一种预制混凝土结构的污水处理装置及处理方法与流程

本发明涉及一种污水处理装置及处理方法，更具体地说，是一种适用于处理农村分散式生活污水的预制混凝土结构的污水处理装置及处理方法。

背景技术：

农村水环境的不断恶化，引起了国家和地方政府的高度重视。各地方政府开展了大批的农村污水治理工程，有效的遏制了农村水体进一步污染，有些地方还制定了新的村庄污水处理排放标准，对出水水质要求更为严格。随着政府对农村水环境整治力度的不断提升，建成了大量分散式污水处理设施的，存在的问题也暴露出来。

农村生活污水处理常用工艺多采用好氧生物处理工艺，这种工艺适用于小量污水处理的好氧生物处理工艺主要有生物接触氧化、生物滤池、生物转盘、序批式反应器(SBR)等。我国农村生活污水处理应用较多的好氧生物处理工艺是生物接触氧化法。生物接触氧化工艺对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下仍能保持良好的处理效果，对于水量不均匀的农村生活污水处理更具有实际意义。然而对于农村生活污水来说生物接触氧化工艺的投资和运行费用偏高，所以此工艺适合于我国南方及东部城市化速度快、比较富裕的农村推广应用。

人工湿地污水处理工艺是20世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术。由于它能有效地处理多种多样的废水，如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、地面径流雨水等，且能高效地去除有机污染物，氮、磷等营养物，重金属，盐类和病原微生物等多种污染物。具有出水水质好，氮、磷去除率高，运行维护管理方便，投资及运行费用低等特点，近年来获得迅速的发展和推广应用。由于人工湿地工艺受季节变化影响较大，气温的降低会影响人工湿地的正常运行，低温对有机物和氨氮的去除影响是比较明显的，特别是对氨氮的去除，因此人工湿地适用于我国南方平均气温较高的农村处理生活污水，而对于北方寒冷地区的农村来说则不太适合。

现阶段缺少一种结构简单，便于维护和管理，建设周期短，适用于农村的分散式生活污水处理设备。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种预制混凝土结构的污水处理装置，本发明将膜分离技术和生物处理技术集于一体，提升了出水水质，强化了预处理功能，降低了膜污染速率，节省了用地和建设成本，提升了装置的管理效率。

为实现上述技术目的，本发明的具体技术方案为：

本发明旨在提供一种预制混凝土结构的污水处理装置，该装置包括预处理模块1、主处理模块2和设备模块3；所述预处理模块1包括外壳A；外壳A内设有隔板5，将所述预处理模块1分为沉淀池6和调节池7；所述沉淀池6设有粗格栅8、浮渣挡板9和配水堰10；所述调节池7设有提升泵11；所述沉淀池6和调节池7通过配水堰10上的管路相连通；主处理模块2包括外壳B1，外壳B1内设有细格栅13、排泥泵14和膜组件15，所述膜组件15包括膜箱16、穿孔管17、吹扫口18和膜架19；所述设备模块3设有抽吸泵20、鼓风机21和控制单元22。

更具体地，本发明提出了所述外壳A的一端设有进水管23，另一端设有提升管24和溢流管A25；所述外壳B1的一端通过提升管24与预处理模块1中的提升泵11相接，另一端设有曝气管26、产水管27、排泥管28和溢流管B29；所述抽吸泵20通过产水管27与所述膜箱16相接，所述鼓风机21通过曝气管26与所述穿孔管17相接，所述排泥管28一端与排泥泵14相接，另一端穿过外壳A到达所述沉淀池6。

更具体地，本发明提出了所述外壳A和外壳B1，由壳体30，底座31和顶盖32组成，所述顶盖上设有检查孔33。

更具体地，本发明提出了所述膜箱16中采用可单片拆卸的平板膜。

更具体地，本发明提出了所述穿孔管17开孔斜向下45°，在所述穿孔管17的末端设有吹扫口18。

更具体地，本发明提出了所述控制单元22为网络控制器，该网络控制器包括无线传输模块，可以通过无线网络实时监控设备运行状态，该网络控制器还能够接受移动终端或远程固定终端主动发送的命令，包括程序修改、程序控制和参数调整。

