专利名称：中小型生活污水模块式高效终端处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模块式高效污水处理装置，尤其涉及一种可用于村镇集中居 住区、分散社区、流动性工地等生活污水处理的中小型模块式高效终端处理装置。
背景技术：
当前，随着国家对环境保护和生态平衡问题的重视，农村集中居住区、具流动性质 的工地、城市较分散社区等没有被集中污水处理厂覆盖到区域生活污水的处理逐渐被纳入 到污水总体框架中，这些地区污水处理设施的建设也逐步展开。一般来说，传统的分散型生 活污水工艺包括化粪池、人工湿地、氧化塘、滴滤床等，其设计主要着眼于低投资、低能耗等 方面。这些传统技术处理效率较低，对污水水质、水量的波动适应性差，出水水质也波动较 大。且由于某些区域诸如农村集中居住区生活污水中N、P元素含量较高，强调低能耗的传 统技术难以强化对N、P元素的去除。与以上技术配套的设备普遍采用钢筋混凝土池体，占地面积较大，设备或部件大 多固定安装，不便于移动和更换。传统设计方式导致了工程设计、安装、调试整个周期冗长， 对污水水源的适用性也较差。另外这些设施普遍存在自动化程度低、需不定期维护等弱点。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题是避免上述技术及其设计方式的不足和弱点，提供 一种主要结构模块化、可移动、占地面积小、自动化程度高、出水效果好、处理效率高的终端
处理装置。本中小型生活污水模块式高效终端处理装置主要包括兼氧区、接触氧化与膜分离 区、清水区、设备区。兼氧区内部设弹性填料模块架构，下部设排泥管、布水管，上部设出水 布水管。接触氧化与膜分离区内部设组合填料模块架构和柱式膜模块架构及底部曝气系 统，曝气系统由供风管路和分布于整个接触氧化与膜分离区底部的微孔曝气盘组成。清水区包括锯齿形出水堰、清水区本体及整装置出水管。设备区设于清水区下部空间内，其右上部为电气控制系统，设备区自上向下分别 排列膜抽吸及反冲洗系统、风机、进水泵。膜抽吸及反洗系统一端接柱式膜模块架构上端集 水管，另一端接至清水区下部。风机出口与接触氧化区供风管路相连。进水泵进口接整装 置进水管及接触氧化与膜分离区混合液回流管，进水泵出口接兼氧区进水管。整装置顶部设顶盖，可打开进行内部检修或模块安装、取出。 所述弹性填料模块架构由某种弹性填料及不锈钢框架组成，所述组合填料模块架 构由某种组合填料及不锈钢框架构成，所述柱式膜模块架构由某种高集成柱式膜组件群及 不锈钢框架组成，高集成柱式膜组件内部设某种中空纤维膜丝，膜丝壁上分布的微孔孔径 约0. 1 μ m，柱式膜组件上端盖设集水管，下端盖内部设微孔曝气器及外部进气管。所述膜抽吸及反洗系统由自吸泵与四个电磁阀组成的抽吸及反洗管路组成。本中小型生活污水模块式高效终端处理装置整体结构一体式，可地埋、可置于地 上。其动力系统使用太阳能电池及常规电双电源，天气晴好时太阳能收集系统将光能转化 为电能储存于电池系统，动力系统依靠电池内储存的电能工作，仅阴雨天气需使用常规电 源。本实用新型的优点在于该中小型生活污水模块式高效终端处理装置是一种特别 适合于分散型生活污水快速、高效处理的新型装置。该装置将活性污泥法、生物膜法、MBR 技术整合为一体，分离效果好，处理效率高，出水可达国标生活污水一级B甚至一级A标准。 该装置可实现工业化制作，无需现场安装，内部主要构件模块式设计，可随时更换。该装置 运行实现全自动控制，无需专人看管。另外由于整合了太阳能技术，该装置对常规电能的依 赖性低，运行成本低廉。一体式结构更便于移动和运输，可随污水水源灵活调整。
