一种生物膜湿地一体化处理设备

技术领域

本发明涉及生活污水治理技术领域，尤其是一种生物膜湿地一体化处理设备。

背景技术

近年来，国家越来越重视农村人居环境改善，作为农村人居环境改善的重要组成部分，农村水环境治理也成为社会关注的热点。农村生活污水治理是农村水环境治理的核心，是改善农村水环境，治理和消除农村黑臭水体的重要手段。目前，农村生活污水治理的技术比较多，有以生态治理技术为主的“厌氧+人工湿地”技术、氧化塘技术，这些处理技术无动力或微动力，但是占地面积大，处理出水水质一般；有以市政污水处理技术为主的A2O（厌氧-缺氧-好氧）技术、SBR（续批式活性污泥）技术，BAF（曝气生物滤池）技术，这些技术处理出水水质好，但是一般适用于水量相对较大，管理相对较高的乡镇污水处理厂使用；也有以膜处理为主的MBR（浸没式超滤膜）技术、MABR（膜曝气生物膜）技术。这些技术出水水质好，但是能耗较高，设备的造价也较高。

发明内容

为了解决现有采用各种不同的处理工艺的技术装备，在设备能耗、设备占地和出水水质三个方面很难能够同时达成，能耗低的出水水质不好且占地大；出水水质好的能耗相对较高；出水好、能耗较低的，设备成本又较高等相关问题。

本发明针对现有技术中优缺点，开发出一种动力消耗较低，出水水质好且占地面积小的污水处理技术和设备，本发明提供了一种生物膜湿地一体化处理设备。

本发明的技术方案为：一种生物膜湿地一体化处理设备，包括同心圆设置的外壳体与内壳体构成的设备壳体，所述外壳体与内壳体之间设置有隔板，所述外壳体上设置有进水管道，所述进水管道供水进入外壳体与内壳体之间，所述内壳体下端设置有过水孔，所述进水管道与过水孔位于隔板两侧；

所述内壳体内部上端设置有湿地架，所述湿地架内填充有湿地填料，所述湿地填料为悬浮生物填料，所述湿地填料上种植有湿地植物，所述内壳体侧壁上设置有出水管道，所述出水管道穿过外壳体输送至外部，所述出水管道位于湿地填料上方，所述内壳体内部下端设置有曝气组件，所述湿地架中心位置贯穿设置有固液分离组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

优选地，所述湿地架呈阶梯状，所述湿地架中心位置填充有湿地填料，所述湿地架外围为出水堰，所述出水管道与出水堰相连通。

优选地，所述曝气组件包括曝气盘、曝气管道与气泵，所述曝气盘设置于内壳体内部下端，多个所述曝气盘通过曝气管道相连，所述曝气管道穿过湿地架并且与气泵相连。

优选地，所述曝气管道上设置反洗支管，所述反洗支管的一端与内壳体外侧的曝气管道相连，另一端插入固液分离组件内。

优选地，还包括混合液气提回流管道、通气管道与分流管道，所述混合液气提回流管道一端设置于内壳体内，另一端设置设备壳体外侧，中间贯穿并固定设置湿地架上，所述分流管道一端与混合液气提回流管道相连通，另一端位于外壳体与内壳体之间，所述通气管道一端与位于内壳体内的混合液气提回流管道侧壁相连通，另一端与曝气管道相连通。

优选地，所述固液分离组件由滤筒内添加集配石英砂滤料构成。

优选地，所述湿地填料为具有除磷功能的多孔均质填料。

优选地，所述湿地架上设置有通气孔。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明与现有技术相比，在设备能耗、设备占地和出水水质三个方面达到了统一。

1. 在降低能耗方面，工艺上本发明将生化处理工艺与生态处理工艺相结合，从工艺角度可以降低部分能耗，设备选型上使用低能耗气泵替代罗茨风机和回转式风机，能够降低设备运转能耗，在满足曝气量的情况下，能耗仅为罗茨风机和回转式风机的一半或更低，同时将生化曝气、混合液回流/污泥外排，曝气反洗等全部用气泵驱动，减少了回流水泵也能减少一定的能耗。

2. 在占地面积减少方面，本设备将固液分离模块置于好氧曝气单元内部，减少了固液分离单元的占地，同时将潜流人工湿地置于好氧曝气单元上部，没有额外占用空间，可以减少大量的占地面积，利用石英砂过滤在好氧内圈进行固液分离，减少了沉淀池或膜池的用地，因此本发明设备占地面积少。

