本實(shí)用新型涉及一種污水生化處理裝置，具體涉及村鎮(zhèn)污水一體化處理裝置，具備結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行方便、能耗低、可長期不排泥且排泥量低的特點(diǎn)，尤其適合村鎮(zhèn)污水的處理。

背景技術(shù)：

我國污水處理發(fā)展迅猛，據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部通報(bào)，截至2014年3月底，全國設(shè)市城市、縣累計(jì)建成污水處理廠3622座，設(shè)計(jì)污水處理能力約1.53億立方米/日，較2013年年底新增約430萬立方米/日。而占我國土地總面積57.59％的廣大農(nóng)村地區(qū)則由于種種原因?qū)ζ渌廴镜闹卫硪恢辈粔蛑匾暋５陙磙r(nóng)村水環(huán)境狀況越來越惡化及社會(huì)對(duì)環(huán)境要求的逐步提高，村鎮(zhèn)污水的污染問題被越來越多的關(guān)注。

但相對(duì)于大型的城市污水處理廠，村鎮(zhèn)污水處理有其自身的特點(diǎn)，1.村鎮(zhèn)人口較少，具有分布廣而且分散，排水管網(wǎng)很不健全，因此，所選污水處理工藝宜就近單獨(dú)處理；2.村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)力量薄弱，因此，污水處理應(yīng)充分考慮造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用少、低能耗的工藝；3.村鎮(zhèn)缺乏污水處理專業(yè)人員，所選工藝應(yīng)管理簡單，維護(hù)方便。

為達(dá)到上述運(yùn)行費(fèi)用少、維護(hù)方便的目的，污泥處理方式應(yīng)重點(diǎn)考慮，剩余污泥處理成本高昂，可占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的25-65％、處理污泥可能達(dá)到全部建設(shè)費(fèi)用的20-50％，因此，污泥的減量化將對(duì)污水處理設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用的消減及維護(hù)的便利性有極大提升。

目前村鎮(zhèn)污水處理主要有活性污泥法及膜生物反應(yīng)器兩種技術(shù)路線，活性污泥法主要問題在于污泥量大，污泥處理難，脫氮處理效果不穩(wěn)定，而膜生物反應(yīng)器主要問題在于投資、運(yùn)行費(fèi)較高、運(yùn)行較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有工藝在處理村鎮(zhèn)污水時(shí)脫氮除磷效果較差、能耗較高、尤其是 污泥處理難等問題，本實(shí)用新型基于活性污泥工藝設(shè)計(jì)了一種村鎮(zhèn)污水處理一體化設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡易、低能耗、可長期不排泥且排泥量低。

一種強(qiáng)化污泥減量的一體化村鎮(zhèn)污水處理裝置，其特征在于：

裝置包括三部分，分別是生化反應(yīng)區(qū)、斜板沉淀區(qū)(E)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)，其中生化反應(yīng)區(qū)由導(dǎo)流隔板(21)分為厭氧區(qū)(A)、缺氧區(qū)(B)、好氧區(qū)(C)，好氧區(qū)前段配備曝氣設(shè)施(23)，末段無曝氣設(shè)施，為消氧區(qū)(D)，每個(gè)分區(qū)均配備放空管(2)；厭氧區(qū)(A)設(shè)有進(jìn)水口，斜板沉淀區(qū)(E)設(shè)有出水口(6)；

好氧區(qū)(C)通過布水器(7)連接斜板沉淀區(qū)(E)，斜板沉淀區(qū)(E)通過三角堰(18)出水，污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)通過泵連接厭氧區(qū)(A)，好氧區(qū)(C)通過泵連接缺氧區(qū)(B)，污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)經(jīng)由隔板孔洞(11)連通到進(jìn)水口；好氧區(qū)(C)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)具備獨(dú)立的曝氣系統(tǒng)。

進(jìn)一步，好氧區(qū)(A)在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(10)；污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)采用穿孔曝氣設(shè)施(20)，在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(9)，在曝氣支管配備調(diào)節(jié)閥(24)。

進(jìn)一步，污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)由隔板(22)分為多個(gè)分區(qū)，除末段分區(qū)外，其他分區(qū)均配備穿孔曝氣設(shè)施(20)且穿孔曝氣管高度依次降低，每個(gè)分區(qū)均設(shè)排泥管(12)。

