CN108585197B - 一种村联户级泥膜耦合污水处理装置及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种村联户级泥膜耦合污水处理装置及其处理方法，包括进水管、配水渠、涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区、螺旋流好氧泥膜耦合反应区、好氧吸磷泥膜聚集区、曝气***、泥水分离过滤区、出水渠、微动力气提外排泥***、微动力气提泥膜循环***、污泥再悬浮及生物膜再更新***；通过微动力气提、涡旋流、涡轮循环往复处理、复氧技术、泥膜耦合工艺技术等，可大幅度降低吨水成本和提高脱氮除磷处理效果，耗能较常规降低85％以上，具有占地面积小、低耗能特点，处理成本低至0.1元/吨水及以下；本发明可单独、串联、并联或串并联组合处理，出水可稳定达到一级A排放标准。

Description

一种村联户级泥膜耦合污水处理装置及其处理方法
技术领域
本发明属于农村污水处理技术领域，尤其涉及一种村联户级泥膜耦合污水处理装置及其处理方法。
背景技术
随着城乡统筹步伐加快和新农村建设的全面推进，农村污水治理取得了一定进展。然而现有的农村生活污水的处理能力仍然不能满足日益增长的污水处理要求。鉴于我国农村地区多居住分散，且地形多种多样、山区面积大。农村生活污水处理存在管网建设投资大、设备安装不便、运营维护成本高、因绝大多数氧气多溢出水面而导致的氧利用率低和处理效果不明显等诸多难题，需要一种低耗能、高效脱氮除磷、操作方便的用于联户的污水处理装置及处理方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的是提出一种村联户级泥膜耦合污水处理装置及其处理方法，其污水处理装置及处理方法占地面积减少50％，处理成本低至0.1元/吨水及以下，可实现无人值守，运维简便。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种村联户级泥膜耦合污水处理装置包括进水管、配水渠、涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区、螺旋流好氧泥膜耦合反应区、好氧吸磷泥膜聚集区、曝气***、泥水分离过滤区、出水渠、微动力气提外排泥***、微动力气提泥膜循环***、污泥再悬浮及生物膜再更新***、出水管；所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区底部设有气泡二次切割器；所述污泥再悬浮及生物膜再更新***位于涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区下部；所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区中部为圆筒体或直筒体，下部为聚气罩；所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区与泥水分离过滤区分别通过两块分隔板与圆筒体或直筒体的连接体进行分隔开；所述好氧吸磷泥膜聚集区与曝气***皆位于气泡二次切割器下方；所述曝气***位于聚气罩下方、靠近泥水分离过滤区底侧；所述泥水分离过滤区上部设有过滤截留层；所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区与螺旋流好氧泥膜耦合反应区间上筒体壁设有斜切流量调节器。
所述的曝气***布置形式为单侧布置。
所述的气泡二次切割器分别将螺旋流好氧泥膜耦合反应区和好氧吸磷泥膜聚集区、曝气***分隔。
所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区充填有微涡旋壁面的固体生物膜载体、生物膜和活性污泥，生物膜载体填充比为10％～70％。
所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区充填有悬浮状生物膜载体、生物膜和活性污泥，生物膜载体填充比为10％～70％。
所述过滤截留层厚度为5mm～40mm。
所述的村联户级泥膜耦合污水处理装置根据不同处理量需要，采用单台村联户级泥膜耦合污水处理装置形式、多台村联户级泥膜耦合污水处理装置串联形式、多台村联户级泥膜耦合污水处理装置并联、或村联户级泥膜耦合污水处理装置串并联形式进行组合组团式处理，以形成不同规模及形式的村联户级泥膜耦合污水处理装置。
一种村联户级泥膜耦合污水处理装置的处理方法，处理方法包括如下步骤：
