用于农村生活污水处理的多腔室调节池及自动控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及生活污水处理技术领域，具体涉及一种用于农村生活污水处理的多腔室调节池及自动控制系统。


背景技术：

2.我国农村每年可产生约120亿吨的生活污水，但全国仅有1/3的农村对生活污水进行处置。农村生活污水中污染物含量高，化学需氧量(cod)值可达250～400mg/l，五日生化需氧量(bod5)值可达120～200mg/l，氨氮(nh3-n)浓度可达40～60mg/l，总磷(tp)浓度可达2.5～5mg/l。农村生活污水的排放具有排放范围广和排放随意的特征，不少农村居民将未经处理的生活污水直接排入田地或河流、湖泊，但生活污水经过雨水冲刷直接或间接地进入到水环境后，对水环境造成严重污染，因此开展农村污水的治理工作迫在眉睫。
3.目前农村生活污水的处理普遍采用城镇污水处理技术，可分为生物处理技术、生态处理技术、以及生物-生态耦合的处理技术。但由于农村生活污水的水量变化大(农村生活污水的产生主要集中在早、中、晚的做饭时间以及晚间的洗漱时段，其他时间段的用水量和排水量几乎为0；农村还普遍存在夏季用水量大，冬季用水量小的特点)，农村生活污水在经上述处理技术处理之前，需要进入调节池进行预处理。调节池是指用于调节进、出水流量的构筑物，其设置的目的是保障后续处理的设备及构筑物稳定运行，不受进水流量波动的影响。但现有调节池在农村污水处理中普遍存在如下问题：
4.1、有效使用率低；现有调节池容积的设计都是基于住建部发布的《分地区农村生活污水处理技术指南》中的农村生活用水量，但实际却是农村大部分时间的生活污水产生量远小于设计值，有时调节池的水量过小甚至无法向后续处理构筑物供水，导致调节池的有效使用率较低。
5.2、抗水量冲击能力差；《分地区农村生活污水处理技术指南》中规定的农村生活用水量仅考虑了大部分时间下农村生活污水量的排放量，但在少部分时段，如逢年过节或大(暴)雨来临之际，农村外出务工人员大量返乡或降水量大等导致农村污水排放量剧增的情况，会导致调节池内水量暴增，超出设计水量值后会出现向污水外溢现象，导致部分污水未经处理直接排放到周边环境中，对周边水环境、土壤环境造成污染。
6.3、生活污水在调节池内储存时间过长；调节池的有效使用率低会延长污水在调节池中停留时长，而污水中的微生物在调节池内对有机物进行生物降解，会降低后续进入生物处理单元的进水cod和bod5值，导致生物处理对有机物、氮、磷的脱除能力差，出水难以达到当地排放标准；
7.4、智能化水平低；现有用于农村生活污水处理的调节池，在运行出现问题时无人知晓，严重影响后续处理构筑物的运行，导致污水处理厂(站)运行稳定性差，且农村污水处理厂(站)距离城市较远，周围配套设施较不完善，缺少运维人员，导致多数污水处理厂(站)实际运行效果不佳。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于农村生活污水处理的多腔室调节池，以解决现有调节池有效使用率低和抗水量冲击能力差的技术问题。
9.本实用新型所采用的技术方案为：一种用于农村生活污水处理的多腔室调节池，包括：
10.池体部，所述池体部设有用于容纳污水的污水腔；
11.分隔部，所述分隔部设置于所述污水腔中，所述分隔部具有分隔状态和连通状态，所述分隔状态用于将所述污水腔分隔为主腔室和副腔室，所述连通状态用于使所述主腔室内的污水流入所述副腔室；
12.进污水管，所述进污水管的出水端与所述主腔室连通，用于将污水导入所述主腔室；
13.主排污水管，所述主排污水管的进水端与所述主腔室连通，所述主排污水管上设有主排污水泵，用于将所述主腔室内的污水排出；
14.副排污水管，所述副排污水管的进水端与所述副腔室连通，所述副排污水管上设有副排污水泵，用于将所述副腔室内的污水排出；
15.液位传感器，所述液位传感器设置于所述主腔室中，用于检测所述主腔室内污水的液位信息；
16.控制器，所述控制器与所述液位传感器电连接，用于接收所述液位信息，并根据所述液位信息控制所述分隔部在连通状态和分隔状态间转换；所述控制器与所述主排污水泵和副排污水泵电连接，并根据所述液位信息将所述主腔室和/或所述副腔室内的污水外排。
17.优选的，所述分隔部包括第一分隔部和第二分隔部，所述第一分隔部和第二分隔部沿竖直方向或水平方向平行设置于所述污水腔中，并使所述污水腔分隔为主腔室、第一副腔室和第二副腔室。
