本发明涉及污水处理相关技术领域，具体地说是涉及一种接触氧化型小型污水处理系统。
背景技术：
在远离城市污水管网的一些地区，人们日常生活所产生的污水无法接入城市污水收集管道，因而这些生活污水需要被分别处理。在一些地区，这些污水往往未作任何处理或仅作简单的沉淀和厌氧发酵处理(化粪池)就被排入附近的河流、湖泊、排入地下或者作为灌溉用水。这一类未经过正规处理的生活污水无疑会对环境造成一定程度的污染。在一些发达国家，从五、六十年代起就已经开始重视这一类无法接入城市污水管网的生活污水的生化处理，应用各种技术的中、小型污水处理系统纷纷问世。
而在我国还没有相关的污水处理系统，使得这些未作任何处理或仅作简单的沉淀和厌氧发酵处理(化粪池)就被任意排放，造成环境的污染。
技术实现要素：
针对现有技术之不足，本发明提供了一种接触氧化型小型污水处理系统。
本发明的接触氧化型小型污水处理系统的技术方案如下：
一种接触氧化型小型污水处理系统，其包括预沉淀池、接触氧化曝气池以及曝气设备；
所述预沉淀池通过进水稳流装置与进水管相连接；
所述接触氧化曝气池通过过流管与所述预沉淀池相连通；所述接触氧化曝气池通过流量调节装置与出水管相连接；并且在所述接触氧化曝气池内设置有生物膜填料；其中，所述流量调节装置包括底部密封的管体，在所述管体的侧壁上形成有一突出部；在所述突出部上开设有限流孔，在与所述突出部相对的侧壁上设置有与所述限流孔相对的通孔，并且所述通孔的直径为所述限流孔直径的1.5倍；在安装状态下，所述突出部朝向池底；
所述曝气设备包括控制装置和与所述控制装置相连接的竖轴式机械曝气装置；所述竖轴式机械曝气装置的曝气头设置于所述接触氧化曝气池内。
本发明的接触氧化型小型污水处理系统是在总结国外众多小型污水处理系统后推出的新型处理系统，可应用于散户、别墅、农家乐、饭店或小型商业区的污水处理。一般情况下，小型污水处理系统进水的生化需氧量(bod5)的浓度在100至400mg/l之间，悬浮固体(ss)的浓度在100至400mg/l之间。使用本发明的接触氧化型小型污水处理系统可以将这二项指标降低至较低的浓度，达到国家规定的某一级的排放标准。并且，本发明的接触氧化型小型污水处理系统具有如下优点：
1.结构简单：只需二个或三个处理池就可以达到较好的污水处理效果；
2.起效快：系统启动3–4日后就能达到正常的处理水平；
3.处理效果稳定：本发明受水量波动和污染物负荷波动的影响较小，在十余日无进水的情况下，仍能在2-3日内恢复处理能力。
根据一个优选的实施方式，所述进水稳流装置包括第一三通管和第一短管；所述第一短管的一端与所述第一三通管的主管的一端相连接；在安装状态下，所述第一短管的另一端朝向池底并且端口位于液面以下，所述第一三通管的主管的另一端端口位于液面以上。
根据一个优选的实施方式，所述过流管包括第二三通管和第二短管；所述第二短管的一端与所述第二三通管的主管的一端相连接；在安装状态下，所述第二三通管的主管的另一端朝向池底且位于液面以下；所述第二短管的另一端端口位于液面以上。
根据一个优选的实施方式，所述进水稳流装置与所述过流管错位布置。
根据一个优选的实施方式，所述生物膜填料为蜂窝填料；所述蜂窝填料中蜂窝的直径为2-10厘米。
根据一个优选的实施方式，在所述接触氧化曝气池上部还设置有与所述控制装置相连接的水位传感器。
根据一个优选的实施方式，还包括池盖；在所述池盖上对应于所述预沉淀池的区域内设置有检查孔和检查孔盖；在所述池盖上对应于所述接触氧化曝气池的区域内设置有曝气池检查室，在所述曝气池检查室内设置有曝气池检查孔；在所述池盖上对应于所述流量调节装置的区域内设置有出水检查室，在所述出水检查室内设置有出水检查孔。
根据一个优选的实施方式，在所述接触氧化曝气池内还设置有一底部悬空的隔板，使得所述隔板和安装所述流量调节装置的侧壁之间形成为二次沉淀池；并且，所述二次沉淀池的池底呈倾斜状。
