技术领域
[0001] 本
发明属于污
水处理技术领域，具体涉及一种小微型微动力净水装置。
背景技术
[0002] 农村水环境是分布在农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水
水体、
土壤水和
地下水的总称，是农村生产和农民生活的重要资源，农村生活污水主要为农村居民在日常生活中产生的污水，例如洗衣、洗浴、餐厨等，未经处理的生活污水若任意排放，会严重污染农村的生活环境，以及农村的水体。
[0003] 目前使用比较广泛的
污水处理工艺，存在设备结构复杂，运行维护困难，耗能较大等问题，并不适用于农村地区污水处理。针对农村生活污水处理目前主要采用两种方式：一、集中处理，主要针对城郊附近的，集中收集污水并排至城市市政污水处理厂进行处理；
二、分户处理，针对绝大多数的散户生活污水进行处理。
[0004] 虽然近年来市面上针对农村生活污水处理的一体化设备层出不穷，但是处理效果差，造价昂贵且耗能较高，也有一些微动力污水处理装置，但其
厌氧池与缺氧池分开设置，使得设备整体占地面积较大，且现有的一体化污水处理设备中，活性
污泥多沉降在底部，导致在池中真正参与反应的活性
微生物很少，直接影响污水处理的效果。
发明内容
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种小微型微动力净水装置。
[0006] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：包括
箱体，所述箱体由第一隔板和第一斜板依次分隔成连通的厌氧缺氧区、好氧区以及沉淀区，所述厌氧缺氧区为多个无动力反应室；所述好氧区与沉淀区通过所述第一斜板的下端与箱体底面之间设置的间隙连通，所述第一斜板的倾斜方向为从好氧区向沉淀区倾斜向下，所述沉淀区设置有污泥回流机构；所述厌氧缺氧区内设置有次回流机构。
[0007] 优选的，所述厌氧缺氧区分为六个反应腔室；污水从第一反应室依次到第六反应室的流动方向为上下式曲线流动。
[0008] 优选的，所述反应腔室由平行于第一隔板的第二隔板、以及垂直于第一隔板的第三隔板和第四隔板分隔而成；第一反应室与第二反应室、第二反应室与第三反应室、第四反应室与第五反应室分别通过第三隔板和第四隔板上侧的通孔连接，第三反应室与第四反应室、第五反应室与第六反应室分别通过第二隔板和第三隔板下侧的通孔连接；第六反应室与好氧区通过第一隔板上侧的通孔连接。
[0009] 优选的，所述污泥回流机构包括主
回流管，所述主回流管一端放置在沉淀区底部，另一端放置在第一反应室上部；所述主回流管放置在沉淀区的一端管内插入主气提管，所述主气提管的另一端与气源相连。
[0010] 优选的，所述污泥回流机构包括主回流管，所述主回流管一端放置在沉淀区底部，另一端放置在第六反应室；所述次回流机构包括第六反应室上设置的次回流管，所述次回流管一端放置在第六反应室底部，另一端放置在第一反应室上部；所述次回流管放置在六反应室的一端、所述主回流管放置在沉淀区的一端管内分别插入主气提管与次气提管，所述主气提管与次气提管的另一端通过进气总管与气源连接。
[0011] 优选的，所述主回流管位于沉淀区的底部连通一段横向延伸的横管，所述横管的长度小于箱体的宽度，所述横管周向上设置数个可调节流量的支管。
[0012] 优选的，所述好氧区底部设置有可拆卸的曝气装置，所述曝气装置包括刚性格网，所述曝气管可拆卸连接在刚性格网上，所述曝气管的进气口与气源连接；所述刚性格网两侧对称设置有
立板，所述立板上端固定设置
弹簧按钮，所述立板上可滑动连接套板，所述套板上均匀设置数个通孔，所述通孔与弹簧按钮
位置对应，所述套板上端固定连接挂钩，所述挂钩的挂置方向与刚性格网方向相反。
[0013] 优选的，所述曝气管布置为三个同心圆，每个同心圆分别通过
阀门与进气总管连接，曝气管为微孔纳米曝气管。
[0014] 优选的，所述箱体的底部、位于好氧区固定设置第二斜板，所述第二斜板的倾斜方向与第一斜板的倾斜方向一致，所述第二斜板的高度小于第一斜板的一半，第二斜板与第一斜板之间构成狭缝。
[0015] 一种利用小微型微动力净水装置的污水处理方法，步骤为：
