本实用新型涉及水处理，特别涉及一体化污水处理装置。
背景技术：
进水水质是污水处理设施的设计依据，实际进水水质资料的缺乏，易导致设施出水不达标或设施功能得不到充分发挥，造成资源浪费。较城镇污水，农村生活污水独特的排放特征，导致其水量、水质具有明显的时空差异。时间上，污水水量和水质在一天中的不同时间段、及一年中的不同季节均有显著差异。空间上，污水排放特征因地区经济、居民生活习惯等因素也略有不同。而目前市面上的一体化设备大都固定规格，无法根据实际进水水质进行调整。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种能耗低、自动化的具有实时调节功能的一体化污水处理装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种具有实时调节功能的一体化污水处理装置，所述一体化污水处理装置包括缺氧区、好氧区、沉淀区、溶解氧仪及污泥回流单元；所述一体化污水处理装置进一步包括：
N个状态转换区，N≥2；所述状态转换区设置在所述缺氧区和好氧区之间，相邻状态转换区之间设置隔板并连通；所述污泥回流单元在所述状态转换区具有出口；
第一组阀门Si，i＝1、2…N，阀门设置在所述出口上游的管道上；
曝气单元，所述曝气单元包括曝气机和曝气器Di，i＝1、2…N，曝气器设置在所述状态转换区内；
第二组阀门Pi，i＝1、2…N，阀门设置在所述曝气器上游的管道上；
填料，所述填料分别设置在所述状态转换区内。
本实用新型的目的还在于提供了一种自动化的污水处理处理方法，该实用新型目的通过以下技术方案得以实现：
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
1.本实用新型采用调频装置控制曝气机转速，实现了根据好氧区溶解氧情况调节曝气量大小的效果，一改传统设备无论水质如何曝气量始终不变的局面，从而既保证了充氧效果又减少了不必要的动力消耗，大大提高了能源利用率；
2.本实用新型的状态转换区采用隔板隔成N个空腔，不仅避免了状态转换区缺氧环境时的短流现象，且免去了某空腔内部环境的改变对其他空腔的干扰，便于实现状态转换区功能的转变；
3.本实用新型全部自动化控制，实现了系统工况随水质变化而智能切换的功能，能够及时对来水水质进行反馈并智能调整，完全做到了无人值守且出水达标。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本实用新型实施例的一体化污水处理装置的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本实用新型实施例的具有实时调节功能的一体化污水处理装置的结构简图，如图1所示，所述一体化污水处理装置包括：
缺氧区12、好氧区5、沉淀区6、溶解氧仪26及污泥回流单元，所述污泥回流单元包括气体输出管19、液体输入管20和液体输出管21；
N个状态转换区4，N≥2；所述状态转换区设置在所述缺氧区12和好氧区5之间，相邻状态转换区之间设置隔板7并连通；所述污泥回流单元的液体输出管21在所述状态转换区具有出口；
第一组阀门Si22-25，i＝1、2…N，阀门设置在所述出口上游的管道上；
曝气单元，所述曝气单元包括曝气机3和曝气器Di14，i＝1、2…N，曝气器设置在所述状态转换区内；
第二组阀门Pi15-18，i＝1、2…N，阀门设置在所述曝气器上游的管道上；
填料13，所述填料分别设置在所述状态转换区内。
为了更好地调整曝气机的工作频率及控制阀门的开关，进一步地，所述一体化污水处理装置进一步包括：
