技术领域
[0001] 本
发明涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种地埋式SBR污水处理装置。此外，本发明还涉及一种利用上述地埋式SBR污水处理装置进行污水处理的方法。
背景技术
[0002] 目前，常见的污水处理系统由污水收集管网、污水处理
建筑物、污水处理配套设备及电气控制等组成，常采用集中处理方式。由于城市郊区特别是农村的居民处于偏远地区，分布较分散，无法通过布置污水管网而将其产生的生活污水纳入集中的生活污水处理厂进行处理，导致这些散户、单户居民产生的生活污水直接排入周边受纳
水体，从而对周边水体造成严重污染，因此研发一种适合散户、单户，使用维护简单的生活污水处理方法及其设备显得尤为必要。
[0003] 现有一体化地埋式SBR污水处理装置由集水池、调节池、SBR池、集水池
提升泵、调节池
提升泵、SBR池射流曝气器、SBR池排放泵、进水管道、集水池提升管道、调节池提升管道、SBR池排放管道、射流曝气器进气管道组成；污水经进水管道流入集水池时，先经过滤，以去掉较大悬浮物，然后再流入集水池内。在集水池内，集水池提升泵根据液位情况，自动启停。当达到设定的高液位时，集水池提升泵自动启动，将集水池内液体提升至调节池内。当集水池液位达到低液位时，集水池提升泵停止启动。同时集水池提升管道出口有两路，一路至调节池，另一路回集水池，以便对集水池进行水
力搅拌。污水排入调节池内以后，调节池提升泵也根据液位情况，自动启停。当达到设定的高液位时，调节池提升泵自动启动，将调节池内液体提升至SBR池内。当调节池液位达到低液位时，调节池提升泵停止启动。同样，调节池提升管道出口有两路，一路至SBR池，另一路回调节池，以便对调节池进行水力搅拌。
调节池提升泵同样和SBR池液位进行连
锁，当SBR池内液位达到高液位时，调节池提升泵不能启动。SBR池进水一段时间后，池内液位达到高液位时，调节池提升泵停止进水、SBR池射流曝气器开启，SBR池开始进行曝气反应，利用池内悬浮的活性
污泥对水中污染物进行降解。SBR池射流曝气器可以对SBR池进行曝气和搅拌。当曝气反应一段时间后，SBR池射流曝气器停止曝气，SBR池进入沉淀阶段，使得泥水得以分离，
活性污泥则沉积到SBR池的底部，上部清水。沉淀一段时间后，泥水得以充分分离，这时SBR池排放泵启动，SBR池上部清液排至出水口，当SBR池液位达到低液位时，SBR池排放泵停止启动。这时SBR池系统进入静置状态，直至进入新的运行周期，SBR池开始重新进水。SBR池内多余污泥可定期抽出外运处理。
整个系统用PLC模
块自动控制。上述装置在使用时容易存在以下不足：1、现有装置使用了4个泵，能耗较高；2、现有装置使用了3个液位计，反馈6个液位
信号，
传感器属于精密仪器，容易产生故障，增加了故障点，容易导致整个处理系统崩溃；3、现有设备使用了PLC实现自动控制，说明控制逻辑较复杂，对维护人员的技术水平要求较高；且PLC价格较高，增加了现有设备的生产成本。
发明内容
[0004] 本发明提供了一种地埋式SBR污水处理装置及污水处理方法，以解决现有的污水处理装置能耗高、控制复杂不适用于农村单户、散户使用的技术问题。
[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种地埋式SBR污水处理装置，包括预处理罐、生化罐和气泵，所述预处理罐的进水口与污水集水池连通，所述预处理罐内设有至少一个用于沉渣并隔离浮渣的隔板，所述预处理罐的出水口通过管道与所述生化罐的底部连通，所述预处理罐的顶部设有第一排气口；
[0006] 所述生化罐底部设置有曝气盘，所述曝气盘与气泵连接，所述生化罐的上部设置有三相分离器，所述三相分离器的中间设置有溢流口，所述溢流口连接所述生化罐的出水管，以用于将清水外排，所述生化罐的顶部设置有第二排气口。
