以AAO或SBBR方式切换运行的农村污水一体化处理设备的制作方法

本发明涉及污水处理的技术领域，尤其涉及以aao或sbbr方式切换运行的农村污水一体化处理设备。

背景技术：

我国农村污水每年产量约80亿吨。农村居民生产生活产生的大量污水被随意排放，使农村水污染加剧，严重危害农村居民身体健康和生态环境。近年来，我国政府重视并加强农村环境保护，提出“美丽乡村”建设，并将生态文明建设作为基本国策。如何高效、高质量地处理农村污水，成为环境保护工作中亟待解决的问题。

农村污水具有污水分布分散、水质波动大、水量较小、变化系数不稳定等特点。传统的污水处理工艺主要包括aao（“厌氧-缺氧-好氧”的污水处理工艺）、sbr（序批式活性污泥法）技术、氧化沟技术。氧化沟工艺由于其工艺特点，通常应用于大规模集中式的污水处理厂。aao工艺采用连续流进水，同时脱氮除磷，总水力停留时间较小，运行简便。sbbr（序批式生物膜法）工艺剩余污泥少，占地面积小，适用于间歇排放和流量变化较大的场合。但是农村污水水力负荷变化大、污染物浓度高，单纯以一种污水处理工艺进行污水处理，无法应对农村污水的复杂情况，使得对农村污水的处理效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高农村污水处理效率的以aao或sbbr方式切换运行的农村污水一体化处理设备。

本发明的技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种以aao或sbbr方式切换运行的农村污水一体化处理设备，包括污水调节池，所述污水调节池连通设置有一体化设备本体，一体化设备本体内部包括依次连通的厌氧区、缺氧区、一级好氧区、二级好氧区、沉淀区以及设备间，污水调节池内设有进水潜水泵，进水潜水泵与厌氧区底部由进水管道连接，沉淀区上部设有上升流斜管沉淀区域，下部设有污泥斗，设备间内设置有回流污泥泵、内回流泵以及鼓风机，回流污泥泵上连通有污泥回流管路，污泥回流管路一端连通于污泥斗，另一端连通于厌氧区的入水口，内回流泵上连通有硝化液回流管路，硝化液回流管路的一端连通至缺氧区入水口，另一端连通至污泥斗与上升流斜管沉淀区域之间，鼓风机上连通有伸入缺氧区底部、一级好氧区底部以及二级好氧区底部的三根曝气管路，曝气管路上设置有曝气阀。

通过上述技术方案，污水排入污水调节池内,污水在污水调节池内初步沉降、分离，进水潜水泵将污水抽入厌氧区进行厌氧处理，该过程对水中部分有机物进行氨化并进行厌氧释磷，接着污水依次经过缺氧区、一级好氧区、二级好氧区以及沉淀区，污水在缺氧区内进行反硝化脱氧，在一级好氧区和二级好氧区进行有机物的去除，氨氮的硝化以及好氧吸磷作用，污水继续进入沉淀区后，由于沉淀区上部为上升流斜管沉淀区，即斜管沉淀区为上向流，上层为出水，进入到清水池，消毒后出水，下层为污泥，落入到污泥斗中，达到泥水分离的目的，同时，伸入污泥斗内的污泥回流管可以将部分污泥重新回流利用，回流部分污泥继续担当载体的作用，另一方面也可以减少污泥中生物菌的流失，提高对氨氮的去除效果，进而提高污水处理力度。硝化液通过硝化液回流管路回流至缺氧区内，能够有效维持污泥的浓度，提高脱氮能力。并且本申请可以根据需要选择启闭内回流泵以及开启鼓风机的时机来实现aao模式或sbbr模式的切换，同一批设备能够实现两种模式的污水处理，大大降低了污水处理成本，并且设备的一体性较强，占用空间小，污水处理效率大大提高。

本发明进一步设置为：所述曝气管路的底端伸入缺氧区底部、一级好氧区底部以及二级好氧区底部且连通有增大曝气面积的曝气盘。

通过上述技术方案，当需要对一级好氧区以及二级好氧区内部进行曝气时，可以打开鼓风机，鼓风机将氧气通过曝气管路进入好氧区域，曝气盘的设置增大了曝气面积，从而使得一级好氧区和二级好氧区内部能够快速、均匀地曝气。

本发明进一步设置为：所述缺氧区、一级好氧区以及二级好氧区内填充有生物填料。

通过上述技术方案，在一级好氧区和二级好氧区内填充生物填料，能够为好氧微生物提供附着条件，作为微生物的载体，生物填料对接触氧化池（即一级好氧区、二级好氧区）中微生物的数量、氧的利用率、水流条件以及污水与生物膜的接触状态起着重要的作用，有效改善水处理的效果。

本发明进一步设置为：所述生物填料仿水草式螺旋生物填料。

通过上述技术方案，仿水草式螺旋生物填料可以大幅度提高比表面积，进而提高挂膜率和生物量，使螺旋生物填料的综合性能能够得到更大程度的提升，使得螺旋生物填料具有较好的生物膜固着性能，运行过程中不结团、易流化，比重接近于水，能耗低，且具有通气透水性能良好的优点。

