CN101538106B - 无耗能污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无耗能污水处理装置，包括池体和盖板，池体上设有盖板，池体两端分别设有进水口和出水口；所述的盖板上设有太阳能电池板；所述的池体内由隔板依次分隔为厌氧除碳区、好氧硝化区和污泥沉淀区；池体外设有生态湿地。本发明装置具有无耗能、有效去除生活污水中的多种污染物、污泥无需回流、污泥最大限度减量化、绿化环境的优点，采用生物的自然净化能力进一步去除污水中的氮、磷污染物。

Description

无耗能污水处理装置

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，尤其是指一种具有脱碳、脱氮、脱磷功能的无耗能污水处理装置。

背景技术

目前对于小规模的污水处理设施，由于其处理污水水量不大，如果采用传统的好氧工艺必须要有曝气池、沉淀池、污泥浓缩池等几个必要的处理构筑物，还需要设立污泥回流泵等动力设备，其吨水投资费用很高，而且还容易产生污泥膨胀等现象，同时好氧工艺需要曝气机来供氧，加大了电耗从而增加了处理成本，因此不适合应用于小规模的污水处理设施。

专利号为200520020368.0的实用新型公开了一体化自回流污水生物脱碳脱氮设备，将生活污水中的两类污染物(有机碳类污染物，含氮污染物)采用不同的工艺设备去除。装置包括处理池，在处理池中设置将处理池分隔成好氧区和厌氧区的“V”形污泥床过滤器。在厌氧区的下部设置污水入口，在好氧区与厌氧区间设有隔墙，好氧区底部装有曝气装置，沉淀区的下部为斜泥斗，与好氧区相连通，斜泥斗设置是为了使沉淀下来的污泥依靠自身重力下滑至好氧区底部，从而实现污泥的自回流，沉淀区上部设有溢流堰，方便与污泥分离的水从顺利流出。

该技术方案采用电能带动曝气装置，耗能较大，而且没有有效地去除生活污水中的含磷污染物，易造成水体的富营养化污染。同时，好氧区与沉淀区直接相连，即出水与污泥回流在同一区域，当处理水量较大时，即水流进入沉淀区的上升流速较快时会产生污泥不能及时回流，导致污泥在沉淀区积聚，导致污泥上浮现象的产生。

专利号为200710068353.5的发明专利公开了一种具有脱氮功能的污水处理装置，包括池体和盖板，池体内由隔板依次分隔为厌氧除碳区、好氧硝化区和厌氧脱氮区，厌氧除碳区设有若干个由上折流板和下折流板隔成的上升隔室和下降隔室，上升隔室内填充固定有填料；好氧硝化区由曝气室和沉淀室组成，曝气室和沉淀室之间设有隔流板和导流板，曝气室底部装有曝气装置，曝气装置与外部空压机相连，厌氧脱氮区内设有若干个由上、下折流板隔成的上升隔室和下降隔室，升隔室内填充固定有填料；盖板上设有若干个接种孔和排气孔。该装置污泥无需回流、污泥最大限度减量化，可根据进水水质灵活调节循环级数，但是也并不是完全无耗能的。

发明内容

本发明提供了一种无耗能，采用太阳能发电带动曝气机，有效去除生活污水中的含碳、含氮、含磷污染物，高效地将沉淀、曝气、污泥自回流及生态湿地于一体的污水处理装置。

一种无耗能污水处理装置，包括池体、盖板、太阳能电池板和生态湿地，池体上设有盖板，太阳能电池板设在盖板上；池体两端分别设有进水口和出水口，所述的池体内由隔板依次分隔为厌氧除碳区、好氧硝化区和污泥沉淀区；厌氧除碳区设有若干个由上折流板和下折流板隔成的上升隔室和下降隔室，上升隔室内填充固定填料；厌氧除碳区和好氧硝化区间设有导流板；好氧硝化区底部装有曝气机，曝气机与外部空压机相连，由太阳能电池板发电带动；好氧硝化区和污泥沉淀区间由折流板和隔流板隔开；污泥沉淀区下部设有泥斗斜板，底部设有若干个排泥孔，上端设有溢流堰，出水溢流堰接通出水口；池体外设有生态湿地。

所述的生态湿地可以设置在整个池体一周，可以只在池体的一侧。生态湿地内在靠近出水口的一端设有布水槽，远离出水口的另一端设有集水槽，布水槽与集水槽的内侧布满小孔，并用砾石填充，集水槽的外侧设有排水口；布水槽一侧的地势要高于集水槽一侧，引导水由布水槽通过生态湿地的植被区流向集水槽，最终从排水口流出。

