污水处理设备的制作方法

本发明属于污水处理技术，具体涉及一种分散式双通泥膜共生的一体化污水处理设备。

背景技术

开展农村生活污水治理，是改善农村地区水环境质量的重要工作。与城市相比，农村生活污水的处理具有以下特征：由于农村经济基础相对薄弱，用于水污染的控制经费不多；配套基础设施较差，没有相应的检测设施和监测人员；单个污水处理设施规模较小，但设施数量巨大，运行和监管难度较大。根据2010年《中国城乡建设统计年鉴》中数据的分析结果表明，我国城市污水处理率已达到87％，县城污水处理率达75％，建制镇污水处理率达到28％，但农村污水处理率只有8％。然而，在相关政策和环境条件下，农村污水处理问题已提上议事日程，并在国家资金的支持下迅猛发展。据统计，2016年全国农村生活污水处理率已经达到了22％，但由于大部分农村经济水平相对落后、资金匮乏、投资力度不足、技术力量薄弱、农村居住分散，仅简单套用城市传统污水处理技术和工艺，其基建费一般为1500～2000元/m³/d，处理总成本为0.7～3.0元/m³，农村受其经济制约而无法承受。因此，研究开发处理效果好、抗冲击负荷能力强、经济节能、基建投资和运行费用低、处理工艺简便易行、维护管理方便，利用当地技术和管理力量即能正常运行的农村生活污水处理技术工艺和装置已势在必行。

专利201410846866.4公开了农村分散式小型一体化污水处理装置，其特征在于，主要包括太阳能驱动和控制系统、第一厌氧池、第二厌氧滤床池、接触曝气池、沉淀池、消毒渠。其采用高度集成高新实用技术，利用光伏即可自动运行，2～3年需要更换蓄电池。专利201410777913.4公开了a³/o-mbbr一体化污水处理装置及污水处理方法，通过设置污泥回流机构、消化液回流机构、厌氧液回流机构以及在好氧池中填充悬浮填料，提高了处理效率及改善了脱氮除磷的效果，通过优化沉淀池的结构提高了沉淀效果，减少了出水中悬浮物的含量。专利201510183884.3公开了一种农村分散式污水处理方法，其特征在于，所述设施由调节池、一体化兼氧膜生物反应器构成，采用连续进水、周期性曝气、周期性排水。专利201610424762.3公开了一种ombr一体化污水处理回用装置，其特征包括多重高效生物净化池、缓冲池、高效沉淀池、ombr池、反冲洗池、加药消毒系统与循环池。但一般情况下，这些涉及膜处理技术的工艺均存在能耗高、维护费用高、膜材料更换费用高、对操作者的技术要求较高等缺陷。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：针对现有的农村污水处理存在的能耗高的缺陷，提供一种经济节能、基建投资和运行费用低、处理工艺简便易行的微动力分散式双通泥膜共生的一体化污水处理设备。

本发明采用如下技术方案实现：

污水处理设备，包括依次连通的调节池1、缺氧区2、厌氧区3、泥膜共生好氧区4以及固液分离区5；

所述调节池1与进水管101连通，所述固液分离区5的上部清液与出水管601连通；

所述泥膜共生好氧区4底部设有用于好氧区混合液单向回流到缺氧区2的单向通道；

所述固液分离区5的底部污泥沉淀区设有污泥回流至缺氧区2的单向通道。

进一步的，所述调节池1通过第一隔板102隔成两部分，两部分调节池的底部设置第一连通口104相互连通，其中一部分调节池与进水管101之间设置格栅103，另一部分调节池通过第一溢流口105与缺氧区2溢流连通。

进一步的，所述第一溢流口105连接两路分别带有控制阀的布水管106，其中一路布水管连通到缺氧区2，另一路并联连通到厌氧区3。

进一步的，所述布水管106控制调节池1分别向缺氧区2和厌氧区3的进水比例在1:1～7:3。

进一步的，所述缺氧区2和厌氧区3通过第二隔板201隔开，所述第二隔板201上设有连通缺氧区和厌氧区的第二连通孔202，所述厌氧区3通过第二溢流口203与泥膜共生好氧区4连通。

