技术领域
[0001] 本实用新型属于
污水处理领域，涉及一种一体化污水处理装置。
背景技术
[0002] 近年来，随着经济社会的快速发展，水污染问题日益严重。污染源除了工、农业
废水外，
排放量逐年增加的生活污水也已成为不可忽视的重要因素。相对于工、农业废水的排放管理，生活污水的排放具有一定的随意性、分散性，使其往往得不到有效处理。此外，我国江河湖泊流域人口密集，农业农村人口占半，相比于城市已经相对完备的污水收集和处理，农村人口大多居住较为分散，污水处理厂并不适用，生活污水的有效收集和妥善处理难度较大。
[0003] 农村分散式污水主要包括餐厨废水、洗涤废水、厕所污水等，一般不含有毒物质，但往往具有较高的氮磷等
营养元素。针对分散性污水，目前市面上的多数污水处理设备采用活性
污泥法，存在污泥产量高，投资花费大，且脱氮除磷效果及效率均不是很好的问题，难以达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准。
发明内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是提出一种占地面积小，脱氮除磷效率高的一体化污水处理装置，满足出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002中的一级B的排放标准，接近《地表水环境
质量标准》 (GB3838-2002)中的Ⅳ类水。
[0005] 本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案为：
[0006] 一种一体化污水处理装置，包括装置本体，所述装置本体内沿污水流动路径依次设置斜板沉淀区、分隔区、缺
氧接触区、厌氧接触区、配水区、好氧接触区和
吸附过滤区；
[0007] 所述斜板沉淀区和所述分隔区通过第一溢流板隔断，所述分隔区和所述缺氧接触区通过第二隔板隔断，所述缺氧接触区和所述厌氧接触区通过第二溢流板隔断，所述厌氧接触区和所述配水区通过第三隔板隔断，所述配水区和所述好氧接触区通过第四隔板隔断，所述好氧接触区和所述吸附过滤区通过第三溢流板隔断；
[0008] 所述第二隔板底部开有若干通水孔；所述第三隔板底部设有若干通水管，每一通水管上均装有防止逆流的止回
阀；所述第四隔板全板均匀开设通水孔；所述第一溢流板、所述第二溢流板和所述第三溢流板上部均开有若干通水孔；
[0009] 所述分隔区、所述缺氧接触区和所述厌氧接触区上部均通过盖板进行密闭；
[0010] 所述斜板沉淀区底部侧面设有排泥管，所述排泥管上设置第一阀
门；所述吸附过滤区底部伸出一抽水管道，该抽水管道上连接有抽水
泵；所述吸附过滤区内设有改性
活性炭填料；
[0011] 所述缺氧接触区、所述厌氧接触区和所述好氧接触区内均设有若干组合软填料，所述若干组合软填料上挂膜生长有水处理用的
微生物；
[0012] 污水进入所述斜板沉淀区内沉淀，并经三个接触区处理和所述吸附过滤区内改性活性炭填料过滤后，由所述抽水泵抽出。
[0013] 进一步地，所述吸附过滤区内设置一
块与过滤区内壁面沿周向一体连接的水平透水板，所述透水板上方承托填料桶；所述填料桶为一个上部开口的立方形桶，所述填料桶的四周以及底部均匀开有渗水孔，所述填料桶的上部一体连接有提手；
[0014] 所述填料桶内装填有所述改性活性炭填料，所述改性活性炭填料为三氯化
铁改性活性炭填料；
[0015] 所述渗水孔的孔径小于改性活性炭填料的颗粒大小；所述抽水管道位于所述透水板下方。
[0016] 进一步地，所述斜板沉淀区前还设有导流区，所述导流区和所述斜板沉淀区通过第一隔板隔断，所述第一隔板底部开有若干半圆形通水孔，污水自所述若干半圆形通水孔进入所述斜板沉淀区。
[0017] 进一步地，所述污水处理装置为“单回程”结构，污水从所述厌氧接触区经所述配水区“折流”进入所述好氧接触区。
