本發(fā)明涉及污水處理設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種低能耗強(qiáng)化脫氮一體式反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的不斷提高，人們對居住環(huán)境的要求也越來越高。除了城市需要對污水進(jìn)行處理之外，農(nóng)村也開始需要對污水進(jìn)行處理。由于國內(nèi)，特別是丘陵山地，農(nóng)村居民居住十分分散，如果采用集中式污水處理設(shè)施，其管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用高，約占總投資費(fèi)用的50％以上，且管網(wǎng)容易破損和堵塞，導(dǎo)致污水收集率低下。故集中式污水處理設(shè)施并不適用于農(nóng)村使用，需要開發(fā)適合于農(nóng)村分散生活污水處理的小型成套技術(shù)。

另外，農(nóng)村生活污水排放量少，且有機(jī)物濃度偏低，C/N一般在3以下，普通污水處理技術(shù)的脫氮效率低下，且這些污水處理設(shè)施也存在著水量偏低，處理效果不佳等問題，不能滿足水環(huán)境質(zhì)量的改善需求。而脫氮除磷污水處理設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用較高，以厭氧-好氧-人工濕地處理技術(shù)為例，處理規(guī)模為100m3/d，每月運(yùn)行費(fèi)用約需1000元，農(nóng)村地區(qū)資金缺乏，村民出資意愿低，資金問題已成為制約農(nóng)村地區(qū)生活污水處理設(shè)施運(yùn)行的主要問題。針對以上問題，針對農(nóng)村污水C/N偏低的問題，亟需研發(fā)強(qiáng)化農(nóng)村脫氮除磷效率的新型反應(yīng)器，并需要降低能耗，減少污水處理設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗強(qiáng)化脫氮一體式反應(yīng)器，從而克服現(xiàn)有的污水處理設(shè)施難以滿足農(nóng)村對污水處理的脫氮除磷效率高且運(yùn)行費(fèi)用低的需求的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種低能耗強(qiáng)化脫氮一體式反應(yīng)器，其包括：過濾池、調(diào)節(jié)池、生化反應(yīng)池以及沉淀池，其中，所述生化反應(yīng)池的內(nèi)部設(shè)置有至少一級反應(yīng)單元，每級所述反應(yīng)單元包括：缺氧區(qū)；好氧區(qū)，其頂部與所述缺氧區(qū)的頂部相聯(lián)通，且該好氧區(qū)的底部與所述缺氧區(qū)的底部相聯(lián)通，以使該好氧區(qū)與所述缺氧區(qū)之間能夠進(jìn)行水力循環(huán)；曝氣管，其設(shè)置于所述好氧區(qū)的底部；以及曝氣系統(tǒng)，其用于為所述曝氣管提供含有氧氣的氣體，污水在所述好氧區(qū)進(jìn)行硝化作用，且污水在所述缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化作用。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，每級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述生化反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有至少兩級所述反應(yīng)單元時，前一級所述反應(yīng)單元的所述好氧區(qū)的頂部與后一級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)的頂部相聯(lián)通，且前一級所述反應(yīng)單元的所述好氧區(qū)的底部與后一級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)的底部相聯(lián)通，以使相鄰兩級所述反應(yīng)單元能夠進(jìn)行水力循環(huán)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述生化反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有至少兩級所述反應(yīng)單元時，每級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)各通過一污水管單獨(dú)輸送污水，且前一級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)的進(jìn)水量大于后一級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)的進(jìn)水量；前一級所述反應(yīng)單元的所述好氧區(qū)的曝氣量大于后一級所述反應(yīng)單元的所述好氧區(qū)的曝氣量。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，最前面一級的所述反應(yīng)單元的所述好氧區(qū)的溶解氧為0.5～1mg/L，最后一級的所述反應(yīng)單元的所述好氧區(qū)的溶解氧為1.5～2.0mg/L。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置有一水泵，每級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)的污水管均與該水泵連接，且每級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)的污水管均設(shè)置有一液體流量計(jì)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述曝氣系統(tǒng)包括：氣泵；氣管，每個所述曝氣管通過一個該氣管與所述氣泵連接，且每個該氣管上設(shè)置有一個氣體流量計(jì)；以及控制系統(tǒng)，其用于控制所述氣泵進(jìn)行工作。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述沉淀池為斜管沉淀池。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述沉淀池內(nèi)設(shè)置有一泥泵，每級所述反應(yīng)單元的所述缺氧區(qū)各通過一設(shè)置有閥門的污泥管道與所述泥泵連接。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述泥泵還通過一設(shè)置有閥門的污泥管道與一污泥脫水池連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的生化反應(yīng)池內(nèi)可以設(shè)置一級或多級反應(yīng)單元，以適合于不同污水處理規(guī)模，適用性強(qiáng)，其通過使好氧區(qū)和缺氧區(qū)進(jìn)行水力循環(huán)以提高脫氮除磷效率，且各個核心反應(yīng)器可埋于地下，其占地面積小，能夠節(jié)省投資費(fèi)用，且衛(wèi)生美觀。

