一种优化的一体化污水处理装置的制作方法

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种优化的一体化污水处理装置。

背景技术：

目前我国城市污水普遍采用以活性污泥为核心的处理工艺，运行费用相对较低。但是我国农村地域广阔，水污染源分散，且污水总量大，因此污水处理投资较大。基于农村处理污水的特点，一体化污水处理装置以灵活、 简便和高效的分散处理模式，得到广泛的应用。传统的一体化污水处理装置多采用活性污泥法中的缺氧好氧工艺，主要用于去除污水中的有机物和氮及部分悬浮物。

然而，市面上大多数一体化污水处理设备能耗高、自动化水平低、处理效果差、建设投资费用和运行成本高，在使用上往往具有一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种优化的一体化污水处理装置，降低运行能耗，节省建设投资和运行成本，提高稳定性能，增强处理效果。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种优化的一体化污水处理装置，包括混合区、兼氧区、好氧区、泥水分离区，清水区、储泥区、控制区和布水区；所述混合区侧壁上设置有进水口，顶部连接有硝化液回流管、污泥回流管和污泥上清液回流管，回流硝化液、回流污泥及污泥上清液与进水在混合区混合后进入兼氧区；所述泥水分离区顶部与布水区相连通，上部设置有与清水区相连的清水收集装置，下部设置有与储泥区相连接的污泥收集装置。

作为本实用新型的优选方案，所述清水区、储泥区和控制区构成集成控制单元，所述清水区内部设置有水质监测仪，所述控制区内部设置有第二曝气装置、控制设备及可对出水进行消毒的消毒设备，所述控制设备内部的通信模块与所述水质监测仪组成在线监测和远程控制系统。

作为本实用新型的优选方案，所述污泥收集装置底部设置有污泥回流管和排泥管。

作为本实用新型的优选方案，所述好氧区末端部分污水（硝化液）经硝化液回流管流入混合区，形成硝化液内回流，所述泥水分离区分离后的上清液由清水收集装置收集，流入清水区，分离后的沉淀污泥由污泥收集装置收集，一部分经排泥管流入储泥区，另一部分经污泥回流管流入混合区，形成污泥外回流。

作为本实用新型的优选方案，所述混合区与兼氧区之间、兼氧区与好氧区之间、好氧区分区之间、好氧区与泥水分离区之间的过流通道均采用穿孔整流板。

作为本实用新型的优选方案,所述兼氧区和好氧区中设置有悬浮填料，所述泥水分离区中设置有斜管填料。

作为本实用新型的优选方案，所述兼氧区和好氧区底部均设置有第一曝气装置，所述第一曝气装置由曝气干管相连接， 所述兼氧区与好氧区底部的第一曝气装置的敷设密度比例为1:3~4。

作为本实用新型的优选方案，所述好氧区被分隔成若干个区，并且各个分区内的曝气密度沿水流前进方向递减，所述好氧区末端与布水区相连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1）兼氧区前端设混合区，使兼氧区进水与回流物料混合均匀，降低回流物料对兼氧区的不良影响，提高了兼氧区的稳定性能，增强了处理效果；2）集成控制单元集中控制清水区、储泥区及控制区，布置紧凑，优化布局，减少了管线损耗，省去了外部设备间、清水池和储泥池的建设费用，极大的降低了建设费用；3）泥水分离区强化了泥水分离效果，出水设监测仪表，将主要监测数据传送至集成控制区中心，集中管理，提高了自动化水平，极大的降低了运行维护成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的优化的一体化污水处理装置的构造俯视图；

