公布日：2024.01.19
申请日：2023.11.29
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/02(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F103
/20(2006.01)N
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，一体化设备包括依次连接的进水预处理段、除泥段、厌氧生化处理段、好氧生化处理段、高级氧化段，进水段与除泥段对进入设备的污水做预处理，排除固态杂物，厌氧生化处理段在无氧状态进行微生物处理，好氧生化处理段在有氧条件下进行微生物处理，除泥段排泥位置与水体部分分离。污水依次过流，分别进行预处理去除杂物杂质，厌氧处理去除绝大部分溶解性有机污染物，好氧生化处理去除氨氮及有机物，高级氧化段使废水深度强氧化去除有机质，设备旁放置独立的污泥分子膜腐熟模块，污泥转移到分子膜腐熟模块内成为土肥。一体化设备，整体撬块安装。
权利要求书
1.一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，其特征在于：所述一体化设备包括依次连接的进水段（1）、除泥段（2）、厌氧生化处理段（3）、好氧生化处理段（4）、高级氧化段（5），所述进水段（1）与除泥段（2）对进入设备的污水（9）做预处理，排除固态杂物，所述厌氧生化处理段（3）在无氧状态进行微生物处理，所述好氧生化处理段（4）在有氧条件下进行微生物处理，所述除泥段（2）排泥位置与水体部分分离，所述高级氧化段（5）在强氧条件下去除有机质；所述进水段（1）包括进水管（11）、螺杆送料机（12）、滤网（13），所述进水管（11）竖直的置于除泥段（2）的一侧，所述进水管（11）的上端作为一体化设备的进流口（81），所述进水管（11）中间位置倾斜插入螺杆送料机（12）的端部，所述螺杆送料机（12）远离进水管（11）的一端高于其与进水管（11）连接的一端，螺杆送料机（12）远离进水管（11）的一端开设排渣口（82），所述进水管（11）内低于螺杆送料机（12）的位置设置滤网（13）；所述除泥段（2）包括减速腔（21）、起泡管（22）、刮板带（23）、折弯引流道（24）、污泥槽（25）、压差补偿结构（26），所述减速腔（21）侧面插入进水管（11），减速腔（21）底部水平布置若干起泡管（22），起泡管（22）端部穿过减速腔（21）的侧壁连接外部气源，所述刮板带（23）设置在减速腔（21）的顶部，所述折弯引流道（24）设置在减速腔（21）靠近顶部的侧壁，所述折弯引流道（24）进口位置朝上，折弯引流道（24）的出流端连接厌氧生化处理段（3），折弯引流道（24）内设置压差补偿结构（26），所述减速腔（21）顶部的侧方设置污泥槽（25），所述刮板带（23）水平覆盖减速腔（21）与污泥槽（25），所述污泥槽（25）底部侧壁对外设置污泥口（83），所述压差补偿结构（26）在折弯引流道（24）产生的压差等于折弯引流道（24）出口与污泥槽（25）上沿之间高度差导致的水体压力差；所述起泡管（22）表面设置若干孔洞，孔洞内气体只在有颗粒物划过气泡管（22）表面时脱离气泡管（22），所述减速腔（21）顶部设置排气口（86）；所述起泡管（22）位于减速腔（21）外的段落上具有稳压结构（27），所述稳压结构（27）调整其所连接的起泡管（22）内气压等于同高度的液体压力；所述起泡管（22）具有至少高度不等的两层，所有起泡管（22）在水平面上的投影覆盖减速腔（21）的全部截面。
2.根据权利要求1所述的一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，其特征在于：所述滤网（3）倾斜设置，滤网（3）表面与螺杆送料机（12）的转轴相平行。
3.根据权利要求1所述的一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，其特征在于：所述稳压结构（27）包括硬质腔室与柔性感压区，柔性感压区接触同深度液体。