1、基于活性污泥法AAO工藝構(gòu)成，AAO工藝成熟、運(yùn)行穩(wěn)定；2、裝置分為生化反應(yīng)區(qū)、斜板沉淀區(qū)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)，同時(shí)考慮污水處理及污泥減量化；3、生化反應(yīng)區(qū)中的厭氧區(qū)及缺氧區(qū)利用導(dǎo)流隔板創(chuàng)造混合、推流狀態(tài)，省去攪拌裝置，節(jié)約能耗；4、生化反應(yīng)區(qū)中好氧區(qū)通過隔板形成廊道，創(chuàng)造推流狀態(tài)，并在末端道設(shè)置消氧區(qū)，減低出水中氧的含量，避免污泥回流及硝化液回流中高溶解氧對(duì)生物除磷及生物脫氮的影響，優(yōu)化生物脫氮除磷效果；5、利用液位高差，使用穿孔布水器將好氧區(qū)出水導(dǎo)入斜板沉淀區(qū)，布水均勻、固液分離效果好且節(jié)約能耗；6、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)固體停留時(shí)間極長且配備曝氣裝置，剩余污泥內(nèi)源呼吸強(qiáng)烈，大大降低排泥量。7、根據(jù)污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)不同分區(qū)的污泥性狀，末段不設(shè)置曝氣設(shè)施 且前段各分區(qū)曝氣管高度依次降低，在保證污泥消化、攪拌所需曝氣強(qiáng)度的條件下節(jié)約能耗。

裝置結(jié)構(gòu)平面圖、剖面圖如附圖1，2，3所示，具體特征在于：

進(jìn)水口(1)和出水口(6)分別位于裝置主體的右側(cè)中部上端及左下部上端；裝置主要由三部分組成，分別是生化反應(yīng)區(qū)、斜板沉淀區(qū)(E)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)，其中生化反應(yīng)區(qū)由導(dǎo)流隔板(21)分為厭氧區(qū)(A)、缺氧區(qū)(B)、好氧區(qū)(C)，好氧區(qū)前段配備微孔曝氣設(shè)施(23)，末段無曝氣設(shè)施，為消氧區(qū)(E)，每個(gè)分區(qū)均配備放空管(2)；污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)由隔板(22)分為多個(gè)分區(qū)，除末段分區(qū)外，其余分區(qū)均配備穿孔曝氣設(shè)施(20)且穿孔曝氣管高度依次降低，每個(gè)分區(qū)均設(shè)排泥管(12)。沿進(jìn)水方向依次進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)(A)、缺氧區(qū)(B)、好氧區(qū)(C)、斜板沉淀區(qū)(D)，剩余污泥排入污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)。其中，厭氧區(qū)(A)、缺氧區(qū)(B)、好氧區(qū)(C)以導(dǎo)流隔板(21)進(jìn)行連接；利用液面高差將好氧區(qū)出水通過布水器(7)均勻的導(dǎo)入斜板沉淀區(qū)(E)，斜板沉淀區(qū)(E)通過三角堰(18)出水，剩余污泥通過污泥泵進(jìn)入污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)，污泥回流通過污泥泵導(dǎo)入?yún)捬鯀^(qū)(A)，硝化液回流通過潛污泵導(dǎo)入缺氧區(qū)(B)，污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)上清液經(jīng)由隔板孔洞(11)重力自流回到進(jìn)水處。好氧區(qū)(A)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)具備獨(dú)立的曝氣系統(tǒng)，好氧區(qū)(C)采用微孔曝氣(23)，在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(10)；污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)采用穿孔曝氣設(shè)施(20)，在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(9)，在曝氣支管配備調(diào)節(jié)閥(24)。

本實(shí)用新型所產(chǎn)生的一種強(qiáng)化污泥減量的一體化村鎮(zhèn)污水處理裝置的技術(shù)原理：

污水處理主要去除有機(jī)物、氮、磷等三類物質(zhì)，有機(jī)物主要通過微生物呼吸及同化作用，分別通過CO₂的揮發(fā)及剩余污泥的排放進(jìn)行去除；生物脫氮?jiǎng)t經(jīng)歷氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)形成N₂得以去除。在氨化菌作用下，有機(jī)氮首先被分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，然后在有氧狀態(tài)下，利用無機(jī)碳為碳源將NH₄⁺轉(zhuǎn)化成NO₂^-，再氧化成NO₃^-，最后在缺氧狀態(tài)下，反硝化菌將亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成N₂，其中，硝酸鹽中的氧作為電子受體，以有 機(jī)物作為電子供體，提供能量并被氧化穩(wěn)定。生物除磷則經(jīng)歷除磷菌的過量攝取磷、磷釋放、富磷污泥的排放對(duì)磷進(jìn)行去除。好氧條件下，除磷菌利用廢水中的BOD₅或體內(nèi)貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ATP，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細(xì)胞體內(nèi)；在厭氧條件下，除磷菌分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP，并利用ATP將廢水中的有機(jī)物攝入細(xì)胞內(nèi)，以聚b-羥基丁酸等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外；因?yàn)樵诤醚鯒l件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多，最后通過將多余剩余污泥排出系統(tǒng)而達(dá)到除磷的目的。

