公布日：2024.02.06
申请日：2023.10.31
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/463(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/02(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;
C02F101/30(2006.01)N
摘要
本申请涉及污水处理技术领域，具体公开了ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其包括依次设置的电解池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、电絮池和过滤膜池；电解池内设铁电极，且铁电机上加载直流电压，厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成一个A2/O处理单元，A2/O处理单元内设回流系统和爆气系统。电解对污水中的大分子有机物进行断键、破壁和物化处理，从而将大分子有机物电解为小分子有机物和无机物；其中小分子有机物上浮进入下一步生化处理步骤中，为后续的生化处理提供碳源，从而提高后续A2/O处理单元内生化处理的效率；无机物下沉形成污泥，实现污水脱磷的目的。
权利要求书
1.ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：包括依次设置的电解池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、电絮池和过滤膜池；电解池内设铁电极，加载在铁电极两端的电压12-36V的直流电压，电解电流控制为3-40A，污水通过管道进入电解池电解后溢流至厌氧池；厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成一个A2/O处理单元，污水在A2/O处理单元内能够执行A2/O法脱氮除磷工艺；所述A2/O处理单元还包括回流系统和爆气系统，所述回流系统可通过回流泵将好氧池和/或沉淀池底部沉降物泵入厌氧池和/或缺氧池内，与厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池连接的回流管可独立控制，所述爆气系统包括设于厌氧池、缺氧池和好氧池底部且可独立控制的爆气盘；沉淀池上清液溢流至电絮池，电絮池内设铝电极，电絮池上清液溢流至过滤膜池；过滤膜池内设不锈钢精滤组件，不锈钢精滤组件内层连通清水排管，经过不锈钢精滤组件过滤后的清水经过清水排管排出。
2.根据权利要求1所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：所述好氧池和沉淀池通过隔板隔开，隔板的下端设置为向沉淀池倾斜的倾斜板，倾斜板下边缘与沉淀池侧壁形成连通沉淀池和好氧池的连通口。
3.根据权利要求1所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：所述好氧池内设硝酸在线传感器，与厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池连接回流管均设有电磁阀，与设于厌氧池、缺氧池和好氧池底部的爆气盘连接的管道上设电磁节流阀；硝酸在线传感器与控制器控制信号输入端连接，电磁阀和电磁节流阀均与控制器执行信号输出端连接。
4.根据权利要求1所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：还包括清水池，清水排管连通清水池，清水池连接排水管进行进行排水，排水管和清水池之间设有紫外线消毒设备。
5.根据权利要求4所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：所述清水排管上通过旁通管连接有反冲洗泵，且清水排管上设有与反冲洗泵并联的截止阀。
6.根据权利要求5所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：还包括排污系统，排污系统包括排污总管和与排污总管连通的排污支管，排污支管分别与电絮池、过滤膜池和电解池的底部连通，排污支管上设有截止阀。
7.根据权利要求6所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：所述电絮池、过滤膜池和电解池的底部设置为漏斗状。
8.根据权利要求7所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：所述爆气系统包括至少两台可交替工作的气泵。
9.根据权利要求8所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：所述电解池和电絮池上部均设有浮沫排出结构，浮沫排出结构包括设于液面以下呈漏斗状的导流槽及连接在导流槽底部并向外部延伸的浮沫排管，导流槽顶部与液面的距离为3-5mm。
