CN109761359B - 一种污水处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明解决了现有污水处理***无法及时觉察到堵塞情况，也无法准确量化堵塞情况，反冲洗流程需要人工干预启动等不足之处。本发明提供一种污水处理***，包括构筑物、进水管、出水管、反冲洗管、采集控制装置；进水管与所述构筑物上层连通，出水管和所述反冲洗管设置在所述构筑物底层，所述采集控制装置采集所述出水管的水质数据，进行比对并判断是否启动反冲洗管进行反冲洗。本实施例可在堵塞发生的第一时间，可及时、自动识别堵塞情况；可自动启动反冲洗流程；***形成好氧区和缺氧区，可提升***硝化和反硝化效率可实现良好的脱氮除磷效果，确保出水水质稳定；同时可有效排除***脱氮氧化有机物产生的气体，有利于***减少渗滤的阻力。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是具有反冲洗功能的污水处理***。
背景技术
现有技术下，人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，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、污泥进行处理的一种技术。以上技术存在的缺陷为：人工湿地的污水中的有机物、氮磷等其他有害物质主要通过滤料的吸附作用去除，滤料缝隙中会吸附少量的微生物，微生物可通过自身作用去除污水中的有机物和氮磷，但滤料中的微生物含量较少因此微生物作用有限，过量的游离态微生物容易导致滤料堵塞。
公开号为CN 104085994A的文献，公开了一种人工湿地装置，采用将微生物法与人工湿地有机结合，加强了人工湿地中微生物的作用，有效提高人工湿地污水处理效率，占地面积小，投资成本低，但该技术方案无法彻底解决堵塞问题。
公开号为：CN 105600938A的文献，公开了一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗方法及装置，介绍了采用分层设计的反冲洗方法，优化了反冲洗水的分配，操作简单且无需另设反冲洗管道。该技术方案下，人工湿地只有堵塞发生严重时，才能被人工觉察到，无法及时觉察到堵塞情况，也无法准确量化堵塞情况，反冲洗流程需要人工干预启动。
发明内容
本发明提供一种污水处理***，解决现有污水处理***无法及时觉察到堵塞情况，也无法准确量化堵塞情况，反冲洗流程需要人工干预启动等不足之处。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种污水处理***，包括构筑物、进水管、出水管、反冲洗管、采集控制装置；所述进水管与所述构筑物上层连通，所述出水管和所述反冲洗管设置在所述构筑物底层，所述采集控制装置采集所述出水管的水质数据，进行比对并判断是否启动反冲洗管进行反冲洗。
优选的，所述采集控制装置包括：与处理模块分别连接的水质采集模块、存储模块、控制模块、计时模块，所述水质采集模块在计时模块作用下定时采集水质数据，并反馈给所述处理模块，由所述处理模块将水质数据与存储模块中存储的标准数据进行比对判断，当水质不符合设定值时，控制所述反冲洗管进行反冲洗，控制模块控制信令走向。
优选的，所述水质采集模块包括：设置在所述出水管上的第一采集单元。
可选的，所述水质采集模块还包括：设置在所述进水管上的第二采集单元。
优选的，所述采集控制装置包括：第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀设置在所述进水管上、所述第二电磁阀设置在所述反冲洗管上，所述第三电磁阀设置在所述出水管上。
优选的，所述构筑物内部由上而下分布有：植物层、布水层、土壤层、砂石层、陶粒层、载体填料层。
优选的，所述陶粒层设置有布气装置，所述布气装置包括有水平方向上布局的布气主管、所述布气主管上垂直均匀连通的多个布气分管，所述布气分管末端为封闭状态，其周壁上均匀分布有多个布气口。