[0007] 进一步地，所述生化罐还设置有污泥
回流管和气提管，所述污泥回流管的第一端伸入所述生化罐的底部，所述污泥回流管的第二端与所述预处理罐的进水端连通，所述气提管的第一端连接气泵，所述气提管的第二端置于所述污泥回流管的底端，通过气提的方式将所述生化罐底部的污泥部分回流至所述预处理罐中。
[0008] 进一步地，所述污泥回流管上设置有用于调节污泥回流量的
阀门。
[0009] 进一步地，所述生化罐内设有多面空心球，污水中的
微生物会附着在所述多面空心球表面形成
生物膜，使生化反应更充分。
[0010] 进一步地，所述隔板沿水流流动方向间隔排布有两个，分别为第一隔板和第二隔板，每一个所述隔板均开有过水孔，所述过水孔供污水通过，各个所述隔板的过水孔高度高低错开。
[0011] 进一步地，所述三相分离器包括由上至下设置的锥斗和导泥板，所述锥斗的上端高于所述生化罐内部污水的最高液位，所述溢流口位于所述锥斗内部，所述导泥板为圆锥体，固定套设在所述生化罐的出水管的进水端上。
[0012] 进一步地，所述出水管的进水端内部固设有紫外线消毒管。
[0013] 进一步地，所述地埋式SBR污水处理装置还包括清水罐，所述清水罐位于所述生化罐的出水管的出水端。
[0014] 进一步地，所述清水罐内设置有带浮球液位计的清水泵，所述清水泵与清水管连接以用于将所述清水罐内的水外排。
[0015] 根据本发明的另一方面，还提供了一种污水处理方法，采用上述的地埋式SBR污水处理装置，包括以下步骤：
[0016] 生活污水从污水集水池经由进水口流入预处理罐中，通过隔板隔离掉沉砂和浮渣，经过在预处理罐中停留一段时间后，污泥中的厌
氧菌将污水中的有机物
水解酸化，转化为二氧化
碳和甲烷，
反硝化细菌在无氧的环境下将
硝酸盐还原为氮气，气体由第一排气口排出，经过生化反应的污水由预处理罐的出水口流出进入生化罐的底部；
[0017] 生化罐采用序批式
活性污泥法处理污水，通过时间
控制器控制曝气盘断续曝气，以增加污水中的溶氧量同时搅拌污泥，提高硝化反应的效率，曝气盘曝气一段时间后停机，生化罐内由好氧罐逐渐变成厌氧罐，反硝化细菌将上一步骤产生的大量硝酸盐还原为氮气，如此，循环往复，通过硝化与反
硝化作用最终实现污水的脱氮，反应过程中产生的气体由第二排气口排出，澄清水溢过溢流口由出水管排出生化罐。
[0018] 进一步地，随着生化反应的不断进行，与曝气盘的曝气同步进行，通过气提管断续地将生化罐内多余的污泥气提回流至预处理罐的最前端区域，以减少生化罐内的污泥浓度，降低出水中的污染物浓度，同时使回流污泥中的大量硝酸盐在预处理罐中发生反硝化反应脱氮。
[0019] 本发明具有以下有益效果：
[0020] 本发明的地埋式SBR污水处理装置，包括预处理罐和生化罐，预处理罐内设置有隔板，污水经过预处理罐内时，通过隔板隔离掉沉砂与浮渣，对污水进行预处理，同时污水在预处理罐内停留时，厌氧菌将污水中的有机物水解酸化，最终转化为二氧化碳和甲烷，反硝化细菌在无氧环境下将硝酸盐还原为氮气，氮气经排气口排出，经过预处理罐预处理的污水由出水口排入生化罐中，预处理罐的出水口通过管道连通到生化罐的底部，使生化罐为上流式结构，可进行连续地进水与产水而不受影响，生化罐的曝气盘进行曝气，不但可以增加污水中的溶氧量同时还可以起到搅拌污泥的作用，使得硝化反应效率大大提升，生化罐采用序批式活性污泥法处理污水，曝气盘采用断续曝气，曝气时，生化罐为好氧罐，曝气盘曝气一段时间后停机，生化罐由好氧罐逐渐变成厌氧罐，反硝化细菌在无氧的环境下将上一步骤产生的大量硝酸盐还原为氮气，氮气由排气口排出生化罐，如此循环往复，通过硝化与
