申请日2019.09.04
公开(公告)日2019.12.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种地埋式SBR污水处理装置及污水处理方法，污水处理装置包括预处理罐、生化罐和气泵，预处理罐的进水口与污水集水池连通，预处理罐内设有至少一个用于沉渣并隔离浮渣的隔板，预处理罐的出水口通过管道与生化罐的底部连通，预处理罐的顶部设有排气口;生化罐底部设置有曝气盘，曝气盘与气泵连接，生化罐的上部设置有三相分离器，三相分离器的中间设置有溢流口，溢流口连接生化罐的出水管，生化罐的顶部设置有排气口。本发明的污水处理装置，污水通过重力自流的形式进出污水处理装置，能耗低，且电气元件少，无传感器，潜在故障点少，制造成本低，控制逻辑简单，对维护人员技术水平要求不高，特别适合农村和城市郊区单户居民使用。
权利要求书
1.一种地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
包括预处理罐(1)、生化罐(2)和气泵(3)，
所述预处理罐(1)的进水口(11)与污水集水池连通，所述预处理罐(1)内设有至少一个用于沉渣并隔离浮渣的隔板(12)，所述预处理罐(1)的出水口(13)通过管道与所述生化罐(2)的底部连通，所述预处理罐(1)的顶部设有第一排气口(14);
所述生化罐(2)底部设置有曝气盘(21)，所述曝气盘(21)与气泵(3)连接，所述生化罐(2)的上部设置有三相分离器(22)，所述三相分离器(22)的中间设置有溢流口(221)，所述溢流口(221)连接所述生化罐(2)的出水管(23)，以用于将清水外排，所述生化罐(2)的顶部设置有第二排气口(24)。
2.根据权利要求1所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述生化罐(2)还设置有污泥回流管(25)和气提管(26)，所述污泥回流管(25)的第一端伸入所述生化罐(2)的底部，所述污泥回流管(25)的第二端与所述预处理罐(1)的进水端连通，所述气提管(26)的第一端连接气泵(3)，所述气提管(26)的第二端置于所述污泥回流管(25)的底端，通过气提的方式将所述生化罐(2)底部的污泥部分回流至所述预处理罐(1)中。
3.根据权利要求2所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述污泥回流管(25)上设置有用于调节污泥回流量的阀门。
4.根据权利要求1所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述生化罐(2)内设有若干多面空心球(27)，污水中的微生物附着在所述多面空心球(27)表面形成生物膜，使生化反应更充分。
5.根据权利要求1所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述预处理罐(1)的隔板沿水流流动方向间隔排布有两个，分别为第一隔板(121)和第二隔板(122)，每一个所述隔板均开有过水孔，所述过水孔供污水通过，各个所述隔板上的过水孔高度高低错开。
6.根据权利要求1所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述三相分离器(22)包括由上至下排布的锥斗(222)和导泥板(223)，所述锥斗(222)的上端高于所述生化罐(2)内部污水的最高液位，所述溢流口(221)位于所述锥斗(222)内部，所述导泥板(223)为圆锥体，固定套设在所述生化罐(2)的出水管(23)的进水端上。
7.根据权利要求6所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述出水管(23)的进水端内部固设有紫外线消毒管(28)。
8.根据权利要求1所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述地埋式SBR污水处理装置还包括清水罐(4)，所述清水罐(4)位于所述生化罐(2)的出水管(23)的出水端。
9.根据权利要求8所述的地埋式SBR污水处理装置，其特征在于，
所述清水罐(4)内设置有带浮球液位计的清水泵(41)，所述清水泵(41)与清水管(42)连接以用于将所述清水罐(4)内的水外排。
10.一种污水处理方法，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的地埋式SBR污水处理装置，包括以下步骤：
