多级河道污水处理系统及方法与流程

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及多级河道污水处理系统及方法。

背景技术：

随着城市的发展，人口越来越集中，许多城市的河道被生活污水所污染，且由于城市河网自身流动性小，河道水系不贯通，尤其是河床的提高，阻水瓶颈的出线，河道淤积严重，造成水体自净能力偏弱，仅通过生态系统种植浮床植物等方法难以恢复。目前，对于大中城市河流污染的处理方法一般是在河边上建设处理系统，因城市河道污水程度严重，动植物都无法生存，因此只有当城市河道污染到一定程度后，将河水提升至该系统处理后回排至河道。采用这种方法处理河流污水，不仅污水处理系统占用土地、建设成本高，而且进行污水处理时，需要用泵先将河流污水经水管抽至污水处理系统中，进行处理后处理后的水再经水管排放至河流中，处理效率低，对全河流域进行净化时尤为显著。而采用通过泵抽吸到污水处理厂的方法，不仅由于污水处理厂远离河道，造成管道铺设的困难，而且耗能大，而且一些中小城市或县区没有污水处理厂，无法对污染后的城市内河进行有效的治理。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有在城市河道边上建设污水处理系统，建设难度大成本高，处理效率低，还存在二次污染问题，目的在于提供多级河道污水处理系统及方法，所述多级河道污水处理系统是一种一体化便于移动的综合污水处理设备，便于存储、运输和管理，使用时只需要将一个或多个上述污水处理设备投入待处理河水区域内，通过兼氧、好氧生物技术处理、以及沉淀多级综合处理，获得净化水呈喷泉状喷出，又可促进区域水体循环流动，发挥良好的净化效果，有利于降低成本、保障城市河道水质提高。

本发明通过下述技术方案实现：

多级河道污水处理系统，包括依次连接的底座、筒体和顶盖；所述筒体内部沿轴向由上至下通过第一隔板和第二隔板依次分隔为兼氧处理腔、好氧处理腔和沉淀腔，所述兼氧处理腔、好氧处理腔和沉淀腔依次连通，所述沉淀腔内设有絮凝剂；所述筒体上还设有进水管和排水管，所述进水管用于将河水导入兼氧处理腔，所述排水管用于将沉淀腔内的净化水排出。

将污水处理设备的整体设置为筒体结构，有利于平衡其受水流作用，且由于城市河道自身河水流动性小，可保证整体结构在水体内相对稳定安置；且整体结构便于存储、运输和管理，使用时只需要将一个或多个上述污水处理设备投入待处理河水区域内，通过兼氧、好氧生物技术处理、以及沉淀多级综合处理，获得净化水呈喷泉状喷出，又可促进区域水体循环流动，发挥良好的净化效果，有利于降低成本、保障城市河道水质提高。

优选地，所述兼氧处理腔内设有溢流管，所述溢流管轴向一端穿过第一隔板与好氧处理腔连通，且溢流管与第一隔板的接触面密封固定。

兼氧处理腔作为一级处理段，发挥主要的河水净化作用；通过设置溢流管可增加待处理河水在兼氧处理腔内的停留时间，保障河水中大分子有机物与兼氧生物填料的充分接触、充分反应；被净化的河水由溢流管流入好氧处理腔内进一个处理。

优选地，所述第二隔板上设有开口槽，且所述开口槽上连接设有折流板，所述折流板位于沉淀腔内，所述好氧处理腔和沉淀腔依次通过开口槽和折流板上的通道连通。

将好氧处理腔与沉淀腔主要通过这折流板通道连通，由好氧处理腔进一步处理的河水流经折流板时，由于流向改变，流速减慢，既有利于促进水中杂质沉淀，又可防止水流较大对沉淀腔内进行沉淀分离后的河水形成较大的冲击，影响最终排出水的净化质量。

优选地，所述折流板包括依次首尾连接的三个挡板，且沿水流方向，所述三个挡板所在平面与水平线的夹角依次为α＝45°，β＝20°，γ＝70°。

通过设置各挡板的倾斜角度，可保障河水在好氧处理腔内有足够的停留时间并促进水中杂质的沉淀，同时还需要保障水流顺畅，防止在折流板处水流过小，降低净化效率。

优选地，所述兼氧处理腔和好氧处理腔内侧壁上均设有网筐，所述兼氧处理腔的网筐内填充有兼氧型生物填料，所述好氧处理腔的网筐内填充有好氧生物填料；所述好氧处理腔的侧壁上还设有曝气管，所述曝气管用于通过鼓风机将河道水面上方空气通入好氧处理腔内；所述曝气管的出气端位于网筐的下方且设有微孔曝气器；所述筒体的顶部设有排气管，所述排气管用于连通兼氧处理腔内液面上部空间与河道水面上部大气环境。

