申请日 20200825
公开（公告）日 20201103
IPC分类号 C02F3/34; C02F3/12; C02F3/28; C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/30; C02F101/38
摘要
本发明提供一种生活污水智能一体化处理设备及工艺，由PLC电控柜控制，包括高效除磷装置、厌氧处理装置、有氧处理装置和膜生物处理装置；高效除磷装置与厌氧处理装置之间的第一隔板顶面低于设备本体的顶面，厌氧处理装置与有氧处理装置之间的第二隔板顶面高于第一隔板顶面但低于设备本体的顶面；有氧处理装置与膜生物反应器之间设置有配水槽，配水槽与膜生物反应器之间设置有第四隔板，第四隔板的顶面低于设备本体的顶面，第三隔板和第四隔板的顶面之间设置有筛网。本发明的设备提高膜生物反应器对磷的去除率，解决传统膜生物反应器出水总磷超标的问题，出水稳定达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918‑2002）一级A排放标准。
权利要求书
1.一种生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，由PLC电控柜控制，包括设备本体，所述设备本体内包括高效除磷装置、厌氧处理装置、有氧处理装置和膜生物处理装置；
所述设备本体的进水口连接污水调节池，所述污水调节池连接栅栏池，所述栅栏池设置有污水排入口；
所述设备本体的第一路进水管直接延伸到所述高效除磷装置的底部，第二路进水管直接延伸到所述厌氧处理装置的底部；
所述高效除磷装置包括第一污泥区和第一曝气管；所述高效除磷装置内放置有聚磷菌；
所述高效除磷装置与厌氧处理装置之间的第一隔板顶面低于设备本体的顶面，构成高效除磷装置与厌氧处理装置之间脉动式溢流通道；
所述厌氧处理装置包括第二污泥区、潜水搅拌器和BOA型生物填料；
所述厌氧处理装置与有氧处理装置之间的第二隔板顶面高于第一隔板顶面但低于设备本体的顶面；
所述有氧处理装置包括第三污泥区和第二曝气管；
所述第一曝气管和第二曝气管的进气端伸出设备本体外并连接有风机；
所述有氧处理装置与膜生物反应器之间设置有配水槽，所述有氧处理装置与配水槽之间的第三隔板顶面设置在设备本体的顶面，第三隔板底面与第三污泥区之间设置有过水涧，所述配水槽与膜生物反应器之间设置有第四隔板，所述第四隔板的顶面低于设备本体的顶面，所述第三隔板和第四隔板的顶面之间设置有筛网；
所述膜生物反应器内设置有板式膜组件，
所述膜生物反应器的出水口连接自吸泵，
所述自吸泵的出水口与自动清洗装置连接，
所述自动清洗装置包括消毒设备，所述消毒设备直接与排放管连接。
2.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述PLC电控柜包括PLC控制箱及电控箱，用于控制设备中所有需要用电的设备以及阀门的大小调节。
3.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述第一路进水管和第二路进水管上均设置有截止阀，控制进入高效除磷装置和厌氧处理装置的进水比例，设计进水比例为1:4。
4.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述第一污泥区呈倒锥台形，所述第一污泥区的底部设置有第一污泥排出口，所述第一污泥排出口连接排泥管，所述排泥管上设置有第一阀门；
所述第三污泥区呈倒锥台形，所述第三污泥区的底部设置有第三污泥排出口，所述第三污泥排出口连接排泥管，所述排泥管上设置有第三阀门；
所述第二污泥区呈倒锥台形，所述第二污泥区的底部设置有第二污泥排出口，所述第二污泥排出口连接排泥管，所述排泥管上设置有第二阀门；
所述排泥管设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵通过管道将污泥排至污水调节池；
所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均与PLC电控柜电连接。
5.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述第一曝气管设置在高效除磷装置的侧面。
6.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述高效除磷装置与加药装置连接，所述加药装置设置有加药流量控制阀，所述加药留样控制阀与PLC电控柜电连接。
7.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述潜水搅拌器通过电线连接PLC控制器，所述潜水搅拌器设置在厌氧处理装置的底部；
