技术领域
[0001] 本
发明涉及
污水处理设备技术领域，具体涉及一种用于分散式生活污水处理的一体化设备。
背景技术
[0002] 分散式污水处理是相对于污水的集中处理而言的，主要是指将污水进行原位处理，以达到排放标准。我们平时所说的市政污水处理系统其实就是集中式处理系统，将划定的排污范围内的污水收集后，通过管网系统输送到污水处理厂进行统一集中处理。集中处理方式中，市政管网的投资占到污水处理投资的60 70%，如果某个地区比较偏僻，且其产生~的污水量比较小，将其污水也接入管网的话，管网部分投资可能过大，这时就可以对这部分污水进行单独的处理，相对于大规模的集中处理，这部分污水的处理就是分散式的处理。比如目前我国的广大农村，经济发展程度相对落后，但是水污染问题又迫在眉睫，这个时候分散式处理就是一个比较好的选择。比如旅游景区，别墅度假区，距离城市较远，且水质水量变化较大，更适合使用分散式的污水处理方式。
[0003] 现有的分散式污水处理方式主要有人工湿地，生态沟渠，一体化处理设备，一体化处理设备与生态处理组合方式等，在水质水量稳定，专人运维的情况下，现有的处理方式能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求。但结合分散式污水主要特点：（1）污水量小，每天几吨到几百吨不等，水质水量变化较大（2）配备专业人员维护的可能小，运行维护难度大（3）剩余
污泥处置、外运成本高。发现现有的分散式污水处理方式有以下缺点：需要有专人运维值守；
生物法会产生剩余污泥，需要定期外运污泥；运行
费用较高；出水水质难以实时检测，不能根据水质情况及时调整运行参数。这些缺点导致一些分散式污水处理设备不能长期稳定运行，甚至停运（4）人员不集中，分布范围大，永久性建设投入大，运行成本高。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的问题是，针对上述
现有技术中的缺点，提出创新方案，提供一种用于分散式生活污水处理，处理效果稳定，剩余污泥量小，运行成本低，可远程运维、调控，可集成化、规模化生产的一体化设备。
[0005] 为解决上述问题，本发明采用的方案如下：一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于：包括
箱体式主体结构，一体化设备外部设置进水口和出水口，一体化设备内部通过第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板分隔成5个区域，依次为缺
氧槽、一号好氧槽、二号好氧槽、除磷沉淀槽、电控设备间；所述缺氧槽与一号好氧槽、一号好氧槽与二号好氧槽、二号好氧槽和除磷沉淀槽之间联通；所述缺氧槽用于反硝化去除有机氮、降解COD；所述一号好氧槽正常情况下用于硝化反应，在脱氮效果不佳时进行反硝化反应；所述二号好氧槽用于硝化菌、好氧菌和
微生物将有机氮转化为
氨态氮，随后再氧
化成亚硝态氮和硝态氮，以利于后续进一步脱氮，同时好氧状态去除COD、BOD；所述除磷沉淀槽用于自沉降去除SS后利用除磷填料过滤二号好氧槽出水；所述电控设备间用于控制缺氧槽、一号好氧槽、二号好氧槽、除磷沉淀槽之间的进出水，并对除磷沉淀槽出水进行紫外线消毒和水质检测。
[0006] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述缺氧槽内部设有填料
支架，用于悬挂生物填料，进水和回流硝化液通过架设在缺氧槽上方的管道进入，在缺氧槽内形成搅拌状态，造成缺氧环境；悬挂生物填料上的反硝化菌将硝态氮转化成氮气；兼氧微生物将污水中的有机氮分解成氨氮，同时利用部分有机物和氨氮合成新的细胞物质，降解部分COD。
[0007] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述一号好氧槽内部设有填料支架，用于悬挂生物填料；一号好氧槽底部设置微孔曝气头，用于好氧曝气；正常情况下，曝气开启，进行好氧反应，硝化菌进行硝化反应，首先将有机氮转化为氨态氮，随后再氧化成亚硝态氮和硝态氮，以利于后续进一步脱氮，同时好氧状态去除COD、BOD等有机物质；当脱氮效果不佳时，关闭曝气，形成缺氧区，发挥反硝化脱氮的作用。