图1是本中小型生活污水模块式高效终端处理装置整体结构示意图图2是本中小型生活污水模块式高效终端处理装置柱式膜组件结构及膜抽吸及 反洗系统示意图图中1_兼氧区，2-接触氧化与膜分离区，3-清水区，4-设备区，5-弹性填料模 块架构，6-不锈钢框架，7-弹性填料，8-组合填料模块架构，9-不锈钢框架，10-组合填 料，11"柱式膜模块架构，12-高集成柱式膜组件，13-锯齿形出水堰，14-整装置出水管， 15-风机，16-进水泵，17-膜抽吸及反洗系统，18-流量计，19-供风管路，20-整装置进水 管，21-混合液回流管，22-兼氧区进水管，23-曝气系统，24-管路支架，25-微孔曝气盘， 26-兼氧区布水管，26-排泥管，28-兼氧区出水至接触氧化与膜分离区布水管，29-装置顶 盖，30-柱式膜组件下端盖，31-柱式膜组件进气管，32-柱式膜组件上端盖，33-柱式膜组件 集水及反冲洗管，34-中空纤维膜丝，35-不锈钢框架，36-电磁阀1，37-电磁阀2，38-电磁 阀3，39-电磁阀4，40-自吸泵，41-装置进水管电磁阀。
具体实施方式
如图所示，本实用新型一中小型生活污水模块式高效终端处理装置分兼氧区1、 接触氧化与膜分离区2、清水区3、设备区4四个主要部分。兼氧区1内设弹性填料模块架构5及底部排泥管27、布水管26、出水至接触氧化 与膜分离区2的布水管28，弹性填料模块架构5由不锈钢框架6及固定于框架上的弹性填 料7组成。接触氧化与膜分离区2内部分设组合填料模块架构8和柱式膜模块架构11、曝气 系统23。其中组合填料模块架构8由不锈钢框架9及固定于框架上的组合填料10组成，柱 式膜模块架构11由不锈钢框架32及固定于框架内的高集成柱式膜组件12组成，曝气系统 23由供风管路19和分布于整个接触氧化与膜分离区底部的微孔曝气盘25组成，微孔曝气 盘25通过管路支架24固定。高集成柱式膜组件12内部由某种中空纤维膜丝34、下端盖30、上端盖32构成。中 空纤维膜丝34壁上分布的微孔孔径约0. 1 μ m，组件上端盖32设集水及反冲洗水管33，组件下端盖30内设微孔曝气器并设进气管31，进气管31接供风管路19。清水区3包括锯齿形出水堰13、清水区本体及整装置出水管14。设备区4设于清水区3下部空间内，其右上部为电气控制系统，设备区自上向下分 别排列膜抽吸及反冲洗系统17、风机15、进水泵16。膜抽吸及反洗系统17 —端接柱式膜模 块架构上端集水及反冲洗水管33，另一端接至清水区3下部。风机15出口与供风管路19 相连。进水泵16进口接整装置进水管20及接触氧化与膜分离区混合液回流管21，进水泵 16出口通过兼氧区1进水管22接至兼氧区布水管26。整装置顶部设顶盖29，可打开进行内部检修或模块安装、取出。本中小型生活污水模块式高效终端处理装置的工作主要机理本模块式高效终端处理装置的工作原理基于活性污泥法、生物膜法、MBR三种技术 的整合，通过整合技术的生化作用，对污水中的有机物、N、P进行降解、转化，降低其含量，通 过膜的高效物理过滤作用，将大分子可溶性物质、细菌和胶体、污泥等截留于膜外从而得到 水质较好的水。本中小型生活污水模块式高效终端处理装置的工作过程1、进水泵16经进水管20、管路22抽吸废水及并通过布水管26将其均勻布水至兼 氧区1，同时部分接触氧化区内污泥与废水的混合液也通过进水泵16的抽吸沿同一管路进 入兼氧区1，其回流量可通过管道上的阀门调节。