一种污水处理装置的制造方法
专利名称:一种污水处理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种污水处理装置，包括一号水力分布器、二号水力分布器、三号水力分布器、四号水力分布器和五号水力分布器、A级生物膜反应器和B级生物膜反应器、一号溢流集水槽、二号溢流集水槽、三号溢流集水槽、四号溢流集水槽和五号溢流集水槽，一号水力分布器、所述A级生物膜反应器、一号溢流集水槽、二号水力分布器、B级生物膜反应器、二号溢流集水槽、三号水力分布器、清污分离器、三号溢流集水槽、四号水力分布器、杀菌消毒池、四号溢流集水槽、五号水力分布、电解除磷反应器、五号溢流集水槽依次连接。本实用新型投资省、除磷工艺新、运行费用低、处理效果佳、无二次污染。
【专利说明】
一种污水处理装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水处理装置。
【背景技术】
[0002] 随着国内外城镇化建设力度的加强，城镇的扩容速度越来越快，日益加快了城镇 化人口的产生，随着人们生活水平的提高，所排放的生活污水中不但含有一定量的有机物 和氨氮，而且含有病菌、磷等污染物，如不妥善处理，将严重影响周围环境。因此，现在的城 镇及农村环境污染已非常突出与严峻。国内的部分城镇及农村村屯虽然配套了生活污水处 理设施，但投资高、功耗大、无除磷工艺、处理效果一般，操作管理繁琐。故，我们实用新型了 一种设备投资省、除磷工艺新、运行费用低、处理效果佳、无二次污染的乡镇生活污水处理 厂(站)工艺及其成套装置。
[0003] 当今常用的生活污水处理方法主要有：
[0004] 1.生物接触氧化法工艺
[0005] 其优点有：
[0006] (1)生物浓度高，抗冲击负荷的能力较强；
[0007] (2)传质条件好，氧利用率高，动力消耗少；
[0008] (3)污泥产生量较少，且不存在污泥膨胀的问题；
[0009] (4)不需要污泥回流，运行费用低；
[0010] (5)填料的比表面积大，占地面积较少。
[0011]其缺点是：
[0012] (1)填料上生物膜实际数量随B0D负荷而变。B0D负荷高，则生物膜数量多；反之亦 夕犬. JWS ，
[0013] (2)生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，在某些填料中易于堵 塞；
[0014] (3)由于填料设置使氧化池的构造较为复杂，曝气设备的安装和维护不如活性污 泥法来得方便；
[0015] (4)填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。
[0016] 2.SBR 法工艺 [0017] 其优点有：
[0018] (1)理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替 状态，净化效果好；
[0019] (2)运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质 好；
[0020] (3)耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和 有机污物的冲击；
[0021] (4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；
[0022] (5)处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理；
[0023] (6)反应池内存在DO、B0D5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀；
[0024] (7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造；
[0025] (8)脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱 氮除磷效果；
[0026] (9)工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥 回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
[0027]其缺点是：
[0028] (1)自动化控制要求高；
[0029] (2)排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门 的排水设备(滗水器），且对滗水器的要求很高；
[0030] (3)后处理设备要求大:如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管 道也很大；
[0031] (4)由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。
[0032] 3.A/0生物处理工艺
[0033] 其优点有：
[0034] (1)流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；
[0035] (2)反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好， 反硝化反应充分；
[0036] (3)曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；
[0037] (4)A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免D0的增加。0段的前段采用强曝气，后段减少 气量，使内循环液的D0含量降低，以保证A段的缺氧状态。
[0038]其缺点是：
[0039] (1)由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解 物质的降解率较低；