2、本發(fā)明采用多級反應(yīng)單元工藝時，其抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，且能夠強(qiáng)化氮、磷的去除，出水水質(zhì)好。

3、本發(fā)明的反應(yīng)單元中利用氣升原理實(shí)現(xiàn)好氧區(qū)和缺氧區(qū)的無動力內(nèi)循環(huán)，且其能夠減少好氧區(qū)的曝氣量，實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化，以降低能耗。

4、本發(fā)明可通過自動監(jiān)控進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，便于污水處理設(shè)施的長期監(jiān)管。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明低能耗強(qiáng)化脫氮一體式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

主要附圖標(biāo)記說明：

1-過濾池，11-過濾網(wǎng)；2-調(diào)節(jié)池，21-水泵，22-污水管；3-生化反應(yīng)池，31-缺氧區(qū)，32-好氧區(qū)，33-第一擋板，34-曝氣管，35-氣管，36-氣泵，37-第二擋板，38-攪拌裝置；4-沉淀池，41-泥泵，42-污泥管道；5-污泥脫水池；6-太陽能系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的一種低能耗強(qiáng)化脫氮一體式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，該低能耗強(qiáng)化脫氮一體式反應(yīng)器包括過濾池1、調(diào)節(jié)池2、生化反應(yīng)池3以及沉淀池4，各個池體的連接順序與常規(guī)的反應(yīng)器一致。參考圖1，過濾池1的內(nèi)部可以通過一過濾網(wǎng)11分隔成一進(jìn)水腔和一出水腔，農(nóng)村生活污水直接排入到進(jìn)水腔中，且污水由過濾網(wǎng)11進(jìn)行初步過濾后進(jìn)入到出水腔中，部分漂浮物及大顆粒懸浮物等殘?jiān)Ａ粼谶M(jìn)水腔內(nèi)，工作過程需要定期對過濾網(wǎng)11進(jìn)行清理。過濾網(wǎng)11可以為格柵網(wǎng)，其傾斜地設(shè)置，以使過濾池1分為上下兩個呈三角形狀的池腔，位于上面的池腔為進(jìn)水腔，且位于下面的池腔為出水腔。調(diào)節(jié)池2與過濾池1的出水腔相連通，過濾池1內(nèi)的生活污水通過出水腔進(jìn)入到調(diào)節(jié)池2內(nèi)，調(diào)節(jié)池2與常規(guī)的污水處理的調(diào)節(jié)池相同，其用于緩沖污水，并初步沉降、分離污水，以調(diào)節(jié)水質(zhì)和水速，使水質(zhì)能夠均衡一些，從而有利于下一道工序的進(jìn)行。調(diào)節(jié)池2內(nèi)的污水通過水泵21抽送給生化反應(yīng)池3，經(jīng)生化反應(yīng)池3處理后的污水排送到沉淀池4中進(jìn)行沉淀，最后處理完畢的水從沉淀池4向外排出，沉淀池4內(nèi)可以設(shè)置有液位計(jì)，以及時控制沉淀池4向外排水。優(yōu)選地，沉淀池4為斜管沉淀池。

