技术领域
[0001] 本实用新型是属于
污水处理技术，特别是涉及一种低碳氮比生活
废水处理系统。
背景技术
[0002] 目前农村污水的处理是一个难点和热点问题，传统的污水处理厂造价高昂，在人口
密度较低的农村地区废水的收集和处理常常存在问题，不适于大规模推广。在废水处理方法中，
生物处理方法比物理、化学方法更具优势，而常见的生物处理方法有固定床式
生物反应器和人工湿地，固定床式生物反应器的尺寸较大；人工湿地体积大、占地多，造价高昂、运行成本较高，容易堵塞，且对于外加碳源产生的二次污染没有较好的解决办法。很多农村地区没有接入城市下水道系统和污水处理厂，污水处理厂的安装成本较大，针对农村污水处理的装置亟待开发。农村污水属于典型的低碳氮废水，而已有的脱氮技术大多需要外加碳源，这可能会产生二次污染，并增加了成本。实用新型内容
[0003] 实用新型目的：针对上述
现有技术中的不足，本实用新型提供一种低碳氮比生活废水处理系统。
[0004] 技术方案：本实用新型所述的一种低碳氮比生活废水处理系统，包括硝化反硝化反应装置、UV-C紫外线消毒装置和PLC
控制器，其中，
[0005] 所述硝化反硝化反应装置包括依次连通的第一反应塔、第一出水池、第二反应塔和第二出水池，所述第一反应塔设置有曝气口，所述曝气口对应高度设有鼓
风机；所述第一反应塔和第二反应塔还分别设有第一水质监测
探头和第二水质监测探头；
[0006] 所述UV-C紫外线消毒装置包括依次连通的
滤芯和紫外室，所述紫外室内置有低压汞蒸气放电灯；
[0007] 所述第二出水池依次通过管道连通滤芯、紫外室和第三出水池；
[0008] 所述PLC控制器分别与第一水质监测探头、第二水质监测探头、鼓风机和低压汞蒸气放电灯电连接。
[0009] 本
申请中为了对比
水质处理前后的
净化情况，在第一反应塔和第二反应塔分别设有第一水质监测探头和第二水质监测探头，达到实时监测效果，正常情况下，第二反应塔的第二水质监测探头的数据比第一水质监测探头的好。
[0010] 作为进一步优选的技术方案，所述第三出水池与第二出水池通过管道相连接，以便于实现多次紫外线消毒处理。
[0011] 所述第一反应塔入口设置在上部，出口设置在下部，曝气口设置在中下部；所述第二反应塔入口设置在上部，出口设置在下部。
[0012] 所述第一反应塔和第二反应塔内还分布有穿孔板，以确保水在生物
过滤器表面的均匀分布。优选的，所述第一反应塔内部设有两
块穿孔板，分别位于第一反应塔上部和下部1/3处；第二反应塔内部设有一块穿孔板，位于第二反应塔中部。
[0013] 所述硝化反硝化反应装置前还设有预处理装置，所述预处理装置包括通过管道依次连通的文丘里射流器、初级
澄清器和过滤池。
[0014] 所述过滤池内部填充经EM复壮液浸泡的陶粒，以去除溶解性有机物浓度。上述处理利用了EM菌可以去除臭味、净化水质、降解有机物，EM菌的繁殖还能够抑制腐败菌生长。
[0015] 所述第一反应塔和第二反应塔的柱体均由PVC材料制成；所述紫外室材料选用304 不锈
钢或316
不锈钢中的一种，长度范围为50-60cm，内径范围为5-8cm，并且通过控制低压汞蒸气放电灯确保水的紫外线
透射比在0.4-0.6，进一步的，低压汞蒸气放电灯外部包裹一层3-5mm厚的
石英套管，以确保通电、防水、节能。
[0016] 所述第一反应塔的直径范围在30-35cm，高度范围为180-220cm。
[0017] 本申请处理系统运行使用过程中，当BOD：N>3或
污泥体积指数时(SV30为
混合液沉淀30min后污泥容积，MLSS为污泥干重)，需要更换污泥。
[0018] 所述滤芯选用陶瓷材料，所述低压汞蒸气放电灯选用功率范围为30-60W，
波长范围为100-250nm；所述鼓风机的功率为5-10kw。
[0019] 上述系统处理低碳氮比生活废水的方法，包括以下步骤：
[0020] (1)预处理后的废水以1-2L/min的速率循环通过第一反应塔，通过鼓风机对曝气口进行间歇曝气3-4h后，停止曝气，使第一反应塔维持工作6-8h，水温控制在17-21℃，排放至第一出水池；
[0021] (2)将第一出水池的废水以5-8L/min速率进入第二反应塔，同时，第二水质监测探头反馈数据至PLC控制器，若超过设定范围则
泵送废水返回第一反应塔并循环处理，若在设定范围则在第二反应塔充分
接触后排入第二出水池；
[0022] (3)将第二出水池的废水依次经过滤芯到达紫外室，在低压汞蒸气放电灯照射消毒后进入第三出水池排出即可。