设置曝气管及微孔曝气器主要用于保障好氧处理腔内对含小分子杂物的河水进一步净化处理提供充足的氧气；将兼氧型生物填料和好氧生物填料设置于网筐内，即可保障兼氧型生物填料和好氧生物填料与河水充分接触、以及体积膨胀，保障大分子有机物与生物膜充分反应，以及形成一定的硫化状态，同时，将其限制在网筐空间内，保障溢流管顺利排水，及便于更换处理。同时设置排气管用于排放兼氧型生物填料在处理污水时产生的废气，同时还用于将好氧处理腔内的多余空气排出。

优选地，所述筒体上设置至少两个进水管所述进水管的进水端位于筒体的底部，若干进水管均匀分布于筒体的侧壁上。

由于河道底部的河水含氧量少，污染物多，通过将进水管的进水端设于筒体底部，主要用于抽取河道底部的河水进行净化，保障对河道污水的充分净化处理；同时抽取河道底部的水进行净化，再将净化水由河水表面喷出，有利于形成垂直循环流过程，促进表层水体与底层水体交换，改善微生态环境，强化水体自净能力，短期内改善水质。同时采用若干净水管沿筒体周向分布，同时净水，可对兼氧处理腔内被溢流管截留的河水形成强大的搅动作用，与兼氧生物膜充分反应，最后经溢流管排出。

优选地，所述排水管包括主管和分支管，主管通过多通管路分配器与分支管连通；所述分支管依次穿过第二隔板、第一隔板和筒体的顶部、并延伸穿出顶盖几何中心处；所述顶盖为半球形壳体，所述分支管沿顶盖的几何中心为基点伸展呈辐射状分布设于顶盖上，且位于顶盖上的分支管上均设有喷头。

通过设置主管及分支管排水管及，将分支排水管辐射状分布设置于顶盖上，净化水呈喷泉状喷涌而出，即可促进净化水与空气充分接触，促进溶氧量，同时还可形成景观，便于河道两旁行人观赏。

优选地，所述底座为充气式浮垫，所述充气式浮垫的充气嘴通过充气管旁通接于曝气管上。

将底座设为充气式浮垫，在需要移动所述污水处理筒体整体设备时，只需要向充气式浮垫内充气，利用充气浮垫的浮力作用来平衡筒体整体设备结构的重力，便于工作人员移动整个污水处理设备系统。

优选地，所述污水处理系统还包括控制系统，所述控制系统包括液位传感器和控制终端，所述液位传感器用于实时检测兼氧处理腔、好氧处理腔和沉淀腔内液位信息，并传送至控制终端；所述控制终端用于依据兼氧处理腔和好氧处理腔内液位高度控制进水管上的电机和阀门的运作、以及曝气管上的电机和阀门的运作；控制终端依据沉淀腔内液位高度控制排气管上的电机和阀门的运作；所述控制终端还用于控制充气管上阀门的运作以及充气式浮垫的排气阀的运作。

基于上述多级河道污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：

步骤a，将安装有底座的筒体置于待处理河道水中，且确保顶盖位于河水面上方；

步骤b，进水：通过进水管将河道废水导入兼氧处理腔内；

步骤c，兼氧处理：河道河水与兼氧生物填料充分接触，将河水中的大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，废气由排气管排出；

步骤d，好氧处理：经兼氧处理腔处理的河水通过溢流管进入好氧处理腔内，在曝气管的曝气作用下，通过好氧生物填料处理，进一步将剩余污染物质除去；

步骤e，沉淀：经好氧处理腔处理河水通过开口槽和折流板流入沉淀腔内进行沉淀；

步骤f，排水：沉淀腔内上部净化水依次通过排水主管、排水支管和喷头从顶盖上部喷出。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明提供了一种多级河道污水处理系统及方法，将污水处理设备的整体设置为筒体结构，有利于平衡其受水流作用，将污水处理设备的整体设置为筒体结构，有利于平衡其受水流作用，且由于城市河道自身河水流动性小，可保证整体结构在水体内相对稳定安置；且整体结构便于存储、运输和管理，使用时只需要将一个或多个上述污水处理设备投入待处理河水区域内，通过兼氧、好氧生物技术处理、以及沉淀多级综合处理，获得净化水呈喷泉状喷出，又可促进区域水体循环流动，发挥良好的净化效果，有利于降低成本、保障城市河道水质提高；由于河道底部的河水含氧量少，污染物多，通过将进水管的进水端设于筒体底部，主要用于抽取河道底部的河水进行净化，保障对河道污水的充分净化处理；同时抽取河道底部的水进行净化，再将净化水由河水表面喷出，有利于形成垂直循环流过程，促进表层水体与底层水体交换，改善微生态环境，强化水体自净能力，短期内改善水质。同时采用若干净水管沿筒体周向分布，同时净水，可对兼氧处理腔内被溢流管截留的河水形成强大的搅动作用，与兼氧生物膜充分反应，最后经溢流管排出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明多级河道污水处理系统整体结构示意图；

