一种处理乡镇生活污水的一体化设备及方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理乡镇生活污水的一体化设备及方法，其使得污水先经过厌氧水解区进行水解酸化去除部分SS，进入生物填料笼后，若干个以塑料小球为主体的独立缺氧好氧区域，可有效增大生物处理比表面积，从而提高污水处理效率；污泥回流结构将部分污泥回流至进水端，减小污泥产率，达到污泥减量化的效果；生物填料笼的运行无需曝气，构造简单、低耗节能，只需调整挂膜阶段和正常运行阶段两个阶段，可以避免乡镇污水处理中在生物填料笼正常运行过程中因转速恒定出现的因生物膜更新速度慢而产生的附加问题，空间利用率高，符合乡镇污水处理的现状。
【专利说明】
一种处理乡镇生活污水的一体化设备及方法
技术领域
[0001]本发明涉及乡镇污水生物处理领域，涉及一种处理乡镇生活污水的一体化设备及方法。
【背景技术】
[0002]生物转盘作为生物膜法的一种，具有生物量大、能耗低、污泥参量小、耐冲击负荷能力强的特点。而我国乡镇污水处理普遍存在的处理量小，进水浓度低，水质水量分布不均匀的特点，考虑到投资费用和运营管理符合乡镇污水处理现状，进水负荷时高时低，且乡镇污水处理运行受运营人员技术水平的限制，无法及时调整转速。
[0003]—体化污水处理设备一般以生化反应为基础，将预处理、生化、沉淀等多个功能不同的单元有机的结合在一个设备之中而形成的污水处理组合体。但往往受工艺条件限制，目前的一体化设备由于结构、尺寸等方面的问题，使得设备运行情况受现场组装工人水平影响较大，比如以下申请文件:
[0004]申请号为201410296519.9的发明申请公开了一种一体化生活污水处理设备，包括罐体，罐体内隔分形成有进水水解区、好氧区和沉淀区；该设备还包括设备区；所述设备区设置于所述罐体外部，且所述进水水解区包括由绕罐体内部一周的过水通道，所述好氧区和沉淀区位于所述过水通道;所述好氧区中底部设置有潜污栗和曝气装置，其中潜污栗的输送口通过管道与所述过水通道的进水端相连通。
[0005]申请号为201510995586.4的发明申请公开了一种一体化生活污水处理设备及处理方法，由以下处理单元依次连通:格栅化粪槽、厌氧池、好氧池、沉淀消毒池，处理单元之间具有进出水管，各个处理单元均具有排泥管、排气管，厌氧池、好氧池具有曝气系统和回流系统，各处理单元出水均采用三角堰，所述格栅化粪槽进水管输入端设于设备外部，进口深入栅前格栅化粪槽底部;格栅化粪槽与厌氧池连接，厌氧池进水管通入池底部进水，厌氧池填料区填加固定化载体和生物海绵铁填料;厌氧池与好氧池连接，好氧池进水管通入池底部进水，填料区填加固定化载体和生物海绵铁填料;好氧池与沉淀消毒池连接，进水管进入沉淀池中部，池底污泥区设有45度坡脚;沉淀池与消毒池连接，进水管进入消毒池底部氯片消毒，上部出水管出水。
[0006]申请号为201310704458.0的发明申请公开了一种生活污水处理一体化设备，调节池、初级沉淀池、接触氧化池和斜管沉淀池依次排列集成为一个单元，初级沉淀池、接触氧化池和斜管沉淀池顶部水面线依次降低，顶部水面线部位分别设有溢流堰、底部分别设有排泥管，排泥管与调节池连通;调节池和接触氧化池的底部设布气装置，布气装置与气栗相连，接触氧化池内装有多种填料，调节池的生活污水进口处设有格栅槽，格栅前板和格栅后板安装在格栅槽内，中下部潜水栗与初级沉淀池中心管上端连通。其处理效率高;剩余污泥产生量非常小；接触氧化池的生物量浓度高，生物接触氧化反应快;斜管沉淀装置不易堵塞、去除率尚、停留时间短、占地面积小。
[0007]上述的污水处理设备多存在设备运行情况受现场组装工人水平影响较大的问题，同时其运行需曝气，不够节能低耗，空间利用率相对较低。因而，针对现有的乡镇小规模污水处理，我们有必要研发一种新的处理乡镇生活污水的设备与方法。
【发明内容】
[0008]基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种处理乡镇生活污水的一体化设备及方法，其操作简单、可无人值守，能控制提升转盘的转速和进水负荷，在满足生物填料笼出水的情况下，可保证设备长期稳定运行。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
