本實用新型涉及一種污水凈化裝置，具體涉及一種適合村鎮(zhèn)地區(qū)的高效脫氮的無動力污水凈化裝置。

背景技術(shù)：

我國農(nóng)村地區(qū)在由于居民居住分散,能源緊缺,在對生活污水處理上面的技術(shù)選擇限制型較大。但是，隨著環(huán)境污染形勢日益嚴(yán)峻，農(nóng)村生活污染物處理的必要性也凸顯出來。目前，農(nóng)村地區(qū)目前處理生活污水主要是用沼氣池、化糞池、生活污水凈化池、人工濕地進(jìn)行處理。

近年來，農(nóng)村生活污水處理在技術(shù)上也取得了不少進(jìn)展，如中國專利“CN201510426543”公開了一種用于小城鎮(zhèn)污水處理的人工濕地污水預(yù)處理的方法，具體步驟為：污水經(jīng)格柵池攔截處理后進(jìn)入生物選擇區(qū),然后進(jìn)入生物反應(yīng)區(qū)，活性污泥降解生活污水中的各種污染物,之后在混凝區(qū)投加絮凝劑進(jìn)行混凝,混凝后在沉淀區(qū)進(jìn)行沉淀,最后污水進(jìn)入人工濕地進(jìn)行深度處理,該實用新型提高了系統(tǒng)的耐沖擊能力，適合在小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)波動較大的環(huán)境使用；又如中國專利“CN201510353294”提供了一種用于農(nóng)村生活污水處理的新型生物濾池，包括有池體，池體內(nèi)設(shè)有多組并列的過濾單元，每個過濾單元包括有曝氣混合區(qū)，曝氣混合區(qū)兩側(cè)分別設(shè)有生物過濾區(qū)，兩個生物過濾區(qū)的外側(cè)分別設(shè)有清水出水區(qū)；池體上開有與曝氣混合區(qū)聯(lián)通的進(jìn)水口以及與清水出水區(qū)聯(lián)通的出水口。該實用新型適用于用地緊張，而且要求出水水質(zhì)嚴(yán)格的地區(qū)。

然而，我國的生活污水凈化處理起步較晚，現(xiàn)有的生活污水凈化處理系統(tǒng)仍存在一些問題，在無動力的情況下，污水凈化裝置前段污水濃度大，微生物濃度高，而污水凈化裝置后半段污水濃度低，相應(yīng)微生物濃度低，裝置的處理效率前段高后段低，降低了裝置后段的容積利用率。而且，由于裝置后半段污水中有機碳濃度低，不能達(dá)到微生物脫氮的要求，導(dǎo)致污水脫氮效率低，出水總氮含量難以達(dá)標(biāo)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型在于提出一種高效脫氮的無動力污水凈化裝置，該裝置對污水實行合理布流，使污水的有機碳按照微生物脫氮除磷的需求在整個凈化裝置中進(jìn)行分配，并且根據(jù)生物脫氮除磷生化過程的需 要，使污水反復(fù)經(jīng)過厭氧-好氧-兼氧的過程，保證了污水中含氮污染物的去除效果。同時，本裝置還通過污泥合理分配，平衡了整個裝置中的微生物濃度，提高了裝置的容積利用率，整個處理過程不消耗動力，非常適合能源缺乏的農(nóng)村地區(qū)使用。

為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種高效脫氮的無動力污水凈化裝置，包括三級處理單元，每級處理單元均包括位于單元底部的厭氧處理區(qū)和位于單元上部的復(fù)氧區(qū)，每級處理單元的厭氧處理區(qū)均設(shè)有填料，所述第一級處理單元的厭氧處理區(qū)設(shè)有彈性填料或者軟性填料，第二、三級處理單元的厭氧處理區(qū)設(shè)有生物活性填料或生物懸浮填料；厭氧處理區(qū)和復(fù)氧區(qū)通過分區(qū)隔板隔開，所述分區(qū)隔板的末端設(shè)有污水過流孔；第一、二處理單元的復(fù)氧區(qū)均設(shè)有污水導(dǎo)流管與下一級處理單元的厭氧處理區(qū)連通；第一單元的厭氧處理區(qū)的底部前端有污水進(jìn)水管接入，位于裝置外的污水進(jìn)水管上設(shè)有具有布流作用的布水支管，所述布水支管以2％-5％的坡度與第二、三級處理單元的厭氧處理區(qū)相連，污水能夠在有一定坡度的布水支管內(nèi)實行自動布流。