所述的盖板上一侧设置检修孔和排气孔，太阳能电池板设在盖板上避开检修孔和排气孔，方便检修和排气。

所述的固定填料为空心球形状，微生物容易挂膜，启动快，可以采用竹制纤维天然填料。

所述的好氧硝化区和厌氧除碳区之间的导流板下端连有与水平面成120-135度夹角的导流斜板，防止曝气池空气进入厌氧除碳区。

所述的折流板与隔流板间的距离决定水流流速，距离太小，产生的阻力太大会影响污泥的循环，距离太大会影响反应器的体积有效利用率，其距离由待处理污水在此处的水力下降流速决定，一般流速控制在0.1-0.8m/s。

所述的隔开好氧硝化区和污泥沉淀区的隔流板由两块竖直隔板和两块斜导流板构成。竖直隔板和斜导流板间隔设置，两块竖直隔板间连有的斜板导流板与水平面成30-45度夹角，位于下方的竖直隔板下端连有的另一斜导流板，与水平面成100-125度夹角，在好氧硝化区曝气的泥水混合物形成漩涡，避免对污泥沉淀区的扰动。

所述的隔开好氧硝化区与污泥沉淀区的隔流板上端的高度要低于出水溢流堰上端的高度，高于附近的折流板下端的高度，保证污泥循环。

所述的排泥孔高度的设置是决定曝气池污泥浓度的一个重要参数，可在确定了曝气池污泥浓度后设计排泥孔的高度，日后正式运行时工作人员只需将泥排到排泥孔，一般将排泥孔设在污泥沉淀区距底部1/4-1/3处为宜。

所述的泥斗斜板的角度设置是为了使污泥沉淀区泥水分离后的污泥自动滑落到沉淀区底部然后进入曝气区，因此其斜板角度与水平成100-125度为宜。

所述的厌氧除碳区内的上升隔室和下降隔室的宽度比为1-5∶1，厌氧除碳区的除碳效果主要依靠上升隔室，下降隔室有导流作用，用于延长水流路径，加强污水与附着在球形填料上的微生物充分接触，因此对于上升隔室和下降隔室的宽度比需要进行适当调整，1-5∶1的比例既能满足处理效果，又能提高装置的整体处理效率。

所述的生态湿地的植被区内逐层铺上片石、粗砂和细沙，其上种植蒲草、芦苇等植物。

所述的生态湿地四周可用混凝土等浇筑，避免水流出生态湿地。

在厌氧除碳区，主要采用上下折流，延长水流路径，加强污水与附着在球形填料上的微生物充分接触。

在好氧硝化区和污泥沉淀区，采用独特设计的污泥自动回流装置，将好氧硝化区的泥水充分混合，污泥沉淀区的泥水分离及污泥自回流至沉淀区底部溶为一体，采用太阳能发电带动好氧硝化区的曝气机，真正做到清洁、无耗能。

在生态湿地区，采用蒲草、芦苇等植物的生物自然净化能力，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行进一步处理。还避免了污水、污泥等与太阳能电池板的不必要接触，保护了太阳能电池板。

与传统工艺相比，本发明装置具有无耗能、有效去除生活污水中的多种污染物、污泥无需回流、污泥最大限度减量化、绿化环境的优点，采用生物的自然净化能力进一步去除污水中的氮、磷污染物，符合我国目前逐渐重视的节能、绿化以及氮素、磷污染去除的主题。

附图说明

图1为本发明装置的剖面结构示意图；

图2为本发明装置的俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种无耗能污水处理装置，包括池体19、盖板17、太阳能板28和生态湿地27，池体19两端分别设有进水口1和出水口18。池体19由隔板依次分隔为厌氧除碳区2、好氧硝化区3和污泥沉淀区4。

厌氧除碳区2交替设有若干个上折流板7和下折流板6，上折流板7和下折流板6将厌氧除碳区2隔成若干个上升隔室和下降隔室，上升隔室内填充固定有空心球形竹制纤维天然填料5。上升隔室和下降隔室的宽度比选取2∶1或4∶1。

厌氧除碳区2和好氧硝化区3通过导流板8隔开，导流板8上端与盖板17连接，下端不触及池底，设有与水平面成100～120度夹角的导流斜板。

好氧硝化区3底部装有曝气机9，曝气机9连外部空压机，由太阳能板28发电曝气。

太阳能电池板28位于盖板17上没有检修孔15和排气孔16的一侧。

好氧硝化区3和污泥沉淀区4由隔流板10隔开，隔流板10上端与盖板、下端与池体均留有空隙，由两块竖直隔板和两块斜导流板构成。两块竖直隔板间连有一斜板导流板，与水平面成30-45度夹角，位于下方的竖直隔板下端连有另一斜导流板，与水平面成100-125度夹角。

