申请日2018.07.20
公开(公告)日2018.10.09
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供一种一体化污水处理设备及其处理方法，设备包括缺氧池、好氧池、沉淀池、滤池、清水池;缺氧池与好氧池通过过水孔连接，缺氧池与好氧池中均设有酶浮填料和曝气器，沉淀池与好氧池的出水槽连接，沉淀池中部设有斜管，上部设有溢流堰，滤池与沉淀池出水槽连接，滤池中部设有滤料层，清水池与滤池出水连接。本发明结构简单紧凑，自动化程度高，有机物及总氮去除效率高，运维成本低。
权利要求书
1.一种一体化污水处理设备，其特征在于：包括缺氧池(1)、好氧池(2)、沉淀池(3)、滤池(4)和清水池(5);所述缺氧池(1)与好氧池(2)中均设有酶浮填料(101)和曝气器，缺氧池(1)与好氧池(2)之间设有隔板(102)，隔板(102)底部设有过水孔(108)，所述好氧池(2)与沉淀池(3)连接，所述沉淀池(3)底部设有污泥斗(105)和气提装置，中部设有斜管区(118)，上部设有溢流堰(111)，所述滤池(4)与所述沉淀池(3)的出水槽(112)连接，滤池(4)中部设有滤料(116)，所述滤池(4)与清水池(5)连接，所述酶浮填料(101)的底部设有多组微孔曝气管，微孔曝气管与鼓风机的出气口连接。
2.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述缺氧池(1)的进水端设有格栅装置(106)，中部的酶浮填料(101)呈平板状或板片状，所述缺氧池(1)与好氧池(2)之间的隔板(102)的底部设有方形或圆形过水孔(108)。
3.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述好氧池(2)经挡板(103)分为好氧池一(21)和好氧池二(22)，挡板(103)的一侧不封闭，所述好氧池(2)中部的酶浮填料与缺氧池(1)中的酶浮填料(101)的材质及固定方式相同，好氧池(2)与沉淀池(3)之间的隔板(104)的中部设有方形出水槽(109)，出水槽(109)与沉淀池(4)的进水口连接。
4.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述沉淀池(4)呈方形，沉淀池(4)底部设有锥形污泥斗(105)，污泥斗(105)底部设有气提装置，气提装置与鼓风机的另一出口连接，所述沉淀池(4)上部的溢流堰(111)前设有挡渣板(110)，溢流堰(111)的一侧设有出水槽(112)，出水槽(112)上设有过水孔(113)。
5.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述滤池(4)上部设有布水槽(114)，布水槽(114)与沉淀池(4)的出水槽(113)相通，滤池(4)中部设有滤料层(116)，滤料层(116)底部设有滤板(117)，滤池(4)的底部设有反冲洗进水口，上部设有反冲洗排水口。
6.根据权利要求1所述的一体化污水处理设备，其特征在于：所述清水池(5)通过隔板(115)分为清水池一(51)和清水池二(52)，清水池一(51)与滤池(4)的出水口连接，清水池二(52)设有出水管，所述清水池二(52)和滤池(4)的底部之间设有反冲洗装置。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一体化污水处理设备的处理方法，包括以下步骤：
步骤(1)，污水首先泵入缺氧池(1)，并与回流硝化液、回流污泥进行充分混合，然后在反硝化细菌的作用下进行反硝化脱氮，去除水中的总氮;
步骤(2)，步骤(1)中的缺氧池(1)出水进入好氧池(2)后，在微生物的作用下进行有机物的氧化分解与硝化作用，去除水中的COD与氨氮，出水进入沉淀池(3);
步骤(3)，步骤(2)中的好氧池(2)出水进入沉淀池(3)后，在重力作用下，污泥沉入污泥斗(105)，污水上升至溢流堰(111)后进入滤池(4);
