一种一体化生活污水处理装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理领域，更具体地说，涉及一种一体化生活污水处理装置。

背景技术：

随着社会经济的发展和人们环保意识的提高，对污水处理的要求和排放标准日趋严格。近年来，北京、天津以及江苏部分地区已相继发布了污水处理地方排放标准，相比《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)，这些地方排放标准对氮磷等的要求更为严苛，已达到地表水准四类水标准。而受处理规模、管网建设条件、地形环境等方面的限制，在农村地区等污水无法进行集中处理的地区，通常采用一体化的污水处理设备进行处理。现有的村镇污水处理一体化设备多采用改良后的A/O、A²/O、SBR、氧化沟、生物转盘以及MBR等工艺，这些工艺普遍存在投资成本高，技术复杂，管理难度较高，构筑物占地面积大等的问题，而且在脱氮除磷方面效果不佳，难以达到高排放的标准。

传统的Bardenpho脱氮除磷工艺与传统的A/O、A²/O、SBR、氧化沟相比具有更高的脱氮除磷效率，但在传统的Bardenpho脱氮除磷装置中，存在各单元反应器数量多，占地面积大的问题，限制了其应用和发展。移动床生物膜污水处理装置(MBBR)是通过向污水处理装置中投加一定数量的悬浮载体，提高污水处理装置中的生物量及生物种类，从而提高污水处理装置的处理效率。虽然MBBR具有容积负荷高、耐冲击性强等特点，但是这种装置对总氮、总磷的去除率不高，也无法达到更为严苛的地方排放标准。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题在于，提供一种出水水质好、能耗低的一体化生活污水处理方装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种一体化生活污水处理装置，包括厌氧池和缺氧池，所述厌氧池和缺氧池内均设有气流搅拌机构，所述气流搅拌机构包括穿孔曝气管、风机和定时模块，所述风机通过风管与所述穿孔曝气管连接，所述风机与所述定时模块电连接，所述定时模块控制所述风机在一定的运行周期A内进行间歇曝气动作，所述风机的曝气时间设置为B，所述风机的静置时间设置为C＝A-B。

作为本实用新型优选的方案，所述运行周期A为10min-20min，所述曝气时间B为0.5min-2min。

作为本实用新型的一种一体化生活污水处理装置优选的方案，包括依次连通的厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、……、第N缺氧池、第N好氧池、沉淀池和消毒间；

作为本实用新型的一种一体化生活污水处理装置优选的方案，所述第一好氧池、第二好氧池、……、第N好氧池内均设有曝气机构，所述第一好氧池、第二好氧池、……、第N好氧池内均填充有悬浮填料，所述厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、……、第N缺氧池内均设有所述气流搅拌机构；

所述第一好氧池与所述第一缺氧池之间设有硝化液回流机构，所述硝化液回流机构的进水口与所述第一好氧池的末端连通，所述硝化液回流机构的出水口与所述第一缺氧池的前端连通；

所述沉淀池与所述厌氧池之间设有污泥回流机构，所述污泥回流机构的进水口与所述沉淀池的底部连通，所述污泥回流机构的出水口与所述厌氧池的前端连通；

其中，N大于或等于2。

作为本实用新型优选的方案，所述厌氧池的上部设置有进水管，所述厌氧池与所述第一缺氧池之间的下部设有第一过水口，每组相邻的缺氧池与好氧池之间的上部设置有第二过水口，所述第N好氧池与所述沉淀池之间的上部设有第三过水口，所述沉淀池与所述消毒间之间的上部设有第四过水口。

作为本实用新型优选的方案，所述第N缺氧池的末端设有导流隔板或导流管，所述导流隔板与所述第N缺氧池的内壁形成的通道的进水端与所述第N缺氧池的底部连通，或者，所述导流管的进水端与所述第N缺氧池的底部连通。

作为本实用新型优选的方案，还设置有砂滤池，所述砂滤池设置在所述沉淀池与所述消毒间之间。

作为本实用新型优选的方案，所述沉淀池包括沉淀池池体，所述沉淀池池体内还设有锥形污泥斗，所述沉淀池内设有第一挡板和第二挡板；所述第一挡板和第二挡板的顶部高于沉淀池池体的最高液面位，第一挡板的底部低于第二挡板的底部；所述第一挡板与相向的第一池壁之间的池域为进水区，所述第二挡板与相向的第二池壁之间的池域为出水区，第一挡板与第二挡板之间的池域为沉淀区，进水区、沉淀区、出水区在第一挡板和第二挡板的下方相互连通。

