空间构造下，含气泡的混合液在垂直向上流和向下流的交替过程中，脱除气泡并逐渐发生厌氧生化反应，充分利用各孔室液面水位差的水力作用，确保不会出现沉淀淤积。

具体为：根据水量规模大小不同，本实用新型一体化池在脱氧厌氧区1内设置2～4个孔室小隔墙33，将该区分隔成3～5个依次连通的小孔室，各孔室小隔墙33上分别有孔室底孔34或孔室上孔35，所述小孔室依次由孔室底孔34和孔室上孔35串通，且各孔室底部通过二次浇筑方式设有锥斗，各孔室设计液位由高到低，形成底孔处的冲刷动力，配合锥斗的锥坡和水流变截面，确保各孔室底部的流速最大，从而不会出现沉淀淤积。

应用该独创的孔室垂直流水力搅拌脱氧厌氧反应技术，主要目的有3个：

1是为了取消脱氧厌氧区1内按常规配置的潜水搅拌机或桨式搅拌器等水力机械，使得电动马达尽可能减少，也就是减少了易损件，使得本实用新型一体化池发生故障的几率尽可能降低，让流程中的机电设备变得精简，简化了检修维护工作量，同时降低了人工成本；

2是克服了小功率潜水搅拌器的选型和采购困难，目前，已知的最小规格潜水搅拌机的功率是370W，而该脱氧厌氧区1的实际容积仅在5～40m³级别，所需功率仅为40～320W左右(按最大8W/m³配置)，且过大的功率不仅浪费能耗，关键是剧烈搅拌会形成复氧而破坏厌氧环境，使得厌氧释磷效果变差，最终出水TP升高甚至不达标；而采用本实用新型独创的孔室垂直流水力搅拌脱氧厌氧反应技术，却规避了此类问题；

3是满足了脱氧厌氧的正常生产需要和节能需要，具体表现在：脱氧厌氧采用多个小孔室，可使得各孔室的溶解氧环境比较稳定，各小孔室依序存在溶解氧下降的梯度，极有利于快速完成脱氧并使得厌氧反应功效最大化，因此，本独创技术的运用，既保证了高效脱氧，又能够避免机械搅拌对厌氧区DO的输入，还使得厌氧工序的能耗处于相对最低水平，对整体降低污水处理能耗起到了正面作用。

二、小型污水处理气提双回流免维护节能技术

该技术概括为：在乡镇污水处理池的相对较小空间内，利用点式气提装置将好氧区末端的硝化液回流到缺氧区，同时，利用H形气提装置将二沉池泥水重力分离出来的悬浮污泥回流到缺氧区，而气提所需的动力，均源于污水处理用的曝气鼓风机，无需增设额外的动力机械。

具体就是：本实用新型在好氧硝化区3的末端设置点式气提装置17，用于硝化液回流至前端的缺氧脱氮区2，以满足反硝化脱氮处理的工艺需要，取代安装复杂的硝化液回流泵及阀门管路和排气设施；同时，在二沉池4的中部平面位置，设置H形气提装置18，用于泥水分离后被截留的悬浮污泥回流至首端的脱氧厌氧区1，以满足生化处理循环系统活性污泥的动态平衡，保障整个污水处理系统的正常运转，取代安装复杂的污泥回流泵及阀门管路和排气设施。由于池内的气提装置并无水下活动部件和水下电机，且全部管路及阀门设置极为简单，控制气提空气量的阀门均位于池顶或池外侧壁，又因所需空气能耗相比水泵机械甚微，故，上述两种气提回流在池内的部分实属免维护和节能型。

应用上述气提双回流免维护节能技术，既满足了工艺流程的需要，又省去了两种回流泵及复杂的安装及占用的空间，不仅简化了运行管理，而且节能，实现了不设置池内池外机泵设备的愿望，免去了复杂的维修维护，大大降低了日常运行成本和维修维护及人力成本。

三、乡镇污水二沉池/斜管沉淀池耦合节能技术

该技术概括为：在相对较小的水池空间内，利用升流式二沉池和斜管沉淀两者的共用斜壁，巧妙实现紧邻且紧密的两级沉淀耦合，且两级沉淀所用的总水头差小，其中：初级沉淀为不加药的纯自然重力式，二级沉淀为加药混凝-斜管式，两相耦合，最终实现了加药量少、混凝沉淀效果好，而占用的池体空间少和能耗及管理代价小的技术优势。

该技术的发明应用，主要解决了乡镇污水处理池狭小空间的三个技术问题，一是以往单级沉淀的实际污泥面积负荷过高(国家设计规范要求污泥固体负荷应≤150kg/m²·d～200kg/m²·d周进周出二沉池)，且单级二沉池仅能保证出水达到一级B标准；二是以往单级沉淀无法很好地在池内进行加药混凝沉淀，也就无法通过低药耗来实现高效率的辅助化学除磷和混凝沉淀来进一步削减COD、SS、色度、TP等污染物，也就无法满足当今更高要求的一级A标准；三是以往若要实现两级沉淀就只能在两个独立的池体内分别完成，极不利于水池的整体一体化。

本实用新型一体化池采用低阻力的快速管式混合器27进行水力混合，在斜管区5底部的大空间进行混凝反应，其动力来自于二沉池4和斜管区5两者之间的水面高差410mm～820mm，无需额外的水力机械提供动力，仅依靠设计时预定的水面高差提供持久动力。