步骤(4)，步骤(3)中的沉淀池(3)出水进入滤池(4)后，在滤料(116)的净化作用下，进一步去除水中的悬浮颗粒物，出水进入清水池(5);
步骤(5)，所述清水池(5)中的清水可作为滤池(4)的反冲洗用水，可直接达标排放。
8.根据权利要求7所述的一体化污水处理设备的污水处理方法，其特征在于：步骤(1)中，污水首先通过格栅(106)去除水中的悬浮物和胶体，然后进入缺氧池(1)，再通过间歇曝气搅拌，可控制溶解氧在0.5mg/L以下;所述缺氧池(1)中酶浮填料(101)的填充率为30-50%，污泥浓度达到5-8g/L，水力停留时间为1-2h。
9.根据权利要求7所述的一体化污水处理设备的污水处理方法，其特征在于：步骤(2)中，好氧池(2)中酶浮填料(101)的填充率为30-50%，污泥浓度达到6-10g/L;所述好氧池(2)中溶解氧为2-4mg/L，水力停留时间为5-10h，污泥容积负荷为0.5-1.0kgBOD/m3·d，氨氮负荷达到0.05-0.5kgNH3-N/m3·d，好氧池(2)硝化液回流至所述缺氧池(1)，回流比为100-300%。
10.根据权利要求7所述的一体化污水处理设备的污水处理方法，其特征在于：步骤(3)中，沉淀池(3)中通过斜管(118)进行泥水分离，分离后的污泥返回污泥斗(105)，水流上升至溢流堰(111)后进入滤池(4)，沉淀过程的水力停留时间为1-2h;同时，污泥斗(105)中的污泥通过气提作用吸入回流管中，然后回流至缺氧池(1)进行重复利用，回流比控制在50-200%之间。
说明书
一体化污水处理设备及其处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种一体化污水处理设备及其处理方法。
背景技术
我国城市污水处理的市场已趋近饱和。未来中国污水处理的主战场将在小城镇和农村等分散式人群聚居地。现有技术中，采用集中式污水处理设施处理分散式污水存在较大的缺陷，主要包括为：
(1)污染源分散，管网配套工程覆盖率低，导致一次性投资高;
(2)建设初期运行负荷率低，投资浪费;
(3)水量规模较小，不具规模效益，运维成本较高;
(4)集中式污水处理设施易产生二次污染，影响周边环境。
为了解决上述问题，中国发明专利CN104445830 A公开了一种A3/O-MBBR 一体化污水处理装置及污水处理方法，该污水处理装置通过设置预脱硝池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池，通过在好氧池中填充悬浮填料，提高了污水中的氮、磷处理效率，但该污水处理装置在缺氧池前设置了厌氧池除磷，而厌氧除磷的同时也会降低污水中的有机物，这样势必会降低后续的反硝化碳源，使得反硝化脱氮效果降低;其次，该好氧池中填充的悬浮填料不仅容易流化，导致污泥浓度降低，而且容易发生厌氧，降低有机物与氨氮的处理效率;最后，通过在沉淀池中设置挡板，只能减少沉淀池上面的部分浮泥，并不能明显降低出水中的悬浮物。
为了减少碳源的消耗和提高污泥浓度，中国发明专利CN106045196A公开了一种一体化生活污水处理设备，该污水处理设备通过设置A级生化池、O级生化池、二级沉淀池、消毒池，其中，A级生化池与O级生化池中均设有曝气器，且A级池生化池设有弹性立体填料，O级生化池设有柱状生物载体填料，系统具有较高的有机物与氨氮降解效率，但是，该污水处理装置的总氮去除效率较差，且弹性填料的挂膜速度慢，挂有生物膜后容易脱落，柱状生物载体填料挂膜后容易发生厌氧，有机物与氨氮去除效率低。
本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提出一种一体化污水处理设备及其处理方法。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种一体化污水处理设备，包括缺氧池、好氧池、沉淀池、滤池和清水池;所述缺氧池与好氧池中均设有酶浮填料和曝气器，缺氧池与好氧池之间设有隔板，隔板上部设有过水孔，通过过水孔连接;所述好氧池与沉淀池连接，沉淀池底部设有污泥斗和气提装置，中部设有斜管区，上部设有溢流堰;所述滤池与沉淀池的出水槽连接，滤池中部设有滤料层，滤池的出水端与清水池连接。
