CN108383330A - 一种分散式污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分散式污水处理装置，包括依次连接的调节池和厌氧池，厌氧池后依次连接有第一缺氧池、第一硝化池、第二缺氧池、第二硝化池以及沉淀池；特别的，污水经调节池后分别进入厌氧池、第一缺氧池和第二缺氧池，在所述第一缺氧池和第一硝化池之间设置有第一硝化液回流机构，在所述第二缺氧池和第二硝化池之间设置有第二硝化液回流机构；此外还具有撇渣结构及消气盒结构。本发明的装置能保证污水出水水质长期稳定达标，并且装置运行能耗低，可将所有设备与PLC连接，人工干预少，故障率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种分散式污水处理装置。
背景技术
村镇居民产生的生活污水存在总量大、点分散和规模小等特点，加之污水成分复杂，适用技术少，财政资金不足等因素的制约，污水处理已成为村镇环境综合整治的棘手问题之一，寻求适合在村镇应用的污水处理技术迫在眉睫。一体化污水处理设备集成了多种污水处理工艺的功能，具有处理流程简单、占地面积小、投资费用低、运行管理简单等特点，尤其适合分散式城镇污水的处理。但是目前的污水处理系统由于设计问题，很难保证水质能够长期稳定达标，例如，专利申请号为 CN201410777913.4的中国发明专利公开了一种A3/O-MBBR一体化污水处理装置及污水处理方法，虽然其公开的技术方案能够对污水进行脱氮除磷，存在硝化液量不足或缺氧池的水力停留时间不够问题，造成整个装置的除总氮不强；另外，其在反硝化反应中，因气提的硝化液含有较高浓度的DO(通常在1mg/L以上)，使得反硝化反应区内的硝化液局部DO 浓度较高，且分布不均匀，影响了反硝化反应的充分进行。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明的目的是提供一种分散式污水处理装置，解决现有技术污水处理出水品质难以长期稳定达标的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种分散式污水处理装置，包括依次连接的调节池和厌氧池，厌氧池后依次连接有第一缺氧池、第一硝化池、第二缺氧池、第二硝化池以及沉淀池；
特别的，污水经调节池后分别进入厌氧池、第一缺氧池和第二缺氧池，在所述第一缺氧池和第一硝化池之间设置有第一硝化液回流机构，在所述第二缺氧池和第二硝化池之间设置有第二硝化液回流机构；
特别的，所述第一硝化液回流机构包括气提管、出水管、回流管以及消气盒，第一硝化池的部分污水经气提管进入消气盒，消气盒内的污水部分经回流管回流至第一硝化池，部分经出水管进入第一缺氧池，所述消气盒包括中空的盒体，其盒体内设置有第一隔板和第二隔板，第二隔板与第一隔板垂直并且将盒体分为三个空间，其中，第一隔板与盒体形成的空间中，盒体底部加工有喷水管，喷水管与气提管连通，第一隔板上加工有进水口；第二隔板与盒体形成的两个空间中，盒体一侧分别加工有出水口和回流口，出水口和回流口分别与出水管和回流管连接，第二隔板上加工有溢流孔，所述溢流孔距离盒体底部的高度高于出水口距离盒体底部的高度；
特别的，在所述沉淀池的表面中央设置有撇渣结构，撇渣结构包括吸附部、中空的存储部以及控制器，所述吸附部内悬于存储部中，存储部固定于沉淀池顶部中央，存储部底部连通有排泥管，吸附部通过控制器控制进行旋转吸附。
更进一步，在所述第二硝化池内设置有曝气盘，在所述第二硝化池和沉淀池的连通口处设置有倾斜的板式格网，曝气盘的出气口正对板式格网。
更进一步，所述调节池包括依次连接的预调节池和缓冲池，预调节池入口处设置有过滤栅栏，缓冲池内设置有搅拌装置。
更进一步，在所述沉淀池后依次连接有减量池和储存池，沉淀池外设置有清水池，沉淀池与清水池之间设置有砂滤罐，经清水池的水再经消毒器消毒后排出，沉淀池的污泥部分经排泥管进入厌氧池，剩余污泥进入减量池。
更进一步，所述厌氧池内设置有仿生填料，所述第一硝化池和第二硝化池内均设置有生物填料。
优选的，板式格网的孔径小于生物填料的直径。
更进一步，第一缺氧池和第二缺氧池的进水口处均设有缓冲槽，缓冲槽内设有与进水口相对的挡板，缓冲槽底部设有多个漏液孔。