反硝化作用实现了污水的脱氮，同时通过微生物的
吸附、分解等作用实现了污水中SS、COD、BOD5等污染物的去除，并且通过对预处理罐定期排泥去除了污水中的磷，最终实现了污水的达标排放；生化处理后的污水上升至生化罐上部的三相分离器，三相分离器将污泥沉淀在重力作用下沉积到生化罐的底部，清水经溢流口由出水管排出生化罐。
[0021] 本发明的污水处理装置为地埋式设备，预处理罐和生化罐均设置在地下，排气口设置排气管伸出地表，不占地，地表仅可见检修口，能与周围环境融为一体，气泵位于地表以上，可避免因为污水倒流而致损毁。污水通过重力自流的形式进出污水处理装置，节能降噪，减少维护，能耗元件只有气泵，且电气元件少，无传感器，潜在故障点少，制造成本低，控制逻辑简单，便于维护，对维护人员技术水平要求不高，特别适合农村和城市郊区单户居民使用。
[0022] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
[0023] 构成本
申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0024] 图1是本发明优选实施例的地埋式SBR污水处理装置的结构示意图；
[0025] 图2是图1中的生化罐的结构示意图；
[0026] 图3是本发明优选实施例的地埋式SBR污水处理装置的施工布局示意图。
[0027] 图例说明：
[0028] 1、预处理罐；11、进水口；12、隔板；121、第一隔板；122、第二隔板；13、出水口；14、第一排气口；15、第一检修盖；2、生化罐；21、曝气盘；22、三相分离器；221、溢流口；222、锥斗；223、导泥板；23、出水管；24、第二排气口；25、污泥回流管；26、气提管；27、多面空心球；28、紫外线消毒管；29、第二检修盖；3、气泵；4、清水罐；41、清水泵；42、清水管；5、坑；51、爬梯。
具体实施方式
[0029] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和
覆盖的多种不同方式实施。
[0030] 如图1和图2所示，本实施例的地埋式SBR污水处理装置，包括预处理罐1、生化罐2和气泵3，预处理罐1的进水口11与污水集水池连通，预处理罐1内设有至少一个用于沉渣并隔离浮渣的隔板12，预处理罐1的出水口13通过管道与生化罐2的底部连通，预处理罐1的顶部设有第一排气口14；生化罐2底部设置有曝气盘21，曝气盘21与气泵3连接，生化罐2的上部设置有三相分离器22，三相分离器22的中间设置有溢流口221，溢流口221连接生化罐2的出水管23，以用于将清水外排，生化罐2的顶部设置有第二排气口24。
[0031] 本实施例的地埋式SBR污水处理装置，包括预处理罐1和生化罐2，预处理罐1内设置有隔板，污水经过预处理罐1内时，通过隔板隔离掉沉砂和浮渣，对污水进行预处理，同时污水在预处理罐1内停留时，厌氧菌将污水中的有机物水解酸化，最终转化为二氧化碳和甲烷，反硝化细菌在无氧环境下将硝酸盐还原为氮气，氮气经第一排气口14排出，经过预处理罐1预处理的污水由出水口13排入生化罐2中，预处理罐1的出水口通过管道连通到生化罐2的底部，使生化罐2为上流式结构，可进行连续地进水与产水而不受影响，生化罐2的曝气盘21进行曝气，不但可以增加污水中的溶氧量同时还可以起到搅拌污泥的作用，使得硝化反应效率大大提升，生化罐2采用序批式活性污泥法处理污水，曝气盘21采用断续曝气，曝气量可以通过阀门进行调节，气泵3通过时间控制器实现断续启停，曝气时，生化罐2为好氧罐，曝气盘21曝气一段时间后停机，生化罐2由好氧罐逐渐变成厌氧罐，反硝化细菌在无氧的环境下将上一步骤产生的大量硝酸盐还原为氮气，气体由第二排气口24排出生化罐2，如此循环往复，通过硝化与反硝化作用实现了污水的脱氮，同时通过微生物的吸附、分解等作用实现了污水中SS、COD、BOD5等污染物的去除，并且通过对预处理罐定期排泥去除了污水中的磷，最终实现了污水的达标排放；生化处理后的污水上升至生化罐2上部的三相分离器