繼續(xù)參考圖1，本發(fā)明的生化反應(yīng)池3的內(nèi)部設(shè)置有至少一級反應(yīng)單元，每級反應(yīng)單元包括缺氧區(qū)31、好氧區(qū)32、曝氣管34以及曝氣系統(tǒng)，污水從調(diào)節(jié)池2輸送到缺氧區(qū)31中，缺氧區(qū)31內(nèi)和常規(guī)生化反應(yīng)池的缺氧區(qū)一樣，其存放有污泥以通過活性污泥法對污水進(jìn)行脫氮除磷等處理。優(yōu)選地，沉淀池4內(nèi)設(shè)置有一泥泵41，每級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31各通過一設(shè)置有閥門的污泥管道42與泥泵41連接，以及時對各個缺氧區(qū)31補(bǔ)充污泥。另外，泥泵41還通過一設(shè)置有閥門的污泥管道與一污泥脫水池5連接，以通過泥泵41能夠把沉淀池4內(nèi)的污泥排送到污泥脫水池5內(nèi)，在污泥脫水池5內(nèi)脫水后的污泥再定期外運(yùn)清理。

繼續(xù)參考圖1，好氧區(qū)32的頂部與缺氧區(qū)31的頂部相聯(lián)通，且好氧區(qū)32的底部與缺氧區(qū)31的底部相聯(lián)通，以利用曝氣帶來的氣液密度差使好氧區(qū)32與缺氧區(qū)31之間能夠進(jìn)行水力循環(huán)。每級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32與缺氧區(qū)31之間可以通過第一擋板33隔開，第一擋板33的上端低于生化反應(yīng)池3的頂部，且第一擋板33的下端高于生化反應(yīng)池3的底部，從而使好氧區(qū)32與缺氧區(qū)31的頂部和底部相聯(lián)通。曝氣管34設(shè)置于好氧區(qū)32的底部，且曝氣管34高于第一擋板33的下端，以避免從曝氣管34出來的氣體從底部進(jìn)入到缺氧區(qū)31。曝氣系統(tǒng)用于為曝氣管34提供含有氧氣的氣體并帶動好氧區(qū)32內(nèi)的水體向上升起，含有氧氣的氣體可以直接采用空氣。

由于生化反應(yīng)池3的好氧區(qū)32和缺氧區(qū)31的頂部和底部同時相通，從而在對好氧區(qū)32進(jìn)行曝氣的過程中，好氧區(qū)32內(nèi)的水體越過第一擋板33的上端進(jìn)入到缺氧區(qū)31，而缺氧區(qū)31內(nèi)的水體從第一擋板33的下端進(jìn)入到好氧區(qū)32，以實(shí)現(xiàn)好氧區(qū)32和缺氧區(qū)31之間的水力循環(huán)。本發(fā)明利用氣升原理實(shí)現(xiàn)好氧區(qū)32和缺氧區(qū)31的無動力內(nèi)循環(huán)，且其能夠減少好氧區(qū)32的曝氣量，實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化，以降低能耗，并提高脫氮除磷效率。繼續(xù)參考圖1，優(yōu)選地，每級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31內(nèi)均設(shè)置有攪拌裝置38，以強(qiáng)化水力混合，從而通過氣升循環(huán)和攪拌作用保證缺氧區(qū)31內(nèi)溶解氧的濃度，以進(jìn)一步保證脫氮除磷的效率。各個缺氧區(qū)31內(nèi)可設(shè)置有溶解氧在線監(jiān)測儀器，以通過監(jiān)控溶解氧來自動調(diào)節(jié)曝氣量，從而起到節(jié)省能耗的作用。而且，本發(fā)明可以設(shè)置一級或多級反應(yīng)單元，以適合于不同污水處理規(guī)模，其適用性強(qiáng)，當(dāng)采用多級反應(yīng)單元時，其抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，且能夠強(qiáng)化氮、磷的去除，出水水質(zhì)好。另外，各個核心反應(yīng)器可埋于地下，占地面積小，以能夠節(jié)省投資費(fèi)用，且衛(wèi)生美觀。