[0040] (2)若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来 自曝气池，含有一定的D0,使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难 达到90 %;
[00411 (3)影响因素水力停留时间（硝化>6h，反硝化<2h)、循环比MLSS(>3000mg/L)、 污泥龄（>30d)、N/MLSS负荷率（<0.03)、进水总氮浓度（<30mg/L)。 【实用新型内容】
[0042] 本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种适宜城镇、村屯生活污水使用的且 具有投资成本低、工艺流程简单、抗冲击负荷能力强、脱氮除磷效果优、占地面积小、出水水 质好、运行能耗低、自动化程度高、易操作管理、无二次污染的污水处理装置。
[0043] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0044] 本实用新型提供了一种污水处理装置，包括水力分布器、生物膜反应器、溢流集水 槽、清污分离器、杀菌消毒池和电解除磷反应器；
[0045] 所述水力分布器包括一号水力分布器、二号水力分布器、三号水力分布器、四号水 力分布器和五号水力分布器；
[0046] 所述生物膜反应器包括A级生物膜反应器和B级生物膜反应器；
[0047]所述溢流集水槽包括一号溢流集水槽、二号溢流集水槽、三号溢流集水槽、四号溢 流集水槽和五号溢流集水槽；
[0048] 所述一号水力分布器、所述A级生物膜反应器、所述一号溢流集水槽、所述二号水 力分布器、所述B级生物膜反应器、所述二号溢流集水槽、所述三号水力分布器、所述清污分 离器、所述三号溢流集水槽、所述四号水力分布器、所述杀菌消毒池、所述四号溢流集水槽、 所述五号水力分布、所述电解除磷反应器、所述五号溢流集水槽依次连接。
[0049] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括格栅、提升栗和集水池，所 述格栅与所述集水池连通。
[0050] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括进水口，所述进水口与所述 一号水力分布器的进水端连接。
[0051] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括出水管，所述出水管与所述 五号溢流集水槽的出水端连接。
[0052]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括汽提装置，所述清污分离器 内的沉淀污泥经所述汽提装置回流至所述A级生物膜反应器。
[0053]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括初沉池，所述初沉池与所述 清污分离器内分别都安装的蜂窝斜管填料，其斜管填料角度在45~65之间。
[0054]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，所述生物膜反应器内充氧采用刚玉 球型微孔曝气。
[0055] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，所述溢流集水槽为锯齿形，所述水 力分布器为不锈钢多孔型。各级反应器都配置锯齿形矩形溢流集水槽，污水经溢流集水槽 自流至管道经多孔水力分布器出水，具有布水均匀，可以进一步降低污水有机物污染物，为 后续处理减轻压力。
[0056] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，所述电解除磷反应器采用的是镀特 殊金属材料的钛合金棒作阳电极与金属钛板作阴极，进行电解反应生成磷酸亚铁和磷酸铁 沉淀除磷。电解除磷过程采用钛阳极和钛网阴极电极对，主要通过阳极失去电子产生亚铁 离子，进而与溶液中的磷酸根反应生成沉淀，使得磷酸根去除；电解脱氮过程采用钛网阳极 和钛阴极电极对，由阳极产生的氯气进入溶液后产生反应生成有效余氯，并与水中氨氮产 生氧化反应，氨氮被氧化成氮气得以去除。
[0057]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括格栅井。
[0058] 因此，本实用新型提供的污水处理装置，具有微生物的硝化、反硝化功能和电解氧 化、吸附的优点，在去除有机物、灭杀病菌的同时，可有效地脱氮、除磷和去除污水中包括重 金属离子在内的有毒有害物;而且设备投资省、除磷工艺新、运行费用低、处理效果佳、无二 次污染。
【附图说明】
[0059] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0060] 图1是本实用新型污水处理装置的整体结构示意图；
[0061] 图2是本实用新型污水处理装置的水力分布器的结构示意图；
[0062] 图3是本实用新型污水处理装置的电解除磷反应器的结构示意图；
[0063] 现将附图中的标号说明如下：30为农户，40为格栅井，50为集水池，60为风机，70为 农田，1为格栅，2为提升栗，3为进水口，4为一号水力分布器，5为一号溢流集水槽，6为A级生 物膜反应器，7为二号水力分布器，8为B及生物膜反应器，9为二号溢流集水槽，10为三号水 力分布器，11为清污分离器，12为三号溢流集水槽，13为四号水力分布器，14为杀菌消毒池， 15为四号溢流集水槽，16为五号水力分布器，17为电解除磷反应器，18为五号溢流集水槽， 19为出水管，20为气提装置,41为分布器多孔板，51为镀钌钛金网板，52为钛金板，53为多孔 板。
【具体实施方式】
[0064] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0065] 在本实用新型较佳实施例中，图1是本实用新型污水处理装置的整体结构示意图， 如图1所示，本实用新型具体实施例的污水处理装置，包括水力分布器、生物膜反应器、溢流 集水槽、清污分离器11、杀菌消毒池14和电解除磷反应器17;
