低能耗高效率处理农村生活污水的装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术，属于反应器范畴，具体地说，涉及一种用于农村生活污水处理的装置。

背景技术：

目前生活污水处理主要是采用好氧污泥活性法、AAO(Anaerobic-Anoxic-Oxic)、接触氧化、MBR(MembraneBio-Reactor)膜生物反应器、FMBR膜生物反应器等工艺。好氧活性污泥法需要大的曝气量，因而投资高，运行成本也高；AAO法是最常规的生活污水处理方法，其缺点是单纯好氧时间长，且动设备多，能耗高；接触氧化其核心是在反应池中填充填料，利用填料上的生物膜与污水接触发生氧化还原反应，使污水得到净化，其缺点是填料容易断丝、损坏，且不好更换，并且拆装困难，能耗也高。MBR膜生物反应器就是在传统的AAO工艺上，在好氧池内置放了膜，其缺点是动设备多，能耗高，且膜需要清洗，增加了运行维护成本。

且目前农村生活污水处理工艺都是套用城市污水厂的处理工艺，在实施过程中并未考虑到农村生活污水收集的特殊性，由于农村生活污水收集管网没有统一的施工标准，并且在某些区域，特别是北方，夏天地下水位高，冬天地下水位低，在建设管网时，有地下水位渗入污水收集管网。在农村，由于没有统一的供暖设施，冬天室内温度低，特别是在安装瓮的房间温度低，而且不少富裕的村民选择冬天在城里过冬，因此，冬天收集的污水量少；在夏天，村民可以在自家洗澡，造成夏天收集的生活污水量大。因此，由于村民的生活习惯、生活方式和季节的变化，收集的生活污水量在四季变化很大，按照最大量进行设计的一体化设备在冬天由于水量少导致一体化设备不能正常运行，造成一体化设备闲置。

为此，如何针对农村生活污水的特性，开发一套适合农村污水水质和水量且运行成本低的污水处理工艺，也是各行从业人员和学者们一直研究的课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现状，提供一种适合于农村生活污水，且具有高效降解有机物，具有脱氮除磷能力，并运行费用低的农村生活污水处理装置。

本实用新型中低能耗高效率处理农村生活污水的装置，用于处理农村生活污水，该装置主要包括有污水提升泵、曝气池生化系统、清水池、风机曝气系统和用于统一协调控制前述污水提升泵、曝气池生化系统、清水池、风机曝气系统的自控系统，所述曝气池生化系统的出水进入到所述清水池内部，所述曝气池生化系统包括有多个并列设置的生化反应器，每个生化反应器的一侧顶部均设有每个生化反应器并列安装固定后能相互连通的集水槽，在每相邻两个生化反应器的集水槽之间由插板控制分隔与连通，所述集水槽接收所述污水提升泵提供的污水，所述集水槽在所述生化反应器侧壁的一侧设置有溢流装置，每个生化反应器的内部安装有风机曝气系统中的曝气管路和曝气盘，曝气管路和曝气盘与风机曝气系统设置在所述曝气池生化系统外的风机连通；所述生化反应器在相对所述集水槽的一侧均设置有连成一通槽的出水槽，所述出水槽的进口堰门标高低于所述溢流装置的进口堰门5mm-100mm，所述出水槽直接连通所述清水池。

所述生化反应器在低于所述出水槽进口堰门处设置有一溢流管，所述溢流管的中心标高低于所述出水槽进口堰门10-100mm，所述溢流管与所述清水池的连接处设置有一由所述自控系统统一控制开启与闭合的电磁阀。

所述每个生化反应器的内底部设置有活性污泥层，活性污泥的浓度根据污水进水水质确定。

所述风机曝气系统选用多台独立控制的风机，所述风机曝气系统中的曝气管路从所述生化反应器的顶部延伸进入到所述生化反应器的内部，并与固定安装在所述生化反应器内底部的曝气盘连通，所述曝气盘采用微孔曝气盘或微孔曝气管，所述曝气管路在进入到所述生化反应器之前均安装调节阀，调节生化反应器中的DO值，调节阀可以采用手动，也可以采用自动调节阀，根据生化反应器中的DO值自动进行调节。

所述清水池为消毒池，采用次氯酸钠进行杀菌消毒，所述清水池的出水采用自流排水或者外排泵动力排水。

所述曝气池生化系统、清水池连成一体，在其外表面包覆有100mm厚的防水保温层后埋于地下。

所述溢流装置为一块高度低于生化反应器侧壁的竖立板块，所述竖立板块的顶部至少比所述集水槽的底板高20mm,形成溢流装置的进口堰门，底部一直延伸到所述生化反应器的底部，形成出口堰门。

所述溢流装置的出口堰门标高低于所述曝气盘20-100mm。

所述溢流装置的竖立板块离所述生化反应器侧壁小于等于100mm。

本实用新型的优点和效果是：

采用独特的进水方式，利用平推流原理进行排水；

采用周期时序控制，提高了污水处理效率，并且控制灵活；

出水水质COD、BOD₅、氨氮去除率达到GB18918-2012《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，同时具有脱氮除磷效果；动设备少，维修成本低，且每吨水处理成本低于0.25元(每千瓦时电耗按1元钱进行计算)；

适合农村污水收集量四季变化大的工况。

附图说明：

图1为本实用新型中处理农村生活污水的装置的俯视结构示意图图。

图2为本实用新型中处理农村生活污水的装置的左视示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型中低能耗高效率处理农村生活污水的装置包括有污水提升泵1、曝气池生化系统2、清水池10、风机曝气系统11、外排泵12和自控系统14，在污水提升泵1、曝气池生化系统2、清水池10、风机曝气系统11、外排泵12和自控系统14之间安装有管路与阀门仪表。整个装置均可以埋在地下，尤其可以将曝气池生化系统、清水池连成一体，在其外表面包覆有100mm厚的防水保温层后埋于地下，保温层的导热系数≥0.028W/M.K。