因此，本实用新型一体化池通过应用乡镇污水二沉池/斜管沉淀池耦合节能技术，获得了巧妙紧凑且高标准出水水质的效果，不仅节省了宝贵的池体空间，而且降低了系统机泵设备投资，简化了运行管理，节约了总体能耗，降低了日常运行成本和维修维护成本。

四、斜管沉淀反射布水与接触混凝技术

该技术概括为：在斜管下部的水池空间内，利用布水穿孔管向下喷射布水和反射卷吸作用进行第二次水力混合(第一次混合为管式混合器内进行)和接触絮凝，获得了加药量少、混凝反应和接触絮凝充分、出水品质好的显著效果。

具体就是：经过加药和管式混合器27进行第一次快速水力混合后的水，通过L形管道与斜管区5底部的布水穿孔管29相连，该布水穿孔管水平布置且全部布水孔口均朝下而非朝上，其管道中心线距离底板高度450mm～900mm，且该布水管29的口径大于管式混合器27的口径，使得布水起端孔和末端孔的流速流量相差极小(大阻力孔口布水原理——大管道小孔口布水)，然后通过锥坡向两侧反射，该反射作用将线性布水变成整个平面的缓慢均匀上升流，这样，既延长了有效的絮凝反应时间，强化了絮凝效果，又避免了出现短流和局部斜管冒浑水。均匀布水后，水流在整个平面缓慢均匀上升穿越悬浮泥层的过程中，与早先的絮体和沉泥颗粒进行充分接触，又进一步提高了絮凝反应效率，使得絮体颗粒发育越来越大，局部位置的颗粒越来越密实而沉淀到两侧的U形穿孔排泥管28附近，部分轻质细小的颗粒随上升水流进入到斜管/斜板填料30中，在著名的浅层沉淀原理作用下，轻质细小颗粒被拦截沉淀在填料内斜壁上，继而下滑坠落到底板成为污泥。在池内底板两侧的污泥，通过两侧的穿孔排泥管28排出并经调节池污水泵提升，回到二沉池4后以剩余污泥的形式排出系统。

本实用新型应用上述首创的斜管沉淀反射布水与接触混凝技术，满足了混凝反应-斜管沉淀在狭小空间内的简化布局，实现了充分的物化处理过程，用少量的常规水处理药剂和极低的能耗付出，进一步去除残余的COD、SS、TP、色度等污染物，确保了出水稳定达到一级A标准，不仅简化了运行管理，免去了MBR工艺装备复杂的清洗维修维护，节省了更换膜组件的昂贵成本，而且节约了70％的电费，大大降低了日常运行成本和人力成本。总之，获得了显著的有益效果。

五、接触消毒耦合巴氏计量功能的一体化技术

该技术概括为：在一体化池的末尾位置，在垂直于主流程的方向，利用巧妙而简单的空间构型，将2座主体功能池的斜管沉淀总集水渠、接触消毒渠、巴氏计量渠和最末端中水泵坑共4种功能紧密耦合在一起，使得空间占用和土建造价极为节省。

该技术的必要性分为2个方面，一是耦合接触消毒的必要性，二是耦合巴氏计量的必要性。

关于接触消毒：鉴于一级B标准的细菌学指标(粪大肠菌群数10⁴个/L)与一级A(10³个/L)相差10倍，而以往的乡镇污水处理设施并不十分重视消毒问题，往往没有考虑，或者只简单化考虑使用紫外线消毒装置(紫外照度随灯管老化而衰减，大部分时候细菌学指标几乎不达标)，故，本实用新型攻坚克难，采用乡镇污水A²O生化物化主体池耦合接触消毒功能于一池的一体化技术，有效解决了一级A全指标(含细菌学指标)达标的难题，因此，本耦合技术十分必要。

关于巴氏计量：从污水处理企业生产经营角度、从政府环保行政监管角度来看，污水处理必须要对水量水质进行及时计量和监测，但鉴于各污水项目消毒方式不同或水池形状难以整合等原因，目前已知的乡镇污水处理设施中的计量与监测设施，绝大多数为独立建造，考虑管道连接以及间距等因素，乡镇污水处理实际占用的场地面积往往较大，工程造价相对增加，运行管理诸多不便。本实用新型应用接触消毒耦合巴氏计量于一池的一体化技术，不仅为生产管理带来了便利，而且节约了项目的用地和工程造价，故，一体化整合对乡镇污水处理十分必要。

具体就是：接触消毒渠6的左壁，实际就是2座中轴对称的混凝反应-斜管沉淀区5的右壁，也就是2座中轴对称的A²O主体池共用1个接触消毒渠6，同时，2座中轴对称的A²O主体池末尾共用1个集水渠42，该集水渠42用于汇集所述2座主体池的斜管沉淀出水，该集水渠42摞于接触消毒渠6的上部左侧，在集水渠42的末端上方即接触消毒渠6的起端顶部，设置有消毒剂装置/投加点32对清水投加消毒剂，为了保证消毒效果，避免接触消毒的水流出现短流，本实用新型在接触消毒渠6内设有3道、5道或7道隔墙以及2个、3个或4个隔墙底孔44，强制水流在该渠道内上下曲折前行，使得水流能在该渠接触停留30min或以上，达到充分杀灭细菌的目的。同时，接触消毒渠6的右壁，构成巴氏计量渠7的左壁即为第六隔墙16，整个巴氏计量渠7悬挑于第六隔墙16之上，避免了以其他形式构建易出现沉降裂缝漏水导致钢筋锈蚀断裂事故。另外，为了保证巴氏计量渠7最末端的中水回用泵有足够的淹没水深和泵坑容积，巴氏计量渠7末端的泵坑亦可直接落底于主体水池的整体大底板上，继而保证了土建结构的绝对安全。