根据一个优选的实施方式，在所述二次沉淀池内还设置有过滤装置。
根据一个优选的实施方式，所述过滤装置包括过滤框；在所述过滤框内填充有软性纤维填料和/或弹性填料，使得在所述过滤框内形成过滤层。
与现有技术相比，本发明的接触氧化型小型污水处理系统具有如下有益效果：
本发明的接触氧化型小型污水处理系统是在总结国外众多小型污水处理系统后推出的新型处理系统，可应用于散户、别墅、农家乐、饭店或小型商业区的污水处理。一般情况下，小型污水处理系统进水的生化需氧量(bod5)的浓度在100至400mg/l之间，悬浮固体(ss)的浓度在100至400mg/l之间。使用本发明的接触氧化型小型污水处理系统可以将这二项指标降低至较低的浓度，达到国家规定的某一级的排放标准。具体的，本发明的接触氧化型小型污水处理系统具有如下优点：
1.结构简单：只需二个或三个处理池就可以达到较好的污水处理效果；
2.起效快：系统启动3–4日后就能达到正常的处理水平；
3.处理效果稳定：本发明受水量波动和污染物负荷波动的影响较小，在十余日无进水的情况下，仍能在2-3日内恢复处理能力。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是图2中a-a剖视图；
图4是图2中b-b剖视图；
图5是本发明实施例2中采用软性纤维填料的过滤装置示意图；
图6是图5中过滤层的滤层材料俯视图；
图7是图5中过滤层的滤层材料侧视图；
图8是本发明实施例2中采用弹性填料的过滤装置示意图；
图9是本发明实施例1、实施例2中流量调节装置的结构示意图；
图10是图9中c-c剖视图。
附图标记列表
10-预沉淀池，20-进水稳流装置，21-第一三通管，22-第一短管，30-接触氧化曝气池，40-过流管，41-第二三通管，42-第二短管，50-流量调节装置，51-管体，52-突出部，53-限流孔，54-通孔，60-生物膜填料，70-控制装置，80-竖轴式机械曝气装置，81-曝气头，82-驱动电机，83-吸气管，90-水位传感器，100-池盖，110-检查孔盖，120-曝气池检查室，130-出水检查室，140-隔板，150-二次沉淀池，160-过滤装置，161-过滤框，162-过滤层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的接触氧化型小型污水处理系统进行详细说明。
实施例1
如图1及图9、图10所示，一种接触氧化型小型污水处理系统，其包括预沉淀池10、接触氧化曝气池30以及曝气设备。
预沉淀池10通过进水稳流装置20与进水管相连接。当污水经由进水管和进水稳流装置20流入预沉淀池后，粗大的、比重大于水的固体颗粒杂质在重力沉淀作用下沉积在池底，比重轻于水的油、脂等污染物飘浮至液面。污水在预沉淀池中被部分去除杂质后，污水中的bod5和ss浓度被降低。
优选的，进水稳流装置20包括第一三通管21和第一短管22。第一短管22的一端与第一三通管21的主管的一端相连接。在安装状态下，第一短管22的另一端朝向池底并且端口位于液面以下，第一三通管21的主管的另一端端口位于液面以上。
通过在预沉淀池10的进水口设置如上所述的进水稳流装置20，降低进水冲击而形成的紊流，为预沉淀池提供相对稳定的沉淀条件。
在接触氧化曝气池30内设置有生物膜填料60。对于生物膜填料的选择相应考虑其结构强度、生物膜附着性和填料间的通道直径。
具体的，生物填料将会长时间装在接触氧化曝气池内，需要考虑填料的结构强度，不能发生填料长满生物膜后出现坍塌的情况；填料可以是刚性填料，或者是框架式的柔性填料，刚性填料的表面不可过于光滑，应采用生物膜易于附着的几何形状，填料内水流必须畅通，在保证处理效果的前提下，延缓填料蜂窝内发生生物膜堵塞的时间；由于小型污水处理系统属无人操作型系统，处理系统经过一段时间(6-12个月)运行后需要作正常的维护与检修，维护的程序包括清除累积的污泥和生物膜，检查系统的机电设备和控制设备，所选填料的蜂窝孔径以不发生生物膜堵塞曝气池水流通道为准则。