[0018] 进一步地，所述配水区内设有可上下抽拉的隔断板，所述隔断板可将所述配水区分隔为配水一区和配水二区，所述配水一区与所述厌氧接触区通过所述第三隔板隔断，所述配水二区和所述好氧接触区通过所述第四隔板隔断。
[0019] 进一步地，所述缺氧接触区、所述厌氧接触区和所述好氧接触区内均设有用于搅拌污水的搅拌器。
[0020] 进一步地，所述好氧接触区底部均匀铺设有若干曝气管。
[0021] 进一步地，所述厌氧接触区内还设有用于加热污水的加热恒温棒。
[0022] 进一步地，上述一体化污水处理装置还包括可将所述好氧接触区部分水回流至所述分隔区的气提回流装置。
[0023] 进一步地，所述吸附过滤区底部开有
反冲洗口，所述反冲洗口外连反冲洗管，所述反冲洗管上设第二阀门；所述吸附过滤区上部还连接有用于排出反冲洗水的导
流管，所述导流管上设第三阀门；所述反冲洗口位于所述透水板下方。
[0024] 与
现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
[0025] (1)本实用新型的一体化污水处理装置通过设置斜板沉淀区，使污水在输送过程中不可避免引入的悬浮固体(Suspended Solid,即SS)快速高效地去除，同时有利于分散式污水进水配水均匀，减小了装置的占地。
[0026] (2)通过设置缺氧、厌氧和好氧三级区域，可以增强对污水各种有机物的降解氧化能
力，提高硝化、反硝化的能力。
[0027] (3)通过在三级接触区内填充组合软填料，使得在有限的空间中提高附着的微生物量，从而提高生化反应的效率，相比于
活性污泥法游离态的污泥，因微生物固定在填料表面，相对稳定，微生物生长周期因此延长，只有少部分老化污泥脱落形成剩余污泥，产泥仅为老化污泥(
活性污泥法排泥中大部分为新泥)，相比于传统活性污泥法降低了产泥量，占地小，投资及维护
费用低。
[0028] (4)通过设置三氯化铁改性颗粒活性炭可以进一步吸附物理处理、生化处理后的二级处理出水中的
硝酸盐氮和总磷，过滤二级处理后脱落的老化
生物膜以及剩余的SS，提高出水的水质(一级处理：物理处理，如过滤、沉淀等；二级处理：一般为生化处理法，生化法出水一般称为二级出水，后续处理称为三级处理或深度处理)。
附图说明
[0029] 图1为本实用新型的一体化污水处理装置的结构示意图(俯视)；
[0030] 图2为组合软填料设置在好氧接触区中的结构示意图；
[0031] 图3为本实用新型的污水处理装置后半部分的结构示意图；
[0032] 图4为本实用新型的污水处理装置前半部分的结构示意图；
[0033] 图5为填料桶的结构示意图；
[0034] 图6为本实用新型中，吸附过滤区的内部结构示意图；
[0035] 附图标记：1-斜板沉淀区，2-缺氧接触区，3-厌氧接触区，4-好氧接触区， 5-吸附过滤区，6-排泥管，7-导流区，8-分隔区，9-缺氧接触区搅拌器，10-厌氧接触区搅拌器，11-加热恒温棒，12-配水一区，13-配水二区，14-好氧接触区搅拌器，15-曝气管，16-气提回流装置，17-抽水泵，18-反冲洗口，19-组合软填料， 20-改性活性炭填料，21-填料桶，22-第一隔板，23-第二隔板，24-第三隔板，25- 第四隔板，26-第一溢流板，27-第二溢流板，28-隔断板，29-第三溢流板，30-沼气管，31-进水管，32-止回阀，33-透水板。
具体实施方式
[0036] 为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型。
[0037] 如图1所示的一体化污水处理装置，为“单回程”结构，包括装置本体。装置本体内沿污水流动路径依次设置导流区7、斜板沉淀区1、分隔区8、缺氧接触区2、厌氧接触区3、配水一区12、配水二区13、好氧接触区4和吸附过滤区5。