18.优选的，所述主腔室容积v2与所述污水腔容积v1的关系为v2/v1＝p,p为村内常驻人口数量与村内户籍人口数量的比值。
19.优选的，所述第一副腔室的容积v3与所述污水腔容积v1关系为/v1＝k*p；其中1.5≦k≦3。
20.优选的，所述液位传感器包括第一液位传感器和第二液位传感器，所述第一液位传感器设置于所述主腔室的下部，用于检测所述主腔室的下液位信息，所述第二液位传感器设置于所述主腔室的上部，用于检测所述主腔室的上液位信息。
21.优选的，所述第一液位传感器设置于所述主腔室高度方向的5％～10％位置；所述第二液位传感器设置于所述主腔室高度方向的75％～80％位置。
22.优选的，所述液位传感器还包括第三液位传感器和第四液位传感器，所述第三液位传感器设置于所述第一副腔室高度方向的75％～80％位置；所述第四液位传感器设置于所述第二副腔室高度方向的75％～80％位置，用于检测所述第二副腔室的液位信息。
23.优选的，所述分隔部包括可翻转的分隔板；或者所述分隔部顶部设有连通通道。
24.优选的，所述主腔室的底部设有斜坡结构。
25.本实用新型的另一目的在于提供一种基于水量变化的调节池自动控制系统，所述系统包括控制器模块、液位检测模块、腔室容积调节模块、报警模块和排污模块，所述液位
检测模块用于在线检测调节池的液位信息，所述控制器模块分别与所述液位检测模块、所述腔室容积调节模块、所述报警模块和所述排污模块电连接，用于接收所述液位信息，并根据所述液位信息向所述腔室容积调节模块、所述报警模块和所述排污模块发送控制信号，所述腔室容积调节模块根据所述控制信号使调节腔室容积大小，所述报警模块依据所述控制信号对外示警，所述排污模块依据所述控制信号调节污水外排量。
26.本实用新型的有益效果：
27.1、本实用新型在池体部的污水腔中设有分隔部，通过分隔部将污水腔分隔为主腔室和副腔室，主腔室可在小水量时期作为污水容纳腔对污水进行存储，主腔室和副腔室可在大水量时期作为污水容纳腔对污水进行存储，分时段的实现了污水容纳腔容积的调节，不仅实现调节池内污水容纳腔的有效使用率的提高，还提高了调节池的抗水量冲击能力；本实用新型的调节池设有与主腔室和副腔室分别对应连通的主排污水管和副排污水管，通过主排污水管和主排污水泵将小水量时期汇集于主腔室的污水外排；通过副排污水管和副排污水泵将大水量时期汇集于副腔室的污水外排，分时段的提高了调节池的污水外排能力，间接的提高了调节池的抗水量冲击能力。
28.2、本实用新型中分隔部将池体部的污水腔分隔为主腔室和副腔室，通过主腔室与副腔室的连通与隔绝，实现了污水容纳腔的容积的调节，相比于大容积的污水容纳腔，极大的缩短了污水在调节池内的停留时长，相比于小容积的污水容纳腔，提高了调节池的抗水量冲击能力。
29.3、本实用新型通过在池体部的污水腔中设置的分隔部将污水腔分隔为主腔室和副腔室，可在小水量时期通过主腔室对污水进行存储，配合分隔部对主腔室和副腔室的分隔作用，使得主腔室内的污水与副腔室内的氧气隔离，延缓了污水中的微生物对有机物的生物降解，保证了后续进入生物处理单元的进水cod和bod5值，进而使得出水达到排放标准要求。
附图说明
30.图1为本实用新型的用于农村生活污水处理的多腔室调节池的结构示意图之一；
31.图2为本实用新型的用于农村生活污水处理的多腔室调节池的结构示意图之二；
32.图3为本实用新型的用于农村生活污水处理的多腔室调节池的结构示意图之三；
33.图4为本实用新型的竖向调节池的液位控制流程图；
34.图5为本实用新型的竖向调节池的液位控制流程图；
35.图6为本实用新型的基于水量变化的调节池自动控制系统。
36.图中附图标记说明：
37.10、池体部；
38.11、污水腔；12、主腔室；13、副腔室；14、第一副腔室；15、第二副腔室；
39.20、分隔部；
40.21、第一分隔部；22、第二分隔部；23、连通通道；
41.30、进污水管；
42.40、主排污水管；
43.41、主排污水泵；
44.50、副排污水管；
45.51、副排污水泵；
46.60、液位传感器；
47.61、第一液位传感器；62、第二液位传感器；63、第三液位传感器；64、第四液位传感器。
具体实施方式
48.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.实施例，如图1-图5所示，一种用于农村生活污水处理的多腔室调节池，该调节池设置在污水处理系统的上游，用于向污水处理厂稳定的输送污水，以保证污水处理厂的设备和构筑物稳定运行。该调节池包括：