[0066] 水力分布器包括一号水力分布器4、二号水力分布器7、三号水力分布器10、四号水 力分布器13和五号水力分布器16;
[0067]生物膜反应器包括A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8;
[0068]溢流集水槽包括一号溢流集水槽5、二号溢流集水槽9、三号溢流集水槽12、四号溢 流集水槽15和五号溢流集水槽18;
[0069] 一号水力分布器4、A级生物膜反应器6、一号溢流集水槽5、二号水力分布器7、B级 生物膜反应器8、二号溢流集水槽9、三号水力分布器10、清污分离器11、三号溢流集水槽12、 四号水力分布器13、杀菌消毒池14、四号溢流集水槽15、五号水力分布16、电解除磷反应器 17、五号溢流集水槽18依次连接。
[0070] 本实用新型的污水处理装置还包括格栅1、提升栗2格栅井40和集水池50,格栅1与 集水池50连通，集水池用于收集污水，均衡水量、水质;还包括进水口 3和出水管19，进水口 3 与一号水力分布器4的进水端连接，出水管19与五号溢流集水槽18的出水端连接，还包括汽 提装置20，清污分离器11内的沉淀污泥经汽提装置20回流至A级生物膜反应器6。
[0071] 具体地，格栅1清污后的水自流至集水池，由提升栗2提升至进水口 3与一号水力分 布器4相连，经一号水力分布器4进行均布水，一号水力分布器4的水分布于A级生物膜反应 器6，A级生物膜反应器6的出水进入一号溢流集水槽5，一号溢流集水槽5与二号水力分布器 7相连，二号水力分布器7的污水分布于B级生物膜反应器8，B级生物膜反应器8自流至二号 溢流集水槽9,二号溢流集水槽9与三号水力分布器10相连，三号水力分布器10的出水至清 污分离器11，清污分离器11的出水自流至三号溢流集水槽12,三号溢流集水槽12与四号水 力分布器13相连，四号水力分布器13的污水分布于杀菌消毒池14,杀菌消毒池14的污水自 流进入四号溢流集水槽15,四号溢流集水槽15与五号水力分布器16相连，五号水力分布器 16的污水均匀分布于电解除磷反应器17,污水经阴阳极电解除磷，阴阳极电解除磷的出水 至五号溢流集水槽18,五号溢流集水槽18与出水管19连接，出水管19连接外排管达标排放。 此外，清污分离器11内的沉淀污泥经汽提装置20回流至A级生物膜反应器6，与进水混合后 一同流入B级生物处理器8，进行后续处理，剩余泥污外排至农田70做肥料。
[0072] 本实用新型具体实施例中，整套污水处理装置的外壳(本体)的材质可根椐实际要 求选用玻璃钢、碳钢或不锈钢等材质。
[0073] 本实用新型还包括风机60,这里选用的是回转式风机。为生物膜反应器提供氧气 进行曝气生化，达到达标排放。
[0074]图2是本实用新型污水处理装置的水力分布器的结构示意图，水力分布器包括分 布器多孔板41，图中的水力分布器分别服务于A级生物膜反应器6、B级生物膜反应器8、清污 分离器11、杀菌消毒池14和电解除磷反应器17的布水工作，它的作用是在均匀布水的前提 下，预防污水的湍流。
[0075]图3是本实用新型污水处理装置的电解除磷反应器的结构示意图，电解除磷反应 器包括间隔设置的镀舒钛金网板51和钛金板5 2，钛金网板51和钛金板5 2之间还设置有多孔 板53,杀菌消毒后的污水经溢流集水与与水力分布器出水口自流至电解除磷反应器，通过 阳极产生的亚铁离子和铁离子与污水中的磷酸盐反应，生成磷酸亚铁和磷酸铁沉淀:部分 铁离子在不同pH值范围内与溶液中的0H-反应生成铁的羟基化合物以及氢氧化亚铁 (Fe0H2)、氢氧化铁(Fe0H3)沉淀；同时阴极产生的氢气(H2)形成的微小气泡，促进了磷酸根 离子(P043-)的絮凝速率，增加了磷酸根离子(P043-)的絮凝效果，从而加快完成了氢氧化 亚铁(Fe0H2)、氢氧化铁(Fe0H3)吸附、沉淀磷酸根离子(P043-)，而氢氧化亚铁、氢氧化铁沉 淀时表面则吸附着大量的磷酸根离子(P043-)沉淀任务，实现了全程污水脱氮除磷、去除有 机物无需添加任何药剂而达标排放的目的。
[0076] 本实用新型的污水处理装置首先在A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8的工 序中，利用兼氧微生物与好氧微生物进行有机物的代谢，经清污分离器11内的回流液通过 气提装置20回流至A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8中，形成硝化与反硝化反应。此 时兼性微生物将污水中的有机氮转化分解成NH3-N，同时利用有机碳源作电子供体，将N02、 N03-N转化成N3，而且利用部分有机碳与NH3-N合成新的细胞物质。在B级生物膜反应器，在 微孔曝气器的充氧曝气作用下，有机物得到进一步的氧化分解，同时在碳化的作用下，进行 硝化反应，在兼性微生物和好氧微生物的相互作用下最终消除氮污染，降低磷含量。
[0077]本实用新型的污水处理装置首先在A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8的脱 氮除磷的工序中，将产生一产量的碱度。因此，整套污水处理过程无需加碱，调节pH值。 [0078] 本实用新型的污水处理装置的工艺适用于其它的污水及工业废水有机物及脱氮 除磷的工序中。
[0079]本实用新型的污水处理装置性能要求如下：
[0080] (1)进水水质要求
[0081] 表2-1进水水质要求
[0083] (2)出水水质指标
[0084] 处理后出水水质达到优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中 的一级A标准。
[0085] 表2-2出水水质指标
[0087]注:括号外数值为水温>12°C时的控制指标，括号外数值为水温<12°C时的控制指 标。
[0088] (3)去除效果
[0089] 表2-3去除效率
[0091 ]本实用新型的污水处理装置的优点有：
[0092] (1)本实用新型的装置结构紧凑，处理流程简单。
