CN209098444U - 一种低耗能一体化农村生活污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，污水依次进入进水管、厌氧池、膜增氧曝沉淀池以及排水管，膜增氧曝气池沿水流方向设有至少一组依次分布的固定填料、曝气膜组件、导流板以及固定填料，固定填料为反硝化细菌和反硝化聚磷菌的生长载体，曝气装置与曝气膜组件连接，通过控制曝气量与曝气周期使膜增氧曝气池内形成缺氧‑好氧‑缺氧分区，污泥回流装置用于将沉淀池内部分污泥回流至厌氧池内，排泥装置用于将沉淀池内剩余污泥排出至污泥处理设施。本装置针对低COD、低C/N比值的农村生活污水进行污水处理，具有脱氮除磷效果显著、能耗低、装置结构简单、稳定以及运营维护成本低的特点。

Description

一种低耗能一体化农村生活污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，属于污水处理技术领域。

背景技术

村庄生活污水主要来源于村民厨房污水、生活洗涤与沐浴污水、厕所污水等，由于化粪池较高的有机物降解作用，一定的除磷效果和较低的脱氮作用，经过化粪池、排水管、格栅进入调节池的污水化学需氧量（COD）、C/N值往往较低。根据对江苏省22个典型村庄污水处理站点进水水质的调研，60%以上的站点进水COD小于200mg/L、76%的站点进水碳氮比（COD/TN）小于5。较低的C/N比使得反硝化过程中碳源不足，影响污水处理设施的TN、TP去除率。

传统的农村生活污水处理设施多采用生化工艺、生化+生态工艺、生化+MBR工艺。生化工艺以A²/O工艺及其改进工艺为主，在C/N较低的情况下，其TN去除率往往不理想，且为保证一定的污染物去除率，往往设置较大的回流，导致运行能耗增加。生化+生态工艺以A²/O+人工湿地为主，存在占地面积大，能耗高等问题。生化+MBR工艺出水水质较为稳定良好，但存在能耗高、容易导致膜污染等问题。此外，传统农村生活污水处理设施多采用曝气头、曝气盘、穿孔曝气管等方式连续曝气，氧气利用率低，进一步增加了运行能耗。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种脱氮除磷效果显著、能耗低、装置结构简单、稳定以及运营维护成本低的用于农村生活污水的处理装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，包括进水管、厌氧池、膜增氧曝气池、沉淀池、排水管、曝气装置、污泥回流装置以及排泥装置，污水依次经所述进水管进入所述厌氧池，经所述厌氧池侧壁底部通孔进入所述膜增氧曝气池，经所述膜增氧曝气池上部通孔进入所述沉淀池，经所述排水管排出，所述膜增氧曝气池沿水流方向设有至少一组依次分布的固定填料、曝气膜组件、导流板以及所述固定填料，所述固定填料为反硝化细菌和反硝化聚磷菌的生长载体，所述曝气装置与所述曝气膜组件连接，通过控制曝气量与曝气周期使所述膜增氧曝气池内形成缺氧-好氧-缺氧分区，所述污泥回流装置用于将所述沉淀池内部分污泥回流至所述厌氧池内，所述排泥装置用于将所述沉淀池内剩余污泥排出至污泥处理设施。