53.一池体部10，该池体部10内设有一用于容纳污水的污水腔11。
54.一分隔部20，该分隔部20设置于污水腔11中，分隔部20具有分隔状态和连通状态，且分隔状态用于将污水腔11分隔为主腔室12和副腔室13，连通状态用于使主腔室12内的污水流入副腔室13。
55.一进污水管30，该进污水管30的出水端与主腔室12连通，用于将污水导入主腔室12。
56.一主排污水管40，该主排污水管40的进水端与主腔室12连通，主排污水管40上设有主排污水泵41，用于将主腔室12内的污水外排。
57.副排污水管50，该副排污水管50的进水端与副腔室13连通，副排污水管50上设有副排污水泵51，用于将副腔室13内的污水外排。
58.液位传感器60，液位传感器60设置于主腔室12中，用于检测主腔室12内污水的液位信息。
59.控制器，控制器与液位传感器60电连接，用于接收液位信息，并根据液位信息控制分隔部20在连通状态和分隔状态间转换；控制器与主排污水泵41和副排污水泵51电连接，并根据液位信息控制主排污水泵41和副排污水泵51将主腔室12和/或副腔室13内的污水外
排。
60.本技术在池体部10的污水腔11中设有分隔部20，通过分隔部20将污水腔11分隔为主腔室12和副腔室13，主腔室12可在小水量时期作为污水容纳腔对污水进行存储，主腔室12和副腔室13可在大水量时期作为污水容纳腔对污水进行存储，分时段的实现了污水容纳腔容积的调节，不仅提高了调节池内污水容纳腔的有效使用率，还提高了调节池的抗水量冲击能力。本技术的调节池设有与主腔室12和副腔室13分别对应连通的主排污水管40和副排污水管50，通过主排污水管40和主排污水泵41将小水量时期汇集于主腔室的污水外排；通过副排污水管50和副排污水泵51将大水量时期汇集于副腔室的污水外排，可分时段的提高调节池的污水外排能力，间接的提高调节池的抗水量冲击能力。
61.在一具体实施例中，如图1所示，该调节池为竖向调节池，且分隔部20包括第一分隔部21和第二分隔部22，第一分隔部21和第二分隔部22沿水平方向平行设置于污水腔11中，第一分隔部21和第二分隔部22使污水腔11分隔为从下到上依次设置的主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15。如此设置，通过在池体部10的污水腔11中设置上下平行的第一分隔部21和第二分隔部22，可使得整个污水腔11分隔为互不相通的主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15；其中，主腔室12位于下部，用于在小水量时期对进入调节池的生活污水进行存储；第一副腔室14位于中部，第一副腔室14与主腔室12相配合，用于在中水量时期对进入调节池的生活污水进行存储；第二副腔室15位于上部，主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15相配合，用于在大水量时期对进入调节池的生活污水进行存储。
62.优选的，主腔室12容积v2与污水腔11容积v1的关系为v2/v1＝p,p为村内常驻人口数量与村内户籍人口数量的比值。具体的，第一分隔部21与污水腔11底壁的垂直距离为db，池体部10的污水腔11的深度为d，两者之间的关系为：其中，p
per
表示村内的常驻人口，单位人；p
reg
表示村内的户籍人口，单位人。如此设置，通过将主腔室12容积与污水腔11容积的比值与人口数量挂钩，可使得调节池的主腔室12的容积满足小流量时期农村生活污水的存储，进而提高污水容纳腔的有效使用率，并通过主腔室12与第一副腔室14和第二副腔室15个隔绝，减缓污水中的微生物对有机物的生物降解。
63.更优先的，第一副腔室14的容积v3与污水腔11容积v1关系为v2+v3/v1＝k*p；其中1.5≦k≦3。具体的，第一分隔部21与第二分隔部22的垂直距离为d
ab
，两者之间的关系为：如此设置，通过将第一副腔室14容积与污水腔11容积的比值与人口数量挂钩，可使得调节池的主腔室12和第一副腔室14的容积满足中流量时期农村生活污水的存储，主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15的容积满足大流量时期农村生活污水的存储。
