公布日：2022.04.15
申请日：2022.01.07
分类号：C02F1/00(2006.01)I
摘要
本发明涉及一种地埋式污水预处理系统，包括罐体、供氧模块及控制器，罐体内构造有调节池和污泥池，且调节池与污泥池通过第一隔板相互隔离，并通过回流孔相连通，回流孔处设置有单向控制部件，单向控制部件用于使污泥池与调节池单向连通；供氧模块包括设置于污泥池内的供氧管、与供氧管相连通的进气管及第一控制阀，供氧管构造有若干排气孔；控制器与第一控制阀电连接，控制器用于控制供氧模块向污泥池内间歇性供氧；本系统，能够实现清液自回流功能，不仅可以减少污泥池的污泥量，有效降低清运频率和成本，而且可以有效调节前端预处理污水中的碳氮比例，达到增加碳源的目的，更有利于后续进行生化处理，尤其适用于处理农村污水。
权利要求书
1.一种地埋式污水预处理系统，其特征在于，包括罐体、供氧模块以及控制器，其中，所述罐体内构造有用于储存污水的调节池和用于储存污泥的污泥池，且所述调节池与污泥池通过第一隔板相互隔离，所述第一隔板开设有用于连通调节池与污泥池的回流孔，且所述回流孔处设置有单向控制部件，所述单向控制部件用于使污泥池与调节池单向连通；所述供氧模块包括设置于所述污泥池内的供氧管、与所述供氧管相连通的进气管以及第一控制阀，所述进气管用于连通气体增压器，所述供氧管构造有若干排气孔；所述控制器与所述第一控制阀电连接，控制器用于控制第一控制阀开启/关闭，以控制供氧模块向污泥池内间歇性供氧，以实现间歇式曝气，在污泥池内营造缺氧-好氧交替环境，缺氧阶段和好氧阶段的溶解氧分别控制于
0.5mg/L和5mg/L；罐体还设置有第一人孔，所述第一人孔构造于对应所述污泥池的位置处，第一人孔通过法兰连接于一井筒，所述井筒的下端通过法兰连接于罐体；第一人孔的侧壁构造有用于连接输气管道的第一接头和用于连接排泥管道的第二接头，所述进气管与所述第一接头相连通，所述第二接头通过进泥管与所述污泥池相连通；罐体还设置有第二人孔，所述第二人孔构造于对应调节池的位置处，第二人孔通过法兰连接于一井筒，所述井筒的下端通过法兰连接于罐体；第二人孔的侧壁构造有用于连接出水管道的第三接头，所述调节池内设置有提升泵，且提升泵的出水端通过排水管与所述第三接头相连通；还包括用于监测污泥池内液位高度的液位传感器，所述液位传感器与所述控制器电连接，当液位传感器所采集的液位高度高于所述回流孔的下边缘时，控制器控制第一控制阀关闭，当液位传感器所采集的液位高度等于或低于所述回流孔的下边缘时，控制器控制供氧模块向污泥池内间歇性供氧。
2.根据权利要求1所述的地埋式污水预处理系统，其特征在于，所述单向控制部件包括活动盖板，所述活动盖板的上端活动连接于所述第一隔板，且活动盖板设置于所述调节池内，活动盖板在自身重量的作用下封闭所述回流孔。
3.根据权利要求2所述的地埋式污水预处理系统，其特征在于，所述活动盖板通过合页连接于所述第一隔板；和/或，所述活动盖板与所述第一隔板之间还设置有密封圈；和/或，所述控制器为单片机、PC机或PLC。
4.根据权利要求1-3任一所述的地埋式污水预处理系统，其特征在于，还包括搅拌模块，所述搅拌模块包括设置于所述调节池内的搅拌管、与所述搅拌管相连通的导气管以及第二控制器阀，所述导气管用于连通气体增压器，所述搅拌管构造有若干排气孔，所述控制器与所述第二控制阀电连接，控制器用于控制第二控制阀开启/关闭，以控制是/否向调节池内输送气体。
5.根据权利要求1-3任一所述的地埋式污水预处理系统，其特征在于，所述罐体内还构造有拦渣池，所述拦渣池与所述调节池通过第二隔板相分隔，并通过构造于第二隔板的过水孔相连通，且过水孔与拦渣池的底部具有所设定的距离，过水孔下方的第二隔板用于拦渣，过水孔上方的第二隔板用于拦截油污。
6.根据权利要求5所述的地埋式污水预处理系统，其特征在于，还包括提篮格栅装置，所述罐体设置有第三人孔，所述第三人孔与所述拦渣池相连通，所述提篮格栅装置设置于所述拦渣池内，并对应所述第三人孔，所述提篮格栅装置与安装于罐体的进水管相连通。