10.根据权利要求9所述的ECOF四微物化膜小型污水处理装置，其特征在于：所述电解池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、电絮池、过滤膜池和清水池整合在同一立方结构内，所述立方结构划分为前侧区域和后侧区域，电解池、厌氧池、缺氧池、好氧池、清水池布置在前侧区域，电絮池、过滤膜池布置在后侧区域，后侧区域还包括设备室，所述回流泵、气泵、反冲洗泵及控制部件设置在设备室内。
发明内容
本发明的目的在于提供ECOF四微物化膜小型污水处理装置，以使其可整合多种污水处理技术并适用于分散的小型场所。
包括依次设置的电解池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、电絮池和过滤膜池；
电解池内设铁电极，加载在铁电极两端的电压12-36V的直流电压，电解电流控制为3-40A，污水通过管道进入电解池电解后溢流至厌氧池；
厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成一个A2/O处理单元，污水在A2/O处理单元内能够执行A2/O法脱氮除磷工艺；
所述A2/O处理单元还包括回流系统和爆气系统，所述回流系统可通过回流泵将好氧池和/或沉淀池底部沉降物泵入厌氧池和/或缺氧池内，与厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池连接的回流管可独立控制，所述爆气系统包括设于厌氧池、缺氧池和好氧池底部且可独立控制的爆气盘；
沉淀池上清液溢流至电絮池，电絮池内设铝电极，电絮池上清液溢流至过滤膜池；
过滤膜池内设不锈钢精滤组件，不锈钢精滤组件内层连通清水排管，经过不锈钢精滤组件过滤后的清水经过清水排管排出。
有益效果：
(1)首先采用铁电极对污水进行电解，电解对污水中的大分子有机物进行断键、破壁和物化处理，从而将大分子有机物电解为小分子有机物和无机物；其中小分子有机物上浮进入下一步生化处理步骤中，为后续的生化处理提供碳源，从而提高后续A2/O处理单元内生化处理的效率。
(2)电解过程中，铁电极释放的铁离子与污水中的氯离子结合形成铁盐，通过发挥铁盐絮凝作用，使得电解产生的无机物聚团，加速其下沉在底部形成污泥，排出污泥即实现污水脱磷的目的。
(3)电解过程中，电极将产生热量，该热量对水体具有加热作用；在生化处理阶段，温度低于15℃，生化微生物将处于休眠状态，而温度达到25℃左右时，生化微生物活性最高，因此通过电解产生的热量还可提高污水生化处理阶段的效率。
(4)在上述基础方案中，污水通过管道可持续进入电解池，经过处理后的清水通过清水排管可持续排出，即污水和清水可同进同出，在持续进水和出水的过程中即可对污水进行处理，从而可以更高效的对污水进行处理。
(5)在上述基础方案中，好氧池、沉淀池和厌氧池、缺氧池之间设置了回流系统，且回流管的通断可独立控制；另外厌氧池、缺氧池和好氧池底部的爆气盘也可独立控制。
向厌氧池、缺氧池和好氧池内投入微生物载体，微生物载体为多孔结构以供微生物附着繁殖。当污水中氮、磷、COD浓度较低时，厌氧池、缺氧池内爆气盘关闭，则厌氧池、缺氧池和沉淀池内均进行厌氧反应，好氧池内爆气盘完全打开执行好氧反应；即污水处理模式为AO模式，在达到污水处理的目的的同时，还可以污水处理耗能。
若污水中氮、磷、COD浓度处于中等水平时，沉淀池污水回流到厌氧池，且厌氧池爆气盘微开呈微爆气状态，从而执行AA0模式；厌氧池底部的爆气盘关闭，对污水进行厌氧处理以释放磷并对部分有机物进行氨化；而缺氧池内的爆气盘通过对爆气量进行调节，使缺氧池内呈微氧气状态，以进行反硝化处理；而好氧池内的爆气盘则全开，以提供充足的氧气进行有氧反应，以消耗污水中有机物并进行硝化反应。其次，控制与沉淀池和缺氧池连接回流管导通，通过回流泵将沉淀池底部沉降物回流到缺氧池，以对污水进行充分的硝化反硝化处理，以使有机物充分分解。
若污水中氮、磷、COD浓度较高时，厌氧反应主要在沉淀池进行，而厌氧池内的爆气盘微开呈微爆气状态，而缺氧池内的爆气盘呈全开状态，即缺氧池和好氧池内均进行好氧反应，而沉淀池和好氧池内的污水均回流至厌氧池内。该状态仍为AA0模式，但该状态下，好氧反应均有更大的反应空间，使得对有机物、氮、磷的去除能力增强。
若污水中氮、磷、COD浓度超高时，厌氧反应仍可在沉淀池进行，而厌氧池的爆气盘全开进行好氧反应，缺氧池内的爆气盘微开进行缺氧反应；而沉淀池和好氧池内的污水分流后随机回流到厌氧池和好氧池内。该状态为AOAO模式，该模式仍然具有较大的好氧反应空间，并将不同的反应空间进行了分散，有助于提升有机物、氮、磷的去除效率。
从上述可知，通过对厌氧池、缺氧池和好氧池内的爆气量及污水回流范围进行控制，可操纵微生物反应动力学平衡，控制有机负荷、氮磷负荷及反应器内DO值，根据污水状态调整好氧菌、厌氧菌活性，解决污水处理脱氮、除磷问题。
优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述好氧池和沉淀池通过隔板隔开，隔板的下端设置为向沉淀池倾斜的倾斜板，倾斜板下边缘与沉淀池侧壁形成连通沉淀池和好氧池的连通口。
