污水处理装置

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及污水处理装置。

背景技术

随着人们对环境保护日益重视，生活污水的处理标准也逐渐提高，大部分地区处理标准提高到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标，部分环境重点保护地，处理标准提高到准四类水标准。目前生活污水处理多采用活性污泥法和生物膜法。活性污泥法主要工艺为A2O，该方法由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成，污水经过系统中的生化反应和物理沉淀达到净化效果。生物膜法主要工艺为生物接触氧化和生物流化床等，主要特点是物生物附着在填料表面，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸收转化为H2O、CO2、NH3和生物细胞等，从而使污水得到净化。采用传统的A2O处理工艺和生物膜法，当碳氮比小于4，进水氨氮高于45mg/L时，出水指标无法达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标。

因此，提出一种污水处理装置以解决现有技术中存在的不足。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供污水处理装置，相对现有的多设置缺氧好氧多功能区域，多点进水，多段回流，调节灵活，可适应复杂水质；设置深度除磷区域，保障出水总磷达标。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本污水处理装置包括依次并排设置的厌氧区、缺氧一区、缺氧好氧多功能区、缺氧二区、好氧区、膜区和深度除磷区，所述厌氧区、所述缺氧一区、所述缺氧好氧多功能区、所述缺氧二区、所述好氧区、所述膜区和所述深度除磷区相邻之间均设有隔板，所述厌氧区与所述缺氧一区之间的所述隔板顶部、所述缺氧好氧多功能区与所述缺氧二区之间的所述隔板顶部以及所述好氧区与所述膜区之间的所述隔板顶部均设有开口，所述缺氧一区与所述缺氧好氧多功能区之间的所述隔板底部以及所述缺氧二区与所述好氧区之间的所述隔板底部均设有开口。

有益效果：相对现有的多设置缺氧好氧多功能区域，多点进水，多段回流，调节灵活，可适应复杂水质；设置深度除磷区域，保障出水总磷达标。

进一步，所述缺氧一区和所述缺氧二区的内底部均设有潜水搅拌器。

采用上述进一步方案的有益效果是：保证该区域污水混合均匀，同时防止污泥堆积。

进一步，所述厌氧区、所述缺氧一区和所述缺氧二区的上部均安装有进水管。

采用上述进一步方案的有益效果是：根据进水水质自动调整进水管的进水比例，以实现进水碳源的高效利用，减少外加碳源的补充量。

进一步，所述缺氧好氧多功能区、所述好氧区和所述膜区的内底部均安装有曝气装置。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于用来实现充氧及污泥搅拌功能。

进一步，所述缺氧好氧多功能区、所述好氧区和所述深度除磷区内均设有聚氨酯悬浮填料。

采用上述进一步方案的有益效果是：增加该区域生物的多样性和数量，强化生化效果。

进一步，所述缺氧一区与所述缺氧好氧多功能区之间的所述隔板的开口处、所述缺氧好氧多功能区与所述缺氧二区之间的所述隔板的开口处、所述缺氧二区与所述好氧区之间的所述隔板的开口处以及所述好氧区和所述膜区的所述隔板的开口处均设有填料拦网。

采用上述进一步方案的有益效果是：防止填料流失。

进一步，所述缺氧好氧多功能区的末端内底部设有用于回流至所述缺氧一区前端的一级回流泵，所述缺氧二区的末端内底部设有用于回流至所述厌氧区前端的二级回流泵，所述膜区的末端内底部设有用于回流至所述缺氧好氧多功能区的前端的三级回流泵。

采用上述进一步方案的有益效果是：设置一级回流泵补充厌氧区污泥浓度，确保释磷效果；设置二级回流泵将含有硝态氮的混合液输送到缺氧区，使硝态氮在缺氧环境下转化为氮气，达到脱氮目的；设置三级回流泵将膜区的高浓度污泥输送到缺氧-好氧多功能区，维持系统污泥浓度平衡。

进一步，所述膜区内设有MBR膜。

采用上述进一步方案的有益效果是：截留活性污泥，同时过滤掉部分大分子病毒，保障出水SS达标。

进一步，所述深度除磷区的底部内设有污泥斗。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于快速去除污泥。

