一种不产生污泥的一体化污水处理装置及其处理污水的方法与流程

本发明涉及一种不产生污泥的一体化污水处理装置及其处理污水的方法。

背景技术：

目前中国农村生活污水年排放量约为80亿-90亿吨，96％的村庄没有排水渠道和污水处理系统。农村生活污水具有量大面广、有机物浓度偏高，以及日变化系数大、间歇排放、控制困难等特点，未经处理的生活污水肆意排放，和雨水一并就近排入河道，使河道、湖泊受到污染，严重破坏农村生态环境，直接威胁农民群众的身体健康，阻碍农村经济发展。因此对农村生活污水进行有效处理并达标排放是社会主义新农村建设的重要任务。

长期以来，在水污染治理方面，城市污水处理快速发展，与此相反，乡镇和广大农村污水处理设施投入少，技术发展慢，究其原因，一是乡镇和农村生活污水量大面广、分散，偏远、经济落后，铺设排污管网投资大，不适宜建造污水处理厂等较大构筑物。二是需要专业人员驻点值守或者频繁巡视检查，需人工更换污水处理药剂，人工操作需要污泥脱水，并且处置污泥成本高。

本发明就是基于这种情况作出的。

技术实现要素：

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种不产生污泥的一体化污水处理装置及其处理污水的方法，该装置投资少、运行成本低、处理污水效果好且便于自动化管理。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：包括有反应池1，在所述反应池1上设有污水入水口2和净水出水口3，所述的反应池1依次分隔成与污水入水口2连通用于分离污水和废渣的格栅区4、与格栅区4连通用于接收废渣的废渣区5、与格栅区4连通用于反硝化反应除去污水中总氮的缺氧区6、与缺氧区6连通用于硝化反应除去污水中氨氮与COD的好氧区7、与好氧区7连通用于沉淀悬浮填料的沉淀区9、与沉淀区9连通装有除磷填料的除磷区10、与除磷区10连通的消毒区11，所述净水出水口3与消毒区11连通，所述悬浮填料内包埋有微生物。

如上所述不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：所述缺氧区6和所述好氧区7内均装有悬浮填料，在缺氧区6和好氧区7分别设有使其内部的悬浮填料充分混合的搅拌器12，在缺氧区6内设有为好氧区7供氧的供氧系统13，在缺氧区6内设有将沉淀区9内的悬浮填料抽回至缺氧区6的回流泵14。

如上所述不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：所述反应池1内竖直设有将所述格栅区4与所述废渣区5分隔开的第一隔板15、将所述格栅区4与所述缺氧区6隔开的第二隔板16、将所述缺氧区6与所述好氧区7隔开的第三隔板17、将所述好氧区7与所述沉淀区9隔开的的第四隔板18、将所述沉淀区9与所述除磷区10隔开的第五隔板19、将所述除磷区10与所述消毒区11隔开的第六隔板20。

如上所述不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：在所述第三隔板17的上部设有回流孔21，在第三隔板17的底部设有鱼嘴形回流堰门8，在所述第四隔板18的上部设有溢流孔22。

如上所述不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：所述供氧系统13为纳米微气泡发生器，在所述缺氧区6内设有将缺氧区6与纳米微气泡发生器隔开的第七隔板23。

如上所述不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：所述废渣区5底部设有称重装置，所述称重装置上连有在废渣重量达到设定值后用于发送短信通知维护人员清理的GSM控制器。

如上所述不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：所述沉淀区9内设有便于沉淀收集所述悬浮填料的倒锥形的底部。

如上所述不产生污泥的一体化污水处理装置，其特征在于：在所述缺氧区6与所述好氧区7的上部架设有横梁24，所述搅拌器12的电机固定在所述横梁24上。

如上所述污水处理装置处理污水的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、污水从所述污水入水口2溢流进入所述格栅区4，污水与废渣被分离，废渣进入所述废渣区5，分离后的污水溢流进入所述缺氧区6；

