本发明涉及一种污水净化装置，尤其是用于河水深度净化或污水处理厂尾水深度净化用的污水处理装置。
背景技术：
目前，污水净化装置的处理结构形式多以长方形为主，各污水处理单元包括格栅间、厌氧池和人工湿地分别通过管道或者提升泵进行连接，污水在各单元中沿水平方向流过。这种长方形处理单元的结构视觉效果差，内部容易造成死角位，连接管道容易堵塞，传输距离长，需经过反复提升，耗能大，未能充分利用各单元基质层的表面微生物填料去发挥水质净化的作用。
另外，目前主流的污水净化技术以活性污泥法为主，其以活性污泥为主体向废水中连续通入空气，运行一定时间后，好氧性微生物繁殖可以形成污泥状絮凝物，利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物，然后再将污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。使用该处理方法，虽然不同程度的污水进水使用该方法的处理净化效果不同，但大部分处理后的水质仍达不到一级a的水质标准，即使出水达到一级a的标准，对于地表水环境来说依然是污染源，造成水体长期处于劣五类水水平，影响环境卫生及民众健康；其次该处理方法过分依赖微生物的作用，分解、吸附、分离全依靠微生物进行，若微生物群种出现异常，则会造成整体系统崩溃，使用存在不安定性。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种节省能源、减少死角和短流现象且净化处理效果更好的螺旋分级偶联污水净化装置。
本发明的技术解决方案是：一种螺旋分级偶联污水净化装置，包括设有进水口和出水口的池体，所述池体内由外向内梯级设置顺次连通的圆环形第一分解单元、第二吸附单元、第三分离单元和第四深度净化单元，其中第一分解单元、第二吸附单元和第三分离单元形成同心螺旋形结构，所述进水口设置在第一分解单元上，所述出水口设置在第四深度净化单元的底部上，在第一分解单元内设有藻-菌-浮水植物模块，在第二吸附单元内设有微生物填料模块，在第三分离单元内设有火山岩沸石-挺水植物模块，在第四深度净化单元内设有活性炭-沉水植物模块。
池体内从外向内梯级设置顺次连接的圆环形的第一分解单元、第二吸附单元、第三分离单元和第四深度净化单元，其中第一分解单元、第二吸附单元、第三分离单元形成同心螺旋形结构，可以利用水流的向心力，环形布水，每个单元内的进水可以螺旋流全部单元，结构死角少，能源消耗低，单元内的功能模块可以与水体进行充分接触，提高净化效率。第一分解单元内设置的藻-菌-浮水植物模块中可以形成藻类植物、好氧细菌、浮水植物共生体系，藻类植物通过光合作用利用水中的co2和氮磷等营养物质，释放出o2，好氧细菌利用水中的o2对有机物进行分解转化，生成co2和氮磷等营养物质用于藻类植物使用，形成循环，实现污水净化，浮水植物可以对藻类植物形成竞争抑制，并将大分子有机物转化为小分子有机物并固定；第二吸附单元内设置的微生物填料模块可以在表面上形成生物膜，将水中的有机物快速吸附降解，显著降低cod和氨氮、磷化物浓度，老化的生物膜还会随水流剪切剥离，为新模吸附腾出空间；第三分离单元内的火山岩沸石-挺水植物模块可以将水中的有机物转移固定在植物内，通过收割植物去除，火山岩和沸石可以起到固定植物根系的作用，其微孔还可以吸附好氧微生物进行硝化反应，将nh4+转化成气体释放；第四深度净化单元中的活性炭沉水植物模块中的活性炭作为植物的种植土，可以吸附有机物并固定沉水植物，沉水植物可以直接吸收污水中的污染物质和活性炭中吸附的营养物质，稳定水质，在净化水质的同时又可以延长活性炭的使用时间。通过前述四个处理单元中和处理净化后的水质可以稳定在五类水以上，净化效果好。
所述第一分解单元、第二吸附单元和第三分离单元的螺旋坡度分别为2％-4％。水体在三个单元内可以分别利用重力自行充分流动，既能充分利用结构面积，同时又可以保证水流的停留时间，从而提高水流与功能模块的接触时间，保证净化效果。
在第一分解单元、第二吸附单元和第三分离单元内分别设有径向的隔水墙，所述进水口、所述第二吸附单元的进水口、所述第三分离单元的进水口和所述第四深度净化单元的进水口分别沿径向隔水墙两侧交错设置，所述第一分解单元、第二吸附单元和第三分离单元的螺旋方向分别与相邻单元的螺旋方向相反。各处理单元的进水口在隔水墙两侧交错设置，污水在池体内顺次交错旋转流动，减少相邻单元出水和进水之间的距离，缩小污水传输半径，强化处理效果使水流流经整个单元内部，充分利用空间。