[0008] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述二号好氧槽内部投加固定化微生物载体，所述的固定化微生物载体是由高分子材料聚乙烯醇和海藻酸钠包埋复合好氧细菌和复合硝化细菌制成，固定化微生物载体的投加量占二号好氧槽有效体积的8% 40%。硝化菌、好氧菌和微生物将有机氮转化为氨态氮，随~后再氧化成亚硝态氮和硝态氮，以利于后续进一步脱氮，同时好氧状态去除COD、BOD等有机物质。
[0009] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述二号好氧槽底部设置连续分布的倒V型
挡板，并且采用穿孔管曝气方式。固定化微生物载体在沉到底部时，会顺着槽边下落，当下降到曝气管
位置时，在曝气作用下又重新上升，从而形成上升下降的流化状态，不会沉积到二号好氧槽底部。
[0010] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述二号好氧槽上部设置密集
钢丝网做固定化微生物载体的拦截网，钢丝网可以拆卸。在曝气过程中，拦截网将固定化微生物载体拦截限制在二号好氧槽中。固定化微生物载体不会随着水流流出槽体而堵塞管路，提高了固定化微生物载体的利用率，在更换固定化微生物载体时，只需将上层拦截网卸掉，直接将固定化微生物载体倒入池中。
[0011] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述除磷沉淀槽包括污泥斗、除磷填料、中心筒、填料承托层、
集水槽、溢流堰；二号好氧槽出水通过中心筒导流至除磷沉淀槽下部，污水在除磷沉淀槽内
自下而上流动，悬浮物借助重
力沉于污泥斗中，降低出水SS；除磷沉淀槽污泥斗上部设置除磷填料，除磷填料下部为填料承托层，污水通过除磷填料层后由溢流堰收集至集水槽；通过出水管道将集水槽的出水连接至位于电控设备间的紫外消毒器，通过紫外消毒后排出一体化设备。
[0012] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述一体化设备的箱体式主体结构采用
不锈钢或防腐
碳钢板
焊接制成；一体化设备顶部设置
人孔用于检修，一体化设备右侧面设置双开拉
门；第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板为不锈钢或防腐
碳钢材料制成，第一隔板、第二隔板、第三隔板的高度低于设备总高度250 500mm，用于将一体化设备内部存水区域分隔成缺氧槽、一号好氧槽、二号好氧槽、~除磷沉淀槽，低出的250 500mm用于内部管道的架设，所有管线均布置在一体化设备内部；
~
第一隔板下部，第二隔板和第三隔板上部设置边长为100 500mm的导流孔，用于连通各槽；
~
第四隔板的高度为设备总高度，用于分隔一体化设备内部存水区域和电控设备间，在第四隔板对应位置穿孔敷设管道；电控设备间用于放置回流
泵、
风机、紫外消毒器、
反冲洗加药罐、PLC控制柜、在线水质检测仪，和排布进水管、出水管、放空管、
回流管、曝气主管、反冲洗管等管道。缺氧槽、一号好氧槽、二号好氧槽、除磷沉淀槽底部均设置放空管口。
[0013] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述填料支架用
角钢焊成，所述填料支架间距为100 150mm。~
[0014] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述除磷填料与污泥斗的间距为0.5 1.0m；除磷填料为
钙盐、
铁盐、
铝盐、镁盐中的一~种或多种或者为具有
磷酸盐
吸附功能的
树脂。
[0015] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述污泥斗下方距设备底部100 150mm处设置污泥收集花管，管长为除磷沉淀槽宽~度，管上开直径为φ10 φ20的花孔，由于缺氧池和好氧池用的分别是悬挂填料和悬浮填~
