污水处理装置、污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种污水处理装置、污水处理方法。

背景技术

近几十年来，我国经济飞速发展，但相应的环保配套设施相对比较落后，尤其是广大的农村地区及乡镇地区，生活污水的收集处理尚处于开始阶段，该工作的开展对环境的保护具有重要的意义。分散式污水处理一般以一体化设备形式，由于在管理、投入等方面与大型集中式污水处理厂存在较大的不同，现有的分散式处理设备耐冲击能力差，出水不能稳定达标。因此，提高分散式污水处理技术及其设备水平，对环境保护非常重要。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种污水处理装置，旨在提高出水质量。

为实现上述目的，本发明提出的污水处理装置，包括依次连接的消氧区、缺氧区、厌氧区、好氧区、清水池，所述消氧区、所述缺氧区、所述厌氧区用于依次降低溶解氧浓度；所述好氧区设有膜组件、曝气系统和回流系统，所述回流系统的出口端与所述消氧区连接。

优选地，还包括膜抽吸泵和清洗装置，所述膜抽吸泵的两端分别设有第一输入通道和第一输出通道，所述第一输入通道与所述膜组件连接，所述第一输出通道与所述清水池连接；所述清洗装置设有第二输出通道，所述第二输出通道的输入端与所述清水池连接，所述第二输出通道的输出端与第一输入通道连接。第一输入通道与膜组件连接，清洗装置通过第二输出通道与第一输入通道连接，清洗装置能够对膜组件进行反洗，即第二输出通道输出方向与膜组件输出过滤水的方向相反，进行方向冲洗，改善膜组件的清洗效果。

优选地，所述清洗装置还包括储液装置，所述储液装置用于输出清洗剂，所述储液装置与所述第一输入通道连接。清洗装置能够通过清洗剂，对膜组件进行深度清洗，进一步改善过滤效果。

优选地，所述膜组件上设有膜状态检测装置，所述膜状态检测装置与所述清洗装置电性连接。膜状态检测装置能够提供膜组件的过滤状态，为清洗装置提供是否对膜组件进行反洗的依据，提高污水处理设备的自动化程度。

优选地，所述消氧区设有第二输入通道，所述第二输入通道的输出端延伸至所述消氧区的底部。回流液体通常包含污泥成分，第二输入通道的输出端延伸至消氧区的底部，则从第二输入通道进入的待处理液体能够从底部开始流动而提高回流液体中污泥成分的混合均匀程度，并使回流液体能够与第二输入通道输入的待处理液体进行充分的混合，提高消氧区内混合液体的溶解氧浓度的均匀程度。

优选地，所述消氧区和/或所述缺氧区和/或所述厌氧区内设有搅拌装置，所述搅拌装置用于提高污泥混合均匀程度。搅拌装置能够提高混合液内的污泥保持混合均匀程度，提高待处理液体的处理效率。

优选地，还包括膜抽吸泵和清洗装置，所述膜抽吸泵的两端分别设有第一输入通道和第一输出通道，所述第一输入通道与所述膜组件连接，所述第一输出通道与所述清水池连接；所述清洗装置设有第二输出通道，所述第二输出通道的输入端与所述清水池连接，所述第二输出通道的输出端与第一输入通道连接；所述清洗装置还包括储液装置，所述储液装置用于输出清洗剂，所述储液装置与所述第一输入通道连接；所述膜组件上设有膜状态检测装置，所述膜状态检测装置与所述清洗装置电性连接；所述消氧区设有第二输入通道，所述第二输入通道的输出端延伸至所述消氧区的底部；所述消氧区和/或所述缺氧区和/或所述厌氧区内设有搅拌装置，所述搅拌装置用于提高污泥混合均匀程度；所述膜组件包括中空纤维膜和/或柔性平板膜和/或平板陶瓷膜。膜组件

