一种污水处理设备的制作方法

本实用新型涉及环境治理技术领域，特别涉及一种污水处理设备。

背景技术：

随着工业的发展，环境污染成为了人们关注的焦点，保护环境成了当今社会最重要的事情之一。在现有技术中，也有使用生物膜法进行污水处理，生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现至少存在如下问题：

1.污水与填料的接触机会和接触面积小，无法高效的处理污水；

2.污水处理后的污泥不易排走，滞留在填料之间易引起水质恶化，影响处理效果；

3.填料更换，构筑物维修困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单，高效处理污水的污水处理设备和方法。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种污水处理设备，该设备包括：生物污泥吸附池和与其连通的氧化降解池；污水依次流经生物污泥吸附池和氧化降解池。生物污泥吸附池内设置有：第一生物膜附着装置，用于吸附生物污泥吸附池内的污水中的污染物；吸附曝气装置，用于向生物污泥吸附池内输入氧浓度在第一阈值内的氧气，以增加第一生物膜附着装置周围的氧含量。氧化降解池内设置有：第二生物膜附着装置，用于氧化降解氧化降解池内的污水中的污染物；氧化降解曝气装置，用于向氧化降解池内输入氧浓度为第二阈值内的氧气，以增加第二生物吸附装置周围的氧含量。第二阈值大于第一阈值。

进一步地，本实施例提供的污水处理设备还包括：与氧化降解池连通的脱氮除磷池，脱氮除磷池内设置有：第三生物膜附着装置，用于对脱氮除磷池内的污水中的污染物进行脱氮除磷；脱氮除磷曝气装置，用于向脱氮除磷池内输入氧浓度在第三阈值内的氧气，以增加第三生物膜附着装置周围的氧含量。第三阈值大于或等于第二阈值。

进一步地，在本实施例提供的污水处理设备中，生物污泥吸附池与氧化降解池共用的池壁上设置有第一过水孔。氧化降解池与脱氮除磷池共用的池壁上设置有第二过水孔。第一过水孔设置于其所在的池壁的上端，第二过水孔设置于其所在的池壁的下端，或

第一过水孔设置于其所在的池壁的下端，第二过水孔设置于其所在的池壁的上端。

进一步地，在本实施例提供的污水处理设备中，氧化降解池的水力停留时间为生物污泥吸附池的水力停留时间的一至两倍。脱氮除磷池的水力停留时间为氧化降解池的水力停留时间的四至六倍。水力停留时间为相应池体的体积与该池体进水流量的比例。

进一步地，在本实施例提供的污水处理设备中，第一过水孔和/或第二过水孔的宽度与其所在的池壁的宽度相同。

进一步地，本实施例提供的污水处理设备还包括：排泥装置，包括：生物污泥吸附排泥组件，固定设置于生物污泥吸附池的底部，以将沉淀与生物污泥吸附池内的污泥排出；和/或

氧化降解排泥组件，固定设置于氧化降解池的底部，以将沉淀与氧化降解池内的污泥排出；和/或

脱氮除磷排泥组件，固定设置于脱氮除磷池的底部，以将沉淀与脱氮除磷池内的污泥排出。

进一步地，在本实施例提供的污水处理设备中，生物膜附着装置包括：填料和用于固定填料的支架。生物污泥吸附池内设置至少两层生物膜附着装置。氧化降解池内设置至少两层生物膜附着装置；和/或

脱氮除磷池内设置至少两层生物膜附着装置。

进一步地，本实施例提供的污水处理设备还包括：出水装置，设置于脱氮除磷曝气装置除第二过水孔所在池壁以外的至少一个池壁上。出水装置为溢流堰结构。

本实用新型实施例的有益效果在于，因为采用在生物污泥吸附池内设置有：第一生物吸附装置和吸附曝气装置；在氧化降解池内设置有：第二生物吸附装置和降解曝气装置，分别向生物污泥吸附池内输入氧浓度在第一阈值内的氧气，向氧化降解池内输入氧浓度为第二阈值内的氧气，且第二阈值大于第一阈值的技术手段，所以解决了污水与填料难接触，降解有机物不彻底的技术问题，进而达到增大了污水与填料的接触机会，降解有机物的同时又防止堵塞的目的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的污水处理设备的总体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的污水处理设备水流方向的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的污水处理设备曝气装置布置示意图。