通过上述巧妙构造，本实用新型一体化池的末尾顺利实现了四大功能：总集水渠、接触消毒渠、巴氏计量渠和最末端的中水泵坑，而占用的场地面积和付出的土建代价很少，上述一体化技术对乡镇污水处理极为有利。

综上，本实用新型乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，通过率先应用①孔室垂直流水力搅拌脱氧厌氧反应技术、②小型污水处理气提双回流免维护节能技术、③乡镇污水二沉池/斜管沉淀池耦合节能技术、④斜管沉淀反射布水与接触混凝技术、⑤接触消毒耦合巴氏计量功能的一体化技术，共五种创造性或领先型技术于乡镇污水处理池中，获得了A²O生化处理、重力自然沉淀/加药混凝沉淀的强化物化处理、接触消毒/明渠计量等一体化的功效，不仅节省了占地和造价，节约了能耗，还简化了日常运行管理和维修维护成本。

本实用新型在技术经济两大层面，具有以下五点最明显的有益效果：

1、为乡镇污水高标准处理同时低成本处理创造了优异条件

本实用新型一体化池技术独创且领先，该池用于乡镇污水A²O生化处理、重力自然沉淀/加药混凝沉淀的强化物化处理、接触消毒/明渠计量等一体化处理，不仅脱氮除磷效率高，出水水质好，各项指标均能达到一级A标准，无漏项无弱项，性能均衡，操作简单，运行能耗少，运行中的气路水路泥路药路等指标可控可调，水质达标易于掌控，而且水池整合效率高，土建池型方正，结构明晰易于施工，为乡镇污水处理稳定达标创造了优异条件；

2、技术可靠性高：本实用新型一体化池不仅运行稳定可靠，还表现在技术原理、技术参数和构造细节各方面均十分可靠。本实用新型使用的专业术语规范，无隐秘难解的环节，无晦涩难懂的概念，更无故弄玄虚，内部构造一目了然，清晰明确，在技术路线规划设计时，就已经充分考虑了如何避免淤积堵塞和便于检修，且从理论深层次考虑如何预先消除潜在故障因素，故障率极低，因此，相比其他形式的污水处理装置，本实用新型使用者只要正常使用即可做到无后顾之忧；

3、整体造价低，性价比高：本实用新型采用一体化矩形池设计建造，内部构造清晰，反应容积足够，装置材料标准，无特殊器材或材料(全部为常规水处理器材和常见材质)，除缺氧搅拌器外无其他水下活动部件，通过构造和工艺设计已将淤积堵塞的可能性降至最低；池内采用的垂直流水力搅拌、缺氧潜水搅拌、微孔曝气、气提双回流、重力大口排泥、水力管式混合、反射布水、接触混凝、穿孔排泥、均匀集水、“迷宫”接触消毒、附壁计量等，以及一体化池外的污水提升泵、曝气鼓风机等部件装置，均为常规型，无昂贵材质要求，无特种部件/组件，无昂贵价格制约，因此，相比集装箱式MBR装置而言，性价比优势和耐久性(钢筋混凝土是50年、装备化装置是15年最长20年)优势十分明显；

4、日常运行成本低，使用单位或政府付费的财政经济压力低：

本实用新型乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，在乡镇污水处理一级A排放标准前提下处于最低电耗、最低药耗水平。原因是：污水处理除了必须的进水污水泵提升和鼓风机曝气两项最基本的用电外，本实用新型一体化池直接用电最少，除缺氧搅拌器用电外，池内仅依靠重力(预置的水位差保障水往低处流、自然沉淀)和空气动力(气提动力源)运行，与其他污水处理装置相比，本实用新型将总搅拌能耗、总回流能耗(多重回流、降低扬程)、药剂投加能耗、鼓风曝气能耗(较低气水比)、药耗(包含漂白精粉消毒剂等)已经降至最低，或者说效率已提升至最高。因此，本实用新型已将活性污泥法乡镇污水处理设施的能耗药耗降至同业最低，也就是说，在处理相同污水量的情况下，同为一级A标准，则本实用新型的用电量最少，用药量最少，直接运行成本最低，水环境保护的经济代价最低；

5、运行操作简单，维修维护工作量小，维修(小修、大修)成本摊销低：

对运行管理人员的专业技能要求低，稍加培训即可上岗，不会因为过往装备操作复杂、对技能要求高而薪资又低导致人才难觅人才难留，或者干脆无人管理致使系统处于瘫痪状态的情况出现。本实用新型极少出现故障，且故障易于观察，容易修复，无需特别专业的团队千里迢迢诊断维修，亦无昂贵的部件/组件需要频繁更换，且有可能需要更换的斜管/斜板填料、阀门等，均为水处理常规通用产品，不受专利价格因素制约。总之，本实用新型在运行过程中的人力资源成本、日常维修和/或专业维修的修理成本等单项成本和综合成本，都是目前行业同类最低，因而最易于环境保护的可持续发展。

综上所述，本实用新型乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，一次性建筑造价相对最低，日常性各项运行成本包括电耗药耗、人力和维修成本最低，也就是说，乡镇污水低成本处理和高标准处理同时得到了兼顾。因此，本实用新型的应用前景十分广阔。

