一种适用于村镇生活污水的生物处理系统的制作方法

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种村镇生活污水的生物处理系统。

背景技术：

我国农村环境综合整治正在全国范围内推广开来，对于村庄生活污水的收集处理项目遍地开花，但目前已经实施的农村生活污水处理项目存在照搬城镇污水处理的方法，选用大量的处理设备，污水处理系统的占地太大，难以运行管理，建造及运行费过高。且存在农村用地紧凑，技术人员严重配备不足，村庄经济水平低等产生极大的矛盾。

因此，目前急需一种处理能力高、运行设备少、运行维护简易操作的适用于农村污水水质、水量变化及农村技术经济现状的全新污水处理系统来改善此局面。

技术实现要素：

为了解决现有农村污水处理技术缺陷所引起的诸多问题，本实用新型提供一种特别适合村镇生活污水处理的生物处理系统的占地省、运行费用少、投资省、占地面积省、处理能力强的村镇污水处理新工艺系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种适用于村镇生活污水的生物处理系统，包括通过隔板划分的进水调节池、好氧Ⅰ区和好氧Ⅱ区、厌氧选择区以及缺氧区五个功能区，所述进水调节池与好氧Ⅰ区、好氧Ⅱ区以及厌氧选择区相邻，缺氧区位于好氧Ⅰ区、好氧Ⅱ区以及厌氧选择区边侧；五个功能区相互连通，其中，进水调节池通过管道与厌氧选择区、好氧Ⅱ区依次连通，好氧Ⅱ区上方设有引出至生物处理系统顶部的出水管；好氧Ⅰ区、好氧Ⅱ区、厌氧选择区以及缺氧区通过溢流或开孔连通。

进一步，所述进水调节池中设有污水提升泵，污水提升泵通过连接管连通至厌氧选择区与负压比例混合器相连接，负压比例混合器通过池底回泥管线连通至好氧Ⅱ区。

进一步，所述好氧Ⅰ区为L型，将好氧Ⅱ区围在其边框内，好氧Ⅱ区为倒锥体结构，池底回泥管线连通至好氧Ⅱ区池底。

进一步，所述好氧Ⅱ区上部分布有混合液气提管。

进一步，所述好氧Ⅰ区、好氧Ⅱ区、厌氧选择区和缺氧区内均设有呈阵列分布的曝气器。

进一步，所述厌氧选择区与缺氧区相邻侧设有反硝化气提管。

进一步，所述缺氧区与厌氧选择区之间设有液位控制拍门。

进一步，所述好氧Ⅰ区与好氧Ⅱ区之间通过过水孔连通；厌氧选择区→缺氧区→好氧Ⅰ区隔板高度依次降低。

进一步，所述好氧Ⅰ区和好氧Ⅱ区、厌氧选择区以及缺氧区中添有生物填料。

进一步，所述进水调节池配有液位调节器；所述曝气器通过时间继电器与液位调节器联动控制风机的启停；所述好氧Ⅱ区中设有测出水溶氧的溶氧在线监测仪。

本实用新型的特点在于：

1)该系统占地面积少(吨水占地小于0.5平)、运行能耗低(吨水处理能耗折合电耗小于0.5度电)、设备少、运行操作简单(人员配备较简单，进一步可降低运维费用)，采用间歇进水运行的方式，能够适应各种水质水量变化下的村镇生活污水处理要求，处理效率高，处理效果好，调节范围广，易于推广使用。

本实用新型生物处理系统是一种利用进水替换出水、无需容积调节，无需滗水器的CASS改良型工艺，特别适合于村镇生活污水水质、水量随时间、地理位置变化大的特点，本实用新型系统经过参数调整同时适用于其他易生化处理的有机废水，大小可以调节，灵活性高，工程建设成本低、运行维护简单费用省，对中小处理规模的适应性极强。

2)本实用新型系统投资仅为相同处理规模、水质处理系统的50％～70％，占地面积减少了40％以上，能耗降低了50％以上，运行设备数量减少了一半，因此运行维护难度也得到了极大的简化，人工成本可降低40％以上，同时系统的污水处理效率、抗冲击能力，TN、TP的去除能力较常规生化法有了极大的提高。

3)本实用新型提高TN、TP去除能力的原理是：进水时进行污泥通过回流至选择区，使聚磷菌完全释磷，同时生化反应器池体流态的设计使污泥回流与进水；曝气反应时，贮存于厌氧选择区的高碳源原水提供反硝化电子供体，两个气提回流系统与曝气反应水力联动进行保证了系统的基于水力学原理的安全自动和低设备配置带来的低能耗的特点。