作为本实用新型优选的方案，所述第二挡板的底部位于出水口的下方，且第二挡板的底部与沉淀池池体的最高液面位的距离为15cm-30cm。

作为本实用新型优选的方案，所述沉淀池还设有排渣机构，所述排渣机构的处理端设置在所述沉淀池的液面。

作为本实用新型优选的方案，所述第一好氧池中所述悬浮填料的填充比为30％-50％。

实施本实用新型的一种一体化生活污水处理装置，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

(1)本实用新型在厌氧池和缺氧池内设置气流搅拌机构，通过穿孔曝气的方式对污水进行间歇曝气搅拌，曝气过程中利用该种曝气方式产生的大气泡使污水对气泡中氧的利用率不高的特点，通过如上述的曝气后静置消氧的方式，可实现在保持优良缺氧和厌氧环境的同时，还可将厌氧和缺氧池内泥水搅拌均匀，防止活性污泥沉积于池底，有效保证了厌氧释磷，缺氧反硝化脱氮反应的正常进行。此外，本实用新型还具有结构简单，能耗低，易维护，节能的优点。

(2)本实用新型优化气流搅拌机构的曝气时间和静置时间(运行周期A为10min-20min，曝气时间B为0.5min-2min)，能够提高聚磷菌厌氧释磷和反硝化菌反硝化脱氮的效率，同时避免穿孔曝气管发生堵塞。

(3)本实用新型通过在设置多组缺氧池和好氧池，实现多级硝化反应和反硝化反应，保证处理效果的稳定性，能够进一步提高污水总氮的去除率；而且通过在每个好氧池均填加悬浮填料，悬浮填料能为微生物提供附着的场所，能够提高好氧池内的生物量及生物种类，增强处理效率，提高装置整体的去除氮、磷的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型提供的一体化生活污水处理装置的结构示意图。

图2是一体化生活污水处理装置的俯视图；

图3是沉淀池与污泥回流机构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型的优选实施例，一种一体化生活污水处理装置，包括厌氧池1和缺氧池，所述厌氧池1和缺氧池内均设有气流搅拌机构8，所述气流搅拌机构8包括穿孔曝气管、风机9和定时模块，所述风机9通过风管与所述穿孔曝气管连接，所述风机9与所述定时模块电连接，所述定时模块控制所述风机9在一定的运行周期A内进行间歇曝气动作，所述风机9的曝气时间设置为B，所述风机9的静置时间设置为C＝A-B。优选的，所述运行周期A为10min-20min，所述曝气时间B为0.5min-2min。具体实施例中，所述运行周期A设置为15min，所述曝气时间B设置为1min，在静置时间C为14min实现溶解氧消除，则24小时内可进行96个间歇循环。

由此，本实用新型在厌氧池1和缺氧池内设置气流搅拌机构8，通过穿孔曝气的方式对污水进行间歇曝气搅拌，曝气过程中利用该种曝气方式产生的大气泡使污水对气泡中氧的利用率不高的特点，通过如上述的曝气后静置消氧的方式，可实现在保持优良缺氧和厌氧环境的同时，还可将厌氧和缺氧池内泥水搅拌均匀，防止活性污泥沉积于池底，有效保证了厌氧释磷，缺氧反硝化脱氮反应的正常进行。此外，本实用新型还具有结构简单，能耗低，易维护，节能的优点。

此外，本实用新型优化气流搅拌机构8的曝气时间和静置时间(运行周期A为10min-20min，曝气时间B为0.5min-2min)，能够提高聚磷菌厌氧释磷和反硝化菌反硝化脱氮的效率，同时避免穿孔曝气管发生堵塞。

本实用新型提供的一种一体化生活污水处理装置包括依次连通的厌氧池1、第一缺氧池2、第一好氧池3、第二缺氧池4、第二好氧池5、……、第N缺氧池、第N好氧池、沉淀池6和消毒间；其中，N大于或等于2。

下面以缺氧池设置两个缺氧池，好氧池设置两个好氧池为例进行说明。

所述厌氧池1、第一缺氧池2、第一好氧池3、第二缺氧池4、第二好氧池5、沉淀池6和消毒间均设置在同一装置内；其中，污水通过泵提升进入厌氧池1，保证进水均匀。

所述第一好氧池3和所述第二好氧池5内均设有曝气机构30，所述第一好氧池3和所述第二好氧池5内均填充有悬浮填料31，所述厌氧池1、第一缺氧池2和第二缺氧池4内均设有所述气流搅拌机构8；