7.根据权利要求1所述的地埋式污水预处理系统，其特征在于，还包括对污水进行生化处理的生化处理设备以及气体增压器，其中，所述调节池通过出水管道与所述生化处理设备的进水端相连通，用于将污水送入所述生化处理设备，所述生化处理设备的污泥输出端通过排泥管道与所述污泥池相连通，用于将污泥送入污泥池；所述气体增压器通过输气管道与所述供氧管相连通，所述气体增压器采用的是气泵或气站。
发明内容
本发明要解决现有地埋式污水预处理系统用于处理农村污水时，存在前端预处理后的污水碳氮比失衡严重，而后端生化处理所产生的污泥量大、清运频率高，成本高的问题，提供了一种适用于处理农村污水的地埋式污水预处理系统，能够实现清液自流回流功能，不仅可以减少污泥池的污泥量，从而有效降低清运频率和成本，而且可以有效调节前端预处理污水中的碳氮比例，达到增加碳源的目的，更有利于后续进行生化处理，主要构思为：
一种地埋式污水预处理系统，包括罐体、供氧模块以及控制器，其中，
所述罐体内构造有用于储存污水的调节池和用于储存污泥的污泥池，且所述调节池与污泥池通过第一隔板相互隔离，所述第一隔板开设有用于连通调节池与污泥池的回流孔，且所述回流孔处设置有单向控制部件，所述单向控制部件用于使污泥池与调节池单向连通；
所述供氧模块包括设置于所述污泥池内的供氧管、与所述供氧管相连通的进气管以及第一控制阀，所述进气管用于连通气体增压器，所述供氧管构造有若干排气孔；
所述控制器与所述第一控制阀电连接，控制器用于控制第一控制阀开启/关闭，以控制供氧模块向污泥池内间歇性供氧。在本方案中，通过将调节池与污泥池构造于同一罐体内，不仅可以简化结构、更便于进行地埋，而且使得二者可以通过回流孔单向连通，以便相互配合使用；通过构造用于储存污水的调节池，可以对污水进行均质、均量调节，调节后的污水再进入后续的生化处理设备进行生化处理，可以解决农村污水水质、水量波动大的问题；通过设置供氧模块，并可以利用进气管连通气体增压器，使得气体增压器可以经由进气管、供氧管以及排气孔向污泥池内输送氧气，而通过控制器控制第一控制阀的开启/关闭，使得在实际运行过程中，可以在污泥池内实现间歇式曝气，从而可以在污泥池内营造缺氧-好氧交替环境，强制污泥池内的污泥发生内源代谢，发生细胞溶解和氧化分解后实现污泥减量，可以解决污泥池内污泥减量的问题；具体是使污泥首先进入缺氧阶段，发生反硝化过程，产生一定碱度，然后曝气阶段发生污泥分解过程产生的有机酸能够有效得到中和，最后再进入缺氧累积碱度，如此循环，周而复始，从而实现污泥有效减量；在这个过程中，污泥分解后的营养物释放进入上清液，且上清液可以经由回流孔回流进调节池，不仅可以有效补充调节池内的碳源，避免待处理污水出现碳氮比严重失衡的现象，从而可以解决前端预处理后的污水碳氮比失衡严重的问题，而且可以使污泥池内的污泥得到浓缩，即，本系统能够实现小型污水处理站污泥池污泥减量、浓缩和碳源回收的目的；此外，本方案中，通过在回流孔处设置单向控制部件，使得污泥池与调节池只能单向连通，不仅可以实现污泥池内上清液的自回流功能，而且可以解决因为来流污水的水量波动大，导致容易出现污水倒流的问题，防止调节池内的污水直接经由回流孔流入污泥池内，从而可以满足各种工况的需求。
为解决曝气过程中，污泥池内的污泥会经由回流孔流进调节池的问题，进一步的，还包括用于监测污泥池内液位高度的液位传感器，所述液位传感器与所述控制器电连接，当液位传感器所采集的液位高度高于所述回流孔的下边缘时，控制器控制第一控制阀关闭，当液位传感器所采集的液位高度等于或低于所述回流孔的下边缘时，控制器控制供氧模块向污泥池内间歇性供氧。在本方案中，通过设置液位传感器，可以有效监测污泥池内的实时液位高度，以便根据实时的液位高度数目判断是/否进行曝气，一方面，当液位传感器所采集的液位高度高于所述回流孔的下边缘时，控制器控制第一控制阀关闭，使得整个供氧模块不会在污泥池内曝气，从而有效防止曝气导致污泥上浮，并经由回流孔流进调节池；此时，污泥池的上清液可以经由回流孔自动回流进调节池，达到浓缩污泥、污泥减量的目的；另一方面，当液位传感器所采集的液位高度等于或低于所述回流孔的下边缘时，控制器可以控制供氧模块进行间歇式曝气，以便在污泥池内营造缺氧-好氧交替环境，达到污泥减量的目的。