[0016] 1)在装置中投加30-40kg的带水
活性污泥；
[0017] 2)经
化粪池中收集处理后的
黑水通过进水口排入进厌氧缺氧区，厌氧缺氧区共设六个反应室，总有效容积为0.46m3，
停留时间为7h；
[0018] 3)
混合液流至第六反应室后，通过第六反应室底部设置的次回流管，回流至第一反应室上部，次气提管与次回流管管径之比约为1:5，混合液回流比为300％；
[0019] 4)污水在厌氧缺氧区反应完成后，进入到好氧区，好氧区的有效容积为0.60m3，好氧区的曝气量为120L/min；
[0020] 5)待污水在好氧区停留10h后，污水连同污泥的混合液缓慢挤入进沉淀区，沉淀区的水流上升速度为0.02m/min，待活性污泥沉淀后，沉淀区的上清液通过出水口排出；
[0021] 6)沉淀区的活性污泥通过主回流管流回至厌氧缺氧区，气提管的管径与主回流管的管径大小为1:5，污泥回流比为100％。
[0022] 本发明的有益之处在于：1、将厌氧缺氧区设置成无动力式，使得污水可以在厌氧缺氧区内上下式曲线流动，通过被动方式使得厌氧缺氧区内的活性污泥与污水充分反应，不会使得污泥长期沉降在厌氧缺氧区底部，以使得参与作用的活性污泥量最大，加强污水处理的效果；2、将厌氧缺氧区分隔成多个反应腔室，可以缩短整个装置的占地面积，装置整体小巧适用于多种污水处理场合，且整个装置可以在减小占地面积的同时达到同设备的污水处理效果；3、本发明整个装置适用于农村的污水处理，一个装置适用于2～4户，平均1天处理污水量可达1.0～1.5吨，用电量小于1度电，且整个过程全自动运行，运行稳定无需人员值守，可根据需要进行远程运行监控；4、通过将整个装置设置成方形，缺氧厌氧区、好氧区、沉淀区合理布局，提高整个装置的空间利用率，在增加反应室数量的同时，保证好氧区的空间不被相应缩减，整个装置能够容纳的污水更多，能够有效缩短污水处理的时间，提高污水处理的能力。
附图说明
[0023] 图1为本发明的结构示意图；
[0024] 图2为本发明的次气提管的局部放大图；
[0025] 图3为本发明的俯视图；
[0026] 图4为隔板三的结构示意图；
[0027] 图5为隔板四的结构示意图；
[0028] 图6为隔板一的结构示意图；
[0029] 图7为隔板二的结构示意图；
[0030] 图8为曝气装置的结构示意图；
[0032] 图10为曝气管的另一种实施例；
[0033] 图11为管夹的结构示意图；
[0034] 图12为横管的结构示意图；
[0035] 图13为支管的局部放大图。
[0036] 图中：1-主回流管；2-进水口；3-箱体；4-第二隔板；5-第一隔板；6-曝气管进气口；7-曝气管；8-第二斜板；9-第一斜板；10-出水口；11-好氧区；12-第三隔板；13-第四隔板；
14-第一反应室；15-第二反应室；16-第三反应室；17-第四反应室；18-第五反应室；19-第六反应室；20-沉淀区；21-次气提管；22-横管；23-次回流管；24-支管；25-刚性格网；26-立板；
27-弹簧按钮；28-套板；29-挂钩；30-通孔；31-堵头；32-管夹；33-转动部；34-固定部；35-转动接头；36-主气提管。
具体实施方式
[0037] 本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种小微型微动力净水装置，整个装置重量轻，平均1天处理污水量可达1.0～1.5吨，用电量小于1度电。
[0038] 如图1-7所示，包括箱体3，箱体3可采用SMC
热压一体成型，该材质具有防老化、强度高、耐
腐蚀性强、
质量轻、安装便捷、生产周期短等优势，可以较好的应用在污水处理中。所述箱体3由第一隔板5和第一斜板9依次分隔成连通的厌氧缺氧区、好氧区11以及沉淀区
20，箱体3内的隔板采用PVC板。
[0039] 所述厌氧缺氧区为多个无动力式反应室，本发明优选为六个反应腔室，也可以根据需要设置更多的反应腔室，污水从第一反应室14依次到第六反应室19的流动方向为上下式曲线流动，污水通过重力流从第一反应室14折流至第六反应室19，如此可以增加厌氧缺氧区污水的停留时间，增加活性污泥中微生物的浓度和反应时间。
