污水处理设备的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种污水处理设备。

背景技术：

水体富营养化与水中氮元素和磷元素的含量密切相关，因此需要除去污水中的磷元素和氮元素，以防止水体富营养化。

现有的污水处理设备通常只设置一个生物池，并将生物池划分为厌氧反应池段、缺氧反应池段、好氧反应池段和沉淀池段，具体地，在使用现有的污水处理设备在对污水进行处理时，将污水依次通入生物池的厌氧反应池段、缺氧反应池段、好氧反应池段和沉淀池段，污泥中的聚磷菌在缺氧环境中将污水中的挥发性脂肪酸转化为聚β羟基丁酸后贮存在体内，同时将磷酸盐释放进入污水，之后，污泥中的聚磷菌在有氧环境中将污水中的磷酸盐合成聚磷酸盐并贮存在体内，从而去除污水中的磷元素；还需要将除磷后的污泥和污水回流至缺氧反应池段，利用污泥中的异养反硝化菌在缺氧环境下去除污水中的氮元素。

但由于现有污水处理设备只设置一个生物池，异养反硝化菌与聚磷菌同时在生物池中工作，异养反硝化菌与聚磷菌会对碳源进行争夺，同时，异养反硝化菌的世代周期相比于聚磷菌的世代周期要长，导致污水在缺氧反应池段需要停留较长时间，这样，不利于聚磷菌的生长，容易导致污泥老化，从而造成多段处理工艺的除磷脱氮效果差。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种污水处理设备，以解决现有技术中的反硝化菌与聚磷菌在同一生物池内工作，从而导致对污水的除磷脱氮效果差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种污水处理设备，包括：除磷生物池，除磷生物池用于装载除磷污泥，以除去通入除磷生物池的原污水中的磷元素；而将原污水转化成一次处理污水；沉淀池，沉淀池与除磷生物池相连通，以将通入沉淀池内的一次处理污水分离为二次处理污水和沉淀污泥；除氮生物池，除氮生物池用于装载除氮污泥，除氮生物池与沉淀池相连通，以去除通入除氮生物池的二次处理污水中的氮元素。

进一步地，沉淀池与除磷生物池为一体化结构，沉淀池的底部与除磷生物池相连通。

进一步地，沉淀池为斜板沉淀池。

进一步地，除磷生物池沿原污水的流动方向包括相连通的厌氧反应池段和好氧反应池段，厌氧反应池段用于使除磷污泥中的聚磷菌在缺氧环境中将原污水中的挥发性脂肪酸转化为聚β羟基丁酸后贮存在体内，同时将磷酸盐释放进入原污水；原污水和除磷污泥一起通入好氧反应池段，好氧反应池段用于使除磷污泥中的聚磷菌在有氧环境中将原污水中的磷酸盐合成聚磷酸盐并贮存在体内；同时，好氧反应池段用于使除磷污泥中的氨化菌将原污水中的有机氮转化为氨氮，氨氮在除磷污泥中的硝化菌的作用下转化为硝酸盐。

进一步地，污水处理设备还包括曝气装置，曝气装置设置在好氧反应池段的底部，以为好氧反应池段提供氧气。

进一步地，污水处理设备还包括污泥循环装置，污泥循环装置包括：污泥提升管路，污泥提升管路的一端延伸至好氧反应池段内的沉淀池的排泥口处，污泥提升管路的另一端与厌氧反应池段连通；气提泵，气提泵设置在污泥提升管路上，且气提泵具有进气口；供气管路，供气管路连通曝气装置和进气口，以为气提泵提供气源。

进一步地，污水处理设备还包括污泥循环装置，污泥循环装置包括污泥输送管路和回流泵，污泥输送管路的一端与沉淀池的排泥口连通，污泥输送管路的另一端与厌氧反应池段连通，回流泵设置在污泥输送管路上，以将沉淀污泥在回流泵的作用下通过污泥输送管路通入厌氧反应池段内循环使用。

进一步地，污水处理设备还包括沉淀污泥排放管路，沉淀污泥排放管路与沉淀池的底部连通，以将沉淀污泥排出到外部环境。

进一步地，污水处理设备还包括氮气收集装置，氮气收集装置设置在除氮生物池的上方，以对除氮生物池内产生的氮气进行收集。

进一步地，污水处理设备还包括气体输送管路，气体输送管路的一端与氮气收集装置连接，气体输送管路的另一端伸入厌氧反应池段内，以对厌氧反应池段内的原污水和除磷污泥进行搅拌。