附图标记：10、生物污泥吸附池，11、第一生物膜附着装置，12、吸附曝气装置，13、第一过水孔，20、氧化降解池，21、第二生物膜附着装置，22、氧化降解曝气装置，23、第二过水孔，30、脱氮除磷池，31、第三生物膜附着装置，32、脱氮除磷曝气装置，40、排泥装置，41、生物污泥吸附排泥组件，42、氧化降解排泥组件，43、脱氮除磷排泥组件，50、出水装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的污水处理设备的总体结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供实施例提供了一种污水处理设备，该设备包括：生物污泥吸附池10和与其连通的氧化降解池20。污水依次流经生物污泥吸附池10和氧化降解池20。

生物污泥吸附池10内设置有第一生物膜附着装置11和吸附曝气装置12。

其中，第一生物膜附着装置11用于吸附生物污泥吸附池10内的污水中的污染物。吸附曝气装置12用于向生物污泥吸附池10内输入氧浓度在第一阈值内的氧气，以增加第一生物膜附着装置11周围的氧含量。

氧化降解池20内设置有：第二生物膜附着装置21和氧化降解曝气装置22。

其中，第二生物膜附着装置21，用于氧化降解氧化降解池20内的污水中的污染物。氧化降解曝气装置22，用于向氧化降解池20内输入氧浓度为第二阈值内的氧气，以增加第二生物膜附着装置21周围的氧含量。

第二阈值大于第一阈值。

在本实施例中，污水处理设备为采用两个阶段处理污水的方式对污水进行处理，由于分段处理，微生物群体完全隔开的两个阶段装置能取得更佳和更稳定的处理效果。第一阶段是通过设置在污水处理设备中的生物污泥吸附池10对污水进行处理。

需要说明的是：

其中，填料是生物膜的载体，是常规生物污泥吸附工艺的关键，直接影响处理效果，选择适宜的填料非常重要。所以，优选地，在本实施例中，第一生物膜附着装置11和第二生物膜附着装置21中的填料采用组合填料，填料的单元直径Φ150×100mm。组合填料是在软性填料和半软性填料的基础上发展而成的，它兼有两者的优点。其结构是将塑料圆片压扣改成双圈大塑料环，将醛化纤维或涤纶丝压在环的环圈上，使纤维束均匀分布。内圈是雪花状塑料枝条，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率。使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理。具有比表面积大、氧利用率高、孔隙可变、不堵塞、适用范围广等优点。

其中，曝气装置为生物膜附着装置的重要组成部分，它对于充分发挥填料上生物膜降解作用，维持生物污泥吸附池10和氧化降解池20中生物膜的更新等具有重要作用。本实用新型实施例中的曝气装置包括：吸附曝气装置12、氧化降解曝气装置22和脱氮除磷曝气装置32，曝气装置采用膜片式微孔曝气装置，具体可选用260mm膜片式微孔曝气装置，该装置曝气气泡直径小，气液界面积大，气泡扩散均匀，不会产生孔眼堵塞，耐腐蚀性强，比常规产品固定螺旋曝气器、散流曝气器和穿孔管曝气器能耗降低40％，或增加污水处理量40％。

通过吸附曝气装置12向生物污泥吸附池10内输入氧浓度在第一阈值内的氧气。氧化降解曝气装置22向氧化降解池20内输入氧浓度为第二阈值内的氧气，且第二阈值大于第一阈值。由于污水中的污染物对生存的环境有着不同的要求，对其影响最大的就是氧浓度的大小。所以，在本实施例中，通过设置不同的氧浓度的阈值，使得对污水中的污染物的处理达到不同的效果。在生物污泥吸附池10内，主要是有机物进行吸附处理，对污水中悬浮物、胶体颗粒、游离细菌及溶解性物质进行处理。在氧化降解池20内，主要是对有机物进行氧化降解处理，对污水中另一部分悬浮物、胶体颗粒及大分子化合物进行处理。在生物污泥吸附池10内，由于污染物浓度高，能存活的主要是原核细菌，对污染物的去除主要靠活性污泥的吸附作用；污水中的有机污染物与活性污泥、生物膜接触时，因为物理吸附和生物吸附作用被大量去除。活性污泥和生物膜表面富集着大量的微生物，外部覆盖着多糖类的粘质层，与污水接触时，污水中呈悬浮和胶体状态的有机污染物即被活性污泥所凝聚和吸附得到去除。在氧化降解池20内，由于有机底物充足,增长速率较大的异养菌增殖速度较快,成为此空间段的优势种群；存活在活性污泥和生物膜中的微生物，不断从污水中摄取有机物作为营养加以摄取、吸收，微生物对其进行代谢反应，氧化分解，最终形成CO₂、H₂O等稳定的无机物。在本实施例中，优选地，第一阈值为0.2～0.7mg/L，第二阈值1～2mg/L。使得生物污泥吸附池10中的设置的第一生物膜附着装置11和吸附曝气装置12主要达到对污水中污染物的吸附处理的效果，而使得氧化降解池20中设置的第二生物膜附着装置21和氧化降解曝气装置22主要达到对污水中污染物的氧化处理的效果。