图2是本实用新型实施例的优化的一体化污水处理装置的填料布置及污水流向图；

图3是本实用新型实施例的优化的一体化污水处理装置的物料管道布置图；

图4是图1所示优化的一体化污水处理装置的A-A视角图；

图5是图1所示优化的一体化污水处理装置的C-C视角图；

图6是图1所示优化的一体化污水处理装置的B-B视角图；

图7是本实用新型实施例的优化的一体化污水处理装置的曝气管道布置图。

图中：1-兼氧区，2-好氧区，3-泥水分离区，4-清水区，5-储泥区，6-控制区，7-混合区，8-布水区，9-清水收集装置，10-穿孔整流板，11-悬浮填料，12-斜管填料，13-污泥收集装置，14-进水口，15-出水口，16-硝化液回流管，17-污泥回流管，18-排泥管，19-污泥上清液回流管，20-第一曝气装置，21-曝气干管，22-硝化液回流气提管，23-污泥回流气提管，24-排泥气提管，25-手动阀门，26电动阀门，27-第二曝气装备，28-控制设备，29-消毒设备。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，为本实施例提供的一种优化的一体化污水处理装置，包括混合区7、兼氧区1、好氧区2、泥水分离区3、清水区4、储泥区5、控制区6和布水区8；所述混合区7侧壁上设置有进水口14，顶部连接有硝化液回流管16、污泥回流管17和污泥上清液回流管19，回流硝化液、回流污泥及污泥上清液与进水在混合区7混合后进入兼氧区1，混合区7设置在工艺前端，本身为长方体构造，为进水与回流物料提供混合空间；所述泥水分离区3顶部与布水区8相连通，上部设置有与清水区4相连的清水收集装置9，下部设置有与储泥区5相连接的污泥收集装置13，所述污泥收集装置13底部设置有污泥回流管17和排泥管18；所述清水区4、储泥区5和控制区6构成集成控制单元，所述清水区4内部设置有水质监测仪，所述控制区6内部设置有第二曝气装置27、控制设备28及可对出水进行消毒的消毒设备29，所述控制设备28内部的通信模块与所述水质监测仪组成在线监测和远程控制系统。

上述优化的一体化污水处理装置，如图2和图3所示，污水依次流过混合区7、兼氧区1、好氧区2，到达泥水分离区3，实现泥水分离。好氧区2末端部分污水（硝化液）经硝化液回流管16流入混合区7，形成硝化液内回流；在泥水分离区3分离后的上清液由清水收集装置9收集，流入清水区4；分离后的沉淀污泥由污泥收集装置13收集，一部分经排泥管18流入储泥区5，另一部分经污泥回流管17流入混合区7，形成污泥外回流。内回流的硝化液和外回流的污泥在混合区7与进水充分混合均匀后进入兼氧区1，如此形成循环。设置的内回流给兼氧区提供大量的硝态氮，硝态氮在兼氧区兼氧微生物的作用下，发生反硝化反应，生成氮气从污水中脱离，达到脱氮的目的。设置的外回流给兼氧区和好氧区提供大量的活性污泥（微生物），提高了兼氧区和好氧区的微生物浓度，增强了处理效果。

作为优选的实施方式，如图5所示，混合区7底面及侧面设置穿孔板，进水与回流硝化液、回流污泥、污泥上清液在混合区7充分混合均匀后，由此穿孔板均匀平缓的进入兼氧区1，极大的较少了进水混合液对兼氧区的冲击和扰乱，使兼氧区维持稳定，保障了良好的脱氮效率。

作为优选的实施方式，如图3和图7所示，本装置的回流系统由硝化液回流气提管22、污泥回流气提管23、排泥气提管24和硝化液回流管16、污泥回流管17、排泥管18、污泥消化上清液回流管19构成。硝化液回流气提管22、污泥回流气提管23、排泥气提管24向硝化液回流管16、污泥回流管17、排泥管18内喷射气提，形成密度小于水的泥水气三相混合物，使混合物上升产生动力并流动。硝化液回流管16内的回流硝化液、污泥回流管17内的回流污泥、污泥上清液回流管19内的污泥消化上清液均回流到混合区7与进水混合后再进行后续的生化反应。上述回流系统中，可以根据实际需要灵活调节曝气管道上的阀门来控制回流量。

作为优选的实施方式，兼氧区1前端混合区整流板、兼氧区1与好氧区2之间的通道、好氧区2分区之间的通道、泥水分离区3配水区均采用穿孔整流板，该穿孔整流板可使物料过流平缓均匀，改善了水流状况，提高处理效果。泥水混合液从兼氧区1与好氧区2之间的穿孔整流板平缓的进入好氧区2，好氧区2通过第一曝气装置20进行充氧，使好氧区2维持较高的溶解氧而保持好氧环境，悬浮填料11上附着生长的微生物形成的生物膜以及混合液中的活性污泥在有氧条件下，利用混合液中的有机物作为碳源，对污水中的氨氮进行硝化反应，去除污水中的氨氮。剩余的大部分有机物也在好氧区2中去除。好氧区2末端设置回流管16，富含硝态氮的混合液经管道16回流至混合区7混合后进入兼氧区1，如图3所示。

作为优选的实施方式，如图2所示，所述兼氧区1和好氧区2设置有悬浮填料11，填料选用悬浮球生物填料，分内外双层球体，外部为中空鱼网状球体，内部为旋转球体，可为微生物生长提供附着面，同时兼有截留悬浮物的作用，具有生物附着力强、比表面积大、孔隙率高、化学和生物稳定性好、经久耐用、不溶出有害物、 不引起二次污染、防紫外线、抗老化、亲水性能强等特点，在使用过程中，微生物膜易生成、易更换、耐酸碱、抗老化、不受水流影响、使用寿命长，剩余污泥少，安装方便。填料在有区域内能立体全方位均匀布置，填料之间相互独立，不会出行干扰，使气、水充分混合并与生物膜充分接触，生物膜在运行中获得日益增大的比表面积，且保持良好的新陈代谢和稳定的污水处理性能，提高了系统处理效果。所述悬浮填料11可使用立体弹性填料替代。

