公布日：2022.08.16
申请日：2022.05.12
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种可调工艺的一体化污水处理装置及污水处理方法，该装置通过优化厌氧池、缺氧池的水力设计、沉淀池排泥方式及管路配置等，改善水力条件，不仅实现了充分有效地排泥和微生物的循环，提高了池容利用率，提升了污水处理效果，而且可根据进水水质或处理目标通过极为简单的控制即可灵活调整功能池的功能，如：改变硝化液回流位置，厌氧池可作为缺氧池，强化脱氮效果；采用多功能滤池，可根据不同的水质，调整功能，保证处理效果稳定；该装置可在保障出水水质的同时灵活适应各种污水处理工况，且可有效降低运行费用；本发明机电设备少，无任何水下机电设备，能耗低、操作简单、维护方便，对村镇污水波动大的特点具有很好的适应。
权利要求书
1.一种可调工艺的一体化污水处理装置，包括污水处理功能池、储泥池、设备间，所述的污水处理功能池包含根据污水处理工艺依次连通的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、滤池、消毒池；其特征在于，所述预处理池设置于厌氧池上部，设备进水管通入预处理池中，预处理池通过第一过水管与在厌氧池底部设置的布水管相连，布水管开有若干布水孔；缺氧池内设有两根及以上的第二过水管，第二过水管一端在缺氧池上部连通厌氧池，另一端由上至下伸入缺氧池底部用于缺氧池进水，所述进水管设有支管连接至第二过水管，该支管上设有阀门，在缺氧池与好氧池间隔板上部开有两个及以上的第一过水孔；好氧池内设置硝化液回流管连通至预处理池，并设有支管连接至第二过水管，该支管上设有阀门，沉淀池底部设有泥斗，上部设有挡渣板和溢流堰，中心设有中心筒，好氧池内设置集水管和冲刷管，集水管上开有若干集水孔，冲刷管上开有若干气孔，集水管一端封闭，另一端作为好氧池排空管，集水管通过第三过水管将处理后的污水导入沉淀池中心筒，沉淀池内还设置吸泥管，吸泥管一端位于泥斗底部且在该端设置有多个吸泥口，另一端竖直向上，并最终分为两路，一路作为污泥回流管通入预处理池，另一路作为排泥管通入储泥池；污泥回流管及排泥管上设有阀门；在沉淀池与滤池间隔板上部开有第二过水孔；所述好氧池及滤池内均设有曝气装置；所述设备间内设有风机，风机的主气管分别通过支气管各自连接至滤池的曝气装置、沉淀池中的吸泥管竖直段、好氧池的冲刷管、好氧池的曝气装置、缺氧池底部、厌氧池底部。
2.根据权利要求1所述的可调工艺的一体化污水处理装置，其特征在于，所述设备间内还设置有第一加药装置及第二加药装置，第一加药装置通过第一加药管连接至第二过水管用于向缺氧池添加碳源，第一加药管在滤池上方设有支管，支管下方设有加药导流管和倒喇叭口，第二加药装置通过第二加药管连接至好氧池用于向好氧池投加除磷药剂。
3.根据权利要求2所述的可调工艺的一体化污水处理装置，其特征在于，所述的滤池中设有进水槽、进水管、过滤区、出水管、反洗排水管，过滤区上下均设有过滤板，上下过滤板之间投加软性填料，进水槽位于第二过水孔孔底，进水管从进水槽中竖直向下伸入下层过滤板以下，所述出水管、反洗排水管位于上层过滤板上方，所述出水管在高度上高于反洗排水管，所述反洗排水管上设有阀门；所述加药导流管伸入下层过滤板的下方。