22，三相分离器22将污泥沉淀在重力作用下沉积到生化罐2的底部，清水经溢流口221由出水管23排出生化罐2。
[0032] 本实施例的污水处理装置为地埋式设备，预处理罐1和生化罐2均设置在地下，排气口设置排气管伸出地表，不占地，地表仅可见检修口，预处理罐1的检修口设置第一检修盖15，生化罐2的检修口设置第二检修盖29，能与周围环境融为一体，气泵3位于地表以上，可避免因为污水倒流而致损毁，一般将气泵3设置在防雨的户外柜内。污水通过重力自流的形式进出污水处理装置，节能降噪，减少维护，能耗元件只有气泵，且电气元件少，无传感器，潜在故障点少，制造成本低，控制逻辑简单，便于维护，对维护人员技术水平要求不高，特别适合农村和城市郊区单户居民使用。
[0033] 具体地，如图3所示，在农户生活污水集水池后端挖坑5，将坑底夯实后，在坑底铺设细砂、碎石并浇注
混凝土，混凝土养护好后用来安装本实施例的污水处理装置，为了方便操作，设置有爬梯51通到坑底。挖坑的深度以保证污水能够通过重力自流顺利地流入污水处理装置为宜。如图3所示，预处理罐1和生化罐2分别地埋在不同的坑体内，但本领域技术人员知道，并不是必须如此，预处理罐1和生化罐2可以做成一体，预处理罐1和生化罐2可以做成任意形状，如圆柱形、长方体、立方体等均可。
[0034] 预处理罐1内设置至少一个隔板12，隔板的数量可以根据实际应用需要进行选择，本实施例中，如图1所示，隔板设置有两个，分别为第一隔板121和第二隔板122，将预处理罐1分隔成3个区域，每一个隔板均开有过水孔供污水通过，第一隔板121和第二隔板122的过水孔高度高低错开，水中的浮渣和沉砂均被隔板遮挡滤掉。
[0035] 本实施例中，生化罐2还设置有污泥回流管25和气提管26，污泥回流管25的第一端伸入生化罐2的底部，污泥回流管25的第二端与预处理罐1的进水端连通，气提管26的第一端连接气泵3，气提管26的第二端置于污泥回流管25的底端，通过气提的方式将生化罐2底部的污泥部分回流至预处理罐1中。污泥回流管25上设置有用于调节污泥回流量的阀门。
[0036] 随着生化反应的不断进行，生化罐2底部的淤泥会越来越多，浓度越来越大，为了防止污泥浓度逐渐增大，最终导致出水SS增高不达标，在生化罐2内壁处设置污泥回流管25和气提管26，气提管26由气泵3供气，与曝气盘21的曝气可同步进行，通过阀门分配气提管26的气量，断续地将生化罐2内的多余的污泥气提回流至预处理罐1的最前端区域，减少了生化罐2内污泥浓度的同时，又使得这部分回流污泥中含有的大量硝酸盐在预处理罐1中发生反硝化反应，得以脱氮。通过此过程，沉积在污泥中的磷也随同回流污泥转移至预处理罐
1的最前端区域，最终实现本装置产水中的
氨氮、总氮、总磷、SS、COD、BOD5等污染物可以达标排放。预处理罐1中污泥定期清理。通过设置污泥回流，使得生化罐2内的污泥浓度始终保持在一个合理的范围内，同时反硝化反应不局限于生化罐内，使得反硝化脱氮更高效。
[0037] 本实施例中，生化罐2内设有多面空心球27，污水中的微生物会附着在多面空心球27表面形成生物膜，使生化反应更充分。多面空心球27在曝气盘21曝气时在气泡作用下悬浮于生化罐2内的污水中，多面空心球27的
比表面积大，污水中的微生物会附着在多面空心球27的表面形成生物膜，污水在流经生物膜的过程中，污水中的有机营养物被吸附，污水中的溶解氧会向生物膜内部扩散，通过在膜中所发生的生物氧化等反应，实现对污染物的分解。将曝气生化结合生物膜技术，使得生化反应更充分，针对于单户污水流量变化大、污染物浓度变化大的冲击更耐受。