优选的，所述进水管上设置有一支管连通到所述陶粒层和载体填料层之间。
优选的，所述支管上设置有一流量计，所述流量计由所述采集控制装置控制。
优选的，所述的布水层设置有布水装置，所述布水装置包括有布水主管、与所述布水主管连通的多个布水支管，所述布水支管上均匀开设有多个布水口。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：
1、在堵塞发生的第一时间，可及时、自动识别堵塞情况；
2、无需人工干预，可自动启动反冲洗流程；
3、***形成好氧区和缺氧区，可提升***硝化和反硝化效率可实现良好的脱氮除磷效果，确保出水水质稳定；同时可有效排除***脱氮氧化有机物产生的气体，有利于***减少渗滤的阻力。
附图说明
图1为本发明采集控制装置第一实施例结构图；
图2为本发明采集控制装置第二实施例结构图；
图3为本发明污水处理***的立体结构图；
图4为本发明污水处理***沿A-A线剖面示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图对上述技术方案进行详细的说明。
第一实施例：
如图1、图3、图4所示，本发明第一实施例提供的一种污水处理***包括： 构筑物1、进水管2、出水管3、反冲洗管4、采集控制装置10；所述构筑物1内部由上而下分布有：植物层21、布水层22、土壤层23、砂石层24、陶粒层25、载体填料层26。所述进水管2、反冲洗管4、出水管3上分别设置有第一电磁阀5、第二电磁阀6和第三电磁阀7；所述的布水层22设置有布水管道27，所述布水管道27上均匀开设有多个布水口(图中未示意)。所述进水管2与所述布水管道27连通。所述进水管2设置有一支管8连通到所述陶粒层25和载体填料层26之间，所述支管8上设置有一流量计9，所述流量计9由所述采集控制装置10控制。所述反冲洗管4的出水口连通到所述陶粒层25和载体填料层26之间，所述反冲洗管4上设置有多个反冲洗出水口(图中未示意)。所述出水管3与所述载体填料层26连通。所述陶粒层25还设置有布气装置28，所述布气装置28包括有水平方向上布局的布气主管281、所述布气主管281上垂直均匀连通的多个布气分管282，所述布气分管282末端为封闭状态，其周壁上均匀分布有多个布气口(图中未示意)。所述的构筑物1表面负荷为0.25～1.5m3/m2·d。所述的土壤层23采用60目～100目的黄土。所述的砂石层24采用30目～60目的砂石。所述的陶粒层25采用1cm～5cm的陶粒或火山岩。所述的载体填料层26采用聚氨酯填料，其比表面积3.5×105m2/m3。所述的砂石层24和陶粒层25之间有一层20～60目的尼龙网隔离；陶粒层25和载体填料层26之间有一层20～60目的尼龙筛网隔离。
本发明的采集控制装置10包括：与处理模块11分别连接的第一采集单元121、存储模块13、控制模块14、计时模块15、第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8、流量计9，所述第一采集单元122设置在所述出水管3上，所述第一采集单元122在计时模块15作用下定时采集出水管3的水质数据，并反馈给所述处理模块11，由所述处理模块11将水质数据与存储模块13中存储的设定值进行比对，当水质不符合设定值时，控制所述反冲洗管4开启反冲洗，所 述控制模块14控制信令走向。所述处理模块11还根据出水管3的水质数据控制所述流量计9调整支管8的分流量。
本发明的污水处理***的植物层21可种植植物蛋白高的、喜潮湿的植物，例如巨菌草，可以转化污水中的C、N、P、S等物质；土壤层23采用60目～100目的黄土，厚度20cm，土壤中的微生物可以通过合成代谢和分解代谢降解污染物质。砂石层24采用30目～60目的砂石，厚度30cm，保留土壤不流失的同时，通过滤过性截留污染物质。陶粒层25采用1cm～5cm的陶粒或火山岩，厚度30cm，陶粒一则为微生物提供载体繁殖，实现吸收转化C、N、P、S等物质的作用，二则通过物理吸附部分污染物质，为附着在陶粒上的微生物持续提供营养物质。载体填料层26采用聚氨酯填料，其比表面积3.5×105m2/m3，压实厚度20cm，可以为截留高浓度的微生物，为反硝化作用保证生物量，同时也可截留悬浮物，确保出水水质。