更进一步地，如图1所示，本实用新型实施例提供的污水处理设备还包括：与所述氧化降解池20连通的脱氮除磷池30，脱氮除磷池30内设置有：

第三生物膜附着装置31，用于对脱氮除磷池30内的污水中的污染物进行脱氮除磷处理。脱氮除磷曝气装置32，用于向脱氮除磷池30内输入氧浓度在第三阈值内的氧气，以增加第三生物膜附着装置31周围的氧含量。第三阈值大于或等于第二阈值。

由于污染物对生存的环境有着不同的要求，对其影响最大的就是氧浓度的大小。所以，在本实施例中，通过设置不同的氧浓度的阈值，使得对污染物的处理达到不同的效果。在氧化降解池20内，主要是对污染物进行氧化降解处理，对污水中另一部分悬浮物、胶体颗粒及大分子化合物进行处理。脱氮除磷池30，由于异养菌的生长受到了限制,硝化菌则由于溶解氧充足、底物(如氨氮)浓度高,使得氨氮能够在此段被较快去除。在脱氮除磷池30内，由于有机底物浓度的降低,异养菌的生长受到了限制,硝化菌属于自氧菌，则由于溶解氧充足、底物(如氨氮)浓度高,而逐渐成为此段空间的优势种群,使得氨氮能够在此段被较快去除。并且因为氧扩散的限制，生物膜内的微生物絮体内产生溶解氧(DO)梯度，微生物絮体的外表面DO较高，以好氧菌、硝化菌为主；深入絮体内部DO较低，反硝化菌占优势。微生物絮体内缺氧环境的存在，导致了同时硝化反硝化的发生。

在本实施例中，优选地，第二阈值为1～2mg/L，第三阈值为1～3mg/L。通过脱氮除磷曝气装置32向脱氮除磷池30内输入氧浓度在第三阈值内的氧气，以增加所述第三生物膜附着装置31周围的氧含量，以达到对脱氮除磷池30中有机物脱氮除磷的处理。

需要说明的是，生物污泥吸附池10、氧化降解池20和脱氮除磷池30的数量不受限制，其组合方式也并不受限制。比如，可以是生物污泥吸附池10和脱氮除磷池30组合使用，也可以是氧化降解池20和脱氮除磷池30组合使用。

其中，污水处理设备曝气装置(包括：吸附曝气装置12，降解曝气装置22和脱氮除磷曝气装置32)的布置示意图如图3所示。

请参阅图2，图2是本实用新型第一实施例提供的污水处理设备水流方向的示意图。

如图2所示，本实施例提供的污水处理设备中的生物污泥吸附池10与氧化降解池20共用的池壁上设置有第一过水孔13。氧化降解池20与脱氮除磷池30共用的池壁上设置有第二过水孔23。第一过水孔13设置于其所在的池壁的上端，第二过水孔23设置于其所在的池壁的下端，或

第一过水孔13设置于其所在的池壁的下端，第二过水孔23设置于其所在的池壁的上端。

具体地，在发明提供的实施中，采用上下翻越的进出水方式进出水。需要说明的是，在图2中，⊕表示由上进水，⊙表示由下进水，箭头表示水流方向。其中，上下翻越进出水具体实现结构为，生物污泥吸附池10与氧化降解池20有一个共用的池壁，在该共用的池壁的设置第一过水孔13。氧化降解池20与脱氮除磷池30也有一个共用的池壁，在该共用的池壁的设置第二过水孔23。当第一过水孔13设置的位置为生物污泥吸附池10与氧化降解池20共用池壁的上部分时，则将第二过水孔23的设置在氧化降解池20与脱氮除磷池30共用池壁的下部分。同理，当第一过水孔13的位置设置在生物污泥吸附池10与氧化降解池20共用池壁的下部分时，则将第二过水孔23的设置在氧化降解池20与脱氮除磷池30共用池壁的上部分。通过上下翻越的方式进出水，加强了污水的流动性，增大了污水与填料的接触机率，同时，也实现了污水先进先出的原则，使得污水在池内的停留时间相一致，到达池内的污水都能得到完全的处理，以达到可靠的污水处理效果。