所述曝气膜组件由疏水性中空纤维膜材料浇铸成闭端式帘式组件，所述中空纤维膜孔径范围为0.01-0.1µm。

所述中空纤维膜选自高分子有机材质。

所述曝气装置包括曝气管以及与所述曝气管连接的压力表、流量调节阀、气体流量计和鼓风机。

所述污泥回流装置包括污泥回流泵、污泥回流管、位于所述污泥回流管上的流量计以及流量调节阀。

所述排泥装置包括排泥管以及流量调节阀。

还包括PLC控制***。

本实用新型所达到的有益效果：本装置通过膜组件间歇曝气、调节曝气量方式使膜增氧曝气池形成缺氧-好氧-缺氧分区，并与厌氧池、沉淀池结合，形成厌氧-缺氧-好氧-缺氧-沉淀工艺，在强化污水脱氮除磷效果、保证出水水质稳定优良的同时，取消了传统A²/O工艺中的硝化液回流，减少了装置的设备数量以及后期设备运行能耗，本装置利用微气泡增氧曝气膜技术代替传统的微孔曝气盘等曝气方式构建膜增氧曝气池，增氧曝气膜形成的微型气泡增大了氧气与水中污染物质的接触时间和接触面积，从而增大了空气在水中的氧传质速率和氧利用效率，此外，本装置增氧曝气膜组件为正压操作，减小了膜污染问题，本装置采用PLC控制***可以实现本装置自动化控制，提高操作便利性。本装置所需动力设备少，结构简单，为后期的稳定、可靠运行及降低运营维护成本提供了保证。

附图说明

图1是实施例结构示意图；

附图标记说明：1 进水管、2 厌氧池、3 膜增氧曝气池、4 沉淀池、5 固定填料、6曝气膜组件、7 曝气管、8 压力表、9 流量调节阀、10 气体流量计、11 鼓风机、12 排水管、13 污泥回流泵、14 流量计、15 流量调节阀、16 污泥回流管、17 流量调节阀、18 排泥管、19 隔板、20 导流板、21 隔板、22 PLC控制***。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，包括进水管1、厌氧池2、膜增氧曝气池3、沉淀池4、排水管12、曝气控制装置、污泥回流装置、排泥装置以及PLC自动化控制***22，其中曝气控制装置包括曝气管7以及与曝气管7连接的压力表8、流量调节阀9、气体流量计10和鼓风机11，污泥回流装置包括污泥回流泵13、污泥回流管16、位于污泥回流管16上的流量计14以及流量调节阀15。排泥装置包括排泥管18以及流量调节阀17。生活污水以提升泵或重力流方式经进水管1进入厌氧池2内，厌氧池2通过隔板19底部设有与膜增氧曝气池3连通的通孔进入膜增氧曝气池3，膜增氧曝气池3上部通过隔板21上与沉淀池4连通的通孔，进入沉淀池4内，污水经过沉淀处理后，通过排水管12进入自然水体，沉淀池4为平流式沉淀池，底部设有集泥斗、污泥回流泵13以及排泥管18，沉淀的污泥经污泥回流泵13将部分污泥经回流管16回流至厌氧池2内，剩余部分经排泥管18排出至污泥处理设施。

其中膜增氧曝气池3沿水流方向设有依次分布的固定填料5、曝气膜组件6、导流板20以及固定填料5，膜增氧曝气池3可根据实际情况，间隔布设多组膜组件曝气区，形成多级A/O分区。固定填料5为反硝化细菌和反硝化聚磷菌生长提供载体，可进一步强化装置脱氮除磷效果，曝气膜组件6由疏水性中空纤维膜材料浇铸成闭端式帘式组件，中空纤维膜孔径范围为0.01-0.1µm。中空纤维膜选自高分子有机材质，如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）等。导流板20将膜增氧曝气池3分隔成两个廊道，使污水在池内迂回流动，避免水流短流的同时，更有利于膜增氧曝气池3形成缺氧-好氧-缺氧分区，曝气装置与曝气膜组件6连接，采取微型气泡曝气模式，通过鼓风机在略高于膜丝泡点的风压下进行增氧曝气，将进入膜组件的气体全部压入污水中形成微型气泡，本装置通过流量调节阀9调节曝气量，PLC***控制间歇曝气周期，可以保证膜增氧曝气池3内形成缺氧-好氧-缺氧分区。