第一实施例具体工作过程如下：
部分污水沿着进水管2进入构筑物1的布水层22，通过布水管道27的布水口(图中未示意)在所述布水层22均匀布水，另一部分污水在流量计9控制下沿支管8分流进入陶粒层25和载体填料层26之间。进水管2的流速控制在2m/s～4m/s之间，布水口(图中未示意)流速大于0.6m/s，可以确保水流无堵塞的通过本发明污水处理***。从布水层22流出的污水通过自流的方式依次流经植物层21进行净化，并在土壤层23、砂石层24、陶粒层25层进行硝化反应，最终流入载体填料层26进行反硝化反应，处理后的污水通过重力压的方式从出水管3排出到构筑物1外部。
在污水处理的同时，所述布气装置28可间歇性地将空气通过布气主管281和布气支管282冲入到砂滤层24和陶粒层25进行复氧，在植物层21、土壤层23、砂石层24、陶粒层25层形成好氧区、载体填料层26形成缺氧区，从而提升***硝化和反硝化效率；同时可有效排除***脱氮氧化有机物产生的气体，有利于***减少渗滤的阻力。
所述第一采集单元123在计时模块15作用下定时采集出水管3的水质数据，并反馈给所述处理模块11，由所述处理模块11将水质数据与存储模块13中存储的设定值进行比对。当出水管的SS大于100mg/L；则说明***存在堵塞情况，则启动反冲洗操作，具体操作如下：1、关闭第一电磁阀5和第三电磁阀7，进水管2和出水管3被阻断；2、开启第二电磁阀6，自来水通过反冲洗管4进入到构筑物1进行反冲洗，水流依次经过陶粒层25、砂石层24、土壤层23、补水层22，最后进入到植物层21。3、待水量充满构筑物1，停止反冲洗操作，关闭第二电磁阀6。静止10min～30min后，打开第三电磁阀7，将自来水从构筑物1排出。采用上述反冲洗方法，在***堵塞发生的第一时间，可及时、自动识别堵塞情况；且无需人工干预，可自动启动反冲洗流程。
所述采集控制装置10还通过控制流量计9调整支管8的分流量，正常状态下分流量为***总进水量5％～10％之间；当出水的硝态氮大于50mg/L，分流量控制在10％～15％之间；当出水的硝态氮在10～50mg/L之间，分流量控制在5％～10％之间；当出水的硝态氮小于10mg/L，不分流。通过上述分流控制，可以有效地补充污水处理***的碳源，从而可调高***脱氮效果。
第二实施例：
如图2、图3、图4所示，本发明第二实施例提供的一种污水处理***包括：构筑物1、进水管2、出水管3、反冲洗管4、采集控制装置10；所述构筑物1内部由上而下分布有：植物层21、布水层22、土壤层23、砂石层24、陶粒层25、载 体填料层26。所述进水管2、反冲洗管4、出水管3上分别设置有第一电磁阀5、第二电磁阀6和第三电磁阀7；所述的布水层22设置有布水管道27，所述布水管道27上均匀开设有多个布水口(图中未示意)。所述进水管2与所述布水管道27连通。所述进水管2设置有一支管8连通到所述陶粒层25和载体填料层26之间，所述支管8上设置有一流量计9，所述流量计9由所述采集控制装置10控制。所述反冲洗管4的出水口连通到所述陶粒层25和载体填料层26之间，所述反冲洗管4上设置有多个反冲洗出水口(图中未示意)。所述出水管3与所述载体填料层26连通。所述陶粒层25还设置有布气装置28，所述布气装置28包括有水平方向上布局的布气主管281、所述布气主管281上垂直均匀连通的多个布气分管282，所述布气分管282末端为封闭状态，其周壁上均匀分布有多个布气口(图中未示意)。所述的构筑物1表面负荷为0.25～1.5m3/m2·d。所述的土壤层23采用60目～100目的黄土。所述的砂石层24采用30目～60目的砂石。所述的陶粒层25采用1cm～5cm的陶粒或火山岩。所述的载体填料层26采用聚氨酯填料，其比表面积3.5×105m2/m3。所述的砂石层24和陶粒层25之间有一层20～60目的尼龙网(图中未示意)隔离；陶粒层25和载体填料层26之间有一层20～60目的尼龙筛网(图中未示意)隔离。