应用本实用新型的技术方案，通过设置相独立的除磷生物池和除氮生物池，利用除磷生物池中装载除磷污泥，去除原污水中的磷元素，并将原污水转化成一次处理污水；之后，利用沉淀池将一次处理污水分离为二次处理污水和沉淀污泥；利用除氮生物池装载除氮污泥，对二次处理污水进行脱氮处理，去除二次处理污水中的氮元素。这样，除磷污泥中的聚磷菌与除氮污泥中的反硝化菌之间不会相互影响，即反硝化菌不再与聚磷菌争夺碳源，加强了聚磷菌的厌氧释磷的作用，同时，原污水在除磷生物池内的停留时间缩短，有利于聚磷菌的生长，除磷污泥不易老化，从而有利于提升去除原污水中磷元素的效果，并且，由于聚磷菌的工作环境为缺氧环境和好氧环境，反硝化菌的工作环境为缺氧环境，好氧环境对反硝化菌的抑制作用较强，不利于反硝化菌的生长，使反硝化菌在除氮生物池内单独工作，有利于提升去除原污水中氮元素的效果，因此本申请提供的污水处理设备提升了对原污水的除磷脱氮效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种可选实施例的污水处理设备的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的另一种可选实施例的污水处理设备的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、除磷生物池；11、厌氧反应池段；12、好氧反应池段；20、沉淀池；21、排泥口；30、除氮生物池；40、曝气装置；50、污泥循环装置；51、污泥提升管路；52、气提泵；53、供气管路；54、污泥输送管路；55、回流泵；60、沉淀污泥排放管路；70、氮气收集装置；80、气体输送管路；90、沉淀污泥排放管道；100、除氮污泥排放管道。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

为了解决现有技术中的反硝化菌与聚磷菌在同一生物池内工作，从而导致对污水的除磷脱氮效果差的问题，本实用新型提供了一种污水处理设备。

需要说明的是，本申请实施例所说的除磷生物池10中的除磷污泥中至少包括聚磷菌、硝化菌、氨化菌和COD降解菌，主要利用除磷污泥中的聚磷菌去除污水中的磷元素，但除磷污泥的功能不限于此，还具有将污水中的有机氮转化为氨氮，再将氨氮转化为硝酸盐，以及去除污水中过剩的有机物(含碳污染物)的功能。

如图1所示，污水处理设备包括除磷生物池10、沉淀池20和除氮生物池30，除磷生物池10用于装载除磷污泥，以除去通入除磷生物池10的原污水中的磷元素；而将原污水转化成一次处理污水，沉淀池20与除磷生物池10相连通，以将通入沉淀池20内的一次处理污水分离为二次处理污水和沉淀污泥，除氮生物池30用于装载除氮污泥，除氮生物池30与沉淀池20相连通，以去除通入除氮生物池30的二次处理污水中的氮元素。

在图1示出的可选实施例中，通过设置相独立的除磷生物池10和除氮生物池30，利用除磷生物池10中装载除磷污泥，去除原污水中的磷元素，并将原污水转化成一次处理污水；之后，利用沉淀池20将一次处理污水分离为二次处理污水和沉淀污泥；利用除氮生物池30装载除氮污泥，对二次处理污水进行脱氮处理，去除二次处理污水中的氮元素。这样，除磷污泥中的聚磷菌与除氮污泥中的反硝化菌之间不会相互影响，即反硝化菌不再与聚磷菌争夺碳源，加强了聚磷菌的厌氧释磷的作用，同时，原污水在除磷生物池10内的停留时间缩短，有利于聚磷菌的生长，除磷污泥不易老化，从而有利于提升去除原污水中磷元素的效果，并且，由于聚磷菌的工作环境为缺氧环境和好氧环境，反硝化菌的工作环境为缺氧环境，好氧环境对反硝化菌的抑制作用较强，不利于反硝化菌的生长，使反硝化菌在除氮生物池30内单独工作，有利于提升去除原污水中氮元素的效果，因此本申请提供的污水处理设备提升了对原污水的除磷脱氮效果。