[0040] 所述反应腔室由平行于第一隔板5的第二隔板4、以及垂直于第一隔板5的第三隔板12和第四隔板13分隔而成；第一反应室14与第二反应室15、第二反应室15与第三反应室16、第四反应室17与第五反应室18分别通过第三隔板12和第四隔板13上侧的通孔连接，第三反应室16与第四反应室17、第五反应室18与第六反应室19分别通过第二隔板4和第三隔板12下侧的通孔连接；第六反应室19与好氧区11通过第一隔板5上侧的通孔连接。可以理解的是，通过厌氧缺氧区内设置的隔板，以及隔板上设置的不同高度、位置的通孔，可以使得污水从进水口2中流入到第一反应室14后，实现上下式曲线流动，例如本发明中在厌氧缺氧区采用六个反应室，每个反应室的高度约为1m，流经六个反应室的总路径即约为6m，如此不仅可以大大的增加反应时间，也可以在空间上节省了设备总体的占地面积。
[0041] 经厌氧处理后的污水从缺氧区流至好氧区，所述好氧区11与沉淀区20通过所述第一斜板9的下端与箱体3底面之间设置的间隙连通，经好氧处理后的混合液(污泥和水)从箱体3底面与第一斜板9之间的间隙进入到沉淀区下部，由于所述第一斜板9的倾斜方向为从好氧区11向沉淀区20倾斜向下设置，因此从好氧区11挤入进沉淀区20的污泥会由于第一斜板9的倾斜设置而聚集，沉淀在沉淀区20的底部；在沉淀区20，水流由下向上流动，水流流速缓慢，因此污泥逐渐沉降，上清液即可从出水口10流出，在出水管内部可设置过滤系统，进一步对水质进行
净化处理，使得出水过滤后达到排放标准。
[0042] 所述沉淀区20设置有污泥回流机构，所述污泥回流机构包括主回流管1，所述主回流管1一端放置在沉淀区20底部，另一端放置在第一反应室14上部；所述主回流管1放置在沉淀区20的一端管内插入主气提管36，所述主气提管36的另一端与气源相连。气源可采用
风机，本发明所采用的为隔膜式气
泵；主气提管36与主回流管1之间的管径比例、以及主气提管36伸入到主回流管1的长度，可以根据实际使用需求的不同进行设计；本发明中主气提管36与主回流管1的管径比例大于1:5，主气提管36伸入到主回流管1的长度为15mm以上。沉淀区20的活性污泥不断的经过主回流管1回流至第一反应室14后，活性污泥再在厌氧缺氧区继续作用，确保厌氧缺氧区内的污泥始终保持在一个较高的浓度(7000-8000mg/L)，提高污水处理的效率。
[0043] 本发明的主回流管1放置的另一个实施例为，所述污泥回流机构包括主回流管1，所述主回流管1一端放置在沉淀区20底部，另一端放置在第六反应室19；也可以同时在主回流管1的出水端上设置两个出水口，两个出水口上设置有流量可调节的阀门，两个出水口分别放置在第六反应室19以及第一反应室14的上部，放置在第六反应室19上部的出水口的流量较放置在第一反应室14上部的出水口的流量小，可根据实际情况进行调节，以达到分流活性污泥的作用。将活性污泥分散到不同的区域，避免活性污泥在一处聚集过多，影响出水水质。
[0044] 所述厌氧缺氧区内设置有次回流机构，次回流机构包括第六反应室19上设置的次回流管23，所述次回流管23一端放置在第六反应室19底部，另一端放置在第一反应室14上部；所述次回流管23放置在第六反应室19的一端插入次气提管21，次气提管21与气源连接。将主回流管1设置在第六反应室19，第六反应室19中的污泥和水的悬浮液再通过次回流管回流至第一反应室14，达到脱氮的目的。
[0045] 所述主回流管1位于沉淀区20的底部连通一段横向延伸的横管22，所述横管22周向上设置数个可调节流量的支管24横管22的长度小于箱体3的宽度，且与主回流管1连通，使得沉淀区20底部的污泥可以经由横管22吸至主回流管1中。如图9，所述支管24的管端为圆台，所述圆台顶端封闭，所述圆台的侧面上设置有数个通孔30，所述支管24外套设有顶端开口的堵头31、且通过
螺纹连接，所述堵头31的形状与支管24的形状适配；所述堵头31不完全拧紧时，堵头31顶端开口处与支管24上的通孔30构成供污泥流入进横管22的通道。