进一步，还包括设备区，所述设备区内设置有用于将所述膜区的水吸入到所述深度除磷区的自吸泵，所述设备区内还设有用于控制所述一级回流泵、所述二级回流泵、所述三级回流泵和所述自吸泵的控制系统。

采用上述进一步方案的有益效果是：智能控制，操作方便，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作流程图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、厌氧区；2、缺氧一区；21、潜水搅拌器；3、缺氧好氧多功能区；31、曝气装置；32、一级回流泵；4、缺氧二区；41、二级回流泵；5、好氧区；6、膜区；61、三级回流泵；7、深度除磷区；8、设备区；9、隔板；10、聚氨酯悬浮填料；11、进水管；12、填料拦网；13、污泥斗。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供污水处理装置，进水口和出水口，还包括：依次并排设置的厌氧区1、缺氧一区2、缺氧好氧多功能区3、缺氧二区4、好氧区5、膜区6和深度除磷区7，污水通过进水口进入到厌氧区1，所述厌氧区1、所述缺氧一区2、所述缺氧好氧多功能区3、所述缺氧二区4、所述好氧区5、所述膜区6和所述深度除磷区7相邻之间均设有隔板9，所述厌氧区1与所述缺氧一区2之间的所述隔板9顶部、所述缺氧好氧多功能区3与所述缺氧二区4之间的所述隔板9顶部以及所述好氧区5与所述膜区6之间的所述隔板9顶部均设有开口，所述缺氧一区2与所述缺氧好氧多功能区3之间的所述隔板9底部以及所述缺氧二区4与所述好氧区5之间的所述隔板9底部均设有开口。

缺氧好氧多功能区3，单独设置风机进行曝气，并可进行时间调节，根据水质可将该区域调成缺氧环境或好氧环境，有利于氮的去除。该区域投加有聚氨酯悬浮填料10，提高生化性，缺氧二区4为深度反硝化脱氮区域，部分污水进入该区域补充反硝化所需碳源；好氧区5用于处理系统中剩余的有机物，该区域投加聚氨酯悬浮填料，提高生化性；膜区6为膜过滤单元，具体为MBR膜；深度除磷区7用于处理系统中超标的P，同时该区域设置聚氨酯过滤填料10。

优选地，本实施例中，所述缺氧一区2和所述缺氧二区4的内底部均设有潜水搅拌器21，使缺氧区污水混合均匀，避免污泥沉淀。

优选地，本实施例中，所述厌氧区1、所述缺氧一区2和所述缺氧二区4的上部均安装有进水管11，进水管11贯穿对应的区内，且设置过滤杂质的格栅。

优选地，本实施例中，所述缺氧好氧多功能区3、所述好氧区5和所述膜区6的内底部均安装有曝气装置31，便于用来实现充氧及污泥搅拌功能。

优选地，本实施例中，所述缺氧好氧多功能区3、所述好氧区5和所述深度除磷区7内均设有聚氨酯悬浮填料10，增加该区域生物的多样性和数量，强化生化效果。

优选地，本实施例中，所述缺氧一区2与所述缺氧好氧多功能区3之间的所述隔板9的开口处、所述缺氧好氧多功能区3与所述缺氧二区4之间的所述隔板9的开口处、所述缺氧二区4与所述好氧区5之间的所述隔板9的开口处以及所述好氧区5和所述膜区6的所述隔板9的开口处均设有填料拦网12，防止填料流失。

优选地，本实施例中，所述缺氧好氧多功能区3的末端内底部设有用于回流至所述缺氧一区2前端的一级回流泵32，所述缺氧二区4的末端内底部设有用于回流至所述厌氧区1前端的二级回流泵41，所述膜区6的末端内底部设有用于回流至所述缺氧好氧多功能区3的前端的三级回流泵61，设置一级回流泵32补充厌氧区1污泥浓度，确保释磷效果；设置二级回流泵41将含有硝态氮的混合液输送到缺氧二区4，使硝态氮在缺氧环境下转化为氮气，达到脱氮目的；设置三级回流泵61将膜区的高浓度污泥输送到缺氧好氧多功能区3，维持系统污泥浓度平衡。