[0093]本实用新型的装置集沉砂、硝化、反硝化、污泥回流、消毒灭菌、清污分离、电解除 磷等工序于一体，一体化程度高，管道连接少，构思新颖，体积小，占地面积省。
[0094] (2)建筑物少、基建费用低。
[0095]本实用新型的建筑物占地面积小，只需一只集水池和设备基础，无需生化沉淀池、 中间池等基建设施。
[0096] (3)能耗小、运行费用低。
[0097]本实用新型反应过程中无需加温、加酸碱，且不用添加额外药剂，所以运行方便， 操作简单，适应范围广，同时自动化程度高，各个反应室之间的污水均为自流运行，且污泥 回流靠气提回流，无需安装提升栗，整个实用新型中，仅在鼓风曝气装置和电解除磷装置产 生用电功率。因此整个处理系统运行费用较常规处理设备低，每处理一吨生活污水的成本 仅为0.15~0.18元。
[0098] (4)处理效果好、无二次污染
[0099]本实用新型采用AA0R生物膜法工艺成熟、稳定可靠，操作维修极为方便，无需进行 大量污泥回流。运行周期灵活可变，耐冲击负荷性能强。能实现同时硝化/反硝化以去除污 水中CODcr和氨氮等，并能实现过度生物氧化，处理效率高，出水水质好。除磷采用高效的电 解除磷，去除率达到98%以上。此外，通过对沉淀分离器表面负荷，有效水深，滑泥斗倾角等 设计参数合理选择，从而提高了固液分离的效果。
[0100]由于本工艺采用AA0R生物膜法，设备埋地设计，上表绿化，同时在排气口设置除臭 装置，故整套设备的异味相对较少，基本无异味产生。污水处理系统中，噪声来源主要为风 机。为此，我们特选用了低转速的回转式风机，风机噪声小，并在风机进出口中设置消音器， 在风机的出口装软性接头，底座设置减振器，经这一系列的控制，噪声可达到二类地区的标 准。
[0101] 清汚分离器污泥回流至一级生物膜反应器进一步生化，从而减少污泥量。污泥消 化器中剩余少量污泥定期处理，一般每年1~2次即可。因此，本实用新型运行过程中不会产 生臭气、噪声和污泥的二次污染。
[0102] (5)投资省、见效快
[0103]本实用新型的设备为地埋式玻璃钢结构的一体化生活污水成套处理装置，运至现 场接通进、出水管，进气管及电源，即可正常运行。设备采用的材质为机械缠绕玻璃钢复合 结构，一次制作成型，具有四层防护材料。具有高强度、防渗漏、耐腐蚀、防老化及抗紫外线 照射等功能，使用寿命长，正常使用可用50年。
[0104] (6)维护方便，易管理
[0105] 本实用新型采用远程自动化的PLC电脑程序控制，具有自动化的报警功能，及时发 现设备故障，进行相应的处理和调整，无需多人进行管理，减少运营管理人员，操作简单，管 理方便，提高管理效率，有效降低维护成本。
[0106] (7)独特的脱氮、除磷装置
[0107]本实用新型采用高效阴阳电极电解原理，使阳极产生的亚铁离子和铁离子絮凝、 吸附污水中的磷酸盐反应生成磷酸亚铁和磷酸铁沉淀，实现无需添加药剂完成高效除磷。 作为电解除磷的核心设备一阳极板和阴极板均采用特殊金属材料的金属钛合金棒作阳电 极与金属钛板作阴极，进行电解反应生成磷酸亚铁和磷酸铁沉淀除磷。其脱氮、除磷效率 高，且设备经久耐用不易钝化。
[0108]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种污水处理装置，其特征在于，包括水力分布器、生物膜反应器、溢流集水槽、清污 分离器、杀菌消毒池和电解除磷反应器； 所述水力分布器包括一号水力分布器、二号水力分布器、三号水力分布器、四号水力分 布器和五号水力分布器； 所述生物膜反应器包括A级生物膜反应器和B级生物膜反应器； 所述溢流集水槽包括一号溢流集水槽、二号溢流集水槽、三号溢流集水槽、四号溢流集 水槽和五号溢流集水槽； 所述一号水力分布器、所述A级生物膜反应器、所述一号溢流集水槽、所述二号水力分 布器、所述B级生物膜反应器、所述二号溢流集水槽、所述三号水力分布器、所述清污分离 器、所述三号溢流集水槽、所述四号水力分布器、所述杀菌消毒池、所述四号溢流集水槽、所 述五号水力分布、所述电解除磷反应器、所述五号溢流集水槽依次连接。2. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括格栅、提升栗和集水池，所 述格栅与所述集水池连通。3. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括进水口，所述进水口与所 述一号水力分布器的进水端连接。4. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括出水管，所述出水管与所 述五号溢流集水槽的出水端连接。5. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括汽提装置，所述清污分离 器内的沉淀污泥经所述汽提装置回流至所述A级生物膜反应器。6. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括初沉池，所述初沉池与所 述清污分离器内分别都安装的蜂窝斜管填料，其斜管填料角度在45~65之间。7. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述生物膜反应器内充氧采用刚 玉球型微孔曝气。8. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述溢流集水槽为锯齿形，所述 水力分布器为不锈钢多孔型。9. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述电解除磷反应器采用的是镀 特殊金属材料的钛合金棒作阳电极与金属钛板作阴极，进行电解反应生成磷酸亚铁和磷酸 铁沉淀除磷。10. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括格栅井。
【文档编号】C02F101/16GK205710286SQ201620194868
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】陈建和, 陈慧颖