[0046] 可以理解的是，当将堵头31旋拧至支管24的最里端时，此时支管24上的通孔30为闭合状态，即堵头31将通孔30完全遮挡，使得支管24无法吸入污泥；当将堵头31旋拧至支管24的最外端时，此时支管24的达到最大吸入量，可以快速的将污泥吸入至主回流管1中。支管24吸收污泥的量可根据堵头31的旋拧进行调节，当水质较好，产泥量不大时，可将堵头31旋拧至吸入量小的位置；当水质较差，产泥量较大时，可将堵头31旋拧至最大吸入量的位置，以便快速吸入污泥。堵头31可设置成只能在支管24上旋拧，但无法从支管24上取下，以防止堵头31掉落。在横管22宽度较短的情况下，横管22上各支管24的流量较均匀；若横管22较长，出现污泥
吸附不均匀的情况，可以根据支管24距离主气提管36的距离，适当调节支管
24上堵头31旋拧的位置，即距离主气提管36近的支管24流量小，距离主气提管36远的支管
24流量大，使得横管22上的所有支管的流量均匀，可以均匀的吸收污泥，将污泥回流至厌氧缺氧区。
[0047] 所述好氧区11底部设置有可拆卸的曝气装置，所述曝气装置包括刚性格网，刚性格网的面积大小与好氧区11底部的面积大小相当，刚性格网具有一定的重量，可以直接放置在好氧区11的底部，刚性格网不会因为水的
浮力上浮，所述曝气管7固定在刚性格网上，所述曝气管7的进气口与气源连接，可以使得曝气管7可以均匀出气，为好氧区11提供氧气。
[0048] 也可以在所述刚性格网25两侧对称设置有立板26，如图8所示，本发明为在刚性格网25的四个
角处设置立板26，从而更好的固定刚性格网25，所述立板26上端固定设置弹簧按钮27，所述立板26上可滑动连接套板28，所述套板28上均匀设置数个通孔，所述通孔与弹簧按钮27位置对应，所述套板28上端固定连接挂钩29，所述挂钩29的挂置方向与刚性格网25方向相反。可以理解的是，立板26与套板28套接在一起，在使用时，可在竖直方向上进行长度调节，从而调节刚性格网25在好氧区11的深度；调节时，只需按下弹簧按钮27，此时弹簧按钮27缩进在套板28中，便可进行高度调节，调节至合适高度后，弹簧按钮27自动从相应的通孔中弹出，即可实现位置
锁定；刚性格网25的最深的位置为箱体3的底部，可上调至箱体3的中间位置。挂钩29可以挂置在箱体3的外壁上，以实现对刚性格网25的固定，当需要将刚性格网25取出检修或是更换时，只需将挂钩29向上提拉，即可取出。
[0049] 所述刚性格网25上可拆卸连接有曝气管7，所述曝气管7的进气口通过阀门与气源连接，可以使得曝气管7可以均匀出气，为好氧区11提供氧气。所述曝气管7通过管夹32与刚性格网25连接，图10为管夹32的结构示意图，所述管夹32包括上端的转动部33，所述转动部33与下端的固定部34可转动连接，所述转动部33、固定部34中间分别设置有可供曝气管7、刚性格网25卡入的腔体，所述管夹32的材料为弹性塑料。管夹32在使用时，由于其是弹性塑料材质，只需将管夹按入卡进刚性格网25上即可实现连接，转动部33也通过按入卡进曝气管7实现对曝气管7的固定；管夹32上的供曝气管7、刚性格网25卡入的腔体大小为可正好卡入而不会掉落的大小。管夹32通过固定部34上固定连接的转动接头35，与转动部33的转动连接实现360°转动，由于转动部33可转至各个角度，因此可便于曝气管7的螺旋式或者同心圆式的安装方式。
[0050] 所述转动部32的
侧壁上设置有数个通孔33，通孔33的设置可以防止管夹3的夹持部位堵住曝气管2，影响曝气管2的曝气效果，曝气时，气体可从通孔33中穿过，从而为好氧区11提供氧气。
[0051] 曝气管7的一种布置方式为螺旋式布置，如图9所示，布置在整个好氧区11的底部，整个曝气管7通过一个阀门与风机连接，当阀门打开时，曝气管7可持续的为好氧区11提供氧气。
[0052] 曝气管7的另一种布置方式为同心圆式布置，如图10所示，所述曝气管7可布置为三个同心圆，也可以根据实际需求布置更多同心圆，每个同心圆分别通过阀门与进气总管连接；本发明中进气总管上分别连接5个阀门，每个阀门对应一个进气支管，5个进气支管分别连接主气提管36、次气提管21以及3个同心圆曝气管7；工作时，每一个阀门开度根据每一个同心圆的半径大小决定，外环对应的阀门开度大，通气量多，内环对应的阀门开度小，通气量少。使用不同的阀门分别控制通入气体的多少，可以使得整个曝气管7在好氧区11的整个区域内，曝气更加均匀，避免有些地方气压大有些地方气压小，造成活性污泥中的微生物死亡，使得整个活性污泥的活性降低。曝气管7为微孔纳米曝气管。