更进一步，气提管的管路上设置有进气管，进气管上设置有风机和流量计。
更进一步，沉淀池底部设置有集泥斗，集泥斗与排泥管连通。
更进一步，在污泥储存池与调节池之间设有污水回流机构。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明的装置能保证污水出水水质长期稳定达标，主要通过以下四点实现：
a，污水经调节池后分别进入厌氧池、第一缺氧池和第二缺氧池，实现三点进水，在第一缺氧池和第一硝化池之间设置有第一硝化液回流机构，在第二缺氧池和第二硝化池之间设置有第二硝化液回流机构，实现两步硝化液回流，创新性的引入了进水与硝化的“3+2”模式，使得本装置对污水中总氮的去除效果能长期稳定达标；
b，本发明在第一硝化池与第一硝化液回流机构之间、第二硝化池与第二硝化液回流机构之间各自设有一个消气盒，硝化液回流机构从硝化池中气提出的硝化液含有大量DO，经过气提管进入到消气盒中停留一段时间，硝化液中的DO从出气口释放到大气中，使得硝化液进入缺氧池后的混合液中DO浓度低于0.5mg/L，利于缺氧池中的反硝化反应，使得缺氧池中的反应能长期稳定进行；
c，本发明在沉淀池上设置有撇渣结构，能够及时清除掉沉淀池表明浮泥，避免影响到出水中的悬浮物浓度，保证出水水质长期达标；
d，本发明在第二硝化池与沉淀池接通处设置有板式格网，由于曝气盘不断冲刷板式格网，使得进入沉淀池的污水具有一定的动量，保证出水在一个稳定的流量、浓度范围内，并且不易堵塞，保证装置能长期稳定运行，进一步保证出水水质。
上述这些技术特征结合，共同保证实现了本装置处理后的污水品质能长期稳定达标的技术效果。
此外，本发明的装置运行能耗低，可将所有设备与PLC连接，人工干预少，故障率低。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为消气盒结构示意图；
图3为撇渣结构示意图。
图中：1-调节池，2-厌氧池，3-第一缺氧池，4-第一硝化池，5-第二缺氧池，6-第二硝化池，7-沉淀池，8-第一硝化液回流机构，9-第二硝化液回流机构，10-撇渣结构，11-排泥管，12-预调节池，13-缓冲池，14-减量池，15-储存池，16-仿生填料，17-生物填料，18-集泥斗，19-污水回流管；
81-气提管，82-出水管，83-回流管，84-消气盒，841-第一隔板，842-第二隔板，843-喷水管，844-进水口，845-出水口，846-回流口，847-溢流孔，85- 进气管，86-风机，87-流量计；
101-吸附部，102-存储部。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
实施例1：
本实施例提供一种分散式污水处理装置，包括依次连接的调节池1和厌氧池2，厌氧池2后依次连接有第一缺氧池3、第一硝化池4、第二缺氧池5、第二硝化池6以及沉淀池7；
由于厌氧池、第一缺氧池和第二缺氧池中在进行相应的化学反应，为了不对其产生影响，保证流入的污水在一个稳定的流量、浓度范围内，同时也为了给第一缺氧池和第二缺氧池中的反硝化反应补充一定量的碳源主要是有机物)，污水经调节池1后分别进入厌氧池2、第一缺氧池3和第二缺氧池5，实现三点进水，一般通过水泵与水管来实现。在第一缺氧池3和第一硝化池4 之间设置有第一硝化液回流机构8，在第二缺氧池5和第二硝化池6之间设置有第二硝化液回流机构9，经过两次硝化液回流处理，使得对污水中总氮的祛除效果更好，出水水质更稳定。
第一硝化液回流机构8包括气提管81、出水管82、回流管83以及消气盒 84，第一硝化池4的部分污水经气提管81进入消气盒84，消气盒84内的污水部分经回流管83回流至第一硝化池4，部分经出水管82进入第一缺氧池3，消气盒84包括中空的盒体，其盒体内设置有第一隔板841和第二隔板842，第二隔板842与第一隔板841垂直并且将盒体分为三个空间，其中，第一隔板841与盒体形成的空间中，盒体底部加工有喷水管843，喷水管843与气提管81连通，第一隔板841上加工有进水口844；第二隔板842与盒体形成的两个空间中，盒体一侧分别加工有出水口845和回流口846，出水口845和回流口846分别与出水管82和回流管83连接，第二隔板842上加工有溢流孔 847，溢流孔847距离盒体底部的高度高于出水口845距离盒体底部的高度；第二硝化液回流机构9与第一硝化液回流机构8结构相同；硝化液回流机构从硝化池中气提出的硝化液含有大量DO，经过气提管进入到释气盒停留一段时间，硝化液中的DO从出气口释放到大气中，使得硝化液进入缺池后的混合液中DO浓度低于0.5mg/L，更加利于缺氧池中的反硝化反应，脱氮效果更好。
