一种内部调节污水流量的小型污水处理装置

1.本发明属于农村地区生活污水处理技术领域，具体是一种内部调节污水流量的小型污水处理装置。


背景技术：

2.a2o工艺是传统活性污泥法、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的结合，近几年在我国生活污水处理中得到广泛应用。其利用厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件和三种不同种类微生物菌群的有机配合，降解有机污染物的同时，去除污水中的n、p等污染物。
3.然而农村地区通常户籍人口数远远大于常住人口数，以及限于农村污水收集管网收水困难，导致实际收集水量远远低于设计水量，同时，由于农村地区生产生活主要以农业和牧业为主，污水呈间歇性排放，波动系数较大，极大的影响农村污水处理设施的正常运行，导致污染物去除效果不佳。
4.因此，亟需提供一种运行稳定、波动系数小的可内部调节污水流量的小型污水处理装置。


技术实现要素：

5.针对目前农村污水呈间歇性排放，收集水量不均衡，波动系数较大的技术问题，本发明专利提供了一种内部调节污水流量的小型污水处理装置。
6.本发明的技术方案是：一种内部调节污水流量的小型污水处理装置，包括通过连接管连通的厌氧区、缺氧区、好氧区以及沉淀区；
7.所述厌氧区设有用于排放气体的厌氧区排空管，厌氧区内设有厌氧区搅拌器；
8.所述缺氧区包括用于污水缺氧脱氮的第一缺氧区、与所述第一缺氧区连通且用于增量污水的调节及缺氧脱氮处理的第二缺氧区，所述第二缺氧区与所述厌氧区之间通过回流管连接，且连接处设有回流泵，第二缺氧区上设有第二缺氧区溢水管、第二缺氧区排空管，第一缺氧区和第二缺氧区内均设有缺氧区搅拌器；
9.第一缺氧区内设有液面平衡调节组件，所述液面平衡调节组件包括竖直设于第一缺氧区内且底端与第二缺氧区连通的空心调节柱、由上至下等距分布于所述空心调节柱侧壁的多个安装环，每个所述安装环侧壁沿周向均匀设有多个安装口，且每个所述安装口上活动连接有通水过滤网；
10.所述好氧区与第一缺氧区之间通过硝化液回流管连接，且连接处设有硝化液回流泵，好氧区由鼓风机提供空气实现污染物去除、硝化及好氧吸磷功能，好氧区内设有曝气装置，好氧区上设有好氧区溢流管、好氧区排空管；
11.所述沉淀区底端设有污泥排放口，所述污泥排放口与厌氧区之间通过污泥回流管连接，且连接处设有污泥回流泵，沉淀区上设有尾水出水管。
12.进一步地，所述缺氧区搅拌器包括侧壁设有缺氧进水口的负压调节筒、沿竖直方向设于第一缺氧区和第二缺氧区内且上端贯穿所述负压调节筒并与延伸至内部的虹吸出
水管、设于虹吸出水管底端的出水搅拌架，所述出水搅拌架是由上至下均匀设于虹吸出水管外壁的多个出水安装环构成，且每个出水安装环外壁沿周向均匀设有多个出水空心杆，每个所述出水空心杆上设有多个出水口，厌氧区的水流经缺氧进水口进入负压调节筒内，负压调节筒的中水位逐渐上升至虹吸出水管顶端位置，水流进入虹吸出水管内之后由于重力作用水会从虹吸出水管下端流入出水搅拌架，并经各个出水口流至第一缺氧区和第二缺氧区内对水体进行搅拌，当水跌落至虹吸出水管下端时，负压调节筒内由于水的快速流过产生负压，使虹吸出水管内形成一定的真空度产生虹吸效应，发生虹吸后虹吸出水管内水流流速增加，从而完成水体的持续搅拌，通过上述过程，降低了整个污水处理装置的电力负荷，有利于降低运行成本。