所述第一好氧池3与所述第一缺氧池2之间设有硝化液回流机构20，所述硝化液回流机构20的进水口与所述第一好氧池3的末端连通，所述硝化液回流机构20的出水口与所述第一缺氧池2的前端连通；

所述沉淀池6与所述厌氧池1之间设有污泥回流机构10，所述污泥回流机构10的进水口与所述沉淀池6的底部连通，所述污泥回流机构10的出水口与所述厌氧池1的前端连通。

由此，本实用新型通过在设置多组缺氧池和好氧池，实现多级硝化反应和反硝化反应，保证处理效果的稳定性，能够进一步提高污水总氮的去除率；而且通过在第一好氧池3填加悬浮填料31，悬浮填料31能为微生物提供附着的场所，能够提高第一好氧池3中的生物量及生物种类，增强处理效率，提高装置整体的去除氮、磷的能力。

更佳地，所述厌氧池1的上部设置有进水管11，所述厌氧池1与所述第一缺氧池2之间的上部设有第一过水口12，每组相邻的缺氧池与好氧池之间的上部设置有第二过水口21，所述第二好氧池5与所述沉淀池6之间的上部设有第三过水口51，所述沉淀池6与所述消毒间之间的上部设有第四过水口61。

更佳地，所述第二缺氧池4的末端设有导流隔板41或导流管41，所述导流隔板41与所述第二缺氧池4的内壁形成的通道的进水端与所述第二缺氧池4的底部连通，或者，所述导流管41的进水端与所述第二缺氧池4的底部连通。优选的，所述导流隔板41或导流管41的底部与所述第二缺氧池4的底部距离为15cm-20cm。所述第二过水口21与第三过水口51均设置在上部，所述导流隔板41或导流管41的设置，能够防止污水在第二缺氧池4出现短流现象，还能延长污水的水流路径，使污水在第二缺氧池4混合均匀，保证第二缺氧池4的处理效果。

更佳地，还设置有砂滤池(图中未指示)，所述砂滤池设置在所述沉淀池6与所述消毒间之间。砂滤池的设置能够降低污水的固体悬浮物浓度，保证污水处理效果的稳定性。

更佳地，所述一体化生活处理装置的外部还设有调节池和污泥池。所述第一缺氧池2、第一好氧池3、第二缺氧池4、第二好氧池5的底部均设有排空口，所述排空口通过放空管与所述调节池连通。

更佳地，所述的沉淀池6包括沉淀池6池体和锥形污泥斗71，在沉淀池6池体内设置有第一挡板62、第二挡板63、进水区、沉淀区、出水区、布水管65、水管和出水堰64。所述沉淀池6池体呈立方体，其边长为2m。在沉淀池6池体的底部并排设置两个锥形污泥斗71，锥形污泥斗71的底端边缘与沉淀池6池体的底部固定连接，由此沉淀池6池体与两个锥形污泥斗71构成用于储放污水和污泥的容置空间。在沉淀池6的底部设置锥形污泥斗71，可使沉淀出来的污泥更集中且更易于从锥形污泥斗71的底部排出，减少沉积污泥的死角。并且在沉淀池6底部设置两个锥形污泥斗71，可使在相同大小的空间内锥形污泥斗71的锥形面更倾斜，更易于将污泥排出，减少积泥的产生。污水经过布水管65再流入进水区，可使污水以面的形式流入进水区，提高污泥沉淀效果。

将第一挡板62和第二挡板63平行设置于沉淀池6池体内，使第一挡板62和第二挡板63的两侧边分别与沉淀池6池体的两池壁固定连接，并且使第一挡板62和第二挡板63的底部与锥形污泥斗71的锥形壁不接触，同时还设置第一挡板62和第二挡板63的顶部高于沉淀池6池体的最高液面位处，即使第一挡板62和第二挡板63的顶部可伸出最高液面。由于第二挡板63的顶部高于沉淀池6的最高液面位，可阻挡液面上可能存在的浮泥流入出水区，保障沉淀池6的处理效果。同时，设置第二挡板63的底部与第四过水口61相距15-50cm，既可防止液面波动时部分浮泥由液面下方进入出水区，又可使第一挡板62底部与第二挡板63底部有尽量大的高度差，增大污水向上运动的距离，提高沉淀效果。在持续的污水沉淀处理中，难免会产生小量的浮泥，第二挡板63则可将浮泥档在沉淀池6的液面上，从而保障出水质量，减少出水中的悬浮物含量。

