本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种一体化污水处理设备及其处理方法。
背景技术：
我国城市污水处理的市场已趋近饱和。未来中国污水处理的主战场将在小城镇和农村等分散式人群聚居地。现有技术中，采用集中式污水处理设施处理分散式污水存在较大的缺陷，主要包括为：
(1)污染源分散，管网配套工程覆盖率低，导致一次性投资高；
(2)建设初期运行负荷率低，投资浪费；
(3)水量规模较小，不具规模效益，运维成本较高；
(4)集中式污水处理设施易产生二次污染，影响周边环境。
为了解决上述问题，中国发明专利cn104445830a公开了一种a3/o-mbbr一体化污水处理装置及污水处理方法，该污水处理装置通过设置预脱硝池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池，通过在好氧池中填充悬浮填料，提高了污水中的氮、磷处理效率，但该污水处理装置在缺氧池前设置了厌氧池除磷，而厌氧除磷的同时也会降低污水中的有机物，这样势必会降低后续的反硝化碳源，使得反硝化脱氮效果降低；其次，该好氧池中填充的悬浮填料不仅容易流化，导致污泥浓度降低，而且容易发生厌氧，降低有机物与氨氮的处理效率；最后，通过在沉淀池中设置挡板，只能减少沉淀池上面的部分浮泥，并不能明显降低出水中的悬浮物。
为了减少碳源的消耗和提高污泥浓度，中国发明专利cn106045196a公开了一种一体化生活污水处理设备，该污水处理设备通过设置a级生化池、o级生化池、二级沉淀池、消毒池，其中，a级生化池与o级生化池中均设有曝气器，且a级池生化池设有弹性立体填料，o级生化池设有柱状生物载体填料，系统具有较高的有机物与氨氮降解效率，但是，该污水处理装置的总氮去除效率较差，且弹性填料的挂膜速度慢，挂有生物膜后容易脱落，柱状生物载体填料挂膜后容易发生厌氧，有机物与氨氮去除效率低。
本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提出一种一体化污水处理设备及其处理方法。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种一体化污水处理设备，包括缺氧池、好氧池、沉淀池、滤池和清水池；所述缺氧池与好氧池中均设有酶浮填料和曝气器，缺氧池与好氧池之间设有隔板，隔板上部设有过水孔，通过过水孔连接；所述好氧池与沉淀池连接，沉淀池底部设有污泥斗和气提装置，中部设有斜管区，上部设有溢流堰；所述滤池与沉淀池的出水槽连接，滤池中部设有滤料层，滤池的出水端与清水池连接。
作为本发明的进一步改进，缺氧池的进水端设有格栅装置，中部设置的酶浮填料呈平板状或板片状，多组酶浮填料通过方形框架和支架依次排列固定，所述酶浮填料底部的穿孔曝气管与鼓风机的出气口连接。
作为本发明的进一步改进，好氧池经挡板分为好氧池一与好氧池二、挡板的一侧不封闭。好氧池中部的酶浮填料为板状或板片状，多组酶浮填料通过方形框架和支架依次排列固定。酶浮填料的底部设有多组微孔曝气管，微孔曝气管与鼓风机的出气口连接。好氧池与沉淀池之间的隔板的中部设有方形出水槽，出水槽与沉淀池的进水口连接。
作为本发明的进一步改进，沉淀池呈方形，沉淀池底部设有锥形污泥斗，污泥斗底部设有气提装置，气提装置与鼓风机的另一出口连接。沉淀池上部设有挡渣板和溢流堰，溢流堰的一侧设有出水槽，出水槽上设有过水孔。
作为本发明的进一步改进，在沉淀池后设置滤池，滤池中部设有滤料层，滤料层底部设有滤板，滤池的上部设有出水口。
作为本发明的进一步改进，清水池通过隔板分为清水池一和清水池二，清水池二设有出水管，清水池二与滤池的底部之间设有反冲洗装置，可利用清水池二中的清水，利用反冲洗装置对滤池进行不定期的反冲洗，反冲洗水外排至调节池重新处理。
本发明还提供了采用上述一体化污水处理设备的污水处理方法，包括如下步骤：
步骤(1)，污水首先泵入缺氧池，并与回流硝化液、回流污泥进行充分混合，混合后的泥水混合物进行反硝化脱氮，去除水中的总氮；