优选的，本实施例使用的填料是由表面有不同凹凸面组成的蜂窝填料。考虑到部分蜂窝通道被堵塞后会影响污水处理效果或引起填料块飘浮的问题，所以一般情况下，根据污水进水的浓度，蜂窝的直径可选择2-10厘米之间。
进一步的，经过一段时间的运行，孔径过小的填料块内的水流通道会被堵塞，而曝气头产生的微气泡会积聚在填料块底部，引起填料块上浮，飘浮在曝气池水面。为防止填料块飘浮，可以将其固定在接触氧化曝气池中。固定方法不限，如可以采用扎带固定填料块。
接触氧化曝气池30通过过流管40与预沉淀池10相连通。并且，进水稳流装置20与过流管40错位布置，使得预沉淀池10的进水口和出水口的位置处于斜线位置，拉长了沉淀距离，提高沉淀效果，较有效地降低进入接触氧化曝气池的污染物负荷。
优选的，过流管40包括第二三通管41和第二短管42。第二短管42的一端与第二三通管41的主管的一端相连接。在安装状态下，第二三通管41的主管的另一端朝向池底且位于液面以下；第二短管42的另一端端口位于液面以上。
通过采用上述过流管40作为污水从预沉淀池10进入接触氧化曝气池30的通道，可以防止预沉淀池10中水面的漂浮物溢流进入接触氧化曝气池30内。
另外，实际试验表明，预沉淀池10还会起到接纳部分接触氧化曝气池30内混合液中的部分悬浮固体的作用，可以降低接触氧化曝气池内的悬浮固体量。具体的，接触氧化曝气池30混合液中的悬浮固体，在混合液循环流的作用下，部分混合液会在水流推力的作用下与预沉淀池10出口处的污水发生混合与交换，部分固体进入预沉淀池10而沉淀至预沉淀池池底；曝气池混合液逐渐与预沉池中的液体交流混合，在夜间没有进水的情况下，降低预沉池中有机物浓度，降低曝气池中悬浮固体的浓度。过流管40的这一作用延缓了生物膜厚度的增长速度，延长了生物膜填料的运行周期。
并且，采用上述过流管40也可以防止厌氧气体进入接触氧化曝气池，保护曝气器电机。
曝气设备包括控制装置70和与控制装置70相连接的竖轴式机械曝气装置80。竖轴式机械曝气装置80的曝气头81设置于接触氧化曝气池30内。
优选的，控制装置70可以采用工控机或者plc控制器、控制箱等。
优选的，竖轴式机械曝气装置80可以为泵型叶轮曝气器、k型叶轮曝气器、倒伞型叶轮曝气器、倒伞型管状曝气器或者平板型叶轮曝气器。竖轴式机械曝气装置，曝气器的转动，使其在一定部位形成负压区，而吸入空气。
具体的，本实施例采用的是倒伞型管状曝气器，其包括驱动电机82、吸气管83和曝气头81。
驱动电机82与控制装置70相连接。吸气管83上部与驱动电机82相连接，下部伸入接触氧化曝气池30内。曝气头81设置在吸气管83的下端。曝气头81为管状曝气头。
曝气器运行时间的间隔控制由现场实际情况来决定，可以是连续运行模式，也可以根据情况设定为间歇式运行模式。
优选的，驱动电机82采用的是全封闭型防水电机，在洪水淹没情况下可以在一定时间段内防止水进入电机内部，电机的防水性能保护了电机内部零、部件，不易损坏。
管状曝气头在一定转速的作用下，产生微气泡曝气，提高了充氧效率，保证生物处理过程正常进行。曝气头将混合液中的固体颗粒剪切成细小的微粒，使其极易附着在生物填料表面，生成生物膜。
接触氧化曝气池30通过流量调节装置50与出水管相连接。
其中，流量调节装置50包括底部密封的管体51，在管体51的侧壁上形成有一突出部52。在突出部52上开设有限流孔53，在与突出部52相对的上侧壁上设置有与限流孔53相对的通孔54，并且通孔54的直径为限流孔53直径的1.5倍。在安装状态下，突出部52朝向池底。
本实施例的流量调节装置结构简单，但能有效地控制与调节小型污水处理系统的进水水量和有机物负荷的变化，大大降低有机物冲击负荷与水量冲击负荷对系统处理效果的影响，提高处理效果和出水水质。
