申请日2017.12.11
公开(公告)日2018.03.13
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置及其使用方法，包括设备模块、脱氮模块、除磷模块、进水箱和出水箱，所述设备模块设有进水泵，反洗泵，鼓风机和控制柜;所述脱氮模块包括外壳A，所述外壳A上设有进水口，反洗排水口A，脱氮出水口，反洗进水口和反洗进气口A，所述外壳A内还设有脱氮填料;所述除磷模块包括外壳B，所述外壳B上设有出水口，反洗排水口B，除磷进水口和反洗进气口B，所述外壳B内设有除磷填料。其具有结构简单、设计合理、运行安全可靠、自动化程度高、生产及维护成本低、有效提高了工人的作业效率，实现了无人值守及节能环保的目标。
摘要附图
权利要求书
1.一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征在于，该装置包括设备模块(1)、脱氮模块(2)、除磷模块(3)、进水箱(4)和出水箱(5)，所述设备模块(1)设有进水泵(6)，反洗泵(7)，鼓风机(8)和控制柜(9);所述脱氮模块(2)包括外壳A(10)，所述外壳A(10)上设有进水口(11)，反洗排水口A(12)，脱氮出水口(13)，反洗进水口(14)和反洗进气口A(15)，所述外壳A(10)内还设有脱氮填料(16);所述除磷模块(3)包括外壳B(17)，所述外壳B(17)上设有出水口(18)，反洗排水口B(19)，除磷进水口(20)和反洗进气口B(21)，所述外壳B(17)内设有除磷填料(22)。
2.根据权利要求1所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，所述外壳A(10)和外壳B(17)，由壳体(23)，上盖板(24)和下盖板(25)组成，所述壳体(23)与上盖板(24)和下盖板(25)之间设有密封垫并用螺栓连接;所述上盖板(24)设有排气口(26)，所述下盖板(25)设有地脚(27)，所述地脚(27)通过螺栓与地面固定;所述壳体(23)上设有上料口(28)和卸料口(29)，壳体(23)内部设有滤板(30)，所述滤板(30)上设有短柄滤头(31)。
3.根据权利要求2所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，所述进水箱(4)通过管路与进水泵(6)相连，进水泵(6)与进水口(11)通过进水管(32)相接，所述进水管(32)上设有进水电磁阀(33);出水箱(5)与反洗泵(7)通过管路相接，反洗泵(7)与反洗进水口(14)通过反洗进水管(34)相接，所述反洗进水管(34)上设有反洗进水电磁阀(35);脱氮出水口(13)和除磷进水口(20)通过连通管路(36)相接，所述连通管路(36)上设有连通电磁阀(37);所述除磷模块(3)上的出水口(18)与出水箱(5)通过出水管(38)相接，所述出水管上设有出水电磁阀(39)。
4.根据权利要求3所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，鼓风机(8)均通过反洗进气管(40)与反洗进气口A(15)和反洗进气口B(21)相接，所述反洗进气管(40)上设有反洗进气电磁阀A(41)和反洗进气电磁阀B(42)，通过阀门的切换分别为除磷模块(3)和脱氮模块(2)提供反洗气源。
5.根据权利要求4所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，反洗排水口A(12)和反洗排水口B(19)通过反洗排水管(43)将清洗废水运输至前端二级处理的沉淀池中，所述反洗排水管路(43)上设有反洗排水电磁阀A(44)和反洗排水电磁阀B(45)。
6.根据权利要求5所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，所述脱氮填料(16)为含硫矿物颗粒，所述除磷填料(22)为含铁矿物颗粒。