(1)污水首先经过进水管、配水渠进入涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区，并与斜切流量调节器过流后的硝化液泥膜混合液进行混合，通过固体生物膜载体上微涡旋壁面作用产生无数微小漩涡，以增加泥膜微生物与污染物间的介质交换速率，大幅度提高反硝化脱氮、反硝化聚磷反应效果，处理后的污水进入螺旋流好氧泥膜耦合反应区；
(2)曝气***产生的无数碎小气泡经气泡二次切割器再次切割后进入螺旋流好氧泥膜耦合反应区内，通过不断与聚气罩、圆筒体或直筒体碰撞而产生高泡点气液，形成区位不同的正负压强，水力推动螺旋流好氧泥膜耦合反应区内污水与泥膜自动形成涡轮往复循环，并进行高速往复混合循环处理，未溢出水面的泡点氧气被水力循环力再次压入水中进行复氧循环利用，大幅度提高好氧除碳、硝化、吸磷反应效果及氧的利用率；好氧吸磷后的污泥部分聚集于好氧吸磷泥膜聚集区；处理后的泥膜硝化液部分经斜切流量调节器进入涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区，部分进入泥水分离过滤区底部；
(3)处理后的泥膜混合液经泥水分离过滤区先泥水分离，沉淀的污泥通过微动力气提泥膜循环***提升，将泥水分离过滤区截留、沉积的泥膜与混合液一起提升至螺旋流好氧泥膜耦合反应区进行涡轮往复处理；沉淀的上清液经过滤截留层再次过滤，过滤出水经出水渠、出水管、消毒后达标排放；
(4)通过微动力气提外排泥***的定期气提作用，定期将好氧吸磷泥膜聚集区底部沉积的吸磷剩余污泥定期排至池外，达到除磷目的，定期作用周期为每运行4h～12h开启2min～10min；
(5)通过污泥再悬浮及生物膜再更新***对涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区的定期作用，达到的污泥再悬浮和生物膜定期再更新目的，定期作用周期为每运行2h～48h开启1min～10min。
本发明的有益效果：本发明有效融合了微动力气提技术、涡旋流反应技术、涡轮循环往复处理、涡轮反应器内往复充氧技术、气泡二次切割器技术、高泡点气液正负压自循环技术、污泥再悬浮及生物膜再更新技术、不同区位的优势菌种截留技术、斜切流量调节器技术、泥水分离过滤技术等，无需额外回流，大幅度降低了吨水成本和提高脱氮除磷处理效果；较常规装置技术，曝气耗能降低85％以上，占地面积减少50％，处理成本低至0.1元/吨水及以下，可实现无人值守，运维简便，填补联户污水处理设备的市场空白，可采用单台污水处理装置形式、多台污水处理装置串联形式、多台污水处理装置并联形式进行组合或组团式处理，以形成不同规模及形式的反应装置。
采用本发明能够确保出水稳定达到一级A排放标准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作1简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1是本发明村联户级泥膜耦合污水处理装置结构示意图
1-进水管，2-配水渠，3-螺旋流好氧泥膜耦合反应区，4-涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区，5-好氧吸磷泥膜聚集区，6-曝气***，7-泥水分离过滤区，8-出水渠，9-出水管，10-微动力气提外排泥***、11-微动力气提泥膜循环***，12-污泥再悬浮及生物膜再更新***，13-气泡二次切割器，14-圆筒体或直筒体，15-聚气罩，16-分隔板，17-过滤截留层，18-斜切流量调节器，19-微涡旋壁固体生物载体，20-悬浮状生物载体。
具体实施方式
一种村联户级泥膜耦合污水处理装置包括进水管1、配水渠2、涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4、螺旋流好氧泥膜耦合反应区3、好氧吸磷泥膜聚集区5、曝气***6、泥水分离过滤区7、出水渠8、出水管9、微动力气提外排泥***10、微动力气提泥膜循环***11、污泥再悬浮及生物膜再更新***12；所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区3底部设有气泡二次切割器13；所述污泥再悬浮及生物膜再更新***12位于涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4下部；所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区3中部为圆筒体或直筒体14，下部为聚气罩15；所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4与泥水分离过滤区7分别通过两块分隔板16与圆筒体或直筒体14的连接体进行分隔开；所述好氧吸磷泥膜聚集区5与曝气***6皆位于气泡二次切割器13下方；所述曝气***6位于聚气罩15下方、靠近泥水分离过滤区7底侧；所述泥水分离过滤区7上部设有过滤截留层17；所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4与螺旋流好氧泥膜耦合反应区3间上筒体壁设有斜切流量调节器18，用于调节过流量，保证***效果。