如图1所示，曝气池生化系统2包括有多个并列设置的生化反应器20，每个生化反应器20的一侧顶部均设有能相互连通的集水槽3，当所有生化反应器2并列安装固定设置后一侧顶部的集水槽3连接形成一通槽，且相邻两个生化反应器20的集水槽3之间由插板5分隔开，并由自控系统14统一控制作开启或闭合，如此可以根据农村不同季节的污水产量的大小来调整生化反应器20的使用数量，当夏季生活污水量大时，可以开启所有插板5,从而开启所有生化反应器20的使用，当在冬季生活污量小时，根据水量以开启插板5的个数并将其余插板5关闭，在冬季水量的极小值时，仅使用一个生化反应器20对污水进行处理。也就是说本实用新型曝气生化系统2中生化反应器20的个数应按照污水收集的最大量和每个生化反应器20的处理能力进行确定，每个生化反应器20的处理量为1-10m³/d，根据开启集水槽3上的插板5的个数来适应农村生活污水的四季变化。

集水槽3连通污水提升泵1，由污水提升泵1将收到的污水输入到集水槽3中，在集水槽3靠近生化反应器20侧壁的一侧设置有溢流装置4，该溢流装置为一块高度低于生化反应器20侧壁的竖立板块，且溢流装置4的竖立板块顶部至少比集水槽3的底板高20mm,形成溢流装置4的进口堰门，底部一直延伸到生化反应器20的底部，形成出口堰门。每个生化反应器20在相对集水槽3的一侧均设置有出水槽7，所有出水槽7在每个生化反应器20并列固定安装后也形成一通槽，该出水槽7的进口堰门标高低于溢流装置4的进口堰门5mm-100mm。形成通槽的出水槽7直接连通清水池10。

在每个生化反应器20内部均设置有一组曝气管路6和曝气盘15,曝气盘15采用微孔曝气盘或者微孔曝气管，曝气管路6从每个生化反应器20顶部一直延伸进入每个生化反应器20的底部，并与安装固定在每个生化反应器20内底部的曝气盘15连通，同时曝气管路6与设置在曝气池生化系统2外侧的曝气用风机16连通，由风机16、曝气管路6和曝气盘15组成前述风机曝气系统11。通过曝气管路6将风机16输送的气体送入到曝气盘15，与进入到生化反应器20内部的污水作充分的曝气处理。具体的风量是否开启由安装在曝气管路6顶部的截止阀17进行调节，调节量是根据生化反应器中的DO值进行调节。且调节阀可以采用手动，也可以采用自动调节阀，根据生化反应器中的DO值自动进行调节。

溢流装置4出口堰门标高低于曝气盘15(微孔曝气管)20-100mm，且溢流装置4的竖立板块距离生化反应器20墙板(侧壁)小于等于100mm，在溢流装置4的竖立板块与生化反应器20墙板之间形成溢流槽。

收集来的生活污水经过污水提升泵1提升至集水槽3中，当集水槽3的液位达到溢流装置4的进口堰门高度后均匀的、缓慢的流入到溢流装置4的溢流槽内，并进入到生化反应器20底部的活性污泥层中，根据流体力学的平推流原理，在进水的同时，前一周期的上清液通过出水槽7进口堰门汇入到出水槽7后排入清水池10，由于在进/排水阶段不曝气，在进/排水阶段完成后，生化反应器20内形成缺氧环境，前一周期在活性污泥层中的硝酸盐/亚硝酸盐随着后一周期不断流入的COD进行反硝化反应，生化反应器20底部活性污泥层中的硝酸根经反硝化后形成厌氧环境，进行厌氧释磷。根据自控系统14设置的时序，在进/排水完成后，静止一段时间，再启动风机曝气系统11，通过曝气管路6、然后经过曝气盘15将氧释放出来，使生化反应器20中的DO值保持在1.5-4mg/L，对生化反应器20中的有机物进行降解和好氧吸磷。生化反应器20底部活性污泥的浓度根据污水的进水水质进行确定。

曝气时，污水由于气泡对水的扰动，会在液面上产生一定的波高，为防止曝气时的污水进入到出水槽7而影响出水水质，则在出水槽7的进口堰门一侧安装有溢流管8，溢流管8的中心标高低于出水槽7的进口堰门10-100mm，溢流管8经电磁阀9与清水池10连通，电磁阀9由自控系统14统一控制，在进水结束、静止开始时打开电磁阀9，使溢流管8中的清水进入到清水池10内，在静止10分钟后关闭电磁阀9的同时启动风机16进行好氧生化反应,防止曝气过程中的污水进入到清水池10内。

生化反应器20的运行用自控系统14控制，周期时序运行，采用进/排水、静止、曝气、闲置为一个运行周期。

清水池10即消毒池，在运行中添加如次氯酸钠等杀菌消毒剂对出水进行杀菌消毒处理，清水池10的排水可以采取重力排水或者根据液位传感器13检测清水池10的液位通过外排泵12进行动力排水。动力排水一般用于景观池或者冬季低温下的强制排水，目的是防止出水管道冰冻。

综上所述，本实用新型风机曝气系统11可以选用多台风机16，总风量按照污水量最多的季节所需的氧含量进行选择，每台风机16的风量按照水量少的季节进行选择。

经过上述装置可以有效去除污水中的COD、BOD₅、TP、TN、氨氮等，使污水出水COD、BOD₅、氨氮达到GB18918-2012《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，同时具有脱氮除磷效果。