附图说明

图1为本实用新型的平面示意图。

图2为本实用新型的主剖面示意图。

图3为本实用新型中脱氧厌氧区剖面示意图。

图4为本实用新型中好氧硝化区剖面示意图。

图5为本实用新型中二沉池剖面示意图。

图6为本实用新型中混凝反应-斜管沉淀区剖面示意图。

图7为本实用新型中接触消毒渠(内向)剖面示意图。

图8为本实用新型中接触消毒渠(外向)剖面示意图。

其中：1—脱氧厌氧区，2—缺氧脱氮区，3—好氧硝化区，4—二沉池，5—混凝反应-斜管沉淀区，6—接触消毒渠，7—巴氏计量渠，8—进水管，9—出水管，10—矩形池体，11—第一隔墙，12—第二隔墙，13—第三隔墙，14—第四斜隔墙，15—第五隔墙，16—第六隔墙，17—点式气提装置，18—H形气提装置，19—硝化液回流管，19’—悬浮污泥回流管，20—空气管道，21—微孔曝气装置，22—穿墙布水器，23—排泥锥斗，24—大口排泥管，25—药剂投加口，26—集水管/槽，27—管式混合器，28—穿孔排泥管，29—布水穿孔管，30—斜管/斜板填料，31—清水集水槽，32—消毒剂装置/投加点，33—孔室小隔墙，34—孔室底孔，35—孔室上孔，36—第一隔墙孔，37—导流管，38—搅拌器，39—第二隔墙孔，40—第四隔墙孔，41—第五隔墙孔，42—集水渠，43—落水孔，44—隔墙底孔，45—第六隔墙孔，46—流量计。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，不是全部实施例，在不脱离本实用新型精髓和原则的情况下，凡对本实施例进行变化、改进、修改、替换、整合和变型等，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

本实施例中，某乡镇生活污水A²O生化物化一体化处理池的处理量为800m³/d，处理标准为一级A标准。为便于不停产检修，主体部分按2座并联的各400m³/d的水池共壁而建，末端部分的接触消毒渠和巴氏计量渠均为800m³/d规模，整座池为矩形钢筋混凝土结构，采用半地埋式设计，外形尺寸：长18.20m×宽8.90m×池深4.70m(含水面上超高但不含底板及垫层厚度)，除最末端的巴氏计量渠外，水池各功能区的外形宽度均与主体宽度一致，具体请参见图1、图2、图3。

本实施例的一体化处理池，由包括矩形池体10及池内依次连接的脱氧厌氧区1、缺氧脱氮区2、好氧硝化区3、二沉池4、混凝反应-斜管沉淀区5、接触消毒渠6、巴氏计量渠7共七个功能区组成。所述脱氧厌氧区1、缺氧脱氮区2、好氧硝化区3、二沉池4、混凝反应-斜管沉淀区5、接触消毒渠6和巴氏计量渠7的设计水面高度依次下降，成为水流从进水管8流向出水管9的持久动力。其中，从脱氧厌氧区1首格的进水水面，到接触消毒渠6末端的出水堰前设计水面，两者之间的水位差为1.30m。

所述脱氧厌氧区1长1.00m，水深4.40m，宽度方向分4个小孔室，有效容积15.488m³，水力停留时间HRT＝0.93h，活性污泥混合液悬浮固体平均浓度X＝4gMLSS/L，污泥外回流比R＝100％，二沉池悬浮污泥提气回流比R＝50％～100％。

所述缺氧脱氮区2长3.90m，水深4.30m，有效容积67.08m³，水力停留时间HRT＝4.02h，活性污泥混合液悬浮固体平均浓度X＝6gMLSS/L，BOD污泥负荷Ls＝0.0465kgBOD₅/(kgMLSS·d)，脱氮速率K_de＝0.0493kgNO₃-N/(kgMLSS·d)，污泥龄θ_C＝21d，硝化液回流比R_i＝150％～250％。

所述好氧硝化区3长5.20m，水深4.30m，有效容积89.44m³，水力停留时间HRT＝5.37h，总氮负荷率0.0418(≤0.05)kgTN/(kgMLSS·d)，活性污泥混合液悬浮固体平均浓度X＝6gMLSS/L，污泥龄θ_C＝21d，硝化液回流比R_i＝150％～250％。

所述二沉池4上部长3.50m，底部长2.00m，水深3.05m，泥斗深1.20m，有效容积34.594m³，沉淀时间2.07h，表面负荷为1.19m³/(m²·h)。

所述混凝反应-斜管沉淀区5水面长1.60m，但斜管区域的实际长1.88m，水深3.40m，排泥槽深0.40m，沉淀有效容积30.154m³，沉淀时间1.81h，斜管表面负荷为2.21m³/(m²·h)，其中，斜管下部的混凝区容积18.845m³，混凝反应时间1.13h＝67.8min。