13.进一步地，所述虹吸出水管上下两端均设有扩容吸口，位于虹吸出水管上下两端的扩容吸口对称分布，且扩容吸口的尺寸大于虹吸出水管的直径，通过在虹吸出水管上下两端设置扩容吸口，使从虹吸出水管进入和流出的水体流经内径大于在虹吸出水管内部的流经内经，也就是水体流经虹吸出水管内部时，流经内经发生减小，因此水体在流出虹吸出水管后，可以被加速，从而提高虹吸效果，使整体搅拌速率提升。
14.进一步地，所述缺氧进水口与虹吸出水管之间连接有检修管路，且连接处设有检修阀门和抽水泵，负压调节筒侧壁设有检修清理门，且检修清理门上设有透明观察窗，负压调节筒内壁设有防结垢膜层，所述防结垢膜层材质为超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯，通过设置检修管路、检修阀门以及抽水泵，方便缺氧区搅拌器需要清理或检修时，不影响污水处理的正常运行，而抽水泵是在检修时使用的，属于短期运行，并不会造成过高的运行成本，通过设置带有透明观察窗的检修清理门，方便直观观察，及时检修清理负压调节筒，保证缺氧区搅拌器的稳定运行，通过防结垢膜层的设置，减少油污的停留，降低结垢几率和清理频率。
15.进一步地，位于同一安装环上的安装口的尺寸相同，且位于不同安装环侧壁的安装口由上至下尺寸依次减少，当液面得到位于下端的安装口时，说明水流流量不大，因此，设置较小尺寸的安装口即可达到液面平衡的目的，当液面越往上上升，到达上端安装口时，说明水流流量较大，因此，设置较大尺寸的安装口，同时配合底端较小尺寸的安装口才能达到液面平衡的目的。
16.进一步地，所述好氧区前后两侧上端且沿长度方向设有滑动槽，好氧区上端设有可在所述滑动槽内左右滑动的折叠安装架，所述折叠安装架上均匀设有多个消泡喷嘴，所述消泡喷嘴通过连接管与消泡剂盛放箱连接，且连接处设有抽液泵，需要消泡时，使折叠安装架通过在滑动槽内滑动并在好氧区上端展开，通过抽液泵将消泡剂盛放箱内的消泡剂经各个消泡喷嘴喷洒至好氧区上各处即可，通过上述过程能够实现消泡无死角，提高了整体消泡质量。
17.进一步地，所述沉淀区内设有泥水分离组件包括由左向右依次分布的多个竖直分级隔板、由上而下均匀设于每个所述竖直分级隔板上的多个锥形导泥阻板，由左向右分布的多个竖直分级隔板的高度依次增加，沉淀区底端为倒锥形结构，方便污泥聚集沉淀，通过多个高度依次增加的竖直分级隔板的设置，对水流的方向和速度进行控制，方便进行分级沉淀，使得沉淀的效果达到最佳，同时，由于锥形导泥阻板的设置，能够阻挡向沉淀区内排放污水时产生的冲击力，避免对沉淀下来的污泥再次冲刷漂浮起来。
18.进一步地，每个锥形导泥阻板上下两面均设有沿其中心呈发散状分布的多个导泥条，锥形导泥阻板为可拆卸结构，通过设置导泥条，方便水流中的污泥沉淀物进行引导沉淀，将沉淀的污泥限位在沉淀区底端，进一步避免水流对对沉淀下来的污泥进行冲刷。
19.更进一步地，所述尾水出水管处设有水质检测仪，方便对处理好的清水水质进行检测，避免因水质不合格而造成环境污染。
20.上述污水处理装置的工作原理如下：
21.(1)以自然村为单位，按照最经济的方式铺设污水收集管网，截留后的污水进入厌氧区排空管内，经厌氧区搅拌器搅拌处理，实现厌氧释磷功能，处理后的污水进入第一缺氧区内，通过第一缺氧区实现缺氧脱氮功能，当实际收集水量小于平均设计水量时，进入第一缺氧区缺氧处理后直接进入好氧区，并通过好氧区底端的曝气装置对污水进行曝气处理，通过鼓风机提供空气实现污染物去除、硝化及好氧吸磷功能，含氧硝化液部分回流至第一缺氧区，另一部分则进入沉淀区进行沉淀作用，剩余污泥通过污泥回流泵回流至厌氧区前端，清水由沉淀区出口排出，直接自流排放；