7.根据权利要求6所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，所述控制柜包括电源模块、控制器模块、时间模块、无线收发模块、传感器模块;所述电源模块分别与控制器模块、时间模块、无线收发模块、传感器模块电连接;控制器模块分别与时间模块、无线收发模块、传感器模块相连接，控制器模块还分别与进水电磁阀、反洗进水电磁阀、连通电磁阀、产水电磁阀、反洗进气电磁阀A、反洗进气电磁阀B、反洗排水电磁阀A、反洗排水电磁阀B、鼓风机、反洗泵控制连接;所述时间模块内置有脱氮模块和除磷模块的水洗和气洗运行周期时间，控制器根据运行周期时间控制脱氮模块和除磷模块的水洗和气洗;所述传感器模块包括温度传感器、水流量传感器、液位传感器，所述温度传感器分别设置在进水箱、脱氮模块的外壳A、除磷模块的外壳B内用于检测相应的水温，所述水流量传感器和液位传感器均分别设置进水箱和出水箱内用于检测相应的进水流量、出水流量和液位高度，上述温度传感器和液位传感器分别将检测到的水温信号、进水流量信号、出水流量信号及液位高度信号发送至控制器;控制器将接收到的相应信号与预设的相应信号阈值进行比较，并将比较的结果经过无线收发模块发送至远程监控中心或者智能手机终端;所述无线收发模块包括无线网络、云服务器，所述控制器与云服务器经无线网络相连接，云服务器经过无线网络与远程监控中心或者智能终端相连接。
8.根据权利要求7所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，所有进水管、反洗水管、连通管路、产水管、反洗进气管、反洗排水管在各自的连接处均为法兰连接。
9.根据权利要求8所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，其特征还在于，所述电源组件包括太阳能转换器和太阳能电池板，太阳能电池板与太阳能转换器相连接。
10.根据权利要求1-9所述的一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括如下步骤：
1)进水阶段：经过污水处理站处理的二级出水自流至进水箱(4)中，进水泵(6)通过产水管(38)将原水输送至脱氮模块(2)，
2)脱氮阶段：在脱氮模块(2)中硫细菌和脱氮填料(16)共同作用将原水中的硝酸盐通过的化能合成作用转化为氮气，脱氮后的水透过滤板(30)上的短柄滤头(31)经连通管路(36)进入除磷模块(3)，产生的氮气则通过排气口(26)排出;
3)在除磷模块(3)中，除磷填料(22)发生微电解反应，持续释放出Fe2+，Fe2+与水中磷酸盐发生絮凝反应，并吸附于填料表面，达到除磷的目的，处理后的水经产水管(38)进入出水箱(5)，在正常运行模式下，进水电磁阀(33)、连通电磁阀(37)和产水电磁阀(39)处于开启状态，其他电磁阀处于闭合状态;
4)运行阶段脱氮模块气洗和水洗阶段：脱氮模块(2)运行4-6个月后需要进行气洗和水洗，将过量生长的微生物和截留的悬浮固体冲洗至模块外部，首先关闭所有设备和电磁阀，打开反洗排水电磁阀A(44)、反洗进气电磁阀A(41)和鼓风机(8)，利用空气摩擦将附着在填料表面的微生物和杂质剥离，持续30min，随后关闭反洗进气电磁阀A(41)和鼓风机(8)，打开反洗泵(7)和反洗进水电磁阀(35)，将冲刷下的杂质通过反洗排水管(43)排放至污水处理站的沉淀池，持续120min，随后关闭反洗泵(7)、反洗进水电磁阀(35)和反洗排水电磁阀A(44)，脱氮模块(2)反洗结束，系统恢复运行;
5)运行阶段除磷模块气洗和水洗阶段：除磷模块(3)运行8-10个月后需要进行气洗和水洗，将过吸附的絮体冲洗至模块外部，首先关闭所有设备和电磁阀，打开反洗排水电磁阀B(45)、反洗进气电磁阀B(42)和鼓风机(8)，利用空气摩擦将附着在填料表面的杂质剥离，持续30min，随后关闭反洗进气电磁阀B(42)和鼓风机(8)，打开反洗泵(7)、反洗进水电磁阀(35)和连通电磁阀(37)，将冲刷下的杂质通过反洗排水管(43)排放至污水处理站的沉淀池，持续120min，随后关闭反洗泵(7)、反洗进水电磁阀(35)、反洗排水电磁阀A(44)和连通电磁阀(37)，除磷模块(3)反洗结束，系统恢复运行。