4.根据权利要求1所述的一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，其特征在于：所述厌氧生化处理段（3）包括罐体（31）、进流孔（32）、折流板（33）、出流孔（34）、排气孔（35），所述罐体（31）内设置竖直的折流板（33），罐体（31）侧壁顶部设置进流孔（32）和出流孔（34），罐体（31）顶部设置排气孔（35），所述罐体（31）连续多个串联，前级罐体（31）的出流孔（34）与后级罐体（31）的进流孔（32）直对连接，首级罐体（31）的进流孔（32）连接除泥段（2），末级罐体（31）的出流孔（34）连接好氧生化处理段（4），所述排气孔（35）汇集后作为一体化设备的沼气口（84），所述罐体（31）底部均开设排空口（85），所述排空口（85）常闭。
5.根据权利要求4所述的一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，其特征在于：所述好氧生化处理段（4）包括存水腔（41）、曝气腔（42）、斜流板（43）、提升泵（44）、曝气泵（45），所述存水腔（41）连通末级罐体（31），存水腔（41）上方设置曝气腔（42），所述曝气腔（42）内设置若干斜流板（43），所述曝气腔（42）底部侧壁连接高级氧化段（5），曝气腔（42）顶壁设置排气口（86），所述提升泵（44）出口通过管路连接曝气腔（42）内顶部，所述斜流板（43）上表面具有若干弥散气孔，斜流板（43）竖直依次对称倾斜并高低错位，斜流板（43）从曝气腔（42）侧壁连接曝气泵（45）。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种应用于农业废弃物处置的污水处理一体化设备，一体化设备包括依次连接的进水段、除泥段、厌氧生化处理段、好氧生化处理段，进水段与除泥段对进入设备的污水做预处理，排除固态杂物，厌氧生化处理段在无氧状态进行微生物处理，好氧生化处理段在有氧条件下进行微生物处理，除泥段排泥位置与水体部分分离，高级氧化段在强氧条件下去除有机质。
污水依次流过进水段、除泥段、厌氧生化处理段、好氧生化处理段，分别进行预处理去除杂物杂质，厌氧处理去除绝大部分溶解性有机污染物，生化有氧处理进一步去除有机物，使废水深度净化。本申请除泥段的污泥排出位置与主要过流的水体部分是分开的，所以，污泥排出不挑时机，也不存在大量的污水一同随着污泥排出，只需要连续的从进水段收集颗粒残渣、从除泥段收集污泥、从厌氧生化处理段收集沼气、从好氧生化处理段收集净化后的污水即可。
进水段包括进水管、螺杆送料机、滤网，进水管竖直的置于除泥段的一侧，进水管的上端作为一体化设备的进流口，
进水管中间位置倾斜插入螺杆送料机的端部，螺杆送料机远离进水管的一端高于其与进水管连接的一端，螺杆送料机远离进水管的一端开设排渣口，进水管内低于螺杆送料机的位置设置滤网。
进入设备内的污水在滤网处经历一次初级过滤，滤除大颗粒杂物，只通过污水及颗粒度很小的杂质，杂物积累在滤网前，螺杆送料机倾斜提升并从另一端排出，下方可有料筒承接。
滤网倾斜设置，滤网表面与螺杆送料机的转轴相平行。
倾斜布置的滤网防止网前位置存留螺杆送料机无法触及的死区，被滤网过滤下来的杂物能够被及时提升转移，不积留在网前位置。
除泥段包括减速腔、起泡管、刮板带、折弯引流道、污泥槽、压差补偿结构，减速腔侧面插入进水管，减速腔底部水平布置若干起泡管，起泡管端部穿过减速腔的侧壁连接外部气源，刮板带设置在减速腔的顶部，折弯引流道设置在减速腔靠近顶部的侧壁，折弯引流道进口位置朝上，折弯引流道的出流端连接厌氧生化处理段，折弯引流道内设置压差补偿结构，减速腔顶部的侧方设置污泥槽，刮板带水平覆盖减速腔与污泥槽，污泥槽底部侧壁对外设置污泥口，
压差补偿结构在折弯引流道产生的压差等于折弯引流道出口与污泥槽上沿之间高度差导致的水体压力差；
起泡管表面设置若干孔洞，孔洞内气体只在有颗粒物划过气泡管表面时脱离气泡管，减速腔顶部设置排气口。
