公布日：2022.03.18
申请日：2022.01.04
分类号：C02F9/14(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种集成低能耗的污水处理装置，包括污水处理反应装置壳体，以及设置在污水处理反应装置壳体一端内部，能安装放置不同设备和控制柜装置的设备间，污水处理反应装置壳体内部设备间的外侧还设置有生化反应单元区﹑固液反应单元区和清水消毒区，生化反应单元区﹑固液反应单元区和清水消毒区依次连接，清水消毒区能对固液反应单元区处理后的水体进行消毒达标处理。本发明装置整体设备集成度高，能实现不同运行模式的自动切换，能耗低，对污水中污染物的总氮去除效果好，生化反应过程无需外加碳源，减少药剂投加量，适合作为小型分散式污水处理装置推广使用。
权利要求书
1.一种集成低能耗的污水处理装置，包括污水处理反应装置壳体，以及设置在污水处理反应装置壳体一端内部，能安装放置不同设备和控制柜装置的设备间，污水处理反应装置壳体内部设备间的外侧还设置有生化反应单元区﹑固液反应单元区和清水消毒区，生化反应单元区﹑固液反应单元区和清水消毒区依次连接，生化反应单元区能对污水进行缺氧好氧生化处理，固液反应单元区能对生化反应单元区处理后的混合水体进行膜分离或沉淀分离处理，清水消毒区能对固液反应单元区处理后的水体进行消毒达标处理，确保清水消毒区中出水管道出口处水体满足达标排放要求，生化反应单元区有缺氧反应一区、好氧反应一区、缺氧反应二区、好氧反应二区，其特征在于，还包括：设置在好氧反应一区和好氧反应二区内的在线检测仪表，在线检测仪表能够为溶解氧仪或ORP仪，设置在设备间内的鼓风装置，在线检测仪表和鼓风装置都于控制柜装置连接，控制柜装置能控制在线检测仪表和鼓风装置，并能确保线检测仪表和鼓风装置联动，使鼓风装置能在线检测仪表中溶解氧仪检测的溶解氧值低于2mg/L或ORP仪的检测值低于+100mV时，鼓风装置开始启动能向好氧反应一区和好氧反应二区内鼓风曝气；或者使鼓风装置能在线检测仪表中溶解氧仪检测的溶解氧值高于5mg/L或ORP仪的检测值高于+500mV时，鼓风装置停止运行不能向好氧反应一区和好氧反应二区内鼓风曝气。
2.根据权利要求1所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述缺氧反应二区内设置有硫自养复合填料，硫自养复合填料能够为蜂窝状或中空陶粒状，硫自养复合填料的直径范围为2mm～20mm，硫自养复合填料的孔隙率范围为12％～34％,硫自养负荷填料能去除缺氧反应二区内水体中的总氮，无需投加额外碳源。
3.根据权利要求2所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述缺氧反应二区内的硫自养复合填料能够由至少包含有硫铁矿、菱铁矿石粉、硫磺粉中的一种物质组成。
4.根据权利要求2或3所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述缺氧反应二区中设置有前过流口区和后过流口区，前过流口区和后过流口区内都设置有格栅网，格栅网的孔径不大于2mm，格栅网能防止缺氧反应二区内的硫自养复合填料从前过流口区或后过流口区流出。
5.根据权利要求1中所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述设备间内能设置有缺氧区鼓风一装置﹑好氧区鼓风二装置和控制柜装置，控制柜装置内设置有PLC控制系统组件，缺氧区鼓风一装置﹑好氧区鼓风二装置分别通过线束与PLC控制系统组件连接，PLC控制系统组件能控制缺氧区鼓风一装置和好氧区鼓风二装置的启动或停止；所述缺氧区鼓风一装置能够为罗茨风机、回转式风机、涡流风机、电磁曝气泵、空气悬浮鼓风机、磁悬浮式鼓风机中一种或一种以上组合，好氧区鼓风二装置能够为罗茨风机、回转式风机、涡流风机、电磁曝气泵、空气悬浮鼓风机、磁悬浮式鼓风机中一种或一种以上组合；所述生化反应单元区中缺氧反应一区内设置有缺氧反应一进水管，缺氧反应一进水管能将外界的污水输送入缺氧反应一区内，缺氧反应一进水管后面设置有进水连接管，缺氧反应一进水管与进水连接管之间设置有电控四阀门，进水连接管的末端设置有缺氧反应二进水管，电控四阀门能控制进水连接管和缺氧反应二进水管，使一部分缺氧反应一进水管内的外界污水，能够通过进水连接管和缺氧反应二进水管进入缺氧反应二区内。