步骤(2)，缺氧池出水进入好氧池后，在微生物的作用下进行有机物的氧化分解与硝化作用，去除水中的cod与氨氮，出水进入沉淀池；
步骤(3)，好氧出水进入沉淀池后，由于重力作用下，水中的污泥及颗粒物质通过斜管后沉入污泥斗，水流上升至溢流堰后进入滤池；
步骤(4)，沉淀出水进入滤池后，在滤料的净化作用下，进一步去除水中的悬浮颗粒物，出水进入清水池。
步骤(5)，清水池中的清水可作为滤池反冲洗用水，可直接达标排放。
作为对本发明的进一步改进，污水在进入缺氧池前，首先经格栅去除水中的悬浮物和胶体，然后再进入缺氧池，缺氧池中可通过间歇曝气搅拌作用，使反应系统中的污泥呈悬浮状态，并使系统中的溶解氧维持在0.5mg/l以下，为反硝化菌的生长创造良好的环境，同时缺氧池中酶浮填料上附着有大量的异养型生物膜，使系统中的污泥浓度达到5-8g/l，缺氧池中的水力停留时间为1-2h。
作为对本发明的进一步改进，好氧池中酶浮填料的填充率为30-50％，酶浮填料上附着有大量的好氧生物膜，污泥浓度达到6-10g/l。在溶解氧为1-4mg/l，水力停留时间为5-10h的条件下，污泥容积负荷达到0.5-1.0kgbod/m3·d，氨氮负荷达到0.05-0.5kgnh3-n/m3·d。同时，好氧池的硝化液回流至缺氧池，回流比为100-300％，能够很好的为缺氧池提供硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，从而提高系统的脱氮效率。
作为对本发明的进一步改进，沉淀池中的斜管对泥水混合物有较好的泥水分离效果，分离后的污泥返回污泥斗，水流上升至挡渣板处，对少量浮泥进行截留后，然后进入溢流堰溢流后从出水槽进入滤池，整个沉淀过程的水力停留时间为1-2h；同时，污泥斗中的污泥通过气提作用吸入回流管中，然后回流至缺氧池进行重复利用，污泥回流比在50-200％之间，不仅可以提高系统中的污泥量，而且减少了沉淀池剩余污泥的排放，从而节省了污泥另行处理成本。
本发明的有益效果：
本发明一体化污水处理设备及其处理方法与现有技术相比，缺氧池和好氧池中均设置了酶浮填料，污泥浓度高，有机物、氨氮、总氮的去除效果好，出水悬浮物含量低，出水稳定满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a标准，而且能耗低、结构简单紧凑，自动化程度高，可实现远程监控。
附图说明
图1为本发明一体化污水处理设备底部平面图。
图2为本发明一体化污水处理设备上部平面图。
图3为本发明一体化污水处理设备a-a剖面图。
图4为本发明一体化污水处理设备b-b剖面图。
图5为本发明一体化污水处理设备的污水处理方法工艺流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
实施例：
如图1至图4所示的一体化污水处理设备，主要包括缺氧池1、好氧池2、沉淀池3、滤池4和清水池5，所述缺氧池1与好氧池2中均设有酶浮填料101和曝气器，缺氧池1与好氧池2之间设有隔板102，隔板102上部设有过水孔108，通过过水孔108连接；所述好氧池2通过出水槽109与沉淀池3连接，沉淀池3底部设有污泥斗105和气提装置，中部设有斜管区118，如图4所示，上部设有溢流堰111；所述滤池4与沉淀池3的出水槽112连接，滤池4中部设有滤料层116，如图3所示，滤池4的出水口与清水池5连接。
缺氧池1的进水端设有格栅装置106，中部设置的酶浮填料101呈平板状或板片状，多组酶浮填料101通过方形框架和支架依次排列固定，酶浮填料101采用亲水性高分子材料编织而成，挂膜速度快，不易发生厌氧现象，而且使得污泥固定在填料上而不随水流流失，较普通的悬浮填料极大提高了系统中的污泥浓度。酶浮填料101底部的穿孔曝气管与鼓风机的出气口连接，可进行间歇曝气，使系统中的污泥呈悬浮状态，提高系统的脱氮能力。