具體方法為：原水由進(jìn)水口(1)進(jìn)入裝置主體，依次經(jīng)過生化反應(yīng)區(qū)中的厭氧區(qū)(A)、缺氧區(qū)(B)、好氧區(qū)(C)，依靠液位高差通過布水器(7)均勻配水進(jìn)入斜板沉淀區(qū)(E)并由三角堰(18)出水排出；其中污泥回流及硝化液回流通過泵分別導(dǎo)入?yún)捬鯀^(qū)(A)及缺氧區(qū)(B)，剩余污泥則排入污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)，污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)上清液靠重力自流回厭氧區(qū)(A)。原水進(jìn)入裝置后首先在厭氧區(qū)(A)停留1-2h，厭氧區(qū)(A)可根據(jù)水量及攪拌推流要求通過導(dǎo)流隔板(21)進(jìn)行分區(qū)，使水流能較好形成攪拌及推流作用，其中，過流速度保持在4-6m/h可使水流能保持較好的混合、攪拌作用。厭氧區(qū)(A)主要使除磷菌進(jìn)行釋磷及一定程度水解酸化；之后同樣通過導(dǎo)流隔板(21)進(jìn)入缺氧區(qū)(B)，停留3-5h，同理，缺氧區(qū)(B)可根據(jù)水量及攪拌推流要求通過導(dǎo)流隔板(21)進(jìn)行分區(qū)，過流速度保持在4-6m/h，缺氧區(qū)(B)內(nèi)反硝化菌在利用原水中碳源的基礎(chǔ)上進(jìn)行反硝化作用，生成氮?dú)鈱?duì)氮進(jìn)行脫除；缺氧區(qū)(B)出水經(jīng)由隔板溢流至好氧區(qū)(C)，停留6-8h，其中2-3h設(shè)置為消氧區(qū)(D)，不配備曝氣設(shè)備，好氧區(qū)(C)DO控制在1.5-2.0mg/L，消氧區(qū)(D)DO維持在0.5-1mg/L，好氧區(qū)(C)主要完成BOD的降解及硝化作用，出水利用液位高差通過布水器(7)均勻?qū)胄卑宄恋韰^(qū)(E)，同時(shí)通過污水泵分別將出水回流至進(jìn)水厭氧區(qū)(A)及缺氧區(qū)(B)，其中，污泥回流比例控制在80％-100％，硝化液回流控制在200％-400％，相關(guān)回流比例需根據(jù)運(yùn)行時(shí)的水質(zhì)、水量等工藝參數(shù)調(diào)試得出。 污水進(jìn)入斜板沉淀區(qū)(E)后主要完成固液分離過程，澄清的出水通過三角堰(18)出水，斜板沉淀池利用層流原理，提高了沉淀池的處理能力；縮短了顆粒沉降距離，從而縮短了沉淀時(shí)間；增加了沉淀池的沉淀面積，從而提高了處理效率，斜板(19)高度1-1.2m，水平傾角60°。剩余污泥通過污泥泵每天排入污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)，為保證污泥的消化及盡量長時(shí)間不排泥，固體停留時(shí)間保持在50-60d，使得污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)中的剩余污泥能夠進(jìn)行充分的內(nèi)源呼吸，大大降低污泥產(chǎn)量，亦大大提高排泥時(shí)間。根據(jù)污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)不同分區(qū)的污泥性狀，末段不設(shè)置曝氣設(shè)施且前段各分區(qū)曝氣管高度依次降低，在保證污泥消化、攪拌所需曝氣強(qiáng)度的條件下節(jié)約能耗，穿孔曝氣管可保證曝氣口不易堵塞，孔徑3mm，孔間隔50mm。污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)DO控制在1-1.5mg/L，上清液通過重力自流由管道回到進(jìn)水區(qū)。好氧區(qū)(C)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)具備獨(dú)立的曝氣系統(tǒng)，好氧區(qū)(C)采用微孔曝氣(23)，在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(10)；污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)采用穿孔曝氣設(shè)施(20)，在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(9)，在曝氣支管配備調(diào)節(jié)閥(24)。

本實(shí)用新型的有益效果

1、基于活性污泥法AAO工藝構(gòu)成，AAO工藝成熟、運(yùn)行穩(wěn)定；2、裝置分為生化反應(yīng)區(qū)、斜板沉淀區(qū)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)，同時(shí)考慮污水處理及污泥減量化；3、生化反應(yīng)區(qū)中的厭氧區(qū)及缺氧區(qū)利用導(dǎo)流隔板創(chuàng)造混合、推流狀態(tài)，省去攪拌裝置，節(jié)約能耗；4、生化反應(yīng)區(qū)中好氧區(qū)通過隔板形成廊道，創(chuàng)造推流狀態(tài)，并在末端道設(shè)置消氧區(qū)，減低出水中氧的含量，避免污泥回流及硝化液回流中高溶解氧對(duì)生物除磷及生物脫氮的影響，優(yōu)化生物脫氮除磷效果；5、利用液位高差，使用穿孔布水器將好氧區(qū)出水導(dǎo)入斜板沉淀區(qū)，布水均勻、固液分離效果好且節(jié)約能耗；6、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)固體停留時(shí)間極長且配備曝氣裝置，剩余污泥內(nèi)源呼吸強(qiáng)烈，大大降低排泥量。7、根據(jù)污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)不同分區(qū)的污泥性狀，末段不設(shè)置曝氣設(shè)施且前段各分區(qū)曝氣管高度依次降低，在保證污泥消化、攪拌所需曝氣強(qiáng)度的 條件下節(jié)約能耗。