变频器28，所述变频器的输出端连接所述曝气机；
控制模块27，所述控制模块的输入端连接所述溶解氧仪，输出端连接所述变频器、第一组阀门和第二组阀门；根据所述溶解氧仪的输出值而调整曝气机的工作频率以及控制第一组阀门和第二组阀门的开关。
为了延长污水在一体化污水处理装置内的停留时间以提升处理效果，进一步地，污水在所述缺氧区、N个状态转换区内的流动轨迹呈波浪形。
本实用新型实施例的污水处理方法，也即根据上述的一体化污水处理装置的工作方法，所述污水处理方法包括以下步骤：
(A1)溶解氧仪检测好氧区内的溶解氧值O测，从传送到控制模块；
(A2)控制模块根据阈值区间[Omin，Omax]、所述溶解氧值调整曝气机的工作频率，以及第一组阀门和第二组阀门的开关；
(A3)曝气机根据所述工作频率工作，第一组阀门和第二组阀门根据控制模块传送来的指令开或关，使得所述N个状态转换区中至少部分在好氧状态和缺氧状态之间转换，进入步骤(A1)。
为了更好地调整曝气机的工作频率，进一步地，在步骤(A2)中，调整方式为：
若O测＞Omax，降低所述曝气机的工作频率；
若O测∈[Omin，Omax]，无需调整；
若O测＜Omin，提高所述曝气机的工作频率。
为了实现状态的转换，进一步地，若提高所述曝气机的工作频率，仍然O测＜Omin，则所述指令进一步包括从缺氧状态转换到好氧状态：依次打开从好氧区到缺氧区之间各状态转换区对应的第一组阀门Si和第二组阀门Pi。
为了实现更好地处理效果，进一步地，在打开与状态转换区对应的第二组阀门Pi时，打开与该状态转换区对应的第一组阀门Si后再关闭，同时进一步提高所述曝气机的工作频率。
为了实现状态的转换，进一步地，降低所述曝气机的工作频率，仍然O测＞Omax，则所述指令进一步包括从好氧状态转换到缺氧状态：依次关闭从缺氧区到好氧区之间各状态转换区对应的第二组阀门Pi，关闭所述第一组阀门Si。
为了实现更好地处理效果，进一步地，在发出从好氧状态转换到缺氧状态的指令的同时，进一步降低所述曝气机的工作频率。
实施例2：
根据本实用新型实施例1的具有实时调节功能的一体化污水处理装置及方法的应用例。
在该应用例中，如图1所示，具有实时调节功能的一体化污水处理装置包括：
缺氧区12、好氧区5、沉淀区6和污泥回流单元；在好氧区5内安装有在线溶解氧仪26，用于测量好氧区5的溶解氧，并传送到控制模块；
状态转换区4，由4块折流板7分隔成4个空腔，即N＝4，从好氧区5到缺氧区12，依次为第一空腔8、第二空腔9、第三空腔10和第四空腔11，每个空腔和好氧区5内都填充有填料13；污水从缺氧区12到好氧区内的流动轨迹为波浪形；
曝气单元，所述曝气单元包括曝气机3、曝气器14，状态转换区4和好氧区5底部均设置有单独的曝气器14；
第一组阀门，包括第五电磁阀22、第六电磁阀23、第七电磁阀24和第八电磁阀25；液体输出管21在状态转换区的每一个空腔上部都有一个出口，且每个出口都有独立的电磁阀22-25进行控制；
第二组阀门，包括第一电磁阀15、第二电磁阀16、第三电磁阀17和第四电磁阀18，分别用于控制第一空腔8、第二空腔9、第三空腔10和第四空腔11底部的曝气器14；
电控柜2，素数电控柜内设置有控制模块27和变频器28，控制模块27控制所有电磁阀和变频器28；
硝化液回流单元29，用于将好氧区5的硝态氮输送至缺氧区12，实现脱氮效果；
曝气机1，为硝化液回流系统29和污泥回流单元供气。两个曝气机1、3的采用有效避免了变频器28对硝化液回流系统29和污泥回流单元流量的影响；
当装置处理水质为设计水质时的标准配置是状态转换区全部为缺氧状态，变频器28频率设置在30Hz，且好氧区5内的溶解氧保持在2-5mg/L，也即为阈值区间。