4.根据权利要求1所述的可调工艺的一体化污水处理装置，其特征在于，所述的好氧池还包括提升管、集液管、进气管支管，所述提升管、集液管、进气管支管、及硝化液回流管共同构成硝化液回流装置；所述硝化液回流管位于好氧池内上部空间，其一端与竖直设置的提升管连接，另一端伸入预处理池；所述进气管支管一端连接主气管，另一端连接至提升管下部，所述集液管竖直浸没在液面以下，上端封闭，下端与提升管连通，集液管的上段为长条孔管，从端部沿管两侧均开有长条孔；集液管顶部在液面以下500-1000mm，长条孔的孔宽为5-6mm，孔长为800-1000mm。
5.根据权利要求1所述的可调工艺的一体化污水处理装置，其特征在于，所述集水孔为沿集水管设置的四排彼此互成90°夹角的孔，所有孔均不在水平和竖直方向，所述集水管与冲刷管中心在高度上齐平，冲刷管朝向集水管一侧开有一排气孔，所述集水孔孔径为5-8mm。
6.根据权利要求1所述的可调工艺的一体化污水处理装置，其特征在于，所述沉淀池的泥斗中吸泥管沿泥斗底部四周方向绕设，多个吸泥口沿管对侧交错分布，吸泥口呈斜向下设置，与竖直面所成夹角为45-60°；所述溢流堰设于沉淀池上部沿池内四周方向布置；所述第二过水孔的孔底不低于溢流堰底，孔顶不高于溢流堰顶；所述挡渣板沿沉淀池池体四周方向设于溢流堰内侧，顶部高于溢流堰顶部，底部高于溢流堰底部。
7.一种可调工艺的污水处理方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的装置实现，所述方法为：将进水75％-90％的水量从进水管进入预处理池，回流污泥经污泥回流管进入预处理池，经预处理后，通过第一过水管及厌氧池布水管进入厌氧池底部多点进入池中各个区域，经厌氧处理后，通过第二过水管进入缺氧池；并将进水10％-25％的水量通过进水管的支管流入第二过水管，好氧池回流硝化液通过硝化液回流管的支管流入第二过水管，第二过水管有导流作用，使污水进水、厌氧池出水、回流的硝化液、投加的碳源均从缺氧池底部进入；污水经缺氧池处理后，从第一过水孔流出至好氧池，好氧池出水经集水管及第三过水管流入沉淀池，在重力作用下，实现泥水分离，经固液分离后的污水从沉淀池溢流堰流经第二过水孔进入滤池底部，滤池出水经消毒池消毒杀菌后从出水管排放。
8.根据权利要求7所述的一种可调工艺的污水处理方法，其特征在于，当处理低C/N的污水或对脱氮要求高时，关闭缺氧池中的硝化液回流的支管阀门和进水管的支管阀门，将进水全部进入预处理池，好氧池中回流硝化液全部回流至预处理池，从第一过水管进入厌氧池，此时厌氧池用作缺氧池，从而增大缺氧池容积，提高反硝化效果。
9.根据权利要求7所述的一种可调工艺的污水处理方法，其特征在于，控制所述滤池以灵活调整工艺，当沉淀池出水中COD、NH3-N指标较高时，控制滤池连续曝气，用作曝气生物滤池，进一步去除COD、NH3-N；当沉淀池出水中TN指标较高时，间歇小气量曝气，并打开第一加药管的支管，投加碳源，滤池用作反硝化滤池，进一步去除TN；当沉淀池出水中SS指标较高时，关闭曝气阀门，滤池仅作过滤池，进一步去除SS。