此外，第一挡板62的底部距离其正下方的锥形污泥斗71的锥形壁20cm，第二挡板63的底部则位于沉淀池6池体最高液面位处下方20cm，从而使第一挡板62的底部低于第二挡板63的底部。由此，第一挡板62与第一池壁之间的池域构成进水区，进水区的容积为沉淀池6池体总容积的5％-10％；第二挡板63与第二池壁之间的池域构成出水区，出水区的容积为沉淀池6池体总容积的1％-3％；第一挡板62与第二挡板63之间的池域构成沉淀区；进水区与沉淀池6在第一挡板62的下方连通，沉淀区与出水区在第二挡板63的下方连通。穿过沉淀池6的进水口设置一根水管，水管的一端与好氧池连接，水管的另一端与设在进水区内的布水管65连接，所述的布水管65水平设置，在该布水管65朝沉淀池6池体底部一面的管壁上设置一排出水孔。污水通过水管流入布水管65，然后从出水孔流入进水区，污水在进水区内由上而下运动。设置布水管65可使污水以面的形式流入进水区内，提高污水沉淀效果。沉淀池6的第四过水口61设在沉淀池6池体最高液面位处的稍下方，并且在第四过水口61处设置一出水堰64，经沉淀池6处理后的污水由第六过水口流入消毒间进行消毒。

在两个锥形污泥斗71的底部分别设置有排泥口，在排泥口处安装排泥阀，所述排泥阀为电动阀，所述排泥阀通过排泥管将污泥及时排出至所述污泥池，以及通过污泥回流机构10将污泥回流到厌氧池1中。所述污泥回流机构10的进水口包括第一污泥进口67和第二污泥进口68，第一污泥进口67和第二污泥进口68通过管道分别与两个锥形污泥斗71的排泥口连接。这两个污泥进口通过管道最后汇合到一起形成一条总管道69，将污泥回流到厌氧池1中。

使用该沉淀池6对污水进行沉淀处理时，污水经由布水管65上的出水孔流入进水区并在进水区内由上而下运动，流到进水区的底部后穿过第一挡板62下方的空隙流入沉淀池6。污水在沉淀区的左边底部向沉淀池6右上方运动至第二挡板63的底部，污水在沉淀区呈斜向上运动的过程中，污水中的颗粒物在重力作用下则向下沉，颗粒物与水的运动方向相反，从而提高颗粒物与水的分离效果。污水运动到第二挡板63的底部并进入出水区，在出水区由下而上运动，然后经出水堰64，从第四过水口61流至消毒间中。沉淀下来的颗粒构成污泥，聚集在锥形污泥斗71内，锥形污泥斗71内的污泥则通过锥形污泥斗71底部的排泥口排出。

在另一实施例中，所述第二挡板63的底部位于第四过水口61的下方，且第二挡板63的底部与沉淀池6池体的最高液面位的距离为15cm-30cm，并且可设置第二挡板63的底部斜向第二侧壁，以增大沉淀区的体积，从而进一步提高沉淀效果，沉淀池6池体的高度也可根据实际设计需要而改变，其高度不限于2m。

更佳地，所述沉淀池6还设有排渣机构60，所述排渣机构60的处理端设置在所述沉淀池6的液面。所述排渣机构60的排渣端通过排渣管与所述调节池连通。

更佳地，所述悬浮填料31由聚氨酯海绵填料、聚乙烯填料和改性生物填料中的至少一种制成；所述悬浮填料31的填充比为30％-50％(填充比指悬浮填料31的松散体积与好氧池的体积之比)。

在第一好氧池3和第二好氧池5内的悬浮填料31的密度接近于水，好氧池在曝气时，悬浮填料31与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。悬浮填料31在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率，大大提高了硝化作用效率，尽可能减少第一好氧池3处理后污水的氨氮残留量，使得氨氮残留量可达到1mg/L以下。

更佳地，所述硝化液回流机构20和污泥回流机构10均为气提装置，其中，硝化液回流比为100％-200％，污泥回流比为50％-100％(回流比指回流液的回流量与通过进水口流入的进液量之比)。

所述气流搅拌机构8、曝气机构30、硝化液回流机构20和污泥回流机构10的供气管均与同一风机9连接，所述风机9设置在设备间90内。所述风机9作为唯一的动力设备，动力设备少，运行能耗低。