流量调节装置50将排进处理系统的高峰进水量暂时截留在处理系统内，经由限流孔逐渐排出系统。调节方法就是提高处理系统内的水位和利用限流孔而控制出水流量，将高负荷进水流量转变成相对均匀的出水流量，使处理系统有效避免了高负荷冲击，保证处理效果。
进一步的，在接触氧化曝气池30上部还设置有与控制装置70相连接的水位传感器90。当接触氧化曝气池30内的液位高于水位传感器90的位置时，控制装置70可以控制水位报警器进行报警。
进一步的，还包括池盖100。在池盖100上对应于预沉淀池10的区域内设置有检查孔和检查孔盖110。在池盖100上对应于接触氧化曝气池30的区域内设置有曝气池检查室120，在曝气池检查室120内设置有曝气池检查孔。在池盖100上对应于流量调节装置50的区域内设置有出水检查室130，在出水检查室130内设置有出水检查孔。
本实施例的接触氧化型小型污水处理系统中，预沉淀池10和接触氧化曝气池30可以以单元合建，没有复杂的内部结构，安装简单快捷。
小型污水处理系统的进水特点是排水时间基本集中在早、中、晚三个时段，还必须考虑短时期停电或者住户出门旅游时无污水排入处理系统的情况。一般的小型污水处理系统不能采用日常维护和管理措施，系统的维护与保养至少以半年为一周期，所以在设计小型污水处理系统时必须考虑人们日常生活的各种情况，本实施例的接触氧化型小型污水处理系统适用于上述情况，能够在各种情况下正常运作，系统的出水水质稳定。
本实施例的接触氧化型小型污水处理系统的工作过程如下：
当污水经由进水稳流装置20流入预沉淀池10后，粗大的、比重大于水的固体颗粒杂质在重力沉淀作用下沉积在池底，比重轻于水的油、脂等污染物飘浮至液面，污水在预沉淀池10中被部分去除杂质后，污水中的bod5和ss浓度被降低；
预沉淀池10中经过预沉淀后的污水经由过流管40进入接触氧化曝气池30中，在接触氧化曝气池30内，混合液在由控制装置控制70的竖轴式机械曝气装置和生物膜填料60上生物膜的作用下被净化，具体的，混合液中的有机物被膜中的好氧细菌捕捉，大部分可生物降解的有机污染物在生物降解作用下被降解成无机物和水；在本实施例的曝气器作用下，在启动一个新的处理系统时，微生物膜能在不到一周的时间内就能生长附着在载体上，达到正常的处理效果，出水达到某排放标准；
在连续处理过程中，混合液的bod5和ss值已经在10-25ppm之间，可以不经过任何沉淀过程而排放，所以经过上述处理的污水可以经由流量调节装置50排出。流量调节装置用来调节系统出水流量的均匀性。流量调节装置50将排进处理系统的高峰进水量暂时截留在处理系统内，经由限流孔逐渐排出系统。调节方法就是提高处理系统内的水位和利用限流孔控制出水流量，将高负荷进水流量转变成相对均匀的出水流量，使处理系统有效避免了高负荷冲击，保证处理效果。
本发明的接触氧化型小型污水处理系统是在总结国外众多小型污水处理系统后推出的新型处理系统，可应用于散户、别墅、农家乐、饭店或小型商业区的污水处理。一般情况下，小型污水处理系统进水的生化需氧量(bod5)的浓度在100至400mg/l之间，悬浮固体(ss)的浓度在100至400mg/l之间。使用本发明的接触氧化型小型污水处理系统可以将这二项指标降低至较低的浓度，达到国家规定的某一级的排放标准。具体的，本发明的接触氧化型小型污水处理系统具有如下优点：
1.结构简单：只需二个或三个处理池就可以达到较好的污水处理效果；
2.起效快：系统启动3–4日后就能达到正常的处理水平；
3.处理效果稳定：本发明受水量波动和污染物负荷波动的影响较小，在十余日无进水的情况下，仍能在2-3日内恢复处理能力；
综上所述，本实施例的接触氧化型小型污水处理系统结构简单，处理效果好，在6-12个月中不需要人工维护与操作，出水水质能达到预期的排放标准。
实施例2
本实施例与实施例1相比，其主要区别在于，本实施例的接触氧化型小型污水处理系统还形成有二次沉淀池150，如图2、图3所示。