[0038] 本实施例中，三相分离器22包括由上至下设置的锥斗222和导泥板223，锥斗222的上端高于生化罐2内部污水的最高液位，溢流口221位于锥斗222内部，导泥板223为圆锥体，固定套设在生化罐2的出水管23的进水端上。出水管23的进水端内部固设有紫外线消毒管28。
[0039] 三相分离器22位于生化罐内部上端，通过锥斗222和导泥板223的联合作用，多面空心球27、污泥、气体会被阻隔在三相分离器22之外，气体上浮于生化罐2内部上端，由排气口24排出生化罐2。锥斗222内部形成一个沉淀区，澄清水会溢过溢流口221流入生化罐2的出水管23内，沿着出水管23排出生化罐2。出水管23的进水端内部设置紫外线消毒管28，出水经过紫外线消毒管28时被消毒，然后排出经消毒的清水。锥斗222内的沉淀污泥顺着导泥板223向生化罐2内壁滑落至罐底。为了符合结构审美，本实施例中，生化罐2的出水管23进水端位于生化罐2轴心线上，三相分离器22的中心线与生化罐2的轴心线重合，溢流口221与锥斗222同轴，导泥板223也与生化罐2同轴。导泥板223可沿着生化罐2出水管23上下调整
位置，以使三相分离器达到最佳分离效果。锥斗222上端高于生化罐2内部污水的最高液位，溢流口221上端略低于预处理罐1出水口13的最低点，以使得污水在生化罐2内得到充分的处理。
[0040] 本实施例中，污水处理装置还包括清水罐4，清水罐4位于生化罐2的出水管23出水端的下方。清水罐4为选配装置，当下游排水渠的水位低于生化罐2出水管23的出口端时，处理之后的污水可以自流出去，此时清水罐4可以省去，否则必须配备清水罐用于储存生化罐2排出的清水。本实施例中，清水罐4内设置有带浮球液位计的清水泵41，清水泵41与清水管
42连接以用于将清水罐4内的水外排。清水泵41的启停受其自带的液位浮
球阀控制，当清水罐4内的液位达到液位计控制的液位时，清水泵41自启动通过出水管23将清水罐4内的清水断续排至下游排水渠。清水罐4也可以和预处理罐1、生化罐2做成一体的，清水罐4也可以做成任意形状，如圆柱形、立方体、长方体均可。
[0041] 采用上述的地埋式SBR污水处理装置处理污水的方法，包括以下步骤：
[0042] 生活污水从污水集水池经由进水口11流入预处理罐1中，通过隔板12隔离掉浮渣与沉砂，经过在预处理罐1中停留一段时间后，污泥中的厌氧菌将污水中的有机物水解酸化，转化为二氧化碳和甲烷，反硝化细菌在无氧的环境下将硝酸盐还原为氮气，气体由第一排气口14排出，经过生化反应的污水由预处理罐1的出水口13流出进入生化罐2的底部；
[0043] 生化罐2采用序批式活性污泥法处理污水，通过时间控制器控制曝气盘21断续曝气，以增加污水中的溶氧量同时搅拌污泥，提高硝化反应的效率，曝气盘21曝气一段时间后停机，本实施例中，采用曝气盘21曝气3小时后停机1小时，生化罐2内由好氧罐逐渐变成厌氧罐，反硝化细菌将上一步骤产生的大量硝酸盐还原为氮气，如此，循环往复，通过硝化与反硝化作用最终实现污水的脱氮，反应过程中产生的气体由第二排气口24排出，澄清水溢过溢流口221由出水管23排出生化罐2，澄清水通过出水管23时经紫外线消毒管消毒。
[0044] 随着生化反应的不断进行，与曝气盘21的曝气同步进行，通过气提管26断续地将生化罐2内多余的污泥气提回流至预处理罐1的最前端区域，以减少生化罐2内的污泥浓度，降低出水中的污染物浓度，同时使回流污泥中的大量硝酸盐在预处理罐1中发生反硝化反应脱氮。
[0045] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