在所述第一分解单元、第二吸附单元和所述第三分离单元内分别设有沿隔水墙两侧交替设置的集水检修井。方便对每个单元出水口寄存的废弃物或垃圾进行收集。
在所述进水口处设有格栅井。便于过滤较大的漂浮物。
本发明的优点是：采用螺旋式结构，环形布水，引导水流在重力作用下向心旋转流动，污水传输半径小，能耗低，增加水流和处理模块单元的接触面积和接触压力，净化处理效率高，处理效果更好。
附图说明
附图1为本发明实施例的结构示意图；
附图2为本发明实施例的剖视结构图；
1、池体，2、进水口，3、出水口，4、第一分解单元，5、第二吸附单元，6、第三分离单元，7、第四深度净化单元，8、藻-菌-浮水植物模块，9、微生物填料模块，10、火山岩沸石-挺水植物模块，11、活性炭-沉水植物模块，12、隔水墙，13、第二吸附单元进水口，14、第三分离单元进水口，15、第四深度净化单元进水口，16、集水检修井，17、集水检修井，18、集水检修井，19、格栅井。
具体实施方式
实施例：
参阅图1-2，为一种螺旋分级偶联污水净化装置，包括设有进水口2和出水口3的池体1，在池体1内由外而内顺次梯级连通设置圆环形第一分解单元4、第二吸附单元5、第三分离单元6和第四深度净化单元7，其中第一分解单元4、第二吸附单元5和第三分离单元6形成同心螺旋形结构，进水口2设置在第一分离单元4上，出水口3设置在第四深度净化单元7的底部，第一分解单元4内设有藻-菌-浮水植物模块8，第二吸附单元5内设有微生物填料模块9，第三分离单元6内设有火山岩沸石-挺水植物模块10，第四深度净化单元7内设有活性炭-沉水植物模块11。
池体1内从外向内顺次梯级设置的第一分解单元4、第二吸附单元5、第三分离单元6和第四深度净化单元7，且前三个单元均为螺旋形圆环结构，引导水流的向心力，环形布水，进水顺次螺旋流经每个单元，结构死角少，能源消耗低，单元内的功能模块可以与水体进行充分接触，提高净化效率。第一分解单元4内设置的藻-菌-浮水植物模块8中可以形成藻类植物、好氧细菌、浮水植物共生体系，藻类植物通过光合作用利用水中的co2和氮磷等营养物质，释放出o2，好氧细菌利用水中的o2对有机物进行分解转化，生成co2和氮磷等营养物质用于藻类植物使用，形成循环，实现污水净化，浮水植物可以对藻类植物形成竞争抑制，并将大分子有机物转化为小分子有机物并固定；第二吸附单元5内设置的微生物填料模块9可以在表面上形成生物膜，将水中的有机物快速吸附降解，显著降低cod和氨氮、磷化物浓度，老化的生物膜还会随水流剪切剥离，为新模吸附腾出空间；第三分离单元6内的火山岩沸石-挺水植物模块10可以将水中的有机物转移固定在植物内，通过收割植物去除，火山岩和沸石可以起到固定植物根系的作用，其微孔还可以吸附好氧微生物进行硝化反应，将nh4+转化成气体释放；第四深度净化单元7中的活性炭沉水植物模块11中的活性炭作为植物的种植土，可以吸附有机物并固定沉水植物，沉水植物可以直接吸收污水中的污染物质和活性炭中吸附的营养物质，稳定水质，在净化水质的同时又可以延长活性炭的使用时间。通过前述四个处理单元中和处理净化后的水质可以稳定在五类水以上，净化效果好。
第一分解单元4、第二吸附单元5和第三分离单元6的螺旋坡度为2％-4％。在第一分解单元4、第二吸附单元5和第三分离单元6内设有径向的隔水墙12，进水口2、第二吸附单元进水口13、第三分离单元进水口14和第四深度净化单元进水口15分别沿径向隔水墙12两侧交错设置。第一分解单元4、第二吸附单元5和第三分离单元6的螺旋方向分别与相邻单元的螺旋方向相反。这样形成的进出水结构，使得进水在第一分解单元4内逆时针旋转流动，进入第二吸附单元5后又顺时针旋转流动，再进入第三分离单元6后又开始逆时针旋转流动，充分利用了现有的池体1空间，保证每个单元内水流接触时间和压力，确保功能模块的处理效果。各处理单元的进水口在隔水墙12两侧交错设置，污水在池体内顺次交错旋转流动，减少相邻单元出水和进水之间的距离，缩小污水传输半径，强化处理效果使水流流经整个单元内部，充分利用空间。相对应的在第一分解单元4、第二吸附单元5和第三分离单元6内的隔水墙12两侧分别交错设有集水检修井16、17、18。在进水口2处设有格栅井19。
引入系统的污水，按照污水处理相关规范运营，浮水及挺水植物每半年清理一次，第二吸附单元一年清理一次，池体整体排砂、排泥每半年一次。
