本发明涉及到一种用以保护环境的污水处理工艺及装置，特别是间歇运转自动 化节能型污水处理工艺及装置。

污水水质特性不同，污水处理工艺及装置种类繁多。对于那些远在郊外、排水 系统不能与集中污水处理厂连接的规模较小的独立排污点，诸如乡村别墅、营房、 公路附近的饭店、地处自然风景旅游区的景点、滨海生活小区、村镇居民楼、偏僻 独立的生产、生活性排污单位而言，其排污特点是：间歇性排水、污水量小、缺少 专业污水处理工作人员。这些排污单位希望有这样一种污水处理工艺及装置，这种 工艺及装置不需配备专人管理、能根据排水特点预先设定运行程序自动地进行污水 处理，包括进行污泥脱水及存放。目前市场上使用的水处理装置还不能完全满足这 种要求，特别是小型污水处理装置几乎都没有认真考虑自动地进行泥水分离及客观 地解决泥渣处置这类实际问题。

本发明的目的是提供一种针对独立排污点的间歇运转自动化节能型污水处理工 艺及装置，以满足上述的市场需求。该工艺及装置不需专人管理、可根据排水特性 预先设定程序、自动进行污水处理、泥水分离及污泥脱水。对于污泥则交由专业部 门处置。本发明的总体设想是将整个污水处理工作分为两个过程来完成：其一，是 用本发明提供的工艺及装置将污水处理达标并同时进行泥水分离、污泥脱水以及将 分离出来的泥渣存放在装置中的一个特定的地方；其二，是当存放的泥渣达到一定 量时由专业部门将泥渣运出进行综合处置。本发明只完成第一过程。

本发明的技术方案如下：

参照附图：图1为工艺流程图。图2、图3、图4、图5、图6为一可埋入地下 的装置的视图，图2为主视图；图3为A-A视图；图4为B-B视图；图5为C-C视 图；图6为过滤器50的D-D视图。图7、图8、图9、图10为局部放大图，图11为 控制系统电路原理图，图11中的A部分所示为正常间歇运转电路；B为强化处理电 路，C为自动卸滤渣电路；D为自动排泥电路；E为渗滤水箱排水电路。

本发明的工艺流程及例举装置的结构是这样的：

污水自进水管1处进入(见图1——图6)，在进水管1的管路上设有气压开关 2，进水管1的出水口就是过滤器进水口49，过滤器进水口49的对面设有超越管口 57。超越水管8(图1虚线所示)与排水管26连接，是当出现停电或特大水量冲击 的特殊情况时污水超越处理装置直排用的。过滤器50设有滤层59用以过滤来自进 水管1的污水(见图2)，滤层59由滤材68(滤网、滤布或其它微孔材料)与支撑 网架69组成，用滤材压紧带74、环形压板67及螺栓等固定在连接架条73及边框 70上(见图6)。连接架条73被置于滤层59与过滤器外壳58之间，并使之形成一 个空腔，以便于滤过水及反吹气体流动。过滤器外壳58底部设有出水口71并通过 一段可弯转的软管62(见图3)与滤过水管7连接，用以导出经过滤的污水；过滤 器外壳58上部设有通气口并通过一段可弯转的软管63(见图3)与反吹气管4连接。 反吹气管4由常闭电磁阀3控制。过滤器可以用隔板72分成两个间隔，一个用以过 滤污水，一个用来过滤沉泥。过滤器进水口49与超越管口57均设有轴承并兼作过 滤器50的转轴。以此为轴，过滤器50由减速装置51带动可以缓慢转动以便于清除 滤渣，减速装置51由减速电机76、减速箱75配合连接。滤过水管7出口接入初沉 池36，其管路上设有气压开关10。气压开关10及气压开关2由空气泵22、换向电 磁阀21、储气罐18及空气管16提供及输送的压缩空气为动力，由定时开关93的 控制系统(见图11及自动卸滤渣电路的说明)控制滤过水管7和进水管1的开闭， 是当过滤器50清渣时关闭进水管1和滤过水管7的。过滤器50上方适当位置设有 行程开关5、行程开关6，污泥管46与沉泥管48。行程开关6用来控制压缩空气反 吹滤层59，行程开关5是当过滤器50完成清渣后切断自动卸滤渣电路的。污泥管 46与沉泥管48分别将初沉池36和生化二沉复合池的沉淀物导入过滤器50。进水管 1与滤过水管7、超越水管8，气压开关2与气压开关10，行程开关5与行程开关6， 常闭电磁阀3与反吹气管4、空气管16、可弯转的软管62、63、储气罐18、限压阀 19、储气罐放空阀17、换向电磁阀21及空气泵22，兼作转轴的过滤器进水口49 与超越管口57、过滤器50、减速装置51等与后面所述的自动卸滤渣电路组成了自 动过滤系统。