在沉淀池7的表面中央设置有撇渣结构10，撇渣结构10包括吸附部101、中空的存储部102以及控制器，吸附部101内悬于存储部102中，存储部102固定于沉淀池7顶部中央，存储部102底部连通有排泥管11，吸附部101通过控制器控制进行旋转吸附。这部分的作用在于：沉淀池底部因缺氧而发生厌氧反应，产生的甲烷、氮气等在上升的过程中携带污泥，因而会在沉淀池的表层不断累积浮泥，为了能够及时清除掉这些浮泥，避免影响到出水中的悬浮物浓度，设置了撇渣结构10。
在第二硝化池6内设置有曝气盘，在第二硝化池6和沉淀池7的连通口处设置有倾斜的板式格网，曝气盘的出气口正对板式格网，使得进入沉淀池的污水具有一定的动量，保证出水在一个稳定的流量、浓度范围内，并且不易堵塞，保证装置能长期稳定运行，进一步保证出水水质。
为了提高注入厌氧池、第一缺氧池和第二缺氧池中的污水的稳定性，调节池1包括依次连接的预调节池12和缓冲池13，为了能够预先将固体垃圾先行清除掉，预调节池12入口处设置有过滤栅栏，缓冲池13内设置有搅拌装置，对调节池内的污水进行充分搅拌。
为了能够尽量处理污泥中的有机物，减少污泥的总量，在沉淀池7后依次连接有减量池14和储存池15，沉淀池7外设置有清水池，为了将排出水中的杂质清理得更加彻底，沉淀池7与清水池之间设置有砂滤罐，砂滤罐内自下而上分别盛有粗河砂平均粒径在0.5mm以上)、中河砂平均粒径在 0.35～0.5mm)和细河砂平均粒径在0.25～0.35mm)，罐内最上端留有30cm左右的保护高度。从沉淀池流出的水自流至砂滤罐下端，在罐内自下而上经过粗河砂、中河砂和细河砂，最终从砂滤罐上端出水，在水泵的动力下泵入紫外消毒器内，经过紫外消毒后外排，一般来说水中悬浮物应不超过20mg/L，结合之前撇渣结构的作用，最终保证出水中悬浮物能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。
沉淀池7的污泥部分经排泥管进入厌氧池2，剩余污泥进入减量池14。
厌氧池2内设置有仿生填料16，第一硝化池4和第二硝化池6内均设置有生物填料17。为保证效果，板式格网的孔径小于生物填料的直径。
第一缺氧池3和第二缺氧池5的进水口处均设有缓冲槽，缓冲槽内设有与进水口相对的挡板，缓冲槽底部设有多个漏液孔，刚进入第一缺氧池3和第二缺氧池5内的污水带有一定动量，冲击在挡板上后，在缓冲槽内来回流动，从而降低了污水的流速，同时，污水通过缓冲槽底部的漏液孔进入第一缺氧池3和第二缺氧池5，进入也更加均匀。
气提管81的管路上设置有进气管85，进气管85上设置有风机86和流量计 87。通过风机86将空气送入气提管中，流量计87用来测定风机86风量。
沉淀池7底部设置有集泥斗18，集泥斗18与排泥管11连通，在储存池15与调节池1之间设有污水回流管19。
本发明的仿生填料，采用的是悬挂于厌氧池内的一种固定仿生水草填料，这些填料包括中间绳、固定于中间绳上的数根纤维单体。纤维单体为环状放射性结构，环状纤维单体通过编织排列于中间绳上，由数个环状纤维单体和中间绳组成，具有极大的比表面积，可达普通组合式填料的10倍。由于其比表面积大一般在800m2/m3)，届时会附着大量的厌氧菌，厌氧菌在新陈代谢过程中，会消耗在第一厌氧池的少量DO，保证了厌氧池的严格厌氧环境，为后续的厌氧释磷提供了基础。设于第一硝化池和第二硝化池内的生物填料，一般采用MBBR填料。省去填料的填充比为0.25～0.5(添加的悬浮填料的总体积与第一硝化池和第二硝化池的容积之和的比)。
本发明采用上述污水处理装置来处理污水的方法为：