[0053] 所述箱体3的底部、位于好氧区11固定设置第二斜板8，所述第二斜板8的倾斜方向与第一斜板9的倾斜方向一致，所述第二斜板8的高度小于第一斜板9的一半，第二斜板8与第一斜板9之间构成狭缝。第二斜板8的作用为阻挡部分好氧区11的污泥进入到沉淀区20中，本发明中第二斜板8的高度优选为第一斜板9高度的1/3左右，使得污泥可以较少的进入到沉淀区20中，而又不会影响处理过后的清水进入到沉淀区20中。
[0054] 本发明运行后的水质对比见下表1：
[0055] 表1
[0056] 监测项目 处理前 处理后 单位
化学需氧量 280.7 45 mg/L
五日
生化需氧量 100.3 15.2 mg/L
悬浮物 22.5 6.1 mg/L
氨氮 32.7 1.48 mg/L
总氮 34.1 19.7 mg/L
[0057] 由上表中可以看出，本发明处理后的水质检测中主要数据，较处理前有很大改善，达到污水排放标准。
[0058] 具体工作方式为：农村用污水统一排放至化粪池中，化粪池中污水定时通过进水口2排放至第一反应室14中，污水在厌氧缺氧区中上下式曲线流动，并于厌氧缺氧区停留7h；在厌氧段,此时厌氧区含氧量＜0.2mg/L，污水与回流污泥完全混合，去除部分BOD，使部分含氮化合物转
化成氮气而释放(反
硝化作用)，回流污泥中的聚磷菌释放磷,满足细菌对磷的需求。在缺氧段,缺氧区含氧量≤0.5mg/L，
反硝化细菌以污水中未分解的含
碳有机物为碳源，将好氧区11内回流带入的
硝酸根还原为氮气而释放,从而达到脱氮的目的；随后污水流入好氧区11中，此时风机开启使得好氧区11的氧气含量为2-4mg/L，在好氧段,水中的氨氮进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物
能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。好氧区11中处理后的清水不断的挤入至沉淀区20中，不断挤入的清水会带着部分活性污泥一起进入到沉淀区20中，此时，清水不断上涨，活性污泥由于其重量沉降在沉淀区
20的底部；沉淀区20中的污泥通过污泥回流机构不断的回流至厌氧缺氧区，增加厌氧缺氧区活性污泥的浓度，提高污水处理效率和抗冲击能力。
[0059] 实施步骤为：
[0060] 1)在本发明装置的好氧区一次性投加30-40kg的带水活性污泥，本发明的中有效3
容积为1.37m。当装置运行一段时间后，污泥会根据装置的运行自动平衡。
[0061] 2)经化粪池中收集处理后的黑水通过进水口2排入进厌氧缺氧区，厌氧缺氧区共设六个反应腔室，各腔室容积相当，总有效容积约为0.46m3，停留时间约7h，第六反应室设有次回流管23，将混合液回流至第一反应室，混合液回流采用气提原理，次气提管与次回流管23的管径之比约为1:5，混合液回流比为300％，即第六反应室19回流到第一个反应室14的回流量与主回流管1流入到第六反应室19的流量的比值。
[0062] 进水口2的进水流量为50L/h。实际使用时每天的总处理量不超过设计处理量。
[0063] 3)污水在厌氧缺氧区停留7h后，进入到好氧区11，好氧区11有效容积约为0.60m3，停留时间约10h，好氧区11的曝气量为120L/min；
[0064] 4)污水在好氧区11停留10h后，混合液通过第二斜板8和第一斜板9形成的缝隙缓慢挤入进沉淀区20，沉淀区20的水流上升速度约为0.02m/min，可充分实现泥水分离，待污泥完成沉淀后，沉淀区20的上清液通过出水口10排出；本装置污水处理的总时长为10h-20h(根据实际使用情况而定，满负荷使用时则需要20h处理)。
[0065] 5)沉淀区20的污泥通过主回流管1回流到第六反应室19，回流采用气提，主气提管36与主回流管1的管径之比为1:5，污泥回流比为100％。
[0066] 上述实施方式是优选的实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以
权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
