申请日2018.07.20
公开(公告)日2018.10.19
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种村镇分散式污水处理反应器，包括反应器主体、鼓风机、控制柜，所述的反应器主体顶部设置有盖板，反应器主体外部与控制柜相连接，所述的反应器主体内部设置有三个隔板，所述的隔板将反应器主体分隔为缺氧池、好氧池、沉淀池和清水池，所述的缺氧池与清水池中均设置有进水管和出水管，缺氧池内设置有过水管，过水管的出口与隔板底部的第一过水孔相连接，好氧池与沉淀池之间的隔板中部设置有第二过水孔，沉淀池与清水池之间的隔板上部设置有溢流装置，清水池中设置有出水管。本发明具有更好的挂膜效果、更高的污泥浓度，提高了氨氮、COD降解效果，简化了结构，集成智能云平台，可以实现远程监控和操作，且快速维修，维护少。
权利要求书
1.一种村镇分散式污水处理反应器，其特征在于：所述的村镇分散式污水处理反应器包括反应器主体(1)、鼓风机(2)和控制柜(3)，所述的反应器主体(1)顶部设置有盖板(9)，反应器主体(1)外部与控制柜(3)相连接，所述的反应器主体(1)内部设置有三个隔板(7)，所述的隔板(7)将反应器主体(1)分隔为缺氧池(16)、好氧池(17)、沉淀池(18)和清水池(19)，所述的缺氧池(16)中设置有进水管(4)和过水管(15)，过水管(15)的出口与隔板(7)底部的第一过水孔(12)相连接，好氧池(17)与沉淀池(18)之间的隔板(7)中部设置有第二过水孔(13)，沉淀池(18)与清水池(19)之间的隔板(7)上部设置有溢流装置(14)，清水池(19)中设置有出水管(5)。
2.根据权利要求1所述的村镇分散式污水处理反应器，其特征在于：所述的缺氧池(16)设置有穿孔管，缺氧池(16)的隔板(7)上部设置有溢流孔。
3.根据权利要求1所述的村镇分散式污水处理反应器，其特征在于：所述的好氧池(17)位于反应器主体(1)的中部，所述的好氧池(17)与反应器主体(1)为同心圆柱，好氧池(17)中部设置有固定床平板填料(8)，固定床平板填料(8)的形状为板状或板片状，所述的固定床平板填料(8)材质为亲水性高分子材料。
4.根据权利要求1所述的村镇分散式污水处理反应器，其特征在于：所述的鼓风机(2)设置有第一出口和第二出口，所述的好氧池(18)底部设置有纳米曝气器(6)，纳米曝气器(6)与鼓风机(2)的第一出口相连接。
5.根据权利要求1所述的村镇分散式污水处理反应器，其特征在于：所述的沉淀池(18)中设置有气升排泥装置(10)，气升排泥装置(10)与鼓风机(2)的第二出口相连接，所述的气升排泥装置(10)和缺氧池(16)中的进水管(4)之间设置有回流管(11)。
6.权利要求1至5任一项所述的村镇分散式污水处理反应器的污水处理方法，包括如下步骤：
步骤(1)，首先污水通过进水管(4)进入缺氧池(16)进行泥水混合，混合后的泥水混合物进行反硝化，去除水中的总氮;
步骤(2)，将步骤(1)中缺氧池(16)出水进入好氧池(17)后，在曝气及微生物的作用下，进行好氧氧化与硝化作用，去除水中的COD与氨氮，出水从底部进入沉淀池(18);
步骤(3)，步骤(2)中的好氧出水进入沉淀池(18)，由于重力作用进行固液分离，使水中的污泥及悬浮颗粒物SS沉入底部，上清液自流进入清水池(19)。
7.根据权利要求6所述的村镇分散式污水处理反应器的污水处理方法，其特征在于：在步骤(1)中，污水与沉淀池(18)的回流污泥在管道中均匀混合后从底部进入缺氧池(16)，泥水混合物在缓慢上升过程中进行反硝化脱氮，污水上升至溢流孔后自流进入好氧池(17)，所述的步骤(1)的缺氧池(16)的水力停留时间为5-12h。
8.根据权利要求6所述的村镇分散式污水处理反应器的污水处理方法，其特征在于：在步骤(2)中，好氧池(17)中溶解氧为1.5-4mg/L，好氧池的水力停留时间为1-3d，污泥容积负荷为0.2-0.6kg BOD/m3·d，氨氮负荷达到0.05-0.5kgNH3-N/m3·d。
9.根据权利要求6所述的村镇分散式污水处理反应器的污水处理方法，其特征在于：在步骤(2)中，好氧池(17)中固定床平板填料上附着有生物膜，生物膜的厚度为0.5-3mm，使得固定床平板填料上的污泥浓度达到10-20g/L，即在传统曝气池3-5g/L悬浮生长活性污泥的基础上，增加了10-20g/L的污泥浓度。
10.根据权利要求6所述的村镇分散式污水处理反应器的污水处理方法，其特征在于：在步骤(3)中，沉淀池(18)中的泥水混合在缓慢上升的过程中，由于重力作用，污泥返回底部，水流上升至溢流口后自流进入清水池，从而去除了水中的悬浮颗粒物SS，整个反应过程的水力停留时间为3-7h;同时，沉淀池(18)底部的污泥通过空气压力作用吸入回流管(11)中，然后回流至缺氧池(16)进行重复利用，回流比为100-400%。
说明书
村镇分散式污水处理反应器及其污水处理方法
技术领域