所述厌氧处理装置的顶面设置有溢流口，所述厌氧处理装置的液面低于溢流口的最低点；
所述BOA型生物填料作为反硝化细菌/聚磷菌微生物的载体；所述有氧处理装置内含有硝化细菌和聚磷菌。
8.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述第二曝气管设置在有氧处理装置的底部，呈U型均匀排布，构成有氧处理装置与厌氧处理装置之间脉动式溢流通道。
9.根据权利要求1所述生活污水智能一体化处理设备，其特征在于，所述板式膜组件采用有机或无机微滤膜；
所述自吸泵与膜生物反应器的出水口的管道处设置压力表；
所述风机为鲁氏风机或回转风机；
所述板式膜组件的浓缩区设置有浓缩液排放管，所述浓缩液排放管与浓液排放泵连接，所述浓液排放泵通过管道直接将浓液排至厌氧处理设备或高效除磷装置中。
10.一种运用权利要求1-9任一项所述的生活污水智能一体化处理设备处理废水的工艺，包括如下步骤：
①生活污水和系统回流部分污泥按比例分段进入高效除磷装置和厌氧处理装置；进入高效除磷装置的部分在曝气作用下经聚磷菌除磷后上清液进入厌氧处理装置；
②经除磷处理的污水和初步进入厌氧处理装置的部分在潜水搅拌器的作用下与BOA型生物填料充分接触直接进行脱氮处理；所述脱氮处理包括异氧菌的反硝化作用、悬浮污染物和可溶性有机物水解作用、聚磷菌的除磷效果等；
③经厌氧脱氮处理的污水进入有氧处理装置，在曝气管提供充足氧气的作用下，经自养菌的硝化作用、聚磷菌除磷作用和异养菌的降解氧化的处理；
④经有氧处理装置硝化作用后的污水通过配水槽进行稳留和过滤阻隔悬浮填料后流入膜生物反应器中，经膜过滤完成泥水分离；
⑤膜生物反应器中过滤的水经自吸泵抽出，并经自清洗装置自带的消毒装置消毒后经管道往外排放；膜生物反应器过滤的浓液经浓液排放泵回流至高效除磷装置和厌氧处理装置。
说明书
生活污水智能一体化处理设备及工艺
技术领域
本发明涉及城市生活污水处理设备技术领域，具体涉及一种生活污水智能一体化处理设备及工艺。
背景技术
建设污水垃圾收集处理利用设施，推进农村生活污水治理。
农村生活污水具有以下特点：
1、高分散性，难于统一收集。我国幅员辽阔，加上农村地形复杂、经济发展程度低的影响，污水无法利用市政管网统一收集，农户一般直接将其排放到房外沟渠或泼洒到地面。
2、水量小，水量波动大。由于农村分散，常驻人口不多，相应产生的生活污水也很少，但每天居民的用水习惯基本相似，在早、中、晚各有一个用水高峰期，其他时间用水很少，用水量日变化系数一般为1.9～2.5。季节特征明显，夏季排放量比冬季大。
3、区域差异性明显。与城市污水来源不同，乡镇生活污水不仅来源于城镇本身生活污水，同时也有乡村生活污水。通过调查发现，部分地区在生活污水的处理上，由于未及时处理从而导致生活污水不慎流入农田的现象，不仅对当季农田产量造成影响，同时在雨水的冲刷下也造成了渗入土壤的现象。
4、可生化性强。生活污水中含有COD、氮、磷等元素，不含重金属元素等有害物质，可生化性强，利于运用生物处理技术。
5、采用传统的生活污水处理后，仍存在总磷难以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准问题，造成周围水体富营养化。
市面上采用的生活污水一体化设备大多采用采用“AO+MBR”、“A2O+MBR”组合技术对生活污水进行处理，虽然出水水质有很大提升，但仍然存在总磷难以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种生活污水智能一体化处理设备及工艺，通过改进设备装置将生活污水处理设备一体化，且能同时运行，占地面积小，流程简单高效，成本低；提高膜生物反应器对磷的去除率，解决传统膜生物反应器出水总磷超标的问题，出水稳定达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供一种生活污水智能一体化处理设备，由PLC电控柜控制，包括设备本体，所述设备本体内包括高效除磷装置、厌氧处理装置、有氧处理装置和膜生物处理装置；
所述设备本体的进水口连接污水调节池，所述污水调节池连接栅栏池，所述栅栏池设置有污水排入口；
所述设备本体的第一路进水管直接延伸到所述高效除磷装置的底部，第二路进水管直接延伸到所述厌氧处理装置的底部；
所述高效除磷装置包括第一污泥区和第一曝气管；所述高效除磷装置内放置有聚磷菌；
所述高效除磷装置与厌氧处理装置之间的第一隔板顶面低于设备本体的顶面，构成高效除磷装置与厌氧处理装置之间脉动式溢流通道；
所述厌氧处理装置包括第二污泥区、潜水搅拌器和BOA型生物填料；
所述厌氧处理装置与有氧处理装置之间的第二隔板顶面高于第一隔板顶面但低于设备本体的顶面；
所述有氧处理装置包括第三污泥区和第二曝气管；