进一步的，所述泥膜共生好氧区4内部设置填料401，所述填料401底部设置有布气板402，所述布气板402的底部设置连接布气系统的布气管403，所述填料401上方的泥膜共生好氧区4通过第三溢流口405与固液分离区5连通。

进一步的，所述填料401采用mbbr填料，填充量为12％～75％，所述布气管403的曝气量控制在10:1～30:1。

在本发明的污水处理设备中，所述调节池1、缺氧区2、厌氧区3、泥膜共生好氧区4和固液分离区5固定设置在一个整体容器内，其中所述调节池1位于容器中心，所述缺氧区2、厌氧区3、泥膜共生好氧区4和固液分离区5依次环绕分布在调节池1的周边，相互连通的区域之间通过带有连通通道的隔板隔开；其中，

所述缺氧区2位于厌氧区3的下方，所述泥膜共生好氧区4和固液分离区5分别位于缺氧区2的两侧；

所述缺氧区2和泥膜共生好氧区4的隔板底部设置只能向缺氧区打开的单向导流板301；

所述固液分离区5和缺氧区2的隔板底部设置污泥回流口502。

进一步的，所述固液分离区5内部设有若干污泥导流板501，所述污泥导流板501从上至下向污泥回流口502倾斜布置，并且往下的污泥导流板501的倾斜坡度呈渐缓设置。

进一步的，本发明的污水处理设备还包括与固液分离区5的上部清液溢流连通的澄清区6，所述澄清区6位于固液分离区5的外侧，所述出水管601设置在澄清区6的顶部。

本发明的有益效果是：

1、本发明在一个整体的容器内部设有若干区，每个区对应一个反应池，从水流顺序依次为调节池、缺氧/厌氧区、泥膜共生好氧区、固液分离区和澄清区，且各区间之间可以实现相互连通，并且通过污泥导流板和单向导流板实现了污泥内回流和消化液内循环，有效减少了占地面积、节省了能耗。

2、本发明通过带有控制阀的布水管实现污水分别到缺氧区和厌氧区的进水比例的控制，强化系统脱氮除磷效果。

3、本发明根据我国农村生产力发展水平和农村自然气候特点，提出了适应我国农村生活污水处理的装置，满足低成本、少维护、生态化和效果好四项基本要求。

由上所述，本发明的污水处理设备是一种分散式双通泥膜共生一体化污水处理装置，利用自身结构特点，能使混合液和污泥无动力回流，并能实现无人值守全自动运行，处理效果稳定可靠，并且具有结构简单、占地少、投资省、能耗低、运行费用低、管理方便等优点，适合经济不发达地区的农村生活污水处理。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的污水处理设备的俯视图。

图2为实施例中的污水处理设备的展开示意图。

图中标号：

1-调节池，101-进水管，102-第一隔板，103-格栅，104-第一连通口，105-第一溢流口，106-布水管；

2-缺氧区，201-第二隔板，202-第二连通孔，203-第二溢流口；

3-厌氧区，301-单向导流板；

4-泥膜共生好氧区，401-填料，402-布气板，403-布气管，404-气泵，405-第三溢流口；

5-固液分离区，501-污泥导流板，502-污泥回流口，51-污泥沉淀区；

6-澄清区，601-出水管。

具体实施方式

参见图1和图2，图示中的污水处理设备包括调节池1、缺氧区2、厌氧区3、泥膜共生好氧区4、固液分离区5和澄清区6，其中，设备的进水管101与调节池1直接连通，调节池1和缺氧区2通过布水管106连通，缺氧区2与厌氧区3直接连通，厌氧区3与泥膜共生好氧区4溢流连通，泥膜共生好氧区4与固液分离区5溢流连通，固液分离区5和澄清区6溢流连通，澄清区6与设备的出水管601溢流连通。

具体的，调节池1的内部通过竖直设置的第一隔板102隔成两部分腔体，调节池的两部分腔体通过第一隔板102底部设置的第一连通口104相互连通，其中一部分调节池的顶部设置格栅103，进水管101通过格栅103与该部分调节池内腔连通，两个调节池之间通过下端的通道过水，另一部分调节池内腔的上部通过第一溢流口105与缺氧区2溢流连通。