说明书
一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，更具体地说，是一种处理效率高，出水效果好，可自动运行，无人值守，适用分散式生活污水深度处理的装置。
背景技术
随着我国经济的日益发展，环保观念深入人心，人民群众对水环境质量的要求也越来越高，而在广大农村地区的由于资金投入不足，导致农村地区污水处理率较低，截止2016年，全国村庄处理率为22%左右，另一方面由于农村地区水处理排放标准的尚未制定，且多数已建成设施建设时间较早，运行的出水水质已不能满足需要。
2013年，北京市政府颁布了《水污染物综合排放标准》(DB11/307-2013)，规定了村庄污水处理站点的出水标准，对氮磷污染物的排放限值要求更为严格，而建设时间较早的设施已不能满足新标准的要求，急需提标改造。而大型污水处理厂的提标改造往往采用反硝化生物滤池、MBR、超滤等深度处理工艺，不仅前期需要大量资金投入，后期还需持续投加药剂和专业的运行维护管理，不适合分散式的污水处理站点，目前急需一种适于与分散式污水处理设施二级处理之后，能满足新的排放标准和回用标准，且便于维护，无人值守的新的深度处理装置及方法。
发明内容
针对现有技术中对于分散式污水处理中存在的不足，本发明的目的在于：提供一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置及其使用方法，其具有结构简单、设计合理、运行安全可靠、自动化程度高、生产及维护成本低、有效提高了工人的作业效率，实现了无人值守及节能环保的目标。
为实现上述技术目的，本发明的具体技术方案为：
一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置，该装置包括设备模块、脱氮模块、除磷模块、进水箱和出水箱，所述设备模块设有进水泵，反洗泵，鼓风机和控制柜;所述脱氮模块包括外壳A，所述外壳A上设有进水口，反洗排水口A，脱氮出水口，反洗进水口和反洗进气口A，所述外壳A内还设有脱氮填料;所述除磷模块包括外壳B，所述外壳B上设有出水口，反洗排水口B，除磷进水口和反洗进气口B，所述外壳B内设有除磷填料。
作为上述方案的进一步优化，所述外壳A和外壳B，由壳体，上盖板和下盖板组成，所述壳体与上盖板和下盖板之间设有密封垫并用螺栓连接;所述上盖板设有排气口，所述下盖板)设有地脚，所述地脚通过螺栓与地面固定;所述壳体上设有上料口和卸料口，壳体内部设有滤板，所述滤板上设有短柄滤头。
作为上述方案的进一步优化，所述进水箱通过管路与进水泵相连，进水泵与进水口通过进水管相接，所述进水管上设有进水电磁阀;出水箱与反洗泵通过管路相接，反洗泵与反洗进水口通过反洗进水管相接，所述反洗进水管上设有反洗进水电磁阀;脱氮出水口和除磷进水口通过连通管路相接，所述连通管路上设有连通电磁阀;所述除磷模块上的出水口与出水箱通过出水管相接，所述出水管上设有出水电磁阀。
作为上述方案的进一步优化，鼓风机均通过反洗进气管与反洗进气口A和反洗进气口B相接，所述反洗进气管上设有反洗进气电磁阀A和反洗进气电磁阀B，通过阀门的切换分别为除磷模块和脱氮模块提供反洗气源。
作为上述方案的进一步优化，反洗排水口A和反洗排水口B通过反洗排水管将清洗废水运输至前端二级处理的沉淀池中，所述反洗排水管路上设有反洗排水电磁阀A和反洗排水电磁阀B。
作为上述方案的进一步优化，所述脱氮填料为含硫矿物颗粒，所述除磷填料为含铁矿物颗粒。