料，基本没有剩余污泥产生，收集管主要用于硝化液收集、回流。
[0016] 进一步，根据上述设计方案所述用于分散式生活污水处理的一体化设备，其特征在于，所述PLC控制柜设有触屏显示，其包括六个控制系统：进出水水量、水质系统，风机
频率调节系统，回流比调节系统，反冲洗控制系统，液位控制系统，设备运行状态控制系统；上述六个控制系统的数据
信号均能上传至
云平台，并通过手机客户端或者电脑网页进行远程操控；进出水水量、水质控制系统指可以通过PLC传输进出水水量，并根据在线水质检测仪器的数据，传输进、出水的COD、氨氮、正磷酸盐指标；风机频率调节系统，根据进水COD、氨氮指标，
自动调节风机风量；回流比调节系统，根据进水氨氮指标，自动调节回流泵回流量大小；反冲洗控制系统，根据出水正磷酸盐水质，确定反冲洗时间和频率；液位控制系统和设备运行状态控制系统能够检测一体化设备内各槽水位，各用电设备的运行状态，出故障时及时报警并上传信号至手机客户端或电脑网页。
[0017] 1. 本发明的技术效果如下：本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，采用不锈钢或防腐碳钢板焊接制成的集装箱体为主体结构，设备内部通过不锈钢或防腐碳钢隔板分隔，所有管线均在设备内部，设备外部只留一个进水口和一个出水口。外观美观，可直接放置于地上，不需要开挖基坑、支护排水、埋地，节约土建成本。设备外部可做
喷涂外观。集装箱体作为主体结构，有利于规模化的生产。
[0018] 2. 本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，污水依次通过缺氧槽、一号好氧槽、二号好氧槽、除磷沉淀槽，最后经紫外消毒后排出。进水和回流的硝化液分别从缺氧槽前端的上方进入，缺氧槽与一号好氧槽连接的隔板在下端设置导流孔，一号好槽与二号好氧槽的隔板在上端设备导流孔，并使用导流管将污水导流至二号好氧槽下端，二号好氧槽与除磷沉淀槽的隔板在上端设导流孔。污水在一体化设备内部以最长距离流动，保证了生化反应的
停留时间，使出水效果稳定。
[0019] 3.本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，一号好氧槽内部焊接悬挂填料架，并悬挂生物填料，底部设置微孔曝气头，曝气可选择开启或关闭，开启时做为好氧槽，进行硝化反应。当水质随季节变化时，关闭曝气设备时，作为缺氧槽使用，发挥反硝化脱氮作用，在水质变化情况下，保证总氮的去除率。
[0020] 4. 本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，缺氧槽内悬挂生物填料，进水和回流硝化液通过架设在缺氧槽上方的管道进入，在槽内形成搅拌状态，造成缺氧环境，不需要再设置搅拌装置，节约运行成本。
[0021] 5.本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，缺氧槽、一号好氧槽悬挂生物填料，二号好氧槽投加由高分子材料聚乙烯醇和海藻酸钠包埋复合好氧细菌和复合硝化细菌制成的固定化微生物载体，硝化菌、好氧菌和微生物将有机氮转化为氨态氮，随后再氧化成亚硝态氮和硝态氮，以利于后续进一步脱氮，同时好氧状态去除COD、BOD等有机物质。
[0022] 6.本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，除磷沉淀槽包括污泥斗、除磷填料、中心筒、填料承托层、集水槽、溢流堰。除磷填料设置在污泥斗以上0.5 1.0m~处，填料下方设置填料承托层。二号好氧槽出水通过中心筒导流至除磷沉淀槽下部，污水在除磷沉淀槽内自下而上流动，悬浮物借助重力沉于污泥斗中，磷被除磷填料吸附，除磷填料的反冲洗由PLC控制系统控制反冲洗加药装置完成。PLC通过出水水质在线检测仪反馈的数据，判断是否开启反冲洗加药装置。无需另外设置除磷装置和沉淀槽。
