一种模块化污水处理系统的制作方法

本实用新型属于环境保护技术领域，主要涉及环境净化，具体涉及一种模块化污水处理系统及装置。

背景技术：

随着农村经济的快速发展，农民生活水平日益提高，农村生活污水排放量显著增加。目前，我国农村生活污水年排放量约为80亿-90亿吨，且呈现不断增加的趋势，但处理现状不容乐观。根据住房和城乡建设部发布的《2015年城乡建设统计公报》中的相关数据，截止2015年末，全国246.46万个行政村中仅有11.4％对生活污水进行了处理。农村生活污水未经处理直接排放，不仅会造成农村地区环境严重污染，也会加剧地区水环境的进一步恶化。以太湖地区为例，据统计由于农村生活污水直接排放而造成的污染已成为太湖水体富营养化的一个重要原因。其中，污染物贡献率中氮、磷分别达到35.3％和59.6％。由此可见，加强农村生活污水收集处理，避免因生活污水直接排放而引起的农村水体、土壤和农产品污染，确保农村水源的安全和农民身心健康，是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。

由于农村人口居住分散、人口密度低等原因，造成农村生活污水普遍存在排放量小、分散面广、水量水质波动较大的特点，也是农村生活污水处理的特点及难点，常规的城市大型污水集中处理模式无法得到有效利用。目前，常用的农村污水处理技术主要有：土地处理、生物滤池、人工湿地、氧化塘及地埋式模块化污水处理系统等。但这些技术不可避免的存在工艺复杂、占地面积大、投资高、抗冲击负荷能力差、处理效果不稳定、运行管理复杂等问题。特别是现有技术中的模块化污水处理系统设计施工周期长，系统集成度低，模块化差，不适于我国农村生活污水处理现状。

技术实现要素：

针对现有的农村污水处理方法工艺复杂、占地面积大、投资高、抗冲击负荷能力差、处理效果不稳定、运行管理复杂、处理系统设计施工周期长、系统集成度低、模块化差的技术问题，本发明提供一下技术方案予以解决：

一种模块化污水处理系统，包括调节池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池，调节池设有进水口，调节池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池依次连通；还包括滤池、消毒井、污泥池和鼓风机井；

滤池与二沉池相连通，用于进一步去除污水中悬浮物；

消毒井与滤池相连通，用于对污水进行消毒处理；

污泥池分别与消毒井、厌氧池和二沉池相连通，用于存储二沉池排放的污泥，实现污泥回流及剩余污泥排放；

鼓风机井通过输气管分别与污泥池和好氧池连通，用于向污泥池和向好氧池提供生化反应所需的氧气。

调节池包括格栅、池体、搅拌装置和出水装置，格栅安装池体内壁的进水口处，搅拌装置安装在池体内部的中心位置，出水装置包括提升泵和进水管道，提升泵安装在池底与进水管道相连。

初沉池包括池体、第一中心管、第一集水槽、和排泥泵；池体下部设置成楔形状的集水坑，第一中心管为圆柱状，第一中心管竖直设置在初沉池池体的中上部，进水管道与第一中心管连通；所述的第一集水槽设置在池体上部的池壁上且通过管道与厌氧池连通，排泥泵安装在集水坑的底部；二沉池包括池体、二沉池进水管、第二中心管、第二集水槽和排泥管，池体下部设置成V字型的集水坑，二沉池进水管两端分别与好氧池和第二中心管连通，第二集水槽设置在池体上部的池壁上且通过管道与滤池连通，排泥管安装在池体底部。

好氧池包括、曝气系统、气提系统和填料系统；曝气系统采用微孔曝气系统，微孔曝气系统包括微孔曝气器、配气管道，配气管道用于向微孔曝气器提供空气；气提装置设置在池体内部，通过管道分别与缺氧池和所述的配气管道连通；填料系统包括填料和悬挂支架，填料固定在悬挂支架上，填料的填充比例为10-20％，气提装置的回流比为200-400％。

虑池包括池体、过滤设备和反洗系统；反洗系统设置在所述的消毒井内部，包括反洗泵和反洗管路，消毒井内部还设置有消毒设备和出水管，消毒设备一端通过反洗管路与反洗泵连通，另一端与出水管连通，出水管用于将处理过的水排出。

污泥池包括池体、搅拌设备和提升装置；所述的提升装置包括回流污泥泵、剩余污泥泵、回流污泥管和剩余污泥管，回流污泥泵和剩余污泥泵均设置在池体底部，回流污泥泵通过回流污泥管与厌氧池连通，剩余污泥泵通过剩余污泥管与外部的吸污车连通，搅拌设备是指安装在池体底部的穿孔曝气管组。