过滤器50位于泥渣池44的上部，泥渣池44用以存放过滤器50滤出的泥渣等固 形物，当泥渣池44中泥渣等固形物累积至一定量时可由专业处置泥渣的单位定期用 真空吸污车运出作综合处置(泥渣池的容积可根据预测的泥渣量及泥渣外运周期确 定，如每年运出一车，则泥渣池的有效容积就设计为一个真空吸污车的有效容积)。 泥渣池44的侧面设有渗滤水箱42。渗滤水箱42与泥渣池44接触的一侧设有渗滤 墙43，渗滤墙43可由滤材与支撑架固定连接制成，用以收集泥渣池44中泥渣等的 渗滤水；渗滤水箱42中设有液位开关40、液位开关45、水泵41，在收集到限定 量的渗滤水时，由渗滤水箱排水电路(见图11及渗滤水箱排水电路说明)控制自动 地通过水泵41及渗滤液水管9将渗滤水输送到初沉池36之中。泥渣池44、渗滤水 箱42、水泵41、渗滤液水管9及由液位开关40、液位开关45、中间继电器73构成 的渗滤水箱排水电路等组成了独立的污泥脱水系统。

图中所示的初沉池36为竖流式沉淀池，在其锥型沉泥斗底部连有沉泥排管37、 污泥泵38、沉泥管48，由定时开关94自动排泥电路控制(见图11及自动排泥电 路说明)定期将沉淀污泥输送到过滤器50中。初沉池可设计的偏大些，以使初沉池 兼有均质调节功能。由滤过水管7流入的过滤后的污水经初沉池36沉淀后，上清液 进入储水池11。储水池11中设有液位开关39及液位开关12。储水池11中的污水 可通过潜水泵13经初沉池出水管35排入接触氧化池32的布水槽14。

接触氧化池32中装有生物填料30，在适当位置设置曝气器31，由空气泵22 通过换向电磁阀21、送气管24、曝气器31向水中供氧。常规的接触氧化池是用集 水槽集水、底部不设污泥斗且与二沉池分开为两个单元。本实例所述的是一种接触 氧化池与二沉池合一的生化二沉复合池：生化二沉复合池中的接触氧化池32上部不 设集水槽集水而是设置了布水槽14均匀布水，底部设有锥型沉泥斗及连接污泥泵 34的污泥排管33；二沉池15被设置在锥型沉泥斗底的上方，二沉池15没有底面， 其底部边沿与池底隔开一段距离；接触氧化池32从上面的布水槽14处进水，从二 沉池15的底部进入二沉池15，经二沉池15沉淀分离后，沿二沉池15上部集水槽 20、二沉池出水管28进入消毒池27。这种结构的特殊效果是：接触氧化池中从生 物填料上脱落的生物膜很容易进入底部的污泥斗并由排泥设备排出，这样就可防止 脱落的生物膜在接触氧化池中长期滞留而发生堆积、死亡及厌氧，防止接触氧化池 生化环境破坏及因此造成的大面积生物膜脱落，对间歇曝气的接触氧化池更有效。 接触氧化池的废气从接触氧化池32上部的总排气管55排出。接触氧化池32、二沉 池15、布水槽14、生物填料30、曝气器31、空气泵22、送气管24、污泥排管33、 污泥泵34、集水槽20和二沉池出水管28组成了生物接触氧化与二次沉淀相互结合 的生化二沉复合池。

消毒池27底部设有臭氧释放器29，由臭氧机23通过送气管25提供的臭氧经 臭氧释放器29释放后被水吸收并快速杀灭病毒、细菌，使排水达到规定的细菌学指 标，这对于地处水源保护区上游的排污点非常有用。污水经消毒池27灭菌处理后就 可经排水管26排出了。消毒池尾气经消毒池上部的消毒池排气管56进入总排气管 55排出。消毒池27、臭氧机23、送气管25、臭氧释放器29组成了消毒灭菌系统。 对于排水要求不高的用户，则可将消毒灭菌系统省去，二沉池的出水既可排放。