本系统采用间歇进水反应的模式，选用较连续进水反应进水流量大得多的污水提升泵，有利于污水提升设备的选型与节能。

4)本实用新型采用气提器利用曝气设备富裕风量对混合液、反硝化所需原水碳源进行气提回流，根据系统工艺要求通过气阀控制回流量。

5)本实用新型的进水阶段污泥回流是通过在选择区内池底压力管末端安装负压比例混合器，实现污水与污泥同时，定比混合。当系统水量较小时或有其他特殊要求时，不利于使用负压比例混合器，再考虑采用潜水污泥泵进行强制动力回流。

6)本实用新型可适应多种进水浓度的水质要求，当进水浓度为中高浓度时，使用常规的活性污泥工艺模式，当原水浓度较低时，需在好氧区、厌氧选择区以及缺氧区反应器内安装一定体积的生物填料，使系统保持平平衡的食微比(F/M)，保证食物网与生态链的平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下在描述中的附仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型适用于村镇农村生活污水处理系统的结构功能区示意图；

图2是第Ⅰ阶段(进水排水阶段)水流流场及处理原理示意图；

图3是第Ⅱ阶段(曝气反应阶段)水流流场及处理原理示意图；

图4是第Ⅲ阶段(静沉泥水分离阶段)水流流场及处理原理示意图；

图5是进水阶段，负压比例混合器污泥回流示意图。

图中：1、进水调节池；2、污水提升泵；3、好氧Ⅰ区；4、好氧Ⅱ区；5、池底回泥管线；6、曝气器；7、负压比例混合器；8、厌氧选择区；9、混合液回流管；10、液位控制拍门；11、反硝化碳源气管；12、缺氧区；13、出水管；14、过水孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用设备、管材、管件未注明生产厂商者，均为可以通过购买其中选的常规产品。

如图1所示，一种适用于村镇生活污水的生物处理系统，包括通过隔板划分的进水调节池1、好氧Ⅰ区3和好氧Ⅱ区4、厌氧选择区8和缺氧区12五个功能区。其中，进水调节池1与好氧Ⅰ区3、好氧Ⅱ区4以及厌氧选择区8相邻，缺氧区12位于好氧Ⅰ区3、好氧Ⅱ区4以及厌氧选择区8边侧。五个功能区相互连通，其中，进水调节池1通过池底回泥管线5与厌氧选择区8、好氧Ⅱ区4依次连通，其中，进水调节池1中设有污水提升泵2，污水提升泵2通过连接管连通至厌氧选择区8与负压比例混合器7相连接，负压比例混合器7通过池底回泥管线5连通至好氧Ⅱ区4池底。好氧Ⅱ区4上方设有引出至生物处理系统顶部的出水管13；厌氧选择区8→缺氧区12→好氧Ⅰ区3隔板高度依次降低，好氧Ⅰ区3与好氧Ⅱ区4之间通过过水孔14连通；或好氧Ⅰ区3、好氧Ⅱ区4、厌氧选择区8以及缺氧区12通过溢流或开孔连通。

好氧Ⅰ区3为L型，将好氧Ⅱ区4围在其边框内，好氧Ⅱ区4为倒锥体结构，池底回泥管线5连通至好氧Ⅱ区4池底。好氧Ⅰ区3、好氧Ⅱ区4内均设有呈阵列分布的曝气器6。好氧Ⅱ区4上部分布有混合液气提管9，将混合液回流气由好氧Ⅱ区4提至缺氧区12；厌氧选择区8与缺氧区12相邻侧设有反硝化气提管11，将反硝化碳源气由厌氧选择区8提至缺氧区12。

厌氧选择区8中设有呈阵列分布的曝气器6，在靠近缺氧区12的一侧厌氧选择区8中设有反硝化碳源气管11。缺氧区12中设有呈阵列分布的曝气器6，在与厌氧选择区8之间设有液位控制拍门10。好氧Ⅰ区3与好氧Ⅱ区4之间设有过水孔14。

本系统的调节提升池、新型改良型CASS生化反应池、污泥回流系统、内回流系统、自排水系统，生化反应池各格室实现厌氧、缺氧、好氧的分区，各反应区通过高位连通器，实现混合液的推流循环状态，实现脱碳、除磷、硝化反硝化的功能，实现污水的净化处理，整个处理系统仅有提升水泵和曝气风机两个主要污水处理设备，因此运行控制简单，运行费用非常低，在同等处理能力下,可达到现有农村污水处理设施运行费用的1/3以下。