优选地，污水处理装置还包括控制系统。

本发明还提出一种污水处理方法，包括上述污水处理装置，所述消氧区的溶解氧浓度设置为0.45至0.6mg/mL，所述缺氧区的溶解氧浓度设置为0.15至0.3mg/mL。将缺氧区的溶解氧浓度设置在0.15至0.3mg/mL。通过上述对消氧区的溶解氧浓度的控制，提高待处理液体的处理效率，提高污水处理装置出水质量，有效提高缺氧区的处理效果，进一步提高了污水处理装置的处理效果。

本发明还提出一种污水处理方法，包括上述污水处理装置，所述消氧区、所述缺氧区、所述厌氧区和所述好氧区的停留时间比例设置为1：2.2至3.3：2.2至3.3：2.2至3.3，所述回流系统的回流比例为400％至800％。通过设置上述消氧区、缺氧区、厌氧区和好氧区的停留时间比例、回流比例，使待处理液体在到达好氧区之前能够得到较好的硝化、脱磷处理，提高了污水处理的出水质量。

本发明的技术方案中消氧区能够用于将待处理液体与回流系统输出的混合液进行混合，使待处理液体发生部分硝化反应，降低溶解氧浓度；缺氧区能够用于进一步使待处理液体发生反硝化及短程硝化反应，实现脱氮过程；厌氧区能够将难降解有机物进行水解酸化反应成为易生物降解物质，同时进行部分除磷反应。待处理液体经过以上溶解氧浓度逐渐降低的处理区后，好氧区能够通过曝气系统进行曝气，提高溶解氧浓度，为微生物进行好氧反应提供氧，进一步去除有机物，同时将磷吸收至污泥中。污水处理装置能够用于进行上述处理，提高出水质量和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明污水处理装置一实施例的结构图。

图2为本发明污水处理装置一实施例冲洗状态下的结构示意图。

图3为本发明污水处理装置一实施例清洗状态下的结构示意图。

图4为本发明污水处理装置另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种污水处理装置。

参照图1至图3，在本发明一实施例中，该污水处理装置包括依次连接的消氧区1、缺氧区2、厌氧区3、好氧区4、清水池5，消氧区1、缺氧区2、厌氧区3用于依次降低溶解氧浓度，即使待处理液体沿消氧区1、缺氧区2、厌氧区3的方向溶解氧浓度依次降低；好氧区4设有膜组件41、曝气系统42和回流系统43，回流系统43的出口端与消氧区1连接，膜组件41可采用污水处理领域的超滤膜组件。曝气系统42的出气口朝向膜组件41设置，曝气系统42包括鼓风机和不知在膜组件42底部的曝气设备，为膜组件提供擦洗空气的同时为水中微生物提供所需的氧气，膜组件同时提高水中的溶解氧浓度。消氧区能够用于将待处理液体与回流系统输出的混合液进行混合，使待处理液体发生部分硝化反应，降低溶解氧浓度；缺氧区能够用于进一步使待处理液体发生反硝化及短程硝化反应，实现脱氮过程；厌氧区能够将难降解有机物进行水解酸化反应成为易生物降解物质，同时进行部分除磷反应。经过以上溶解氧浓度逐渐降低的处理区，好氧区能够通过曝气系统进行曝气，提高溶解氧浓度，为微生物进行好氧反应提供氧，进一步去除有机物，同时将磷吸收至污泥中。污水处理装置能够用于进行上述处理，提高出水质量和稳定性。好氧区4内的污泥混合液则通过混合液的回流系统43中的回流泵进入消氧区1与污水混合，实现污泥循环流动。