好氧池2经挡板103分为好氧池一21与好氧池二22共两格、挡板103的一侧不封闭，所述好氧池2中部的酶浮填料101与缺氧池1中的酶浮填料101的材质及固定方式相同，且酶浮填料101的底部设有多组微孔曝气管，微孔曝气管与鼓风机的出气口连接，可使系统中维持较高的溶解氧，好氧池2的上部设有方形出水槽109，出水槽109与沉淀池4的进水口连接。
如图1和图4，沉淀池4呈方形，底部设有锥形污泥斗105，污泥斗105底部设有气提装置，气提装置与鼓风机的另一出口连接。沉淀池4中部设有斜管区118，泥水混合物从下向上流动经过斜管区118时，斜管118对其进行泥水分离效果好，可将大部分污泥拦截后沉入污泥斗105，清水则继续上升至挡渣板110处，经挡渣后经过溢流堰111的作用，清水自流进入出水槽112，出水槽112上设有过水孔113。
沉淀出水经过水孔113进入滤池4的布水槽114，然后从上向下经过滤料层116和滤板117，如图3所示，滤料层116对水中的悬浮物有较好的去除效果，能够进一步去除水中残留的小颗粒悬浮物，净化后的出水从底部从下向上进入清水池5。同时，滤池4的底部设有反冲洗进水口，
清水池5通过挡板115分为清水池51和清水池52共两格，清水池51的出水口与清水池二52连接，清水池二52上部设有出水管，下部设有滤池4的反冲洗进水口，当滤池4需要反冲洗时，通过反冲洗水泵，将清水池二52中的清水泵入滤池4底部的反冲洗进水口，进行反冲洗用水。
图5是本发明的污水处理方法，包括如下步骤：
步骤(1)，污水在进入缺氧池1前，首先进入格栅装置106去除水中的悬浮物和胶体，然后再进入缺氧池1，同时，回流硝化液、回流污泥也进入缺氧池1，三者进行充分混合，然后在间歇曝气搅拌的作用下，系统中的污泥呈悬浮状态，同时，在酶浮填料101的作用下，系统中的污泥浓度达到5-8g/l，再经过1-2h水力停留时间后，系统中的总氮与有机物被快速降解。
步骤(2)，缺氧池1出水通过过水孔108进入好氧池2，好氧池2中设有酶浮填料101，酶浮填料101的填充率为30-50％，酶浮填料101上附着有大量的生物膜，污泥浓度达到6-10g/l。通过微孔曝气，溶解氧在1-4mg/l之间，再在水力停留时间为5-10h的条件下，系统中的好氧细菌及硝化细菌将污水中的有机物和氨氮快速降解，最终使得污泥容积负荷能够达到0.5-1.0kgbod/m3·d，氨氮负荷达到0.05-0.5kgnh3-n/m3·d。同时，好氧池2的硝化液回流至缺氧池1，回流比为100-300％，能够为缺氧池1提供硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，从而提高系统的脱氮效率。
步骤(3)，好氧池2出水进入沉淀池3后，沉淀池3中的斜管118对泥水混合进行泥水分离，分离后的污泥返回污泥斗105，水流上升至挡渣板110处，对浮泥进行截留后，然后进入溢流堰111经溢流后从出水槽112进入滤池4，整个沉淀过程的水力停留时间为1-2h；同时，污泥斗105中的污泥通过气提作用吸入回流管中，然后回流至缺氧池1进行重复利用，污泥回流比在50-200％之间，剩余污泥不定期排放。
步骤(4)，沉淀池3出水进入滤池4的布水槽114，然后从上向下依次经过滤料层116，滤料116对污水有较好的净化作用，可将污水中残余的悬浮物进行截留，产生的清水从下向上进入清水池5，整个净化过程的水力停留时间只有0.3-0.5h，且滤池4不易堵塞，反洗周期较长，1-2天反冲洗1次即可。
步骤(5)，滤池4出水进入清水池5，清水池5中的清水可以作为滤池4的反冲洗用水，可以直接达标排放。
使用上述实施例中的一体化污水处理设备处理几种污水，然后分别对一体化污水处理设备的进出水水质进行检测，检测结果如下表所示。
由上表数据可知，尽管污水进水水质差异较大，但经实施例中的一体化污水处理设备处理后，出水水质均稳定满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a标准，可直接达标排放。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。