为解决污泥池与调节池单向连通的问题，优选的，所述单向控制部件包括活动盖板，所述活动盖板的上端活动连接于所述第一隔板，且活动盖板设置于所述调节池内，活动盖板在自身重量的作用下封闭所述回流孔。通过将活动盖板的上端活动连接于第一隔板，使得在自身重量的作用下，活动盖板的下端可以自由下垂并正好封闭所述回流孔，且由于活动第一隔板设置于所述调节池内，无论调节池的液位有多高，活动盖板始终处于关闭状态，从而可以有效防止调节池内的污水倒流进污泥池；而当污泥池的液位高度高于回流孔，且调节池内的污水低于回流孔时，在单侧压力的作用下，活动盖板会自动开启，使得污泥池内上清液可以自动经由回流孔回流进调节池，当污泥池的液位高度高于回流孔的高度时，压力差消失，活动盖板在自身的重力作用下自动关闭，从而达到污泥池与调节池单向连通的目的。
优选的，所述活动盖板通过合页连接于所述第一隔板；和/或，所述活动盖板与所述第一隔板之间还设置有密封圈。以便实现更好的密封效果。
优选的，所述控制器为单片机、PC机或PLC。
为解决便于清理污泥池内污泥的问题，进一步的，所述罐体还设置有第一人孔，所述第一人孔构造于对应所述污泥池的位置处，并与所述污泥池相连通。通过构造第一人孔，使得在实际使用时，工作人员可以定期经由第一人孔清理污泥池内的污泥。
为便于装配和检修，进一步的，所述罐体还设置有第二人孔，所述第二人孔构造于对应所述调节池的位置处，并与所述调节池相连通。
进一步的，所述第一人孔的侧壁构造有用于连接输气管道的第一接头和用于连接排泥管道的第二接头，所述进气管与所述第一接头相连通，所述第二接头通过进泥管与所述污泥池相连通。采用这样的设计，不仅便于进气管和进泥管的布置和装配，而且便于现场安装和后续检修。
进一步的，所述第二人孔的侧壁构造有用于连接出水管道的第三接头，所述提升泵安装于所述调节池内，且提升泵的出水端通过排水管与所述第三接头相连通。不仅有利于结构更加紧凑，而且便于安装和后期维护、检修。
为解决防止污水中的杂质在调节池的底部沉底板结的问题，进一步的，还包括搅拌模块，所述搅拌模块包括设置于所述调节池内的搅拌管、与所述搅拌管相连通的导气管以及第二控制器阀，所述导气管用于连通气体增压器，所述搅拌管构造有若干排气孔，
所述控制器与所述第二控制阀电连接，控制器用于控制第二控制阀开启/关闭，以控制是/否向调节池内输送气体。在本方案中，通过在调节池内设置搅拌模块，并可以利用导气管连通气体增压器，使得气体增压器可以经由导气管、搅拌管以及排气孔向调节池内输送气体，进入调节池内的气体，可以驱动调节池内的污水运动，不仅可以防止大量碳源物质沉底，使得调节池内的污水可以混合均匀，实现对污水进行均匀调质的目的，而且可以有效防止污水中的悬浮物、砂砾等杂质在调节池的底部出现沉底板结的现象，并可以有效防止因杂质沉底板结而出现的堵塞问题。
优选的，所述第二人孔的侧壁还构造有用于连接输气管道的第四接头，所述导气管与所述第四接头相连通。
为解决污水预处理过程中，拦截污水中密度大于水的杂质及油污等密度小于水的杂质的问题，进一步的，所述罐体内还构造有拦渣池，所述拦渣池与所述调节池通过第二隔板相分隔，并通过构造于第二隔板的过水孔相连通，且过水孔与拦渣池的底部具有所设定的距离，过水孔下方的第二隔板用于拦渣，过水孔上方的第二隔板用于拦截油污。本方案中，调节池的上游还构造有拦渣池，并将过水孔构造于距离拦渣池底部一定高度的位置处，在实际使用时，拦渣池内污水高于所述过水孔，使得拦渣池中的污水可以经由过水孔进入后续的调节池，在这个过程中，过水孔下方的第二隔板可以有效拦截污水中的砂石、纤维物等密度大于水的杂质，从而有效防止这些杂质进入后续的调节池，避免在调节池中出现沉底板结的问题，同时，过水孔上方的第二隔板可以有效拦截油污等浮于污水表面的杂质，达到有效隔离油污等轻质杂质的目的。
