技术领域
[0001] 本实用新型涉及
污水处理技术领域，具体涉及一种低能耗一体化污水处理装置。
背景技术
[0002] 随着新农村建设的推进和村镇居民生活水平的逐步提高，水冲厕所在农户普及，洗涤用水增加，我国村镇生活污水
排放量日益增大。但村镇污水处理系统设施建设却严重滞后，据住建部2015年城乡建设统计
公报显示，截至2015 年，我国行政村的污水处理率仅为11.4％，大量农村污水未经处理直接排入
水体，造成水环境污染严重，水体黑臭现象增多，已成为湖泊和河流富营养化等环境污染的主要原因之一，阻碍了我国村镇生态文明的建设。
[0003] 城市的污水处理技术和大规模的管网建设很难在农村实施，推广适合农村的分散型污水治理技术已十分迫切。与城市污水处理体系不同，大部分农村没有完善的
排水管网体系，同时由于经济发展
不平衡，村庄污水处理特别需要结合新农村建设的要求，将农村污染控制与村容
整治，提高人居
质量综合考虑。根据目前农村污水处理现状，村庄污水处理不宜照搬传统的城市污水处理工艺技术及模式，应针对村镇污水特点及我国村镇地区特点因地制宜地选择污水处理的技术及工艺，并保障相应的出水水质要求。因此，研发出一种处理工艺简单可靠，投资和运行
费用低，运行维护方便的低能耗的一体化污水处理装置具有非常重要的意义。实用新型内容
[0004] 为解决上述
缺陷，本实用新型提出一种低能耗一体化污水处理装置。
[0005] 本实用新型的技术方案是这样实现的：
[0006] 低能耗一体化污水处理装置包括通过管路依次相连接的
水解酸化区、
接触氧化区、
污泥沉淀区、过滤区以及紫外消毒装置；
[0007] 所述污泥沉淀区内设置竖流式
沉淀池，所述竖流式沉淀池包括池体、污泥提升管、气提排泥回流系统和设置在所述池体下方的污泥斗，所述池体内设置用于导流入水的中心导流筒、进水管、溢流堰、
集水槽及排泥管，所述进水管一端连接所述接触氧化区的出水口，另一端连接所述中心导流筒，所述溢流堰环设在所述中心导流筒的顶端出口的外侧，所述集水槽及所述溢流堰设置在所述池体的上部，所述溢流堰位于集水槽的圆周内侧且所述溢流堰的上沿高于集水槽的底部，所述集水槽的一侧与所述过滤区连接；
[0008] 所述排泥管的一端连接所述中心导流筒的底部，另一端连接所述污泥斗；
[0009] 所述污泥提升管的一端设于所述污泥斗的底部，另一端通过所述气提排泥回流系统连接所述水解酸化区，在所述污泥提升管上设置
电动阀；
[0010] 所述过滤区内设置高效多介质滤池，所述高效多介质滤池包括
自上而下设置的出水系统及滤池池体，所述出水系统包括环形多孔板和出水槽，所述出水槽环设于所述环形多孔板的外侧，所述滤池池体内自上而下设置滤料层和布水系统，所述滤池池体的进水管与所述布水系统连接，所述布水系统的出口朝上且设于所述滤料层的底部，所述滤料层内设置均质重质滤料。
[0011] 进一步地，所述滤料所述滤料为
石英砂、无烟
煤、
活性炭、多孔陶瓷中的一种或多种的组合。
[0012] 进一步地，所述水解酸化区内设置有用于搅拌污泥的穿孔管空气搅拌装置，所述穿孔管空气搅拌装置的穿孔管采用UPVC材质，所述穿孔管空气搅拌装置的穿孔管与所述水解酸化区底部的距离为100～200mm。
[0013] 进一步地，所述接触氧化区内设置有高效微孔或可提升式软管曝气装置，所述接触氧化区由下至上依次设置有污泥出口、进水口、曝气装置、填料层以及出水口，所述填料层内均匀设置比重接近于水的悬浮填料，所述进水口连接所述填料层，所述曝气装置的出口朝向所述填料层设置，所述填料层分别连接所述出水口及所述污泥出口。
[0014] 进一步地，所述一体化污水处理装置还包括设备控制区，所述设备控制区设置PLC远程控制系统，所述水解酸化区、所述接触氧化区、所述污泥沉淀区、所述过滤区以及所述紫外消毒装置分别与所述PLC远程控制系统电性连接。
[0015] 进一步地，所述一体化污水处理装置采用
碳钢钢板
焊接成型。
[0016] 本实用新型的有益效果如下：
[0017] (1)本实用新型的装置通过将水解酸化区、接触氧化区、污泥沉淀区、过滤区以及紫外消毒装置集成的方式，形成一体化的农村污水处理装置。此外，本实用新型的装置采用竖流式沉淀池，实现泥水分离，通过空气提升技术，实现污泥斗内的
活性污泥的回流与定期排泥，污泥回流至水解酸化区，以保证水解酸化区内的活性污泥浓度，提高处理效率。泥水分离后的清水进入过滤区，通过多介质过滤实现污染物的有效截留与水质的进一步
净化。过滤后的水经过紫外消毒装置杀菌消毒后，即可达稳定达标排放。同时，过滤区采用均质重质粗滤料，可对水体中的悬浮物进行絮凝、沉淀、