为进一步说明本发明的有益效果，以下通过实验例数据进一步说明。
实验例1：
某污水厂尾水处理，池体1总占地面积为20000平方米，水体容量为20000m3，进水水质cod50mg/l,氨氮3.5mg/l,总磷0.1mg/l,透明度20cm，最初采用氧化塘+mbr+潜流式人工湿地+表流湿地技术其出水水质达为cod30mg/l,氨氮1.2mg/l,总磷0.05mg/l,透明度30cm，总占地面积30000平方米，总停留时间20小时；
采用本发明技术，第一分解单元4占地面积3300平方米，水流停留时间5h，采用活性藻类和凤眼莲等共生，水深约1.2m；第二吸附单元5占地面积3300平方米，停留时间5h，放置改性填料，每束间隔300mm；第三分离单元6占地面积4400平方米，停留时间5小时，采用火山岩-沸石填料种植芦苇，茭白等挺水植物；第四深度净化单元7占地面积2400平方米，水位1.5m，填充活性炭300mm厚度，种植沉水植物苦草等。其处理效果第一级出水cod32mg/l,氨氮2.5mg/l,总磷0.04mg/l,透明度20cm；第二级出水cod28mg/l,氨氮2mg/l,总磷0.035mg/l,透明度30cm；第三级出水cod20mg/l,氨氮1.2mg/l,总磷0.032mg/l,透明度35cm，经过15小时四级串联处理后，其出水水质达至cod18mg/l,氨氮1mg/l,总磷0.03mg/l,透明度60cm。
实验例2：
某农村生活污水处理，池体1总占地面积为2000平方米，水体容量为2000m3，进水水质cod150mg/l,氨氮5.5mg/l,总磷0.5mg/l,透明度10cm，最初采用氧化塘+mbr+潜流式人工湿地+表流湿地技术其出水水质达至cod45mg/l,氨氮1.2mg/l,总磷0.05mg/l,透明度40cm,总占地面积3000平方米，总停留时间20小时；
采用本发明的螺旋分级偶联污水净化装置，第一分解单元4占地面积300平方米，停留时间5h，采用活性藻类和水葫芦、浮萍等共生，水深约1.2m；第二吸附单元5占地面积300平方米，停留时间5h，放置改性填料，每束间隔100mm；第三分离单元6占地面积400平方米，停留时间5小时，采用火山岩-沸石填料种植芦苇，茭白等挺水植物；第四深度净化单元7占地面积200平方米，水位1.5m，填充活性炭300mm厚度，种植沉水植物苦草、眼子菜等。其处理效果第一级出水cod100mg/l,氨氮3mg/l,总磷0.2mg/l,透明度20cm；第二级出水cod60mg/l,氨氮2mg/l,总磷0.1mg/l,透明度30cm；第三级出水cod50mg/l,氨氮1.3mg/l,总磷0.08mg/l,透明度35cm，经过15小时四级处理后，其出水水质达至cod40mg/l,氨氮1.2mg/l,总磷0.05mg/l,透明度60cm。
实验例3：
某黑臭河道河水处理，池体1总占地面积为10000平方米，水体容量为10000m3，进水水质cod80mg/l,氨氮4mg/l,总磷0.1mg/l,透明度30cm，最初采用氧化塘+mbr+潜流式人工湿地+表流湿地技术其出水水质达至cod39mg/l,氨氮1.0mg/l,总磷0.05mg/l,透明度40cm,总占地面积15000平方米，总停留时间20小时；
采用本发明的螺旋分级偶联污水净化装置，第一分解单元4占地面积2000平方米，停留时间5h，采用活性藻类和凤眼莲等共生，水深约1.2m；第二吸附单元5占地面积2000平方米，停留时间5h，放置改性填料，每束间隔300mm；第三分离单元6占地面积3000平方米，停留时间5小时，采用火山岩-沸石填料种植芦苇，茭白、千屈菜等挺水植物；第四深度净化单元7占地面积1200平方米，水位1.5m，填充活性炭300mm厚度，种植沉水植物金鱼藻等。其处理效果第一级出水cod60mg/l,氨氮2.5mg/l,总磷0.05mg/l,透明度35cm；第二级出水cod50mg/l,氨氮2mg/l,总磷0.035mg/l,透明度38cm；第三级出水cod30mg/l,氨氮1.2mg/l,总磷0.032mg/l,透明度50cm，经过15小时四级处理处理后，其出水水质达至cod25mg/l,氨氮0.8mg/l,总磷0.03mg/l,透明度80cm。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。