6.根据权利要求5所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述缺氧反应一区内设置有缺氧主气管，缺氧主气管一端与缺氧区鼓风一装置连接，缺氧主气管上设置有缺氧反应一曝气管，缺氧反应一曝气管能对缺氧反应一区进行曝气；所述缺氧主气管上设置有电控三阀门，缺氧主气管的末端设置于缺氧反应二区内，电控三阀门能控制缺氧主气管的末端是否向缺氧反应二区内进行曝气。
7.根据权利要求5所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述生化反应单元区中缺氧反应一区和好氧反应一区的上面还能设置有好氧主气管，好氧主气管的一端与好氧区鼓风二装置连接，好氧主气管的后面设置有好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管，好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管分别位于好氧反应一区和好氧反应二区内，好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管能分别对好氧反应一区和好氧反应二区进行曝气；所述好氧主气管前段部分上设置有电控一阀门，电控一阀门能控制好氧主气管是否向好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管供气；所述好氧主气管后段部分上设置有进气支管连接管，进气支管连接管上设置有电控五阀门，进气支管连接管位于好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管连接处的后面，进气支管连接管的末端能与缺氧主气管末端的上部连接，电控五阀门能控制进气支管连接管末端是否与缺氧主气管末端连通。
8.根据权利要求6或7所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述缺氧主气管与所述好氧主气管之间能通过进气主连接管在设备间内连通，进气主连接管上设置有电控二阀门，电控二阀门能控制缺氧主气管与好氧主气管在设备间内是否相互连通。
9.根据权利要求5所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述控制柜装置内设置有PLC控制系统组件，控制柜装置内的PLC控制系统组件能够通过线束与电控一阀门﹑电控二阀门﹑电控三阀门﹑电控四阀门﹑电控五阀门分别连接，实现分别控制电控一阀门﹑电控二阀门﹑电控三阀门﹑电控四阀门﹑电控五阀门的打开或关闭。
10.根据权利要求1所述的一种集成低能耗的污水处理装置，其特征在于，所述生化反应单元区中缺氧反应一区、好氧反应一区、缺氧反应二区和好氧反应二区的内侧底部都设置有曝气管组件，曝气管组件能够为管式曝气器、盘式曝气器、射流器、气液混和装置中的一种或一种以上的组合；所述固液反应单元区能对生化反应单元区处理后的混合水体进行膜分离或沉淀分离处理，所述膜分离能够使用微滤膜或超滤膜，所述沉淀分离处理能够使用斜管沉淀、斜板沉淀﹑竖流沉淀、自然沉淀中的一种及一种以上组合；所述设备间、生化反应单元区、固液分离单元区、清水消毒区能连接结合为一个整体，或通过模块化切割分离然后拼接连接为一个整体；所述清水消毒区的上部外侧设置有出水管道，出水管道上设置有电控六阀门和水质监测装置，电控六阀门和水质监测装置都通过线束与控制柜装置连接，当水质监测装置检测出水管道处的水质达标合格时，控制柜装置能够指示电控六阀门打开，清水消毒区内的水体能通过出水管道排出。
发明内容