22.(2)当实际收集污水量超出平均设计水量时，超出部分经位于底端的安装口进入第二缺氧区内，当超出水量较大时，污水液位在第一缺氧区内持续上升，并经尺寸逐渐增大的安装口进入第二缺氧区内，调节增量污水，平衡系统运行状况，同时，启动回流泵，将第二缺氧区污水泵入厌氧区再次进行充分的厌氧反应；
23.(3)当厌氧区的水流进入第一缺氧区和第二缺氧区时，会经缺氧进水口进入负压调节筒内，负压调节筒的中水位逐渐上升至虹吸出水管顶端位置，水流进入虹吸出水管内之后由于重力作用水会从虹吸出水管下端流入出水搅拌架，并经各个出水口流至第一缺氧区和第二缺氧区内对水体进行搅拌，当水跌落至虹吸出水管下端时，负压调节筒内由于水的快速流过产生负压，使虹吸出水管内形成一定的真空度产生虹吸效应，发生虹吸后虹吸出水管内水流流速增加，从而完成水体的持续搅拌；
24.(4)当水体进入沉淀区内后，通过高度依次增加的竖直分级隔板使得沉淀的效果达到最佳，同时，通过锥形导泥阻板阻挡住向沉淀区内排放污水时水流对沉淀下来的污泥的再次冲刷；
25.(5)当好氧区需要消泡时，使折叠安装架通过在滑动槽内滑动并在好氧区上端展开，通过抽液泵将消泡剂盛放箱内的消泡剂经各个消泡喷嘴喷洒至好氧区上各处即可，通过上述过程能够实现消泡无死角。
26.相对于现有技术，本发明的有益效果是：
27.(1)本发明一种内部调节污水流量的小型污水处理装置，很大程度上改善了处理设施难以正常运行的情况，可使处理出水稳定达标，同时可适应不同污水水量的污水处理工艺，可在低水量时维持设备正常运行，在高水量时可调节增量污水，平衡系统运行状况，在装置内部通过结构改变调节水量变化，减少能耗，有效的实现节能降耗的作用。
28.(2)本发明的第二缺氧区的存在使得污水在大水量时多一步缺氧脱氮的步骤，从工艺上改进了a2o传统工艺，使脱氮性能大幅度提高。
29.(3)本发明的通过在第一缺氧区和第二缺氧区内设置无动力的缺氧区搅拌器(22)对缺氧区的废水进行搅拌，整个过程靠水力自动完成，能够依靠水流的冲击力搅起第一缺氧区和第二缺氧区的底端污泥，使其与第一缺氧区和第二缺氧区内的废水不断充分混合，
使微生物与废水中的有机物得到充分的接触反应，不需要依靠外部动力、耗能较少、节省人力投入，并且能够更好的实现污水净化。
30.(4)本发明在沉淀区内设置高度依次增加的竖直分级隔板，对水流的方向和速度进行控制，方便进行分级沉淀，使得沉淀的效果达到最佳，同时，由于锥形导泥阻板的设置，能够阻挡向沉淀区内排放污水时产生的冲击力，避免对沉淀下来的污泥再次冲刷漂浮起来。
附图说明
31.图1是本发明的工艺流程图；
32.图2是本发明的整体结构示意图；
33.图3是本发明的图2中a处放大图；
34.图4是本发明的图2中b处放大图；
35.图5是本发明的图2中c处放大图；
36.图6是本发明的检修清理门与负压调节筒的连接示意图；
37.图7是本发明的折叠安装架的安装示意图。