在兼氧环境下，通过分布于兼氧区1内弹 性填料7上的生物膜及区域内处于慢速沉降状态的悬浮污泥对原废水中的有机物进行初 步降解、转化，将某些大分子、难降解有机物质转化为易降解、小分子形态以利于后续接触 氧化段的高效运行，该区域同时完成回流混合液的反硝化过程。2、兼氧区1底部设排泥管27，据装置内污泥浓度高低情况定期排泥。3、兼氧区1经初步降解、转化的后的废水通过布水管28均勻出水自流入接触氧化 与膜分离区2。风机通过底部微孔曝气盘25将空气以无数细小气泡形态释放，向废水中提 供充足溶解氧，同时气泡上升的搅拌作用使整个区域内的污泥与废水完全混合并处于悬浮 状态，附着于组合填料10上的生物膜及悬浮于废水中的污泥成为微生物的优良载体，并由 于出水时柱式膜组件12的高效物理过滤作用，使得活性污泥被截留于反应器内从而可维 持较高的污泥浓度。上述有利于维持较高微生物浓度、活性的条件使微生物能够高效的发 挥其生化作用，大部分有机污染物得以去除。另外氨氮在好氧环境下被转化为硝态氮，为最 终将氮去除，将此区内硝态氮浓度较高的废水部分回流至兼氧区完成氮的反硝化过程。4、装置的出水是通过自吸泵40对设于接触氧化与膜分离区2内的柱式膜组件12 抽吸完成的，出水时电磁阀37、39自动打开、电磁阀36、38自动关闭形成向清水区4的出水 管路。抽吸作用使中空纤维膜丝34内形成负压，由于膜丝内外存在压差从而可使外部的水 顺利通过膜壁，而大分子物质、细菌和胶体、污泥等粒径大于中空纤维膜丝34壁上微孔径 的物质则被截留下来，于是可保证较好的出水水质。5、出水过程间歇操作，工作周期10分钟，其中(40) 8分钟抽吸出水，2分钟停泵。抽 吸出水期间，柱式膜组件下端盖30内微孔曝气器释放的细碎气泡及由此形成的上向水流， 不断对膜丝表面进行冲刷，可降低膜外污泥阻力；停泵期间，底部微孔曝气器仍处于工作状 态，形成的细碎气泡在上升过程中随着水压减小而膨胀产生爆裂对膜丝产生连续的震动和 摩擦去除掉附着在膜丝外壁的菌团黏液和杂物，减轻膜丝污染，提高膜组件的出水量。为保证中空纤维膜丝34长期高效运行，除出水间歇操作外，每12小时膜反洗系统工作一次以较彻底的清除粘附于膜丝外壁上的杂物。反洗时，电磁阀36、38自动打开、电磁 阀37、39自动关闭形成清水区向膜组件的通路，自吸泵抽吸清水区的水通过此通路反向进 入膜组件并在中空纤维膜丝内壁上形成水压，促使水自内向外流出膜丝的形成反冲洗去除 壁外附着的污泥等杂物。必要时可在反冲洗时向清水区注入化学清洗剂以提高清洗效果。6、上述所有设备启停、阀门开关等动作均由电气控制系统自动控制，通过PLC程 度设定，整个系统运行时间、周期也可调整。除了受PLC控制外，膜抽吸及反洗系统系统、进水泵、进水电磁阀等启停动作同时 受设于兼氧区1、接触氧化与膜分离区2、清水区4内的液位计控制，液位计预设高低液位， 高液位启动，低液位停泵。上述装置实现形式等说明是非限定性的，在不脱离本实用新型总体思路框架下的 变动及修改，均属本实用新型保护范围之列。
权利要求一种中小型生活污水模块式高效终端处理装置，主要由兼氧区(1)、接触氧化与膜分离区(2)、清水区(3)、设备区(4)四个部分组成。其特征是兼氧区(1)内设弹性填料模块架构(5)及布水管(26)、(28)、底部排泥管(27)。接触氧化与膜分离区(2)内部设组合填料模块架构(8)和柱式膜模块架构(11)、曝气系统(23)。清水区(3)包括锯齿形出水堰(13)、清水区本体及整装置出水管(14)。设备区(4)设电气控制系统、膜抽吸及反冲洗系统(17)、风机(15)、进水泵(16)。膜抽吸及反洗系统(17)一端接柱式膜模块架构上端集水及反冲洗水管(33)，另一端接至清水区(3)下部。风机(15)出口与供风管路(19)相连。进水泵(16)进口接整装置进水管(20)及接触氧化与膜分离区混合液回流管(21)，进水泵(16)出口通过兼氧区(1)进水管(22)接至兼氧区布水管(26)。