具体的，在接触氧化曝气池30内还设置有一底部悬空的隔板140，使得隔板140和安装流量调节装置50的侧壁之间形成为二次沉淀池150。二次沉淀池150的池底呈倾斜状。并且，在二次沉淀池150内还设置有过滤装置160。具体的，过滤装置130设置在流量调节装置下方。
优选的，过滤装置160包括过滤框161；在过滤框161内填充有软性纤维填料和/或弹性填料，使得在过滤框161内形成过滤层162。
优选的，过滤框161呈筒形或箱形，但不限于上述结构。另外，过滤框161可以为多层结构。筒形或箱形结构的过滤装置160安装与清洗比较方便，并且使用寿命很长。
在过滤框161内填充有软性纤维填料和/或弹性填料，使得在过滤框161内形成过滤层162。
具体的，软性纤维填料为三维软性纤维填料，其内部无序和有序的丝状结构可以提供较好的过滤三维结构。弹性填料可以采用立体弹性填料。这些填料易于生物膜附着和生长。
当然也可以选择其他填料，填料要点是密度要适中，过于紧密容易堵塞滤层，过于稀疏就不能有效地去除污染物。
为了提高出水水质，还可以增大过滤框161的过滤面积。
在接触氧化处理过程中，少量从生物膜表面脱落的大颗粒或片状的生物膜残片的比重较大，这些固体物中的大部分被曝气头剪切成小颗粒，再次附着在生物膜表面，一小部分随着混合液进入二次沉淀池150内；进入二次沉淀池150内的混合液中含有少部分生物膜残片和颗粒微小的悬浮固体，这些小颗粒悬浮固体不容易用重力沉淀的方法去除，需要采用生物过滤的方法去除这部分悬浮固体微粒，这部分悬浮固体颗粒也是bod5污染物，降低了悬浮固体浓度也就进一步降低了出水中的污染物浓度。在沉淀池中，出水中的悬浮固体发展现出二种不同的现象，混合液中的生物膜碎片密度高，很容易在快沉池中沉淀，曝气处理后的污水在这一快沉池中的水力停留时间远低于其它二沉池中的水力停留时间，所以快沉池的容积较普通二沉池小。生物膜碎片在快沉池中依靠重力很快沉淀至底部的斜面，由接触氧化池中的纵向循环流重新带入曝气池，再次进入混合液，快沉池上清液区的水中含有前述的悬浮固体微粒，这些固体颗粒较难用普通的沉淀方法去除，但可用生物过滤的方法去除。
而通过在二次沉淀池150的上部清水区内设置过滤装置160可以用来去除一部分这样的微粒。
二次沉淀池上清液流经过滤装置160的过滤层时，出水中的悬浮颗粒与生化需氧量被进一步降低；处于软性纤维填料内部的软性纤维起到了捕捉与过滤的作用，一部分悬浮固体附着在纤维上，组成了三维结构的生物膜过滤网，进一步起到了净化出水的作用，提高出水水质。经滤层处理后，出水流经最后的流量调节器排出处理系统。
流量调节装置用来调节系统出水流量的均匀性。流量调节装置50将排进处理系统的高峰进水量暂时截留在处理系统内，经由限流孔逐渐排出系统。调节方法就是提高处理系统内的水位和限流孔而控制出水流量，将高负荷进水流量转变成相对均匀的出水流量，使处理系统有效避免了高负荷冲击，保证处理效果。
三维软性纤维填料滤层在经过一段时间的运行后，逐渐增多的生物体最终将会堵塞住滤层的大部分通道，各池中的水位会同时升高。此时，控制装置根据水位传感器信号的变化会发出警报，提醒工作人员对系统进行正常的清理与维护。
本实施例的接触氧化型小型污水处理系统将具有由软性纤维填料和/或弹性填料形成的过滤层的过滤装置引入二次沉淀池，形成过滤-沉淀的新颖工艺，使处理出水在一个处理单元内完成沉淀与过滤的处理，具有体积小，减少处理系统占地、效果好、运行周期长的优点。
另外，在作正常的系统维护保养时，过滤装置不必移出池外，就在池内清洗，为现场的系统维护工作节约了大量的人力。
本实施例的接触氧化型小型污水处理系统与实施例1相比，处理效果更好，可以进一步净化水质。如表1所示。
表1
本实施例的接触氧化型小型污水处理系统其余部分与实施例1相同。
需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。