作为上述方案的进一步优化，所述控制柜包括电源模块、控制器模块、时间模块、无线收发模块、传感器模块;所述电源模块分别与控制器模块、时间模块、无线收发模块、传感器模块电连接;控制器模块分别与时间模块、无线收发模块、传感器模块相连接控制器模块还分别与进水电磁阀、反洗进水电磁阀、连通电磁阀、产水电磁阀、反洗进气电磁阀A、反洗进气电磁阀B、反洗排水电磁阀A、反洗排水电磁阀B、鼓风机、反洗泵控制连接;所述时间模块内置有脱氮模块和除磷模块的水洗和气洗运行周期时间，控制器根据运行周期时间控制脱氮模块和除磷模块的水洗和气洗;所述传感器模块包括温度传感器、水流量传感器、液位传感器，所述温度传感器分别设置在进水箱、脱氮模块的外壳A、除磷模块的外壳B内用于检测相应的水温，所述水流量传感器和液位传感器均分别设置进水箱和出水箱内用于检测相应的进水流量、出水流量和液位高度，上述温度传感器和液位传感器分别将检测到的水温信号、进水流量信号、出水流量信号及液位高度信号发送至控制器;控制器将接收到的相应信号与预设的相应信号阈值进行比较，并将比较的结果经过无线收发模块发送至远程监控中心或者智能手机终端;所述无线收发模块包括无线网络、云服务器，所述控制器与云服务器经无线网络相连接，云服务器经过无线网络与远程监控中心或者智能终端相连接。
作为上述方案的进一步优化，所有进水管、反洗水管、连通管路、产水管、反洗进气管、反洗排水管在各自的连接处均为法兰连接。
作为上述方案的进一步优化，所述电源组件包括太阳能转换器和太阳能电池板，太阳能电池板与太阳能转换器相连接。
本发明上述一种分散式污水深度处理脱氮除磷装置的使用方法包括如下步骤：
1)进水阶段：经过污水处理站处理的二级出水自流至进水箱中，进水泵通过产水管将原水输送至脱氮模块，
2)脱氮阶段：在脱氮模块中硫细菌和脱氮填料共同作用，将原水中的硝酸盐通过的化能合成作用转化为氮气，脱氮后的水透过滤板上的短柄滤头经连通管路进入除磷模块，产生的氮气则通过排气口排出;
3)在除磷模块中，除磷填料发生微电解反应，持续释放出Fe2+，Fe2+与水中磷酸盐发生絮凝反应，并吸附于填料表面，达到除磷的目的，处理后的水经产水管进入出水箱，在正常运行模式下，进水电磁阀、连通电磁阀和产水电磁阀处于开启状态，其他电磁阀处于闭合状态;
4)运行阶段脱氮模块气洗和水洗阶段：脱氮模块运行4-6个月后需要进行气洗和水洗，将过量生长的微生物和截留的悬浮固体冲洗至模块外部，首先关闭所有设备和电磁阀，打开反洗排水电磁阀A、反洗进气电磁阀A和鼓风机，利用空气摩擦将附着在填料表面的微生物和杂质剥离，持续30min，随后关闭反洗进气电磁阀A和鼓风机，打开反洗泵和反洗进水电磁阀，将冲刷下的杂质通过反洗排水管排放至污水处理站的沉淀池，持续120min，随后关闭反洗泵、反洗进水电磁阀和反洗排水电磁阀A，脱氮模块反洗结束，系统恢复运行;
5)运行阶段除磷模块气洗和水洗阶段：除磷模块运行8-10个月后需要进行气洗和水洗，将过吸附的絮体冲洗至模块外部，首先关闭所有设备和电磁阀，打开反洗排水电磁阀B、反洗进气电磁阀B和鼓风机，利用空气摩擦将附着在填料表面的杂质剥离，持续30min，随后关闭反洗进气电磁阀B和鼓风机，打开反洗泵、反洗进水电磁阀和连通电磁阀，将冲刷下的杂质通过反洗排水管43排放至污水处理站的沉淀池，持续120min，随后关闭反洗泵、反洗进水电磁阀、反洗排水电磁阀A和连通电磁阀，除磷模块反洗结束，系统恢复运行。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1.本发明中的脱氮模块采用了硫自养反硝化工艺，将二级出水中的硝酸盐转化为氮气，可以控制出水总氮≦15mg/L。
2.本发明中的除磷模块采用了含铁矿物微电解工艺，持续电解释放Fe2+，Fe2+与水中的磷酸盐发生絮凝反应，并将絮体吸附于填料表面，可以控制出水总磷≦0.3mg/L。
4.本发明所有设备和电磁阀均由控制柜中的控制器控制，并且内设置有温度、水流量、液位传感器能够实时进行检测，可自动运行，自动反洗。
5.本发明的控制柜设有无线收发模块，能够将传感器模块实时监测的水温、进水流量、出水流量信号经过无线网络发送至远程监控中心或者智能终端，大幅提升了装置的管理效率。