繼續(xù)參考圖1，當(dāng)生化反應(yīng)池3內(nèi)設(shè)置有至少兩級反應(yīng)單元時，前一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32與后一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31相鄰，前一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32的頂部與后一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的頂部相聯(lián)通，且前一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32的底部與后一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的底部相聯(lián)通，以使相鄰兩級反應(yīng)單元能夠進(jìn)行水力循環(huán)。前一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32與后一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31之間可以通過一第二擋板37隔開，第二擋板37的上端低于生化反應(yīng)池3的頂部，且第二擋板37的下端高于生化反應(yīng)池3的底部，從而能夠使多級反應(yīng)單元組合在一起，前一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32內(nèi)的水體從第二擋板37的上端能夠進(jìn)入到后一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31，而后一級的缺氧區(qū)31內(nèi)的水體也能從第二擋板37的下端進(jìn)入到前一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32，以實(shí)現(xiàn)相鄰反應(yīng)單元之間的水力循環(huán)，進(jìn)一步提高對污水進(jìn)行處理的效果。

繼續(xù)參考圖1，當(dāng)生化反應(yīng)池3內(nèi)設(shè)置有至少兩級反應(yīng)單元時，每級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31各通過一污水管22單獨(dú)輸送污水，且前一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的進(jìn)水量大于后一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的進(jìn)水量，以逐級減少進(jìn)水量。例如，當(dāng)設(shè)置有兩級反應(yīng)單元時，前一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31與后一級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的進(jìn)水量可以設(shè)計(jì)為2：1。前一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32的曝氣量大于后一級反應(yīng)單元的好氧區(qū)32的曝氣量，以使反應(yīng)單元的好氧區(qū)32的溶解氧逐級增大。優(yōu)選地，最前面一級的反應(yīng)單元的好氧區(qū)32的溶解氧為0.5～1mg/L，最后一級的反應(yīng)單元的好氧區(qū)32的溶解氧為1.5～2.0mg/L，不同好氧區(qū)32的曝氣量可以實(shí)現(xiàn)不同級反應(yīng)單元液體的有效水力循環(huán)。本發(fā)明設(shè)置多級反應(yīng)單元時，可通過調(diào)節(jié)分級進(jìn)水量和曝氣量來強(qiáng)化工藝脫氮除磷效果。

繼續(xù)參考圖1，進(jìn)一步優(yōu)選地，調(diào)節(jié)池2內(nèi)設(shè)置有一水泵21，每級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的污水管22均與水泵21連接，且每級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的污水管22均設(shè)置有一液體流量計(jì)，通過水泵21能夠把調(diào)節(jié)池2內(nèi)的污水分段輸送到每級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31中，以精確控制每級反應(yīng)單元的缺氧區(qū)31的進(jìn)水量。

繼續(xù)參考圖1，進(jìn)一步優(yōu)選地，曝氣系統(tǒng)包括氣泵36、氣管35以及控制系統(tǒng)，氣泵36用于泵入空氣，曝氣管34通過氣管35與氣泵36連接，且氣管35上設(shè)置有一氣體流量計(jì)；所有的反應(yīng)單元的曝氣管34可以共用一個氣泵36?？刂葡到y(tǒng)用于控制氣泵進(jìn)36行工作控制系統(tǒng)包括PLC控制和電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，從而使本發(fā)明通過自動監(jiān)控進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，便于對污水處理設(shè)施的長期監(jiān)管。本發(fā)明還可設(shè)置一太陽能系統(tǒng)6，太陽能系統(tǒng)6把太陽能轉(zhuǎn)換為曝氣系統(tǒng)所需的電能，以降低能耗，節(jié)約成本。

前述對本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。