[0023] 步骤(3)中，在所述第三出水池与第二出水池通过管道相连接的情况下，在PLC 控制器的控制下将第三出水池的废水泵回第二出水池并循环2-5次后排出。
[0024] 上述处理方法步骤(2)中所述的设定范围根据实际情况实时调节确定。本申请连接管道上，根据实际使用情况，设置有对应的电磁
阀和
蠕动泵。本申请没有说明的内容，均为可以采用现有技术实现的。
[0025] 有益效果：本申请所述装置主要适用于低碳氮的农村生活污处理，相比较于现有技术，具有以下优势：(1)本实用新型所提供的一种适用于农村污水处理装置及方法将硝化反硝化装置与紫外线消毒系统结合，综合利用了厌
氧、好氧处理技术有效去除废水中污染物，同时进行杀菌消毒防止污泥二次污染；(2)农村污水具有有机物浓度低的特点，要达到较好的去除效果就需要外加碳源，而外加碳源一方面加大经济损失，另一方面会带来二次污染等问题。本实用新型通过在反硝化反应器中接种
活性污泥可以大大提高反硝化速率，降低了额外添加碳源的成本、避免产生二次污染，活性污泥更换后可以用于农田
施肥；(3)UV-C紫外线消毒系统去除了活性污泥及污水中已有的致病菌，并发挥一定的除臭效果；(4)PL-C控制系统实现了自动控制硝化反硝化
进程及污水内循环，一方面节省了人
力物力，另一方面保证了出水水质，避免农村污水中的氮磷富集等问题提高了净化效果。
附图说明
[0026] 图1是本申请低碳氮比生活废水处理系统示意图；
[0027] 图2是本申请PLC控制器控制流程示意图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图和
实施例对本申请作出详细说明。
[0029] 实施例1
[0030] 如图1所示的一种低碳氮比生活废水处理系统，由硝化反硝化反应装置、UV-C紫外线消毒装置和PLC控制器16组成，其中，硝化反硝化反应包括依次连通的第一反应塔5、第一出水池9、第二反应塔8和第二出水池10，第一反应塔5入口设置在上部，出口设置在下部，中下部设置有曝气口502，曝气口502对应高度
位置设有鼓风机7，第一反应塔5内部还填充有粒径8-10mm的砾石；第二反应塔8入口设置在上部，出口设置在下部，内部填充砾石和活性污泥；第一反应塔5和第二反应塔8还分别设有第一水质监测探头501和第二水质监测探头801；硝化反硝化装置前还设置有预处理装置，预处理装置包括文丘里射流器1、初级澄清器
2和过滤池3，过滤池3通过第一蠕动泵4 连接至第一反应塔5入口。UV-C紫外线消毒装置包括依次连通的滤芯12和紫外室13，紫外室13内置有低压汞蒸气放电灯14；第二出水池10依次通过管道连通滤芯12、紫外室13和第三出水池15，第三出水池15又通过管道连接至第二出水池10；PLC控制器16分别与第一水质监测探头501、第二水质监测探头502、鼓风机7和低压汞蒸气放电灯14电连接。
[0031] 第一反应塔5内部设有第一穿孔板503和第二穿孔板504，分别位于第一反应塔5 上部和下部1/3处；第二反应塔8内部的中部设有第三穿孔板802。上述过滤池3内部填充经EM复壮液浸泡的陶粒，其中，用购自上海三胜生物科技公司的EM菌原菌种溶解得到EM菌原液，将EM菌原液与等离子水以1:10-1:20的体积比混合后
发酵6-8天制得，并浸泡陶粒2-3天；第一反应塔5和第二反应塔8的柱体均由PVC材料制成，直径范围在30-35cm，高度范围为180-220cm；第一反应塔5内部填充粒径范围在8-10mm 的石英和方解石组成的砾石，其中方解石占20％，砾石的填充高度为160-170cm；第二反应塔8内填充砾石粒径为15-20mm，填充的活性污泥由A/O脱氮工艺制成，活性污泥的pH为7.2，电导率为2.8ms/cm，悬浮物351.4mg/L，
化学需氧量700mg/L，摩尔曼污泥指数为91.7，污泥填充量为50-60mL，当污泥解体或排泥量较大时需要更换污泥，每月更换4-5次。
[0032] 上述滤芯12选用陶瓷材料；低压汞蒸气放电灯14选用功率范围为30-60W，波长范围为100-250nm；紫外室13材料选用304不锈钢或316不锈钢中的一种，长度范围为50-60cm，内径范围为5-8cm，并且通过控制低压汞蒸气放电灯14确保水的紫外线透射比在0.4-0.6，低压汞蒸气放电灯14外部包裹一层3-5mm厚的石英套管以确保通电、防水、节能。鼓风机的功率为5-10kw；所述PLC控制器型号为S7-300,西
门子S7-300，控制中小型系统。