B、污水在所述缺氧区6发生反硝化反应除去总氮，然后溢流进入所述好氧区7发生硝化反应除去氨氮与COD；

C、好氧区7内的污水溢流进入所述沉淀区9，内部的悬浮填料沉淀并被所述回流泵14抽回至所述缺氧区6循环利用；

D、沉淀区9内的污水通过管道流入所述除磷区10通过所述除磷填料除磷后进一步流入所述消毒区11再通过紫外光消毒，变成净水最后通过所述净水出水口3排出。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明污水处理装置采用一体化的设计，综合利用物理、化学和生物处理方法，根据废水的排放量、内含污染物的特性、创新结构和流程设计，取消了厌氧反应，集成格栅-缺氧-好氧-沉淀-除磷(集过滤)-消毒为一体，占地面积小，装置结构科学且合理，具有处理效果好、运行成本低和没有任何污泥排放的特点。

2、本发明生化系统采用硝化和反硝化脱氮工艺，采用悬浮填料作为微生物的载体，载菌量大效率高，不会有污泥膨胀现象，不会有剩余污泥产生。

3、本发明除磷采用高效可解析吸磷填料，饱和后由工作人员回收，统一解析后回用，解析工作在工厂中进行，解析出的磷制作磷肥。吸磷剂饱和时间长，可达一个月，因此不需要经常更换。除磷剂类如细砂，除磷的同时也起着砂滤的作用。其过滤采用流化床工艺，边反洗边过滤，自动化程度高。

4、本发明的回流泵、搅拌器、供氧系统均采用自动化信息化管理，用短信息的形式发给管理员运行状态，实现无人值守，人可以管理多台装置，另外体积小，成本低，便于在广阔的农村地区推广。

5、本发明纳米微气泡发生器采用微气泡充氧，氧效率为普通曝气的100倍，不设风机及风机房，无噪音。

【附图说明】

图1是本发明去除盖后的立体图；

图2是本发明平面透视图。

图中：1为反应池；2为污水入水口；3为净水出水口；4为格栅区；5为废渣区；6为缺氧区；7为好氧区；8为鱼嘴形回流堰门；9为沉淀区；10为除磷区；11为消毒区；12为搅拌器；13为供氧系统；14为回流泵；15为第一隔板；16为第二隔板；17为第三隔板；18为第四隔板；19为第五隔板；20为第六隔板；21为回流孔；22为溢流孔；23为第七隔板；24为横梁。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明技术特征作进一步详细说明以便于所述领域技术人员能够理解。

一种不产生污泥的一体化污水处理装置，如图1和图2所示，包括有反应池1，反应池1为一个封闭的壳体，在所述反应池1上设有污水入水口2和净水出水口3，所述的反应池1依次分隔成与污水入水口2连通用于分离污水和废渣的格栅区4、与格栅区4连通用于接收废渣的废渣区5、与格栅区4连通用于反硝化反应除去污水中总氮的缺氧区6、与缺氧区6连通用于硝化反应除去污水中氨氮与COD的好氧区7、与好氧区7连通用于沉淀悬浮填料的沉淀区9、与沉淀区9连通装有除磷填料的除磷区10、与除磷区10连通的消毒区11，所述净水出水口3与消毒区11连通，所述悬浮填料内包埋有除污微生物。

所述除磷填料对污水中的磷具有高吸附能力和可再生性，同市面上现有除磷剂相比，比表面积大，吸附量大，吸附效率高，再生性好，制造成本低。将其投入含磷污水中使其与水中的磷反应，达到除磷目的，然后再加氢氧化钠等物料对其进行磷的分离，分离出来的磷可作磷肥原料，该离子交换除磷填料可重复使用。研发的除磷填料可用于河道水体除磷，景观用水除磷，污水处理厂含磷污水除磷，除磷效率高，且不产生污泥，由于离子交换除磷剂可重复利用，因而处理成本低，同时还可回收磷作为磷肥生产的原料，不会产生二次污染。

除磷采用高效可解析吸磷填料，饱和后由工作人员回收，统一解析后回用。解析工作在工厂中进行，解析出的磷制作磷肥。吸磷剂饱和时间长，可达一个月。除磷剂类如细砂，除磷的同时也起着砂滤的作用。其过滤采用流化床工艺，边反洗边过滤，自动化程度高，特别适合在农村环境下使用。

本申请污水处理装置采用一体化的设计。综合利用物理、化学和生物处理方法，根据废水的排放量、内含污染物的特性、创新结构和流程设计，集成格栅-缺氧-好氧-沉淀-除磷(集过滤)-消毒为一体，占地面积小，装置结构科学且合理，具有处理效果好、运行成本低和没有任何污泥排放的特点。