本发明的目的是为了解决普通的污水处理装置在使用时存在，曝气装置持续运行会造成大量能源浪费，无法根据生物反应所需做到精准曝气，时常出现出水处污染物的总氮(TN)不达标的问题，而提出的一种集成低能耗的污水处理装置。本发明装置整体设备集成度高，能实现不同运行模式的自动切换，能耗低，对污水中污染物的总氮去除效果好，生化反应过程无需外加碳源，减少药剂投加量，适合作为小型分散式污水处理装置推广使用。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种集成低能耗的污水处理装置，包括污水处理反应装置壳体，以及设置在污水处理反应装置壳体一端内部，能安装放置不同设备和控制柜装置的设备间，污水处理反应装置壳体内部设备间的外侧还设置有生化反应单元区﹑固液反应单元区和清水消毒区，生化反应单元区﹑固液反应单元区和清水消毒区依次连接，生化反应单元区能对污水进行缺氧好氧生化处理，固液反应单元区能对生化反应单元区处理后的混合水体进行膜分离或沉淀分离处理，清水消毒区能对固液反应单元区处理后的水体进行消毒达标处理，确保清水消毒区中出水管道出口处水体满足达标排放要求，生化反应单元区有缺氧反应一区、好氧反应一区、缺氧反应二区、好氧反应二区，还包括：
设置在好氧反应一区和好氧反应二区内的在线检测仪表，在线检测仪表能够为溶解氧仪或ORP仪，设置在设备间内的鼓风装置，在线检测仪表和鼓风装置都于控制柜装置连接，控制柜装置能控制在线检测仪表和鼓风装置，并能确保线检测仪表和鼓风装置联动，使鼓风装置能在线检测仪表中溶解氧仪检测的溶解氧值低于2mg/L或ORP仪的检测值低于+100mV时，鼓风装置开始启动能向好氧反应一区和好氧反应二区内鼓风曝气；
或者使鼓风装置能在线检测仪表中溶解氧仪检测的溶解氧值高于5mg/L或ORP仪的检测值高于+500mV时，鼓风装置停止运行不能向好氧反应一区和好氧反应二区内鼓风曝气。
为了进一步去除缺氧反应二区内水体中污染物的总氮(TN)，无需投加额外碳源，进一步地，所述缺氧反应二区内设置有硫自养复合填料，硫自养复合填料能够为蜂窝状或中空陶粒状，硫自养复合填料的直径范围为2mm～20mm，硫自养复合填料的孔隙率范围为12％～34％,硫自养负荷填料能去除缺氧反应二区内水体中的总氮，无需投加额外碳源。
为了使硫自养复合填料去除缺氧反应二区内水体中污染物的总氮(TN)效果好，更进一步地，所述缺氧反应二区内的硫自养复合填料能够由至少包含有硫铁矿、菱铁矿石粉、硫磺粉中的一种物质组成。
为了防止缺氧反应二区内的硫自养复合填料从前过流口区或后过流口区流出，进一步地，所述缺氧反应二区中设置有前过流口区和后过流口区，前过流口区和后过流口区内都设置有格栅网，格栅网的孔径不大于2mm，格栅网能防止缺氧反应二区内的硫自养复合填料从前过流口区或后过流口区流出。
为了使控制柜装置能够分别控制缺氧区鼓风一装置﹑好氧区鼓风二装置的运行，同时，使外界污水一部分能进入缺氧反应一区内，一部分能进入缺氧反应二区内，进一步地，所述设备间内能设置有缺氧区鼓风一装置﹑好氧区鼓风二装置和控制柜装置，控制柜装置内设置有PLC控制系统组件，缺氧区鼓风一装置﹑好氧区鼓风二装置分别通过线束与PLC控制系统组件连接，PLC控制系统组件能控制缺氧区鼓风一装置和好氧区鼓风二装置的启动或停止；
所述缺氧区鼓风一装置能够为罗茨风机、回转式风机、涡流风机、电磁曝气泵、空气悬浮鼓风机、磁悬浮式鼓风机中一种或一种以上组合，好氧区鼓风二装置能够为罗茨风机、回转式风机、涡流风机、电磁曝气泵、空气悬浮鼓风机、磁悬浮式鼓风机中一种或一种以上组合；
所述生化反应单元区中缺氧反应一区内设置有缺氧反应一进水管，缺氧反应一进水管能将外界的污水输送入缺氧反应一区内，缺氧反应一进水管后面设置有进水连接管，缺氧反应一进水管与进水连接管之间设置有电控四阀门，进水连接管的末端设置有缺氧反应二进水管，电控四阀门能控制进水连接管和缺氧反应二进水管，使一部分缺氧反应一进水管内的外界污水，能够通过进水连接管和缺氧反应二进水管进入缺氧反应二区内。
为了能控制缺氧主气管的末端是否向缺氧反应二区内进行曝气，进一步地，所述缺氧反应一区内设置有缺氧主气管，缺氧主气管一端与缺氧区鼓风一装置连接，缺氧主气管上设置有缺氧反应一曝气管，缺氧反应一曝气管能对缺氧反应一区进行曝气；
所述缺氧主气管上设置有电控三阀门，缺氧主气管的末端设置于缺氧反应二区内，电控三阀门能控制缺氧主气管的末端是否向缺氧反应二区内进行曝气。
