公布日：2022.08.16
申請日：2022.05.12
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置及污水處理方法，該裝置通過優(yōu)化厭氧池、缺氧池的水力設(shè)計、沉淀池排泥方式及管路配置等，改善水力條件，不僅實現(xiàn)了充分有效地排泥和微生物的循環(huán)，提高了池容利用率，提升了污水處理效果，而且可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)或處理目標(biāo)通過極為簡單的控制即可靈活調(diào)整功能池的功能，如：改變硝化液回流位置，厭氧池可作為缺氧池，強(qiáng)化脫氮效果；采用多功能濾池，可根據(jù)不同的水質(zhì)，調(diào)整功能，保證處理效果穩(wěn)定；該裝置可在保障出水水質(zhì)的同時靈活適應(yīng)各種污水處理工況，且可有效降低運行費用；本發(fā)明機(jī)電設(shè)備少，無任何水下機(jī)電設(shè)備，能耗低、操作簡單、維護(hù)方便，對村鎮(zhèn)污水波動大的特點具有很好的適應(yīng)。
權(quán)利要求書
1.一種可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置，包括污水處理功能池、儲泥池、設(shè)備間，所述的污水處理功能池包含根據(jù)污水處理工藝依次連通的預(yù)處理池、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、濾池、消毒池；其特征在于，所述預(yù)處理池設(shè)置于厭氧池上部，設(shè)備進(jìn)水管通入預(yù)處理池中，預(yù)處理池通過第一過水管與在厭氧池底部設(shè)置的布水管相連，布水管開有若干布水孔；缺氧池內(nèi)設(shè)有兩根及以上的第二過水管，第二過水管一端在缺氧池上部連通厭氧池，另一端由上至下伸入缺氧池底部用于缺氧池進(jìn)水，所述進(jìn)水管設(shè)有支管連接至第二過水管，該支管上設(shè)有閥門，在缺氧池與好氧池間隔板上部開有兩個及以上的第一過水孔；好氧池內(nèi)設(shè)置硝化液回流管連通至預(yù)處理池，并設(shè)有支管連接至第二過水管，該支管上設(shè)有閥門，沉淀池底部設(shè)有泥斗，上部設(shè)有擋渣板和溢流堰，中心設(shè)有中心筒，好氧池內(nèi)設(shè)置集水管和沖刷管，集水管上開有若干集水孔，沖刷管上開有若干氣孔，集水管一端封閉，另一端作為好氧池排空管，集水管通過第三過水管將處理后的污水導(dǎo)入沉淀池中心筒，沉淀池內(nèi)還設(shè)置吸泥管，吸泥管一端位于泥斗底部且在該端設(shè)置有多個吸泥口，另一端豎直向上，并最終分為兩路，一路作為污泥回流管通入預(yù)處理池，另一路作為排泥管通入儲泥池；污泥回流管及排泥管上設(shè)有閥門；在沉淀池與濾池間隔板上部開有第二過水孔；所述好氧池及濾池內(nèi)均設(shè)有曝氣裝置；所述設(shè)備間內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的主氣管分別通過支氣管各自連接至濾池的曝氣裝置、沉淀池中的吸泥管豎直段、好氧池的沖刷管、好氧池的曝氣裝置、缺氧池底部、厭氧池底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置，其特征在于，所述設(shè)備間內(nèi)還設(shè)置有第一加藥裝置及第二加藥裝置，第一加藥裝置通過第一加藥管連接至第二過水管用于向缺氧池添加碳源，第一加藥管在濾池上方設(shè)有支管，支管下方設(shè)有加藥導(dǎo)流管和倒喇叭口，第二加藥裝置通過第二加藥管連接至好氧池用于向好氧池投加除磷藥劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置，其特征在于，所述的濾池中設(shè)有進(jìn)水槽、進(jìn)水管、過濾區(qū)、出水管、反洗排水管，過濾區(qū)上下均設(shè)有過濾板，上下過濾板之間投加軟性填料，進(jìn)水槽位于第二過水孔孔底，進(jìn)水管從進(jìn)水槽中豎直向下伸入下層過濾板以下，所述出水管、反洗排水管位于上層過濾板上方，所述出水管在高度上高于反洗排水管，所述反洗排水管上設(shè)有閥門；所述加藥導(dǎo)流管伸入下層過濾板的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置，其特征在于，所述的好氧池還包括提升管、集液管、進(jìn)氣管支管，所述提升管、集液管