CN108975510A - 一种新型一体化污水处理设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理设备技术领域，尤其涉及并公布了一种新型一体化污水处理设备，包括预过滤区、加药间、厌氧区、缺氧区、好氧区、膜处理设备，所述的缺氧区由同心的外圆筒壁、内圆筒壁与设备底部连接围合而成，内圆筒壁与设备底部连接围合成的区域形成好氧区，所述的内圆筒壁竖直开有对称的回流导通口，好氧区内设置曝气装置，膜处理设备设置在好氧区内，缺氧区进水口设置在缺氧区的下部，沿圆周方向进水，外圆筒壁、内圆筒壁高于运行液位。本发明还公布了相对应的方法。本发明的一种新型一体化污水处理设备与方法，无需搅拌回流装置，具有回流效果好，结构简单紧凑、占地少、处理效果好、出水稳定、能耗低、便于维护、抗冲击性能优等优点。

Description

一种新型一体化污水处理设备与方法

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，尤其涉及一种新型一体化污水处理设备与方法。

背景技术

近年来，随着我国经济发展和人民生活水平不断提高，农村水环境污 染问题逐渐成为制约新型城镇化建设的重要因素。2015年4月，《水污染 防治行动计划》即“水十条”发布，要求推进农业农村污染防治，加快农 村环境综合整治，再一次使农村水环境治理成为众人关注的焦点。据预测， 2016年农村污水处理行业可形成400多亿的产值，2020年产值可增至840 亿，2025年这一数字可达1300亿，但巨大的市场需求下，农村污水处理 并没有想像中美好，仍存在着种种不甚明朗的细节问题。目前我国有6.74 亿农村人口，分布在250多万个自然村，每天产生3000多万吨生活污水， 但是这些污水处理率不足10％，大部分未经处理排入到自然环境中。因为 村镇污水具有分布不均衡和单个处理点处理规模不大的特点，集中式处理 对管网的投入成本过大，目前多采用分散式一体化设备进行治理。现有的一体化设备通常结构复杂，工艺路线较长导致长期稳定运行的可靠性降 低，因此开发高效可靠的小型分散式污水处理设备是行业发展的要求，如 申请号为200920098947.5的专利提供的具有脱氮除磷功能的MBR一体化 污水处理设备中，厌氧区设有搅拌器，还同时设有回流泵，结构复杂，投 资成本增加，不经济，维护工作量增加。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种回流效果好，结构简单、处理效果好、能耗低、便于维护的新型一体化污水处理设备与方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种新型一体化污水处理设备，包括预过滤区、加药间、厌氧区、缺氧区、好氧区、膜处理设备，所述的缺氧区由同心的外圆筒壁、内圆筒壁与设备底部连接围合而成，内圆筒壁与设备底部连接围合成的区域形成好氧区，所述的内圆筒壁竖直开有对称的回流导通口，好氧区内设置曝气装置，膜处理设备设置在好氧区内，缺氧区进水口设置在缺氧区的下部，沿圆周方向进水，外圆筒壁、内圆筒壁高于运行液位。缺氧区和好氧区采用同心圆筒设计，增强了导流性能，利用好氧区曝气进行回流，回流简单方便，效果明显。流态不同于传统直线型的流态，而是曲线型流态，旋转流态，上下流态，能使设备占地更小，混合液回流效果佳。采用进水动力带动缺氧区的水力流动，同时促进好氧区与缺氧区的混合液交换，避免了曝气搅拌设备的设置，避免了对曝气搅拌设备的运行维护，降低了成本。

作为优选，所述的进水口至少为两个，对称同时顺时针或逆时针方向进水。更好的进水动力，保证设备稳定运行。

作为优选，所述的所述的外圆筒壁与厌氧区之间开有衔接口，厌氧区内设置回流到缺氧区的气提回流管。方便处理液在缺氧区和厌氧区之间循环，也使部分污泥得以分离排出。

一种新型一体化污水处理方法，包括如下步骤：

1）污水进入预过滤区预处理后，进入缺氧区下部，旋转流动；

2）步骤1）形成的处理液通过回流导通口下部从缺氧区下部进入好氧区下部，在好氧区曝气装置作用下，好氧区处理液上升，通过回流导通口上部回流进入缺氧区；

3）处理液从缺氧区进入厌氧区，上清液和部分污泥通过气提回流至缺氧区；

4）重复进行步骤2）、3），形成厌氧区-缺氧区-好氧区大循环处理；

5）满足停留时间后，进行沉淀或膜处理，产水回用或排放。

作为优选，步骤1）所述的预处理包括格栅过滤或毛发过滤。去除水中的悬浮性杂质，如毛发，塑料制品。树叶等。预处理效果好，不仅可以提高生化的处理效果，而且可以保护膜设备，避免污染物夹杂在膜堆内部，防止了对膜表面的破坏。