更佳地，所述厌氧池1、第一缺氧池2和第二缺氧池4内的气流搅拌机构8均为独立设置，在其供气管上均设有手动阀门，能够通过微调控制气流大小搅拌强度。

其中，所述厌氧池1在调试时通过调整阀门以达到控制曝气阶段进气量大小的目的，在曝气阶段池内泥水进行充分混合的前提下，调节依据为厌氧池1内平均DO＜0.2mg/L；所述第一缺氧池2和第二缺氧池4在调试时通过调整阀门以达到控制曝气阶段进气量大小的目的，在曝气阶段内泥水进行充分混合的前提下，调节依据为缺氧池内平均DO＝0.2mg/L-0.5mg/L。

所述气流搅拌装置采用穿孔曝气管；而所述曝气机构30为微孔曝气盘，且为常曝气，以保证第一好氧池3和第二好氧池5的溶解氧含量。需要说明的是，微孔曝气盘的氧利用率较高，约为15％-18％，而穿孔曝气管的氧利用率较低，约为3％-6％。

更佳地，所述消毒间内设置有紫外消毒机构7，第四过水口61与紫外消毒机构7通过沉淀池6的出水管66连接，实现对沉淀池6流入的污水进行消毒；在另一实施例中，所述消毒间可以采用添加消毒药剂的方式对污水进行消毒。

实验一：

下面，通过本实用新型的一体化生活污水处理装置进行污水处理实验，在其他条件相同的情况下，分别改变沉淀池6结构和砂滤池，分别使用下面各实验组的一体化生活污水处理装置处理相同水源的污水，然后分别检测各实验组的一体化生活污水处理装置的出水的各项指标，实验条件设计如下。

实验组1

本例提供的一体化生活污水处理装置，为上述实施例所述的一体化生活污水处理装置。

实验组2

本例提供的一体化生活污水处理装置，与上述实施例所述的一体化生活污水处理装置基本相同，不同之处在于：取消上述实施例中的砂滤池。

实验组3

本例提供的一体化生活污水处理装置，与上述实施例所述的一体化生活污水处理装置基本相同，不同之处在于：沉淀池的结构不同。本例中的沉淀池的一侧壁上设有进水口，在相向的另一侧壁上设有出水口，穿过沉淀池的进水口设置一根水管，水管伸至沉淀池的底部，其容积与实施例所述的沉淀池6的容积相同。

测试结果如下表所示。

由上表数据可以看出，实验组3的出水水质相对最差，采用本实施中的沉淀池结构，能够提高出水水质，污水经过实验组1和实验组2的一体化生活污水处理装置处理后，处理出水主要水质指标均可满足严苛的地方排放标准，达到地表水准四类水标准。实验组1处理出水水质略优于实验组2，增加砂滤池能够进一步提高出水水质。

实验二：

下面，通过本实用新型的一体化生活污水处理装置进行污水处理实验，在其他条件相同的情况下，改变气流搅拌机构8的曝气时间和静置时间，分别使用下面各实验组的一体化生活污水处理装置处理相同水源的污水，然后分别检测各实验组的一体化生活污水处理装置的出水的各项指标，实验条件设计如下。

实验组1

本例提供的一体化生活污水处理装置，为上述实施例所述的一体化生活污水处理装置，气流搅拌机构8设定其运行周期为15mi n，曝气时间为1mi n实现泥水混合，静置时间为14mi n实现溶解氧消除。

实验组2

本例提供的一体化生活污水处理装置，为上述实施例所述的一体化生活污水处理装置，气流搅拌机构8设定其运行周期为10mi n，曝气时间为2mi n实现泥水混合，静置时间为8mi n实现溶解氧消除。

实验组3

本例提供的一体化生活污水处理装置，为上述实施例所述的一体化生活污水处理装置，气流搅拌机构8设定其运行周期为20mi n，曝气时间为0.5mi n实现泥水混合，静置时间为19.5mi n实现溶解氧消除。

实验结果如下：

由上表数据可以看出，实验组1的处理出水水质相对实验组2和实验组3更好；实验组2的效果不佳是因为气流搅拌机构8曝气时间过长，静置消气时间较短，虽然缺氧池和好氧池泥水可以得到充分混合，但是会使厌氧池1中溶解氧含量超标，导致厌氧池1内聚磷菌和反硝化除磷菌与普通异氧菌产生竞争，从而不能充分释磷，影响除磷效果。实验组3的效果不佳是因为气流搅拌机构8曝气时间过短，静置消氧时间较长，虽可较好控制厌氧池1和缺氧池内的溶解氧含量，但静置时间较长会导致厌氧池1和缺氧池内泥水分离现象明显，不仅会影响聚磷菌厌氧释磷和反硝化菌反硝化脱氮的效率，还易导致穿孔曝气管发生堵塞。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。