一种微动力高效一体化污水处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种微动力高效一体化污水处理装置。


背景技术：

2.随着经济社会的快速发展，有限的环境容量无法承载更多的污染排放，分散式污水排放给农村地区的水环境遭受到了严峻挑战。受传统生活习惯影响和排污基础设施建设滞后制约，我国农村生活污水具有面广、分散、来源多、增长快、处理率低等特点。农村生活污水的随意排放，直接破坏了农村的生态环境并威胁了广大农民群众的身体健康。如果不对农村生活污水采取有效处理，会触发农村医疗和经济建设等方面的系列问题，甚至造成传染病的产生与扩散。
3.目前，广泛运用于农村污水处理的工艺有a/o、a2/o、mbr工艺、人工湿地、氧化沟等，然而现有的农村污水处理设备大多存在工艺结构复杂、设备分布分散、运行能耗较高等问题，且大多对于氮和磷的处理较难满足实际要求。
4.2020年是“十三五”计划收官之年,是推进实施农村生活污水治理的关键时期,为满足农村经济发展和环境保护需要，亟需采用一些实用、低能耗、有效抗冲击的技术来处理污水农村生活污水。
5.农村平日人口较少、但节假日特别是春节期间人口变化较大，导致水量及水质变化较大，设计处理能力过大会造成平日处理量过低，投资浪费。设计处理量太小，节假日无法满足处理能力，出水不能达标。单一的运行模式无法承受这种冲击负荷。对处理效果影响较大。
6.通常农村污水处理站点较分散，土建施工较困难。因此工艺设计需考虑施工便利行，尽量减少现场土建工程量。
7.部分农村或景区发展较快，变化较大、随着经济活动发展对污水处理能力要求逐步提高，部分处理设施建好后因无法满足新的水量要求而重建，造成投资浪费。
8.农村缺乏专业的运营、维护人员，因此需要一种智能化运行装置。
9.人工湿地系统运行一段时间过后通常面临堵塞，清理困难。堵塞后处理困难，影响整体运行。


技术实现要素：

10.为了克服现有技术的不足，本实用新型的实用新型目的在于提供一种微动力高效一体化污水处理装置，其不但工艺结构简单，运行能耗低，而且能够有效地处理氮和磷，同时还可以有效地抗冲击。
11.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案内容具体如下：
12.一种微动力高效一体化污水处理装置，包括依次连通的兼氧区、曝气区、澄清区、湿地区和强化除磷区。
13.进一步地，所述兼氧区设有进水管；所述生活污水经过所述进水管进入所述兼氧区；所述兼氧区设有兼氧出水口；所述兼氧出水口连通所述曝气区。
14.进一步地，所述曝气区内设有生物填料层，所述曝气区内设置有用于供氧的曝气管；所述曝气管一端伸入所述曝气区的底部，另一端与风机相接。
15.优选地，所述生物填料层为悬浮填料层。
16.优选地，所述曝气管包括主管，第一支管和第二支管；所述主管一端连接风机，另一端连通所述第一支管和第二支管的一端，所述第一支管和第二支管的另一端伸入所述曝气区的底部；所述第一支管与所述第二支管不对称设置。
17.进一步地，所述澄清区由下至上设有不锈钢过滤网，排泥管，斜管填料层和集水管；所述不锈钢过滤网设置在曝气区的出口上；所述排泥管一端位于所述澄清区内，另一端连通所述微动力高效一体化污水处理装置的外部；所述集水管一端位于澄清区内，另一端伸入所述湿地区之中。
18.优选地，所述澄清区内还设有v型折板；所述v型折板设于斜管填料层的下方，并且开口朝向所述不锈钢过滤网。
19.更优选地，所述v型折板包括第一平板和第二平板；所述第一平板和第二平板形成一设有开口的v型结构。
20.优选地，所述湿地区由下至上依次包括湿地填料层，湿地植物层以及布水管；所述布水管连通所述集水管；所述湿地区设有湿地出水口，所述湿地出水口位于所述湿地填料层的下方。
21.更优选地，所述强化除磷区包括除磷填料层和集水出水管；所述湿地出水口连通所述除磷填料层。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
23.1.本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置，包括依次连通的兼氧区、曝气区、澄清区、湿地区和强化除磷区，结构十分简单，通过设置兼氧区去除部分氨氮，之后经过曝气区进行脱氮除磷，最后经过强化除磷区进一步强化除磷的处理效果，达到有效处理污染物的目的，保证最终出水能够达标排放。
24.2.本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置通过在澄清区设置v型折板，均匀水力分布，促使水流上升过程中不断改变方向，而且因为v型折板的存在而使得活性污泥可以因惯性作用而被截留，达到固液分离的作用。