作为本发明的进一步改进，缺氧池的进水端设有格栅装置，中部设置的酶浮填料呈平板状或板片状，多组酶浮填料通过方形框架和支架依次排列固定，所述酶浮填料底部的穿孔曝气管与鼓风机的出气口连接。
作为本发明的进一步改进，好氧池经挡板分为好氧池一与好氧池二、挡板的一侧不封闭。好氧池中部的酶浮填料为板状或板片状，多组酶浮填料通过方形框架和支架依次排列固定。酶浮填料的底部设有多组微孔曝气管，微孔曝气管与鼓风机的出气口连接。好氧池与沉淀池之间的隔板的中部设有方形出水槽，出水槽与沉淀池的进水口连接。
作为本发明的进一步改进，沉淀池呈方形，沉淀池底部设有锥形污泥斗，污泥斗底部设有气提装置，气提装置与鼓风机的另一出口连接。沉淀池上部设有挡渣板和溢流堰，溢流堰的一侧设有出水槽，出水槽上设有过水孔。
作为本发明的进一步改进，在沉淀池后设置滤池，滤池中部设有滤料层，滤料层底部设有滤板，滤池的上部设有出水口。
作为本发明的进一步改进，清水池通过隔板分为清水池一和清水池二，清水池二设有出水管，清水池二与滤池的底部之间设有反冲洗装置，可利用清水池二中的清水，利用反冲洗装置对滤池进行不定期的反冲洗，反冲洗水外排至调节池重新处理。
本发明还提供了采用上述一体化污水处理设备的污水处理方法，包括如下步骤：
步骤(1)，污水首先泵入缺氧池，并与回流硝化液、回流污泥进行充分混合，混合后的泥水混合物进行反硝化脱氮，去除水中的总氮;
步骤(2)，缺氧池出水进入好氧池后，在微生物的作用下进行有机物的氧化分解与硝化作用，去除水中的COD与氨氮，出水进入沉淀池;
步骤(3)，好氧出水进入沉淀池后，由于重力作用下，水中的污泥及颗粒物质通过斜管后沉入污泥斗，水流上升至溢流堰后进入滤池;
步骤(4)，沉淀出水进入滤池后，在滤料的净化作用下，进一步去除水中的悬浮颗粒物，出水进入清水池。
步骤(5)，清水池中的清水可作为滤池反冲洗用水，可直接达标排放。
作为对本发明的进一步改进，污水在进入缺氧池前，首先经格栅去除水中的悬浮物和胶体，然后再进入缺氧池，缺氧池中可通过间歇曝气搅拌作用，使反应系统中的污泥呈悬浮状态，并使系统中的溶解氧维持在0.5mg/L以下，为反硝化菌的生长创造良好的环境，同时缺氧池中酶浮填料上附着有大量的异养型生物膜，使系统中的污泥浓度达到5-8g/L，缺氧池中的水力停留时间为1-2h。
作为对本发明的进一步改进，好氧池中酶浮填料的填充率为30-50%，酶浮填料上附着有大量的好氧生物膜，污泥浓度达到6-10g/L。在溶解氧为1-4mg/L，水力停留时间为5-10h的条件下，污泥容积负荷达到0.5-1.0kg BOD/m3·d，氨氮负荷达到0.05-0.5kgNH3-N/m3·d。同时，好氧池的硝化液回流至缺氧池，回流比为100-300%，能够很好的为缺氧池提供硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，从而提高系统的脱氮效率。
作为对本发明的进一步改进，沉淀池中的斜管对泥水混合物有较好的泥水分离效果，分离后的污泥返回污泥斗，水流上升至挡渣板处，对少量浮泥进行截留后，然后进入溢流堰溢流后从出水槽进入滤池，整个沉淀过程的水力停留时间为1-2h;同时，污泥斗中的污泥通过气提作用吸入回流管中，然后回流至缺氧池进行重复利用，污泥回流比在50-200%之间，不仅可以提高系统中的污泥量，而且减少了沉淀池剩余污泥的排放，从而节省了污泥另行处理成本。
本发明的有益效果：
本发明一体化污水处理设备及其处理方法与现有技术相比，缺氧池和好氧池中均设置了酶浮填料，污泥浓度高，有机物、氨氮、总氮的去除效果好，出水悬浮物含量低，出水稳定满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002)一级A标准，而且能耗低、结构简单紧凑，自动化程度高，可实现远程监控。