优选地，本实施例中，还包括设备区8，所述设备区8内设置有用于将所述膜区6的水吸入到所述深度除磷区7的自吸泵，所述设备区8内还设有用于控制所述一级回流泵32、所述二级回流泵41、所述三级回流泵61和所述自吸泵的控制系统，控制系统为PLC控制系统。

厌氧区1停留时间1.5h，溶解氧浓度小于0.2mg/L，主要功能是进行磷的释放。

缺氧一区2停留时间4h，溶解氧浓度0.2-0.5mg/L，主要功能是进行反硝化脱氮。

缺氧好氧多功能区3停留时间6h，溶解氧浓度0.2-4mg/L，主要功能是降解有机物、硝化脱氮和过量摄磷。该区域可以根据水质调整曝气量和时间，既可以调整为好氧区完成硝化反应，又可以调整为缺氧区，延长反硝化时间，强化总氮的去除。该区域填充有聚氨酯悬浮填料10，增加该区域生物的多样性和数量，强化生化效果。该区域设置碱度投加点，可根据该区域污水PH值自动投加碱度。

缺氧二区4停留时间2h，溶解氧浓度0.2-0.5mg/L，主要功能是继续进行反硝化脱氮，增加总氮的去除率。该区域设置碳源投加点。

好氧区5停留时间1.5h，解氧浓度2-4mg/L，继续降解污水中残留的COD和氨氮，确保COD和氨氮全部达标。该区域填充有聚氨酯悬浮填料10，增加该区域生物的多样性和数量，强化生化效果。该区域设置碱度投加点，可根据该区域污水PH值自动投加碱度。

MBR膜区停留时间1.8h，解氧浓度2-4mg/L，膜过滤区域，主要功能是去除污水中的SS和部分病毒。

深度除磷区7停留时间2h，主要功能是对污水进行化学除磷，确保P达标。该区域设置除磷加药点，以去除P。同时设置聚氨酯悬浮填料10，使出水SS达标。

工作流程：如图2所示，

一、控制点

(1)、设备三个进水点：Q1为厌氧区1前端进水点，Q2为缺氧一区2前端进水点，Q3缺氧二区4前端进水点。

(2)、设备三个回流点:R1为缺氧二区4末端回流至厌氧区1前端，R2为缺氧好氧多功能区3末端回流至缺氧一区2前端，R3为MBR膜区末端回流至缺氧好氧多功能区3前端。

(3)、碳源加药点：TY1为缺氧一区2碳源加药点，TY2为缺氧二区4碳源加药点。

(4)、碱度加药点：JY1为缺氧好氧多功能区3碱度加药点，JY2为好氧区5碱度加药点。

(5)、除磷加药点：PY1MBR为膜区6除磷加药点，PY2为深度除磷区7除磷加药点。

(6)、在线检测：各个区域设置在线检测仪器。

二、控制运行方法

1、灵活调节进水比例

设备设置三个进水点，根据进水水质自动调整Q1、Q2、Q3的进水比例，以实现进水碳源的高效利用，减少外加碳源的补充量。

2、回流比自动调节

(1)R1回流比调节：厌氧区1硝态氮含量设定值为SN0，厌氧区1硝态氮含量在线检测值为KN0；当SN0>KN0时，控制系统反馈信号给一级回流泵，提高一级回流泵32运行频率，增大R1回流比，直到∣SN0-KN0∣≤0.1mg/L；当SN0

(2)R2回流比调节：缺氧一区2末端硝态氮含量设定值为SN1，缺氧一区2末端硝态氮含量在线检测值为KN1；当SN1>KN1时，控制系统反馈信号给二级回流泵41，提高二级回流泵41运行频率，增大R2回流比，直到∣SN1-KN1∣≤0.1mg/L；当SN1