更具体地，本发明提出了1个预处理模块1可配套1-3个主处理模块2，可根据水量的波动灵活增加或减少主处理模块2的数量；所述外壳A和外壳B1，包括其组件都为预制混凝土构件，可模块化快速拼接。

更具体地，本发明提出了一种根据上述之一的预制混凝土结构的污水处理装置的处理方法，包括如下步骤：

步骤一：待处理的污水通过进水管依次流至预处理模块的沉淀池、调节池，进行预处理后，再通过提升泵引至主处理模块内，经过主处理模块的生物降解后，由产水泵排出；主处理模块中的污泥浓度超过10000mg/L时，利用排泥泵将剩余污泥排至沉淀池，沉淀池中的污泥应每3个月清掏一次；步骤二：主处理模块工作时序为进水阶段-沉淀阶段-曝气阶段-沉淀阶段-曝气阶段-产水阶段，每个阶段可根据水质和水量条件单独设定，循环进行；进水阶段是指利用提升泵将污水由调节池输送至主处理模块的过程；曝气阶段是指鼓风机开启通过曝气管路和穿孔管向主处理模块输送氧气的过程；产水阶段是指在开启鼓风机的同时开启产水泵，将水排出主处理模块的过程；沉淀阶段是指鼓风机和产水泵都停止运行的阶段；

步骤三：在步骤二中，在进水阶段和产水阶段，如果没有到达设定时长，就已经出现了淹水或膜组器抽空的现象，水位传感器会将信号传至控制单元，停止提升泵或产水泵的运行，直接进入下一阶段；产水阶段产水泵每运行时间8分钟应停止时间2分钟。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1.本发明采用了SMBR工艺，将膜分离技术和生物处理技术集于一体，用膜组件代替传统的二沉池，实现泥水分离。与传统A/O,A2/O等生物处理工艺相比节省了大量土地资源，并提升了出水水质。

2.本发明了强化了预处理功能，通过设置两级格栅、浮渣挡板、配水堰等措施，提升了装置的抗负荷冲击能力，降低了膜污染速率，同时利用排泥泵将剩余污泥排入沉淀池中，无需单独建设储泥池，节省了用地和建设成本。

3.本发明的预处理模块和主处理模块外壳，包括其组件都为预制混凝土构件，生产周期短，安装方便，可大大缩短施工周期，同时一个预处理模块可配套1-3个主处理模块，可根据水量的波动灵活增加或减少主处理模块的数量。

4.本发明采用可单片拆卸的平板膜，清洗时从膜箱顶部将膜片逐一拆卸，清洗后再将膜片装回，清洗过程方便快捷，可节省在线清洗设备的投资成本。

5.本发明采用的控制单元为网络控制器，该网络控制器包括无线传输模块，可以通过无线网络实时监控设备运行状态，该网络控制器还能够接受移动终端或远程固定终端主动发送的命令，包括程序修改、程序控制和参数调整。大幅提升了装置的管理效率。

6.本发明采用的穿孔管开孔斜向下45°，预防污泥堵塞穿孔管，同时，在穿孔管末端设有吹扫口，防止穿孔管堵塞时，管路内压力过大造成损害。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明具体实施例的结构示意图。

图中：

1预处理模块；2主处理模块；3设备模块；4外壳A；5隔板；6调沉淀池；7调节池；8粗格栅；9浮渣挡板；10配水堰；11提升泵；12外壳B；13细格栅；14排泥泵；15膜组件；16膜箱；17穿孔管；18吹扫口；19膜架；20抽吸泵；21鼓风机；22控制单元；23进水管；24提升管；25溢流管A；26曝气管；27产水管；28排泥管；29溢流管B；30壳体；31底座；32顶盖；33检查孔；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，本发明的一种预制混凝土结构的污水处理装置，分为预处理模块1、主处理模块2、设备模块3三部分，一个预处理模块1可配套1-3个主处理模块2，可根据水量的波动灵活增加或减少主处理模块2的数量。