[0010]—种处理乡镇生活污水的一体化设备，包括主轴及沿其轴向依次分布的可调速电机、厌氧水解区、生物填料笼、沉淀回流区、出水堰，其中
[0011 ]所述可调速电机与主轴连接，用于驱动主轴转动；
[0012]所述厌氧水解区位于生物填料笼前侧，其上部为调节区，下部为填料区，主轴位于厌氧水解区的部分连接有提升转盘，所述提升转盘随主轴转动时可将回流污水g起并流入生物填料笼；
[0013]所述生物填料笼设置有至少3个，相邻生物填料笼的过水口与主轴水平对称分布，形成折流式污水处理通道；
[0014]所述沉淀回流区底部倾斜布置，包括回流管道、排泥管道及表层溢流槽；
[0015]所述出水堰位于沉淀回流区上侧，其连接有出水管。
[0016]作为上述技术方案的改进，所述厌氧水解区底部呈“V”状，其设置有进水口及出水口，其中进水口靠近所述可调速电机，出水口靠近第一个生物填料笼，且进水口高于出水
□ O
[0017]作为上述技术方案的改进，所述生物填料笼表面均匀分布有直径Icm的小孔，其内部设置有填充料，且每个生物填料笼之间通过隔板分开，所述过水口为开设于隔板上的直径I Ocm的孔。
[0018]作为上述技术方案的改进，所述生物填料笼设置有3个，且生物填料笼体积沿主轴轴向由大变小，其中第一个生物填料笼体积占生物填料笼总体积的60%，第二、第三个生物填料笼体积各占生物填料笼总体积的20%，所述生物填料笼内部填充塑料小球，所述塑料小球的大小与其生物填料笼体积成正比，所述生物填料笼内部填充料占其体积的90%。
[0019]作为上述技术方案的改进，所述塑料小球外部为好氧层，内部为缺氧或厌氧层。
[0020]作为上述技术方案的改进，所述沉淀回流区底部45°倾斜布置，其中的部分污泥通过回流管道回流至厌氧水解区，剩余污泥则通过排泥管道排出，所述排泥管道由排泥阀控制。
[0021]作为上述技术方案的改进，所述沉淀回流区的回流管道高于所述厌氧水解区的填料区。
[0022]一种处理乡镇生活污水的方法，所述方法应用于上述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其包括以下步骤，
[0023]污水自进水口进入厌氧水解区，与厌氧水解区内原有污水及回流污水混合，经过厌氧水解区填料区时污水中部分SS及回流污水中颗粒被水解酸化，同时利用进水碳源进行反硝化作用脱氮；
[0024]污水自厌氧水解区出水后进入生物填料笼，所述生物填料笼内部的塑料小球外部为好氧层，内部为缺氧或厌氧层，形成一个个微型反应器对污水进行硝化反硝化脱氮，污水中SS被进一步去除；
[0025]污水自生物填料笼出水后进入沉淀回流区，污水中不溶性物质及脱落的生物膜沉积在底部形成污泥，其中的部分污泥通过回流管道回流至厌氧水解区，剩余污泥则通过排泥管道排出；
[0026]沉淀回流区上端连接出水堰，上清液经出水堰溢出后通过出水管排出。
[0027]作为上述技术方案的改进，所述水解酸化过程具体为:
[0028]将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，以改善污水的可生化性。
[0029]本发明带来的有益效果有:
[0030]本发明的设备及方法使得污水先经过厌氧水解区进行水解酸化去除部分SS，进入生物填料笼后，若干个以塑料小球为主体的独立缺氧好氧区域，可有效增大生物处理比表面积，从而提高污水处理效率;污泥回流结构将部分污泥回流至进水端，减小污泥产率，达到污泥减量化的效果;生物填料笼的运行无需曝气，构造简单、低耗节能，只需调整挂膜阶段和正常运行阶段两个阶段，可以避免乡镇污水处理中在生物填料笼正常运行过程中因转速恒定出现的因生物膜更新速度慢而产生的附加问题，空间利用率高，符合乡镇污水处理的现状。
【附图说明】
[0031 ]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，
[0032]附图1是本发明一体化设备结构正视图；
[0033]附图2是本发明一体化设备结构俯视图；
[0034]附图3是本发明一体化设备结构侧视图；
