公布日：2024.02.02
申请日：2023.11.02
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I
摘要
本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置及处理方法，属于农村生活污水处理技术领域，该装置包括调节池、污水提升装置、集装箱和PLC控制系统，通过污水提升装置将调节池内的农村生活污水经进水管注入集装箱内进行处理，将集装箱从左至右依次分割成厌氧仓、缺氧仓、好氧仓、MBR膜处理仓、清水仓和设备仓。通过本发明提供的集装箱式农村生活污水处理装置，设置厌氧仓、缺氧仓和好氧仓三种不同的环境条件和微生物菌群种类的有机配合，配合MBR膜处理装置，具有去除有机物和脱氮除磷的功能，改善了出水水质，本装置可以随时吊运至现场进行使用，不需要复杂的基础设施和土地准备，这使得它们适用于需要迅速解决污水处理问题的情况。
权利要求书
1.一种集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于：包括调节池(110)、污水提升装置(120)、集装箱(200)和PLC控制系统；通过所述污水提升装置(120)将所述调节池(110)内的农村生活污水经进水管(121)注入所述集装箱(200)内进行处理；所述集装箱(200)的主体结构为可吊装的集装箱箱体(210)，所述集装箱箱体(210)为长方体结构，所述集装箱箱体(210)内部设置有若干个隔板，将所述集装箱(200)从左至右依次分割成厌氧仓(300)、缺氧仓(400)、好氧仓(500)、MBR膜处理仓(600)、清水仓(700)和设备仓(800)。
2.根据权利要求1所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述厌氧仓(300)和所述缺氧仓(400)之间设置有第一排水管道(310)，所述第一排水管道(310)上设置有第一电磁阀(311)，所述厌氧仓(300)的正面设置有第一液位传感器(320)，所述厌氧仓(300)内部设置具有除磷功能的生物填料。
3.根据权利要求1所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述缺氧仓(400)和所述好氧仓(500)之间的隔板上部设置有进水孔(401)，所述缺氧仓(400)的底部设置有搅拌装置(410)，所述缺氧仓(400)内部设置具有脱氮功能的生物填料。
4.根据权利要求1所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述好氧仓(500)和所述MBR膜处理仓(600)之间设置有第二排水管道(510)，所述第二排水管道(510)上设置有第二电磁阀(511)，所述好氧仓(500)的正面设置有第二液位传感器(540)，所述好氧仓(500)与曝气装置(520)相连通，通过所述曝气装置(520)向所述好氧仓(500)持续进行曝气，所述好氧仓(500)内设置有硝化液回流装置(530)，所述好氧仓(500)内的污水通过所述硝化液回流装置(530)回流至所述缺氧仓(400)内。
5.根据权利要求4所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述曝气装置(520)包括空气进气管道(521)、气缸组件(522)、电动缸组件(523)、曝气管组件(524)、活塞(525)、密封压盖(526)、锁紧螺栓(527)和支撑架，所述空气进气管道(521)位于所述气缸组件(522)的一侧，所述曝气管组件(524)位于所述气缸组件(522)的另一侧，所述电动缸组件(523)位于所述气缸组件(522)的底部并与其固定连接，所述活塞(525)位于所述气缸组件(522)的内部，所述锁紧螺栓(527)依次贯穿所述密封压盖(526)、所述活塞(525)和所述电动缸组件(523)伸出轴的最外端的伸出轴螺纹孔(5231)并锁紧形成活塞杆运动部件。
6.根据权利要求5所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述空气进气管道(521)和所述曝气管组件(524)的主体均为三通管道，所述空气进气管道(521)上设置有第一单向阀(5211)和第二单向阀(5212)，所述曝气管组件(524)上设置有第三单向阀(5241)和第四单向阀(5242)，所述曝气管组件(524)伸入所述好氧仓(500)内部的管道上设置有曝气盘(5243)，所述气缸组件(522)包括气缸壳体(5221)、下端盖(5222)和上端盖(5223)，所述气缸壳体(5221)为中空结构，所述下端盖(5222)通过螺栓与所述气缸壳体(5221)固定连接，所述上端盖(5223)通过螺栓与所述气缸壳体(5221)固定连接，所述活塞(525)为圆环结构，所述活塞(525)的内周设置有第一凹槽(5251)和第二凹槽(5252)，所述活塞(525)的外周设置有第三凹槽(5253)。
7.根据权利要求1所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述MBR膜处理仓(600)内设置有MBR膜处理装置(610)、抽吸装置(620)和污泥回流装置(630)，经所述MBR膜处理装置(610)处理后的出水通过所述抽吸装置(620)送入至所述清水仓(700)，所述抽吸装置(620)上设置有第三电磁阀(621)，所述MBR膜处理仓(600)内的污水通过所述污泥回流装置(630)回流至所述厌氧仓(300)内。