所述的曝气***6布置形式为单侧布置。
所述的气泡二次切割器13分别将螺旋流好氧泥膜耦合反应区3和好氧吸磷泥膜聚集区5、曝气***6分隔，同时将气泡进行二次切割至更加细小，提高氧的利用率。
所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4充填有微涡旋壁面的固体生物膜载体19、生物膜和活性污泥，生物膜载体19填充比为10％～70％。
所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区3充填有悬浮状生物膜载体20、生物膜和活性污泥，生物膜载体20填充比为10％～70％。
所述过滤截留层17厚度为5mm～40mm。
所述的村联户级泥膜耦合污水处理装置可根据不同处理量需要，采用单台反应器形式、多台反应器串联形式、多台反应器并联、串并联形式进行组合或组团式处理，以形成不同规模及形式的反应装置。
一种村联户级泥膜耦合污水处理装置的处理方法，处理方法包括如下步骤：
(1)污水首先经过进水管1、配水渠2进入涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4，并与斜切流量调节器18调节过流后的硝化液泥膜混合液进行混合，通过固体生物载体19上微涡旋壁面作用产生无数微小漩涡，以增加泥膜微生物与污染物间的介质交换速率，大幅度提高反硝化脱氮、反硝化聚磷反应效果，处理效率可提高近1倍，处理后的污水进入螺旋流好氧泥膜耦合反应区3；
(2)曝气***6产生的无数碎小气泡经气泡二次切割器13再次切割成更加碎小气泡后进入螺旋流好氧泥膜耦合反应区3内，通过不断与聚气罩、圆筒体或直筒体碰撞并聚集而产生高泡点气液，并瞬间释放增压，形成区位不同的正负压强，水力推动螺旋流好氧泥膜耦合反应区3内污水与泥膜自动形成涡轮往复循环，并进行高速往复混合循环处理，未溢出水面及并未被利用的泡点氧气被水力循环力再次压入水中进行复氧循环利用，大幅度提高好氧除碳、硝化、吸磷反应效果及氧的利用率，耗能降低85％及以上，突破传统技术的弊端；好氧吸磷后的污泥部分聚集于好氧吸磷泥膜聚集区5；处理后的泥膜硝化液部分经斜切流量调节器18进入涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4，部分进入泥水分离过滤区7底部；
(3)处理后的泥膜混合液经泥水分离过滤区7先泥水分离，沉淀的污泥通过微动力气提泥膜循环***10提升，将泥水分离过滤区7截留、沉积的泥膜与混合液一起提升至螺旋流好氧泥膜耦合反应区3进行涡轮往复处理；沉淀的上清液经过滤截留层17再次过滤，过滤出水经出水渠8、出水管9、消毒后达标排放；
(4)通过微动力气提外排泥***10的定期气提作用，定期将好氧吸磷泥膜聚集区底部沉积的吸磷剩余污泥定期排至池外，达到除磷目的，定期作用周期为每运行4h～12h开启2min～10min；
(5)通过污泥再悬浮及生物膜再更新***12对涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区4的定期作用，达到的污泥再悬浮和生物膜定期再更新目的，定期作用周期为每运行2h～48h开启1min～10min。
本发明有效融合了微动力气提技术、涡旋流反应技术、涡轮循环往复处理、涡轮反应器内往复充氧技术、气泡二次切割器技术、高泡点气液正负压自循环技术、污泥再悬浮及生物膜再更新技术、不同区位的优势菌种截留技术、斜切流量调节器技术、泥水分离过滤技术等，无需额外回流，大幅度降低了吨水成本，提高了脱氮除磷处理效果；较常规装置技术，曝气耗能降低85％以上，占地面积减少50％，处理成本低至0.1元/吨水及以下，可实现无人值守，运维简便，填补联户污水处理设备的市场空白，可采用单台反应器形式、多台反应器串联形式、多台反应器并联形式进行组合或组团式处理，以形成不同规模及形式的反应装置，单一产品可规模批量化生产，具有实质性创新进步特点，市场竞争力巨大，出水可稳定达到一级A排放标准。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应覆盖在本发明的而保护范围之内。

Claims (5)