作为优选，步骤1）所述的缺氧区溶解氧为0.4-0.6mg/L，好氧区溶解氧为3-5mg/L。溶解氧是生化处理工艺的关键指标，通过控制生化区溶解氧的浓度在合适的范围内，可以提高污染物的去除效果。

本发明的一种新型一体化污水处理设备与方法，采用进水动力带动缺氧区的水力流动，同时促进好氧区与缺氧区的混合液交换，避免了曝气搅拌设备的设置，避免了对曝气搅拌设备的运行维护，降低了成本。采用圆筒形结构，增强水体导流性能，从而增强回流效果。本发明的流态是曲线型，旋转上下流态，能使设备占地更小，混合液回流效果佳，具有回流效果好，结构简单紧凑、占地少、处理效果好、出水稳定、能耗低、便于维护、抗冲击性能优等优点。尤其适合于来水较为稳定的如村镇污水处理厂的场合使用。

附图说明

图1为本发明实施例1新型一体化污水处理设备的俯视结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明实施例1两点进水示意图。

图4为本发明实施例1新型一体化污水处理设备回流导通口流态示意图。

图5为本发明实施例1新型一体化污水处理方法流程示意图。

图6本发明实施例2四点进水示意图。

图中1、进水管线；2、预处理区；3、加药间；4、缺氧区；5、好氧区；6、膜处理设备；7、设备间；8、产水箱；9、出水管线；10、厌氧区；11、曝气装置；12、气提回流管；13、衔接口；14、回流导通口；18、进水口；19、外圆筒壁；20、内圆筒壁；21、设备底部；22、调节池；23、沉砂区；24、格栅；25、提升泵；26、沉淀区；27、污泥浓缩池。

具体实施方式

下面结合图 1-6与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种新型一体化污水处理设备，如附图1、2所示，包括预过滤区2、加药间3、厌氧区10、缺氧区4、好氧区5、膜处理设备6，缺氧区4由同心的外圆筒壁19、内圆筒壁20与设备底部21连接围合而成，内圆筒壁20与设备底部28连接围合成的区域形成好氧区5，内圆筒壁20竖直开有对称的回流导通口14，好氧区5内设置曝气装置11，包括曝气盘和膜区，曝气盘水平安装。膜处理设备6设置在好氧区5内，采用中空纤维膜堆，膜架采用悬挂式，底部增设穿孔曝气管。如附图3所示，缺氧区4进水口18下插到在缺氧区4的底部，进水口18为两个，缩小管径，沿圆周方向对称同时顺时针进水，带动缺氧区顺时针旋转。外圆筒壁19、内圆筒壁20高于运行液位。外圆筒壁19与厌氧区10之间开有衔接口13，厌氧区10内设置回流到缺氧区4的气提回流管12。

设备外壳采用碳钢材质，6mm厚，做防腐处理。预处理区2采用毛发过滤器，毛发过滤器前配置进水压力表，便于根据压力大小进行毛发过滤器内滤袋的更换，（毛发过滤器和压力表图中未示出）。毛发过滤器后分二路管线到两个进水口18。缺氧区4不增设任何曝气设备，进水水力带动缺氧区4旋转搅拌，防止污泥沉降淤积在设备底部。

膜区出水管接自吸泵出水，进入产水箱8，产水箱8设置溢流口。除部分管道如风机总出气口等采用不锈钢管外，其他都采用塑料硬管，多为UPVC管。设备间7放置风机、加药单元、产水泵等设备，加药间配置PAC加药装置。设备配置PLC自动化程序，实现无人值守，自动化运行，液位通过浮球液位计控制。