(3)R3回流比调节：缺氧好氧多功能区3污泥浓度在线检测值KW0，膜区污泥浓度在线检测值KW1；当KW1-KW0>200mg/L时，控制系统反馈信号给三级回流泵61，提高三级回流泵61运行频率，增大R3回流比，直到KW1-KW0＝200mg/L；当KW1-KW0<200mg/L时，控制系统反馈信号给三级回流泵61，降低三级回流泵运行频率，减小R3回流比，直到KW1-KW0＝200mg/L；通过动态调整R3回流比，维持系统污泥浓度的均匀性，同时降低能耗。R3回流作为将膜区的高浓度污泥输送到缺氧好氧多功能区3，维持系统污泥浓度平衡。

3、加药量自动控制

(1)碱度自动投加(常用药剂为NaHCO3)

根据缺氧好氧多功能区3和好氧区5的PH值，自动投加碱度，直到PH至达到设定值。

(2)碳源自动投加(常用药剂为乙酸钠、葡萄糖)

根据缺氧一区2和缺氧二区4的C/N比，自动投加碳源，直到C/N比达到设定值。

(3)除磷加药自动投加(常用药剂为聚合氯化铝或FeSO4·7H2O)

根据膜区总磷含量，自动投加PAC，并根据PAC药剂种类设置投加上限值，避免PAC投加过量，抑制系统的生化反应。根据深度除磷区7总磷含量，自动投加PAC药剂，直到深度除磷区7出水总磷达到要求。

4、缺氧好氧多功能区3调节

当系统中硝态氮含量高时，可减少缺氧好氧多功能区3的曝气时间和曝气量，将该区域在设定时间能调整为缺氧环境，强化反硝化效果，降低总氮。

5、曝气量自动调节

根据好氧区5溶解氧含量自动调整曝气量，以维持系统溶解氧的稳定性，同时降低能耗。

工作原理：

根据水质，设备分三点进水，分别为厌氧区1，缺氧一区2和缺氧二区4。污水在厌氧区1发生水解酸化反应，同时聚磷菌在厌氧条件下释放磷。

厌氧区1和缺氧一区2的隔板9上部开口，污水经水解酸化后靠自重溢流缺氧一区2，缺氧一区2设置潜水搅拌器21，保证该区域污水混合均匀，同时防止污泥堆积在缺氧区。在缺氧一区2中，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将缺氧好氧多功能区3回流液中带入的大量硝态氮还原为氮气释放至空气，达到脱氮的目的。

缺氧一区2和缺氧好氧多功能区3下部开过流口，过流口设置填料拦网12，防止填料流失。在缺氧好氧多功能区3有机物被继续降解，同时发生硝化反应，使氨氮转化为硝态氮，同时聚磷菌在该区域过量摄取磷。根据水质，该区域可调整为缺氧环境，延长反硝化时间，增强反硝化效果。

缺氧好氧多功能区3和缺氧二区4之间的隔板，上部开过流口，且设置填料拦网12，防止填料流失。缺氧二区4继续进行反硝化反应，将系统中剩余的硝态氮转化为氮气，同时该区域设置进水点，以补充反硝化所需的碳源，减少外加碳源的使用量。

缺氧二区4和好氧区5之间的隔板9下部开过流口，且设置填料拦网12，防止填料流失。好氧区5主要作用是处理缺氧二区进水中过量的碳源或投加过量的碳源，确保出水COD达标。

好氧区5和膜区6的隔板9上部开过流孔，且设置填料拦网12，防止填料流失。膜区6设置膜组件，截留活性污泥，同时过滤掉部分大分子病毒，保障出水SS达标。

污水经过膜组件过滤后，采用自吸泵产水到深度除磷区7，该区域设置除磷加药点，除磷药剂可选用聚合氯化铝或FeSO4·7H2O，通过化学除磷的方式确保出水P达标。该区域设置过滤填料，过滤掉除磷过程中产生的悬浮物。经过过滤后，污水自流外排。

有益效果：(1)采用多点进水，提高进水碳源利用率，降低了系统加药量，节省运行成本。

(2)根据各区域水质数据，自动调整回流比例。

(3)根据系统中硝态氮含量，自动调整缺氧好氧多功能区3曝气时间和曝气量。

(4)根据缺氧好氧多功能区3和好氧区5溶解氧值，自动调整风机曝气量。

(5)根据各区域运行环境，自动调整加药量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统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发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。