本发明涉及生活污水处理与回用的方法技术，尤其涉及一种村镇分散式污水处理反应器及其污水处理方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的高速发展，水环境污染日益严重，为此国家投入大量资金建设集中式污水处理厂和配套污水收集管网，对水环境的保持和改善取得了一定的成效，然而，建设集中式污水处理厂存在投资规模大、建设周期长、需配套建设污水收集管网以及选址和征地难等问题，对于大量农村污水及离市区较远地区的生活污水紧靠建设集中式污水处理厂往往远水难解近渴，而采用中小型分散式污水处理一体化设备对产生的污水进行就地处理达标排放，无需投入大量资金进行管网建设，建设资金少，建设周期短，选址灵活，对于解决我国水环境污染问题大有裨益。因此，具有脱氮除碳功能的小型污水处理一体化设备具有巨大的市场需求和广阔的发展空间。
为了提高脱氮除碳效率，中国发明专利CN103880185公开了一种一体化 A/O/MBBR反应器，包括由数个同心圆筒状隔板分隔成缺氧区、好氧区、导流区、泥水分离区和集水区的圆形筒体，缺氧区上部设置进水布水装置，中部设置悬浮填料，底部设置有潜水离心曝气机;好氧区中部的悬浮填料和曝气机。但是，这样的污水处理反应器好氧区的悬浮填料的流化性较大，挂有污泥后可以形成悬浮态随水流流失，并且悬浮填料的挂膜能力较差，当附着的生物膜量较大时，生物膜容易脱落，而且局部容易产生厌氧，减少了系统中的有效污泥浓度，从而降低处理效率。
因此，本领域技术人员致力于开发一种高效的村镇分散式污水处理反应器及其污水处理方法。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提供一种高效的村镇分散式污水处理反应器及其污水处理方法。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种村镇分散式污水处理反应器，包括反应器主体、鼓风机和控制柜，所述的反应器主体顶部设置有盖板，反应器主体外部与控制柜连接，所述的反应器主体内部设置有三个隔板，所述的隔板将反应器主体分隔为缺氧池、好氧池、沉淀池和清水池，所述的缺氧池中设置有进水管和过水管，过水管的出口与隔板底部的第一过水孔相连接，好氧池与沉淀池之间的隔板中部设置有第二过水孔，沉淀池与清水池之间的隔板上部设置有溢流装置，清水池中设置有出水管。
进一步地，所述的缺氧池设置有穿孔管，缺氧池的隔板上部设置有溢流孔。
进一步地，所述的好氧池位于反应器主体的中部，所述的好氧池与反应器主体为同心圆柱，好氧池中部设置有固定床平板填料，固定床平板填料的形状为板状或板片状，所述的固定床平板填料材质为亲水性高分子材料。
更进一步地，所述的鼓风机设置有第一出口和第二出口，所述的好氧池底部设置有纳米曝气器，纳米曝气器与鼓风机的第一出口相连接。
进一步地，所述的沉淀池中设置有气升排泥装置，气升排泥装置与鼓风机的第二出口相连接，所述的气升排泥装置和缺氧池中的进水管之间设置有回流管。
本发明还提供了一种采用上述村镇分散式污水处理反应器的污水处理方法，包括如下步骤：
步骤(1)，首先，污水通过进水管进入缺氧池进行泥水混合，混合后的泥水混合物进行反硝化，去除水中的总氮;
步骤(2)，将步骤(1)中缺氧池出水进入好氧池后，在曝气及微生物的作用下，进行好氧氧化与硝化作用，去除水中的COD与氨氮，出水从底部进入沉淀池;
步骤(3)，步骤(2)中的好氧出水进入沉淀池，由于重力作用进行固液分离，使水中的污泥及悬浮颗粒物SS沉入底部，上清液自流进入清水池。
进一步地，在步骤(1)中，污水与沉淀池的回流污泥在管道中均匀混合后从底部进入缺氧池，泥水混合物在缓慢上升过程中进行反硝化脱氮，污水上升至溢流孔后自流进入好氧池，所述的步骤(1)的缺氧池的水力停留时间为 5-12h，COD去除率为20-50%，悬浮颗粒物SS去除率在30-70%。
进一步地，在步骤(2)中，好氧池中溶解氧为1.5-4mg/L，好氧池的水力停留时间为1-3d，污泥容积负荷为0.2-0.6kg BOD/m3·d，氨氮负荷达到0.05-0.5 kgNH3-N/m3·d。
进一步地，在步骤(2)中，好氧池中固定床平板填料上附着有生物膜，生物膜的厚度为0.5-3mm，为微生物的繁殖生长提供了良好的生长环境，使得固定床平板填料上的污泥浓度达到10-20g/L，即在传统曝气池3-5g/L悬浮生长活性污泥的基础上，增加了10-20g/L的污泥浓度，从而极大提高了系统的处理效率。
更进一步地，在步骤(3)中，沉淀池中的泥水混合在缓慢上升的过程中，由于重力作用，污泥返回底部，水流上升至溢流口后自流进入清水池，从而去除了水中的悬浮颗粒物SS，整个反应过程的水力停留时间为3-7h;同时，沉淀池底部的污泥通过空气压力作用吸入回流管中，然后回流至缺氧池进行重复利用，回流比为100-400%。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，具有更好的挂膜效果、更高的污泥浓度，提高了氨氮、COD降解效果，出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002)一级B标准，而且简化了结构，集成智能云平台，可以实现远程监控和操作，且快速维修，维护少。