为了能控制好氧主气管是否向好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管供气，控制进气支管连接管末端是否与缺氧主气管末端连通，进一步地，所述生化反应单元区中缺氧反应一区和好氧反应一区的上面还能设置有好氧主气管，好氧主气管的一端与好氧区鼓风二装置连接，好氧主气管的后面设置有好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管，好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管分别位于好氧反应一区和好氧反应二区内，好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管能分别对好氧反应一区和好氧反应二区进行曝气；
所述好氧主气管前段部分上设置有电控一阀门，电控一阀门能控制好氧主气管是否向好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管供气；
所述好氧主气管后段部分上设置有进气支管连接管，进气支管连接管上设置有电控五阀门，进气支管连接管位于好氧反应一曝气管和好氧反应二曝气管连接处的后面，进气支管连接管的末端能与缺氧主气管末端的上部连接，电控五阀门能控制进气支管连接管末端是否与缺氧主气管末端连通。
为了能控制缺氧主气管与好氧主气管在设备间内是否相互连通，进一步地，所述缺氧主气管与所述好氧主气管之间能通过进气主连接管在设备间内连通，进气主连接管上设置有电控二阀门，电控二阀门能控制缺氧主气管与好氧主气管在设备间内是否相互连通。
为了能实现分别控制电控一阀门﹑电控二阀门﹑电控三阀门﹑电控四阀门﹑电控五阀门的打开或关闭，进一步地，所述控制柜装置内设置有PLC控制系统组件，控制柜装置内的PLC控制系统组件能够通过线束与电控一阀门﹑电控二阀门﹑电控三阀门﹑电控四阀门﹑电控五阀门分别连接，实现分别控制电控一阀门﹑电控二阀门﹑电控三阀门﹑电控四阀门﹑电控五阀门的打开或关闭。
为了使生化反应单元区﹑固液反应单元区以及清水消毒区对污水处理效果好，确保清水消毒区中出水管道的出水水质达标合格，进一步地，所述生化反应单元区中缺氧反应一区、好氧反应一区、缺氧反应二区和好氧反应二区的内侧底部都设置有曝气管组件，曝气管组件能够为管式曝气器、盘式曝气器、射流器、气液混和装置中的一种或一种以上的组合；
所述固液反应单元区能对生化反应单元区处理后的混合水体进行膜分离或沉淀分离处理，所述膜分离能够使用微滤膜或超滤膜，所述沉淀分离处理能够使用斜管沉淀、斜板沉淀﹑竖流沉淀、自然沉淀中的一种及一种以上组合；
所述设备间、生化反应单元区、固液分离单元区、清水消毒区能连接结合为一个整体，或通过模块化切割分离然后拼接连接为一个整体；
所述清水消毒区的上部外侧设置有出水管道，出水管道上设置有电控六阀门和水质监测装置，电控六阀门和水质监测装置都通过线束与控制柜装置连接，当水质监测装置检测出水管道处的水质达标合格时，控制柜装置能够指示电控六阀门打开，清水消毒区内的水体能通过出水管道排出。
与现有技术相比，本发明提供了一种集成低能耗的污水处理装置，具备以下有益效果：
1、该集成低能耗的污水处理装置，通过设置在好氧反应一区和好氧反应二区内的在线检测仪表，设置在设备间内的缺氧区鼓风一装置﹑好氧区鼓风二装置和控制柜装置，设置在缺氧反应一区、好氧反应一区、缺氧反应二区和好氧反应二区内的曝气设施，以及相对应的管道和相对应的电控阀门，运用控制柜装置能够控制缺氧区鼓风一装置﹑好氧区鼓风二装置以及相应电控阀门的打开或关闭，能够根据在线检测仪表的相关检测数据，实现确保缺氧区鼓风一装置和好氧区鼓风二装置的间歇式运行，以及对不同区域的曝气设施进行精准化管控的目的，解决普通的污水处理装置在使用时存在，曝气装置持续运行会造成大量能源浪费，无法根据生物反应所需做到精准曝气的问题，确保该装置整体设备集成度高，能实现不同运行模式的自动切换，能耗低。
2、该集成低能耗的污水处理装置，通过设置在缺氧反应二区内的硫自养复合填料，以及硫自养复合填料的组合和形状的限定，实现去除缺氧反应二区内水体中污染物的总氮(TN)，无需投加额外碳源，确保对污水中污染物的总氮去除效果好，同时利用清水消毒区中出水管道上设置的电控六阀门和水质监测装置，确保出水管道出水处污染物的总氮(TN)达标。
（发明人：邓帮武;李广宏;邓捷;黄青飞;李东;潘军;周凯）