图2为本发明筒体截面结构示意图；

图3为本发明顶盖俯视结构示意图；

图4为本发明折流板局部截面结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-底座，2-筒体，21-第一隔板，22-第二隔板，23-兼氧处理腔，24-好氧处理腔，25-沉淀腔，26-折流板，27-网筐，28-污泥导出管，3-顶盖，4-进水管，5-排水管，51-主管，52-分支管，53-多通管路分配器，54-喷头，6-溢流管，7-曝气管，8-排气管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～4所示，本发明提供了一种多级河道污水处理系统，包括依次连接的底座1、筒体2和顶盖3，筒体2为轴向底端封闭的筒状结构，且轴向顶端可采用可拆卸连接的盖板封口，顶盖3与筒体2的轴向顶端通过法兰密封连接。筒体2内部沿轴向由上至下通过第一隔板21和第二隔板22依次分隔为兼氧处理腔23、好氧处理腔24和沉淀腔25。兼氧处理腔23、好氧处理腔24和沉淀腔25依次连通，沉淀腔25内投放絮凝剂；筒体2侧壁上还设有进水管4和排水管5，进水管4用于将河水导入兼氧处理腔23，排水管5用于将沉淀腔25内的净化水排出。

实施例2

在实施例1的基础上进一步改进，兼氧处理腔23内设有溢流管6，溢流管6轴向一端穿过第一隔板21与好氧处理腔24连通，且溢流管6与第一隔板21的接触面通过焊接密封固定。第二隔板22上设有矩形开口槽，且开口槽上一体化连接有折流板26，折流板26位于沉淀腔25内，好氧处理腔24和沉淀腔25依次通过开口槽和折流板26上的通道连通。折流板26包括依次首尾连接的三个挡板，且沿水流方向，三个挡板所在平面与水平线的夹角依次为α＝45°，β＝20°，γ＝70°。

实施例3

在实施例2的基础上进一步改进，所述兼氧处理腔23和好氧处理腔24内侧壁上均可拆卸连接设有网筐27，兼氧处理腔23的网筐27内填充有兼氧型生物填料。好氧处理腔24的网筐27内填充有好氧生物填料。好氧处理腔24的侧壁上还设有曝气管7，曝气管7用于通过鼓风机将河道水面上方空气通入好氧处理腔24内；曝气管7的出气端位于网筐27的下方且设有微孔曝气器。筒体2的顶部设有排气管8，排气管8用于连通兼氧处理腔23内液面上部空间与河道水面上部大气环境。

实施例4

在实施例3的基础上进一步改进，所述筒体2上设置至四个进水管4，进水管4的进水端位于筒体2的底部，四个进水管4均匀分布于筒体2的侧壁上。

实施例5

在实施例4的基础上进一步改进，所述排水管5包括主管51和分支管52，主管51通过八通管路分配器53与八根分支管52连通。分支管52依次穿过第二隔板22、第一隔板21和筒体2的顶部、并延伸穿出顶盖3几何中心处。顶盖3为半球形壳体，分支管52沿顶盖3的几何中心为基点伸展呈辐射状分布设于顶盖3上，且位于顶盖3上的分支管52上均设有喷头54。

实施例6

在实施例5的基础上进一步改进，所述底座1为充气式浮垫，充气式浮垫的充气嘴通过充气管旁通接于曝气管7上。

实施例7

在实施例6的基础上进一步改进，所述污水处理系统还包括控制系统用于控制整个污水处理系统正常运行，防止好氧处理腔内多余空气无法顺利排出，保障污水处理持续进行；同时还有利于实现远程开关控制，便于移动和管理。所述控制系统包括液位传感器和控制终端，所述液位传感器用于实时检测兼氧处理腔23、好氧处理腔24和沉淀腔25内液位信息，并传送至控制终端；所述控制终端用于依据兼氧处理腔23和好氧处理腔24内液位高度控制进水管4上的电机和阀门的运作、以及曝气管7上的电机和阀门的运作；控制终端依据沉淀腔25内液位高度控制排气管8上的电机和阀门的运作；所述控制终端还用于控制充气管上阀门的运作以及充气式浮垫的排气阀的运作。

实施例8

基于实施例7所述的多级河道污水处理系统污水处理方法，具体步骤为：

步骤a，将安装有底座1的筒体2置于待处理河道水中，且确保顶盖3位于河水面上方；

步骤b，进水：通过进水管4将河道废水导入兼氧处理腔23内；

步骤c，兼氧处理：河道河水与兼氧生物填料充分接触，将河水中的大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，废气由排气管8排出；

步骤d，好氧处理：经兼氧处理腔23处理的河水通过溢流管5进入好氧处理腔24内，在曝气管7的曝气作用下，通过好氧生物填料处理，进一步将剩余污染物质除去；

步骤e，沉淀：经好氧处理腔24处理河水通过开口槽和折流板26流入沉淀腔25内进行沉淀；

步骤f，排水：沉淀腔25内上部净化水依次通过排水主管51、排水支管52和喷头53从顶盖3上部喷出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。