预处理模块1和主处理模块2分别由一个立方体的外壳A 4和外壳B 12构成。

外壳A 4和外壳B 12均由壳体30、底座31、顶盖32组成，顶盖32上还设有可供检修和设备吊装的检查孔33。壳A 4和外壳B 12包括其组件都为预制混凝土构件，可快速安装。

现对每个模块结构说明如下：

预处理模块1被隔板5分为了沉淀池6和调节池7，沉淀池设有拦截大粒径污染物的粗格栅8，防止浮渣油脂等悬浮污染物进入调节池的浮渣挡板9和配水堰10，调节池设有提升泵11。

预处理模块1一端设有污水流入的进水管23，另一端设有连通提升泵11和主处理模块2的提升管24和防止淹水的溢流口A 25。

主处理模块2的一端设有防止淹水的溢流口B 29，内部设有进一步拦截小粒径污染物的细格栅13，排泥泵14和膜组件15，排泥泵14通过排泥管28将剩余污泥运输至沉淀池。

膜组件15包括可完成泥水分离的膜箱16、有曝气充氧和气擦洗作用的穿孔管17、防止穿孔管堵塞损坏管路和设备的吹扫口18和膜架19。

设备模块3内设有抽吸泵20、鼓风机21和控制单元22，抽吸泵20通过产水管27将处理完成的水从膜箱16中抽出，用于回用或排放，鼓风机21通过曝气管路26和穿孔管17将空气输送至主处理模块2中。

控制单元22可以控制提升泵11、排泥泵14、鼓风机21、抽吸泵20的启停，同时通过无线网路将设备的运行参数上传至服务器存储，另外还可通过手机、PC等终端向设备下达命令。

本发明一种预制混凝土结构的污水处理装置污水流动路径具体说明如下：

生活污水经进水管23进入预处理模块1，在通过粗格栅过滤掉大粒径的污染物后流入在沉淀池6，比重较重的无机物沉淀到池底，比重较轻的浮渣等漂浮物被浮渣挡板9拦截，随后通过配水堰10进入调节池7，在调节池7短暂停留后，被提升泵11通过提升管23输送至主处理模块2中，在主处理模块2中，污水通过细格栅13进一步去除中的小粒径污染物后，流入活性污泥中，通过鼓21风机间歇启停，为活性污泥营造一个好氧-厌氧交替变化的环境，促进不同类群的微生物生长和代谢，同时降解和去除水中的污染物，最后，处理完成的水通过抽吸泵20和膜组件15完成泥水分离，将污泥留在主处理模块2中，而处理后的水可通过产水管27回用或排放。

本发明的上述一种预制混凝土结构的污水处理装置的处理方法包括如下步骤：

待处理的污水通过进水管依次流至预处理模块的沉淀池、调节池，进行预处理后，再通过提升泵引至主处理模块内，经过主处理模块的生物降解后，由产水泵排出。主处理模块中的污泥浓度超过10000mg/L时，利用排泥泵将剩余污泥排至沉淀池，沉淀池中的污泥应每3个月清掏一次。

主处理模块工作时序为进水阶段-沉淀阶段-曝气阶段-沉淀阶段-曝气阶段-产水阶段，每个阶段可根据水质和水量条件单独设定，循环进行。进水阶段是指利用提升泵将污水由调节池输送至主处理模块的过程；曝气阶段是指鼓风机开启通过曝气管路和穿孔管向主处理模块输送氧气的过程；产水阶段是指在开启鼓风机的同时开启产水泵，将水排出主处理模块的过程；沉淀阶段是指鼓风机和产水泵都停止运行的阶段。

在步骤2中，在进水阶段和产水阶段，如果没有到达设定时长，就已经出现了淹水或膜组器抽空的现象，水位传感器会将信号传至控制单元，停止提升泵或产水泵的运行，直接进入下一阶段；产水阶段产水泵每运行时间8分钟应停止时间2分钟。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。