污泥沉淀区4底部带有向内倾斜的泥斗斜板13，泥斗斜板13与水平面成100～125度角。

污泥沉淀区4距底部1/4-1/3处设有若干排泥孔12，由管道接出排泥。

污泥沉淀区4内设有折流板11，折流板11顶端与盖板连接，底端高度要低于隔流板10的顶端。折流板11与隔流板10之间的距离由待处理污水在此处的水力下降流速决定，使水力下降流速控制在0.1～0.8m/s。

污泥沉淀区4出水口处设有出水溢流堰14，出水溢流堰14上端的高度要高于隔流板10上端的高度。

出水溢流堰14上端接出水口18。

池体19四周设有生态湿地27，生态湿地27四周用混凝土浇筑，出水口18连导水管22至生态湿地27的在出水口18附近的布水槽21。

生态湿地27的另一端有集水槽25，布水槽21与集水槽25的内侧布满小孔24，并用砾石29填充，集水槽25的外侧设有排水口26；布水槽21一侧的地势要高于集水槽25一侧。

生态湿地的植被区23内从下至上逐层铺片石30、粗砂31和细沙32，其上种植蒲草和芦苇33。

待处理污水从进水口1流入池体19内，首先进入厌氧除碳区2。上折流板7和下折流板6将厌氧除碳区2分隔成若干个上升隔室和下降隔室。污水流经各隔室，带动底部沉积的污泥，使污泥活化，同时，污水与附着在球形填体上的微生物充分接触，进行脱碳处理。污水绕过导流板8进入好氧硝化区3，好氧硝化区3底部设有曝气机9，曝气机9外连外部空压机，通过太阳能电池板28发电曝气。在好氧硝化区3充分混合的泥水混合物通过隔流板10进入污泥沉淀区4进行泥水分离，污泥在污泥沉淀区4的泥斗斜板13沉积下来。污泥顺着泥斗斜板13自回流至污泥沉淀区4底部，而后进入好氧硝化区3，每隔一段时间进行排泥；上清液则通过污泥沉淀区4上部设置的出水溢流堰14进入出水口18，顺着导水管22进入生态湿地27的布水槽21，污水透过布水槽21的小孔24流经生态湿地27的植被区23，通过集水槽25的小孔24进入集水槽25中，最后经排水口26将处理后达到国家标准的污水排入江河、湖泊。

Claims (6)

1.一种无耗能污水处理装置，包括池体和盖板，池体上设有盖板，池体两端分别设有进水口和出水口，其特征在于：所述的盖板上设有太阳能电池板；所述的池体内由隔板依次分隔为厌氧除碳区、好氧硝化区和污泥沉淀区；厌氧除碳区设有若干个由上折流板和下折流板隔成的上升隔室和下降隔室，上升隔室内填充固定填料；厌氧除碳区和好氧硝化区间设有导流板；好氧硝化区底部装有曝气机，曝气机与外部空压机相连，由太阳能电池板发电带动；好氧硝化区和污泥沉淀区间由折流板和隔流板隔开；污泥沉淀区下部设有泥斗斜板，底部设有若干个排泥孔，上端设有出水溢流堰，出水溢流堰接通出水口；池体外设有生态湿地；

所述的隔流板由两块竖直隔板和两块斜导流板构成，竖直隔板和斜导流板间隔设置，两块竖直隔板间连有的斜板导流板与水平面成30-45度夹角，位于下方的竖直隔板下端连有的另一斜导流板与水平面成100-125度夹角；排泥孔设在污泥沉淀区距底部1/4-1/3处。

2.如权利要求1所述的无耗能污水处理装置，其特征在于：所述的生态湿地设置在池体外一周或一侧。

3.如权利要求2所述的无耗能污水处理装置，其特征在于：所述的生态湿地内在靠近出水口的一端设有布水槽，远离出水口另一端设有集水槽，布水槽与集水槽的内侧布满小孔，并用砾石填充，集水槽的外侧设有排水口；布水槽一侧的地势高于集水槽一侧。

4.如权利要求1所述的无耗能污水处理装置，其特征在于：所述的盖板上一侧设置检修孔和排气孔，太阳能电池板设在盖板上避开检修孔和排气孔的一侧。

5.如权利要求1所述的无耗能污水处理装置，其特征在于：所述的隔流板上端的高度低于出水溢流堰上端的高度，高于折流板下端的高度。

6.如权利要求1所述的无耗能污水处理装置，其特征在于：所述的生态湿地的植被区内从下至上逐层铺设片石、粗砂和细沙，其上种植植物。