所述接触消毒渠6长0.78m，水深3.10m，有效容积18.86m³，接触消毒时间即水力停留时间HRT＝0.566h＝33.9min。

如图1、图2、图3所示，所述脱氧厌氧区1内，孔室小隔墙33将该区分隔成4个小孔室，通过孔室底孔34和孔室上孔35依次连通，为了防止底部出现泥沙淤积，各孔室底部均设有高度为600mm的二次浇筑锥坡，该锥坡同时也起到水流导流的作用；在池顶下420mm高度处的首格小孔室内，设有污水进水管8，口径为DN125；在末格小孔室内的第一隔墙11上，在池顶下450mm高度处设有第一隔墙孔36，用于水流从脱氧厌氧区1进入缺氧脱氮区2，所述第一隔墙孔36的尺寸为宽400mm×高400mm；另外，孔室底孔34的尺寸为宽400mm×高400mm，孔室上孔35的尺寸为宽400mm×高400mm。此外，在首格小孔室的池顶下500mm高度处，还有悬浮污泥回流管19’的注入管口，其口径为DN100，该回流管19’的进口与后续二沉池4中部偏上的H形气提装置18的出口端连接。

如图1、图2所示，所述缺氧脱氮区2内，在紧靠第一隔墙孔36处有竖直向下但不落底的导流管37，规格450mm×450mm，下口距底板500mm，该导流管37的上部还与硝化液回流管19的注入管口连接，其口径为DN150，该硝化液回流管19的进口与后续好氧硝化区3末端的点式气提装置17的出口端连接；为了防止活性污泥沉淀，缺氧区2的下部设有搅拌器38，功率0.55kW；该区末端的水面处即第二隔墙12的池顶下525mm高度处，设有2个第二隔墙孔39与好氧硝化区3相连通，隔墙孔39的尺寸为宽500mm×高350mm，用于水流从缺氧脱氮区2进入好氧硝化区3。

如图1、图2、图4所示，所述好氧硝化区3内，底部设有86个通用型微孔曝气盘，即微孔曝气装置21的规格为φ215mm，通过该区中部的曝气立管与池外的曝气鼓风机用阀门管道等相连。该区的末端设有1套点式气提装置17，气提动力源自池外顶部的曝气鼓风机压力空气管，与生化反应鼓风曝气共用同一动力。所述点式气提装置17的进口设在水深中部附近，规格为DN150，其出口通过管道管件与贴近水面处的DN150硝化液回流管19相接。好氧硝化区3的末端中部以下位置设有3套穿墙布水器22，规格为DN125，其入口喇叭下沿与池底板的高度距离200mm，目的是避免该区混合液中的曝气气泡随水流裹挟进入二沉池4而影响后续泥水分离效果。好氧硝化区3的水流通过穿墙布水器22进入到二沉池4。

如图1、图2、图5所示，所述二沉池4的底部设有大口排泥管24，排泥管口径DN150，含2个对称布置的朝下排泥口DN80；水深中部偏下位置有穿墙布水器22的布水出口且出口朝下；水深中部偏上位置有H形气提装置18，规格为DN100，该H形气提装置18的进口为纵向水平的穿孔吸泥管上的吸泥孔口，出口通过管道管件与悬浮污泥回流管19’的进口相接，而悬浮污泥回流管19’的另一端出口引入至脱氧厌氧区1的首格小孔室贴近水面处；所述二沉池4的水面上方位置有药剂投加口25，该投加口下方水面处有集水管/槽26，且与更下方的管式混合器27呈T形相连，并继续向下经L形DN125管道穿越第四斜隔墙14的第四隔墙孔40，进入混凝反应-斜管沉淀区5的下部与布水穿孔管29相连，即：二沉池4的水流是通过集水管/槽26、管式混合器27和L形管道、布水穿孔管29上的布水孔进入到混凝反应-斜管沉淀区5的下部混凝反应空间的。所述管式混合器27为低阻力固定螺旋叶片快速混合型，规格为DN125。

所述二沉池4的设计水面，高于混凝反应-斜管沉淀区5的设计水面450mm。

如图1、图2、图6所示，所述混凝反应-斜管沉淀区5内，底部两侧各设一根穿孔排泥管28并连接成U形，规格DN200，管道底部开有间隔均匀的φ24mm进泥小孔共12个，采用内外静压差排泥，由电动阀门控制间隔周期排泥，由于该区的污泥所含杂质较少，主要是絮凝沉淀的化学污泥，因而不采用大口排泥而采用成熟的大阻力穿孔管排泥方式，该排泥经池外调节池污水泵提升，回到所述二沉池4后以剩余污泥的形式排出系统；所述斜管区5的底部中间设有布水穿孔管29，管道中心线距离池底板高度650mm，均布11个φ24mm布水孔，采用比管式混合器DN125大两个规格的DN200，其目的是保障管道上各个布水孔的布水流量尽量一致；另外，该区水深中部设有污水专用型标准蜂窝斜管/斜板填料30，口径为φ80mm，斜长为1000mm，60°倾角，单个池内蜂窝斜管的面积为7.55m²，沉淀在该填料内斜壁上继而下滑坠落到池体底板的化学污泥，通过穿孔排泥管28排出；同时，在水面处还设有3根平行的清水集水槽31，规格宽120mm×高200mm，该集水槽31穿过第五隔墙15上的第五隔墙孔41(共6个孔，宽150mm×高250mm)，该槽内的水流进入接触消毒渠6上部的集水渠42。

如图1、图2、图7所示，所述接触消毒渠6的上部设有集水渠42，用于汇集2座主体池的清水去消毒，集水渠42的净空尺寸为宽250mm×高720mm，设计水深为270mm，末端开有落水孔43，落水孔43长300mm×宽250mm，上方设有消毒剂装置/投加点32，用于对清水投加固体消毒剂溶液进行消毒处理，固体消毒剂可以是缓释氯片/漂白粉/漂白精粉等，可根据市场供应情况采购选定。