進(jìn)一步地，所述第一、二級單元的厭氧處理區(qū)末端底部設(shè)有污泥溢流孔；所述污泥溢流孔位于第一、二級處理單元的厭氧處理區(qū)末端并靠近池底，厭氧處理區(qū)底部的污泥通過污泥溢流孔溢流至下一級處理單元。

進(jìn)一步地，所述布水支管的管徑不得大于污水進(jìn)水管的15％，其中布水支管在第二、三級處理單元的布水支管數(shù)的比例位于1.5-2之間；污水隨著呈一定坡度的布水支管無需動力的自動分流入第二、三級處理單元的厭氧處理區(qū)中，根據(jù)所需處理污水量的大小分配布水支管的數(shù)量。

進(jìn)一步地，各級復(fù)氧區(qū)頂部開放，污水與空氣充分接觸；所述復(fù)氧區(qū)的污水底部鋪設(shè)碎石，并在復(fù)氧區(qū)設(shè)有濾料或種有去污植物，提高污水去污效果。

進(jìn)一步地，各級復(fù)氧區(qū)中間部位設(shè)有隔板，所述隔板一端與復(fù)氧區(qū)末端相連接，另一端與復(fù)氧區(qū)前端留有空隙；復(fù)氧區(qū)利用隔板讓污水形成回流廊道，污水從污水過流孔進(jìn)入復(fù)氧區(qū)繞過隔板從污水導(dǎo)流管流向下一級處理單元的厭氧處理區(qū)，增加污水的流通路徑，增加污水與氧氣的接觸時間，促進(jìn)兼氧與好氧反應(yīng)的進(jìn)行。

進(jìn)一步地，所述第三級處理單元的復(fù)氧區(qū)末端設(shè)有排水管，凈化后的水從排水管排出。

進(jìn)一步地，該裝置中第一、二、三級處理單元所占的容積百分比分別為40％-50％、25％-30％、25％-30％，根據(jù)微生物以及有機碳的數(shù)量合理分配三級處理單元的容積大小，提高了裝置的容積利用率。

進(jìn)一步地，該凈化裝置中各級處理單元的厭氧處理區(qū)和復(fù)氧區(qū)的容積之比位于1.5-2.5之間，厭氧處理區(qū)需要更多的容積中來沉降污水中的污泥。

本實用新型的有益效果是：

(1)在本實用新型中，充分利用了污水中原有的有機物，通過布水支管合理的布流，將其通入到污水反硝化的區(qū)域即厭氧處理區(qū)，為污水反硝化過程提供了充分的有機碳，保證了污水脫氮的效果；同時通過布水支管實現(xiàn)了污水原水和微生物菌群的重新分布，有效避免了該裝置后段處理部分的微生物濃度較低的現(xiàn)象的發(fā)生，有效解決了微生物濃度低處理能力降低的問題，使得裝置內(nèi)污水處理能得到有效平衡，提高了裝置總體的容積利用效率，提高了污水脫氮的能力。

(2)在本實用新型中，沉降在上一級處理單元中攜帶微生物的污泥將通過污泥溢流孔流入下一級處理單元，既防止了上一級處理單元中污泥的過量堆積，也豐富了下一階段的微生物菌群，提高了后續(xù)單元污水處理的效率，平衡了污水處理能力。

(3)在本實用新型中，各級處理單元形成微生物種群各有不同，針對的污染物降解特性也不同，污水經(jīng)過各級單元反復(fù)的厭氧-兼氧-好氧過程的處理后，各種有機物均能得到有效去除，處理效果良好。

