一种自控式一体化A/O处理系统的制作方法

本实用新型涉及一种污水处理系统，特别是一种自控式一体化A/O处理系统，属于农村生活生活污水处理领域。

背景技术：

近年来，我国农村经济建设高速发展，城镇化水平不断提高，但农村生活污水排放量也随之增加，水质污染情况也逐渐恶化，农村水环境污染问题越来越突出。农村生活分散式污水的主要特点有具有水量小波动大，且污水中氮、磷含量高，易造成水体的富营养化。

目前，常见的农村分散型生活污水处理方法主要以厌氧生物处理、生物接触氧化处理、土地处理、人工湿地等或其中两者或两者以上相结合的处理技术。但如厌氧+好氧+湿地法，该法存在能耗大，出水水质效果不稳定，且脱氮除磷效果有限等缺点。另外，MBR/人工湿地工艺以其高污泥浓度，出水水质稳定等优点，在分散污水处理及回用的领域也具有很好的竞争力，但其高昂的运行费用限制了它的广泛应用。

缺氧-好氧活性污泥处理工艺一名A/O处理工艺，其主要特点是将反硝化反应池放置在硝化反应池之前，故又称为前置反硝化生物脱氮系统，这是目前采用较为广泛的一种工艺。硝化曝气池在后，使反硝化残留的有机污染物得以进一步去除，提高了处理水水质，且勿需增建后序曝气池。其优点是流程简单，装置少，勿需外加碳源。但现有的前置反硝化工艺只是单一维系系统的正常运转，没有考虑系统合理运行与优化控制，造成操作过程复杂，工作人员多，运行管理费用大等问题。

人工湿地处理系统，利用物理沉降、植物根系阻截、微生物代谢、土壤及植物表面的吸附吸收作用，去除悬浮物、有机物质，并对氮和磷有一定去除效果。其优点有建造费用省，运行费用低，易于维护技术含量低，处理可靠，出水水质良好，广泛应用于农村污水处理。

随着农村经济的快速发展，农村生活污水中氮、磷含量逐年增高，近年来，由氮磷污染引起的水体富营养化问题随之出现。加上农村生活污水本身所具有的分散性，水量小，水质水量波动大等特点，如何提高农村生活污水脱氮除磷效率，优化工艺，降低运行管理费用具有重大的理论意义和现实意义。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种占地面积小，环保美观，操作简单，出水水质稳定的自控式一体化A/O处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种自控式一体化A/O处理系统，包括格栅调节池、地埋式一体化反应器、人工湿地、电脑控制系统和测量装置系统；所述格栅调节池上设置有进水管，格栅调节池内靠近进水管处设置有水槽，水槽内具有格栅，水槽底部具有预留孔，所述格栅调节池内还设置有提升泵，提升泵的上方设置有流量计井，提升泵与流量计井具有管道连接；所述地埋式一体化反应器内包括缺氧池、好氧池和沉淀池，流量计井与缺氧池连接，所述好氧池位于缺氧池内，所述好氧池内设置有立体弹性填料，所述好氧池底部设置有用于鼓吹好氧池底部污水的电磁气泵，好氧池上部具有通向沉淀池的管道；所述人工湿地包括相通的进水区、处理区和出水区，进水区内上部为进水区陶粒层，下部为进水区砾石层，处理区内从上至下依次为处理区粗砂层、处理区砾石层、改性石灰石陶粒层和处理区底层砾石层，出水区内上部为出水区上层砾石层，下部为出水区下层砾石层，盛水层与进水区相通，出水区设置有出水管，所述进水区连接沉淀池，进水区与沉淀池之间设置有恒温机；所述电脑控制系统包括PLC控制系统和计算机；所述测量装置系统包括分别与PLC控制系统连接的电磁流量计检测装置、提升泵检测装置、第一液位检测装置、电磁气泵检测装置、温度检测装置、溶解氧检测装置和第二液位检测装置，电磁流量计检测装置设置在流量计井上，提升泵检测装置设置在提升泵上，第一液位检测装置设置在缺氧池内，电磁气泵检测装置设置在电磁气泵上，温度检测装置和溶解氧检测装置设置在立体弹性填料上，第二液位检测装置设置在进水区内。