【申请人】宜兴市绿亚环境工程有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了一种污水处理装置，包括一号水力分布器、二号水力分布器、三号水力分布器、四号水力分布器和五号水力分布器、A级生物膜反应器和B级生物膜反应器、一号溢流集水槽、二号溢流集水槽、三号溢流集水槽、四号溢流集水槽和五号溢流集水槽，一号水力分布器、所述A级生物膜反应器、一号溢流集水槽、二号水力分布器、B级生物膜反应器、二号溢流集水槽、三号水力分布器、清污分离器、三号溢流集水槽、四号水力分布器、杀菌消毒池、四号溢流集水槽、五号水力分布、电解除磷反应器、五号溢流集水槽依次连接。本实用新型投资省、除磷工艺新、运行费用低、处理效果佳、无二次污染。
【专利说明】
一种污水处理装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水处理装置。
【背景技术】
[0002] 随着国内外城镇化建设力度的加强，城镇的扩容速度越来越快，日益加快了城镇 化人口的产生，随着人们生活水平的提高，所排放的生活污水中不但含有一定量的有机物 和氨氮，而且含有病菌、磷等污染物，如不妥善处理，将严重影响周围环境。因此，现在的城 镇及农村环境污染已非常突出与严峻。国内的部分城镇及农村村屯虽然配套了生活污水处 理设施，但投资高、功耗大、无除磷工艺、处理效果一般，操作管理繁琐。故，我们实用新型了 一种设备投资省、除磷工艺新、运行费用低、处理效果佳、无二次污染的乡镇生活污水处理 厂(站)工艺及其成套装置。
[0003] 当今常用的生活污水处理方法主要有：
[0004] 1.生物接触氧化法工艺
[0005] 其优点有：
[0006] (1)生物浓度高，抗冲击负荷的能力较强；
[0007] (2)传质条件好，氧利用率高，动力消耗少；
[0008] (3)污泥产生量较少，且不存在污泥膨胀的问题；
[0009] (4)不需要污泥回流，运行费用低；
[0010] (5)填料的比表面积大，占地面积较少。
[0011]其缺点是：
[0012] (1)填料上生物膜实际数量随B0D负荷而变。B0D负荷高，则生物膜数量多；反之亦 夕犬. JWS ，
[0013] (2)生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，在某些填料中易于堵 塞；
[0014] (3)由于填料设置使氧化池的构造较为复杂，曝气设备的安装和维护不如活性污 泥法来得方便；
[0015] (4)填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。
[0016] 2.SBR 法工艺 [0017] 其优点有：
[0018] (1)理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替 状态，净化效果好；
[0019] (2)运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质 好；
[0020] (3)耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和 有机污物的冲击；
[0021] (4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；
[0022] (5)处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理；
[0023] (6)反应池内存在DO、B0D5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀；
[0024] (7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造；
[0025] (8)脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱 氮除磷效果；
[0026] (9)工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥 回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
[0027]其缺点是：
[0028] (1)自动化控制要求高；
[0029] (2)排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门 的排水设备(滗水器），且对滗水器的要求很高；
[0030] (3)后处理设备要求大:如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管 道也很大；
[0031] (4)由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。
[0032] 3.A/0生物处理工艺
[0033] 其优点有：
[0034] (1)流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；
[0035] (2)反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好， 反硝化反应充分；
[0036] (3)曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；
[0037] (4)A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免D0的增加。0段的前段采用强曝气，后段减少 气量，使内循环液的D0含量降低，以保证A段的缺氧状态。
[0038]其缺点是：
[0039] (1)由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解 物质的降解率较低；