(4)在本實用新型中，整個過程無需外加動力，靠污水自流和有一定坡度的布水支管的分流來自動控制污水的布流效果，降低了能耗，使得運行成本低。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種高效脫氮的無動力污水凈化裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的一種高效脫氮的無動力污水凈化裝置的俯視圖。

圖中：11、第一級處理單元的厭氧處理區(qū)；12、第二級處理單元的厭氧處理區(qū)；13、第三級處理單元的厭氧處理區(qū)；21、第一級處理單元的復(fù)氧區(qū)；22、第二級處理單元的復(fù)氧區(qū)；23、第三級處理單元的復(fù)氧區(qū)；3、分區(qū)隔板；4、污水進(jìn)水管；5、布水支管；6、污水導(dǎo)流管；7、污泥溢流孔；8、隔板；9、排水管；10、污水過流孔。

具體實施方式

為了使實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步闡述。

在本實施例中，參閱圖1-2，一種高效脫氮的無動力污水凈化裝置，包括三級處理單元，每級處理單元均包括位于單元底部的厭氧處理區(qū)和位于單元上部的復(fù)氧區(qū)，每級處理單元的厭氧處理區(qū)均設(shè)有填料，所述第一級處理單元的厭氧處理區(qū)11設(shè)有彈性填料或者軟性填料，第二、三級處理單元的厭氧處理區(qū)設(shè)有生物活性填料或生物懸浮填料；厭氧處理區(qū)和復(fù)氧區(qū)均通過分區(qū)隔板3隔開，所述分區(qū)隔板3的末端設(shè)有污水過流孔10，厭氧處理區(qū)的污水通過污水過流孔10進(jìn)入復(fù)氧區(qū)中；第一、二級處理單元的復(fù)氧區(qū)均設(shè)有污水導(dǎo)流管6與下級處理單元的厭氧處理區(qū)連通；第一級處理單元的厭氧處理區(qū)11的底部前端有污水進(jìn)水管4接入，位于裝置外的污水進(jìn)水管4上設(shè)有具有布流作用的布水支管5，布水支管5以3％的坡度與第二、三級處理單元的厭氧處理區(qū)相連通；所述第三級處理單元的復(fù)氧區(qū)23末端設(shè)有排水管9，凈化后的水從排水管9排出。

作為本實用新型的一種優(yōu)化方案，所述第一、二級單元的厭氧處理區(qū)末端底部設(shè)有污泥溢流孔7；所述污泥溢流孔7位于第一、二級處理單元的厭氧處理區(qū)的末端并靠近池底；優(yōu)選污泥溢流孔7孔徑不大于10mm，若污泥溢流孔7孔徑過大，會導(dǎo)致污泥過多的進(jìn)入下一級處理單元，從而影響了處理效果。

作為本實用新型的一種優(yōu)化方案，所述污水進(jìn)水管4管徑大于100mm；所述布水支管5的管徑不大于污水進(jìn)水管4管徑的15％，污水能夠在有一定坡度的布水支管5內(nèi)實行自動布流，其中布水支管5在第二、三級處理單元的布水支管數(shù)的比例為2；污水隨著呈一定坡度的布水支管5無需動力的自動分流入第二、三級處理單元的厭氧處理區(qū)中，根據(jù)所需處理污水量的大小分配布水 支管數(shù)；如果布水支管5管徑過大，會造成第二、三級處理單元的厭氧處理區(qū)的污水過量，從而影響污水處理效果。

作為本實用新型的一種優(yōu)化方案，各級復(fù)氧區(qū)頂部開放，增加了污水與氧氣的接觸幾率；各級復(fù)氧區(qū)的污水底部鋪設(shè)碎石，并在復(fù)氧區(qū)設(shè)有濾料或種有去污植物，提高污水去污效果。

