申请日2018.03.29
公开(公告)日2018.09.25
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供一种高寒低温条件下的污水处理设备及工艺，该设备包括罐体，罐体位于地下，在罐体内依次连接有第一厌氧池、第二厌氧池、第三厌氧池、第一兼氧池、第二兼氧池、第三兼氧池、第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、沉淀池、消毒池和澄清池，所述设备还包括供热系统，供热系统包括伸入罐体内的太阳能真空管，太阳能真空管向罐体内输入输出循环加热介质水，循环加热介质水能够对罐体内的设备进行循环加热;本发明的设备首次在高寒地区采用太阳能水浴加热系统供热，利用罐体内水浴加热提高污水处理装置内污水温度，保证罐体内水温满足生化反应的顺利进行，澄清池的水可在一定温度上实现继续循环加热，实现出水的循环利用，节能效果显著。
权利要求书
1.一种高寒低温条件下的污水处理设备，包括罐体(1)，罐体(1)位于地下，在罐体(1)内依次连接有第一厌氧池(2)、第二厌氧池(3)、第三厌氧池(4)、第一兼氧池(5)、第二兼氧池(6)、第三兼氧池(7)、第一好氧池(8)、第二好氧池(9)、第三好氧池(10)、沉淀池(11)、消毒池(12)和澄清池(13)，其特征在于，所述设备还包括供热系统，供热系统包括伸入罐体(1)内的太阳能真空管(14)，太阳能真空管(14)向罐体(1)内输入输出循环加热介质水，循环加热介质水能够对罐体(1)内的第一厌氧池(2)、第二厌氧池(3)、第三厌氧池(4)、第一兼氧池(5)、第二兼氧池(6)、第三兼氧池(7)、第一好氧池(8)、第二好氧池(9)、第三好氧池(10)、沉淀池(11)、消毒池(12)和澄清池(13)进行循环加热;
所述澄清池(13)与太阳能真空管(14)连接形成出水回收循环支路，用于部分回收澄清池(13)出水至循环加热介质水中。
2.如权利要求1所述污水处理设备，其特征在于，所述太阳能真空管(14)包括内层玻璃管和外层玻璃管，内层玻璃管和外层玻璃管之间有真空层，内层玻璃管的表面设置有光谱选择性吸收涂层。
3.如权利要求1所述污水处理设备，其特征在于，所述第一厌氧池(2)、第二厌氧池(3)和第三厌氧池(4)内填充有生物填料，第一兼氧池(5)、第二兼氧池(6)和第三兼氧池(7)内设置有球形填料。
4.如权利要求1所述污水处理设备，其特征在于，所述第一好氧池(8)、第二好氧池(9)和第三好氧池(10)底部均设置有多个微孔曝气盘，所述澄清池(13)底部设置有排空阀。
5.如权利要求1所述污水处理设备，其特征在于，所述污水处理设备还包括依次连接的第一化粪池(15)和第二化粪池(16)，第二化粪池(16)与第一厌氧池(2)连接。
6.如权利要求1所述污水处理设备，其特征在于，所述沉淀池(11)内设置有气提装置，通过气提装置将沉淀池(11)中的污泥回流至第一化粪池(15)。
7.如权利要求1所述污水处理设备，其特征在于，所述罐体(1)外设置有保温层，保温层采用聚氨酯泡沫。
8.一种高寒低温条件下的污水处理工艺，所述污水依次经厌氧发酵、兼氧发酵、好氧处理、沉淀、消毒以及澄清处理，其特征在于，该工艺采用如上所述的高寒低温条件下的污水处理设备;
该污水处理工艺的供热系统采用太阳能水浴加热供热，经澄清处理后的部分水可循环用于供热系统。
9.如权利要求8所述污水处理工艺，其特征在于，所述厌氧发酵、兼氧发酵和好氧处理时水力停留时间分别为40min，60min、160min，沉淀和澄清处理总的水力停留时间为4h，处理量为0.6m3/d，水浴温度为25℃-35℃，好氧处理阶段溶解氧浓度为2-4mg/L。
说明书
一种高寒低温条件下的污水处理设备及工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种高寒低温环境下的一体化污水处理设备及工艺。
背景技术
我国西北、东北等高寒地区气候以干旱、多风，冬季较长而寒冷为主要特征，四季昼夜温差大，这些区域的农村村落规模通常较小，村落间的距离较远。在农村生活污水处理方面，污水处理设施应为地埋式或采取其他保温措施。地埋式设施应安装在冻土层以下。根据出水水质要求及地区经济发展水平不同，可选择生物处理、生态处理技术及组合。在居住分散、地形复杂、不便于管道收集的单户或多户农户污水可采用分散处理。