本实用新型实施例的污水处理方法，也即根据上述的一体化污水处理装置的工作方法，所述污水处理方法包括以下步骤：
(A1)溶解氧仪检测好氧区内的溶解氧值O测，从传送到控制模块；
(A2)控制模块根据阈值区间[Omin，Omax]、所述溶解氧值调整曝气机的工作频率，以及第一组阀门和第二组阀门的开关；
若O测＞Omax，降低所述曝气机的工作频率；仍然O测＞Omax，则将状态转换区从好氧状态转换到缺氧状态：依次关闭从缺氧区到好氧区之间各状态转换区对应的第二组阀门Pi，关闭所述第一组阀门Si，同时进一步降低所述曝气机的工作频率；如：
当好氧区溶解氧超过5mg/L并连续维持一定时间(该时间可人为设定)，如超过5小时，若之前的变频器频率为50Hz，则变频器自动下调5Hz至45Hz，曝气机转速减慢，气量减少，同时第四电磁阀关闭，第四空腔的曝气器关闭，第四空腔由好氧状态逐渐变为缺氧状态，若好氧区溶解氧仍旧超过5mg/L并连续维持时间超过5小时，则变频器自动下调5Hz至40Hz，曝气机转速减慢，气量减少，同时第三电磁阀关闭，第三空腔由好氧状态逐渐变为缺氧状态，以此类推，直至好氧区溶解氧在5小时内下降至2-5mg/L，且此时的变频器大于等于30Hz。若当变频器频率下降至30Hz时，好氧区溶解氧仍高于5mg/L且连续维持时间超过5小时，则变频器继续自动下调5Hz至25Hz，若好氧区溶解氧仍旧高于2mg/L且连续维持时间超过5小时，则变频器频率从25Hz继续自动下调5Hz至20Hz，以此类推，直至好氧区溶解氧5小时内降至2-5mg/L。
若O测∈[Omin，Omax]，无需调整；
若O测＜Omin，提高所述曝气机的工作频率，若提高所述曝气机的工作频率，仍然O测＜Omin，则将状态转换区从从缺氧状态转换到好氧状态：依次打开从好氧区到缺氧区之间各状态转换区对应的第一组阀门Si和第二组阀门Pi；第一组阀门Si打开一段时间后再关闭，同时进一步提高所述曝气机的工作频率；如：
当进水水质较之前变差时，且好氧区溶解氧低于2mg/L且连续维持一定时间(该时间可人为设定)，如超过5小时，若之前的变频器频率低于30Hz，则变频器自动上调5Hz，曝气机转速加快，气量增大，以此类推，直至好氧区溶解氧在5小时内上升至2-5mg/L，且此时的变频器小于等于30Hz。若当变频器频率上升至30Hz时，好氧区溶解氧仍低于2mg/L且连续维持时间超过5小时，则变频器自动上调5Hz至35Hz，且第一电磁阀和第五电磁阀打开，第一空腔开始由缺氧状态逐渐变为好氧状态，同时沉淀区底部的污泥回流至第一空腔，由于沉淀区污泥全部是经过好氧区训话后的污泥，虽然在沉淀区底部变为厌氧状态，但是里面仍旧有活性被抑制的好氧菌，这些被抑制的好氧菌一旦进入好氧环境，则微生物会渐渐恢复活性，加快了第一空腔内好氧菌的繁殖，第五电磁阀打开2-5分钟后关闭。若好氧区溶解氧仍旧低于2mg/L且连续维持时间超过5小时，则变频器频率从35Hz继续自动上调5Hz至40Hz，且第二电磁阀和第六电磁阀打开，第六电磁阀打开2-5分钟后关闭，好氧环境进一步扩大。若仍旧达不到效果，继续上调，以此类推，直至好氧区溶解氧5小时内增至2-5mg/L或着出现另一种情况，即变频器频率增至50Hz，且第四电磁阀和第八电磁阀打开，第八电磁阀打开3分钟后关闭。此时的功能转换区除第一空腔为缺氧环境外，其余都是好氧环境；
(A3)曝气机根据所述工作频率工作，第一组阀门和第二组阀门根据控制模块传送来的指令开或关，使得所述N个状态转换区中至少部分在好氧状态和缺氧状态之间转换，进入步骤(A1)。