如图1、图2、图7、图8所示，所述接触消毒渠6内，设有5道竖向隔墙将消毒渠空间均分为6等份，其中的第1道第3道第5道的底部设有隔墙底孔44，该孔宽780mm×高250mm，第2道第4道墙的顶部低于设计水面80mm；在该渠的末端水面处有第六隔墙孔45，消毒渠6通过第六隔墙孔45与巴氏计量渠7相连通。第六隔墙孔45的大小为宽250mm×高300mm。经过消毒后的清水从第六隔墙孔45进入巴氏计量渠7。

如图1、图2所示，所述巴氏计量渠7的宽度为500mm，深度1950mm，不含中水泵坑的计量渠有效长度L＝4.40m。渠内中部偏下游位置有明渠流量计46，规格为喉道宽b＝76mm型，流量范围0.77～32.1L/s，渠道末端的泵坑内有出水管9，口径为DN350，泵坑可设置辅助生产的中水回用泵系统，用于地面冲洗、泥饼和药剂运输车辆冲洗、绿化浇洒等，以节约水资源、节省自来水用量、降低污水处理总成本。

如图1、图2、图4、图5所示，所述点式气提装置17、H形气提装置18所需的压力空气源，均与好氧硝化区3池顶或池外的空气管道20通过各自的控制阀管路相接；所述微孔曝气装置21亦接自该空气管道20；所述空气管道20与池外的曝气鼓风机通过管道相连。

如图1、图2、图5、图6所示，所述大口排泥管24的一部分沉泥排入池外的调节池，另一部分排入污泥浓缩储泥池进行后续处理处置；排入调节池的污泥参与厌氧生化反应，并随污水泵提升又回到本实施例的一体化池进行循环利用处理；所述穿孔排泥管28的排泥，则依靠重力全部自流排入池外的调节池，该污泥随污水泵提升回到本例一体化池进行循环利用处理，主要是用于改善活性污泥的沉降性能，同时避免直接浓缩脱水而效率低下，采用此种方式回用于系统中，不仅回避了其难于浓缩脱水的缺点，还充分利用了其残余药剂改善污泥沉降性能的优点，可谓是一举两得。

本实施例的A²O生化物化一体化池，其进水水质和出水水质，见下表。

结果表明：对一般的乡镇生活污水而言，本实施例的A²O生化物化一体化池在只有两级沉淀而没有过滤的情况下，出水水质即稳定达到了国家一级A标准。本实施例处理每m³污水的电耗(含污水提升、鼓风曝气等)、药耗、人工及大修摊销等直接成本合计为0.53元，其建设投资、占地、运行成本等与现有其他形式的污水处理一级A技术同等规模相比，大致可节约50％左右，因而，本实用新型的技术经济效益非常显著。

实施例二

本实施例中，某乡镇小型食品加工园污水A²O生化物化一体化处理池的处理量为300m³/d，处理标准为一级A标准。为便于不停产检修，主体部分按2座并联的各150m³/d的水池共壁而建，末端部分的接触消毒渠和巴氏计量渠均为300m³/d规模，整座池为矩形钢筋混凝土结构，采用半地埋式设计，外形尺寸：长15.34m×宽6.90m×池深3.70m(含水面上超高但不含底板及垫层厚度)，除最末端的巴氏计量渠外，水池各功能区的外形宽度均与主体宽度一致，具体请参见图1、图2、图3。

本实用新型一体化处理池的主体，其构造形式与前述实施例一基本相同，仅有两处与实施例一略有不同，一是脱氧厌氧区1的小孔室个数，实施例一是4个小孔室，本实施例二是3个；二是接触消毒渠的竖向隔墙数，实施例一是5道竖向隔墙，本实施例二是3道。为避免重复，将相同的内容略去，不同的内容如下：

所述脱氧厌氧区1长0.90m，水深3.40m，宽度方向分3个小孔室，有效容积8.262m³，水力停留时间HRT＝1.3219h，活性污泥混合液悬浮固体平均浓度X＝4gMLSS/L，污泥外回流比R＝100％，二沉池悬浮污泥提气回流比R＝50％～100％。

所述缺氧脱氮区2长3.46m，水深3.30m，有效容积34.254m³，水力停留时间HRT＝5.4806h，活性污泥混合液悬浮固体平均浓度X＝6gMLSS/L，BOD污泥负荷Ls＝0.0891kgBOD₅/(kgMLSS·d)，脱氮速率K_de＝0.0366kgNO₃-N/(kgMLSS·d)，污泥龄θ_C＝20d，硝化液回流比R_i＝150％～250％。

所述好氧硝化区3长5.48m，水深3.30m，有效容积54.252m³，水力停留时间HRT＝8.68h，总氮负荷率0.0423(≤0.05)kgTN/(kgMLSS·d)，活性污泥混合液悬浮固体平均浓度X＝6gMLSS/L，污泥龄θ_C＝20d，硝化液回流比R_i＝150％～250％。

所述二沉池4上部长2.10m，底部长1.00m，水深2.35m，泥斗深0.90m，有效容积11.514m³，沉淀时间1.84h，表面负荷为0.992m³/(m²·h)。

所述混凝反应-斜管沉淀区5水面长0.70m，但斜管区域的实际长0.98m，水深2.50m，排泥槽深0.30m，沉淀有效容积8.575m³，沉淀时间1.37h，斜管表面负荷为2.12m³/(m²·h)，其中，斜管下部的混凝区容积4.322m³，混凝反应时间0.691h＝41.5min。