先将污水导入调节池中，污水中的绝大部分固体杂物被调节池的入水口处的过滤栅栏过滤掉；搅拌机构间隔搅拌缓冲池中的污水，保持缓冲池中的污水浓度大致一致；接着用水泵将污水抽入到厌氧池，接着依次经过第一缺氧池、第一硝化池、第二缺氧池、第二硝化池和沉淀池。第一硝化池中的部分硝化液经过第一硝化液回流机构气提后进入消气盒，在消气盒内消气后回流至第一缺氧池；同理，第二硝化池中的部分硝化液也经过第二硝化液回流机构气提后，在消气盒内释气后再回流至第二缺氧池；沉淀池内的上层污水进入到清水池中，部分污泥经过污泥回流机构回流到厌氧池，剩余的污泥经过减量池后进入到污泥储存池；清水池中的水经砂滤罐过滤，在经安设在出水管上的消毒器消毒后排出；储存池内的上清液被导入到调节池中。
厌氧池中的厌氧菌分解污水中的有机物，将固体的含磷物质释放到污水中，同时也硝化一部分含氮物质；污水在厌氧池经过大约1小时后，进入第一缺氧池；第一缺氧池中进行反硝化反应，将硝酸根离子反硝化为氮气，排除出去；污水在第一缺氧池进行反硝化反应大约1.5小时候进入到第一硝化池。第一硝化池中的好氧菌处理污水中的含磷物质，并将磷元素固化，同时将氨根离子硝化为硝酸根离子。同时，第一硝化池中的部分污水被第一硝化液回流机构气提到消气盒内，气提后的硝化液在消气盒内消气后，再进入到第一缺氧池内进行反硝化反应，除氮效果更佳，出水水质更稳定。污水在第一硝化池经过大约3小时后，进入第二缺氧池，继续进行反硝化反应。污水在第二缺氧池停留1.5小时候后，接着进入第二硝化池，没有清除完全的含氮物质在第二硝化池中继续硝化成硝酸根离子，并被第二硝化液回流机构气提到消气盒内，气提后的硝化液在消气盒内消气后，再进入到第二缺氧池内进行反硝化反应，除氮效果更佳；污水大约在第二硝化池2小时后，进入到沉淀池进行沉淀。污水在沉淀池沉淀2小时后，沉淀池的上层清液被转移到清水池，经过砂滤罐过滤后，在经过杀菌消毒，最后排出或利用；沉淀池下层的沉淀泥土在减量池内进行硝化作用，减少了50～60％的体积，大大降低了污泥的重量，最后转移到储存池内外运送出。当沉淀池的上层聚集较多的污泥时，撇渣结构将悬浮在上层的泥土清理掉，保证了排出的水的悬浮物浓度达到国家排放标准。
需要说明的是：污水中的氮类污染物(主要是氨氮)在第一硝化池中经过硝化作用转化为硝态氮，而硝化作用只是转化了氮的形态，还未真正除去污水中的氮，因而需要通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，保证出水中的总氮达标，本发明中，第一硝化池的硝态氮进入到第一缺氧池中进行反硝化反应，第二硝化池中的硝态氮进入到第二缺氧池中进行反硝化反应；另外，没有充分转变形态的含氮物在第二硝化池经过硝化反应后，再回流到第二缺氧池中进行反硝化作用，从而将硝态氮转化为氮气除去；还有，厌氧池中也能除去部分氮，共同保证了出水水质。
同时，本发明的污水处理过程，进水口、出水口呈对角设置。此外，本发明可将所有设备与PLC电性连接，大大方便了对其控制。
对比例1：
进水水质同实施例1，本对比例1提供一种污水处理装置，其结构与实施例1中的装置的结构相同，唯一的不同点是不在第一硝化池和第一缺氧池之间设置第一硝化液回流机构。
污水处理方法为，与实施例中的污水处理方法的步骤基本一致，唯一不同点是污水在第一硝化池中进行了硝化反应后，直接进入到第二缺氧池，不在回流到第一缺氧池进行反硝化反应。
实施例2：
本实施例提供一种污水处理装置，与实施例1结构相同，进水水质不同。
对比例2：
本对比例2的进水水质同实施例2，不同点在于没有消气盒结构。
实施例3：
本实施例提供一种污水处理装置，与实施例1结构相同，与实施例1和实施例2进水水质不同。
对比例3：
本对比例2的进水水质同实施例3，不同点在于没有撇渣结构。
上述所有例子，装置均运行长达1个月，检测结果如下：
运行一个月后，实施例1的CODcr为29mg/L，氨氮1.5mg/L，而对比例1的CODcr为34mg/L，氨氮3mg/L，本发明能保证长期的出水水质。
通过上述表格数据可知，本发明所提供的污水处理装置，对污水的除氮效果、长期的出水水质效果更好。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。
Claims (10)