优选的，所述过水孔构造于第二隔板的中部。以便在过水孔的下方形成足够的沉淀空间和存储杂质的空间。
优选的，所述过水孔优先采用矩形孔。便于控制液面高度。
为解决污水预处理过程中，拦截污水中较大杂质的问题，进一步的，还包括提篮格栅装置，所述罐体设置有第三人孔，所述第三人孔与所述拦渣池相连通，
所述提篮格栅装置设置于所述拦渣池内，并对应所述第三人孔，所述提篮格栅装置与安装于罐体的进水管相连通。即，输入罐体内的污水先进入提篮格栅装置，以便利用提篮格栅装置拦截污水中的大杂质，未被拦截的密度大于水的砂石、纤维物等随着污水进入拦渣池，并可以在拦渣池内沉积，从而实现更好的拦渣效果。
为解决提篮格栅与进水管之间的安装缝隙容易出现跑渣的问题，进一步的，所述提篮格栅装置包括固定安装于所述罐体的安装座、耦合座、导向机构以及提篮格栅，其中，
所述安装座构造有第一耦合面，所述第一耦合面内构造有第一进水口，所述第一进水口与所述进水管相连通，
所述耦合座构造有适配所述第一耦合面的第二耦合面，所述第二耦合面内构造有第二进水口，所述提篮格栅连接于所述耦合座，并与所述第二进水口相连通，
所述导向机构包括沿竖直方向设置的导向部和适配所述导向部的适配部，所述导向部连接于所述安装座，所述适配部构造于所述耦合座，适配部约束于所述导向部，并与导向部构成沿竖直方向的移动副；
耦合座可在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置位于第二位置的下方，且在第一位置处，所述安装座支撑耦合座，第二耦合面对应第一耦合面，且第二进水口与第一进水口相连通。在本方案中，通过构造安装座和耦合座，并使得提篮格栅连接于耦合座，而耦合座可移动的约束于安装座，使得提篮格栅可以在外力的作用下在第一位置与第二位置之间移动，且第一位置位于第二位置的下方，使得提篮格栅能够在外力的作用下升/降，以解决便于清理提篮格栅内栅渣的问题；通过在安装座构造第一耦合面，在耦合座构造适配第一耦合面的第二耦合面，并分别在第一耦合面和第二耦合面内构造第一进水口和第二进水口，使得当耦合座处于初始位置，即第一位置处时，第二耦合面正好对应第一耦合面，且第二进水口与第一进水口相连通，通过第一耦合面与第二耦合面的配合，使得耦合座与安装座贴合得更好，从而可以有效缩小甚至消除耦合座与安装座之间的缝隙，可以有效避免出现跑渣的问题；而通过第二进水口与第一进水口的连通，使得外界的污水可以经由进水管进入第一进水口，并经由第一进水口进入第二进水口，最后经由第二进水口源源不断的进入提篮格栅，可以解决在第一位置处正常进水的问题；相对于现有的提篮格栅装置，本提篮格栅装置的结构更加紧凑，设计更加合理，可以确保提篮格栅与进水管之间不会出现跑渣的问题，从而有效解决现有技术存在的问题。
进一步的，还包括对污水进行生化处理的生化处理设备以及气体增压器，其中，
所述调节池通过出水管道与所述生化处理设备的进水端相连通，用于将污水送入所述生化处理设备，所述生化处理设备的污泥输出端通过排泥管道与所述污泥池相连通，用于将污泥送入污泥池；所述气体增压器通过输气管道与所述供氧管相连通，所述气体增压器采用的是气泵或气站。
与现有技术相比，使用本发明提供的一种地埋式污水预处理系统，能够实现清液自回流功能，不仅可以减少污泥池的污泥量，有效降低清运频率和成本，而且可以有效调节前端预处理污水中的碳氮比例，达到增加碳源的目的，更有利于后续进行生化处理，尤其适用于处理农村污水。
（发明人：何京钟;孙竟;刘羿;柴玉峰;肖波;易洋）