附圖說明

圖1為裝置平面圖，圖2為生化區(qū)及沉淀區(qū)剖面圖，圖3為污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)剖面圖。

1-進(jìn)水口、2-生化去排空管、3-硝化液回流管、4-生化區(qū)出水管、5-污泥回流管、6-出水管、7-布水器、8-剩余污泥管、9-污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)曝氣干管玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)、10-好氧區(qū)曝氣干管玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)、11-污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)上清液排出孔、12-污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)排泥管、13-硝化液回流管出水口、14-硝化液回流管進(jìn)水口、15-生化區(qū)出水管進(jìn)水口、16-斜板沉淀區(qū)排泥管進(jìn)泥口、17-污泥回流管進(jìn)水口、18-斜板沉淀區(qū)出水三角堰、19-斜板、20-污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)穿孔曝氣設(shè)施、21-生化區(qū)導(dǎo)流隔板、22-污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)溢流隔板、23-好氧區(qū)微孔曝氣設(shè)施、24-污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)曝氣支管調(diào)節(jié)閥門。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型通過如附圖1，2，3所示的裝置實(shí)施，總占地面積約100m²，高4.5m，取村鎮(zhèn)污水作為處理對(duì)象(pH＝6-8、COD＝250-350mg/L、NH₄⁺-N＝30-40mg/L，TN＝35-45mg/L，TP＝1-2mg/L)，原水由進(jìn)水口(1)進(jìn)入裝置主體，依次經(jīng)過生化反應(yīng)區(qū)中的厭氧區(qū)(A)、缺氧區(qū)(B)、好氧區(qū)(C)，依靠液位高差通過布水器(7)均勻配水進(jìn)入斜板沉淀區(qū)(E)并由三角堰(18)出水排出；其中污泥回流及硝化液回流通過泵分別導(dǎo)入?yún)捬鯀^(qū)(A)及缺氧區(qū)(B)，剩余污泥則排入污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)，污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)上清液靠重力自流回厭氧區(qū)(A)。原水進(jìn)入裝置后首先在厭氧區(qū)(A)停留2h，厭氧區(qū)(A)通過導(dǎo)流隔板(21)分成2個(gè)區(qū)，過流速度保持在4.5m/h。同樣通過導(dǎo)流隔板(21)進(jìn)入缺氧區(qū)(B)，缺氧區(qū)(B)通過導(dǎo)流隔板(21)分成4個(gè)區(qū)，共停留4h，過流速度保持在4.5m/h。缺氧區(qū)(B)出水經(jīng)由隔板(21)溢流至好氧區(qū)(C)，停留7h，其中2.3h設(shè)置為消氧區(qū)(D)，不配備曝氣設(shè)備，好氧區(qū)(C)DO為2.0mg/L，消氧區(qū)(D)DO維持在0.5mg/L。出水利用液位高差通過布水器(7)均勻?qū)胄卑宄恋韰^(qū)(E)，同時(shí)通過污水泵分別將出水回流至進(jìn)水厭氧區(qū)(A)及缺氧區(qū)(B)， 其中，污泥回流比為100％，硝化液回流控制為200％。利用液位高差通過布水器(7)污水進(jìn)入斜板沉淀區(qū)(E)，斜板沉淀表面負(fù)荷為2.5m³/m²h，斜板(19)高度1m，水平傾角60°。污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)分為5格，前4格配備穿孔曝氣設(shè)施(20)，第5格無曝氣設(shè)施，曝氣管高端依次降低，固體停留時(shí)間60d，DO為1mg/L，穿孔曝氣管孔徑3mm，孔間隔50mm，上清液通過重力自流由管道回到進(jìn)水區(qū)。好氧區(qū)(C)、污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)具備獨(dú)立的曝氣系統(tǒng)，好氧區(qū)采用微孔曝氣(23)，在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(10)；污泥儲(chǔ)存及消化區(qū)(F)采用穿孔曝氣設(shè)施(20)，在曝氣干管配備玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(9)，在曝氣支管配備調(diào)節(jié)閥(24)。

在該實(shí)施方式下，利用該一體化裝置出水符合《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》的一級(jí)A水質(zhì)要求，且在一年的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)并未排泥。