[0040] (2)若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来 自曝气池，含有一定的D0,使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难 达到90 %;
[00411 (3)影响因素水力停留时间（硝化>6h，反硝化<2h)、循环比MLSS(>3000mg/L)、 污泥龄（>30d)、N/MLSS负荷率（<0.03)、进水总氮浓度（<30mg/L)。 【实用新型内容】
[0042] 本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种适宜城镇、村屯生活污水使用的且 具有投资成本低、工艺流程简单、抗冲击负荷能力强、脱氮除磷效果优、占地面积小、出水水 质好、运行能耗低、自动化程度高、易操作管理、无二次污染的污水处理装置。
[0043] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0044] 本实用新型提供了一种污水处理装置，包括水力分布器、生物膜反应器、溢流集水 槽、清污分离器、杀菌消毒池和电解除磷反应器；
[0045] 所述水力分布器包括一号水力分布器、二号水力分布器、三号水力分布器、四号水 力分布器和五号水力分布器；
[0046] 所述生物膜反应器包括A级生物膜反应器和B级生物膜反应器；
[0047]所述溢流集水槽包括一号溢流集水槽、二号溢流集水槽、三号溢流集水槽、四号溢 流集水槽和五号溢流集水槽；
[0048] 所述一号水力分布器、所述A级生物膜反应器、所述一号溢流集水槽、所述二号水 力分布器、所述B级生物膜反应器、所述二号溢流集水槽、所述三号水力分布器、所述清污分 离器、所述三号溢流集水槽、所述四号水力分布器、所述杀菌消毒池、所述四号溢流集水槽、 所述五号水力分布、所述电解除磷反应器、所述五号溢流集水槽依次连接。
[0049] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括格栅、提升栗和集水池，所 述格栅与所述集水池连通。
[0050] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括进水口，所述进水口与所述 一号水力分布器的进水端连接。
[0051] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括出水管，所述出水管与所述 五号溢流集水槽的出水端连接。
[0052]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括汽提装置，所述清污分离器 内的沉淀污泥经所述汽提装置回流至所述A级生物膜反应器。
[0053]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括初沉池，所述初沉池与所述 清污分离器内分别都安装的蜂窝斜管填料，其斜管填料角度在45~65之间。
[0054]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，所述生物膜反应器内充氧采用刚玉 球型微孔曝气。
[0055] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，所述溢流集水槽为锯齿形，所述水 力分布器为不锈钢多孔型。各级反应器都配置锯齿形矩形溢流集水槽，污水经溢流集水槽 自流至管道经多孔水力分布器出水，具有布水均匀，可以进一步降低污水有机物污染物，为 后续处理减轻压力。
[0056] 作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，所述电解除磷反应器采用的是镀特 殊金属材料的钛合金棒作阳电极与金属钛板作阴极，进行电解反应生成磷酸亚铁和磷酸铁 沉淀除磷。电解除磷过程采用钛阳极和钛网阴极电极对，主要通过阳极失去电子产生亚铁 离子，进而与溶液中的磷酸根反应生成沉淀，使得磷酸根去除；电解脱氮过程采用钛网阳极 和钛阴极电极对，由阳极产生的氯气进入溶液后产生反应生成有效余氯，并与水中氨氮产 生氧化反应，氨氮被氧化成氮气得以去除。
[0057]作为对本实用新型所述技术方案的一种改进，还包括格栅井。
[0058] 因此，本实用新型提供的污水处理装置，具有微生物的硝化、反硝化功能和电解氧 化、吸附的优点，在去除有机物、灭杀病菌的同时，可有效地脱氮、除磷和去除污水中包括重 金属离子在内的有毒有害物;而且设备投资省、除磷工艺新、运行费用低、处理效果佳、无二 次污染。
【附图说明】
[0059] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0060] 图1是本实用新型污水处理装置的整体结构示意图；
[0061] 图2是本实用新型污水处理装置的水力分布器的结构示意图；
[0062] 图3是本实用新型污水处理装置的电解除磷反应器的结构示意图；
[0063] 现将附图中的标号说明如下：30为农户，40为格栅井，50为集水池，60为风机，70为 农田，1为格栅，2为提升栗，3为进水口，4为一号水力分布器，5为一号溢流集水槽，6为A级生 物膜反应器，7为二号水力分布器，8为B及生物膜反应器，9为二号溢流集水槽，10为三号水 力分布器，11为清污分离器，12为三号溢流集水槽，13为四号水力分布器，14为杀菌消毒池， 15为四号溢流集水槽，16为五号水力分布器，17为电解除磷反应器，18为五号溢流集水槽， 19为出水管，20为气提装置,41为分布器多孔板，51为镀钌钛金网板，52为钛金板，53为多孔 板。
【具体实施方式】
[0064] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0065] 在本实用新型较佳实施例中，图1是本实用新型污水处理装置的整体结构示意图， 如图1所示，本实用新型具体实施例的污水处理装置，包括水力分布器、生物膜反应器、溢流 集水槽、清污分离器11、杀菌消毒池14和电解除磷反应器17;