10.根据权利要求7所述的一种可调工艺的污水处理方法，其特征在于，根据进水水量和进水水质调整风机出气量和运行功率，当处理的进水浓度低或进水量小时，减少风机出气量，降低运行能耗。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可调工艺的一体化污水处理装置及处理方法，该装置通过优化厌氧池、缺氧池的水力设计、排泥方式设计及管路配置等设计，改善水力条件，提高池容利用率，使污水与微生物接触充分，实现充分有效地排泥和微生物的循环，从而提升了污水处理效果，而且该装置可以根据实际进水水质和水量情况，通过极为简单的控制即可灵活调整工艺单元的功能、实现不同的组合工艺，可在保障出水水质的同时降低运行费用。
本发明采用的技术方案如下：
一种可调工艺的一体化污水处理装置，包括污水处理功能池、储泥池、设备间，所述的污水处理功能池包含根据污水处理工艺依次连通的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、滤池、消毒池；
所述预处理池设置于厌氧池上部，设备进水管通入预处理池中，预处理池通过第一过水管与在厌氧池底部设置的布水管相连，布水管开有若干布水孔；
缺氧池内设有两根及以上的第二过水管，第二过水管一端在缺氧池上部连通厌氧池，另一端由上至下伸入缺氧池底部用于缺氧池进水，所述进水管设有支管连接至第二过水管，该支管上设有阀门，在缺氧池与好氧池间隔板上部开有两个及以上的第一过水孔；好氧池内设置硝化液回流管连通至预处理池，并设有支管连接至第二过水管，该支管上设有阀门，沉淀池底部设有泥斗，上部设有挡渣板和溢流堰，中心设有中心筒，好氧池内设置集水管和冲刷管，集水管上开有若干集水孔，冲刷管上开有若干气孔，集水管一端封闭，另一端作为好氧池排空管，集水管通过第三过水管将处理后的污水导入沉淀池中心筒，沉淀池内还设置吸泥管，吸泥管一端位于泥斗底部且在该端设置有多个吸泥口，另一端竖直向上，并最终分为两路，一路作为污泥回流管通入预处理池，另一路作为排泥管通入储泥池；污泥回流管及排泥管上设有阀门；在沉淀池与滤池间隔板上部开有第二过水孔；所述好氧池及滤池内均设有曝气装置；
所述设备间内设有风机，所述风机优选变频风机，风机主气管分别通过支气管各自连接至滤池的曝气装置、沉淀池中的吸泥管竖直段、好氧池的冲刷管、好氧池的曝气装置、缺氧池底部、厌氧池底部。
上述技术方案中，进一步的，所述设备间内还设置有第一加药装置及第二加药装置，第一加药装置通过第一加药管连接至第二过水管用于向缺氧池添加碳源，第一加药管在滤池上方设有支管，支管下方设有加药导流管和倒喇叭口，第二加药装置通过第二加药管连接至好氧池用于向好氧池投加除磷药剂。
更进一步的，所述的滤池中设有进水槽、滤池进水管、过滤区、滤池出水管、反洗排水管，过滤区上下均设有过滤板，上下过滤板之间投加软性填料，进水槽位于第二过水孔孔底，滤池进水管从进水槽中竖直向下伸入下层过滤板以下，所述滤池出水管、反洗排水管位于上层过滤板上方，所述滤池出水管在高度上高于反洗排水管，所述反洗排水管上设有阀门；所述加药导流管伸入下层过滤板的下方。
进一步的，所述的好氧池还包括提升管、集液管、进气管支管，所述提升管、集液管、进气管支管、及硝化液回流管共同构成硝化液回流装置；所述硝化液回流管位于好氧池内上部空间，其一端与竖直设置的提升管连接，另一端伸入预处理池；所述进气管支管一端连接主气管，另一端连接至提升管下部，所述集液管竖直浸没在液面以下，上端封闭，下端与提升管连通，集液管的上段为长条孔管，从端部沿管两侧均开有长条孔；集液管顶部在液面以下500-1000mm，长条孔的孔宽为5-6mm，孔长为800-1000mm。