基本的工艺流程是这样的：污水先进入过滤器进行过滤，滤去泥渣后的污水进 入初沉池进行沉淀分离，上清液进入储水池，储水池的水被定期地、间歇地送入生 化二沉复合池进行生物接触氧化及二次沉淀处理，二次沉淀的出水进入消毒池进行 臭氧消毒灭菌处理后排出。初沉池及生化二沉复合池的底部沉泥被定期回送到过滤 器过滤。过滤器的滤渣被定期卸入泥渣池。泥渣池的泥渣中所含的水经渗滤墙渗入 渗滤水箱，渗滤水箱水满时排入初沉池。当遇到意外事故时可超越排放(当受到大 水量冲击时就进行强化处理)。整个过程在控制系统控制下自动进行。

整个装置的控制系统由三个定时开关控制的电路及由两组液位开关控制的电 路组成：(见图11)

正常间歇运转电路(见图11中A部分)：定时开关89控制空气泵22、潜水泵 13、臭氧机23按照一定的周期启动，启动间隔及运行时间长短可视污水水质及排放 特性预先设定，如每间隔三小时启动一次，每次运行一小时；或每间隔二小时启动 一次，每次运行五十分钟……；潜水泵13、臭氧机23是根据储水池11中有水、无 水情况由液位开关39控制其动作的；当储水池11中有水，液位开关39呈闭合状态， 定时开关89启动使T11常开触点闭合并接通潜水泵13的回路使潜水泵13向接触氧 化池32中供水，同时也接通了时间继电器90的回路，时间继电器90令释放时延时 断开的动合触点SJ11闭合，并接通臭氧机23的回路对消毒池水消毒，保证排水在 排出前经过消毒处理；当储水池11中水排尽，液位开关39将断开潜水泵13及时间 继电器90的回路，潜水泵13停止运转，时间继电器90失磁并令释放时延时断开的 动合触点SJ11在设定的延时时间后断开臭氧机23的回路，在SJ11的延时时间之内 臭氧机23仍继续运转，确保排水经过消毒处理；若定时开关89启动时，储水池11 中恰好无水，此时液位开关39处于断开状态，即使T11常开触点闭合，潜水泵13 与时间继电器90也不能构成回路，潜水泵13和臭氧机23也就不能工作，整个装置 不向外排水，臭氧机23不需要进行消毒处理，这时只有空气泵22运转为接触氧化 池32曝气，以维持微生物的需氧条件；当定时开关89运行到设定的运行时间时， 定时开关89令常开触点T11断开本电路，臭氧机23、空气泵22和潜水泵13均停 止工作处于待命状态。这种周期性地间歇运转，避免了空气泵22及臭氧机23在大 部分时间无水进入时的无效空转，是本发明设计的一种正常状态下的运转方式，这 种运转方式既保证了有污水时对污水进行间歇地、集中地净化处理又可保证无水时 接触氧化池32中的微生物不缺氧，防止微生物死亡及接触氧化池发生生化条件恶 化，既节能又保证最终排水质量，对间歇排放的排污单位特别适用。图11中A部 分所示的电路(除去ZJ13)称为正常间歇运转电路。