[0038] 具体地，装置本体的形状为上部开口的长方体，装置本体内最右侧沿其宽度方向设一块与装置本体前、后(就图1而言，下壁面为前，上壁面为后)壁面一体连接的短隔板。短隔板将装置本体分为左、右两部分，其中，右半部分为配水区。配水区中设有一可上下抽拉的隔断板28。具体地，装置本体右侧内壁面中间
位置开有一延伸至装置本体底部的竖直凹槽，相应地，短隔板与装置本体右
侧壁相对的端面的中间位置也开有延伸至装置本体底部的竖直凹槽。隔断板28为一整块不开孔的板，其厚度与竖直凹槽相匹配，隔断板28插入一对竖直凹槽中，将配水区分隔为等大的配水一区12和配水二区13。短隔板位于隔断板28前部的部分为第四隔板25，短隔板位于隔断板28后部的部分为第三隔板24。
[0039] 装置本体被短隔板分隔的左半部分进一步被一块与装置本体左侧壁和短隔板一体连接的长隔板等分为前、后两部分。其中，前半部分自左向右依次设置第一隔板22、第一溢流板26、第二隔板23和第二溢流板27，第一隔板22、第一溢流板26、第二隔板23和第二溢流板27分别与长隔板和装置本体前内侧壁面一体连接。后半部分中设置第三溢流板29，第三溢流板29与长隔板和装置本体后内侧壁面一体连接。从上往下看，长隔板与隔断板28在一条直线上。
[0040] 导流区7和斜板沉淀区1通过第一隔板22分隔，斜板沉淀区1和分隔区8 通过第一溢流板26分隔，分隔区8和缺氧接触区2通过第二隔板23分隔，缺氧接触区2和厌氧接触区3通过第二溢流板27分隔，厌氧接触区3和配水一区12 通过第三隔板24分隔，配水二区13和好氧接触区4通过第四隔板25分隔，好氧接触区4和吸附过滤区5通过第三溢流板29分隔。
[0041] 本
实施例中，导流区7、斜板沉淀区1和分隔区8的长度之和等于吸附过滤区5的长度，缺氧接触区2和厌氧接触区3的长度之和等于好氧接触区4的长度，配水一区12和配水二区13长度相等。
[0042] 如图1、图3和图4所示，第一隔板22底部开有若干半圆形通水孔，第二隔板23底部开有若干圆形通水孔。第三隔板24底部设有若干垂直穿过隔板24 的通水管，且每一通水管上均装有防止逆流的止回阀32。第四隔板25全板均匀开有圆形通水孔，第一溢流板26、第二溢流板27和第三溢流板29上部均开有若干圆形通水孔。
[0043] 分隔区8、缺氧接触区2和厌氧接触区3上部均通过盖板进行密闭，以防空气进入缺氧接触区2和厌氧接触区3。密封方式可以是在盖板与对应区的接合处打
密封胶，也可以是通过设置密封
垫圈，然后借由盖板的重量压住。当然，其他能够有效进行密封的方式也是可以的，在此不再赘述。
[0044] 厌氧接触区3上部盖板连有沼气管30，沼气管30通至污水处理装置外部的集气罐，从而收集厌氧酸解反应产生的沼气。缺氧接触区2、厌氧接触区3和好氧接触区4的液面下均设有若干组合软填料19，同时，组合软填料19上挂膜生长附着微生物。组合软填料19为市售件，其
内圈为
雪花状塑料，
外圈为挂载有
醛化
纤维的大塑料环，通过
钢丝均匀串接而成，参考图2。缺氧接触区2和厌氧接触区3中，组合软填料19均通过吊挂在上方盖板下端面的方式进行固定。具体地，将钢丝顶部与盖板下端面直接
点焊，或者，在盖板下端面固定设置若干吊钩吊住钢丝。
[0045] 如图1和图2所示，好氧接触区4两长边侧壁面的顶部固定设置若干相对的
凸块，每一凸块上均开用于连接钢丝的通孔，若干横向的钢丝分别对应连接相对的凸块。串接有组合软填料19的钢丝顶部缠绕在横向的钢丝上悬吊住，组合软填料19伸至液面下方。
[0046] 本实施例中，在实验室状态下，组合软填料19上的微生物采用的是污水厂二沉池回流污泥进行填料挂膜。实际应用时，采用污水自然挂膜法(农村分散式污水非工业废水，其良好的营养比可利于挂膜)。厌氧缺氧区污泥可选择市售的厌氧颗粒污泥，经人工驯化几天，适应水质后即可投用，好氧区接种污泥挂膜或自然挂膜皆可(接种污泥挂膜会快一些)。