作為本實用新型的一種優(yōu)化方案，各級復(fù)氧區(qū)中間部位設(shè)有隔板8，所述隔板8一端與復(fù)氧區(qū)末端相連接，另一端與復(fù)氧區(qū)前端留有空隙；復(fù)氧區(qū)利用隔板8讓污水形成回流廊道，污水從污水過流孔10進(jìn)入復(fù)氧區(qū)繞過隔板8從污水導(dǎo)流管6流向下一級處理單元的厭氧處理區(qū)，增加了污水的流通路徑，增加污水與氧氣的接觸時間，促進(jìn)兼氧與好氧反應(yīng)的進(jìn)行。

作為本實用新型的一種優(yōu)化方案，所述第三級處理單元的復(fù)氧區(qū)23末端設(shè)有排水管9，凈化后的水從排水管9排出。

作為本實用新型的一種優(yōu)化方案，該凈化裝置的總?cè)莘e為10-50m³，適合在農(nóng)村的生活污水處理，該裝置中第一、二、三級處理單元所占的容積百分比分別為40％、30％、30％，按照微生物的數(shù)量合理分配容積的大小，提高了容積利用率。

作為本實用新型的一種優(yōu)化方案，該凈化裝置中各級處理單元的厭氧處理區(qū)和復(fù)氧區(qū)的容積之比為2，厭氧處理區(qū)需要更多的容積中來沉降污水中的污泥。

本實用新型在使用中時，污水通過污水進(jìn)水管4進(jìn)入該裝置，先在第一級處理單元的厭氧處理區(qū)11進(jìn)行生化處理，同時污水中的固態(tài)污染物沉降到第一級處理單元底部；經(jīng)過厭氧處理之后，污水通過污水過流孔10進(jìn)入該單元的復(fù)氧區(qū)21，該單元的復(fù)氧區(qū)21的隔板8將該區(qū)分割為較長的流動廊道，使得污水繞著隔板8流動，增加了污水與氧氣接觸的時間；在該區(qū)中，污水與氧氣充分接觸，污水與微生物發(fā)生兼氧和好氧反應(yīng)，將污水中的含氮污染物氧化為硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮；在第一級處理單元的復(fù)氧區(qū)21反應(yīng)完成之后，污水通過污水導(dǎo)流管6流入第二級處理單元的厭氧處理區(qū)12，在該區(qū)域中，污水進(jìn)水時的一部分污水由于水力學(xué)作用將通過布水支管5直接流入該區(qū)域，這增加了該區(qū)域有機碳的含量，該區(qū)的微生物與經(jīng)過硝化的污水在此區(qū)進(jìn)行反硝化反應(yīng)，由于布水支管5布流過來的污水原水將為反應(yīng)提供充分的碳源，使反硝化反應(yīng)進(jìn) 行更加徹底，大大提高了污水中氮的去除效率；經(jīng)過此段反應(yīng)后，污水將再次流經(jīng)第二級處理單元的復(fù)氧區(qū)22，增加水中的溶解氧，同時將污水中少部分未去除的氮在此區(qū)再次進(jìn)行硝化過程，之后再進(jìn)入第三級處理單元使得污水的處理效果進(jìn)行強化，進(jìn)一步提高了污水中氮的去除效果，最后在第三級處理單元的復(fù)氧區(qū)23經(jīng)過過濾后通過排水管9排出該凈化處理裝置。

其中，由于污水原水污染物濃度較大，且污水中還有大量可沉淀物質(zhì)，在污水第一、二級處理單元中微生物將大量生長，形成大量污泥，這部分污泥在該單元累積到一定數(shù)量后將通過污泥溢流孔7流入下一個單元，這些多余的污泥在減少本單元微生物數(shù)量的同時也將會增加下個單元的微生物數(shù)量，同時通過布水支管5實現(xiàn)了污水原水和微生物菌群的重新分布，有效避免了該裝置后段處理部分的微生物濃度較低的現(xiàn)象的發(fā)生，有效解決了微生物濃度低處理能力降低的問題，并為后階段的反硝化反應(yīng)提供足夠的有機碳，使得裝置內(nèi)污水處理能得到有效平衡，提高了各個單元的處理效率，使得裝置內(nèi)污水處理得到有效平衡，從而增加了整個裝置的容積利用效率。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。