本发明进一步设置为：所述生物填料在缺氧区、一级好氧区以及二级好氧区内的填充比均为40%-60%。

通过上述技术方案，生物填料的填充比在40%-60%，既能够确保一级好氧区、二级好氧区内部能够为好氧微生物提供良好的附着条件，又不会使得好氧区域内部造成缺氧以及堵塞，确保生物填料挂膜率以及生物量。

本发明进一步设置为：所述鼓风机设置有两台。

通过上述技术方案，两台鼓风机能够大大提高曝气量，使得好氧区域（一级好氧区、二级好氧区）内能够有充足的氧气含量来进行氨氮的硝化以及好氧吸磷作用，并且两台鼓风机的设置提高了容错率，当其中一台鼓风机发生故障损坏时，另一台鼓风机能够继续使用，确保好氧区域内的氧气不会中断提供。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过设置一体化设备，并且同时具备aao和sbbr两种运行模式，可以根据实际需要切换运行模式，能够合理、经济、高效地处理水质水量变化大的农村污水；

2、以aao模式运行时，根据污染物浓度控制溶解氧浓度，改变曝气策略，实现同步脱氮除磷，并节约能源；

3、以sbbr模式运行时，根据污染物浓度，调节厌氧与好氧时序的时间，改变体系hrt，达到同步脱氮除磷的目的，并节约能源。

附图说明

图1为本实施例中以aao方式运行的农村污水一体化处理设备；

图2为本实施例中以sbbr方式运行的农村污水一体化处理设备。

附图标记：1、污水调节池；11、进水潜水泵；111、进水管道；2、一体化设备本体；3、厌氧区；4、缺氧区；5、一级好氧区；6、二级好氧区；7、沉淀区；71、上升流斜管沉淀区域；711、上向斜管；72、污泥斗；8、设备间；81、回流污泥泵；811、污泥回流管路；82、内回流泵；821、硝化液回流管路；83、鼓风机；831、曝气管路；832、曝气阀；833、曝气盘；9、过流孔洞；10、三级生化反应区。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种以aao或sbbr方式切换运行的农村污水一体化处理设备，如图1所示，包括污水调节池1和一体化设备本体2，一体化设备本体2内部包括依次设置且顺次连通的厌氧区3、缺氧区4、一级好氧区5、二级好氧区6和沉淀区7，沉淀区7背离二级好氧区6的一侧设置有设备间8。污水在调节池内进行初步沉降、分离后进入厌氧区3内进行厌氧处理，以厌氧释磷，接着进入缺氧区4内进行反硝化脱氧，再进入一级好氧区5和二级好氧区6内进行有机物的去除，氨氮的硝化以及好氧吸磷作用，最终进入沉淀区7实现泥水分离，从而达到污水处理效果。

污水调节池1内设置有进水潜水泵11，进水潜水泵11连通有进水管道111，进水管道111的远离污水调节池1的一端伸入厌氧区3底部，使得在污水调节池1内进行初步调节的污水顺着污水调节池1进入厌氧区3进行厌氧处理。

厌氧区3与缺氧区4之间、缺氧区4与一级好氧区5之间、一级好氧区5与二级好氧区6之间、二级好氧区6与沉淀区7之间均设置有连通的过流孔洞9，以使得一体化设备本体2内部的各个区域能够相互连通。其中，厌氧区3与缺氧区4之间、缺氧区4与一级好氧区5之间、一级好氧区5与二级好氧区6之间的过流孔洞9位于一体化设备本体2靠近顶端的位置处，二级好氧区6与沉淀区7之间的过流孔洞9位于一体化设备本体2的中下部位置处。

沉淀区7上部设有上升流斜管沉淀区7域，下部设有污泥斗72，上升流斜管沉淀区7域设置有多根上下贯通的上向流斜管，上向流斜管的倾斜角度为30°-60°，本实施例中优选为倾斜60°，二级好氧区6与沉淀区7之间的过流孔洞9位于污泥斗72与上升流斜管沉淀区7域之间。因此进入沉淀区7的污水经过上向流斜管向上流动，沉淀区7上层为出水，进入到清水池，消毒后出水，下层为污泥，落入到污泥斗72中，达到泥水分离的目的。

设备间8内设置有回流污泥泵81、内回流泵82以及两组鼓风机83，回流污泥泵81上连通设置有污泥回流管路811，污泥回流管路811的一端与污泥斗72内部连通，另一端与厌氧区3的底部连通，污泥斗72内沉降的部分污泥能够通过污泥回流管路811回流至厌氧区3内部，回流部分污泥继续担当载体的作用，另一方面也可以减少污泥中生物菌的流失，提高对氨氮的去除效果，进而提高污水处理力度。

内回流泵82连通设置有硝化液回流管路821，硝化液回流管路821一端连通于污泥斗72与上升流斜管沉淀区7域之间，另一端连通于厌氧区3与缺氧区4之间的过流孔洞9，硝化液通过硝化液回流管路821回流至缺氧区4内，能够有效维持污泥的浓度，提高脱氮能力。