[0033] 另外，根据实际使用情况，上述过滤池3和第一反应塔5之间依次设有第一蠕动泵4和第一
电磁阀17，第一反应塔5和第一出水池9之间依次设有第三电磁阀19和第二蠕动泵6，第二蠕动泵6为多通道蠕动泵，第一出水池9和第二反应塔8之间依次设有第三蠕动泵20和第二电磁阀18，第三出水池15和第二出水池10之间依次设有第四蠕动泵11和第四电磁阀21。根据需要，所述第二出水池和第二反应塔之间，所述第二出水池和滤芯之间的管道上也可设置相应的蠕动泵和电磁阀。
[0034] 实施例2
[0035] 利用实施例1所述系统处理低碳氮比生活废水的方法，包括以下步骤：
[0036] (1)废水由文丘里射流器经初级澄清器沉淀后进入过滤池，上清液在第一蠕动泵的作用下，以1L/min的速率循环通过第一反应塔，第一反应塔通过鼓风机对曝气口进行间歇曝气，曝气3h后，停止曝气，使第一反应塔维持工作6h，水温控制在17-21℃，废水与滤床充分接触3h后，通过第二蠕动泵排放至第一出水池；
[0037] (2)在第三蠕动泵的作用下，废水以5L/min速率进入第二反应塔，同时，第二水质监测探头反馈数据至PLC控制器，若超过设定范围则第二电磁阀开启，第二蠕动泵泵送废水返回第一反应塔并循环，如果在设定范围内则待其在第二反应塔内充分接触6h 后排入第二出水池；
[0038] (3)废水经过陶瓷滤芯到达紫外室，在低压汞蒸气放电灯照射消毒后进入第三出水池，PLC控制器控制第四电磁阀打开，废水在第四蠕动泵的作用下返回第二出水池并循环两次；最终将处理后的废水从第三出水池排出，循环结束。
[0039] 具体的，采用本实用新型的污水处理装置处理废水的流程如图2所示，待处理净化的农村污水经文丘里射流器曝气处理后，进入初级澄清器沉降，在蠕动泵的作用下由第一出水池进入硝化反硝化反应器的第一反应塔发生硝化反应，并由PLC控制器控制鼓风机在适当时候曝气，接着在第二反应塔内进行反硝化反应并经由活性污泥净化，再由 UV-C紫外线消毒处理。由于活性污泥增加了有机负荷增强了反硝化能力，PLC控制鼓风机曝气增加了硝化能力，最后的UV-C紫外线消毒去除因接种污泥带来的致病菌，因此具有较强的水质净化能力。
[0040] 实施例3
[0041] 采用实施例2所述处理方法处理废水示例。
[0042] 待处理废水取自：农业畜禽养殖废水。
[0043] 按照实施例2所示步骤处理后结果如表1所示：
[0044] 表1装置净化前后水质理化参数及
微生物总数的测定(接种活性污泥)[0045] 指标 COD BOD5 SS NH4+-N NO3--N 总菌群初级澄清器进水 293±6.0 203.6±1.5 87.5±0.8 107.5±3.8 10.03±0.15 2.4*105第三出水池出水 61±0.5 26.3±0.7 12.2±0.8 5.7±0.5 6.9±0.12 1.8*102[0046] 对比例1
[0047] 相比较于实施例2，该对比例1的区别在于，
[0048] 其中第二反应塔内部没有添加活性污泥。
[0049] 处理后测得水质结果如表2所示。
[0050] 表2装置净化前后紫外反应器进出口理化参数及微生物总数的测定(未接种活性污泥)
[0051] 指标 COD BOD5 SS NH4+-N NO3--N 总菌群初级澄清器进水 293±6.0 203.6±1.5 87.5±0.8 107.5±3.8 10.03±0.15 2.4*105第三出水池出水 72.1±1.4 25±1.01 19±1.5 8.4±0.12 7.8±0.3 1.7*102[0052] 综上可见，活性污泥接种对于本申请废水处理具有重要意义，本装置和方法的水质处理效果较好。
[0053] 对比例2
[0054] 相比较于实施例2，该对比例2的区别在于，其中没有第一反应塔及曝气装置。
[0055] 处理后测得水质结果如表3所示。
[0056] 表3装置净化前后紫外反应器进出口理化参数及微生物总数的测定(未接种活性污泥)
[0057] 指标 COD BOD5 SS NH4+-N NO3--N 总菌群初级澄清器进水 293±6.0 203.6±1.5 87.5±0.8 107.5±3.8 10.03±0.15 2.4*105第三出水池出水 63.1±1.5 24±1.01 19±1.5 13.4±0.14 8.3±0.3 2.3*102[0058] 由此可见，在没有第一反应塔及曝气的情况下，对于低碳氮比的(实际高
氨氮)废水来说，第二反应塔内氧浓度低，氨氮的去除效果不好，总氮去除效果不好。