一种新型一体化污水处理方法，包括如下步骤：

1）初步处理的污水进入预过滤区预处理后，进入缺氧区下部，旋转流动；

2）步骤1）形成的处理液通过回流导通口下部从缺氧区下部进入好氧区下部，在好氧区曝气装置作用下，好氧区处理液上升，通过回流导通口上部回流进入缺氧区；

3）处理液从缺氧区进入厌氧区，上清液和部分污泥通过气提回流至缺氧区；

4）重复进行步骤2）、3），形成厌氧区-缺氧区-好氧区大循环处理；

5）满足停留时间后，进行沉淀或膜处理，产水回用或排放。

其回流导通口流态如附图4所示，依靠进水水压动力和曝气装置11的作用，处理液从下部进入好氧区5，上部回流入缺氧区4，形成回流循环。

如附图5所示，包括新型一体化污水处理设备的前置和后置设备一起完成整个污水处理过程。生活污水经管网收集进入调节池22，在调节池22内经过前端沉砂区23，格栅24去除大颗粒杂质，通过提升泵25与进水管线1经预处理区2进入设备缺氧区4，进水口18下插到设备底部21，缩小管径并单侧出水，带动缺氧区4顺时针旋转，旋转到回流导通口14附近时，缺氧区4的污泥混合液经回流导通口14交换进入好氧区5，同时好氧区内的混合液经交换进入缺氧区4，同时缺氧区4外圈混合液进行旋转，混合液顺时针继续往前走，完成缺氧区4与好氧区5之间的回流。缺氧区4在顺时针旋转时，部分污泥因离心力经衔接口13进入厌氧区10进行浓缩存储，气提回流管12将上清液同部分污泥气提回流回缺氧区4内，完成厌氧缺氧之间的回流交换。PLC配置自动手动反洗程序，当跨膜压差达到一定限值时，自动进行反冲洗，也可人工进行手动加药反洗。加药单元和进水联动。当需净化的来水较少时，经过多次循环流动，达到预定的停留时间后，好氧区5的处理液进入到沉淀池26沉淀分离，清液外排或回用，污泥气提回到缺氧区4继续处理或到污泥浓缩池27再污泥外排。当需净化的来水较多时，经过多次循环流动，达到预定的停留时间后，好氧区5的处理液进入到膜处理设备6进行膜处理，然后通过出水管线9进行产水回用或外排。

设备总体停留时间12h，其中好氧区停留时间6h。好氧区溶解氧控制2.2mg/L，缺氧区溶解氧控制0.6mg/L，污泥区溶解氧控制0.3mg/L。

本实施例减少了污泥回流泵和缺氧区搅拌器装置的设置，减少了在这方面的运维工作，大大减少了运行和维护成本，间接保证了设备的稳定运行，而且充分利用进水动能和好氧区的曝气产生的动能，提高了能源利用率，减少能耗。

本实施例应用于上海某村生活污水处理，规模20T/D，出水水质稳定达到GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。进出水水质如下：

实施例2

一种新型一体化污水处理设备与方法其他部分与实施例1相同，不同之处在于：四个进水口18沿圆周均匀分布，***缺氧区4底部，进水方向沿圆周顺时针旋转。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.一种新型一体化污水处理设备，包括预过滤区（2）、加药间（3）、厌氧区（10）、缺氧区（4）、好氧区（5）、膜处理设备（6），其特征在于：所述的缺氧区（4）由同心的外圆筒壁（19）、内圆筒壁（20）与设备底部（21）连接围合而成，内圆筒壁（20）与设备底部（21）连接围合成的区域形成好氧区（5），所述的内圆筒壁（20）竖直开有对称的回流导通口（14），好氧区（5）内设置曝气装置（11），膜处理设备（6）设置在好氧区（5）内，缺氧区（4）进水口（18）设置在缺氧区（4）的下部，沿圆周方向进水，外圆筒壁（19）、内圆筒壁（20）高于运行液位。

2.根据权利要求1所述的一种新型一体化污水处理设备，其特征在于：所述的进水口（18）至少为两个，对称同时顺时针或逆时针方向进水。

3.根据权利要求1所述的一种新型一体化污水处理设备，其特征在于：所述的所述的外圆筒壁（19）与厌氧区（10）之间开有衔接口（13），厌氧区（10）内设置回流到缺氧区（4）的气提回流管（12）。

4.一种新型一体化污水处理方法，使用如权利要求1-3所述的任一种新型一体化污水处理设备，其特征在于：包括如下步骤：

1）污水进入预过滤区预处理后，进入缺氧区下部，旋转流动；

2）步骤1）形成的处理液通过回流导通口下部从缺氧区下部进入好氧区下部，在好氧区曝气装置作用下，好氧区处理液上升，通过回流导通口上部回流进入缺氧区；

3）处理液从缺氧区进入厌氧区，上清液和部分污泥通过气提回流至缺氧区；

4）重复进行步骤2）、3），形成厌氧区-缺氧区-好氧区大循环处理；

5）满足停留时间后，进行沉淀或膜处理，产水回用或排放。

5.根据权利要求7所述的一种一体化污水处理方法，其特征在于：步骤1）所述的预处理包括格栅过滤或毛发过滤。

6.根据权利要求4所述的一种一体化污水处理方法，其特征在于：步骤1）所述的缺氧区溶解氧为0.4-0.6mg/L，好氧区溶解氧为3-5mg/L。