由于高寒地区经济发展水平和气候差异，目前大部分高寒地区农村尚没有污水处理设施。区域地理、气候与经济发展特征决定冬季低温是影响农村污水处理技术效能的重要因素。适合农村污水(家庭生活污水处理、农家乐、小型客栈等)处理技术包括：化粪池、厌氧生物膜、生物接触氧化、土地处理、人工湿地、氧化塘等技术。但均存在以下几个问题：
(1)高寒地区的显著特点之一是气温低，气温是影响微生物生长繁殖的重要影响因素，影响生化处理效率;高寒地区的空气相对稀薄，同样的动力作用或自然环境中空气相对少，这样处理同样规模的污水达到同等效果的能耗要比正常高;冬天的系统中微生物增长缓慢，好氧池内的污泥附着很多微生物，不能像常温时期排泥;
(2)农村污水处理技术较多，大多存在工艺不完善、适应性不强、能耗高和管理繁琐等问题，严重制约了较为适用的技术在高寒地区的推广应用。同时，高寒地区的氧气传质和利用效率低，这就需要提高空气中氧气的利用率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高寒低温环境下的污水处理设备及工艺，解决现有的西北、东北地区农村污水处理效率低、能耗高的技术问题。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：
一种高寒低温条件下的污水处理设备，包括罐体，罐体位于地下，在罐体内依次连接有第一厌氧池、第二厌氧池、第三厌氧池、第一兼氧池、第二兼氧池、第三兼氧池、第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、沉淀池、消毒池和澄清池，所述设备还包括供热系统，供热系统包括伸入罐体内的太阳能真空管，太阳能真空管向罐体内输入输出循环加热介质水，循环加热介质水能够对罐体内的第一厌氧池、第二厌氧池、第三厌氧池、第一兼氧池、第二兼氧池、第三兼氧池、第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、沉淀池、消毒池和澄清池进行循环加热;
所述澄清池与太阳能真空管连接形成出水回收循环支路，用于部分回收澄清池出水至循环加热介质水中。
本发明的太阳能真空管包括内层玻璃管和外层玻璃管，内层玻璃管和外层玻璃管之间有真空层，内层玻璃管的表面设置有光谱选择性吸收涂层。
所述第一厌氧池、第二厌氧池和第三厌氧池内填充有生物填料，第一兼氧池、第二兼氧池和第三兼氧池内设置有球形填料。
特别的，所述第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池底部均设置有多个微孔曝气盘，所述澄清池底部设置有排空阀。
此外，本发明的设备还包括依次连接的第一化粪池和第二化粪池，第二化粪池与第一厌氧池连接。
特别的，所述沉淀池内设置有气提装置，通过气提装置将沉淀池中的污泥回流至第一化粪池。
优选的，所述罐体外设置有保温层，保温层采用聚氨酯泡沫。
本发明还提供一种高寒低温条件下的污水处理工艺，所述污水依次经厌氧发酵、兼氧发酵、好氧处理、沉淀、消毒以及澄清处理，该工艺采用如上所述的高寒低温条件下的污水处理设备;该污水处理工艺的供热系统采用太阳能水浴加热供热，经澄清处理后的部分水可循环用于供热系统。
上述工艺的厌氧发酵、兼氧发酵和好氧处理时水力停留时间分别为40min，60min、160min，沉淀和澄清处理总的水力停留时间为4h，处理量为0.6m3/d，水浴温度为25℃-35℃，好氧处理阶段溶解氧浓度为2-4mg/L。
综合上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的设备首次在高寒地区采用太阳能水浴加热系统供热，利用罐体内水浴加热提高污水处理装置内污水温度，保证罐体内水温满足生化反应的顺利进行，澄清池的水可在一定温度上实现继续循环加热，实现出水的循环利用，节能效果显著;
同时，由于采用太阳能水浴加热系统，能将水浴温度稳定的保持在30℃左右，利于微生物生长繁殖，在后端微生物的作用下，能实现最大程度的污泥近零排放。
本发明的设备，在具备上述优点的同时，第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池底部微孔曝气盘的使用，提高氧气利用率;同时，本发明的设备可实现污泥回流，降低设备使用成本。
本发明尤其适用于西北、东北等高寒地区的农村生活污水处理，适合高寒地区农村单户、多户或村落污水处理，工艺处理量大。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。