所述接触消毒渠6长0.58m，水深2.10m，有效容积7.405m³，接触消毒时间即水力停留时间HRT＝0.592h＝35.5min。

如图1、图2、图3所示，所述脱氧厌氧区1内，孔室小隔墙33将该区分隔成3个小孔室，通过孔室底孔34和孔室上孔35依次连通，为了防止底部出现泥沙淤积，各孔室底部均设有高度为600mm的二次浇筑锥坡，该锥坡同时也起到水流导流的作用；在池顶下420mm高度处的首格小孔室内，设有污水进水管8，口径为DN80；在末格小孔室内的第一隔墙11上，在池顶下400mm高度处设有第一隔墙孔36，用于水流从脱氧厌氧区1进入缺氧脱氮区2，所述第一隔墙孔36的尺寸为宽250mm×高250mm；另外，孔室底孔34的尺寸为宽250mm×高250mm，孔室上孔35的尺寸为宽250mm×高250mm。此外，在首格小孔室的池顶下500mm高度处，还有悬浮污泥回流管19’的注入管口，其口径为DN65，该回流管19’的进口与后续二沉池4中部偏上的H形气提装置18的出口端连接。

如图1、图2所示，所述缺氧脱氮区2内，在紧靠第一隔墙孔36处有竖直向下但不落底的导流管37，规格300mm×300mm，下口距底板400mm，该导流管37的上部还与硝化液回流管19的注入管口连接，其口径为DN100，该硝化液回流管19的进口与后续好氧硝化区3末端的点式气提装置17的出口端连接；为了防止活性污泥沉淀，缺氧区2的下部设有搅拌器38，其功率0.37kW；该区末端的水面处即第二隔墙12的池顶下450mm高度处，设有2个第二隔墙孔39与好氧硝化区3相连通，隔墙孔39的尺寸为宽350mm×高200mm，用于水流从缺氧脱氮区2进入好氧硝化区3。

如图1、图2、图4所示，所述好氧硝化区3内，底部设有39个通用型微孔曝气盘，即微孔曝气装置21的规格为φ215mm，通过该区中部的曝气立管与池外的曝气鼓风机用阀门管道等相连。该区的末端设有1套点式气提装置17，气提动力源自池外顶部的曝气鼓风机压力空气管，与生化反应鼓风曝气共用同一动力。所述点式气提装置17的进口设在水深中部附近，规格为DN100，其出口通过管道管件与贴近水面处的DN100硝化液回流管19相接。好氧硝化区3的末端中部以下位置设有2套穿墙布水器22，规格为DN80，其入口喇叭下沿与池底板的高度距离200mm，目的是避免该区混合液中的曝气气泡随水流裹挟进入二沉池4而影响后续泥水分离效果。好氧硝化区3的水流通过穿墙布水器22进入到二沉池4。

如图1、图2、图5所示，所述二沉池4的底部设有大口排泥管24，排泥管口径DN125，含2个对称布置的朝下排泥口DN65；水深中部偏下位置有穿墙布水器22的布水出口且出口朝下；水深中部偏上位置有H形气提装置18，规格为DN80，该H形气提装置18的进口为纵向水平的穿孔吸泥管上的吸泥孔口，出口通过管道管件与悬浮污泥回流管19’的进口相接，而悬浮污泥回流管19’的另一端出口引入至脱氧厌氧区1的首格小孔室贴近水面处；所述二沉池4的水面上方位置有药剂投加口25，该投加口下方水面处有集水管/槽26，且与更下方的管式混合器27呈T形相连，并继续向下经L形DN80管道穿越第四斜隔墙14的第四隔墙孔40，进入混凝反应-斜管沉淀区5的下部与布水穿孔管29相连，即：二沉池4的水流是通过集水管/槽26、管式混合器27和L形管道、布水穿孔管29上的布水孔进入到混凝反应-斜管沉淀区5的下部混凝反应空间的。所述管式混合器27为低阻力固定螺旋叶片快速混合型，规格为DN80。

所述二沉池4的设计水面，高于混凝反应-斜管沉淀区5的设计水面450mm。

如图1、图2、图6所示，所述混凝反应-斜管沉淀区5内，底部两侧各设一根穿孔排泥管28并连成U形，规格DN150，管道底部开有间隔均匀的φ24mm进泥小孔共8个，采用内外静压差排泥，由电动阀门控制间隔周期排泥，由于该区的污泥所含杂质较少，主要是絮凝沉淀的化学污泥，因而不采用大口排泥而采用成熟的大阻力穿孔管排泥方式，该排泥经池外调节池污水泵提升，回到所述二沉池4后以剩余污泥的形式排出系统；所述斜管区5的底部中间设有布水穿孔管29，管道中心线距离池底板高度520mm，均布8个φ24mm布水孔，采用比管式混合器DN80大三个规格的DN150，其目的是保障管道上各个布水孔的布水流量尽量一致；另外，该区水深中部设有污水专用型标准蜂窝斜管/斜板填料30，口径为φ80mm，斜长为1000mm，60°倾角，单个池内蜂窝斜管的面积为2.96m²，沉淀在该填料内斜壁上继而下滑坠落到池体底板的化学污泥，通过穿孔排泥管28排出；同时，在水面处还设有3根平行的清水集水槽31，规格宽100mm×高180mm，该集水槽31穿过第五隔墙15上的第五隔墙孔41(共6个孔，宽150mm×高250mm)，该槽内的水流进入接触消毒渠6上部的集水渠42。