生活污水从污水集水池经由进水口(11)流入预处理罐(1)中，通过隔板(12)隔离掉沉砂和浮渣，经过在预处理罐(1)中停留一段时间后，污泥中的厌氧菌将污水中的有机物水解酸化，转化为二氧化碳和甲烷，反硝化细菌在无氧的环境下将硝酸盐还原为氮气，气体由第一排气口(14)排出，经过生化反应的污水由预处理罐(1)的出水口(13)流出进入生化罐(2)的底部;
生化罐(2)采用序批式活性污泥法处理污水，通过时间控制器控制曝气盘(21)断续曝气，以增加污水中的溶氧量同时搅拌污泥，提高硝化反应的效率，曝气盘(21)曝气一段时间后停机，生化罐(2)内由好氧罐逐渐变成厌氧罐，反硝化细菌将上一步骤产生的大量硝酸盐还原为氮气，如此，循环往复，通过硝化与反硝化作用最终实现污水的脱氮，反应过程中产生的气体由第二排气口(24)排出，澄清水溢过溢流口(221)由出水管(23)排出生化罐(2)。
11.根据权利要求10所述的污水处理方法，其特征在于，
随着生化反应的不断进行，与曝气盘(21)的曝气同步进行，通过气提管(26)断续地将生化罐(2)内多余的污泥气提回流至预处理罐(1)的最前端区域，以减少生化罐(2)内的污泥浓度，降低出水中的污染物浓度，同时使回流污泥中的大量硝酸盐在预处理罐(1)中发生反硝化反应脱氮。
说明书
地埋式SBR污水处理装置及污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种地埋式SBR污水处理装置。此外，本发明还涉及一种利用上述地埋式SBR污水处理装置进行污水处理的方法。
背景技术
目前，常见的污水处理系统由污水收集管网、污水处理建筑物、污水处理配套设备及电气控制等组成，常采用集中处理方式。由于城市郊区特别是农村的居民处于偏远地区，分布较分散，无法通过布置污水管网而将其产生的生活污水纳入集中的生活污水处理厂进行处理，导致这些散户、单户居民产生的生活污水直接排入周边受纳水体，从而对周边水体造成严重污染，因此研发一种适合散户、单户，使用维护简单的生活污水处理方法及其设备显得尤为必要。
现有一体化地埋式SBR污水处理装置由集水池、调节池、SBR池、集水池提升泵、调节池提升泵、SBR池射流曝气器、SBR池排放泵、进水管道、集水池提升管道、调节池提升管道、SBR池排放管道、射流曝气器进气管道组成;污水经进水管道流入集水池时，先经过滤，以去掉较大悬浮物，然后再流入集水池内。在集水池内，集水池提升泵根据液位情况，自动启停。当达到设定的高液位时，集水池提升泵自动启动，将集水池内液体提升至调节池内。当集水池液位达到低液位时，集水池提升泵停止启动。同时集水池提升管道出口有两路，一路至调节池，另一路回集水池，以便对集水池进行水力搅拌。污水排入调节池内以后，调节池提升泵也根据液位情况，自动启停。当达到设定的高液位时，调节池提升泵自动启动，将调节池内液体提升至SBR池内。当调节池液位达到低液位时，调节池提升泵停止启动。同样，调节池提升管道出口有两路，一路至SBR池，另一路回调节池，以便对调节池进行水力搅拌。调节池提升泵同样和SBR池液位进行连锁，当SBR池内液位达到高液位时，调节池提升泵不能启动。SBR池进水一段时间后，池内液位达到高液位时，调节池提升泵停止进水、SBR池射流曝气器开启，SBR池开始进行曝气反应，利用池内悬浮的活性污泥对水中污染物进行降解。SBR池射流曝气器可以对SBR池进行曝气和搅拌。当曝气反应一段时间后，SBR池射流曝气器停止曝气，SBR池进入沉淀阶段，使得泥水得以分离，活性污泥则沉积到SBR池的底部，上部清水。沉淀一段时间后，泥水得以充分分离，这时SBR池排放泵启动，SBR池上部清液排至出水口，当SBR池液位达到低液位时，SBR池排放泵停止启动。这时SBR池系统进入静置状态，直至进入新的运行周期，SBR池开始重新进水。SBR池内多余污泥可定期抽出外运处理。整个系统用PLC模块自动控制。上述装置在使用时容易存在以下不足：1、现有装置使用了4个泵，能耗较高;2、现有装置使用了3个液位计，反馈6个液位信号，传感器属于精密仪器，容易产生故障，增加了故障点，容易导致整个处理系统崩溃;3、现有设备使用了PLC实现自动控制，说明控制逻辑较复杂，对维护人员的技术水平要求较高;且PLC价格较高，增加了现有设备的生产成本。
发明内容
本发明提供了一种地埋式SBR污水处理装置及污水处理方法，以解决现有的污水处理装置能耗高、控制复杂不适用于农村单户、散户使用的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种地埋式SBR污水处理装置，包括预处理罐、生化罐和气泵，所述预处理罐的进水口与污水集水池连通，所述预处理罐内设有至少一个用于沉渣并隔离浮渣的隔板，所述预处理罐的出水口通过管道与所述生化罐的底部连通，所述预处理罐的顶部设有第一排气口;