[0047] 缺氧接触区2上部的盖板上固定设置两缺氧接触区搅拌器9，两缺氧接触区搅拌器9分别设置在缺氧接触区2长度方向1/3和2/3的位置，两缺氧接触区搅拌器9的搅拌
叶片均伸至污水液面下。厌氧接触区3上部盖板的中心位置固定设置一厌氧接触区搅拌器10，厌氧接触区搅拌器10的搅拌叶片同样伸至液面下。厌氧接触区3底部固定设有加热恒温棒11，加热恒温棒11内置有
温度传感器、
微处理器和加热棒，温度传感器测量厌氧接触区3中水温，微处理器根据水温控制加热棒通断电，使厌氧接触区3中水温能够稳定达到厌氧微生物的
35～38℃(中温)的最佳
发酵温度。
[0048] 好氧接触区4上方沿宽度方向分别跨接固定有2个
支撑托架，每个支撑托架为一对
槽口相对设置的槽钢。2个好氧接触区搅拌器14沿好氧接触区4长度方向均匀设置，并分别通过2个支撑托架托住，2个好氧接触区搅拌器14的搅拌叶片伸至液面下，3条曝气管15均匀设置于好氧接触区4底部。
[0049] 各搅拌器可以使得组合软填料19的纤维束不断飘动，微生物生长成熟，降低投资成本。曝气管15向好氧接触区4中鼓入空气，满足好氧接触区4中的氧气需求，同时，也能起到使组合软填料19的纤维束不断飘动的作用，利于老化生物膜脱落。
[0050] 需要注意的是，缺氧接触区2、厌氧接触区3和好氧接触区4中在设置组合软填料19时，应当使组合软填料19与对应区的搅拌器保持距离，以防搅拌器叶片搅到组合软填料19。
[0051] 如图1、图3和图4所示，导流区7上部侧壁面上设有进水管31，斜板沉淀区1底部侧面设有排泥管6，排泥管6上设置第一阀门，控制排泥管6通断。斜板沉淀区1内间隔设置若干与底部呈60°倾
角的斜板，沉淀区1内设置斜板为常规设计，相对于平流式
沉淀池，可以极大提高沉淀效率(斜板理论，沉淀池容积为定值时，池子越浅，沉淀效率越高)。60°为一般斜板设置值的最佳角度，在此角度下，沉淀效率较好又不影响板泥的排出。
[0052] 如图1、3、5和6所示，吸附过滤区5内设有一块与过滤区5内壁面沿周向一体连接的水平透水板33，透水板33上方承托填料桶21。填料桶21的结构如图5所示，为一个上部开口的立方形桶，桶的四周以及底部均匀开有渗水孔，桶的上部一体连接有两提手(左、右各一)。填料桶21内装填有三氯化铁改性活性炭填料20，渗水孔的孔径小于改性活性炭填料20的颗粒大小。吸附过滤区5底部伸出一抽水管道，该抽水管道上连接有抽水泵17。抽水管道位于透水板33下方。
[0053] 吸附过滤区5底部还开有反冲洗口18，反冲洗口18同样位于透水板33下方，参考图3和图6。反冲洗口18外连反冲洗管，反冲洗管上设第二阀门，装置正常工作时，第二阀门处于闭合状态。吸附过滤区5上部还连接有用于排出反冲洗水的导流管，该导流管上设有第三阀门，装置正常工作时，第三阀门闭合。需要反冲洗时，同时打开第二阀门和第三阀门。通过设置反冲洗口18，可以延长改性活性炭填料20的使用寿命，降低人工更换的
频率，减少投资。
[0054] 本实施例中，三氯化铁改性颗粒活性炭以0.15mol/L三氯化铁溶液作为浸渍液，将活性炭浸渍6h后，调节pH为7～8(偏
碱性)，再次震荡浸渍6h后，于 105℃条件下恒温烘干2h，其最佳吸附pH在6～8之间，可有效连接好氧接触区后中性出水，达到最佳吸附条件。
[0055] 三氯化铁改性颗粒活性炭填料再生周期为24h至36h，再生方法为将三氯化铁改性颗粒活性炭填料从吸附过滤区5中取出，然后用0.1mol/L的NaOH溶液浸泡12h，
解吸率可达到64.5％。
[0056] 本污水处理装置的工作过程为：