[0023] 7. 本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，电控设备间与主体反应槽一体化，不分开设立，有利于节约占地和管道材料。电控设备间位于一体化设备最右侧，可通过集装箱右侧的双开拉门直接进入。通向人孔的简易爬梯设置在电控设备间
侧壁上，一体化设备正常运行时，电控设备间的门上
锁，防止无关人员随意攀爬，保证安全。
[0024] 8.本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，PLC控制柜为触屏显示，可显示进出水水量、水质；根据进水COD、氨氮浓度调节风机风量；根据进水氨氮浓度调节回流泵的回流水量大小；根据出水正磷酸盐浓度，确定反冲洗时间和频率；显示一体化设备内各槽水位，各用电设备的运行状态，出故障时可报警并上传信号至手机客户端或电脑网页。所有数据信号均能上传至云平台，并通过手机客户端或者电脑网页进行远程操控。
附图说明
[0025]
[0026] 图1是本发明中一种实施方式的一体化设备的结构主视图。
[0027] 图2是本发明中一种实施方式的一体化设备的管道平面图。
[0028] 图3是本发明图2中A-A向的剖视图。
[0029] 图4是本发明图2中B-B向的剖视图；图5是本发明图2中C-C向的剖视图。
[0030] 其中，1-缺氧槽，2-一号好氧槽，3-二号好氧槽，4-除磷沉淀槽，5-电控设备间，6-填料支架，7-生物填料，8-V型挡板，9-污泥斗，10-除磷填料，11-集水槽，12-缺氧槽导流孔，13-一号好氧槽导流孔，14-硝化液回流管，15-进水管，16-二号好氧槽放空管，17-缺氧槽和一号好氧槽放空管，18-除磷沉淀槽收集管，19-二号好氧槽曝气管，20-一号好氧槽曝气管，
21-出水管，22-二号好氧槽出水管，23-一号好氧槽导流管，24-除磷沉淀槽中心筒，25-回流泵，26-风机，27-紫外消毒器，28-在线水质检测仪，29-反冲洗装置，30-电控设备间门，31-总进水口，32-总排水口，33-PLC控制柜，34-载体拦截网。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0032] 本发明所述的一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，如图1、图2所示，包括8mm厚防腐碳钢集装箱体，长8.0m，宽2.5m，高3.0m。沿集装箱长度方向用高度为2.75m，
2.75m，2.75m，3.0m的4
块防腐碳钢隔板分隔成5个槽，分别为缺氧槽1，一号好氧槽2，二号好氧槽3，除磷沉淀槽4，电控设备间5。
[0033] 缺氧槽1与一号好氧槽2的隔板下端设200*200mm12导流孔。一号好氧槽2与二号好氧槽3的隔板上端设200*200mm13导流孔，并设导流管23，用于将一号好氧槽2出水导流至二号好氧槽3下端。二号好氧槽3与除磷沉淀槽4通过二号好氧槽出水管22连接。第4块分隔板用于分隔一体化设备内部存水区域和电控设备间5，在隔板对应位置穿孔敷设管道。一号好氧槽2与二号好氧槽3的隔板底部150mm处设置缺氧槽和一号好氧槽放空管17，二号好氧槽3与除磷沉淀槽4的隔板底部150mm处设置二号好氧槽放空管16。
[0034] 缺氧槽1内部用角钢焊成两个单个长1.0m，宽1.0m，高2.0m的填料支架6，用于悬挂生物填料7，生物填料7悬挂间距为150mm。进水管15和硝化液回流管14架设在缺氧槽1与一号好氧槽2的隔板上，进水和回流硝化液进入缺氧槽前端，在槽内形成搅拌状态，造成缺氧环境。悬挂生物填料上的反硝化菌将硝态氮转化成氮气。兼氧微生物将污水中的有机氮分解成氨氮，同时利用部分有机物和氨氮合成新的细胞物质，降解部分COD。
[0035] 一号好氧槽2内部用角钢焊成两个单个长1.0m，宽1.0m，高2.0m的填料支架6，用于悬挂生物填料7，生物填料7悬挂间距为150mm。底部布设一号好氧槽曝气管20，曝气管上设置微孔曝气头，用于好氧曝气。正常情况下，曝气开启，进行好氧反应，硝化菌进行硝化反应，首先将有机氮转化为氨态氮，随后再氧化成亚硝态氮和硝态氮，以利于后续进一步脱氮，同时好氧状态去除COD、BOD等有机物质。当脱氮效果不佳时，关闭曝气，形成缺氧区，发挥反硝化脱氮的作用。