[0066] 水力分布器包括一号水力分布器4、二号水力分布器7、三号水力分布器10、四号水 力分布器13和五号水力分布器16;
[0067]生物膜反应器包括A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8;
[0068]溢流集水槽包括一号溢流集水槽5、二号溢流集水槽9、三号溢流集水槽12、四号溢 流集水槽15和五号溢流集水槽18;
[0069] 一号水力分布器4、A级生物膜反应器6、一号溢流集水槽5、二号水力分布器7、B级 生物膜反应器8、二号溢流集水槽9、三号水力分布器10、清污分离器11、三号溢流集水槽12、 四号水力分布器13、杀菌消毒池14、四号溢流集水槽15、五号水力分布16、电解除磷反应器 17、五号溢流集水槽18依次连接。
[0070] 本实用新型的污水处理装置还包括格栅1、提升栗2格栅井40和集水池50,格栅1与 集水池50连通，集水池用于收集污水，均衡水量、水质;还包括进水口 3和出水管19，进水口 3 与一号水力分布器4的进水端连接，出水管19与五号溢流集水槽18的出水端连接，还包括汽 提装置20，清污分离器11内的沉淀污泥经汽提装置20回流至A级生物膜反应器6。
[0071] 具体地，格栅1清污后的水自流至集水池，由提升栗2提升至进水口 3与一号水力分 布器4相连，经一号水力分布器4进行均布水，一号水力分布器4的水分布于A级生物膜反应 器6，A级生物膜反应器6的出水进入一号溢流集水槽5，一号溢流集水槽5与二号水力分布器 7相连，二号水力分布器7的污水分布于B级生物膜反应器8，B级生物膜反应器8自流至二号 溢流集水槽9,二号溢流集水槽9与三号水力分布器10相连，三号水力分布器10的出水至清 污分离器11，清污分离器11的出水自流至三号溢流集水槽12,三号溢流集水槽12与四号水 力分布器13相连，四号水力分布器13的污水分布于杀菌消毒池14,杀菌消毒池14的污水自 流进入四号溢流集水槽15,四号溢流集水槽15与五号水力分布器16相连，五号水力分布器 16的污水均匀分布于电解除磷反应器17,污水经阴阳极电解除磷，阴阳极电解除磷的出水 至五号溢流集水槽18,五号溢流集水槽18与出水管19连接，出水管19连接外排管达标排放。 此外，清污分离器11内的沉淀污泥经汽提装置20回流至A级生物膜反应器6，与进水混合后 一同流入B级生物处理器8，进行后续处理，剩余泥污外排至农田70做肥料。
[0072] 本实用新型具体实施例中，整套污水处理装置的外壳(本体)的材质可根椐实际要 求选用玻璃钢、碳钢或不锈钢等材质。
[0073] 本实用新型还包括风机60,这里选用的是回转式风机。为生物膜反应器提供氧气 进行曝气生化，达到达标排放。
[0074]图2是本实用新型污水处理装置的水力分布器的结构示意图，水力分布器包括分 布器多孔板41，图中的水力分布器分别服务于A级生物膜反应器6、B级生物膜反应器8、清污 分离器11、杀菌消毒池14和电解除磷反应器17的布水工作，它的作用是在均匀布水的前提 下，预防污水的湍流。
[0075]图3是本实用新型污水处理装置的电解除磷反应器的结构示意图，电解除磷反应 器包括间隔设置的镀舒钛金网板51和钛金板5 2，钛金网板51和钛金板5 2之间还设置有多孔 板53,杀菌消毒后的污水经溢流集水与与水力分布器出水口自流至电解除磷反应器，通过 阳极产生的亚铁离子和铁离子与污水中的磷酸盐反应，生成磷酸亚铁和磷酸铁沉淀:部分 铁离子在不同pH值范围内与溶液中的0H-反应生成铁的羟基化合物以及氢氧化亚铁 (Fe0H2)、氢氧化铁(Fe0H3)沉淀；同时阴极产生的氢气(H2)形成的微小气泡，促进了磷酸根 离子(P043-)的絮凝速率，增加了磷酸根离子(P043-)的絮凝效果，从而加快完成了氢氧化 亚铁(Fe0H2)、氢氧化铁(Fe0H3)吸附、沉淀磷酸根离子(P043-)，而氢氧化亚铁、氢氧化铁沉 淀时表面则吸附着大量的磷酸根离子(P043-)沉淀任务，实现了全程污水脱氮除磷、去除有 机物无需添加任何药剂而达标排放的目的。
[0076] 本实用新型的污水处理装置首先在A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8的工 序中，利用兼氧微生物与好氧微生物进行有机物的代谢，经清污分离器11内的回流液通过 气提装置20回流至A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8中，形成硝化与反硝化反应。此 时兼性微生物将污水中的有机氮转化分解成NH3-N，同时利用有机碳源作电子供体，将N02、 N03-N转化成N3，而且利用部分有机碳与NH3-N合成新的细胞物质。在B级生物膜反应器，在 微孔曝气器的充氧曝气作用下，有机物得到进一步的氧化分解，同时在碳化的作用下，进行 硝化反应，在兼性微生物和好氧微生物的相互作用下最终消除氮污染，降低磷含量。
[0077]本实用新型的污水处理装置首先在A级生物膜反应器6和B级生物膜反应器8的脱 氮除磷的工序中，将产生一产量的碱度。因此，整套污水处理过程无需加碱，调节pH值。 [0078] 本实用新型的污水处理装置的工艺适用于其它的污水及工业废水有机物及脱氮 除磷的工序中。
[0079]本实用新型的污水处理装置性能要求如下：
[0080] (1)进水水质要求
[0081] 表2-1进水水质要求
[0083] (2)出水水质指标
[0084] 处理后出水水质达到优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中 的一级A标准。
[0085] 表2-2出水水质指标
[0087]注:括号外数值为水温>12°C时的控制指标，括号外数值为水温<12°C时的控制指 标。
[0088] (3)去除效果
[0089] 表2-3去除效率
[0091 ]本实用新型的污水处理装置的优点有：
[0092] (1)本实用新型的装置结构紧凑，处理流程简单。
[0093]本实用新型的装置集沉砂、硝化、反硝化、污泥回流、消毒灭菌、清污分离、电解除 磷等工序于一体，一体化程度高，管道连接少，构思新颖，体积小，占地面积省。