在好氧池14内处于爆气的状态下，沉淀池15内的水体处于静置状态，从而水体中的尘埃及颗粒物向下沉降形成污泥，在倾斜板的导流作用下，污泥再滑入好氧池14内，并在爆气的影响下再次随着水体流动进行生化反应，从而使其得生物载体上可持续进行厌氧、缺氧、好氧反应。
优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，所述好氧池内设硝酸在线传感器，与厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池连接回流管均设有电磁阀，与设于厌氧池、缺氧池和好氧池底部的爆气盘连接的管道上设电磁节流阀；硝酸在线传感器与控制器控制信号输入端连接，电磁阀和电磁节流阀均与控制器执行信号输出端连接。
通过硝酸在线传感器对好氧池内污水的氮含量进行检测，控制器通过传感器反馈值控制污水回流范围及爆气量，从而根据污水进水情况进行A2O、AO与AOAO等不同处理方式的动态转换，以使污水处于最佳处理效率同时保证污水处理质量。
优选方案三：作为对基础方案的进一步优化，还包括清水池，清水排管连通清水池，清水池连接排水管进行进行排水，排水管和清水池之间设有紫外线消毒设备。
采用化学药剂消毒，存在采购、贮存、运输、添加等复杂程序；二氧化氯发生器在运行过程会产生氢气，有爆炸的隐患，没有专职人员操作无法及时补充药剂，存在不便于长期贮存等难题。在排水管上设紫外线消毒设备，紫外线可对排水进行全方位杀毒，且紫外线响度实施过程简单。
优选方案四：作为对基础方案的进一步优化，所述清水排管上通过旁通管连接有反冲洗泵，且清水排管上设有与反冲洗泵并联的截止阀。
随着对污水进行持续处理，不锈钢精滤组件上附着颗粒物将导致过滤效率降低，导致单位时间内的出水量降低；在此情况下，关闭清水排管上的截止阀，启动反冲洗泵，反冲洗泵将清水池内的清水泵入不锈钢精滤组件的内层再通过滤孔排出，可清除附着在不锈钢精滤组件上的附着物。
优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，还包括排污系统，排污系统包括排污总管和与排污总管连通的排污支管，排污支管分别与电絮池和过滤膜池的底部连通，排污支管上设有截止阀。
随着污水处理的持续进行，电絮池和过滤膜池底部的沉积物逐渐增多；通过打开排污支管上的截止阀可对应的排除对应的电絮池或过滤膜池底部的沉积物。
优选方案六：作为对优选方案五的进一步优化，所述电絮池和过滤膜池的底部设置为漏斗状。以便于沉积物聚集在底部并有利于沉积物排出。
优选方案七：作为对优选方案六的进一步优化，所述爆气系统包括至少两台可交替工作的气泵。气泵长时间持续工作将产生大量的热，从而增加了气泵故障的风险；因此采用多个气泵交替工作，可以延长气泵寿命，降低气泵故障概率，保证污水处理装置持续工作。
优选方案八：作为对优选方案七的进一步优化，所述电解池和电絮池上部均设有浮沫排出结构，浮沫排出结构包括设于液面以下呈漏斗状的导流槽及连接在导流槽底部并向外部延伸的浮沫排管，导流槽顶部与液面的距离为3-5mm。
由于污水中杂质成分复杂，在电解和电絮凝过程在都将产生大量浮沫，浮沫排出机构的导流槽略低于液面，在水的张力作用下，水不会瞬间大量涌入填满导流槽，而是沿导流槽侧壁缓慢向下流动从而在水流的作用下将浮沫带出，达到去除浮沫的目的。
优选方案九：作为对优选方案八的进一步优化，所述电解池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、电絮池、过滤膜池和清水池整合在同一立方结构内，所述立方结构划分为前侧区域和后侧区域，电解池、厌氧池、缺氧池、好氧池、清水池布置在前侧区域，电絮池、过滤膜池布置在后侧区域，后侧区域还包括设备室，所述回流泵、气泵、反冲洗泵及控制部件设置在设备室内。
通过将各池体及设备室整合为立方结构，使得装置占地小，与周边环境协调、安装灵活，适用于服务区、收费站、农村、乡镇、城市、企业的零星、散点、小型污水处理。其次，电器设备、控制阀件等设备统一整合安装在设备室内，便于设备维护、检修及操作。
优选方案十：作为对优选方案二的进一步优化，所述缺氧池、好氧池内还设有设于爆气盘上方的浮沉网板，在爆气盘微开状态下，气泡无法迅速从浮沉网板逃逸聚集在浮沉网板上，使浮沉网板排开水的体积增大而上浮，浮沉网板上浮使气体从浮沉网板上逃逸，浮沉网板下沉；浮沉网板上设有液位传感器，所述电磁阀和液位传感器均电连接控制器，通过液位传感器检测浮沉网板上浮到设定高度后，控制器通过液位传感器的高度反馈，控制器才可控制电磁阀开启。
在微爆气的过程中，浮沉网板将反复上下浮沉，从而对污水具有搅拌作用；厌氧池或缺氧池在执行缺氧反应时，污水回流至实际发生缺氧反应的池体采用周期性间歇回流，以便控制实际发生缺氧反应的池体内呈缺氧状态。
（发明人：杨军;齐飞;张杰;黄梦云;黄壬鹏;贺瑞霞;张坤;雷铨;刘建发;韩志虎;刘祥榆;刘学志;代定明;蒲帅;韦家茗;李伟豪;杨冬）