[0036] 二号好氧槽3底部设置连续分布的倒V型挡板8，以及二号好氧槽曝气管19，曝气管上设置微孔曝气头，用于好氧曝气。内部按二号好氧槽容积的30%投加包埋复合好氧细菌和复合硝化细菌制成的微生物载体，固定化微生物载体在沉到底部时，会顺着槽边下落，当下降到曝气管位置时，在曝气作用下又重新上升，从而形成上升下降的流化状态。载体拦截网34将固定化载体拦截限制在二号好氧槽中，不会随水流流出槽体而堵管。固定化微生物载体中的硝化菌、好氧菌和微生物将有机氮转化为氨态氮，随后再氧化成亚硝态氮和硝态氮，以利于后续进一步脱氮，同时好氧状态去除COD、BOD等有机物质。
[0037] 除磷沉淀槽4包括污泥斗9、除磷填料10、中心筒24、填料承托层、集水槽11、溢流堰。二号好氧槽3出水通过中心筒24导流至除磷沉淀槽下部，污水在除磷沉淀槽4内自下而上流动，悬浮物借助重力沉于污泥斗中，降低出水SS。除磷沉淀槽4内位于污泥斗9以上0.5m处安放除磷（优先选用除磷树脂）填料10，除磷填料10下方设置填料承托层。污水通过除磷填料10层后由溢流堰收集至集水槽11。通过出水管21将集水槽11的出水连接至位于电控设备间5的紫外消毒器27，通过紫外消毒后通过位于电控设备间5侧壁上的总排水口32排出一体化设备。
[0038] 污泥斗9下方距设备底部100mm处设置除磷沉淀槽收集管18，管长为除磷沉淀槽4宽度，管上开直径为φ20的花孔，由于缺氧槽1、一号好氧槽2、二号好氧槽3用的分别是悬挂填料和悬浮填料，基本没有剩余污泥产生，除磷沉淀槽收集管18主要用于硝化液收集、回流。
[0039] 电控设备间5位于一体化设备最右侧，可通过集装箱右侧的电控设备间门30直接进入。电控设备间5侧壁上设置简易爬梯，用于通向电控设备间上方人孔，一体化设备正常运行时，电控设备间的门上锁，防止无关人员随意攀爬。
[0040] 电控设备间5用于放置回流泵25、风机26、紫外消毒器27、反冲洗加药罐29、PLC控制柜33、在线水质检测仪28，和排布进水管15、出水管21、二号好氧槽放空管16、缺氧槽和一号好氧槽放空管17、回流管14、曝气主管、反冲洗管等管道。
[0041] 所述的PLC控制柜33为触屏显示，通过PLC传输进出水水量，并根据在线水质检测仪28的数据，传输进、出水的COD、氨氮、正磷酸盐指标。根据进水COD、氨氮指标，自动调节风机26风量。根据进水氨氮指标，自动调节回流泵25回流量大小。根据出水正磷酸盐指标，确定反冲洗时间和频率。同时检测一体化设备内各槽水位，各用电设备的运行状态。进出水水量、水质系统，风机频率调节系统，回流比调节系统，反冲洗控制系统，液位控制系统，设备运行状态控制系统等六个控制系统的数据信号均上传至云平台，并通过手机客户端和电脑网页进行远程操控。
[0042] 从
实施例可以看出，本发明的技术方案采用了集装箱式的一体化设备，其方便移动，适用于人口较少、分散性质的农村使用，同时本
申请的一号好氧槽可以兼顾硝化反应，使得其适应性非常强，适用于多数中国绝大多数地方。本发明提供一种用于分散式生活污水处理的一体化设备实现了无人值守，可以通过手机客户端和电脑网页进行运维。氨氮、COD、总磷的去除、电控设备间的布置、管道的布设集中在一个8mm厚防腐碳钢集装箱体内部，设备外部只留一个进水口和一个出水口，实现了分散式污水处理的集成化，且可以规模化生产。悬挂填料和悬浮填料的组合使用，减少了剩余污泥的产生。槽内结构灵活可变，能够应对分散式污水水质的季节性变化。采用本发明提供的一种用于分散式生活污水处理的一体化设备，出水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。
[0043] 本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本
说明书的启示下，在不脱离本发明
权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
