专利名称：小规模高效污水处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对一般家庭所排出的粪尿和生活杂排水进行复合处理的小规模高效污水处理设备。本发明特别涉及下述小规模高效污水处理设备，该设备通过厌氧和好氧微生物对一般家庭生活污水中的有机物进行分解处理，通过循环室对未处理的有机物进行最终处理。
目前，在经济不断发展，城市人口不断集中的情况下，日常生活必需排出的粪尿和生活杂排水是造成城市河流和较小河沟污染的主要原因，特别是不具备下水道和下水处理设施的中小城市和农村、渔村的生活卫生状况不断恶化，农业用水所采用的蓄水池中，有33％因水质污染而失去水的利用价值，农业生产降低。
一般来说，对家庭污水最合理的处理方式是利用相对家庭排水源密封的下水管道，使上述污水流到污水处理场，从而可实现完全处理，但是为此要以完善、普及的下水管道为前提。由于对目前管道的普及来说，因城市膨胀造成建筑物密集，因城市交通问题等造成管道的铺设费用逐渐增加，配备完善的管道系统还是件很遥远的事情。
纵观外国生活污水处理情况，对于美国和欧洲来说，家庭排出的粪尿和家庭杂排水通过下水管道一起直接流入下水道末端的处理场，这样待处理的问题较少，而对于下水管道普及程度很小的韩国、中国、台湾和日本等亚洲国家，实际情况是通过净化槽只对粪尿进行处理。
人们知道，对于日本来说，采用具有30小时滞留时间的厌氧滤床和滞留时间为7.5小时的接触曝气室的净化槽，可使BOD的去除率达到90％。此外，有文献报道，与通过家庭用处理设备除去90％以上的排放水中的有机物的情况相反，在单独采用净化槽的场合，仅仅可去除16％的有机物(参照1988年创刊的《用水と污水》，Vol.10、No.4上所发表的稻森悠平与松重一夫的论文“具备厌氧条件的小规模联合处理净化槽”及昭和63年创刊的《ジクリンカタログ》中的文章“家庭用小型联合处理净化槽”)。
因此，为了防止水质污染，绝对需要开发下述技术，该技术指有关对粪尿和生活杂排水进行复合处理的生活污水处理设备。基于上述原因，本发明的发明人开发了下述小规模高效污水处理设备，该设备可同时去除有机物和营养物质，以便对家庭排放的生活污水进行完全处理。
本发明的目的在于提供一种小规模高效污水处理设备，该设备可通过厌氧微生物和好氧微生物的繁殖与分解作用，将生活污水中含有的有机物去除，可通过硝化处理和脱氮反应、脱磷反应，去除营养物质中的氮和磷。
为此，本发明的生活污水处理设备包括第1厌氧槽(2)，该第1厌氧槽(2)包括污水入口(20)，该第1厌氧槽用于接纳通过污水入口流入的污水，使污水中所含的沉淀物沉淀，对沉淀物和污水中的有机物进行厌氧消化，并使它们发生脱氮反应；第2厌氧槽(3)，该第2厌氧槽(3)具有使污水从第1厌氧槽流入其内的入口(13)，该第2厌氧槽用于接纳所流入的污水，使污水中的杂质沉淀，对其进行厌氧消化，并使其发生脱氮反应；接触曝气室(4)，该接触曝气室(4)包括使污水从第2厌氧槽流入的入口(22)，向通过该入口(22)流入的污水中供给空气的机构(23)，接纳好氧微生物，使该好氧微生物与污水相接触的机构(16)，该接触曝气室(4)用于将污水与好氧微生物相接触，对该污水进行好氧消化；沉淀室(5)，该沉淀室(5)具有相对接触曝气室(4)的边界，其底部形成有开口(24)的分离壁(11)，该沉淀室(5)用于接纳通过分离壁(11)的开口(24)，从接触曝气室流入的污水，并分离污水中的沉淀物；污泥输送装置(17)，该污泥输送装置(17)从沉淀室(5)的底部朝向第1厌氧槽(2)的顶部延伸，并将沉淀室(5)内的上述沉淀物中的至少一部分输送给第1厌氧槽(2)；输送沉淀室(5)中污水的入口(18)；循环室(6)，该循环室位于第1厌氧槽(2)和/或第2厌氧槽(3)的顶部，其内部设置有过滤部件(26)，通过附着于过滤部件(26)上的微生物，在从入口(18)输送过来的污水中，对污水中的未处理有机物进行分解，以及其它部件。