3. 在出水水质方面，将AO（缺氧好样）工艺、过滤工艺与人工湿地工艺（除磷填料）相结合，能够确保出水达标排放。

并且整体设备采用圆筒形同心圆结构，设备体系内部不存在水力死角，且结构稳定性好，材料受力状态好。

附图说明

图1是本发明的整体立体结构示意图；

图2是本发明的整体立体局部剖结构示意图；

图3是本发明的整体立体半剖结构示意图。

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做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。

本发明的描述中，需要理解的是，术语中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”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，仅是为了方便描述本发明和简化描述，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发明的限制，本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

请参阅图1至图3所示，本发明提供如下技术方案：

同心圆设置的外壳体1与内壳体2构成的设备壳体，外壳体1与内壳体2之间为厌氧外圈，内壳体2内部为好氧内圈，外壳体1与内壳体2之间设置有隔板3，外壳体1上设置有进水管道4，进水管道4通过水泵供水进入厌氧外圈，内壳体2下端设置有过水孔5，进水管道4与过水孔5位于隔板3两侧；

内壳体2内部上端设置有湿地架6，湿地架6呈阶梯状，湿地架6中心位置填充有湿地填料7，湿地填料7为具有除磷功能的多孔均质填料，湿地架6外围为出水堰8，湿地填料7上种植有湿地植物9，内壳体2侧壁上设置有出水管道10，出水管道10与出水堰8相连通，出水管道10穿过外壳体1输送至外部，多个曝气盘11设置于内壳体2内部下端，多个曝气盘11通过曝气管道12相连，曝气管道12穿过湿地架6并且与气泵相连；

湿地架6中心位置贯穿设置有固液分离组件13，固液分离组件13由滤筒内添加集配石英砂滤料构成，曝气管道12上设置反洗支管14，反洗支管14的一端与内壳体2外侧的曝气管道12相连，另一端插入固液分离组件13内，混合液气提回流管道15一端设置于内壳体2内，另一端设置设备壳体外侧，中间贯穿并固定设置湿地架6上，分流管道16一端与混合液气提回流管道15相连通，另一端位于外壳体1与内壳体2之间，通气管道17一端与位于内壳体2内的混合液气提回流管道15侧壁相连通，另一端与曝气管道12相连通，湿地架6上设置有通气孔18。

本发明的工作原理：

1. 污水首先通过水泵通过进水管道4提升进入厌氧外圈，厌氧外圈中设置隔板3，使污水能够沿环形通道单向流动，污水进入后，好氧内圈的混合液通过混合液气提回流管道15流出并通过混合液气提回流管道15上的分流管道16流入到厌氧外圈内，厌氧外圈中的污水与好氧内圈回流的混合液混合，此过程中的动力由曝气管道12对通气管道17通气达到对混合液气提回流管道15进行驱动，起到反洗与提供动力的作用，在行进过程中在缺氧环境下缺氧细菌进行反硝化反应，去除水中的氨氮和总氮。

2. 污水沿厌氧外圈的环形通道行进一圈之后，通过设置在末端底部的过水孔5进入好氧内圈，好氧内圈底部安装有曝气盘11，曝气盘11采用盘式微孔曝气器，能够提供细小的空气气泡，同时在曝气过程中产生强烈的搅拌，使好氧内圈配置的悬浮生物填料与污水充分混合，悬浮填料上有多重细菌群落生长，好氧菌在富氧条件下将水中的有机物质吸收分解，同时将氨氮氧化成硝酸盐氮。

3. 经过充分的反应之后，混合液通过设置在好氧内圈中部的固液分离模块，固液分离模块采用外进内出的过滤工艺，通过在滤筒内添加集配石英砂滤料，使得活性微生物被截留在好氧内圈，清水通过水压被压到位于好氧内圈上面的潜流人工湿地，通过中心筒向外推流，人工湿地中有湿地填料7，种植有湿地植物9，湿地填料7选择具有一定除磷功能的多孔均质填料，能够有效去除污水中的总磷，在湿地填料7的除磷过滤作用，湿地微生物的吸收分解作用，湿地植物9的吸收富集作用下，进一步对污水中的污染物质进行去除，并且在这个过程中反洗支管14对污水进行反洗，动力来自于曝气气管，用一台风机气泵完成好氧曝气、混合液回流/污泥外排和过滤筒反洗，降低能耗；

4. 经过人工湿地处理的污水通过外圈出水堰8溢流出去之后外排。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。