8.根据权利要求7所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述清水仓(700)内设置有清水提升装置(710)，所述清水提升装置(710)的后端连接有过滤装置(810)和排水管(820)，清水经所述过滤装置(810)过滤后由所述排水管(820)排放至指定位置。
9.根据权利要求8所述的集装箱式农村生活污水处理装置，其特征在于:所述设备仓(800)内还设置有反冲洗装置(830)，所述反冲洗装置(830)的管路上设置有第四电磁阀(831)，通过所述反冲洗装置(830)可定时将所述清水仓(700)的清水用于对所述MBR膜处理装置(610)的反冲洗。
10.根据权利要求1-9任一项所述的集装箱式农村生活污水处理装置的处理方法，其特征在于:该处理方法包括污水处理方法S1和MBR仓内定时回流和反冲洗处理方法S2；其中，污水处理方法S1包括以下步骤；S11，通过污水提升装置(120)将调节池(110)内的农村生活污水经进水管(121)自上而下注入厌氧仓(300)内，经所述厌氧仓(300)内的生物填料进行除磷处理；S12，当厌氧仓(300)内的液位达到第一液位传感器(320)预设的高位时，由第一液位传感器(320)向PLC控制系统发信号，第一电磁阀(311)打开，厌氧仓(300)内的污水经过第一排水管道(310)流入缺氧仓(400)；S13，经过预设的时间后，启动搅拌装置(410)，缺氧仓(400)内污水被均匀混合，随着污水的不断流入，污水经所述缺氧仓(400)内的生物填料进行脱氮处理，当缺氧仓(400)内的液位达到进水孔(401)预设高度时，污水经进水孔(401)从缺氧仓(400)流入好氧仓(500)；S14，经过预设的时间后，启动硝化液回流装置(530)，好氧仓(500)内的污水通过硝化液回流装置(530)回流至缺氧仓(400)内，此时通过曝气装置(520)向好氧仓(500)内连续曝气，当好氧仓(500)内的液位达到第二液位传感器(540)预设的高位时，由第二液位传感器(540)向PLC控制系统发信号，第二电磁阀(511)打开，好氧仓(500)内的污水经过第二排水管道(510)流入MBR膜处理仓(600)；S15，经MBR膜处理装置(610)处理后的出水通过抽吸装置(620)送入至清水仓(700)，清水依次经过清水提升装置(710)和过滤装置(810)过滤后由排水管(820)排放至指定位置；其中，MBR仓内定时回流和反冲洗处理方法S2包括以下步骤；S21，首先使污水提升装置(120)处于关闭状态，经过预设的时间后，使抽吸装置(620)和第三电磁阀(621)均处于关闭状态，启动反冲洗装置(830)并打开第四电磁阀(831)，反冲洗装置(830)将清水仓(700)内的清水加压对MBR膜处理装置(610)进行反冲洗；S22，经过设定的时间后，关闭反冲洗装置(830)和第四电磁阀(831)，启动污泥回流装置(630)，将MBR膜处理仓(600)内的污水回流至厌氧仓(300)内；S23，回流完毕后，关闭污泥回流装置(630)，启动污水提升装置(120)，按上述S1处理方法执行污水处理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种集装箱式农村生活污水处理装置及处理方法，有效地解决了现有技术中的农村生活污水固定处理装置存在高成本、运维难度大和适应性差的问题。。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集装箱式农村生活污水处理装置，包括调节池、污水提升装置、集装箱和PLC控制系统；通过所述污水提升装置将所述调节池内的农村生活污水经进水管注入所述集装箱内进行处理；所述集装箱的主体结构为可吊装的集装箱箱体，所述集装箱箱体为长方体结构，所述集装箱箱体内部设置有若干个隔板，将所述集装箱从左至右依次分割成厌氧仓、缺氧仓、好氧仓、MBR膜处理仓、清水仓和设备仓。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述厌氧仓和所述缺氧仓之间设置有第一排水管道，所述第一排水管道上设置有第一电磁阀，所述厌氧仓的正面设置有第一液位传感器，所述厌氧仓内部设置具有除磷功能的生物填料。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述缺氧仓和所述好氧仓之间的隔板上部设置有进水孔，所述缺氧仓的底部设置有搅拌装置，所述缺氧仓内部设置具有脱氮功能的生物填料。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述好氧仓和所述MBR膜处理仓之间设置有第二排水管道，所述第二排水管道上设置有第二电磁阀，所述好氧仓的正面设置有第二液位传感器，所述好氧仓与曝气装置相连通，通过所述曝气装置向所述好氧仓持续进行曝气，所述好氧仓内设置有硝化液回流装置，所述好氧仓内的污水通过所述硝化液回流装置回流至所述缺氧仓内。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述曝气装置包括空气进气管道、气缸组件、电动缸组件、曝气管组件、活塞、密封压盖、锁紧螺栓和支撑架，所述空气进气管道位于所述气缸组件的一侧，所述曝气管组件位于所述气缸组件的另一侧，所述电动缸组件位于所述气缸组件的底部并与其固定连接，所述活塞位于所述气缸组件的内部，所述锁紧螺栓依次贯穿所述密封压盖、所述活塞和所述电动缸组件伸出轴的最外端的伸出轴螺纹孔并锁紧形成活塞杆运动部件。