2.根据权利要求(1)所述的中小型生活污水模块式高效终端处理装置，其特征在于 弹性填料模块架构(5)由不锈钢框架(6)及固定于框架上的弹性填料(7)组成。
3.根据权利要求(1)所述的中小型生活污水模块式高效终端处理装置，其特征在于 组合填料模块架构(8)由不锈钢框架(9)及固定于框架上的组合填料(10)组成。
4.根据权利要求(1)所述的中小型生活污水模块式高效终端处理装置，其特征在于 柱式膜模块架构(11)由不锈钢框架(35)及固定于框架内的高集成柱式膜组件(12)组成。 高集成柱式膜组件(12)内部由中空纤维膜丝(34)、下端盖(30)、上端盖(32)构成。中空纤 维膜丝(34)壁上分布的微孔孔径约0. 1 μ m，组件上端盖(32)设集水及反冲洗水管(33)， 组件下端盖(30)内设微孔曝气器并通过进气管(31)接供风管路(19)。
5.根据权利要求(1)所述的中小型生活污水模块式高效终端处理装置，其特征在于 曝气系统(23)由供风管路(19)和分布于整个接触氧化与膜分离区底部的微孔曝气盘(25) 组成，微孔曝气盘(25)通过管路支架(24)固定。
6.根据权利要求(1)所述的中小型生活污水模块式高效终端处理装置，其特征在于 接触氧化区与膜分离区(2)至兼氧区(1)设混合液回流管(21)，借助进水泵(16)的动力将 接触氧化与膜分离区(2)的混合液经兼氧区(1)进水管(22)回流至兼氧区(1)并通过布 水管(26)均勻布水。
7.根据权利要求(1)所述的模块式高效终端处理装置，其特征在于模块式高效终端 处理装置顶部设顶盖(29)，可打开进行内部检修或模块安装、取出。
8.根据权利要求(1)所述的中小型生活污水模块式高效终端处理装置，其特征在于 膜抽吸及反洗系统(17)由电磁阀(37)、(38)、(39)、(40)及配套管路通过PLC自动控制构 成，反洗时清水区为反洗水源。
9.根据权利要求(1)所述的中小型生活污水模块式高效终端处理装置，其特征在于 模块式高效终端处理装置具有太阳能电池系统和常规电源双电源，两种电源可自由切换。
专利摘要本实用新型涉及一种可用于村镇集中居住区、分散社区、流动性工地等生活污水处理的中小型模块化高效终端处理装置。它设兼氧区、接触氧化与膜分离区、清水区、设备区。兼氧区内设弹性填料模块架构、布水管、排泥管；接触氧化与膜分离区内设组合填料模块架构、柱式膜模块架构、曝气系统、回流管；清水区设出水堰；设备区设电气控制系统、膜抽吸及反冲洗系统、风机、进水泵，进水泵接进水管及混合液回流管，风机与曝气系统相连，膜抽吸及反冲洗系统两端分接柱式膜模块架构出水管及清水区下部，装置设顶盖。该装置使用整合高效生化技术，处理效率高，出水效果好，一体式结构、模块化设计，安装、维护、移动便捷，全自动控制，对常规电能依赖性低。
文档编号C02F3/30GK201660524SQ20092028439
公开日2010年12月1日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者孙祥, 徐进, 朱健, 王福祥, 韩敏 申请人:苏州市德健环保工程有限公司