如图1所示，沉淀池20与除磷生物池10为一体化结构，沉淀池20的底部与除磷生物池10相连通。这样，有利于沉淀池20和除磷生物池10的整体规划和建造。

如图1所示，沉淀池20为斜板沉淀池。斜板沉淀池具有占地面积小，水力负荷高的优点。

如图1所示，除磷生物池10沿原污水的流动方向包括相连通的厌氧反应池段11和好氧反应池段12，厌氧反应池段11用于使除磷污泥中的聚磷菌在缺氧环境中将原污水中的挥发性脂肪酸转化为聚β羟基丁酸后贮存在体内，同时将磷酸盐释放进入原污水；原污水和除磷污泥一起通入好氧反应池段12，好氧反应池段12用于使除磷污泥中的聚磷菌在有氧环境中将原污水中的磷酸盐合成聚磷酸盐并贮存在体内；同时，好氧反应池段12用于使除磷污泥中的氨化菌将原污水中的有机氮转化为氨氮，氨氮在除磷污泥中的硝化菌的作用下转化为硝酸盐；之后，将一次处理污水和除磷污泥一起通入沉淀池20，以分离出二次处理污水和沉淀污泥；将二次处理污水通入除氮生物池30，使除氮生物池30的除氮污泥中的反硝化菌在缺氧环境下将硝化盐转化为氮气，以去除二次处理污水中的氮元素。

本实施例提供的污水处理设备，除磷生物池10只包括厌氧反应池段11和好氧反应池段12，取消了现有的多段处理工艺中的内回流工艺步骤，取消了多段处理工艺中需要的进行反硝化脱氮反应的缺氧反应池段，这样，还能够减小除磷生物池10的建筑面积，减少内回流工艺步骤中的装置数量，从而降低了污水处理设备的经济成本。

如图1所示，污水处理设备还包括曝气装置40，曝气装置40设置在好氧反应池段12的底部，以为好氧反应池段12提供氧气。

具体地，曝气装置40将空气通入好氧反应池段12的底部，为好氧反应池段12提供氧气。

原污水不断通入除磷生物池10的厌氧反应池段11，这样，为了保证对污水的除磷效果，需要使除磷生物池10的厌氧反应池段11内保持足够数量的除磷污泥，在图1示出的可选实施例中，通过设置污泥循环装置50，将在沉淀池20内分离出的沉淀污泥通入除磷生物池10的厌氧反应池段11内循环使用，能够降低污水处理方法的经济成本。

如图1所示，污泥循环装置50包括污泥提升管路51、气提泵52和供气管路53，污泥提升管路51的一端延伸至好氧反应池段12内的沉淀池20的排泥口21处，污泥提升管路51的另一端与厌氧反应池段11连通；气提泵52设置在污泥提升管路51上，且气提泵52具有进气口；供气管路53连通曝气装置40和进气口，以为气提泵52提供气源。具体地，采用气提的方式将沉淀污泥由沉淀池通入厌氧反应池段内循环使用，在图1示出的可选实施例中，沉淀池20与除磷生物池10为一体化结构，这样，沉淀池20的液位与除磷生物池10的液位一致，需要提升的高度小，能耗低。另外，本实施例中，采用曝气装置40作为气提泵52的气源，能够进一步地节约能耗，减少设备数量，从而降低污水处理设备的经济成本。

如图1所示，污水处理设备还包括与污泥提升管路51连通的沉淀污泥排放管道90，用于将多余的沉淀污泥排出到外部环境，多余的沉淀污泥的聚磷菌中贮存有聚磷酸盐，从而去除了原污水中的磷元素。

如图1所示，污水处理设备还包括氮气收集装置70，氮气收集装置70设置在除氮生物池30的上方，以对除氮生物池30内产生的氮气进行收集。这样，利用氮气收集装置70将除氮生物池30内产生的氮气收集再利用，从而提升了污水处理设备的实用性。

可选地，氮气收集装置70为采用三项分离器。

在本申请另一可选实施例中，污水处理设备还包括搅拌器，搅拌器设置在厌氧反应池段11内，以对厌氧反应池段11内的污水和除磷污泥进行搅拌。这样，利用搅拌器对厌氧反应池段11内的原污水和除磷污泥进行搅拌，从而使除磷生物池的厌氧反应池段的原污水和除磷污泥搅拌混合均匀，使除磷污泥中的聚磷菌与原污水充分接触并反应。