25.3.强化预处理，能有效抵抗较大的冲击负荷，污水在进入湿地区前通过了兼氧区、曝气区及澄清区，去除了60％cod，50％ss，40％tn，降低湿地区负荷。这样的设计有效抗冲击，保证了出水水质稳定。
26.4.湿地区布有湿地植物及湿地填料层，通过湿地植物根系吸收污水中的有机污染物，净化水体，并实现氮和磷资源化利用。
27.5.微动力运行，仅仅曝气管需外接风机进行供氧，动力消耗较a/o、a2/o、mbr工艺装置都要小，且无须加药剂，大大降低了运行费用，具有良好的经济效益。
28.6、本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置采用模块化设计，可以进行不同形式自由组合，适用范围广。
29.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技
术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
30.图1为本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置较优选实施例的结构示意图；
31.图2为图1的a-a方向的剖切图；
32.图3为图1的b-b方向的剖切图。
33.其中，图1至图3的附图标记说明如下：
34.1、兼氧区；101、进水管；2、曝气区；201、曝气管；202、生物填料层；3、澄清区；301、不锈钢过滤网；302、第一平板；303、第二平板；304、排泥管；305、斜管填料层；306、集水管；4、湿地区；401、布水管；402、湿地填料层；403、湿地植物；5、强化除磷区；501、除磷填料层；502、集水出水管。
具体实施方式
35.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
36.如图1至图3所示，本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置包括依次连通的兼氧区1、曝气区2、澄清区3、湿地区4和强化除磷区5。
37.所述兼氧区设有进水管101；所述生活污水经过所述进水管进入所述兼氧区；所述兼氧区设有兼氧出水口；所述兼氧出水口连通所述曝气区。
38.在兼氧区，生活污水在微生物的作用下进行反硝化反应，去除一部分氨氮，然后通过兼氧出水口自流至曝气区。
39.所述曝气区内设有生物填料层202，所述曝气区内设置有用于供氧的曝气管201；所述曝气管一端伸入所述曝气区的底部，另一端与风机相接。曝气区利用曝气管和风机进行曝气供氧，而且曝气区内的生物填料层作为载体形成流化床，大量的微生物附着于其表面，形成生物膜处理污水中有机污染物，进行生物脱氮除磷，降低污染物浓度，减轻后续湿地区的负荷。
40.所述生物填料层为悬浮填料层，不但提高了污泥浓度，有效提高了预处理效果，而且大大减少了安装工作量，节省投资。
41.所述澄清区由下至上设有不锈钢过滤网301，排泥管304，斜管填料层305和集水管306；所述不锈钢过滤网设置在曝气区的出口上；所述排泥管一端位于所述澄清区内，另一端连通所述微动力高效一体化污水处理装置的外部；所述集水管一端位于澄清区内，另一端伸入所述湿地区之中。
42.澄清区采用不锈钢过滤网与曝气区连通，既可使污水自流至澄清区，又可以挡住曝气区的悬浮填料进入澄清区。
43.澄清区的特殊结构设计，能提高澄清效果，又能让沉淀污泥回流至曝气区。剩余污泥通过排放管定期外排。
44.作为本实施例的进一步改进方案，所述曝气管包括主管，第一支管和第二支管；所述主管一端连接风机，另一端连通所述第一支管和第二支管的一端，所述第一支管和第二支管的另一端伸入所述曝气区的底部；所述第一支管与所述第二支管不对称设置，从而可以利用第一支管和第二支管因不对称设置而产生的气流冲力去冲开不锈钢过滤网旁边的生物填料，有效地防止不锈钢过滤网的堵塞；并且，所述生物填料层主要是由亲水性聚氨酯生物填料构成，微生物负载量大，比表面积大。
45.所述澄清区内还设有v型折板；所述v型折板设于斜管填料层的下方，并且开口朝向所述不锈钢过滤网。
46.污水通过v型折板，均匀水力分布，促使水流上升过程中不断改变方向，而活性污泥则因惯性作用而被截留，达到固液分离的作用。利用向上水流将已形成的絮凝体悬浮起来成为稳定的泥渣层，来水不但要通过综合力的作用分离活性污泥，还要通过泥渣层的截留、接触凝聚等作用进行处理，极大地提高了处理效率，保证了出水水质稳定。
47.具体地，所述v型折板包括第一平板302和第二平板303；所述第一平板和第二平板形成一设有开口的v型结构。