鼓风机井包括池体、鼓风设备和输气管，鼓风设备设置在池体内部且通过输气管分别于所述的微孔曝气器、气提装置及穿孔曝气管组连通。

厌氧池和缺氧池内还分别安装有厌氧搅拌器和缺氧搅拌器，厌氧池内水力停留时间为1.5-2.0小时。

过滤设备为纤维转盘过滤设备，正常虑速小于10m/h。

消毒设备采用紫外线消毒设备，消毒功率不小于40W/(m³·h)。

以上技术方案和现有的模块化污水处理系统相比，具有以下技术效果：

(1)本实用新型提供的模块化污水处理系统，通过调节池和初沉池对水质进行预处理，再经过厌氧池、缺氧池的生化处理，去除污水中的氮、磷元素，通过好氧池中好氧微生物的有氧呼吸作用，将水中的有机物转化成无机物，最后通过二沉池、滤池及消毒井的深度处理，进一步降低水中的污染物浓度，技术集成度高，模块化污水处理系统完善。

(2)本实用新型提供的模块化污水处理系统，采用模块化设计，将常规污水处理的构建筑物重新优化组合形成独立的功能模块，各模块可实现提前预制，现场快速拼装，大大降低了设计施工周期，节省了建设成本。

(3)本实用新型中的各处理单元均采用模块化设计，针对不同的原水水质，设计人员可以采用不同的模块进行灵活组合，实现不同的处理目的及效果，大大提高了工作效率。

(4)本实用新型通过在好氧池添加填料有利于好痒微生物的附着，进而繁殖出大量的好痒微生物，实现了活性污泥法与生物膜法的有机结合，提高了系统脱氮除磷的效果，减小了系统占地面积，抗冲击负荷能力大大增强。

(5)本实用新型提供的模块化污水处理系统，采用的电气设备少，自动化程度高，基本可以无人值守，降低了管理成本。

附图说明

图1为本实用新型的平面结构示意图；

图2为本实用新型的剖面结构示意图；

附图上的标记为：a、调节池；b、初沉池；c、厌氧池；d、缺氧池；e、好氧池；f、二沉池；g、滤池；h、消毒井；i、污泥池；j、鼓风机井；1、格栅；2、搅拌装置；3、提升泵；4、进水管道；5、第一中心管；6、第一集水槽；7、排泥泵；8、厌氧搅拌器；9、缺氧搅拌器；10、微孔曝气器；11、配气管道；12、气提装置；13、填料；14、悬挂支架；15、二沉池进水管；16、第二中心管；17、第二集水槽；18、排泥管；19、过滤设备；20、反洗泵；21、反洗管路、22、消毒设备；23、出水管；24、回流污泥泵；25、剩余污泥泵；26、回流污泥管；27、剩余污泥管；28、穿孔曝气管组；29、鼓风设备；30、输气管。

具体实施方式

本实用新型公开了一种模块化污水处理系统，如图1，该系统包括，包括调节池a、初沉池b、厌氧池c、缺氧池d、好氧池e、二沉池f、滤池g和消毒井h，还包括污泥池i和鼓风机井j。其中，调节池a通过进水管道4与初沉池b相连通，初沉池b通过过水孔洞与厌氧池c相连，厌氧池c通过过水孔洞与缺氧池d相连，缺氧池d通过过水孔洞与好氧池e相连，好氧池e通过二沉池进水管15与二沉池f相连，二沉池f通过过水孔洞与滤池g相连，滤池g通过管道与消毒井h相连。此外，污泥池i通过排泥管18和回流污泥管26分别与二沉池f和厌氧池c相连接；鼓风机井j通过输气管30分别与好氧池e和污泥池i相连。

其中，调节池a包括池体、格栅1、搅拌装置2和出水装置，格栅1安装池体内壁的进水口处，搅拌装置2安装在池体内部的中心位置，出水装置包括提升泵3和进水管道4，提升泵3安装在池底与进水管道4相连。

调节池a主要用于调节进水量及水质变化，减少水质变化对后续处理单元的冲击；其中格栅11采用提篮式格栅1，栅隙为10mm,格栅11安装在池体进水口处，用于截留污水中较大漂流物；搅拌装置2可采用潜水搅拌器、双曲面搅拌器，用于搅动及混合池内的污水，防止泥沙沉积；提升泵4和进水管道4相连，用于将调节池a内的污水输送至初沉池b。