进一步的，所述集水孔为沿集水管设置的四排彼此互成90°夹角的孔，所有孔均不在水平和竖直方向，所述集水管与冲刷管中心在高度上齐平，冲刷管朝向集水管一侧开有一排气孔，所述集水孔孔径为5-8mm。
进一步的，所述沉淀池的泥斗中吸泥管沿泥斗底部四周方向绕设，多个吸泥口沿管对侧交错分布，吸泥口呈斜向下设置，与竖直面所成夹角为45-60°；所述溢流堰设于沉淀池上部沿池内四周方向布置，所述第二过水孔的孔底不低于溢流堰底，孔顶不高于溢流堰顶；所述挡渣板沿沉淀池池体四周方向设于溢流堰内侧，顶部高于溢流堰顶部，底部高于溢流堰底部。在沉淀池面积较大的池体内，所述出水堰可包括固定出水堰和活动出水堰，固定出水堰为平板堰，开设圆孔，与沉淀池池体连接，活动出水堰为齿形堰，开设长腰孔，所述圆孔孔径与所述长腰孔孔宽相等并通过螺栓连接从而使得活动出水堰与固定出水堰紧密连接；
一种可调工艺的污水处理方法，基于上述的装置实现，所述方法为：
将进水75％-90％的水量从进水管进入预处理池，回流污泥经污泥回流管进入预处理池，经预处理后，通过第一过水管及厌氧池布水管进入厌氧池底部多点进入池中各个区域，经厌氧处理后，通过第二过水管进入缺氧池；并将进水10％-25％的水量通过进水管的支管流入第二过水管，好氧池回流硝化液通过硝化液回流管的支管流入第二过水管，第二过水管有导流作用，使污水进水、厌氧池出水、回流的硝化液、投加的碳源均从缺氧池底部进入；
污水经缺氧池处理后，从第一过水孔流出至好氧池，好氧池出水经集水管及第三过水管流入沉淀池，在重力作用下，实现泥水分离，经固液分离后的污水从沉淀池溢流堰流经第二过水孔进入滤池底部，滤池出水经消毒池消毒杀菌后从出水管排放。
上述方法中，进一步的，当处理低C/N的污水或对脱氮要求高时，关闭缺氧池中的硝化液回流的支管阀门和进水管的支管阀门，将进水全部进入预处理池，好氧池中回流硝化液全部回流至预处理池，从第一过水管进入厌氧池，此时厌氧池用作缺氧池，从而增大缺氧池容积，提高反硝化效果。
进一步的，还可控制所述滤池以灵活调整工艺，当沉淀池出水中COD、NH3-N指标较高时，控制滤池连续曝气，用作曝气生物滤池，进一步去除COD、NH3-N；当沉淀池出水中TN指标较高时，间歇小气量曝气，并打开第一加药管的支管，投加碳源，滤池用作反硝化滤池，进一步去除TN；当沉淀池出水中SS指标较高时，关闭曝气阀门，滤池仅作过滤池，进一步去除SS。
进一步的，根据进水水量和进水水质调整风机出气量和运行功率，当处理的污水进水浓度低或水量小时，减少风机出气量，降低运行能耗。
本发明的有益效果在于：
本发明的装置可以根据进水水质或处理目标通过极为简单的控制即可灵活调整功能池的功能，如：改变硝化液回流位置，厌氧池可作为缺氧池，强化脱氮效果；采用多功能滤池，可根据不同的水质，调整功能，保证处理效果稳定；根据进水水量及水质调整风机出气量等；该装置可以在保障出水水质的同时灵活适应各种污水处理工况，且可有效降低运行费用；此外，在本发明中有效改善了厌氧池、缺氧池的水力条件，并在好氧池中通过集水管及冲刷管的设置避免了填料的流失及堵塞，沉淀池排泥充分，提高了池容利用率，提高了污水处理效果。本发明的装置不仅处理效果稳定，对村镇污水波动大的特点具有很好的适应性，且机电设备少，无任何水下机电设备，能耗低、操作简单、维护方便。
（发明人：李玉蓉;邓海华;王海云;潘常刚;邓冶;陈振;童涛;邓言强;李俊;杨栋;王丛青;王天禹;单为为;刘欣）