申请日2021.06.22
公开（公告）日2021.09.07
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了农村生活污水一体化深度处理装置，包括沿污水处理方向依次相连的沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、膜生物反应池以及折流式自养反硝化滤池；折流式自养反硝化滤池包括用于过滤污水的污水处理区以及与污水处理区的出水口相连通的清水池，污水处理区内沿铅垂方向布置有隔板从而将污水处理区分隔成多个处理室，各处理室内均填设有为污水中微生物提供电子供体的自养功能填料，各隔板上均设置有连接段以连通相邻的处理室，相邻隔板上的连接段错开布置，使污水处理区内的污水呈S型流向流动。本发明在同样的占地面积下，最大化污水的流径，提高了脱氮效果，完成相同的处理水量只需要较小的滤料面积，节省了滤料成本。
权利要求书
1.农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，包括沿污水处理方向依次相连的沉砂池(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、膜生物反应池(5)以及折流式自养反硝化滤池(7)；
所述折流式自养反硝化滤池(7)包括用于过滤污水的污水处理区以及与污水处理区的出水口(710)相连通的清水池(78)，污水处理区的进水口与膜生物反应池(5)相连通；所述污水处理区内沿铅垂方向布置有隔板(72)从而将污水处理区分隔成多个处理室，各处理室内均填设有为污水中微生物提供电子供体的自养功能填料(73)，各所述隔板(72)上均设置有连接段以连通相邻的处理室，相邻所述隔板(72)上的连接段错开布置，使污水处理区内的污水呈S型流向流动。
2.根据权利要求1所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，各所述处理室内均水平设置有将处理室上下分层的滤板(75)，滤板(75)上布置有长柄滤头(76)以连通处理室的上下层空间，所述滤板(75)表面铺设有承托层(77)，自养功能填料(73)填设在承托层(77)上；所述连接段为过水网(74)，过水网(74)存在如下两种布置状态：所述过水网(74)布置在隔板(72)底部以连通相邻处理室的下层空间；所述过水网(74)布置在隔板(72)顶部以连通相邻处理室的上层空间。
3.根据权利要求1或2所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，所述膜生物反应池(5)内设置有用于截留反应池内活性污泥和大分子有机物质的膜组件(52)，所述膜组件(52)位于污水流动路径上并隔断路径。
4.根据权利要求1或2所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，所述清水池(78)内设置有反冲洗水泵(9)，所述反冲洗水泵(9)的出水口与第一反冲洗水管(91)相连，所述第一反冲洗水管(91)延伸至各所述处理室的下层空间内并自下而上反冲洗作业；所述污水处理池外设置有反冲洗排水槽(79)以承接污水处理池反冲洗过程中溢出的冲洗液。
5.根据权利要求4所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，所述反冲洗水泵(9)的出水口还与第二反冲洗水管(92)相连，所述第二反冲洗水管(92)的出水管口与膜生物反应池(5)的出水口相连通以实现对膜生物反应池(5)内膜组件(52)的反冲洗作业。
6.根据权利要求1或2所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，所述厌氧池(2)与膜生物反应池(5)之间通过第一回流管(81)连通，通过回流以平衡厌氧池(2)内的污泥浓度；所述缺氧池(3)和好氧池(4)之间通过第二回流管(82)相连通，通过回流以平衡缺氧池(3)内的污泥浓度；所述第一回流管(81)和第二回流管(82)上均设置有回流泵(83)以作为动力源。
7.根据权利要求1或2所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，所述膜生物反应池(5)和折流式自养反硝化滤池(7)之间设置有设备间(6)，设备间(6)内设置有用于连通膜生物反应池(5)出水口以及折流式自养反硝化滤池(7)进水口的导流管(63)，导流管(63)以抽吸泵(64)作为抽吸动力源；
设备间(6)内安装有鼓风机(61)，所述鼓风机(61)通过第一曝气管(611)向好氧池(4)内曝气；所述鼓风机(61)通过第二曝气管(612)向膜生物反应池(5)内曝气，第二曝气管(612)的曝气方向与膜生物反应池(5)内膜组件(52)的膜面方向平行；所述鼓风机(61)通过第三曝气管(613)为折流式自养反硝化滤池(7)内滤料的气洗提供气体，第三曝气管(613)延伸至处理室的下层空间内并与滤板(75)平行。