其中，初沉池b包括池体、第一中心管5、第一集水槽6、和排泥泵7；池体下部设置成楔形状的集水坑，第一中心管5为圆柱型的滤筒，第一中心管5竖直设置在初沉池b池体的中上部，进水管道4与第一中心管5连通；第一集水槽6设置在池体上部的池壁上且通过管道与厌氧池c连通，排泥泵7安装在集水坑的底部。

初沉池b用于去除污水中的漂浮物和悬浮物，降低后续处理模块的负荷，初沉池b型采用竖流式沉淀池，沉淀时间为0.5～2.0h。其中第一中心管5的设置，安装在距池面至少0.3m处，用于实现进水在池内均匀配置；第一集水槽6设置在池体上部的池壁上，当池体中的水位高过集水槽边沿后，进入集水槽内，经汇集后通过管道将处理后的水输送到厌氧池c内；初沉池b的下部设置成楔形集水坑，楔形状的集水坑利于污泥的收集，排泥泵7安装在集水坑底部，用于排出集水坑沉积的污泥。

其中，厌氧池c和缺氧池d内还分别安装有厌氧搅拌器8和缺氧搅拌器9，厌氧搅拌器和缺氧搅拌器使得厌氧池和缺氧池内的水体处于流动状态，能接触到更多的氧气，使得生化反应更加充分；所述的厌氧池c内水力停留时间为1.5-2.0小时，保证了生化反应的充分进行。

好氧池e包括曝气系统、气提装置12和填料系统；曝气系统采用微孔曝气系统，微孔曝气系统包括微孔曝气器10、配气管11，配气管11用于向微孔曝气器11提供空气；气提装置12设置在池体内部，通过管道分别与缺氧池d和所述的配气管11连通；填料系统包括填料13和悬挂支架14，填料13固定在悬挂支架14上，填料13的填充比例为10-20％。

好氧池e利用好氧微生物的有氧呼吸作用，将水中的有机物转化为无机物，降低污水中污染物的含量；其中曝气系统采用微孔曝气系统，用于向水体充氧，配气管道11与微孔曝气器10相连，用于向微孔曝气器10输送所需的空气。气提装置12安装在好氧池e内部，通过管道与缺氧池d连接，用于将好氧池e内硝化液回流至缺氧池d内进行反硝化脱氮。水力停留时间一般为5.0-9.0h，池形可采用方形或沟道形，填料13为软性或半软性填料，填料13的填充比例为10-20％，固定安装在悬挂支架14上，用于提供微生物附着的介质，提高池内微生物浓度，提高污水处理效果。气提装置12安装在好氧池e和缺氧池d之间，用于将好氧池e内消化液回流至缺氧池d进行反硝化脱氮，气提装置12的回流比为200-400％。

二沉池f包括池体、二沉池进水管15、第二中心管16、第二集水槽17和排泥管18，池体下部设置成V字型的集水坑，二沉池f进水管两端分别与好氧池e和第二中心管16连通，第二集水槽17设置在池体上部的池壁上且通过管道与滤池g连通，排泥管18安装在池体底部。

二沉池f利用重力的作用实现泥水分离，使混合液澄清、污泥浓缩和回流处理；二沉池f采用竖流式沉淀池，沉淀时间为1.5～4.0h，使得污泥完全沉淀；集水坑设置成V字状，利于污泥的收集，其中排泥管18安装在集水坑底部，利用重力将集水坑的污泥排放到污泥池i中。

滤池g包括池体、过滤设备19和反洗系统；反洗系统设置在所述的消毒井h内部，包括反洗泵20和反洗管路21；消毒井h内部还设置有消毒设备22和出水管23，消毒设备22一端通过反洗管路21与反洗泵20连通，另一端与出水管23连通，出水管23用于将处理过的水排出。

滤池g用于进一步去除污水中悬浮物，降低出水浊度，其中过滤设备19采用纤维转盘过滤设备，正常滤速小于10m/h，纤维转盘过滤设备能保证过滤的精度在要求范围内，同时过滤设备旋转处于动态中，避免过滤网被堵塞，影响过滤效果，反洗装置用于对过滤设备进行冲洗，防止过滤设备被堵塞。

消毒设备22采用紫外线消毒设备，消毒功率不小于40W/(m³·h)，采用紫外线消毒设备可以消除污水中绝大多数病菌，且消毒功率小，节约能源，同时不产生消毒副产物，无二次污染。