本系统为CASS的改良工艺，间歇进水排水，进水调节池的出水口连接一负压比例混合器，实现进水时污泥回流；当条件不允许时，再考虑污泥回流泵回流污泥，进水管路末端必需有防止虹吸倒流的措施。

系统采用鼓风曝气时，三个功能区(好氧Ⅰ区+好氧Ⅱ区、厌氧选择区、缺氧区)底部均安装曝气器，曝气量依次增加，好氧Ⅱ区较好氧Ⅰ区曝气量减小。其中选择区和缺氧区曝气功能为搅拌功能，曝气强度最小，2～4m³/(m2*h)，其中缺氧区曝气强度取小值，缺氧池曝气强度取大值；好氧区曝气强度根据污染物负荷和功能区分段选择合适的曝气强度，保证在当段食微比的状态下，提供足够的供氧量，末端曝气量降到最低，溶解氧浓度不高于4mg/L。

允许废水推流式流过三个功能区，三个功能区在反应阶段又相互连通形成物质循环。保证既实现必要的混合效果，更重要的是形成每个功能区所需的氧化还原环境，利于脱氮除磷及有机物的去除。

根据进水污染物的浓度及各格室的设计去除能力，考虑是否在各反应区内增加生物填料，有利于提高系统的处理能力和抗冲击能力及处理效果。

系统在运行一段时间后，根据污泥的产量及混合液的MLSS浓度(或SV)确定是否需要进行排泥，采用好氧Ⅱ区内设排泥泵排除适量沉淀浓缩污泥，或选择其他可行方式定期排除剩余污泥，以保证混合液污泥浓度在合理的范围内。

若出水要求水质一级A标准以下时，后续进入人工湿地系统，生化池间歇运行排水的特点，使湿地处于反复不断的干湿交替循环过程中，有利于较好的发挥人工湿地处理系统的处理能力和提高处理效率。

本实用新型污水处理系统为了保证在反应阶段实现缺氧与厌氧间的回流平衡，在厌氧选择区和缺氧区两个格室间的隔墙底部设计一个单向流动的液位控制拍门(或单向阀)，仅允许混合液因液位差从底部留入厌氧池，平衡液位，形成局部小回流。系统各区之间的隔板高度也可以是一样高，但留过水连通孔或连通管，孔底标高依次降低，利于水流从始端向末端。

本实用新型的另一个特点在于，为了保证系统的高效运行和提高系统的自动控制水平，较少的在线自动控制节点与反馈，需要实现较好的系统运行工况与出水水质，进水调节池配带反馈的液位调节器；曝气器通过时间继电器与液位调节器联动控制风机的启停；好氧Ⅱ区中设有测出水溶氧的溶氧在线监测仪。采用时间控制器、自控反馈程序、溶氧在线监测等高标准的自控及在线监测系统，可保证系统更有效地实现无人值守，同时保证系统的运行在较优的工况之下。

各阶段运行方式可按如下进行：

a.进水排水阶段(见图2所示)：其中箭头所指方向为水流方向，弯箭头前带“+”表示上部顶部出水，弯箭头前带“－”表示中部或底部连通出水；图中圆圈代表曝气器的布置，不同的布置密度代表不同的曝弯气强度。

图5所示，给出了负压比例混合器7结构示意图，图中显示进水阶段，负压比例混合器污泥回流情况。

当调节池液位到达最高液位时，水泵自动启动，污泥同步回流至厌氧选择池，进行厌氧释磷过程，同时在多格室和特殊的连通管设计下，沉淀后的上清液换排出反应器，系统同步。进水时间控制在1～2h。

b.曝气反应阶段(见图3所示)：进水结束后自控系统风机自动启动，进入曝气反应，形成厌氧、缺氧、好氧的反应格室，去除C、N、P。利用气提回充系统，好氧池末端硝化液与选择区污水原水按照设计流量同时回流到缺氧池前段进行反硝化反应与聚磷反应。系统在两个回流作用下实现了反应器全池体的大回流和局部小回流，有利于除磷、硝化反硝化、脱碳的高效、高水平进行，同时也减少了系统的需氧量需求。此阶段时间控制在2～3h，气水比5～7(水量按提升泵流量计)。

c.静置沉泥阶段(见图4所示)：反应阶段完成后，在时间控制器的控制下曝气反应阶段结束，污泥絮体开始下沉，泥水分离。此阶段时间控制在1～1.5h。

d.闲置阶段：在沉泥阶段完成至下一次进水开始前这段时间，是闲置时间，并且闲置时间应不小于静置沉泥阶段的时间，为系统的运行策略的灵活调整提供了可能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上列和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。