8.根据权利要求7所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，所述设备间(6)内设置有药剂清洗桶(65)，药剂清洗桶(65)通过清洗管(652)与导流管(63)连通，清洗管(652)上设置有清洗泵(651)以作为动力源。
9.根据权利要求1或2所述的农村生活污水一体化深度处理装置，其特征在于，所述沉砂池(1)内设置有进水泵(11)以引入污水，沉砂池(1)底部设置有用于定期排出污泥的排泥孔(12)，沉砂池(1)通过第一污水管(21)与厌氧池(2)连通；
所述厌氧池(2)内设置有用于搅动泥水混合液的第一搅拌器(22)，厌氧池(2)通过第二污水管(31)与缺氧池(3)连通；
所述缺氧池(3)内设置有用于搅动泥水混合液的第二搅拌器(32)，缺氧池(3)通过第三污水管(41)与好氧池(4)连通；
所述好氧池(4)通过第四污水管(51)与膜生物反应池(5)相连通；
所述折流式自养反硝化滤池(7)内在进水口处设置有起配水作用的V型槽(71)；
所述自养功能填料(73)为硫铁矿石颗粒。
10.应用如权利要求1或2所述的农村生活污水一体化深度处理装置的污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、启动进水泵(11)吸入污水，使污水依次通过沉砂池(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、膜生物反应池(5)以及折流式自养反硝化滤池(7)从而完成污水处理作业；
S2、污水处理过程中监测抽吸泵(64)的工作压力以及折流式自养反硝化滤池(7)的过滤压力，压力达到预定限值时开启反冲洗；
S3、设定间隔时间定期开启清洗泵(651)对膜组件(52)进行药剂清洗。
说明书
农村生活污水一体化深度处理装置及污水处理方法
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，具体是农村生活污水一体化深度处理装置及污水处理方法。
背景技术
随着新农村不断的建设和发展，农村污水处理成为建设新农村的重中之重。目前，农村水环境污染比较严重，有的河流不仅不能作为饮用水水源，甚至不能满足养殖、灌溉的要求。农村饮用水大部分没有得到有关部门的监测，很多群众不能喝到干净达标的水。所以农村污水的处理及污水深度处理回收已经成为了迫切需要解决的问题。村民日常生活中产生的污水、畜牧污水等的水质特点是含较高的有机污染物、病原微生物和较多的悬浮物质。若不加以有效治理，不仅造成水环境污染，损害人体健康，还将造成生态环境的破坏以及经济可持续发展。当前的农村污水处理工艺依然以厌氧—缺氧—好氧工艺为主流，只是对污水做常规处理，深度处理较少。各处分散的处理后的污水排放到水体中对水体也是负担，长久下来可能会超过水体环境的污染物容量。而水厂现有的折流式自养反硝化滤池为满足处理水量往往需要设置很多格，占用较大面积，反冲洗频率较高，能耗较高，因此亟待解决。
发明内容
为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了农村生活污水一体化深度处理装置，可对农村生活污水进行深度处理，占用空间小且能耗低；本发明还提供了应用该处理装置的污水处理方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
农村生活污水一体化深度处理装置，包括沿污水处理方向依次相连的沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、膜生物反应池以及折流式自养反硝化滤池；
所述折流式自养反硝化滤池包括用于过滤污水的污水处理区以及与污水处理区的出水口相连通的清水池，污水处理区的进水口与膜生物反应池相连通；所述污水处理区内沿铅垂方向布置有隔板从而将污水处理区分隔成多个处理室，各处理室内均填设有为污水中微生物提供电子供体的自养功能填料，各所述隔板上均设置有连接段以连通相邻的处理室，相邻所述隔板上的连接段错开布置，使污水处理区内的污水呈S型流向流动。
作为本发明进一步的方案：各所述处理室内均水平设置有将处理室上下分层的滤板，滤板上布置有长柄滤头以连通处理室的上下层空间，所述滤板表面铺设有承托层，自养功能填料填设在承托层上；所述连接段为过水网，过水网存在如下两种布置状态：所述过水网布置在隔板底部以连通相邻处理室的下层空间；所述过水网布置在隔板顶部以连通相邻处理室的上层空间。
作为本发明再进一步的方案：所述膜生物反应池内设置有用于反应池内活性污泥和大分子有机物质的膜组件，所述膜组件位于污水流动路径上并隔断路径。
作为本发明再进一步的方案：所述清水池内设置有反冲洗水泵，所述反冲洗水泵的出水口与第一反冲洗水管相连，所述第一反冲洗水管延伸至各所述处理室的下层空间内并自下而上反冲洗作业；所述污水处理池外设置有反冲洗排水槽以承接污水处理池反冲洗过程中溢出的冲洗液。
作为本发明再进一步的方案：所述反冲洗水泵的出水口还与第二反冲洗水管相连，所述第二反冲洗水管的出水管口与膜生物反应池的出水口相连通以实现对膜生物反应池内膜组件的反冲洗作业。