64.在一具体实施例中，如图2所示，该调节池为横向调节池，且分隔部20包括第一分隔部21和第二分隔部22，第一分隔部21和第二分隔部22沿竖直方向平行设置于污水腔11中，第一分隔部21和第二分隔部22将污水腔11分隔为从左到右依次设置的主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15。如此设置，通过在池体部10的污水腔11中设置左右平行的第一分隔部21和第二分隔部22，可使得整个污水腔11分隔为互不相通的主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15；其中，主腔室12用于在小水量时期对进入调节池的生活污水进行存储，
第一副腔室14与主腔室12相配合，用于在中水量时期对进入调节池的生活污水进行存储；主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15相配合，用于在大水量时期对进入调节池的生活污水进行存储。同时，相比于大腔室污水容纳腔，主腔室12的横截面较小，可在小流量时期实现液位的快速上升，以便于主排污水管40将污水外排，进而缩短污水在污调节池的停留时长。
65.优选的，主腔室12容积v2与污水腔11容积v1的关系为v2/v1＝p，p为村内常驻人口数量与村内户籍人口数量的比值。具体的，第一分隔部21与污水腔11左侧池壁的水平距离为db，池体部10的污水腔11左侧壁和右侧壁的水平距离为d，两者之间的关系为：其中，p
per
表示村内的常驻人口，单位人；p
reg
表示村内的户籍人口，单位人。如此设置，通过将主腔室12容积与污水腔11容积的比值与人口数量挂钩，可使得调节池的主腔室12的容积满足小流量时期农村生活污水的存储，进而提高污水容纳腔的有效使用率，并通过主腔室12与第一副腔室14和第二副腔室15的隔绝，减缓污水中的微生物对有机物进行生物降解。
66.更优先的，第一副腔室14的容积v3与污水腔11容积v1关系为v2+v3/v1＝k*p；其中1.5≦k≦3。具体的，第一分隔部21与第二分隔部22的水平距离为d
ab
，两者之间的关系为：如此设置，通过将第一副腔室14容积与污水腔11容积的比值与人口数量挂钩，可使得调节池的主腔室12和第一副腔室14的容积满足中流量时期农村生活污水的存储，主腔室12、第一副腔室14和第二副腔室15的容积满足大流量时期农村生活污水的存储。
67.在一具体实施例中，如图1、图2和图3所示，液位传感器60包括第一液位传感器61和第二液位传感器62，第一液位传感器61设置于主腔室12的下部，用于检测主腔室12的下液位信息，第二液位传感器62设置于主腔室12的上部，用于检测主腔室12的上液位信息。如此设置，当主腔室12内污水液位到达下液位信息时，控制器接收到第一液位传感器61发送的液位信息，控制主排污水管40上的主排污水泵41开启，用于将主腔室12内的污水向后续设备输送；当主腔室12内污水液位到达上液位信息时，控制器接收到第二液位传感器62发送的液位信息，控制分隔部20由分隔状态转换为连通状态，进而使主腔室12与副腔室13由隔绝状态变为连通状态，使得主腔室12内污水流入副腔室13。
68.优选的，第一液位传感器61设置于主腔室12高度方向的5％～10％位置；第二液位传感器62设置于主腔室12高度方向的75％～80％位置。如此设置，是因为，当主腔室12内的液位低于主腔室12高度的5％时，由于主腔室12内污水量较少，会导致主排污水管40无法向后续设备连续供给污水；当主腔室12内的液位高于80％后，分隔部20开启不及时，容易导致主腔室12内污水的外溢。
69.对于横向调节池而言，当主腔室12与副腔室13连通时，且主腔室12内污水液位到达上液位信息时，控制器控制副排污水管50上的副排污水泵51开启，用于将副腔室13内的污水向后续设备输送，提高调节池向后续设备的污水输送量，并防止污水外溢。
70.对于竖向调节池而言，液位传感器60还包括第三液位传感器63和第四液位传感器64，第三液位传感器63设置于第一副腔室14内，用于检测第一副腔室14的液位信息；具体