[0094] (2)建筑物少、基建费用低。
[0095]本实用新型的建筑物占地面积小，只需一只集水池和设备基础，无需生化沉淀池、 中间池等基建设施。
[0096] (3)能耗小、运行费用低。
[0097]本实用新型反应过程中无需加温、加酸碱，且不用添加额外药剂，所以运行方便， 操作简单，适应范围广，同时自动化程度高，各个反应室之间的污水均为自流运行，且污泥 回流靠气提回流，无需安装提升栗，整个实用新型中，仅在鼓风曝气装置和电解除磷装置产 生用电功率。因此整个处理系统运行费用较常规处理设备低，每处理一吨生活污水的成本 仅为0.15~0.18元。
[0098] (4)处理效果好、无二次污染
[0099]本实用新型采用AA0R生物膜法工艺成熟、稳定可靠，操作维修极为方便，无需进行 大量污泥回流。运行周期灵活可变，耐冲击负荷性能强。能实现同时硝化/反硝化以去除污 水中CODcr和氨氮等，并能实现过度生物氧化，处理效率高，出水水质好。除磷采用高效的电 解除磷，去除率达到98%以上。此外，通过对沉淀分离器表面负荷，有效水深，滑泥斗倾角等 设计参数合理选择，从而提高了固液分离的效果。
[0100]由于本工艺采用AA0R生物膜法，设备埋地设计，上表绿化，同时在排气口设置除臭 装置，故整套设备的异味相对较少，基本无异味产生。污水处理系统中，噪声来源主要为风 机。为此，我们特选用了低转速的回转式风机，风机噪声小，并在风机进出口中设置消音器， 在风机的出口装软性接头，底座设置减振器，经这一系列的控制，噪声可达到二类地区的标 准。
[0101] 清汚分离器污泥回流至一级生物膜反应器进一步生化，从而减少污泥量。污泥消 化器中剩余少量污泥定期处理，一般每年1~2次即可。因此，本实用新型运行过程中不会产 生臭气、噪声和污泥的二次污染。
[0102] (5)投资省、见效快
[0103]本实用新型的设备为地埋式玻璃钢结构的一体化生活污水成套处理装置，运至现 场接通进、出水管，进气管及电源，即可正常运行。设备采用的材质为机械缠绕玻璃钢复合 结构，一次制作成型，具有四层防护材料。具有高强度、防渗漏、耐腐蚀、防老化及抗紫外线 照射等功能，使用寿命长，正常使用可用50年。
[0104] (6)维护方便，易管理
[0105] 本实用新型采用远程自动化的PLC电脑程序控制，具有自动化的报警功能，及时发 现设备故障，进行相应的处理和调整，无需多人进行管理，减少运营管理人员，操作简单，管 理方便，提高管理效率，有效降低维护成本。
[0106] (7)独特的脱氮、除磷装置
[0107]本实用新型采用高效阴阳电极电解原理，使阳极产生的亚铁离子和铁离子絮凝、 吸附污水中的磷酸盐反应生成磷酸亚铁和磷酸铁沉淀，实现无需添加药剂完成高效除磷。 作为电解除磷的核心设备一阳极板和阴极板均采用特殊金属材料的金属钛合金棒作阳电 极与金属钛板作阴极，进行电解反应生成磷酸亚铁和磷酸铁沉淀除磷。其脱氮、除磷效率 高，且设备经久耐用不易钝化。
[0108]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种污水处理装置，其特征在于，包括水力分布器、生物膜反应器、溢流集水槽、清污 分离器、杀菌消毒池和电解除磷反应器； 所述水力分布器包括一号水力分布器、二号水力分布器、三号水力分布器、四号水力分 布器和五号水力分布器； 所述生物膜反应器包括A级生物膜反应器和B级生物膜反应器； 所述溢流集水槽包括一号溢流集水槽、二号溢流集水槽、三号溢流集水槽、四号溢流集 水槽和五号溢流集水槽； 所述一号水力分布器、所述A级生物膜反应器、所述一号溢流集水槽、所述二号水力分 布器、所述B级生物膜反应器、所述二号溢流集水槽、所述三号水力分布器、所述清污分离 器、所述三号溢流集水槽、所述四号水力分布器、所述杀菌消毒池、所述四号溢流集水槽、所 述五号水力分布、所述电解除磷反应器、所述五号溢流集水槽依次连接。2. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括格栅、提升栗和集水池，所 述格栅与所述集水池连通。3. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括进水口，所述进水口与所 述一号水力分布器的进水端连接。4. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括出水管，所述出水管与所 述五号溢流集水槽的出水端连接。5. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括汽提装置，所述清污分离 器内的沉淀污泥经所述汽提装置回流至所述A级生物膜反应器。6. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括初沉池，所述初沉池与所 述清污分离器内分别都安装的蜂窝斜管填料，其斜管填料角度在45~65之间。7. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述生物膜反应器内充氧采用刚 玉球型微孔曝气。8. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述溢流集水槽为锯齿形，所述 水力分布器为不锈钢多孔型。9. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述电解除磷反应器采用的是镀 特殊金属材料的钛合金棒作阳电极与金属钛板作阴极，进行电解反应生成磷酸亚铁和磷酸 铁沉淀除磷。10. 根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，还包括格栅井。
【文档编号】C02F101/16GK205710286SQ201620194868
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】陈建和, 陈慧颖
【申请人】宜兴市绿亚环境工程有限公司
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