两台鼓风机83并列设置，连通有同一曝气管路831，曝气管路831一分为三，从上至下分别延伸至缺氧区4、一级好氧区5和二级好氧区6底部，曝气管路831在三根竖直的支路上分别设置有三个控制通氧量的曝气阀832，曝气管路831的底部连通设置有用于增大曝气面积的曝气盘833。

实施例2

结合图1，一体化设备本体2以aao模式的运行方法，以天津市宝坻区某村生活污水作为实验对象：氨氮：15-40mg/l，总磷：1-8mg/l，cod：100-200mg/l。所选厌氧池4m3，缺氧池4m3，两级好氧池7.5m3，沉淀池斜管沉淀区7横截面为1.87m2。运行方法步骤入下：

（1）进水：污水调节池1收集农村污水，进水潜水泵11将收集到的污水与回流污泥（40%-60%回流比）以0.1-1.5m3/h的流量送到一体化设备本体2，污水进入厌氧区3底部；

（2）厌氧区3处理：厌氧区3的水流为上向流，水力停留时间为2-4h，该过程对水中部分有机物进行氨化并进行厌氧释磷；

（3）缺氧区4处理：厌氧区3出水与硝化回流液一起注入缺氧区4，水力停留时间为2-4h，该过程进行反硝化脱氮；

（4）好氧区处理：缺氧池出水通过过流孔洞9进入一级好氧区5和二级好氧区6，水力停留时间为6-8h，同时，鼓风机83以0.2m3/min的风量通过设在好氧区域（一级好氧区5和二级好氧区6）底部的曝气盘833对好氧区域曝气，该过程进行有机物的去除，氨氮的硝化以及好氧吸磷作用；

（5）沉淀区7：沉淀区7设有横截面为1.87m2的上升流斜管沉淀区7域，水力停留时间为1-2.8h，好氧区域的出水通过管路设置到上升流斜管沉淀区7域底部，上升流斜管沉淀区7域为上向流，上层为出水，进入到清水池，消毒后出水，下层为污泥，落入到污泥斗72中，达到泥水分离的目的。同时，将污泥回流起始端设置在污泥斗72下层，将硝化液回流起始端设置在斜管沉淀区7与污泥斗72之间。

当进水cod＞150mg/l，氨氮＞30mg/l时，使用强曝气策略，控制好氧区域溶解氧浓度为5-6mg/l；当进水cod＜150mg/l，氨氮＜30mg/l时，使用弱曝气策略，控制好氧区溶解氧浓度为4-5mg/l。

经过运行一个月，实施例2的最终出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（gb18918-2002）一级a标准。

实施例3

结合图2，一体化设备本体2以sbbr模式的运行方法，以天津市宝坻区某村生活污水作为实验对象，进水水质：氨氮＞40mg/l，总磷1-8mg/l，cod＞200mg/l。其运行方式步骤如下：

（1）时序1：以2.5m3/h进水2小时，同时自动出水；

（2）时序2：厌氧阶段2-4小时，缺氧区4、一级好氧区5和二级好氧区6设为sbbr三级生化反应区10，sbbr三级生化反应区10中关闭曝气系统，进行反硝化脱氮与厌氧释磷；

（3）时序3：曝气阶段6-8小时，开启鼓风机83，sbbr三级生化反应,10中进行硝化反应，有机物降解及好氧吸磷；

（4）厌氧区3与沉淀区7作用参考实施例2。

当进水cod＞300mg/l，氨氮＞50mg/l时，时序2厌氧阶段调整为5小时，时序3曝气阶段调整为8小时，设备整体hrt由12小时增加至15小时；当进水cod＜300mg/l，氨氮＜50mg/l时，时序2厌氧阶段调整为3小时，时序3曝气阶段调整为5小时，设备整体hrt由12小时减小至10小时。

经过运行一个月，实施例3的最终出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（gb18918-2002）一级a标准。

实施例4

一体化设备本体2以aao模式运行，当来水水质水量监测变为水量≤10吨/天，氨氮＞40mg/l，cod＞200mg/l，一体化设备本体2由aao模式切换为sbbr模式：

（1）进水泵由连续流进水更改为每隔10h进水2h；

（2）缺氧区4、两级好氧区域（一级好氧区5、二级好氧区6）切换为sbbr运行模式，具体实施过程参考实施例3；

（3）关闭内回流泵82以停止硝化液回流；

切换运行模式后，生物膜快速适应来水水质，生化反应区脱氮除磷效果明显，改变运行模式1周后，出水水质稳定，并达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（gb18918-2002）一级a标准。

上述实施例的实施原理为：aao模式适用于来水水质水量变化小的污水，采用连续流运行，总水力停留时间短，依靠控制曝气强度节能；sbbr模式适用于来水水质变化大的污水，采用间歇流，抗冲击能力强，但总水力停留时间较长，依靠控制曝气时间节能；由于设备同时具备aao/sbbr两种运行模式，能够合理、经济、高效地处理水质水量变化大的农村污水。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。