吸附、过滤，可有效提升滤层的纳污量，降低滤层的阻
力，提升了整个滤层的过滤速度；其中的布水装置使滤层下污水分布均匀，滤层经过气水冲洗、水漂洗后，大幅提升滤层的
反冲洗效率，有效防止滤层中污泥的积累。
[0018] (2)在水解酸化区内通过水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难
生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物，从而改善
废水的可生化性，为后续处理奠定良好
基础。
[0019] (3)在接触氧化区通过负载在功能性悬浮填料上的高效生物菌将水解酸化产生的小分子有机物进一步氧化分解，从而实现有机污染物的彻底去除。通过功能性填料与高效曝气方式的有效结合，使得接触氧化区具有有机负荷高、
停留时间短，耐冲击负荷能力强等优点，所以出水水质稳定。
[0020] (4)本实用新型的装置可实现整个一体化污水处理装置的远程监控与自动控制，无需专人值守，自动化程度高。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本实用新型
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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。
[0022] 图1是本实用新型的低能耗一体化污水处理装置的结构示意图。
[0023] 图2是本实用新型的低能耗一体化污水处理装置的剖视图。
[0024] 图3是本实用新型的低能耗一体化污水处理装置的过滤区的结构示意图。
具体实施方式
[0025] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0026] 参照图1-3，一种低能耗一体化污水处理装置包括通过管路依次相连接的水解酸化区1、接触氧化区2、污泥沉淀区3、过滤区4以及紫外消毒装置；具体地，该一体化污水处理装置采用
碳钢钢板焊接成型，起到外部保温、内外防腐的作用。
[0027] 所述污泥沉淀区3内设置竖流式沉淀池，所述竖流式沉淀池包括池体31、污泥提升管38、气提排泥回流系统和设置在所述池体31下方的污泥斗32。所述池体31内设置用于导流入水的中心导流筒36、进水管35、溢流堰37、集水槽33及排泥管34，所述进水管35一端连接所述接触氧化区2的出水口，另一端连接所述中心导流筒36，所述溢流堰37环设在所述中心导流筒36的顶端出口的外侧，所述集水槽33及所述溢流堰37设置在所述池体31的上部，所述溢流堰37位于集水槽33的圆周内侧且溢流堰37的上沿高于集水槽33的底部，所述集水槽33的一侧与所述过滤区4连接；污水从进水管35进入导流筒36内，污水在导流筒36内向上做竖向流动，流入溢流堰内，再通过溢流堰37溢出至集水槽33内，通过集水槽33的出口进入过滤区4。控制污水在污泥沉淀区3的停留时间为1.5～2.5小时，表面负荷为0.9～1.0m3/m2.h。
[0028] 所述排泥管34的一端连接所述中心导流筒36的底部，另一端连接所述污泥斗32，污水中的污泥沉淀落入污泥斗32中，定期排泥至污泥池31，提高污泥活性。
[0029] 所述污泥提升管的一端设于所述污泥斗的底部，另一端通过所述气提排泥回流系统连接所述水解酸化区，在所述污泥提升管上设置电动阀，通过气提排泥回流系统的空气提升技术、电动阀的控制，即可将污泥沉淀区3的活性污泥回流至水解酸化区1，实现COD、
氨氮等污染物的高效去除。优选的污泥回流比为1:1～2:1。与传统的污泥回流
泵的方式相比，气提排泥回流系统具有投资及运行费用低、操作维护简单方便等优点。
[0030] 所述过滤区4内设置高效多介质滤池，所述高效多介质滤池包括自上而下设置的出水系统及滤池池体，所述出水系统包括环形多孔板41和出水槽44，所述出水槽44环设于所述环形多孔板41的外侧，所述滤池池体内自上而下设置滤料层42和布水系统43，所述滤池池体的进水管与所述布水系统43连接，所述布水系统43的出口朝上且设于所述滤料层42的底部，所述滤料层42内设置均质重质滤料。
[0031] 高效多介质滤池对污水进行生化处理时，污水由池体底部的进水管45进入池体，由所述布水系统43流向所述滤料层42，所述滤料层42膨胀至所述环形多孔板41内侧，清水通过所述环形多孔板41流到所述出水槽44，经出水槽的出水管流入紫外消毒装置。运行一段时间后，可以通过反冲洗系统对所述高效多介质滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新