本发明的生活污水处理设备简称为“污水处理设备”。
下面根据附图对本发明进一步描述。
图1为本发明的小规模高效污水处理设备的平面图。
图2为本发明的小规模高效污水处理设备的立面图。
图3为设置于本发明的小规模高效污水处理设备曝气室中的接触性过滤部件的透视图。
图4为污泥输送装置的透视图，该污泥输送装置用于将沉淀于最终沉淀室中的污泥输送给厌氧槽，从而实现脱氮，在该装置中采用空气输送污泥。
图1为本发明的污水处理设备的平面图，图2为本发明的污水处理设备的立面图。如图1和图2所示，本发明的污水处理设备1由2个厌氧槽2、3、接触曝气室4、最终沉淀室5和循环室6构成。通过第1厌氧槽2将生活污水中所含的杂质和具有一定大小的可沉淀的固体物质沉淀、去除，同时通过厌氧微生物将有机物分解。为了防止由于流入第1厌氧槽2中的待处理物的流入速度，使沉淀物再次上浮的问题，设置有缓流部件7。为了预先将流入缓流部件7的污水中所含的杂质去除，在缓流部件7中设置有容易拆下的杂质滤网8。此外，在第1厌氧槽2中，通过由后面将要描述的污泥输送装置17，使从沉淀室输送过来的污泥发生脱氮反应，从而将臭味去除。
通过第1厌氧槽2的待处理物经过设置于厌氧槽分离壁9上的输送管12，再通过第2厌氧槽入口13，而流入第2厌氧槽3中。对流入第2厌氧槽3中的待处理物再次进行厌氧分解，同时发生脱氮反应。在一定规模的，比如50入用的污水处理设备，设置有水下空气式输送泵14，以便使剧烈流动的进水的水质保持均匀，以及使入水的流量保持均匀。在输送泵中设置有水位开关(图中未示出)，以便在有效水深为100％处进行动作，而在有效水深为30％处，中止动作，在有效水深为100％处，设置有超过进水流量时产生溢流的溢流口28。第1厌氧槽2和第2厌氧槽3的容量是这样的，第1厌氧槽2的容量为1天的污水量，而第2厌氧槽3的容量为半天的污水量。通过第2厌氧槽3的待处理物经过输送泵14，或以自然流动方式通过溢流口28流入接触曝气室。
借助鼓风机23鼓入的空气的作用，流入接触曝气室4中的待处理物保持好氧状态，附着于接触曝气室4中多孔接触过滤部件16表面上的好氧微生物将待处理物中所含的有机物分解，从而实现硝化处理。供给接触曝气室4的空气借助于与接触曝气室4平行设置的扩散管14的作用而呈微细气泡状。此时，该气泡越小，则供氧效果越好。由于上述气泡的上升作用，微细气泡会在曝气室4的内部形成流动，从而保持氧气与待处理物的完全混合。此外，由于采用延时曝气法可延长曝气室4内部的滞留时间，从而可以以使污泥产生量达到最小的方式进行运行。
接触过滤部件16上很容易附着微生物，最好它为不对曝气室4的流动造成影响的方式，呈图3所示的板状结构，并与扩散管14成直角配置，以聚氨基甲酸乙酯为原料的，厚度为2～3cm的柔性板状过滤部件，在微生物附着能力和耐久性以及经济等方面都具有非常好的效果。最好，用于将待处理物从第2厌氧槽3输送给曝气室4输送管的出口的高度大于曝气室4内的待处理物的高度。之所以这样做是为了防止由于曝气室4中的曝气装置造成的水深处的摇动和上升，曝气室4中的微生物朝向厌氧槽3反向流动。