48.所述湿地区由下至上依次包括湿地填料层402，湿地植物层以及布水管401；所述布水管连通所述集水管；所述湿地区设有湿地出水口，所述湿地出水口位于所述湿地填料层的下方。污水流经湿地区时，有机污染物通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。污水中的氮和磷被植物根系和微生物吸收转化。
49.所述湿地填料层包括从下至上分为四层，所述第一层填料为粒径20-40mm的鹅卵石，所述第二层填料为粒径5-20mm的碎石，所述第三层填料为粒径1-5mm的碎石，所述第四层填料为种植土；所述第四层填料上种植有湿地植物403，所述湿地植物选用美人蕉、芦苇、菖蒲等植物，所述第一层填料、第二层填料，第三层填料，第四层填料的厚度分别为300mm、400mm、300mm、100mm。
50.所述强化除磷区包括除磷填料层501和集水出水管502；所述湿地出水口连通所述除磷填料层。所述除磷填料层有粉煤灰、沸石、硅藻土、火山岩、贝壳中的一种或多种。
51.作为本实施例的进一步改进，所述曝气管、布水管和集水出水管为穿孔管，能够保证均匀布气、布水、集水，避免形成断流，大大提高了效率。
52.在一些实施方式中，本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置可根据地势、排水量自动切换微动力、高效模式自动运行。微动力模式下：即风机开机10分钟，停机50分钟。高效模式下：即风机开机40分钟，停机20分钟。通过智能控制柜自动控制。这样即保证了污水中的溶解氧的含量，又可节约部分电能耗。
53.本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置各个区为一体化模块化设计，安装、施工简单。在一些实施方式中，随着当地发展，水量增加时，只需增加模块，即可满足增长的处理水量需求。
54.本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置还可以采用模块化组合方式：由预处理单元(包括兼氧区、曝气区、澄清区)、一级湿地单元(包括湿地区)组合成一体化设备，由多级湿地单元组合成为组合单元。因此根据不同水量污水处理系统可由一体化设备+组合单元构成。组合方式如下：
55.预处理单元
[0056][0057]
湿地单元
[0058][0059]
组合模式如下：
[0060][0061]
下面结合上述组合模式对本实用新型的污水装置的技术方案作进一步阐述：
[0062]
采用ibsts-10组合模式，日常人员较少时，污水量低，污染负荷较少，在环境不敏感地区，可启动微动力模式，此模式下处理规模10m2/d，控制风机开机10分钟，停机50分钟，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918
–
2002中一级b标准。在环境敏感地区，可启动高效模式，此模式下处理规模10m2*d，控制风机开机50分钟，停机10分钟，开启回流阀，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918
–
2002中一级a标准。
[0063]
在节假日人员较多时，污水量增加，污染负荷较高，可启动高效模式，此模式下处
理规模15m2/d，控制风机开机50分钟，停机10分钟，开启回流阀。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918
–
2002中一级b标准，最大限度减少这种水质水量变化给环境带来的变化。
[0064]
以下本组合模式的运行数据：当处理水量10m2/d，微动力模式运行时间20天后开启高效模式。结果如下：
[0065][0066]
由上结果看出，出水水质在微动力模式下可以达到一级b标准，在高效可以达到一级a标准。
[0067]
上述实例运行40天后，将水量由10m2/d提高至15m2/d，继续采用高效模式，结果如下：
[0068]
项目codbod5sstnnh
3-ntpph进水26013018035253.56～9出水50-6012-1611-1713-185-70.5-16～9
[0069]
由上结果看出，增加处理水量后，出水水质在高效模式下可以达到一级b标准。
[0070]
通过以上案例证明本实用新型的微动力高效一体化污水处理装置能适用不同进水水量及水质变化，应用范围广泛。适用于农村污水处理、旅游区、服务区等人口变化大地区。
[0071]
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。