生物膜。
[0032] 具体地，所述滤料为石英砂、
无烟煤、活性炭、多孔陶瓷中的一种或多种的组合。根据滤料的比重和粒径的大小在滤池内科学有序的分布，从而保证了滤料的截污能力。污水经布水系统均匀布水后，进入滤料层，在滤料层使污水中的
浊度物质和藻类在均质重质滤料中絮凝、沉淀、吸附、截留后，逐步得到净化，净化后的水进入净化水区，由净化水区的出水管流出。
[0033] 在本实施例中，所述水解酸化区1内设置所述水解酸化区内设置有用于搅拌污泥的穿孔管空气搅拌装置，防止污泥沉积，所述穿孔管空气搅拌装置的穿孔管采用UPVC材质，所述穿孔管空气搅拌装置的穿孔管与所述水解酸化区1底部的距离为100～200mm，控制污水在水解酸化区1的停留时间为2.5～5.0小时为宜。
[0034] 所述接触氧化区2内设置高效微孔或可提升式软管曝气装置，优先接触氧化区2内3
污水的溶解氧含量≥2mg/l，容积负荷率为0.5～1.0kgBOD/m·d，气水比≥10：1。所述接触氧化区2由下至上依次设置有污泥出口、进水口、曝气装置、填料层以及出水口，所述填料层内均匀设置比重接近于水的悬浮填料21，具体地，接触氧化区2内设的功能性悬浮填料是一种比重接近于水的亲水性功能高分子材料。控制污水在接触氧化区2的停留时间为5.0～
10.0小时。通过离子键、共价键、氢键等结合方式将
微生物和酶固定在悬浮填料21上，防止微生物尤其是酶的流失，并通过大孔设计，提高了传质速度和生物负载量，可大大提高污染物降解速度，完成接触氧化过程后的水经由出水口排出，污泥经由污泥出口排出。
[0035] 本实用新型的装置还包括设备控制区5,所述设备控制区5设置PLC远程控制系统，所述水解酸化区1、所述接触氧化区2、所述污泥沉淀区3、所述过滤区4以及所述紫外消毒装置分别与所述PLC远程控制系统电性连接。可实现整个一体化污水处理装置的远程监控与自动控制，无需专人值守，自动化程度高。
[0036] 本实用新型的工作过程为：农村污水由各个污水点收集至调节池，调节池起到均值均量的作用，通过调节池内的潜污泵将调节池内的污水抽至一体化污水处理装置内，首先进入水解酸化区1，在水解酸化区1内通过水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。水解酸化区1出水自流至接触氧化区2，生物接触氧化并进行废水好氧处理工艺，在保证反应区内充足溶解氧的前提下，通过负载在功能性悬浮填料21上的高效生物菌将水解酸化产生的小分子有机物进一步氧化分解，从而实现有机污染物的彻底去除。本一体化装置内的悬浮填料21采用比重接近于水的功能性悬浮填料21，具有生物
附着力强、有利于自养菌群挂膜生长、
比表面积大、孔隙率高、化学和生物
稳定性好、经久耐用、不溶出有害物、不引起二次污染、亲水性能强等特点。曝气方式采用高效微孔或者可提升式软管曝气装置，氧利用率高，能耗低。通过功能性悬浮填料21与高效曝气方式的有效结合，使得接触氧化区2具有有机负荷高、停留时间短，耐冲击负荷能力强等优点，所以出水水质稳定。接触氧化区2出水自流至污泥沉淀区3，污泥沉淀区3采用竖流式沉淀池，实现泥水分离，清水溢流堰溢出后通过集水槽收集流入过滤区4，污泥沉至污泥斗内，本装置通过空气提升技术，实现污泥斗内的活性污泥的回流与定期排泥，污泥回流至水解酸化区1，以保证水解酸化区1内的活性污泥浓度，提高处理效率。泥水分离后的清水进入过滤区4，通过多介质过滤实现污染物的有效截留与水质的进一步净化。过滤后的产水经过紫外消毒装置杀菌消毒后，即可达稳定达标排放。
[0037] 综上所述，本实用新型通过将水解酸化区1、接触氧化区2、污泥沉淀区3、过滤区4、紫外消毒装置、设备控制区5集成的方式，形成一体化的农村污水处理装置，通过负载在功能性悬浮填料21上的高效生物菌将水解酸化产生的小分子有机物进一步氧化分解，高效地利用生物菌将农村污水中的COD、氨氮、总氮等污染物有效去除，出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)，且本实用新型的装置运行稳定，一体化装置采用封闭结构，有效避免了臭气、噪声等二次污染。日常运行维护简单方便，自动化程度高，可实现远程监控与自动控制，采用多种节能措施，运行成本低，非常适用于我国的农村污水处理。
[0038] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