作为本发明再进一步的方案：所述厌氧池与膜生物反应池之间通过第一回流管连通，通过回流以平衡厌氧池内的污泥浓度；所述缺氧池和好氧池之间通过第二回流管相连通，通过回流以平衡缺氧池内的污泥浓度；所述第一回流管和第二回流管上均设置有回流泵以作为动力源。
作为本发明再进一步的方案：所述膜生物反应池和折流式自养反硝化滤池之间设置有设备间，设备间内设置有用于连通膜生物反应池出水口以及折流式自养反硝化滤池进水口的导流管，导流管以抽吸泵作为抽吸动力源；
设备间内安装有鼓风机，所述鼓风机通过第一曝气管向好氧池内曝气；所述鼓风机通过第二曝气管向膜生物反应池内曝气，第二曝气管的曝气方向与膜生物反应池内膜组件的膜面方向平行；所述鼓风机通过第三曝气管为折流式自养反硝化滤池内滤料的气洗提供气体，第三曝气管延伸至处理室的下层空间内并与滤板平行。
作为本发明再进一步的方案：所述设备间内设置有药剂清洗桶，药剂清洗桶通过清洗管与导流管连通，清洗管上设置有清洗泵以作为动力源。
作为本发明再进一步的方案：所述沉砂池内设置有进水泵以引入污水，沉砂池底部设置有用于定期排出污泥的排泥孔，沉砂池通过第一污水管与厌氧池连通；
所述厌氧池内设置有用于搅动泥水混合液的第一搅拌器，厌氧池通过第二污水管与缺氧池连通；
所述缺氧池内设置有用于搅动泥水混合液的第二搅拌器，缺氧池通过第三污水管与好氧池连通；
所述好氧池通过第四污水管与膜生物反应池相连通；
所述折流式自养反硝化滤池内在进水口处设置有起配水作用的V型槽；
所述自养功能填料为硫铁矿石颗粒。
应用农村生活污水一体化深度处理装置的污水处理方法，包括如下步骤：
S1、启动进水泵吸入污水，使污水依次通过沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、膜生物反应池以及折流式自养反硝化滤池从而完成污水处理作业；
S2、污水处理过程中监测抽吸泵的工作压力以及折流式自养反硝化滤池的过滤压力，压力达到预定限值时开启反冲洗；
S3、设定间隔时间定期开启清洗泵对膜组件进行药剂清洗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明沿污水处理方向使沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、膜生物反应池以及折流式自养反硝化滤池依次相连从而构成完整的污水处理系统，通过隔板将折流式自养反硝化滤池划分呈多个处理室，各处理室内均填设有自养功能填料，通过材料本身为微生物提供电子供体，硝酸盐作为最终电子受体，将其转化为氮气，来完成脱氮过程，无需额外投加碳源，节省药剂成本；在隔板上错开布置连接段使污水在各处理室内沿S型流向流动，在同样的占地面积下，最大化污水的流径，提高了脱氮效果，完成相同的处理水量只需要较小的滤料面积，节省了滤料成本。
2、本发明通过滤板将处理室上下分层，选用过水网作为连接段，使过水网在相邻的隔板上上下错开布置，即可使污水沿高度方向呈S型流动，处理室上层设置自养功能填料，下层中空作为过渡层，在延长污水过滤深度的同时，进一步节省了滤料成本；且通过长柄滤头连通处理室的上下层空间，在过滤的同时也方便了后续的反冲洗作业。
3、本发明在膜生物反应池内设置位于污水流动路径上并隔断路径的膜组件，截留反应池内活性污泥和大分子有机物质，保持膜生物反应池中的高活性污泥浓度，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量，同时因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，使硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，提高深度脱氮效果。
4、本发明通过在清水池内设置反冲洗水泵，通过反冲洗水管即可对处理室以及膜组件进行反冲洗处理，对过滤后的水可二次利用，无需引入新的水源进行反冲洗作业；第一回流管的设置使得膜生物反应池内的污水可回流至厌氧池中以平衡厌氧池内的污泥浓度，第二回流管的设置使得好氧池内的污水可回流至缺氧池中以平衡污泥浓度。
5、本发明在设备间内设置导气管并使导气管延伸至好氧池、膜生物反应池以及污水处理区内，通过鼓风机对各池内曝气处理，给池内提供溶解氧，供微生物进行代谢和生长所使用；膜生物反应池内的曝气管曝气方向与膜组件的膜面方向平行，给池内提供溶解氧的同时，在膜表面产生剪切应力，通过向上的气流清洗膜表面，并在池内形成大的回旋流，保证膜生物反应池的稳定运行；膜生物反应池出水SS和浊度极低，基本接近于零，与折流式自养反硝化滤池联用，滤料堵塞的频率大幅度降低，1个月左右反冲洗一次即可，相比传统折流式自养反硝化滤池，节省了较多的电耗和反冲洗水量。
6、本发明在设备间内还设置药剂清洗桶，可定期对膜生物反应池内的膜组件进行药剂冲洗；污水池内排泥孔的设置可定期排去污水池内的污泥；厌氧池和缺氧池内均设置有搅拌器以搅动泥水混合液，防止污泥沉积；折流式自养反硝化滤池内V型槽的设置起配水作用。
7、本发明稳定性高，能耗低，出水水质良好，处理后的清水可用于农田灌溉，浇洒道路等。
（发明人：宋永莲;杨丹丹;郑侠;刘俊;张彬彬）