1.一种村联户级泥膜耦合污水处理装置的处理方法，其特征在于：其采用的装置包括进水管、配水渠、涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区、螺旋流好氧泥膜耦合反应区、好氧吸磷泥膜聚集区、曝气***、泥水分离过滤区、出水渠、微动力气提外排泥***、微动力气提泥膜循环***、污泥再悬浮及生物膜再更新***、出水管；所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区底部设有气泡二次切割器；所述污泥再悬浮及生物膜再更新***位于涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区下部；所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区中部为圆筒体或直筒体，下部为聚气罩；所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区与泥水分离过滤区分别通过两块分隔板与圆筒体或直筒体的连接体进行分隔开；所述好氧吸磷泥膜聚集区与曝气***皆位于气泡二次切割器下方；所述曝气***位于聚气罩下方、靠近泥水分离过滤区底侧；所述泥水分离过滤区上部设有过滤截留层；所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区与螺旋流好氧泥膜耦合反应区间上筒体壁设有斜切流量调节器；
所述涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区充填有微涡旋壁面的固体生物膜载体、生物膜和活性污泥，生物膜载体填充比为10％～70％；
所述螺旋流好氧泥膜耦合反应区充填有悬浮状生物膜载体、生物膜和活性污泥，生物膜载体填充比为10％～70％；
其处理方法，包括如下步骤：
(1)污水首先经过进水管、配水渠进入涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区，并与斜切流量调节器过流后的硝化液泥膜混合液进行混合，通过固体生物膜载体上微涡旋壁面作用产生无数微小漩涡，以增加泥膜微生物与污染物间的介质交换速率，大幅度提高反硝化脱氮、反硝化聚磷反应效果，处理后的污水进入螺旋流好氧泥膜耦合反应区；
(2)曝气***产生的无数碎小气泡经气泡二次切割器再次切割后进入螺旋流好氧泥膜耦合反应区内，通过不断与聚气罩、圆筒体或直筒体碰撞而产生高泡点气液，形成区位不同的正负压强，水力推动螺旋流好氧泥膜耦合反应区内污水与泥膜自动形成涡轮往复循环，并进行高速往复混合循环处理，未溢出水面的泡点氧气被水力循环力再次压入水中进行复氧循环利用，大幅度提高好氧除碳、硝化、吸磷反应效果及氧的利用率；好氧吸磷后的污泥部分聚集于好氧吸磷泥膜聚集区；处理后的泥膜硝化液部分经斜切流量调节器进入涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区，部分进入泥水分离过滤区底部；
(3)处理后的泥膜混合液经泥水分离过滤区先泥水分离，沉淀的污泥通过微动力气提泥膜循环***提升，将泥水分离过滤区截留、沉积的泥膜与混合液一起提升至螺旋流好氧泥膜耦合反应区进行涡轮往复处理；沉淀的上清液经过滤截留层再次过滤，过滤出水经出水渠、出水管、消毒后达标排放；
(4)通过微动力气提外排泥***的定期气提作用，定期将好氧吸磷泥膜聚集区底部沉积的吸磷剩余污泥定期排至池外，达到除磷目的，定期作用周期为每运行4h～12h开启2min～10min；
(5)通过污泥再悬浮及生物膜再更新***对涡旋流缺氧/厌氧泥膜耦合反应区的定期作用，达到污泥再悬浮和生物膜定期再更新目的，定期作用周期为每运行2h～48h开启1min～10min。
2.根据权利要求1所述的一种村联户级泥膜耦合污水处理装置的处理方法，其特征在于：所述的曝气***布置形式为单侧布置。
3.根据权利要求1所述的一种村联户级泥膜耦合污水处理装置的处理方法，其特征在于：所述的气泡二次切割器分别将螺旋流好氧泥膜耦合反应区和好氧吸磷泥膜聚集区、曝气***分隔。
4.根据权利要求1所述的一种村联户级泥膜耦合污水处理装置的处理方法，其特征在于：所述过滤截留层厚度为5mm～40mm。
5.根据权利要求1所述的一种村联户级泥膜耦合污水处理装置的处理方法，其特征在于：所述的村联户级泥膜耦合污水处理装置根据不同处理量需要，采用单台村联户级泥膜耦合污水处理装置形式，或多台村联户级泥膜耦合污水处理装置反应器串联形式，或多台村联户级泥膜耦合污水处理装置反应器并联形式，或村联户级泥膜耦合污水处理装置串并联组合组团形式，以形成不同规模的村联户级泥膜耦合污水处理装置。
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