污水处理装置还包括膜抽吸泵6和清洗装置7，膜抽吸泵6的两端分别设有第一输入通道61和第一输出通道62，第一输入通道61与膜组件41连接，第一输出通道62与清水池5连接；清洗装置7设有第二输出通道71，第二输出通道71的输入端与清水池5连接，第二输出通道71的输出端与第一输入通道61连接。第一输入通道61与膜组件41连接，清洗装置7通过第二输出通道71与第一输入通道61连接，清洗装置7能够对膜组件41进行反洗，即第二输出通道71输出方向与膜组件41输出过滤水的方向相反，进行方向冲洗，改善膜组件41的清洗效果。清洗装置7还包括储液装置72，储液装置72用于输出清洗剂，清洗剂可设置为清洗剂，储液装置72与第一输入通道61连接，具体为通过管道连接且该管道上设有膜清洗泵，该膜清洗泵用于向膜组件41驱动输出清洗剂，本实施例中储液装置72与第一输入通道61为间接的连接，即储液装置72先与第二输出通道71连接，再通过第二输出通道71与第一输入通道61连接，使得清洗剂能够与第二输出通道71中的液体先进行混合。清洗装置7能够通过清洗剂，对膜组件41进行深度清洗，进一步改善过滤效果。图2展示了清洗装置7通过清水池5中的清水进行反向冲洗时的流动路径，图3展示了清洗装置7的储液装置72输出清洗剂时的流动路径，此时清洗装置7也可以抽取清水池5中的清水与清洗剂进行混合，再对膜组件41进行清洗。第一输入通道61上设有多通阀611，第二输出通道71与多通阀611连接，多通阀611是一种联接控制多路管道的阀体，多通阀611设置为三通阀。此时多通阀611可控制第一输入通道61、第一输出通道62、第二输出通道71的通断关系，使得清洗剂能够对膜组件进行60至120分钟的浸泡，而清洗剂不至于流入到第一输出通道62、清水池5中，避免清洗剂污染清水池5。在正常过行时，污水经生化处理净化后的达到回用水要求，在膜抽吸泵6产生的吸力作用下通过膜组件41的膜孔经管道输送依次经过抽吸管路电动阀、膜抽吸泵6、膜产水流量计进入清水池5，在膜抽吸泵6前管道上还装有在线压力计。膜组件41需要反冲洗时，来自清水池5的清水经反冲洗管道依次经过清洗装置7的泵体、反冲洗电动阀从膜组件41的内部向外冲洗。反冲洗后膜组件41上的附着物及污水直接进入好氧区4，污染物被反应器内的微生物所降解去除，附着的污泥则继续参与到处理过程中。当清水反冲洗不能去除膜组件41污染时，需利用药剂进行清洗，首先在储液装置72中，具体为膜清洗药罐，加入清洗剂，然后将清洗剂沿反冲洗管道加入膜组件41内部，浸泡60～120min，由内向外对膜组件41进行清洗。

膜组件41上设有膜状态检测装置，膜状态检测装置可设置为液位计、流量计、压力计等，以反馈膜组件41的过滤能力变化信息，膜状态检测装置与清洗装置7电性连接。膜状态检测装置能够提供膜组件的过滤状态，为清洗装置提供是否对膜组件41进行反洗的依据，提高污水处理设备的自动化程度。膜组件41包括中空纤维膜和/或柔性平板膜和/或平板陶瓷膜，可以设置为其中任意一种或多种进行层叠或并排。

消氧区1设有第二输入通道11，第二输入通道11设置为进水管，并可配备原水提升泵、手动阀门、流量计等第二输入通道11延伸至图中消氧区1的下端，即第二输入通道11的输出端延伸至消氧区1的底部。第二输入通道11的输出端延伸至消氧区1的底部，则从第二输入通道11进入的待处理液体能够从底部开始流动而提高回流液体中污泥成分的混合均匀程度，并使回流液体能够与第二输入通道11输入的待处理液体进行充分的混合，提高消氧区内混合液体的溶解氧浓度的均匀程度消氧区1、缺氧区2、厌氧区3内均设有搅拌装置12，搅拌装置12具体设置为潜水搅拌器，搅拌装置12设置在图中消氧区1、缺氧区2、厌氧区3的底部，搅拌装置12用于提高污泥混合均匀程度。搅拌装置12能够提高混合液内的污泥保持混合均匀程度，提高待处理液体的处理效率。