本发明的采集控制装置10包括：与处理模块11分别连接的第一水质采集单元121、第二采集单元122、存储模块13、控制模块14、计时模块15、第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8、流量计9，所述第一水质采集单元121设置在所述进水管2，所述第二采集单元122设置在所述出水管3，所述第一水质采集单元121、第二采集单元122在计时模块15作用下定时采集进水管2和出水管3的水质数据，并反馈给所述处理模块11，由所述处理模块11计算污染物去除率，并将水质数据和污染物去除率信息与存储模块13中存储的设定值进 行比对，当水质不符合设定值时，控制所述反冲洗管4开启反冲洗，所述控制模块14控制信令走向。所述处理模块11还根据出水管3的水质数据控制所述流量计9调整支管8的分流量。
本发明的污水处理***植物层21可种植植物蛋白高的、喜潮湿的植物，例如巨菌草，可以转化污水中的C、N、P、S等物质；土壤层23采用60目～100目的黄土，厚度20cm，土壤中的微生物可以通过合成代谢和分解代谢降解污染物质。砂石层24采用30目～60目的砂石，厚度30cm，保留土壤不流失的同时，通过滤过性截留污染物质。陶粒层25采用1cm～5cm的陶粒或火山岩，厚度30cm，陶粒一则为微生物提供载体繁殖，实现吸收转化C、N、P、S等物质的作用，二则通过物理吸附部分污染物质，为附着在陶粒上的微生物持续提供营养物质。载体填料层26采用聚氨酯填料，其比表面积3.5×105m2/m3，压实厚度20cm，可以为截留高浓度的微生物，为反硝化作用保证生物量，同时也可截留悬浮物，确保出水水质。
第二实施例具体工作过程如下：
部分污水沿着进水管2进入构筑物1的布水层22，通过布水管道27的布水口(图中未示意)在所述布水层22均匀布水，另一部分污水在流量计9控制下沿支管8分流进入陶粒层25和载体填料层26之间。进水管2的流速控制在2m/s～4m/s之间，布水口(图中未示意)流速大于0.6m/s，可以确保水流无堵塞的通过本发明污水处理***。从布水层22流出的污水通过自流的方式依次流经植物层21进行净化，并在土壤层23、砂石层24、陶粒层25层进行硝化反应，最终流入载体填料层26进行反硝化反应，处理后的污水通过重力压的方式从出水管3排出到构筑物1外部。
在污水处理的同时，所述布气装置28可间歇性地将空气通过布气主管281和布气支管282冲入到砂滤层24和陶粒层25进行复氧，在植物层21、土壤层23、砂石层24、陶粒层25层形成好氧区、载体填料层26形成缺氧区，从而提升***硝化和反硝化效率；同时可有效排除***脱氮氧化有机物产生的气体，有利于***减少渗滤的阻力。
所述第一水质采集单元121、第二采集单元122在计时模块15作用下定时采集进水管2和出水管3的水质数据，并反馈给所述处理模块11，由所述处理模块11计算污染物去除率，并将污染物去除率信息与存储模块13中存储的设定值进行比对。当TN去除率小于60％，且出水TN大于200mg/L；或者TP去除率小于50％，且出水TP大于10mg/L；或者COD去除率小于50％，且出水COD大于300mg/L；则说明***存在堵塞情况，则启动反冲洗操作，具体操作如下：1、关闭第一电磁阀5和第三电磁阀7，进水管2和出水管3被阻断；2、开启第二电磁阀6，自来水通过反冲洗管4进入到构筑物1进行反冲洗，水流依次经过陶粒层25、砂石层24、土壤层23、补水层22，最后进入到植物层21。3、待水量充满构筑物1，停止反冲洗操作，关闭第二电磁阀6。静止10min～30min后，打开第三电磁阀7，将自来水从构筑物1排出。采用上述反冲洗方法，在***堵塞发生的第一时间，可及时、自动识别堵塞情况；且无需人工干预，可自动启动反冲洗流程。