作为优选的实施方式，如图4和图6所示，泥水分离区3污泥收集装置13上方设置斜管填料12，斜管填料选用蜂窝状斜管填料，采用PP或PVC、FRP材质，质轻、耐腐蚀、抗氧化，粗糙度小，化学性能稳定，且机械强度较高。该斜管填料湿周大，水力半径小，层流状态好，颗粒沉淀不受絮凝水流干扰，泥水分离效果好，能去除绝大部分的颗粒物，分离后的污泥平缓的下降，绝大部分被污泥收集装置13捕获，上清液沿斜管上升，溢出后由清水收集装置9汇集，流入清水区4。此外斜管填料12提高了沉淀区的负荷，增强了沉淀区的处理能力，缩小了沉淀区占地面积，降低了投资成本。

作为优选的实施方式，如图6所示，泥水分离区3进水端设置布水区8，布水区侧面为敞口，与好氧区2末端连通，底部为穿孔板，与泥水分离区3连通，污水由此穿孔板均匀平缓的进入泥水分离区3底部空间。 污泥收集装置13与泥水分离区3四壁间隔一定距离，形成环形过流通道，污水由此环形通道上升，经过斜管填料12底部的导流板，集中进入污泥收集装置13上部的斜管填料12，使得斜管滤料充分利用，同时防止斜管填料12局部堵塞，此外导流板有效的防止污水直接上流，降低了无效过滤。泥水混合液在斜管填料12内由于重力作用，实现泥水分离，分离后的清水继续上升并溢出，由清水收集装置9收集并送至清水区4。分离后的污泥在重力作用下，下沉到污泥收集装置13中，一部分通过污泥回流管17排入储泥区进行厌氧消化，另一部分通过排泥管18回流至工艺前端生化反应区。

作为优选的实施方式，如图7，兼氧区1底部与好氧区2底部设置第一曝装置20，且敷设密度比例为3：10，好氧区2底部的3个分区内的曝气盘敷设密度为5：3：2。所述第一曝气装置20由电动阀26控制间歇曝气搅拌泥水混合液，防止污泥沉淀，并使兼氧区1维持兼氧环境。在兼氧环境下，兼氧微生物利用泥水混合液中的有机物作为碳源，将大分子有机物被分解为小分子有机物，为后续好氧区2的好氧生化反应创造良好的水质条件，同时硝态氮在微生物反硝化作用下生成氮气从而完成脱氮。另一方面，合理的布置曝气装置，控制溶解氧，与功能需求、污染物浓度及微生物生长曲线相协调，减少不必要的浪费，节省运行成本；并且使好氧区末端的溶解氧维持一个较低的状态，使得回流硝化液携带的溶解氧较少，降低对兼氧区的不良影响。此外在管道上设置阀门，可以根据实际情况调节曝气量，操作灵活。本实例中第一曝气装置采用曝气盘，也可使用其他曝气装置代替。

作为优选的实施方式，如图7，兼氧区1搅拌、好氧区2末端硝化液回流、泥水分离区3污泥回流及排泥，均采用曝气或气提，代替了搅拌机和回流泵，节省了投资和运行费用，且在管道上设置阀门，自动控制回流和排泥，提高了自动化水平，节省了运营成本。

作为优选的实施方式，本装置集成清水区4、储泥区5和控制区6，使一体化污水处理设备更加集成化和模块化。在清水区4内设置水质监测仪监测出水水质情况，清水区4排水前经过消毒装置29消毒后外排，出水可回用，提高了水质标准。储泥区5储存泥水分离区3排出的污泥，并对污泥进行厌氧消化处理，减少污泥体积，消化污泥每年清理一次，基本实现有机污泥零排放，可做肥料改善土质，减少二次污染；污泥上清液经污水上清液回流管19回流至混合区7，流入兼氧区1并为微生物提供一定的碳源。控制区6内设置第二曝气装置27、控制设备28及消毒设备29，对本一体化污水处理装置集中控制，方便操作和管理，如图7所示。第二曝气装备27出口总管设施阀门，控制整个系统的曝气量，其他各曝气区域的干管上也分布设置阀门，可控制各自区域的曝气量。控制设备28内集成配电及控制模块和通信模块，配电及控制模块控制本装置全部电气设备的运行，通信模块将清水区4内监测仪采集的监测数据上传至云端，由管理中心集中管理，实现污水站运行无人值守。消毒设备29能有效杀灭出水中的有害微生物，提高出水水质。本装置采用管式紫外消毒设备，可使用其他消毒设备代替。

需要说明的是，本实施例的上述优化的一体化污水处理装置将生物处理单元和控制单元集成在一个箱体内，集成化程度较高，设备占地面积小，系统处理效果好，自动化水平高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。