38.其中，1-厌氧区、10-厌氧区排空管、11-厌氧区搅拌器、2-缺氧区、20-第一缺氧区、200-硝化液回流管、201-硝化液回流泵、21-第二缺氧区、210-回流泵、211-第二缺氧区溢水管、212-第二缺氧区排空管、22-缺氧区搅拌器、220-负压调节筒、2200-缺氧进水口、221-虹吸出水管、2210-扩容吸口、222-出水搅拌架、2220-出水安装环、2221-出水空心杆、2222-出水口、223-检修管路、224-检修阀门、225-抽水泵、226-检修清理门、227-透明观察窗、228-防结垢膜层、23-液面平衡调节组件、230-空心调节柱、231-安装环、232-安装口、233-通水过滤网、3-好氧区、30-鼓风机、31-曝气装置、32-好氧区溢流管、33-好氧区排空管、34-滑动槽、35-折叠安装架、350-消泡喷嘴、351-消泡剂盛放箱、352-抽液泵、4-沉淀区、40-污泥排放口、41-污泥回流管、42-污泥回流泵、420-水质检测仪、43-尾水出水管、430-竖直分级隔板、431-锥形导泥阻板、432-导泥条。
具体实施方式
39.为了进一步了解本发明的内容，以下通过实施例对本发明作详细说明。
40.实施例1
41.如图1、2所示的一种内部调节污水流量的小型污水处理装置，包括通过连接管连通的厌氧区1、缺氧区2、好氧区3以及沉淀区4；
42.厌氧区1设有用于排放气体的厌氧区排空管10，厌氧区1内设有厌氧区搅拌器11；
43.如图2所示，缺氧区2包括用于污水缺氧脱氮的第一缺氧区20、与第一缺氧区20连通且用于增量污水的调节及缺氧脱氮处理的第二缺氧区21，第二缺氧区21与厌氧区1之间通过回流管连接，且连接处设有回流泵210，第二缺氧区21上设有第二缺氧区溢水管211、第二缺氧区排空管212，第一缺氧区20和第二缺氧区21内均设有缺氧区搅拌器22；
44.如图4所示，第一缺氧区20内设有液面平衡调节组件23，液面平衡调节组件23包括竖直设于第一缺氧区20内且底端与第二缺氧区21连通的空心调节柱230、由上至下等距分布于空心调节柱230侧壁的三个安装环231，每个安装环231侧壁沿周向均匀设有五个安装
口232，且每个安装口232上活动连接有通水过滤网233；
45.位于同一安装环231上的安装口232的尺寸相同，且位于不同安装环231侧壁的安装口232由上至下尺寸依次减少；
46.好氧区3与第一缺氧区20之间通过硝化液回流管200连接，且连接处设有硝化液回流泵201，好氧区3由鼓风机30提供空气实现污染物去除、硝化及好氧吸磷功能，好氧区3内设有曝气装置31，好氧区3上设有好氧区溢流管32、好氧区排空管33；
47.沉淀区4底端设有污泥排放口40，污泥排放口40与厌氧区1之间通过污泥回流管41连接，且连接处设有污泥回流泵42，沉淀区4上设有尾水出水管43。
48.实施例2
49.本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
50.如图3所示，缺氧区搅拌器22包括侧壁设有缺氧进水口2200的负压调节筒220、沿竖直方向设于第一缺氧区20和第二缺氧区21内且上端贯穿负压调节筒220并与延伸至内部的虹吸出水管221、设于虹吸出水管221底端的出水搅拌架222，出水搅拌架222是由上至下均匀设于虹吸出水管221外壁的三个出水安装环2220构成，且每个出水安装环2220外壁沿周向均匀设有四个出水空心杆2221，每个出水空心杆2221上设有六个出水口2222；
51.虹吸出水管221上下两端均设有扩容吸口2210，位于虹吸出水管221上下两端的扩容吸口2210对称分布，且扩容吸口2210的尺寸大于虹吸出水管221的直径；
52.如图1、6所示，缺氧进水口2200与虹吸出水管221之间连接有检修管路223，且连接处设有检修阀门224和抽水泵225，负压调节筒220侧壁设有检修清理门226，且检修清理门226上设有透明观察窗227，负压调节筒220内壁设有防结垢膜层228，防结垢膜层228材质为超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯。