作为更进一步的优选方案，所述处理区内设置有穿孔花墙，处理区粗砂层上种有植物。

作为更进一步的优选方案，所述穿孔花墙的孔平均分布，其孔径为100mmX100mm，相邻两个孔中心间距200mm。

作为更进一步的优选方案，所述进水区陶粒层的铺设厚度为225mm，其中的陶粒粒径为10-20mm；进水区砾石层的铺设厚度为225mm，其中的砾石粒径为10-30mm；所述处理区粗砂层的铺设厚度为80mm，其中的粗砂粒径为1-3mm，处理区砾石层的铺设厚度为170mm，其中的砾石粒径为5-10mm，改性石灰石陶粒层的铺设厚度为200mm，其中的陶粒粒径为10-20mm，处理区底层砾石层的铺设厚度为150mm，其中的砾石粒径为10-30mm；所述出水区上层砾石层的铺设厚度为225mm，其中的砾石粒径为5-10mm, 出水区下层砾石层的铺设厚度为225mm，其中的砾石粒径为10-30mm。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的一种自控式一体化A/O处理系统，整体在电脑的监测控制下，可以对环节进行优化调节，农村生活污水由进水管流入格栅调节池，处理后进入地埋式一体化A/O反应器于缺氧池、好氧池、沉淀池中分别实现脱氮，去除BOD硝化和泥水分离的目的，最后气提出水至人工湿地进行深度净化，优化了传统A/O处理工艺，极大减少了占地面积，绿色节能，管理操作简单，适用于分散式农村生化污水的处理，具有广泛的应用前景，具体具有以下优点：

1.地埋式一体化反应器集缺氧池、好氧池、沉淀池于一体整体结构紧凑，装置少、极大减少了占地面积，减低成本。

2.电磁气泵一方面向好氧池曝气供氧、搅拌，另一方面推动好氧池滤过水回流至缺氧池并达到混合的效果，集供氧、回流、搅拌功能于一体，无需外加回流、搅拌系统，结构简单，节约能。

3.整个工艺由自动化控制系统完成，实时把握污水处理过程中水质参数与设备状态，对处理系统进行最佳参数控制，使整套系统处于最佳工作状态，保证出水水质同时使整个系统处于高效节能状态。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

其中，1-格栅调节池，2-地埋式一体化反应器，3-人工湿地，4-进水管，5-格栅，6-预留孔，7-提升泵，8-流量计井，9-缺氧池，10-好氧池，11-沉淀池，12-立体弹性填料，13-电磁气泵，14-恒温机，15-进水区陶粒层，16-进水区砾石层，17-处理区粗砂层，18-处理区砾石层，19-改性石灰石陶粒层，20-处理区底层砾石层，21-出水区上层砾石层，22-出水区下层砾石层，23-出水管，24-PLC控制系统，25-计算机，26-电磁流量计检测装置，27-提升泵检测装置，28-第一液位检测装置，29-电磁气泵检测装置，30-温度检测装置，31-溶解氧检测装置，32-第二液位检测装置，33-穿孔花墙。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

如图所示，本实用新型的一种自控式一体化A/O处理系统，包括格栅调节池1、地埋式一体化反应器2、人工湿地3、电脑控制系统和测量装置系统；

所述格栅调节池1上设置有进水管4，格栅调节池1内靠近进水管4处设置有水槽，水槽内具有格栅5，水槽底部具有预留孔6，污水经过格栅5的过滤从预留孔6流向调节池，所述格栅调节池1内还设置有提升泵7，提升泵7的上方设置有流量计井8，井内装有电磁流量计，提升泵7与流量计井8具有管道连接，提升泵7可将污水抽出；