的，第三液位传感器63设置于第一副腔室14高度方向的75％～80％位置。第四液位传感器64设置于第二副腔室15内，用于检测第二副腔室15的液位信息；具体的，第四液位传感器64设置于第二副腔室15高度方向的75％～80％位置。如此设置，当主腔室12内污水液位到达第一液位传感器61位置时，控制器接收到第一液位传感器61发送的液位信息，控制主排污水管40上的主排污水泵41开启，用于将主腔室12内的污水向后续设备输送；当主腔室12内污水液位到达第二液位传感器62位置时，控制器接收到第二液位传感器62发送的液位信息，控制第一分隔部21由分隔状态转变为连通状态，以使主腔室12和第一副腔室14连通；当第一副腔室14内污水液位到达第三液位传感器63位置时，控制器接收到第三液位传感器63发送的液位信息，控制第二分隔部22由分隔状态转变为连通状态，以使第一副腔室14和第二副腔室15连通，同时控制与第一副腔室14连通的副排污水管50上的副排污水泵51开启，用于将第一副腔室14内的污水向后续设备输送；当第二副腔室15内污水液位到达第四液位传感器64位置时，控制器接收到第四液位传感器64发送的液位信息，控制与第二副腔室15和连通的副排污水管50上的副排污水泵51开启，用于将第二副腔室15内的污水向后续设备输送。
71.在一具体实施例中，第一分隔部21和第二分隔部22均包括两块可向上翻转或水平移动的分隔板。如此设置，通过控制器控制设置分隔板向上翻转或向下翻转，或通过分隔板的水平移动，可以实现第一分隔部21和第二分隔部22在连通状态和分隔状态间切换。
72.对于横向调节池而言，也可在第一分隔部21和第二分隔部22顶部设有连通通道23，并在连通通道23内设有可控打开的阀门。如此设置，可以减少主腔室12向副腔室13的污水泄漏。
73.在一具体实施例中，如图1、图2所示，在主腔室12和副腔室13的底部均设有斜坡结构。如此设置，在主腔室12和副腔室13的底部设置斜坡结构，可利用斜坡结构对污水的导流作用，使得污水中的固体废物沉积在一起，以便于维护人员定期清理。
74.在一具体实施例中，池体部10的顶部可打开，以便于维护人员定期对污水腔11内沉积形成的固体废物进行收集和清理，同时池体部10顶端还设有与污水腔11相通的紧急排液口，当污水充满整个污水腔11后，维护人员可通过紧急排液口将污水腔11内的污水外排到指定位置，防止污水腔11内污水外溢并污染周边环境。
75.实施例，如图6所示，一种基于水量变化的调节池自动控制系统，该系统用于对上述调节池进行自动化控制；该系统包括控制器模块、液位检测模块、腔室容积调节模块、报警模块和排污模块；液位检测模块用于在线检测调节池内部的液位信息，并将检测到的液位信息发送至控制器模块；腔室容积调节模块用于根据调节池内部的液位信息调节用于容纳污水的污水容纳腔容积的大小；排污模块用于根据调节池内部的液位信息控制向后续设备的污水输送量；报警模块用于根据调节池内部的液位信息向维护人员进行示警。控制器模块分别与液位检测模块、腔室容积调节模块、报警模块和排污模块电连接，控制器模块用于接收液位检测模块发送的调节池内部液位信息，并根据液位信息向腔室容积调节模块、报警模块和排污模块发送控制信号，腔室容积调节模块根据控制信号调节污水容纳腔的容积大小，报警模块依据控制信号对维护人员进行示警，排污模块依据控制信号调节污水外排量。
76.与现有技术相比，本技术至少具有以下有益技术效果：
77.1、本技术的调节池有效使用率高；通过在调节池的污水腔11中设置分隔部20，将调节池内部分部分隔为多个腔室，使污水容纳腔的有效使用率得以提高。
78.2、本技术的调节池的抗水量冲击能力强；调节池内部设有分隔部20，当进水流量急剧增加时，使分隔部20转换为连通状态，调节池内用于容纳污水的腔室增加，有效地防止了调节池内污水外溢现象，增大了抗水量冲击能力。
79.3、本技术的调节池可缩短生活污水在调节池内的储存时间，减少了碳源的消耗，提高了后续生物处理单元对有机物、氮、磷的脱除能力。本技术设置了多个离心泵，即使在调节池内存水量较大时，也可快速通过离心泵进入后续处理单元，减少了污水在调节池内的停留时长，从而降低生物降解损失的碳源的量，使后续生物处理段进水的碳氮比，碳磷比增大，从而提升生物处理的效率。
80.4、智能化程度高，能实现自动控制，减少运维成本；通过基于水量变化的调节池自动控制系统，调节池可通过传感器、自动控制系统来应对水量的冲击，同时当水位过高或过低时，通过报警系统通知运维人员前来维护，从而有效地降低了运维的频次和成本。
81.5、本技术结构简单、可操作性强，可保障农村生活污水处理厂(站)的稳定运行，出水稳定达标，可靠性高。
82.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。