[0035]附图4是本发明一体化设备结构中提升转盘结构示意图；
[0036]图中各序号所对应的标注名称如下:
[0037]1-可调速电机，2-进水口，3-厌氧水解区，4-生物填料笼，5-沉淀回流区，6-回流管道，7-出水堰，8-排泥管道，9-排泥阀，I O-主轴，11-出水管，12-提升转盘。
【具体实施方式】
[0038]下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。
[0039]实施例1
[0040]—种处理乡镇生活污水的一体化设备，包括主轴10及沿其轴向依次分布的可调速电机1、厌氧水解区3、生物填料笼4、沉淀回流区5、出水堰7，其中
[0041]可调速电机I与主轴10连接，用于驱动主轴10转动，其转速随进水负荷调整；
[0042]厌氧水解区3位于生物填料笼4前侧，其上部为调节区，下部为填料区，主轴10位于厌氧水解区3的部分连接有提升转盘12，提升转盘12随主轴10转动时可将回流污水g起并流入生物填料笼4;
[0043]生物填料笼4设置有3个，相邻生物填料笼4的过水口与主轴10水平对称分布，形成折流式污水处理通道；
[0044]沉淀回流区5底部倾斜布置，包括回流管道6、排泥管道8及表层溢流槽；
[0045]出水堰7位于沉淀回流区5上侧，其连接有出水管11。
[0046]实施例2
[0047]污水从进水口2进入厌氧水解区3，进行水解酸化反应，随后进入第一个生物填料笼4，并折流进入各个生物填料笼4，生物填料笼4内部的塑料小球外部为好氧层，内部为缺氧或厌氧层，可对污水进行硝化反硝化作用去除有机物和氨氮，随后，生物填料笼4出水进入沉淀回流区5，在其底部形成污泥，其中的部分污泥经回流管道6回流至第一个生物填料笼4进水端，达到污泥减量化及节省碳源的效果，剩余污泥则经底部排泥管道8排出，上清液溢流至出水堰7，经出水管11排出。
[0048]实施例3
[0049]—种处理乡镇生活污水的一体化设备，包括主轴10及沿其轴向依次分布的可调速电机1、厌氧水解区3、生物填料笼4、沉淀回流区5、出水堰7。
[0050]其中，厌氧水解区3底部呈“V”状，其设置有进水口2及出水口，其中进水口2靠近所述可调速电机I，出水口靠近第一个生物填料笼4，且进水口 2高于出水口。
[0051 ]生物填料笼4共设置有3个，其表面均匀分布有直径Icm的小孔，其内部设置有填充料，且每个生物填料笼4之间通过隔板分开，过水口为开设于隔板上的直径1cm的孔。
[0052]在上述结构中，生物填料笼4体积沿主轴10轴向由大变小，其中第一个生物填料笼4体积占生物填料笼4总体积的60 %，第二、第三个生物填料笼4体积各占生物填料笼4总体积的20%，填充料具体为塑料小球，塑料小球的大小与其生物填料笼4体积成正比，填充料占生物填料笼4体积的90%。
[0053]同时塑料小球外部为好氧层，内部为缺氧或厌氧层，以此形成若干个以塑料小球为主体的独立缺氧好氧区域，可增大生物处理比表面积。
[0054]沉淀回流区5底部45°倾斜布置，其中的部分污泥通过回流管道6回流至厌氧水解区3，剩余污泥则通过排泥管道排出，排泥管道8由排泥阀9控制，回流管道6高于上述厌氧水解区3的填料区。
[0055]实施例4
[0056]一种处理乡镇生活污水的方法，其包括以下步骤，
[0057]污水自进水口 2进入厌氧水解区3，与厌氧水解区3内原有污水及回流污水混合，经过厌氧水解区3填料区时污水中部分SS及回流污水中颗粒被水解酸化，同时利用进水碳源进行反硝化作用脱氮；
[0058]污水自厌氧水解区3出水后进入生物填料笼4，所述生物填料笼4内部的塑料小球外部为好氧层，内部为缺氧或厌氧层，形成一个个微型反应器对污水进行硝化反硝化脱氮，污水中SS被进一步去除；
[0059]污水自生物填料笼4出水后进入沉淀回流区5，污水中不溶性物质及脱落的生物膜沉积在底部形成污泥，其中的部分污泥通过回流管道6回流至厌氧水解区3，剩余污泥则通过排泥管道8排出；
[0060] 沉淀回流区5上端连接出水堰7，上清液经出水堰7溢出后通过出水管11排出。
[0061 ]上述的水解酸化过程具体为:
[0062]将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，以改善污水的可生化性。
[0063]需要说明的是，以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其特征在于:包括主轴及沿其轴向依次分布的可调速电机、厌氧水解区、生物填料笼、沉淀回流区、出水堰，其中 所述可调速电机与主轴连接，用于驱动主轴转动； 所述厌氧水解区位于生物填料笼前侧，其上部为调节区，下部为填料区，主轴位于厌氧水解区的部分连接有提升转盘，所述提升转盘随主轴转动时可将回流污水g起并流入生物填料笼； 所述生物填料笼设置有至少3个，相邻生物填料笼的过水口与主轴水平对称分布，形成折流式污水处理通道； 所述沉淀回流区底部倾斜布置，包括回流管道、排泥管道及表层溢流槽； 所述出水堰位于沉淀回流区上侧，其连接有出水管。2.根据权利要求1所述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其特征在于:所述厌氧水解区底部呈“V”状，其设置有进水口及出水口，其中进水口靠近所述可调速电机，出水口靠近第一个生物填料笼，且进水口高于出水口。3.根据权利要求1所述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其特征在于:所述生物填料笼表面均匀分布有直径Icm的小孔，其内部设置有填充料，且每个生物填料笼之间通过隔板分开，所述过水口为开设于隔板上的直径1cm的孔。4.根据权利要求3所述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其特征在于:所述生物填料笼设置有3个，且生物填料笼体积沿主轴轴向由大变小，其中第一个生物填料笼体积占生物填料笼总体积的60%，第二、第三个生物填料笼体积各占生物填料笼总体积的20 %，所述生物填料笼内部填充塑料小球，所述塑料小球的大小与其生物填料笼体积成正比，所述生物填料笼内部填充料占其体积的90%。5.根据权利要求4所述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其特征在于:所述塑料小球外部为好氧层，内部为缺氧或厌氧层。6.根据权利要求1所述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其特征在于:所述沉淀回流区底部45°倾斜布置，其中的部分污泥通过回流管道回流至厌氧水解区，剩余污泥则通过排泥管道排出，所述排泥管道由排泥阀控制。7.根据权利要求6所述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其特征在于:所述沉淀回流区的回流管道高于所述厌氧水解区的填料区。8.—种处理乡镇生活污水的方法，其特征在于:所述方法应用于权利要求1至7所述的一种处理乡镇生活污水的一体化设备，其包括以下步骤， 污水自进水口进入厌氧水解区，与厌氧水解区内原有污水及回流污水混合，经过厌氧水解区填料区时污水中部分SS及回流污水中颗粒被水解酸化，同时利用进水碳源进行反硝化作用脱氮； 污水自厌氧水解区出水后进入生物填料笼，所述生物填料笼内部的塑料小球外部为好氧层，内部为缺氧或厌氧层，形成一个个微型反应器对污水进行硝化反硝化脱氮，污水中SS被进一步去除； 污水自生物填料笼出水后进入沉淀回流区，污水中不溶性物质及脱落的生物膜沉积在底部形成污泥，其中的部分污泥通过回流管道回流至厌氧水解区，剩余污泥则通过排泥管道排出； 沉淀回流区上端连接出水堰，上清液经出水堰溢出后通过出水管排出。9.根据权利要求8所述的一种处理乡镇生活污水的方法，其特征在于:所述水解酸化过程具体为: 将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，以改善污水的可生化性。
【文档编号】C02F3/30GK105967333SQ201610515891
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】郭雪松, 孙聚龙, 肖本益, 刘俊新
【申请人】中国科学院生态环境研究中心