具体的原理如下：

污水经进水管1进入厌氧池2，厌氧池2内的聚磷菌水解胞内的多聚磷酸盐产生能量，释放胞内磷酸盐，同时吸收消耗水中有机物合成聚β羟基丁酸盐（PHB）。厌氧池2中，有机氮通过厌氧氨化反应被转化为氨氮。之后污水通过底部设有通孔的隔板19进入膜增氧曝气池3，膜增氧曝气池3通过间歇曝气、调节曝气量等的方式，形成缺氧-好氧-兼缺氧分区。污水首先进入膜增氧曝气池3的第一缺氧分区，反硝化菌利用水中的硝态氮、亚硝态氮进行反硝化脱氮，同时反硝化聚磷菌利用硝态氮或亚硝态氮替代氧作为电子受体进行PHB的无氧氧化，实现吸磷的同时进一步达到脱氮转化；之后污水进入膜增氧曝气池3的好氧分区，聚磷菌利用胞内PHB迅速吸磷，COD因好氧微生物的作用继续减少，同时硝化菌将氨氮转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮；之后污水进入膜增氧曝气池3的第二缺氧分区，反硝化菌利用好氧分区输送的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮进行反硝化脱氮，反硝化聚磷菌利用硝态氮或亚硝态氮进一步实现吸磷、脱氮。之后，污水进入沉淀池4经污泥沉淀后出水，经沉淀的污泥一部分通过回流***进入厌氧池2以补充流失的污泥，剩余污泥排出至污泥处理设施，出水排入自然水体，水质可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级标准。

其中，膜曝气组件6采用略高于膜丝泡点的间歇曝气方式运行，同时控制曝气风量，不仅可以保证曝气增氧池3形成缺氧-好氧-缺氧分区，同时可降低设备运行能耗。因正压操作，曝气膜组件不易污染，当存在污染时可通过增大曝气压力和曝气量的方式将污染物吹脱。

在上述的处理过程中，污水为农村生活污水经收集后进入调节池的污水，水质条件为：COD≤300mg/L，NH3-N≤50 mg/L，TN≤60 mg/L，TP≤5 mg/L，SS≤200 mg/L，C/N≤5。装置水力停留时间12h，其中，厌氧池、第一缺氧分区、好氧分区、第二缺氧分区的容积比控制在1:1:2:2，以保证污水的脱氮除磷效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，包括进水管（1）、厌氧池（2）、膜增氧曝气池（3）、沉淀池（4）、排水管（12）、曝气装置、污泥回流装置以及排泥装置，污水依次经所述进水管（1）进入所述厌氧池（2），经所述厌氧池（2）侧壁底部通孔进入所述膜增氧曝气池（3），经所述膜增氧曝气池（3）上部通孔进入所述沉淀池（4），经所述排水管（12）排出，所述膜增氧曝气池（3）沿水流方向设有至少一组依次分布的固定填料（5）、曝气膜组件（6）、导流板（20）以及所述固定填料（5），所述固定填料（5）为反硝化细菌和反硝化聚磷菌的生长载体，所述曝气装置与所述曝气膜组件（6）连接，通过控制曝气量与曝气周期使所述膜增氧曝气池（3）内形成缺氧-好氧-缺氧分区，所述污泥回流装置用于将所述沉淀池（4）内部分污泥回流至所述厌氧池（2）内，所述排泥装置用于将所述沉淀池（4）内剩余污泥排出至污泥处理设施。

2.根据权利要求1所述的一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，所述曝气膜组件（6）由疏水性中空纤维膜材料浇铸成闭端式帘式组件，所述中空纤维膜孔径范围为0.01-0.1µm。

3.根据权利要求2所述的一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，所述中空纤维膜选自高分子有机材质。

4.根据权利要求1所述的一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，所述曝气装置包括曝气管（7）以及与所述曝气管（7）连接的压力表（8）、流量调节阀（9）、气体流量计（10）和鼓风机（11）。

5.根据权利要求1所述的一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，所述污泥回流装置包括污泥回流泵（13）、污泥回流管（16）、位于所述污泥回流管（16）上的流量计（14）以及流量调节阀（15）。

6.根据权利要求1所述的一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，所述排泥装置包括排泥管（18）以及流量调节阀（17）。

7.根据权利要求1所述的一种低耗能一体化农村生活污水处理装置，其特征是，还包括PLC控制***（22）。