、進(jìn)氣管支管、及硝化液回流管共同構(gòu)成硝化液回流裝置；所述硝化液回流管位于好氧池內(nèi)上部空間，其一端與豎直設(shè)置的提升管連接，另一端伸入預(yù)處理池；所述進(jìn)氣管支管一端連接主氣管，另一端連接至提升管下部，所述集液管豎直浸沒在液面以下，上端封閉，下端與提升管連通，集液管的上段為長條孔管，從端部沿管兩側(cè)均開有長條孔；集液管頂部在液面以下500-1000mm，長條孔的孔寬為5-6mm，孔長為800-1000mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置，其特征在于，所述集水孔為沿集水管設(shè)置的四排彼此互成90°夾角的孔，所有孔均不在水平和豎直方向，所述集水管與沖刷管中心在高度上齊平，沖刷管朝向集水管一側(cè)開有一排氣孔，所述集水孔孔徑為5-8mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置，其特征在于，所述沉淀池的泥斗中吸泥管沿泥斗底部四周方向繞設(shè)，多個吸泥口沿管對側(cè)交錯分布，吸泥口呈斜向下設(shè)置，與豎直面所成夾角為45-60°；所述溢流堰設(shè)于沉淀池上部沿池內(nèi)四周方向布置；所述第二過水孔的孔底不低于溢流堰底，孔頂不高于溢流堰頂；所述擋渣板沿沉淀池池體四周方向設(shè)于溢流堰內(nèi)側(cè)，頂部高于溢流堰頂部，底部高于溢流堰底部。
7.一種可調(diào)工藝的污水處理方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1-6任一項所述的裝置實現(xiàn)，所述方法為：將進(jìn)水75％-90％的水量從進(jìn)水管進(jìn)入預(yù)處理池，回流污泥經(jīng)污泥回流管進(jìn)入預(yù)處理池，經(jīng)預(yù)處理后，通過第一過水管及厭氧池布水管進(jìn)入?yún)捬醭氐撞慷帱c進(jìn)入池中各個區(qū)域，經(jīng)厭氧處理后，通過第二過水管進(jìn)入缺氧池；并將進(jìn)水10％-25％的水量通過進(jìn)水管的支管流入第二過水管，好氧池回流硝化液通過硝化液回流管的支管流入第二過水管，第二過水管有導(dǎo)流作用，使污水進(jìn)水、厭氧池出水、回流的硝化液、投加的碳源均從缺氧池底部進(jìn)入；污水經(jīng)缺氧池處理后，從第一過水孔流出至好氧池，好氧池出水經(jīng)集水管及第三過水管流入沉淀池，在重力作用下，實現(xiàn)泥水分離，經(jīng)固液分離后的污水從沉淀池溢流堰流經(jīng)第二過水孔進(jìn)入濾池底部，濾池出水經(jīng)消毒池消毒殺菌后從出水管排放。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可調(diào)工藝的污水處理方法，其特征在于，當(dāng)處理低C/N的污水或?qū)γ摰蟾邥r，關(guān)閉缺氧池中的硝化液回流的支管閥門和進(jìn)水管的支管閥門，將進(jìn)水全部進(jìn)入預(yù)處理池，好氧池中回流硝化液全部回流至預(yù)處理池，從第一過水管進(jìn)入?yún)捬醭�，此時厭氧池用作缺氧池，從而增大缺氧池容積，提高反硝化效果。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可調(diào)工藝的污水處理方法，其特征在于，控制所述濾池以靈活調(diào)整工藝，當(dāng)沉淀池出水中COD、NH3-N指標(biāo)較高時，控制濾池連續(xù)曝氣，用作曝氣生物濾池，進(jìn)一步去除COD、NH3-N；當(dāng)沉淀池出水中TN指標(biāo)較高時，間歇小氣量曝氣，并打開第一加藥管的支管，投加碳源，濾池用作反硝化濾池，進(jìn)一步去除TN；當(dāng)沉淀池出水中SS指標(biāo)較高時，關(guān)閉曝氣閥門，濾池僅作過濾池，進(jìn)一步去除SS。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可調(diào)工藝的污水處理方法，其特征在于，根據(jù)進(jìn)水水量和進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整風(fēng)機(jī)出氣量和運行功率，當(dāng)處理的進(jìn)水濃度低或進(jìn)水量小時，減少風(fēng)機(jī)出氣量，降低運行能耗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置及處理方法，該裝置通過優(yōu)化厭氧池、缺氧池的水力設(shè)計、排泥方式設(shè)計及管路配置等設(shè)計，改善水力條件，提高池容利用率，使污水與微生物接觸充分，實現(xiàn)充分有效地排泥和微生物的循環(huán)，從而提升了污水處理效果，而且該裝置可以根據(jù)實際進(jìn)水水質(zhì)和水量情況，通過極為簡單的控制即可靈活調(diào)整工藝單元的功能、實現(xiàn)不同的組合工藝，可在保障出水水質(zhì)的同時降低運行費用。