优选地，第一过水孔13和/或第二过水孔23的宽度与其所在的池壁的宽度相同。

在本实施例中，给出了一种优选实施例，将第一过水孔13和/或第二过水孔23的宽度设置为与其所在的池壁的宽度相同。有效的防止形成死角，以确保污水能及时的排进和排出。

更进一步地，在本实施例提供的污水处理设备中，氧化降解池20的水力停留时间为生物污泥吸附池10的水力停留时间的一至两倍。脱氮除磷池30的水力停留时间为所述氧化降解池20的水力停留时间的四至六倍。水力停留时间为相应池体的体积与该池体进水流量的比例。

需要说明的是，水力停留时间是指待处理污水在反应器内(在本实施例中，是指生物污泥吸附池10、氧化降解池20和脱氮除磷池30)的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。因此，如果反应器的有效容积为V(立方米)，则：HRT＝V/Q(h)，即水力停留时间等于反应器体积与流量之比。

具体地，在第一阶段，即在生物污泥吸附池10阶段时，为高负荷运行，负荷通常为2～6KgBOD₅/(KgMLSS·d)，污泥龄约0.5天，水力停留时间一般为0.5小时。在第二阶段，即在氧化降解池20阶段时，该阶段的荷低于第一段1-0.5KgBOD₅/(KgMLSS·d)，污泥龄约2天，水力停留时间一般为0.5-1小时。在第三阶段，即在脱氮除磷池阶段时，该阶段为低负荷运行，负荷通常为0.15～0.30KgBOD₅/(KgMLSS·d)，污泥龄为15天～20天，水力停留时间为2～3小时。

如图1所示，在本实用新型提供的污水处理设备中，还包括：排泥装置40，该排泥装置40包括：生物污泥吸附排泥组件41、氧化降解排泥组件42和/或脱氮除磷排泥组件43。

其中，生物污泥吸附排泥组件41固定设置于生物污泥吸附池10的底部，以将沉淀与生物污泥吸附池10内的污泥排出。

氧化降解排泥组件42固定设置于氧化降解池20的底部，以将沉淀与氧化降解池20内的污泥排出。

脱氮除磷排泥组件43固定设置于脱氮除磷池30的底部，以将沉淀与脱氮除磷池30内的污泥排出。

在本实施例中，由于在进行污水处理的同时会产生一定的污泥，所以，通过设置排泥装置40的方式将污泥排出。优选地，可以通过在排泥装置40设置排泥管，以方便维修和保养。

如图1所示，在本实用新型提供的污水处理设备中，生物膜附着装置包括：填料和用于固定填料的支架。生物污泥吸附池10内设置至少两层生物膜附着装置。氧化降解池20内设置至少两层生物膜附着装置，和/或

脱氮除磷池30内设置至少两层生物膜附着装置。

具体地，生物膜附着装置是指：第一生物膜附着装置11，第二生物膜附着装置21和第三生物膜附着装置31，且生物污泥吸附池10内设置至少两层生物吸附装置，氧化降解池20内设置至少两层生物膜附着装置，和/或

脱氮除磷池30内设置至少两层生物膜附着装置。每一层生物膜附着装置之间留有一定的空隙，例如，当污水处理设备的总高度为5.5m，当生物膜附着装置为两层时，两层生物膜附着装置之间的间距为0.3m，第一过水孔13的高度为0.8m，第二过水孔23的高度为0.4m。

如图1所示，在本实用新型提供的污水处理设备中，该污水处理设备还包括：出水装置50，设置于脱氮除磷曝气装置32除第二过水孔23所在池壁以外的至少一个池壁上。出水装置50为溢流堰结构。

具体地，需要说明的是，考虑到污水与填料充分接触，进水侧不设置出水装置。

本实用新型通过上述实施例公开的污水处理设备对污水进行处理，实现了结构简单，成本低，污水处理效果好的效果。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。