如图1所示，污水处理设备还包括气体输送管路80，气体输送管路80的一端与氮气收集装置70连接，气体输送管路80的另一端伸入厌氧反应池段11内，以对厌氧反应池段11内的原污水和除磷污泥进行搅拌。这样，将除氮生物池30内产生的氮气收集后，引入除磷生物池10的厌氧反应池段11，作为厌氧反应池段11的搅拌气源，使除磷生物池的厌氧反应池段的原污水和除磷污泥搅拌混合均匀，使除磷污泥中的聚磷菌与原污水充分接触并反应。同时，利用除氮生物池30内产生的氮气作为厌氧反应池段11的搅拌气源，可以减少除磷生物池内的其他搅拌器的数量，或者不再在除磷生物池10内设置其他搅拌器，进一步地降低污水处理设备的经济成本，同时，减少其他搅拌器的数量还能够降低处理污水的所需能耗。

如图1所示，本申请提供的污水处理方法还包括与除氮生物池30连通的除氮污泥排放管道100，用于将除氮生物池30中的多余的除氮污泥排出除氮生物池30。

实施例二

与实施例一的区别在于，除磷生物池10与沉淀池20相对独立建造，且污泥循环装置50的结构不同，如图2所示，污泥循环装置50包括污泥输送管路54和回流泵55，污泥输送管路54的一端与沉淀池20的排泥口21连通，污泥输送管路54的另一端与厌氧反应池段11连通，回流泵55设置在污泥输送管路54上，以将沉淀污泥在回流泵55的作用下通过污泥输送管路54通入厌氧反应池段11内循环使用。这样，原污水不断通入除磷生物池10的厌氧反应池段11，通过设置污泥循环装置50，将在沉淀池20内分离出的沉淀污泥通入除磷生物池10的厌氧反应池段11内循环使用，使除磷生物池10的厌氧反应池段11内保持足够数量的除磷污泥，从而不仅保证了对原污水的除磷效果，还降低了污水处理设备的经济成本。

可选地，回流泵55为轴流泵、离心泵、墙洞泵中的一种。

在图2示出的可选实施例中，污水处理设备还包括沉淀污泥排放管路60，沉淀污泥排放管路60与沉淀池20的底部连通，以将沉淀污泥排出到外部环境。原污水不断通入除磷生物池10的厌氧反应池段11，为了方便控制，原污水通入除磷生物池10的流速一定，相应地，为了保证对污水的除磷效果，需要使除磷生物池10的厌氧反应池段11内保持一定数量的聚磷菌，而聚磷菌在好氧反应池段12大量繁殖，导致聚磷菌的数量增多，将沉淀池20分离出的一部分沉淀污泥通入除磷生物池10的厌氧反应池段11内循环使用，保证除磷生物池10的厌氧反应池段11内始终保持一定数量的聚磷菌，将多余的沉淀污泥排出到外部环境，多余的沉淀污泥的聚磷菌中贮存有聚磷酸盐，从而去除了原污水中的磷元素。

可选地，除磷生物池10的好氧反应池段12还用于使除磷污泥中的COD降解菌将原污水中的部分有机物分解，从而去除原污水中过剩的有机物。有机物过剩会导致污水腐败、发臭，COD降解菌在除磷生物池10的好氧反应池段12内，即在有氧环境中，将原污水中的能够被氧化的还原性有机物分解，从而提升污水处理设备对污水的处理效果，提升水质。

本申请提供的污水处理设备，除磷生物池10与除氮生物池30独立设置，避免异养系统、以及污水中的能够被氧化的还原性有机物对自养系统造成干扰，减少了反硝化过程对碳源的争夺，加强了聚磷菌的厌氧释磷作用。由于两个生物池的污泥系统完全独立，两个污泥系统里的微生物菌群功能专一，各自针对的污染物去除效果比混合在一个生物池的混合菌群对污染物的去除效果好，出水水质更佳。

本申请采用的硫自养反硝化技术，在处理过程中微生物的生长繁殖速度较缓慢，产生的多余的除氮污泥量的数量少。试验表明，本申请提供的污水处理设备，产生的多余的除磷污泥以及除氮污泥的数量可以减少至30％以上，从而减少了对多余的除磷污泥以及除氮污泥进行处理的成本。另外，硫自养反硝化菌对污水的脱氮效果优于异养反硝化菌，从而进一步地提升了出水水质。

除磷生物池10内可以保持较高的除磷污泥的浓度，处理相同的水量时，所需要的除磷生物池10的池体容积更小，可以减小约20～40％的除磷生物池10的池体体积，从而节约除磷生物池10的占地面积。

可选地，除磷生物池10和除氮生物池30可以合建在同一地点，也可以将除磷生物池10和除氮生物池30分别建设在两个地点，本申请提供的污水处理设备更加灵活。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。