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種可調(diào)工藝的一體化污水處理裝置，包括污水處理功能池、儲泥池、設(shè)備間，所述的污水處理功能池包含根據(jù)污水處理工藝依次連通的預(yù)處理池、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、濾池、消毒池；
所述預(yù)處理池設(shè)置于厭氧池上部，設(shè)備進(jìn)水管通入預(yù)處理池中，預(yù)處理池通過第一過水管與在厭氧池底部設(shè)置的布水管相連，布水管開有若干布水孔；
缺氧池內(nèi)設(shè)有兩根及以上的第二過水管，第二過水管一端在缺氧池上部連通厭氧池，另一端由上至下伸入缺氧池底部用于缺氧池進(jìn)水，所述進(jìn)水管設(shè)有支管連接至第二過水管，該支管上設(shè)有閥門，在缺氧池與好氧池間隔板上部開有兩個及以上的第一過水孔；好氧池內(nèi)設(shè)置硝化液回流管連通至預(yù)處理池，并設(shè)有支管連接至第二過水管，該支管上設(shè)有閥門，沉淀池底部設(shè)有泥斗，上部設(shè)有擋渣板和溢流堰，中心設(shè)有中心筒，好氧池內(nèi)設(shè)置集水管和沖刷管，集水管上開有若干集水孔，沖刷管上開有若干氣孔，集水管一端封閉，另一端作為好氧池排空管，集水管通過第三過水管將處理后的污水導(dǎo)入沉淀池中心筒，沉淀池內(nèi)還設(shè)置吸泥管，吸泥管一端位于泥斗底部且在該端設(shè)置有多個吸泥口，另一端豎直向上，并最終分為兩路，一路作為污泥回流管通入預(yù)處理池，另一路作為排泥管通入儲泥池；污泥回流管及排泥管上設(shè)有閥門；在沉淀池與濾池間隔板上部開有第二過水孔；所述好氧池及濾池內(nèi)均設(shè)有曝氣裝置；
所述設(shè)備間內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)優(yōu)選變頻風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)主氣管分別通過支氣管各自連接至濾池的曝氣裝置、沉淀池中的吸泥管豎直段、好氧池的沖刷管、好氧池的曝氣裝置、缺氧池底部、厭氧池底部。
上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步的，所述設(shè)備間內(nèi)還設(shè)置有第一加藥裝置及第二加藥裝置，第一加藥裝置通過第一加藥管連接至第二過水管用于向缺氧池添加碳源，第一加藥管在濾池上方設(shè)有支管，支管下方設(shè)有加藥導(dǎo)流管和倒喇叭口，第二加藥裝置通過第二加藥管連接至好氧池用于向好氧池投加除磷藥劑。
更進(jìn)一步的，所述的濾池中設(shè)有進(jìn)水槽、濾池進(jìn)水管、過濾區(qū)、濾池出水管、反洗排水管，過濾區(qū)上下均設(shè)有過濾板，上下過濾板之間投加軟性填料，進(jìn)水槽位于第二過水孔孔底，濾池進(jìn)水管從進(jìn)水槽中豎直向下伸入下層過濾板以下，所述濾池出水管、反洗排水管位于上層過濾板上方，所述濾池出水管在高度上高于反洗排水管，所述反洗排水管上設(shè)有閥門；所述加藥導(dǎo)流管伸入下層過濾板的下方。
進(jìn)一步的，所述的好氧池還包括提升管、集液管、進(jìn)氣管支管，所述提升管、集液管、進(jìn)氣管支管、及硝化液回流管共同構(gòu)成硝化液回流裝置；所述硝化液回流管位于好氧池內(nèi)上部空間，其一端與豎直設(shè)置的提升管連接，另一端伸入預(yù)處理池；所述進(jìn)氣管支管一端連接主氣管，另一端連接至提升管下部，所述集液管豎直浸沒在液面以下，上端封閉，下端與提升管連通，集液管的上段為長條孔管，從端部沿管兩側(cè)均開有長條孔；集液管頂部在液面以下500-1000mm，長條孔的孔寬為5-6mm，孔長為800-1000mm。
進(jìn)一步的，所述集水孔為沿集水管設(shè)置的四排彼此互成90°夾角的孔，所有孔均不在水平和豎直方向，所述集水管與沖刷管中心在高度上齊平，沖刷管朝向集水管一側(cè)開有一排氣孔，所述集水孔孔徑為5-8mm。