污泥池i包括池体、搅拌设备和提升装置；提升装置包括回流污泥泵24、剩余污泥泵25、回流污泥管26和剩余污泥管27，回流污泥泵24和剩余污泥泵25均设置在池体底部，回流污泥泵24通过回流污泥管26与厌氧池c连通，剩余污泥泵25通过剩余污泥管27与外部的吸污车连通，搅拌设备为空气搅拌装置，是指安装在池体底部的穿孔曝气管组28，通过输气管30与鼓风机井j相连接。

污泥池i主要用于存储二沉池f排放的污泥，实现污泥回流及剩余污泥排放。回流污泥管26与厌氧池c相连，用于将活性污泥回流至厌氧池c，补充系统微生物量。剩余污泥泵25安装在池体内，通过剩余污泥管27与外部吸污车相连，用于将剩余污泥排出。搅拌设备主要包括穿孔曝气管组28，安装在池体底部，主要利用空气搅拌污泥，防止污泥沉积及污泥中磷的释放。

鼓风机井j包括池体、鼓风设备29和输气管30，所述的鼓风设备29设置在池体内部且通过输气管30分别于所述的微孔曝气器10、气提装置12及穿孔曝气管组28连通，用于向污泥池i、气提装置12和好氧池e提供所需的空气或氧气。

具体工作方式

管网收集来的污水首先经过格栅1截留去除其中较大的漂浮物后流入调节池a内，经池内安装的搅拌装置2充分混合均匀后利用提升泵3加压后经进水管道4流入初沉池b。进水经初沉池中心管5自上而下流入池内，实现均匀布水。水流在池内自下而上运动，利用重力作用去除大颗粒悬浮物，出水向上流入集水槽6，收集后经过管道流入厌氧池c；水中悬浮物自上而下沉积在池底的集水坑中，定期利用排泥泵7排出。进入厌氧池c的污水在厌氧搅拌器8的搅拌作用下充分混合，有效防止沉积。利用水中厌氧微生物的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，提高污水的可生化性，同时厌氧环境促使微生物充分释磷，利于后续处理。厌氧池c出水经过管道进入缺氧池d，在缺氧搅拌器9的搅拌作用下充分混合，有效防止沉积。进水经池内脱氮微生物的反硝化作用，使水体中的硝态氮转化为氮气排放，从而去除污水中的氮。缺氧池d出水经过管道进入好氧池e，利用池内富集的悬浮态好氧微生物及填料13表面附着的兼氧微生物的有氧呼吸作用，使水体中的有机物转化为无机物，氨氮转化为硝酸盐，从而大大降低污水的污染物含量。同时，空气经鼓风机井j内安装的鼓风设备29加压后经输气管道30、配气管道11输送到好氧池e底部设置的微孔曝气器10，为好氧微生物生化反应提供所需的氧气。好氧池e出水分为两部分：一部分经气提装置12回流至缺氧池d，进行反硝化作用，去除水中的氮；另一部分经二沉池f进水管15流入二沉池f，进一步处理。进水经二沉池f中心管16自上而下流入池内，实现均匀布水。水流在池内自下而上运动，利用重力作用实现泥水分离，出水向上流入集水槽17，收集后经过管道流入滤池g；活性污泥自上而下沉积在池底的集水坑中，经池底排泥管18进入污泥池i。污泥池i中储存的污泥分为两部分：一部分经回流污泥泵24加压后利用回流污泥管26进入厌氧池c，补充生化系统所需的物生物；另一部分经剩余污泥泵25加压后利用剩余污泥管27进入排出。滤池g的进水经过滤设备19过滤，进一步去除水中的悬浮物，保证出水稳定达标。过滤设备19运行一段时间后利用反洗泵20 和反洗管路21自动反冲洗，保证过滤性能。滤池g出水经管道进入消毒井h，经消毒设备22消毒后利用出水管23达标排放。

本实用新型提供了一种模块化高效模块化污水处理系统及装置，技术集成度高，多个处理单元高度结合，结构紧凑，占地面积小，可有效降低投资；采用模块化设计，各模块可实现提前预制，现场快速拼装，大大降低了设计施工周期，节省了建设成本；工艺组合灵活，适用范围广，可有效应对各类水质变化，出水稳定达到一级A标准；实现活性污泥法和生物膜法等多种工艺协同处理，大大提高了系统脱氮除磷效果，抗冲击负荷能力强；电气设备少，能耗低，自动化程度高，可实现无人值守，大大降低了运行管理负担。