第一溢流口105连接有两路分别带有控制阀的布水管106，其中一路布水管直接连通到缺氧区2，将经过调节池1调节水质水量后的污水可以经过该路布水管直接进入到缺氧区2，对污水进行缺氧反应，利用该路布水管上的控制阀可对进入缺氧区2的水量进行调节。

同时，第一溢流口105还并联设置另一路布水管106连通到厌氧区3，该路布水管106上同样设置有控制阀，通过两路布水管可以将调节池1内部的污水分两路分别进入到缺氧区2和厌氧区3进行缺氧反应和厌氧反应，在能补充厌氧区碳源的同时，可使废水先缺氧脱氮进入厌氧脱磷，同时产生的n2进入厌氧区还可以起到搅拌作用。通常利用两路布水管106控制从调节池1到缺氧区2和厌氧区3的进水比例在1:1～7:3，优先保证大部分的污水按照工艺流程先进行缺氧反应，再进行厌氧反应。

缺氧区2和厌氧区3通过第二隔板201隔开，第二隔板201上设有连通缺氧区和厌氧区的第二连通孔202，进入到缺氧区2内的污水通过第二连通孔202进入到厌氧区3内，厌氧区3的上部设置第二溢流口203，通过第二溢流口203与泥膜共生好氧区4连通，经过缺氧反应和厌氧反应的污水通过第二溢流口203进入泥膜共生好氧区4进行好氧反应。

泥膜共生好氧区4内部设置填料401，填料401通过填料承托板9支承固定，填料401底部设置有布气板402，布气板402的底部设置连接布气系统的布气管403，通过气泵404等设备向泥膜共生好氧区4内部进行布气。在填料401上方的泥膜共生好氧区4设置第三溢流口405，经过好氧反应后的污水通过第三溢流口405进入到固液分离区5连通。

本实施例中的填料401采用mbbr填料，具体如pe填料、德国levapor生物膜填料、pur-泡沫填料等，填充量为12％～75％，同时控制布气管403的曝气量控制在10:1～30:1。

固液分离区5内部设置隔板将第三溢流口405和固液分离区上部的清液区隔开，通过第三溢流口405的污水通过隔板向下导向进入到底部的污泥沉淀区51进行污泥和水的固液分离。将固液分离区5的上层清液区设置溢流口与澄清区6连通，澄清区6的上部与出水管601溢流连通，将固液分离区5的上层清液经过澄清区6进一步澄清后从出水管601排出。

具体如图2所示，本实施例中的调节池1、缺氧区2、厌氧区3、泥膜共生好氧区4和固液分离区5集成设置在一个圆柱形的整体容器内，其中调节池1位于容器中心，缺氧区2、厌氧区3、泥膜共生好氧区4和固液分离区5依次环绕分布在调节池1的周边，相互连通的区域之间通过带有连通通道的隔板隔开；其中，缺氧区2和厌氧区3在同一区域分布，缺氧区2位于厌氧区3的下方，泥膜共生好氧区4和固液分离区5分别位于缺氧区2以及厌氧区3的两侧。

再次参见图1，缺氧区2和泥膜共生好氧区4的隔板底部设置只能向缺氧区打开的单向导流板301，单向导流板301为向缺氧区2一侧倾斜设置的导流板，该导流板上部枢接在缺氧区2和泥膜共生好氧区4之间的隔板上，倾斜的导流板将缺氧区2和泥膜共生好氧区4之间隔板上的通道封闭，随着通过布气管向泥膜共生区4内曝气，当泥膜共生好氧区4内部的压力超过缺氧区2内的压力时，泥膜共生好氧区4内部的混合液能够推开单向导流板301，回流进入到缺氧区2内。单向导流板301的倾斜角度优选在30～60°，这样使得泥膜共生好氧区4内的混合液回流比例控制在100％～200％。