53.实施例3
54.本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
55.如图7所示，好氧区3前后两侧上端且沿长度方向设有滑动槽34，好氧区3上端设有可在滑动槽34内左右滑动的折叠安装架35，折叠安装架35上均匀设有30个消泡喷嘴350，消泡喷嘴350通过连接管与消泡剂盛放箱351连接，且连接处设有抽液泵352。
56.实施例4
57.本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
58.如图2、5所示，沉淀区4内设有泥水分离组件43包括由左向右依次分布的4个竖直分级隔板430、由上而下均匀设于每个竖直分级隔板430上的3个锥形导泥阻板431，由左向右分布的3个竖直分级隔板430的高度依次增加，沉淀区4底端为倒锥形结构；
59.每个锥形导泥阻板431上下两面均设有沿其中心呈发散状分布的6个导泥条432，锥形导泥阻板431为可拆卸结构；
60.如图1所示，尾水出水管42处设有水质检测仪420，其中，上述所有电气元件均为市售。
61.上述污水处理装置的工作原理如下：
62.(1)以自然村为单位，按照最经济的方式铺设污水收集管网，截留后的污水进入厌氧区排空管10内，经厌氧区搅拌器11搅拌处理，实现厌氧释磷功能，处理后的污水进入第一缺氧区20内，通过第一缺氧区20实现缺氧脱氮功能，当实际收集水量小于平均设计水量时，
进入第一缺氧区20缺氧处理后直接进入好氧区3，并通过好氧区3底端的曝气装置31对污水进行曝气处理，通过鼓风机30提供空气实现污染物去除、硝化及好氧吸磷功能，含氧硝化液部分回流至第一缺氧区20，另一部分则进入沉淀区4进行沉淀作用，剩余污泥通过污泥回流泵42回流至厌氧区1前端，清水由沉淀区4出口排出，直接自流排放；
63.(2)当实际收集污水量超出平均设计水量时，超出部分经位于底端的安装口232进入第二缺氧区21内，当超出水量较大时，污水液位在第一缺氧区20内持续上升，并经尺寸逐渐增大的安装口232进入第二缺氧区21内，调节增量污水，平衡系统运行状况，同时，启动回流泵210，将第二缺氧区21污水泵入厌氧区1再次进行充分的厌氧反应；
64.(3)当厌氧区1的水流进入第一缺氧区20和第二缺氧区21时，会经缺氧进水口2200进入负压调节筒220内，负压调节筒220的中水位逐渐上升至虹吸出水管221顶端位置，水流进入虹吸出水管221内之后由于重力作用水会从虹吸出水管221下端流入出水搅拌架222，并经各个出水口2222流至第一缺氧区20和第二缺氧区21内对水体进行搅拌，当水跌落至虹吸出水管221下端时，负压调节筒220内由于水的快速流过产生负压，使虹吸出水管221内形成一定的真空度产生虹吸效应，发生虹吸后虹吸出水管221内水流流速增加，从而完成水体的持续搅拌；
65.(4)当水体进入沉淀区4内后，通过高度依次增加的竖直分级隔板430使得沉淀的效果达到最佳，同时，通过锥形导泥阻板431阻挡住向沉淀区4内排放污水时水流对沉淀下来的污泥的再次冲刷；
66.(5)当好氧区3需要消泡时，使折叠安装架35通过在滑动槽34内滑动并在好氧区3上端展开，通过抽液泵352将消泡剂盛放箱351内的消泡剂经各个消泡喷嘴350喷洒至好氧区3上各处即可，通过上述过程能够实现消泡无死角。