所述地埋式一体化反应器2内包括缺氧池9、好氧池10和沉淀池11，流量计井8与缺氧池9连接，所述好氧池10位于缺氧池9内，所述好氧池10内设置有立体弹性填料12，所述好氧池10底部设置有用于鼓吹好氧池10底部污水的电磁气泵13，电磁气泵13向好氧池10底部曝气，气体在好氧池10底部活动，带动好氧池10中立体弹性填料12滤下并黏着在好氧池10底部的污水带入缺氧池9，而一部分气体也会进入好氧池10，保持好氧池10中的含氧量，好氧池10上部具有通向沉淀池11的管道，使污水与立体弹性材料12充分接触反应，上层清水进入沉淀池11，透过立体弹性填料12的下层处理水在连有电磁气泵检测装置29的电磁气泵13的推动下，回流至缺氧池9，沉淀池11底部为污泥斗，上部气提出水，下方设置有鼓风机，自下而上垂直送风，污水在气提作用下直接进入人工湿地3，或直接通过一体式恒温机14流入人工湿地3；

所述人工湿地3包括相通的进水区、处理区和出水区，进水区内上部为进水区陶粒层15，下部为进水区砾石层16，用于快速过滤，处理区内从上至下依次为处理区粗砂层17、处理区砾石层18、改性石灰石陶粒层19和处理区底层砾石层20，用于缓慢过滤，出水区内上部为出水区上层砾石层21，下部为出水区下层砾石层22，用于最后过滤，盛水层13与进水区相通，出水区设置有出水管23，所述进水区连接沉淀池11，进水区与沉淀池11之间设置有恒温机14，人工湿地3内水温不低于4℃，改性石灰石陶粒19是由石灰石经AlCl₃和NaOH溶液改性处理后得到的，人工湿地3中间处种有马尼拉，外围种植红叶石楠；

所述电脑控制系统包括PLC控制系统24和计算机25；

所述测量装置系统包括分别与PLC控制系统24连接的电磁流量计检测装置26、提升泵检测装置27、第一液位检测装置28、电磁气泵检测装置29、温度检测装置30、溶解氧检测装置31和第二液位检测装置32；

电磁流量计检测装置26设置在流量计井8上，电磁流量计检测装置26将测得的流入地埋式一体化反应器2中的污水流量信号反馈至电脑控制系统；

提升泵检测装置27设置在提升泵7上；

第一液位检测装置28设置在缺氧池9内，第一液位检测装置28将检测到的缺氧池9中污水液位与预定的参考值比较后，所确定的液位过低（或过高）时提升泵检测装置27通过启动（或关闭）将存储在格栅调节池1中的污水抽入地埋式一体化反应器2中的提升泵7；

电磁气泵检测装置29设置在电磁气泵13上，温度检测装置30和溶解氧检测装置31设置在立体弹性填料12上，所述的温度检测装置30将检测到的污水温度与预定参考值比较后，通过控制一体式恒温机14控温，保证输送至人工湿地3的水温不低于4℃，溶解氧检测装置31将检测的好氧池10中污水溶解氧的检测值在与预定的参考值比较后，低于（或高于）所预置参考值时控制电磁气泵检测装置13，增大（或减小）电磁气泵13的曝气量；

第二液位检测装置32设置在进水区内，第二液位检测装置32将测量到的人工湿地3进水区的污水液位与预定的参考值比较后，所确定的液位过低（或过高）时控制沉淀池向进水区的进水量。

所述处理区内设置有穿孔花墙33，处理区粗砂层17上种有植物。

所述穿孔花墙33的孔平均分布，其孔径为100mmX100mm，相邻两个孔中心间距200mm。

所述进水区陶粒层15的铺设厚度为225mm，其中的陶粒粒径为10-20mm；进水区砾石层16的铺设厚度为225mm，其中的砾石粒径为10-30mm；所述处理区粗砂层17的铺设厚度为80mm，其中的粗砂粒径为1-3mm，处理区砾石层18的铺设厚度为170mm，其中的砾石粒径为5-10mm，改性石灰石陶粒层19的铺设厚度为200mm，其中的陶粒粒径为10-20mm，处理区底层砾石层20的铺设厚度为150mm，其中的砾石粒径为10-30mm；所述出水区上层砾石层21的铺设厚度为225mm，其中的砾石粒径为5-10mm, 出水区下层砾石层22的铺设厚度为225mm，其中的砾石粒径为10-30mm。