如图1、图2、图7所示，所述接触消毒渠6的上部设有集水槽42，由于要考虑接触消毒渠6隔墙的现浇施工空间，该集水槽42采用不锈钢板制作，用于汇集2座主体池的清水去消毒，集水槽42的净空尺寸为宽200mm×高400mm，设计水深为220mm，末端开有落水孔43，落水孔43长250mm×宽200mm，上方设有消毒剂装置/投加点32，用于对清水投加固体消毒剂溶液进行消毒处理，固体消毒剂可以是缓释氯片/漂白粉/漂白精粉等，可根据市场供应情况采购选定。

参照图1、图2、图7、图8，所述接触消毒渠6内，设有3道竖向隔墙将消毒渠空间均分为4等份，其中的第1道第3道的底部设有隔墙底孔44，该孔宽580mm×高150mm，第2道墙的顶部低于设计水面40mm；在该渠的末端水面处有第六隔墙孔45，消毒渠6通过第六隔墙孔45与巴氏计量渠7相连通。第六隔墙孔45的大小为宽150mm×高200mm。经过消毒后的清水从第六隔墙孔45进入巴氏计量渠7。

如图1、图2所示，所述巴氏计量渠7的宽度为400mm，深度1700mm，不含中水泵坑的计量渠有效长度L＝4.20m。渠内中部偏下游位置有明渠流量计46，规格为喉道宽b＝51mm型，流量范围0.18～13.2L/s，渠道末端的泵坑内有出水管9，口径为DN300，泵坑可设置辅助生产的中水回用泵系统，用于地面冲洗、泥饼和药剂运输车辆冲洗、绿化浇洒等，以节约水资源、节省自来水用量、降低污水处理总成本。

本实施例的乡镇小型食品园区污水A²O生化物化一体化池，其进水水质和出水水质，见下表。

结果表明：对于乡镇小型食品园区污水而言，本实施例的A²O生化物化一体化池，在只有两级沉淀而没有过滤的情况下，出水水质即稳定达到了国家一级A标准。本实施例处理每m³污水的电耗(含污水提升、鼓风曝气等)、药耗、人工及大修摊销等直接成本合计为0.80元，其建设投资、占地、运行成本等与现有其他形式污水处理一级A技术同等规模相比，大致可节约50％左右，因而，本实用新型的技术经济效益非常显著。

本实用新型乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，仅需要定期观察排泥量筒SV30(污泥沉降比——活性污泥在1升量筒中沉降30min后的体积，mL/L)和SVI(污泥体积指数——活性污泥静沉30min后1g干污泥所占的体积，mL/g)指数情况，根据操作规程结合上述实际观察，适当调整确定间隔多久时间开启一次排泥。除此之外，本实用新型一体化池的运行极为简捷，通常可处于无人值守状态，只需值班人员定期观察是否存在堵塞、溢流和冒浑水等异常即可，因此，本实用新型一体化池的高效率、高可靠性、节能和最低运行成本优势显露无疑。

从以上两个实施例可以看出，本实用新型不仅可以处理乡镇生活污水，而且可以低成本处理乡镇食品园区废水，无需另外增设复杂的滤池或MBR膜组件，即可直接达到国家一级A标准。因此，本实用新型与其他污水处理相比，获得了工艺简捷、建造低成本、运行低成本而出水高标准的有益效果。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对本实用新型所述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，其特征在于：由包括矩形池体(10)内依次连接的脱氧厌氧区(1)、缺氧脱氮区(2)、好氧硝化区(3)、二沉池(4)、混凝反应-斜管沉淀区(5)、接触消毒渠(6)、巴氏计量渠(7)共七个功能区组成，各区依序由第一隔墙(11)～第六隔墙(16)隔开，并由隔墙上相应的孔洞连通；所述脱氧厌氧区(1)首端有污水进水管(8)，所述巴氏计量渠(7)末端有清水出水管(9)；所述矩形池体(10)池面上有空气管道(20)，所述空气管道(20)连接2根供气支管，分别通过控制阀与点式气提装置(17)、H形气提装置(18)相连；所述好氧硝化区(3)末端有穿墙布水器(22)，所述穿墙布水器(22)进口端喇叭口靠近水池底板，出口端位于所述二沉池(4)的水深中部偏下位置且出口朝下；所述混凝反应-斜管沉淀区(5)的下部有布水穿孔管(29)，所述布水穿孔管(29)布水孔口均朝下。

2.如权利要求1所述的乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，其特征在于：所述好氧硝化区(3)内的穿墙布水器(22)，所述穿墙布水器(22)喇叭口下沿与池底板的高度距离≥150mm但≤600mm。

3.如权利要求1所述的乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，其特征在于：所述二沉池(4)的设计水面，高于所述混凝反应-斜管沉淀区(5)的设计水面410mm～820mm。

4.如权利要求1所述的乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，其特征在于：所述混凝反应-斜管沉淀区(5)下部的所述布水穿孔管(29)为水平设置，且所述布水穿孔管(29)的中心线距离底板高度为450～900mm。

5.如权利要求1所述的乡镇污水A²O生化物化一体化处理池，其特征在于：所述接触消毒渠(6)内隔墙底孔(44)的数量是2～4个。

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