[0057] 正常状态下，隔断板28不插接，配水一区12和配水二区13为一个完整的配水区。首先，污水由进水管31进入导流区7，并经第一隔板22底部的半圆形通水孔均匀进入斜板沉淀区1(污泥同污水一并进入斜板沉淀区1中)，并且，为了使污水协污泥更顺畅地进入沉淀区1中，导流区7底部还可以设置成0.002 坡度。斜板沉淀区1中设置的若干60°斜板可以在占地小的条件下极大程度地提高沉淀效率。
[0058] 随后，污水从第一溢流板26上部溢流进入分隔区8，并自第二隔板23底部的通水孔进入缺氧接触区2。分隔区8采用的上进下出的设置，一方面可以通过水封作用隔绝外部空气进入缺氧接触区2，保证正常的缺氧环境。另一方面，还可以防止斜板沉淀区1中的泥沙进入缺氧接触区2，影响污水处理效果。
[0059] 接着，污水依次通过第二溢流板27溢流进入厌氧接触区3，通过第三隔板 24底部配有止回阀32的通水管进入配水区。第三隔板24通水管设置在底部且通水管上设止回阀32，可以防止空气自配水区进入厌氧接触区3中，影响厌氧接触区3中微生物活性。厌氧接触区3内的污水经配水区后，“折流”进入好氧接触区4，即实现“单回程”。
[0060] 最后，水从好氧接触区4经过第三溢流板29溢流进入吸附过滤区5，经三氯化铁改性颗粒活性炭填料吸附过滤污水中二级处理未达标的总磷和硝态氮，并由抽水泵17抽出。
[0061] 厌氧区3可将污水中大分子难溶有机物酸解为小分子有机物供好氧区4处理。缺氧区2设置在厌氧区3和好氧区4前，具有以下优点：1、缺氧阶段反硝化产生的碱度可用于补充一定好氧阶段
硝化作用所需碱度。2、缺氧阶段直接利用水中有机物，利用硝酸盐作为
电子受体可节省好氧阶段曝气量，进一步降低回流水中溶解氧，更利于缺氧区和整个装置的稳定运行。3、高负荷
水体不直接进入好氧区，可减少污泥膨胀
风险(好氧污泥生化反应剧烈，进水水质不稳定，负荷高时较易发生污泥膨胀现象)。
[0062] 需要特别指出的是，当好氧接触区4出现异常(如污泥膨胀，出现大量
泡沫等)或者厌氧接触区3出现异常(如酸败现象pH<6.5,出水有明显污泥漂浮，VFA 过高或过低等，VFA正常为2～3mol/L)，配水区中可插接隔断板28，配水一区 12和配水二区13被隔断板28完全隔断，从而分隔开厌氧接触区3和好氧接触区4，使两接触区中的微生物互不影响。
[0063] 此外，为了应对污水水质不稳定的情况，本实施例中，在好氧接触区4处还固定设置有气提回流装置16，气提回流装置16将好氧接触区4部分水回流至分隔区8再次进行处理。气提回流装置16可以通过在装置本体上方架设槽钢
支架，并由槽钢支架托住的方式进行固定。
[0064] 本实施例中给出了单回程设置的污水处理装置，当然，污水处理装置中各分区也可以采用一字排列的方案。但是一字排开结构相对于本实施例中给出的单回程设置，占地空间较大，
回流管铺设长度较长。另外，污水处理装置还可以进一步采用双回程或多回程设置，进一步节约空间。
[0065] 导流区7对于本污水处理装置来说是非必要的，当不设置导流区7时，需改由将污水管31直接通到斜板沉淀区1底部。当然，这样设置的污水处理效果不如设置导流区7好。
[0066] 为了进一步展示本实用新型的污水处理装置的处理效果，
发明人通过上述污水处理装置进行了污水处理实验。
[0067] 实验用污水取自农村分散式污水，并且，为验证该装置对高磷废水的处理效果，在原有边沟污水中添加
磷酸二氢
钾，模拟高磷污水，污染物指标如表1所示。
[0068] 表1分散式污水污染物指标
[0069]
[0070] 表2污染物去除率
[0071]
[0072] 表2为污水处理实验的结果，该结果显示，该实验装置对分散式污水和高磷污水均有较好的处理效果。
[0073] 以上实验和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点. 凡基于本实用新型的精神及原则之内，所做的任何
修改、替换、改进、引申等仍处于本实用新型的保护范围之内。