除泥段用作污水内悬浮物的去除，污泥从进水管进入减速腔，之后污水向上流动，在达到折弯引流道时，尚无法溢流通过，还需再积攒一定的液位，直至减速腔内液体达到与污泥槽上沿高度时，减速腔内水体才足以穿过折弯引流道流向后续的厌氧生化处理段，在污水通过起泡管时，起泡管不是持续曝气的形式存在，而是只有颗粒物接触孔洞内气体时，才拽引出一小团气体并随着颗粒物一同向上流动，附着一定气体后的颗粒物浮力更大，会聚往减速腔内液面处，折弯引流道的进口位置朝上，防止上浮过程的颗粒物进入折弯引流道内，只有污水的水体部分才进入折弯引流道前往后续厌氧生化处理段，在减速腔上部的颗粒悬浮物被循环运动的刮板带刮往污泥槽，与减速腔内低处的水体分离，污泥从污泥口被取走，减速腔内液体需要升高到上沿位置以便被刮板带刮过，所以，折弯引流道不能直接无阻力连接后方腔室，否则液位只能达到折弯引流道出口处的高度。
起泡管位于减速腔外的段落上具有稳压结构，稳压结构调整其所连接的起泡管内气压等于同高度的液体压力；起泡管具有至少高度不等的两层，所有起泡管在水平面上的投影覆盖减速腔的全部截面。
起泡管内气压等于同高度液体的压力，这样起泡管内气体形成气泡并脱离起泡管的条件，液体内理想气泡的状态方程是：泡内压力与泡外压力存在压差并等与气泡膜的张力总和，任何情况下，完整气泡内的压力都高于外部，所以，起泡管内气压只达到同高度处液体压力就无法形成连续出流的稳定气泡，而这也是本申请在除泥段要避免的情况，因为过量的气泡会加剧减速腔内污水流动的紊乱程度，会有大量的颗粒物甚至小气泡随着水体进入后方厌氧生化处理段，而且大量的气体导入减速腔，也增大了污水里含氧量，影响后方厌氧处理的效果，污水中颗粒悬浮物通过起泡管时情况又有所不同，悬浮物表面微观不平整，容易吸附一小团气体，可以实现颗粒物从起泡管表面孔洞过流时拽引出气体而形成一个结合体，从而增加悬浮物的上浮力，进一步防止固态物进入折弯引流道。
稳压结构包括硬质腔室与柔性感压区，柔性感压区接触同深度液体。稳压结构的大部分是刚性的，一小块区域通过柔性的例如薄膜封闭，薄膜朝外的一侧浸入与该起泡管同样深度的液体中，稳压结构相当于一个气体的缓存位置，消除掉外部供应气源的压力波动，稳压结构也可以通过调压阀等方式实现。
厌氧生化处理段包括罐体、进流孔、折流板、出流孔、排气孔，罐体内设置竖直的折流板，罐体侧壁顶部设置进流孔和出流孔，罐体顶部设置排气孔，罐体连续多个串联，前级罐体的出流孔与后级罐体的进流孔直对连接，首级罐体的进流孔连接除泥段，末级罐体的出流孔连接好氧生化处理段，排气孔汇集后作为一体化设备的沼气口，罐体底部均开设排空口，排空口常闭。
污水进入罐体内进行厌氧微生物处理，微生物可以布置在折流板以及罐体的内壁上，充分处理后的污水溶解性有机物被大量去除，产生的沼气在沼气口收集储存，污水继续前进至好氧生化处理段进行深度进一步净化。
好氧生化处理段包括存水腔、曝气腔、斜流板、提升泵、曝气泵，存水腔连通末级罐体，存水腔上方设置曝气腔，曝气腔内设置若干斜流板，曝气腔底部侧壁设置出流口，曝气腔顶壁设置排气口，提升泵出口通过管路连接曝气腔内顶部，斜流板上表面具有若干弥散气孔，斜流板竖直依次对称倾斜并高低错位，斜流板从曝气腔侧壁连接曝气泵。
从厌氧生化处理段过来的污水只能依靠高度势能流动到处于低位的存水腔内，然后通过提升泵增压提升后，进入曝气腔内不断折流下落，折流过程中斜流板表面不断吹出气体增加污水与空气的接触，斜流板上还可以设置填料结构模拟湿地形式，在较长的污水流动路径上进一步净化污水，高级氧化段与好氧生化处理段的结构大致相同，高级氧化段也有底部存水的腔室以及上部加药处理的腔室，加药处理腔室顶壁通过加药机投放药剂，具有强氧化性，进一步去除有机物，然后加药腔室底部侧壁开始出流口进行排放。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明本设备采用厌氧处理加生化处理的方式，多级净化结构，高效地去除有机废物，降解能力强；一体化设备，整体撬块安装；采用厌氧处理过程，厌氧菌在无氧环境下生长和代谢时能够产生甲烷等可再生能源；污泥收集位离开水体部分，防止污泥需要额外的除水作业，以及水体从污泥口排出，设备内没有固体物沉降位置，减少停机除泥次数，拉长维护周期。水分含量不多的污泥直接投入一旁配置的分子膜腐熟模块，封闭环境经历一定时间的堆肥发酵，成为有机肥副产物。
（发明人：林树光;程国栋;张鲁现;魏龙杰;丁茂晨;崔志臣;丛然）