所述采集控制装置10还通过控制流量计9调整支管8的分流量，正常状态下分流量为***总进水量5％～10％之间；当出水的硝态氮大于50mg/L，分流量在控制在10％～15％之间；当出水的硝态氮在10～50mg/L，分流量控制在5％～10％之间；当出水的硝态氮小于10mg/L，不分流。通过上述分流控制，可以有效地补充污水处理***的碳源，从而可调高***脱氮效果。
Claims (6)
1.一种污水处理***，其特征在于，包括构筑物、进水管、出水管、反冲洗管、采集控制装置；所述进水管与所述构筑物上层连通，所述出水管和所述反冲洗管设置在所述构筑物底层，所述采集控制装置采集所述出水管的水质数据，进行比对并判断是否启动反冲洗管进行反冲洗；
所述构筑物内部由上而下分布有：植物层、布水层、土壤层、砂石层、陶粒层、载体填料层；所述进水管上设置有一支管连通到所述陶粒层和载体填料层之间，所述支管上设置有一流量计，所述流量计由所述采集控制装置控制；所述反冲洗管的出水口连通到所述陶粒层和所述载体填料层之间，所述反冲洗管上设置有多个反冲洗出水口；
所述土壤层采用60目～100目的黄土，所述土壤层的厚度为20cm；所述砂石层采用30目～60目的砂石，所述砂石层的厚度为30cm；所述陶粒层采用1cm～5cm的陶粒或火山岩，所述陶粒层的厚度为30cm；所述载体填料层采用聚氨酯填料，所述聚氨酯填料的比表面积3.5×105m2/m3，所述载体填料层的厚度为20cm；所述砂石层和所述陶粒层之间设置有一层20～60目的第一尼龙网；所述陶粒层和所述载体填料层之间设置有一层20～60目的第二尼龙网；
所述进水管的流速控制在2～4m/s；当出水管的出水硝态氮大于50mg/L，所述支管的分流量控制在10％～15％之间；当出水管的出水硝态氮在10～50mg/L时，所述支管的分流量控制在5％～10％之间；当出水管的出水硝态氮小于10mg/L，所述支管的分流量控制为0；
所述采集控制装置包括：处理模块、与所述处理模块分别连接的水质采集模块、存储模块、控制模块、计时模块，所述水质采集模块在所述计时模块作用下定时采集水质数据，并反馈给所述处理模块，由所述处理模块将水质数据与所述存储模块中存储的标准数据进行比对判断，当水质不符合设定值时，控制所述反冲洗管进行反冲洗，所述控制模块控制信令走向。
2.如权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述水质采集模块包括：设置在所述出水管上的第一采集单元。
3.如权利要求2所述的污水处理***，其特征在于，所述水质采集模块还包括：设置在所述进水管上的第二采集单元。
4.如权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述采集控制装置还包括：第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀设置在所述进水管上，所述第二电磁阀设置在所述反冲洗管上，所述第三电磁阀设置在所述出水管上。
5.如权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述陶粒层设置有布气装置，所述布气装置包括有水平方向上布局的布气主管，所述布气主管上垂直均匀连通的多个布气分管，所述布气分管末端为封闭状态，其周壁上均匀分布有多个布气口。
6.如权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述布水层设置有布水装置，所述布水装置包括有布水主管、与所述布水主管连通的多个布水支管，所述布水支管上均匀开设有多个布水口。
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