所述缺氧区6和所述好氧区7内均装有悬浮填料，悬浮填料优选用悬浮微颗粒填料，炭源丰富，在缺氧区6和好氧区7分别设有使其内部的悬浮填料充分混合的搅拌器12，在所述缺氧区6与所述好氧区7的上部架设有横梁24，所述搅拌器12的电机固定在所述横梁24上。搅拌器12在缺氧区6和好氧区7的底部通过叶轮转动搅拌。在缺氧区6内设有为好氧区7供氧的供氧系统13，在缺氧区6内设有将沉淀区9内的悬浮填料抽回至缺氧区6的回流泵14。

所述沉淀区9设有便于沉淀收集悬浮填料的倒锥形的底部。设在缺氧区6的回流泵14通过管道穿过好氧区7从沉淀区9内两个倒锥形的底部将悬浮填料抽回至缺氧区6以循环利用，沉淀区9的悬浮填料也可以通过溢流孔22回流至好氧区7。

所述废渣区5底部设有称重装置，所述称重装置上连有在废渣重量达到设定值后用于发送短信通知维护人员清理的GSM控制器。

所述反应池1内竖直设有将所述格栅区4与所述废渣区5分隔开的第一隔板15、将所述格栅区4与所述缺氧区6隔开的第二隔板16、将所述缺氧区6与所述好氧区7隔开的第三隔板17、将所述好氧区7与所述沉淀区9隔开的的第四隔板18、将所述沉淀区9与所述除磷区10隔开的第五隔板19、将所述除磷区10与所述消毒区11隔开的第六隔板20；在所述第三隔板17的上部设有回流孔21，在第三隔板17的底部设有鱼嘴形回流堰门8，便于好氧区7内的水和悬浮填料自回流到缺氧区6，发生硝化和反硝化循环反应。回流堰门设置成鱼嘴形的目的是便于搅拌器12搅拌时将水和悬浮填料呈切线切进回流堰门，从而更容易自回流进缺氧区6，这里运用了流体动力学原理。在所述第四隔板18的上部设有溢流孔22。好氧区7的水从该溢流孔22进入沉淀区9。

所述供氧系统13为纳米微气泡发生器，在所述缺氧区6内设有将缺氧区6与纳米微气泡发生器隔开的第七隔板23。纳米微气泡发生器的氧利用率是普通曝气的100倍。

缺氧区6的污水溢流进入好氧区7，然后又从上部的回流孔21和底部的鱼嘴形回流堰门8回流至缺氧区6，这样就能完成硝化和反硝化脱氮工艺，采用悬浮填料作为菌种的载体，载菌量大、效率高，不会有污泥膨胀现象，不会有剩余污泥产生。

该污水处理装置处理污水的方法，包括有以下步骤：

A、污水从所述污水入水口2进入所述格栅区4，污水与废渣被分离，废渣进入所述废渣区5，格栅区4内分离后的污水溢流进入所述缺氧区6；废渣区5设有短信报警装置-GSM控制器，废渣达到一定量后短信通知管理人员取废渣，实现无人值守。

B、污水在所述缺氧区6发生反硝化反应除去总氮，然后溢流进入所述好氧区7发生硝化反应除去氨氮与COD；缺氧区6和好氧区7之间设有回流孔21和鱼嘴形回流堰门8用于自回流，以利于实现硝化和反硝化循环过程。去除有机物及总氮的过程主要是通过悬浮填料上的微生物菌种将有机物分解为水和二氧化碳、硝化反硝化过程将总氮还原为氮气，因此不会排放污泥。

C、污水通过溢流孔22进入所述沉淀区9，内部的悬浮填料沉入底部并被两个所述回流泵14抽回至所述缺氧区6循环利用。

D、沉淀区9内的污水通过管道流入所述除磷区10通过所述除磷填料除磷然后进一步流入所述消毒区11通过紫外光消毒，最后通过净水出水口3排出。除磷兼有过滤的作用，经除磷填料处理后，去除污水中的总磷及悬浮物，最后消毒排放。达到无污泥污水处理的目的。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。