所述生化罐底部设置有曝气盘，所述曝气盘与气泵连接，所述生化罐的上部设置有三相分离器，所述三相分离器的中间设置有溢流口，所述溢流口连接所述生化罐的出水管，以用于将清水外排，所述生化罐的顶部设置有第二排气口。
进一步地，所述生化罐还设置有污泥回流管和气提管，所述污泥回流管的第一端伸入所述生化罐的底部，所述污泥回流管的第二端与所述预处理罐的进水端连通，所述气提管的第一端连接气泵，所述气提管的第二端置于所述污泥回流管的底端，通过气提的方式将所述生化罐底部的污泥部分回流至所述预处理罐中。
进一步地，所述污泥回流管上设置有用于调节污泥回流量的阀门。
进一步地，所述生化罐内设有多面空心球，污水中的微生物会附着在所述多面空心球表面形成生物膜，使生化反应更充分。
进一步地，所述隔板沿水流流动方向间隔排布有两个，分别为第一隔板和第二隔板，每一个所述隔板均开有过水孔，所述过水孔供污水通过，各个所述隔板的过水孔高度高低错开。
进一步地，所述三相分离器包括由上至下设置的锥斗和导泥板，所述锥斗的上端高于所述生化罐内部污水的最高液位，所述溢流口位于所述锥斗内部，所述导泥板为圆锥体，固定套设在所述生化罐的出水管的进水端上。
进一步地，所述出水管的进水端内部固设有紫外线消毒管。
进一步地，所述地埋式SBR污水处理装置还包括清水罐，所述清水罐位于所述生化罐的出水管的出水端。
进一步地，所述清水罐内设置有带浮球液位计的清水泵，所述清水泵与清水管连接以用于将所述清水罐内的水外排。
根据本发明的另一方面，还提供了一种污水处理方法，采用上述的地埋式SBR污水处理装置，包括以下步骤：
生活污水从污水集水池经由进水口流入预处理罐中，通过隔板隔离掉沉砂和浮渣，经过在预处理罐中停留一段时间后，污泥中的厌氧菌将污水中的有机物水解酸化，转化为二氧化碳和甲烷，反硝化细菌在无氧的环境下将硝酸盐还原为氮气，气体由第一排气口排出，经过生化反应的污水由预处理罐的出水口流出进入生化罐的底部;
生化罐采用序批式活性污泥法处理污水，通过时间控制器控制曝气盘断续曝气，以增加污水中的溶氧量同时搅拌污泥，提高硝化反应的效率，曝气盘曝气一段时间后停机，生化罐内由好氧罐逐渐变成厌氧罐，反硝化细菌将上一步骤产生的大量硝酸盐还原为氮气，如此，循环往复，通过硝化与反硝化作用最终实现污水的脱氮，反应过程中产生的气体由第二排气口排出，澄清水溢过溢流口由出水管排出生化罐。
进一步地，随着生化反应的不断进行，与曝气盘的曝气同步进行，通过气提管断续地将生化罐内多余的污泥气提回流至预处理罐的最前端区域，以减少生化罐内的污泥浓度，降低出水中的污染物浓度，同时使回流污泥中的大量硝酸盐在预处理罐中发生反硝化反应脱氮。
本发明具有以下有益效果：
本发明的地埋式SBR污水处理装置，包括预处理罐和生化罐，预处理罐内设置有隔板，污水经过预处理罐内时，通过隔板隔离掉沉砂与浮渣，对污水进行预处理，同时污水在预处理罐内停留时，厌氧菌将污水中的有机物水解酸化，最终转化为二氧化碳和甲烷，反硝化细菌在无氧环境下将硝酸盐还原为氮气，氮气经排气口排出，经过预处理罐预处理的污水由出水口排入生化罐中，预处理罐的出水口通过管道连通到生化罐的底部，使生化罐为上流式结构，可进行连续地进水与产水而不受影响，生化罐的曝气盘进行曝气，不但可以增加污水中的溶氧量同时还可以起到搅拌污泥的作用，使得硝化反应效率大大提升，生化罐采用序批式活性污泥法处理污水，曝气盘采用断续曝气，曝气时，生化罐为好氧罐，曝气盘曝气一段时间后停机，生化罐由好氧罐逐渐变成厌氧罐，反硝化细菌在无氧的环境下将上一步骤产生的大量硝酸盐还原为氮气，氮气由排气口排出生化罐，如此循环往复，通过硝化与反硝化作用实现了污水的脱氮，同时通过微生物的吸附、分解等作用实现了污水中SS、COD、BOD5等污染物的去除，并且通过对预处理罐定期排泥去除了污水中的磷，最终实现了污水的达标排放;生化处理后的污水上升至生化罐上部的三相分离器，三相分离器将污泥沉淀在重力作用下沉积到生化罐的底部，清水经溢流口由出水管排出生化罐。
本发明的污水处理装置为地埋式设备，预处理罐和生化罐均设置在地下，排气口设置排气管伸出地表，不占地，地表仅可见检修口，能与周围环境融为一体，气泵位于地表以上，可避免因为污水倒流而致损毁。污水通过重力自流的形式进出污水处理装置，节能降噪，减少维护，能耗元件只有气泵，且电气元件少，无传感器，潜在故障点少，制造成本低，控制逻辑简单，便于维护，对维护人员技术水平要求不高，特别适合农村和城市郊区单户居民使用。（发明人尹户生;彭建程;刘仕奇;米敏;张帆）