污水由进水管4进入格栅调节池1，通过格栅5的截留去除污水中较大的悬浮物及漂浮物，减轻后续处理构筑物的处理负荷。格栅5出水至格栅调节池1，稳定水量和水质以解决农村生活污水水质水量波动大的问题，为后续水处理系统提供良好稳定的处理条件。提升泵检测装置27与提升泵7相连，将设备启闭运行状态反馈给计算机25，当缺氧池9中污水液位低于（或高于）预定的参考值时，计算机25控制提升泵检测装置27启动（或关闭）提升泵，开始（或停止）将存储在格栅调节池1中的污水抽入地埋式一体化反应器2中，从而实现流量的控制，保证污水处理效率的同时使地埋式一体化反应器2处于高效节能的运行状态。流量计井8内的电磁流量计用于测定进入地埋式一体化反应器2中的污水流量，并通过电磁流量计检测装置29将实时流量信息传递至PLC控制系统24，显示于计算机25屏幕上,方便管理人员读取。

流量计井8出水进入地埋式一体化反应器2，地埋式一体化反应器2从左至右分隔为缺氧池9、好氧池10与沉淀池11。污水首先进入缺氧池9，池内安装有第一液位计检测装置28，所测得的液位值是控制提升泵启闭的重要参数。反硝化菌在缺氧池9中发生反硝化作用，利用污水中的有机物作为碳源，无需外加碳源，以回流液中硝酸盐的氧作为受电体进行呼吸和生命活动，将污水中的硝酸氮和亚硝酸盐氮转化为气态氮，从而实现生物脱氮。缺氧池9也可以上部出水进入好氧池10， 好氧池10中的立体弹性填料12完全浸没于污水中，立体弹性填料12上附着大量微生物形成生物膜，下方的电磁气泵13充氧搅拌，使污水与立体弹性填料12充分接触反应，在生物膜微生物的新陈代谢作用下，污水中的有机污染物得以去除。透过立体弹性填料12的下层污水在重力作用与电磁气泵13的推动下，回流至缺氧池9，实现硝化液内循环。好氧池10液面以下立体弹性填料12以上还装有温度检测装置30与溶解氧检测装置31，分别测定污水中的DO与温度反馈至计算机25，实现对处理水质的实时监测。溶解氧检测值在与预定的参考值比较后，当低于（或高于）预置参考值时计算机25控制电磁气泵检测装置29，增大（或减小）电磁气泵13的曝气量，以保证好氧池微生物生理活动，提高出水水质。污水温度与预定参考值比较后，通过控制恒温机14控温，保证输送至人工湿地3的水温不低于4℃。好氧池10上清液流入沉淀池11，污泥由于自重作用下沉进入污泥斗，上清液气提升出水，进入人工湿地3，根据人工湿地3的进水区污水液面位置（高于或低于预定水面高度）；

污水进入进水区，自上而下流经进水区陶粒层15和进水区砾石层16，从下侧出水口经布水管道、穿孔花墙33均匀流入处理区。第二液位检测装置32安装于进水区，其测得的污水液面重要参数反馈至PLC控制系统24与计算机25。处理区内，污中的可沉降性污染物为填料的过滤和沉淀作用，被快速去除，悬浮性固体通过微生物的吸附和湿地填料的表面吸附等机理去除。含氮污染物在微生物的硝化反硝化作用、植物根茎的吸收摄取及填料吸附作用下被去除。而含磷污染物则主要通过改性石灰石陶粒的吸附和沉淀降低其浓度，进而达到深度净化的目的。在人工湿地出水口定期人工投加片碱，用以调节pH值，并有助于重金属沉降和除磷效果，其出水清澈，使用成本低，效果尤为明显，最后从出水管23流出人工湿地。