消氧区1的进水口和回流系统43上均设有流量调节装置。流量调节装置能够调整消氧区1的进水口与回流系统43的液体比例，即回流比例，更灵活地调整消氧区中的混合液的溶解氧浓度，提高部分硝化反应的效率。消氧区1内设有氧含量检测装置，氧含量检测装置与流量调节装置电性连接。氧含量检测装置能够向流量调节装置提供信号，使回流比例的调节更方便快捷。进一步作为优选的实施方式，膜状态检测装置与所述流量调节装置电性连接，通过膜状态信息表征回流液体含氧量，而控制消氧区1溶解氧浓度，提高溶解氧浓度控制的稳定性，提高污水处理的出水质量稳定性。污水处理装置还包括消毒装置9，消毒装置9用于向清水池5输出消毒剂，消毒装置9与清水池5通过管道连接且该管道上设有消毒剂加药泵，该消毒剂加药泵用于向清水池5输出消毒剂，对清水池5内的水进行消毒，即在产水时，消毒剂加药泵将消毒装置9内的消毒剂经管道加入清水池5，使得从出水口流出的回用水完成消毒，进一步提高污水处理装置的出水质量，使出水能够作为回用水。

具体而言，消氧区1的进水系统包括依次连接的原水提升泵、手动阀门、流量计、进水口，通过手动阀门(即流量调节装置)调节进入设备的污水流量。污水通过第二输入通道11，具体为进水延长管道，从底部进入消氧区1，与回流系统43过来的混合液混合，在消氧区1内进行反应，通过回流系统43的回流泵(即流量调节装置)的频率使溶解氧保持在0.5mg/L左右。然后经消氧区1的隔板顶部的过水孔自流至缺氧区2进行脱氮反应。缺氧区2污水经缺氧区2的隔板底部的过水孔进入厌氧区3进行水解酸化和部分除磷反应。在消氧区1、缺氧区2和厌氧区3均安装有搅拌装置12，具体为潜水搅拌器，使池内污泥保持混合均匀的状态。厌氧区3出水通过厌氧区3的隔板顶部的过水孔进入好氧区4，好氧区4安装有膜组件41，具体为超滤膜组件，膜组件41底部的曝气管通过管道和曝气系统的鼓风机连接。

进一步作为优选的实施方式，污水处理装置还包括控制系统，整套设备通过设备间内的电控柜的控制系统控制自动运行。其中污水处理装置的消氧区1的进水系统、膜组件41的所有水泵及阀门由控制系统根据进出水水量、运行时间、液位等条件自动控制运行，同时对膜抽吸泵6的频率自动进行调节，以使其保持在最佳的流量状态。曝气系统42的鼓风机的频率则由控制系统根据在线监控仪表的实时数据综合判定自动进行调节。

作为另选的实施方式，如图4所示，污水处理装置还包括预处理装置，预处理装置包括格栅81和调节池82。格栅81能够预先去除较大的杂物并作为栅渣排除，调节池82能够预先调节待处理液体的状态，如避免酸碱度过高或过低，使待处理液体在调节后能够得到更高效的处理。

本发明还提出一种污水处理方法，该污水处理方法包括上述污水处理装置，消氧区1的溶解氧浓度设置为0.45至0.6mg/mL，优选为0.45至0.55mg/mL，缺氧区2的溶解氧浓度设置为0.15至0.3mg/mL，优选为0.15至0.2mg/mL。消氧区1、缺氧区2、厌氧区3和好氧区4的停留时间比例设置为1：2.2至3.3：2.2至3.3：2.2至3.3，优选的目标值为1：2.8至3.2：2.8至3.2：2.8至3.2，回流系统43的回流比例为400％至800％，具体可通过消氧区1的进水口和回流系统43上均设有流量调节装置进行调节。通过上述对消氧区的溶解氧浓度的控制、将缺氧区的溶解氧浓度设置在0.15至0.3mg/mL、设置上述消氧区、缺氧区、厌氧区和好氧区的停留时间比例、回流比例，使待处理液体在到达好氧区之前能够得到较好的硝化、脱磷处理，提高了污水处理的出水质量，提高待处理液体的处理效率，提高污水处理装置出水质量。该污水处理装置的具体结构参照上述实施例，由于本污水处理方法采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。