所述第一曝气管和第二曝气管的进气端伸出设备本体外并连接有风机；
所述有氧处理装置与膜生物反应器之间设置有配水槽，所述有氧处理装置与配水槽之间的第三隔板顶面设置在设备本体的顶面，第三隔板底面与第三污泥区之间设置有过水涧，所述配水槽与膜生物反应器之间设置有第四隔板，所述第四隔板的顶面低于设备本体的顶面，所述第三隔板和第四隔板的顶面之间设置有筛网；
所述膜生物反应器内设置有板式膜组件，
所述膜生物反应器的出水口连接自吸泵，
所述自吸泵的出水口与自动清洗装置连接，
所述自动清洗装置包括消毒设备，所述消毒设备直接与排放管连接。
进一步地，所述PLC电控柜包括PLC控制箱及电控箱，用于控制设备中所有需要用电的设备以及阀门的大小调节。
进一步地，所述第一路进水管和第二路进水管上均设置有截止阀，控制进入高效除磷装置和厌氧处理装置的进水比例，设计进水比例为1:4。
进一步地，所述第一污泥区呈倒锥台形，所述第一污泥区的底部设置有第一污泥排出口，所述第一污泥排出口连接排泥管，所述排泥管上设置有第一阀门。
进一步地，所述第一曝气管设置在高效除磷装置的侧面；
进一步，所述高效除磷装置与加药装置连接，所述加药装置设置有加药流量控制阀，所述加药留样控制阀与PLC电控柜电连接。
进一步地，所述第二污泥区呈倒锥台形，所述第二污泥区的底部设置有第二污泥排出口，所述第二污泥排出口连接排泥管，所述排泥管上设置有第二阀门。
进一步地，所述潜水搅拌器通过电线连接PLC控制器，所述潜水搅拌器设置在厌氧处理装置的底部。
进一步地，所述厌氧处理装置的顶面设置有溢流口，所述厌氧处理装置的液面低于溢流口的最低点。
进一步地，所述BOA型生物填料作为反硝化细菌/聚磷菌微生物的载体。
进一步地，所述第三污泥区呈倒锥台形，所述第三污泥区的底部设置有第三污泥排出口，所述第三污泥排出口连接排泥管，所述排泥管上设置有第三阀门。
进一步地，所述第二曝气管设置在有氧处理装置的底部，呈U型均匀排布，构成有氧处理装置与厌氧处理装置之间脉动式溢流通道。
进一步地，有氧处理装置内含有硝化细菌和聚磷菌。
进一步地，所述板式膜组件采用有机或无机微滤膜。
进一步地，所述自吸泵与膜生物反应器的出水口的管道处设置压力表。
进一步地，所述风机为鲁氏风机或回转风机。
进一步地，所述板式膜组件的浓缩区设置有浓缩液排放管，所述浓缩液排放管与浓液排放泵连接，所述浓液排放泵通过管道直接将浓液排至厌氧处理设备或高效除磷装置中。
进一步地，所述排泥管设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵通过管道将污泥排至污水调节池。
进一步地，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均与PLC电控柜电连接。
另一方面，本发明提供一种基于上述设备的生活污水智能一体化处理工艺，包括如下步骤：
①生活污水和系统回流部分污泥按比例分段进入高效除磷装置和厌氧处理装置；进入高效除磷装置的部分在曝气作用下经聚磷菌除磷后上清液进入厌氧处理装置；
②经除磷处理的污水和初步进入厌氧处理装置的部分在潜水搅拌器的作用下与BOA型生物填料充分接触直接进行脱氮处理；所述脱氮处理包括异氧菌的反硝化作用、悬浮污染物和可溶性有机物水解作用、聚磷菌的除磷效果等；
③经厌氧脱氮处理的污水进入有氧处理装置，在曝气管提供充足氧气的作用下，经自养菌的硝化作用、聚磷菌除磷作用和异养菌的降解氧化的处理；
④经有氧处理装置硝化作用后的污水通过配水槽进行稳留和过滤阻隔悬浮填料后流入膜生物反应器中，经膜过滤完成泥水分离；
⑤膜生物反应器中过滤的水经自吸泵抽出，并经自清洗装置自带的消毒装置消毒后经管道往外排放；膜生物反应器过滤的浓液经浓液排放泵回流至高效除磷装置和厌氧处理装置。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明设备构造简洁，易于操作，占地面积小；每个池在同一壳体内完成，便于管理;
(2)本发明在传统的A/O—MBR工艺上进行了改进，增加了高效除磷装置，部分污泥回流至高效除磷装置，且进水按比例分段进入高效除磷装置与缺氧池，大大提高了污水的处理效果;
（3）本发明通过设置污水液位计、流量计、自动阀门，依靠全自动控制柜对设备实行全自动控制，解决了高速公路服务区分散，运营管理难等问题。
(4)基于本发明设备的水处理工艺对COD、TP和TN的处理效果较好，出水COD可达到50mg/L以下，总磷出水0.5 mg/L以下，出水氨氮5mg/L以下，各项出水水质指标均达到并优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
注：冬天水温低于12°C时，氨氮达到8mg/L以下。
发明人 （方志斌;汤恕;刘葵;易竟闲;）