经过接触曝气槽4的待处理物通过位于沉淀室分离壁11底部处的开口24，输送给沉淀室5。最终沉淀室5底部可相对水平面倾斜60°，以便顺利地使固体物质和微生物沉淀，以及将沉淀的微生物输送给曝气室4。此外，由于经过一段时间的微生物繁殖，设置于接触曝气室4中的接触过滤部件16上会产生微生物脱落现象，脱落的微生物流入最终沉淀室5。所流入的脱落微生物与所沉淀的污泥通过污泥输送装置17输送给第1厌氧槽2。该污泥输送装置1 7按照下述原理动作，该原理指由于通过空气扩散管15而供给的空气的上升作用，使污泥上升到空气上升管30中，沿竖向移动。
由于通过该污泥输送装置17可简便地对接触曝气室内中的好氧微生物量进行调节，通过朝向沉淀室5底部延伸的污泥输送装置，可高效地对污泥进行输送，这样可在不去除曝气室4内部的污泥的情况下，通过厌氧槽进行厌氧消化，减少污泥量，之后再去除污泥。在50人以下用的处理设备的场合，输送装置可仅仅设置一个，而对于50人以上用的处理设备可设置2个，以便实现顺利地实现输送。借助于以无氧状态流入的待处理物中的有机物作为食物的脱氮微生物的脱氮作用，从输送给第1厌氧槽2的污泥中产生了氮气，之后排放到大气中。此外，污泥输送装置17高效率地输送从曝气室4中接触过滤部件脱落的微生物，从而可防止水质恶化，并且由于实现脱氮，在多数情况下还可去除营养物质，以及去除臭味。
经过沉淀室5的待处理物通过循环室入口18流入循环室6中。在流入循环室6中的待处理物通过充满过滤部件26的循环室6的同时，可进行沉淀和过滤，而附着于过滤部件表面上的微生物分解此时未处理的有机物，并去除掉。由于循环室6内的流动作用，在过滤部件中产生了流动，微生物很难附着于过滤部件上，过滤部件会偏向一方，为了防止该情况，在过滤部件26之间设置有过滤部件流动挡板19。
经过循环室6的待处理物最终排放到外部。本发明所采用的接触过滤部件16呈多孔板状，微生物很容易附着于其上，只要过滤部件价格较低，耐久性优良，可采用任何一种过滤部件，但是可发现，氯乙烯树脂制品，或聚乙烯树脂制品等具有良好的效果。
设置检修孔22，以便使厌氧槽2、3产生的臭味和氮气、接触曝气室4和沉淀室5产生的臭味通过所输送的微生物去除，残留的空气等通过排气口21排到外部之后，经常对污水处理设备1的状态和曝气槽中的微生物状态进行检查，顺利地对处理设备和循环槽进行清理。
实施例制作具有上述结构的本发明的生活污水处理设备，表1表示该设备从1996年1月～1997年2月的操作结果。表1所给出的数值为整个实验期间的平均值，进水是按照直接采取从公寓排出的污水，以1/100倍进行浓缩的方式制成的，注入该污水。1周内排出出水1～2次，并按照标准方式对其进行分析。
表1单位mg/l<
>根据上述实验室的实验，可得出下述满意结果，本发明污水处理设备的平均BOD去除率在97％以上，COD去除率也为90％，作为营养物质的TKN和T-P的去除率分别为74％和53％，这是很高的，出水的BOD不超过10mg/l。
由于本发明的污水处理设备可通过输送泵消除曝气室的冲击负载，从而可对随时间的不同，流量和水质波动较大的生活污水高效地进行处理。此外，由于本发明的污水处理设备不仅可对粪尿，而且还可对生活杂排水进行处理，这样可大大降低环境污染度，由于在曝气室中设置有聚氨基甲酸乙酯作的板状接触过滤部件，这样微生物可很好地附着于其上，在曝气室中微生物可保持一定的浓度，这样可抵抗超负载，有机物的去除效率也较高。此外，由于设置有朝向沉淀室底部延伸的空气式污泥输送装置，在输送污泥时完全不会产生堵塞的情况，并且污泥输送效果较好。此外，还具有下述优点，即通过厌氧槽可同时将有机物和营养物质去除。