進(jìn)一步的，所述沉淀池的泥斗中吸泥管沿泥斗底部四周方向繞設(shè)，多個吸泥口沿管對側(cè)交錯分布，吸泥口呈斜向下設(shè)置，與豎直面所成夾角為45-60°；所述溢流堰設(shè)于沉淀池上部沿池內(nèi)四周方向布置，所述第二過水孔的孔底不低于溢流堰底，孔頂不高于溢流堰頂；所述擋渣板沿沉淀池池體四周方向設(shè)于溢流堰內(nèi)側(cè)，頂部高于溢流堰頂部，底部高于溢流堰底部。在沉淀池面積較大的池體內(nèi)，所述出水堰可包括固定出水堰和活動出水堰，固定出水堰為平板堰，開設(shè)圓孔，與沉淀池池體連接，活動出水堰為齒形堰，開設(shè)長腰孔，所述圓孔孔徑與所述長腰孔孔寬相等并通過螺栓連接從而使得活動出水堰與固定出水堰緊密連接；
一種可調(diào)工藝的污水處理方法，基于上述的裝置實現(xiàn)，所述方法為：
將進(jìn)水75％-90％的水量從進(jìn)水管進(jìn)入預(yù)處理池，回流污泥經(jīng)污泥回流管進(jìn)入預(yù)處理池，經(jīng)預(yù)處理后，通過第一過水管及厭氧池布水管進(jìn)入?yún)捬醭氐撞慷帱c進(jìn)入池中各個區(qū)域，經(jīng)厭氧處理后，通過第二過水管進(jìn)入缺氧池；并將進(jìn)水10％-25％的水量通過進(jìn)水管的支管流入第二過水管，好氧池回流硝化液通過硝化液回流管的支管流入第二過水管，第二過水管有導(dǎo)流作用，使污水進(jìn)水、厭氧池出水、回流的硝化液、投加的碳源均從缺氧池底部進(jìn)入；
污水經(jīng)缺氧池處理后，從第一過水孔流出至好氧池，好氧池出水經(jīng)集水管及第三過水管流入沉淀池，在重力作用下，實現(xiàn)泥水分離，經(jīng)固液分離后的污水從沉淀池溢流堰流經(jīng)第二過水孔進(jìn)入濾池底部，濾池出水經(jīng)消毒池消毒殺菌后從出水管排放。
上述方法中，進(jìn)一步的，當(dāng)處理低C/N的污水或?qū)γ摰蟾邥r，關(guān)閉缺氧池中的硝化液回流的支管閥門和進(jìn)水管的支管閥門，將進(jìn)水全部進(jìn)入預(yù)處理池，好氧池中回流硝化液全部回流至預(yù)處理池，從第一過水管進(jìn)入?yún)捬醭�，此時厭氧池用作缺氧池，從而增大缺氧池容積，提高反硝化效果。
進(jìn)一步的，還可控制所述濾池以靈活調(diào)整工藝，當(dāng)沉淀池出水中COD、NH3-N指標(biāo)較高時，控制濾池連續(xù)曝氣，用作曝氣生物濾池，進(jìn)一步去除COD、NH3-N；當(dāng)沉淀池出水中TN指標(biāo)較高時，間歇小氣量曝氣，并打開第一加藥管的支管，投加碳源，濾池用作反硝化濾池，進(jìn)一步去除TN；當(dāng)沉淀池出水中SS指標(biāo)較高時，關(guān)閉曝氣閥門，濾池僅作過濾池，進(jìn)一步去除SS。
進(jìn)一步的，根據(jù)進(jìn)水水量和進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整風(fēng)機(jī)出氣量和運行功率，當(dāng)處理的污水進(jìn)水濃度低或水量小時，減少風(fēng)機(jī)出氣量，降低運行能耗。
本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明的裝置可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)或處理目標(biāo)通過極為簡單的控制即可靈活調(diào)整功能池的功能，如：改變硝化液回流位置，厭氧池可作為缺氧池，強(qiáng)化脫氮效果；采用多功能濾池，可根據(jù)不同的水質(zhì)，調(diào)整功能，保證處理效果穩(wěn)定；根據(jù)進(jìn)水水量及水質(zhì)調(diào)整風(fēng)機(jī)出氣量等；該裝置可以在保障出水水質(zhì)的同時靈活適應(yīng)各種污水處理工況，且可有效降低運行費用；此外，在本發(fā)明中有效改善了厭氧池、缺氧池的水力條件，并在好氧池中通過集水管及沖刷管的設(shè)置避免了填料的流失及堵塞，沉淀池排泥充分，提高了池容利用率，提高了污水處理效果。本發(fā)明的裝置不僅處理效果穩(wěn)定，對村鎮(zhèn)污水波動大的特點具有很好的適應(yīng)性，且機(jī)電設(shè)備少，無任何水下機(jī)電設(shè)備，能耗低、操作簡單、維護(hù)方便。
（發(fā)明人：李玉蓉;鄧海華;王海云;潘常剛;鄧冶;陳振;童濤;鄧言強(qiáng);李俊;楊棟;王叢青;王天禹;單為為;劉欣）