1.一种分散式污水处理装置，包括依次连接的调节池(1)和厌氧池(2)，其特征在于，厌氧池(2)后依次连接有第一缺氧池(3)、第一硝化池(4)、第二缺氧池(5)、第二硝化池(6)以及沉淀池(7)；
污水经调节池(1)后分别进入厌氧池(2)、第一缺氧池(3)和第二缺氧池(5)，在所述第一缺氧池(3)和第一硝化池(4)之间设置有第一硝化液回流机构(8)，在所述第二缺氧池(5)和第二硝化池(6)之间设置有第二硝化液回流机构(9)；
所述第一硝化液回流机构(8)包括气提管(81)、出水管(82)、回流管(83)以及消气盒(84)，第一硝化池(4)的部分污水经气提管(81)进入消气盒(84)，消气盒(84)内的污水部分经回流管(83)回流至第一硝化池(4)，部分经出水管(82)进入第一缺氧池(3)，所述消气盒(84)包括中空的盒体，其盒体内设置有第一隔板(841)和第二隔板(842)，第二隔板(842)与第一隔板(841)垂直并且将盒体分为三个空间，其中，第一隔板(841)与盒体形成的空间中，盒体底部加工有喷水管(843)，喷水管(843)与气提管(81)连通，第一隔板(841)上加工有进水口(844)；第二隔板(842)与盒体形成的两个空间中，盒体一侧分别加工有出水口(845)和回流口(846)，出水口(845)和回流口(846)分别与出水管(82)和回流管(83)连接，第二隔板(842)上加工有溢流孔(847)，所述溢流孔(847)距离盒体底部的高度高于出水口(845)距离盒体底部的高度；所述第二硝化液回流机构(9)与第一硝化液回流机构(8)结构相同；
在所述沉淀池(7)的表面中央设置有撇渣结构(10)，撇渣结构(10)包括吸附部(101)、中空的存储部(102)以及控制器，所述吸附部(101)内悬于存储部(102)中，存储部(102)固定于沉淀池(7)顶部中央，存储部(102)底部连通有排泥管(11)，吸附部(101)通过控制器控制进行旋转吸附。
2.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，在所述第二硝化池(6)内设置有曝气盘，在所述第二硝化池(6)和沉淀池(7)的连通口处设置有倾斜的板式格网，曝气盘的出气口正对板式格网。
3.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，所述调节池(1)包括依次连接的预调节池(12)和缓冲池(13)，预调节池(12)入口处设置有过滤栅栏，缓冲池(13)内设置有搅拌装置。
4.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，在所述沉淀池(7)后依次连接有减量池(14)和储存池(15)，沉淀池(7)外设置有清水池，沉淀池(7)与清水池之间设置有砂滤罐，经清水池的水再经消毒器消毒后排出，沉淀池(7)的污泥部分经排泥管进入厌氧池(2)，剩余污泥进入减量池(14)。
5.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，所述厌氧池(2)内设置有仿生填料(16)，所述第一硝化池(4)和第二硝化池(6)内均设置有生物填料(17)。
6.如权利要求5所述分散式污水处理装置，其特征在于，板式格网的孔径小于生物填料的直径。
7.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，第一缺氧池(3)和第二缺氧池(5)的进水口处均设有缓冲槽，缓冲槽内设有与进水口相对的挡板，缓冲槽底部设有多个漏液孔。
8.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，气提管(81)的管路上设置有进气管(85)，进气管(85)上设置有风机(86)和流量计(87)。
9.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，沉淀池(7)底部设置有集泥斗(18)，集泥斗(18)与排泥管(11)连通。
10.如权利要求1所述分散式污水处理装置，其特征在于，在储存池(15)与调节池(1)之间设有污水回流管(19)。
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