固液分离区5和缺氧区2的隔板底部设置污泥回流口502，该污泥回流口502为设置固液分离区5靠近缺氧区2一侧的缝隙，并在污泥沉淀区51内设置若干污泥导流板501，污泥导流板501从上至下向污泥回流口502倾斜布置，并且往下的污泥导流板501的倾斜坡度呈渐缓设置，即位于下方的污泥导流板的倾斜坡度小于上方的污泥导流板的倾斜坡度，这样从第三溢流口405进入固液分离区5的污泥沿着隔板和污泥导流板501缓缓导向沉积到污泥回流口502的上方，随着污泥的不断积压，污泥会逐渐通过污泥回流口502自动回流到缺氧区2内。为了使进入沉淀池的水能更好的固液分离，污泥导流板501与水平面倾角优选不小于60°，并且污泥导流板距溢流口的上端距离不小于1.0m，可以保证污泥的回流比控制在50％～120％。

本实施例的污水处理工作流程如下：进水依次通过格栅103、调节池1、缺氧区2、厌氧区3、泥膜共生好氧区4、固液分离区5、澄清区6，调节池1中的污水经两路布水管上的控制阀门控制进水比例进入缺氧区2和厌氧区3；补充厌氧区3所需碳源，经缺氧反应后从隔板侧边进入厌氧区3，再从厌氧区3上部经布水板通过重力作用进入泥膜共生好氧区4的填料层，依次循环进行缺氧-厌氧-好氧反应，随后从泥膜共生好氧区4上端进入固液分离区5，最后从上端溢流进入澄清区6后达标排放，其中泥膜共生好氧区底部与缺氧池底部连通进行消化液回流，固液分离区下端与缺氧池底部连通进行污泥回流，经处理后的水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918-2002一级a标准(tp除外)，能稳定达到一级b标准，满足农村污水排放或回用的需求。本发明提出的设计理念中，装置利用自身结构特点，污泥能从固液分离区底部无动力回流到缺氧区，消化液能从泥膜共生好氧区底部无动力回到流缺氧区底部，污水经进水比例的控制，强化系统脱氮除磷效果。该装置结构简单、占地少、管理方便；处理方法具有投资省、能耗低、运行费用低等优点，适用于经济不发达地区的分散式农村生活污水处理。

为了使本发明专利的目的和优点能进一步让人理解，以下结合具体的实施例对本发明的技术效果进行详细的说明。本领域相关人员应该明确，实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

将本实施例中的污水处理设备安装在进水管的下方，泥膜共生好氧区4用pe填料填充，填充率为45％，处理湖南省某农村生活污水，进水量为1m³/d，对设备进行调试挂膜，使填料成功挂膜后连续进水处理，厌氧区3和缺氧区2的进水比例为4:6，调节泥膜共生好氧区4的曝气量为12l/min，正常运行期间出水结果如下表1所示，对codcr、bod5、ss、tn和nh4⁺-n出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a标准；对tp出水能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级b标准。

表1进出水水质的各项指标

实施例2

将本发明所述的的污水处理设备安装在进水管的下方，泥膜共生好氧区4用德国levapor填料填充，填充率为15％，处理湖南省某农村生活污水，进水量为1m³/d，对设备进行调试挂膜，使填料成功挂膜后连续进水处理，厌氧区3和缺氧区2的进水比例为1:1，调节泥膜共生好氧区4的曝气量为10.5l/min，正常运行期间出水结果如下表2所示，对codcr、bod5、ss、tn和nh4⁺-n出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a标准；对tp出水能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级b标准。

表2进出水水质的各项指标

实施例3

将本发明所述的污水处理设备安装在进水管的下方，泥膜共生好氧区4用pur-泡沫填料填充，填充率为55％，处理湖南省某农村生活污水，进水量为1m³/d，对设备进行调试挂膜，使填料成功挂膜后连续进水处理，厌氧区3和缺氧区2的进水比例为3:7，调节泥膜共生好氧区4的曝气量为15l/min，正常运行期间出水结果如下表3所示，对codcr、bod5、ss、tn和nh4⁺-n出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a标准；对tp出水能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级b标准。

表3进出水水质的各项指标

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。