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述空气进气管道和所述曝气管组件的主体均为三通管道，所述空气进气管道上设置有第一单向阀和第二单向阀，所述曝气管组件上设置有第三单向阀和第四单向阀，所述曝气管组件伸入所述好氧仓内部的管道上设置有曝气盘，所述气缸组件包括气缸壳体、下端盖和上端盖，所述气缸壳体为中空结构，所述下端盖通过螺栓与所述气缸壳体固定连接，所述上端盖通过螺栓与所述气缸壳体固定连接，所述活塞为圆环结构，所述活塞的内周设置有第一凹槽和第二凹槽，所述活塞的外周设置有第三凹槽。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述MBR膜处理仓内设置有MBR膜处理装置、抽吸装置和污泥回流装置，经所述MBR膜处理装置处理后的出水通过所述抽吸装置送入至所述清水仓，所述抽吸装置上设置有第三电磁阀，所述MBR膜处理仓内的污水通过所述污泥回流装置回流至所述厌氧仓内。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述清水仓内设置有清水提升装置，所述清水提升装置的后端连接有过滤装置和排水管，清水经所述过滤装置过滤后由所述排水管排放至指定位置。
作为本发明的进一步地改进，其中，所述设备仓内还设置有反冲洗装置，所述反冲洗装置的管路上设置有第四电磁阀，通过所述反冲洗装置可定时将所述清水仓的清水用于对所述MBR膜处理装置的反冲洗。
本发明还提供了所述集装箱式农村生活污水处理装置的处理方法，该使用方法包括污水处理方法S1和MBR仓内定时回流和反冲洗方法S2；
其中，污水处理方法S1包括以下步骤；
S11，通过污水提升装置将调节池内的农村生活污水经进水管自上而下注入厌氧仓内，经所述厌氧仓内的生物填料进行除磷处理；
S12，当厌氧仓内的液位达到第一液位传感器预设的高位时，由第一液位传感器向PLC控制系统发信号，第一电磁阀打开，厌氧仓内的污水经过第一排水管道流入缺氧仓；
S13，经过预设的时间后，启动搅拌装置，缺氧仓内污水被均匀混合，随着污水的不断流入，污水经所述缺氧仓内的生物填料进行脱氮处理，当缺氧仓内的液位达到进水孔预设高度时，污水经进水孔从缺氧仓流入好氧仓；
S14，经过预设的时间后，启动硝化液回流装置，好氧仓内的污水通过硝化液回流装置回流至缺氧仓内，此时通过曝气装置向好氧仓内连续曝气，当好氧仓内的液位达到第二液位传感器预设的高位时，由第二液位传感器向PLC控制系统发信号，第二电磁阀打开，好氧仓内的污水经过第二排水管道流入MBR膜处理仓；
S15，经MBR膜处理装置处理后的出水通过抽吸装置送入至清水仓，清水依次经过清水提升装置和过滤装置过滤后由排水管排放至指定位置；
其中，MBR仓内定时回流和反冲洗处理方法S2包括以下步骤；
S21，首先使污水提升装置处于关闭状态，经过预设的时间后，使抽吸装置和第三电磁阀均处于关闭状态，启动反冲洗装置并打开第四电磁阀，反冲洗装置将清水仓内的清水加压对MBR膜处理装置进行反冲洗；
S22，经过设定的时间后，关闭反冲洗装置和第四电磁阀，启动污泥回流装置，将MBR膜处理仓内的污水回流至厌氧仓内；
S23，回流完毕后，关闭污泥回流装置，启动污水提升装置，按上述S1处理方法执行污水处理。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，通过调节池、污水提升装置、集装箱、PLC控制系统的设置，同时设置厌氧仓、缺氧仓和好氧仓三种不同的环境条件和微生物菌群种类的有机配合，配合MBR膜处理装置，具有去除有机物和脱氮除磷的功能，改善了出水水质。
(2)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，在MBR膜处理仓内部设有MBR膜处理装置，替代传统二沉池对混合液进行泥水分离，有机物分离率得到了提高。
(3)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，通常具有较低的建设和运营成本，它们可以通过简化设计和采用更经济的技术来实现，减轻了农村地区的财政负担。
(4)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，该装置主体部分为集装箱箱体，可以随时吊运至现场进行使用，不需要复杂的基础设施和土地准备，这使得它们适用于需要迅速解决污水处理问题的情况，尤其是自然灾害后的紧急情况。
(5)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，这些装置可以随着需要迁移到不同的位置，因此它们适用于需要临时或季节性处理污水的情况，这也有助于避免资源浪费。
(6)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，通过PLC控制系统和电磁阀、液位传感器、电动缸、搅拌电机和液压泵的设置，自动化控制程度高，同时通过单向阀的设置，整个系统可靠性高。
(7)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，通过曝气装置的设计，电动缸无论在伸出或收缩过程中，都能对好氧仓进行持续曝气，提高了曝气装置的利用率，且曝气装置结构简单。
(8)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，曝气装置的多重密封设置，有效地保证曝气装置运行的稳定性。
(9)本发明提供的一种集装箱式农村生活污水处理装置，工艺步骤较多，但整体连接管道少，集成化程度高，降低了维修保养的难度。
（发明人：姜成亮;彭玲）