权利要求
1．一种污水处理设备，其特征在于该设备包括第1厌氧槽(2)，该第1厌氧槽(2)包括污水入口(20)，该第1厌氧槽用于接纳通过污水入口而流入的污水，使污水中所含的沉淀物沉淀，对沉淀物和污水中的有机物进行厌氧消化，并使它们发生脱氮反应；第2厌氧槽(3)，该第2厌氧槽(3)具有使污水从第1厌氧槽流入其内的入口(13)，该第2厌氧槽用于接纳所流入的污水，使污水中的杂质沉淀，对其进行厌氧消化，并使其发生脱氮反应；接触曝气室(4)，该接触曝气室(4)包括使污水从第2厌氧槽流入的入口(22)、向通过该入口(22)流入的污水中供给空气的机构(23)，接纳好氧微生物，使该好氧微生物与污水相接触的机构(16)，该接触曝气室(4)用于将污水与好氧微生物相接触，对该污水进行好氧消化；沉淀室(5)，该沉淀室(5)具有相对接触曝气室(4)的边界，其底部形成有开口(24)的分离壁(11)，该沉淀室(5)用于接纳通过分离壁(11)的开口(24)，从接触曝气室流入的污水，并将污水中的沉淀物分离；污泥输送装置(17)，该污泥输送装置(17)从沉淀室(5)的底部朝向第1厌氧槽(2)的顶部延伸，并将沉淀室(5)内上述沉淀物中的至少一部分输送给第1厌氧槽(2)；输送沉淀室(5)中的污水的入口(18)；循环室(6)，该循环室位于第1厌氧槽(2)和/或第2厌氧槽(3)的顶部，其内部设置有过滤部件(26)，通过附着于过滤部件(26)上的微生物，在从入口(18)输送过来的污水中，对污水中的未处理有机物进行分解，以及其它部件。
2．根据权利要求1所述的设备，其特征在于该设备还包括输送泵(1 4)，该输送泵用于使污水从第2厌氧槽朝向接触曝气室流动。
3．根据权利要求1所述的设备，其特征在于上述污泥输送装置(17)包括扩散管(15)和空气上升管(30)，通过扩散管(15)注入的空气进入空气上升管(30)并在其中上升，同时使污泥进到空气上升管(30)中而产生移动。
4．根据权利要求1所述的设备，其特征在于向污水中供给空气的机构由鼓风机(23)，以及使所供给的空气呈微细状气泡的扩散管(15)构成。
5．根据权利要求1所述的设备，其特征在于接纳好氧微生物的机构由1个以上的板状过滤部件(16)构成。
6．根据权利要求5所述的设备，其特征在于板状过滤部件为由聚氨基甲酸乙酯形成的多孔板状过滤部件。
7．根据权利要求1所述的设备，其特征在于沉淀室(5)的底面相对接触曝气室(4)的底面倾斜。
8．根据权利要求1所述的设备，其特征在于第1厌氧槽的污水容量相当于一天的污水量，而第2厌氧槽的污水容量相当于一天污水量的50％。
全文摘要
本发明涉及一种对一般家庭所排出的粪尿和生活杂排水进行复合处理的小规模高效污水处理设备。本发明特别涉及下述小规模高效污水处理设备,该设备通过厌氧和好氧微生物对一般家庭生活污水中的有机物进行分解处理,通过循环室对未处理的有机物进行最终处理。
文档编号C02F3/28GK1222490SQ9810410
公开日1999年7月14日 申请日期1998年1月9日 优先权日1998年1月9日
发明者朴皖澈, 金泰亨, 河俊秀 申请人:韩国科学技术研究院