自动卸滤渣电路(见图11中C部分)：定时开关93控制着空气泵22、换向电 磁阀21、减速装置的电机76、储气罐放空阀17、常闭电磁阀3按照一定的周期启 动，并带动气压开关2、气压开关10配合动作。运转周期可预先设定，如每日一次 或两次，开启时间尽量设定在用户不排水的时段。定时开关93开启令常开触点T21 闭合、使常闭触点T22断开(T22在B中，是在自动卸滤渣电路工作时使强化处理 电路停止工作的)，并使空气泵22运转、令储气罐放空阀17(常开电磁阀)闭合， 令换向电磁阀21转向接通储气罐18(换向电磁阀21平时仅与送气管24接通)，令 减速装置的电机76启动并通过传动齿轮77带动过滤器50慢慢翻转。此时，由于储 气罐18中气压渐增使气压开关2、气压开关10启动并关闭进水管1及滤过水管7 (若储气罐18中气压过高，超过限压阀19限定的气压时，限压阀19将自动排出部 分气体卸压)；在过滤器50慢慢翻转过程中将过滤器50在一个周期内截取的滤渣卸 落至泥渣池44之中，随后，过滤器50上的撞块47接触到行程开关6并使其接通常 闭电磁阀3的电路，常闭电磁阀3开启并使空气管16与反吹气管4接通；压缩空气 迅速冲入滤层59与过滤器外壳58之间的空腔中，由于滤过水管7被关闭，压缩空 气只能透过滤层59向外释放，同时使滤层59得到反吹清理，反吹过程在很短的时 间内就可完成；过滤器50继续慢慢翻转，撞块47接触到行程开关5并使其切断定 时开关93的电源，随即定时开关93的常开触点T21断开、常闭触点T22闭合(强 化处理电路恢复待命或工作状态)；此时空气泵22停止运转、换向电磁阀21恢复到 接通送气管24的平时状态、常闭电磁阀3恢复原来的闭合状态、储气罐放空阀17 恢复到原来放空状态将储气罐内的压缩空气排出、减速装置51的电极76停止运转、 过滤器50在重力作用下恢复到原来的过滤状态、气压开关2与气压开关10因储气 罐放空失压重新接通进水管1与滤过水管7；过滤系统完成了一个周期内的过滤、 卸渣、反吹、恢复过滤的运转程序。图中C部分所示的电路(包括常闭触点T22) 称为自动卸滤渣电路。

自动排泥电路(见图11中D部分)：定时开关94控制着污泥泵34和污泥泵 38按照一定的周期和排泥时间启动和排泥，预先根据污泥特性设定，如每日一次， 每次五分钟，或每日两次，每次三分种。图11中D部分所示的电路称为自动排泥 电路。

另外的两个独立的控制电路分别为：

渗滤水箱排水电路(见图11中E部分)：液位开关40、液位开关45及中间继 电器95相配合，控制水泵41的动作；当渗滤水箱42中渗滤水液位升至液位开关 45的警戒水位时液位开关45接通中间继电器95并通过中间继电器95的动合触点 ZJ21接通水泵41的电源，水泵41工作将渗滤水排入初沉池36，(液位开关40、ZJ21 动合触点和中间继电器95的线圈构成自保持回路)；待水位降至液位开关40的警戒 水位以下时，液位开关40切断中间继电器95的电源，使ZJ21断开并断开水泵41 的电源，水泵41停止工作。图11中E部分所示的电路称为渗滤水箱排水电路。

强化处理电路(见图11中B部分、A部分)：液位开关12和液位开关39(在A 部分中)及中间继电器91、时间继电器92相配合，控制潜水泵13、空气泵22及臭 氧机23的动作；当受到冲击量的污水冲击，储水池11中的水位上升至液位开关12 的警戒水位时，液位开关12闭合，使中间继电器91启动，使ZJ11、ZJ12、ZJ13 动合触点闭合，使时间继电器92启动，使时间继电器92的SJ21断开时延时断开动 断触点、ZJ11、中间继电器91的线圈构成自保持回路(虽水泵排水使水位下降，液 位开关12断开，但仍保持中间继电器91线圈有电流通过)，同时中间继电器91的 ZJ13动合触点(在A部分中)接通并使潜水泵13、空气泵22及臭氧机23启动；这 时潜水泵13工作将储水池11中的水排入布水槽14，空气泵22启动为接触氧化池 32曝气、臭氧机23启动开始消毒灭菌；当储水池11中的水位下降至液位开关39 的警戒水位以下时，液位开关39切断潜水泵13的电源，令潜水泵13停止运转，(同 时切断时间继电器90的回路，时间继电器90失磁并令释放时延时断开的动合触点 SJ11在设定的延时时间后断开臭氧机23的回路，在SJ11的延时时间之内臭氧机23 仍继续运转，确保排水经过消毒处理)；此时空气泵22仍继续工作直至达到时间继 电器92设定的延时时间后延时断开动断触点SJ21断开，中间继电器91失磁，使 ZJ11、ZJ12、ZJ13动合触点恢复常开状态并使空气泵22停止工作。这一独立的控制 电路使得整个装置一旦有冲击流量的污水进入，潜水泵13就将这部分污水排入接触 氧化池中，空气泵22及臭氧机23就有效地工作，进行曝气和消毒的强化处理；在 无污水进入时只有正常间歇运转电路周期性地间歇运转，避免了空气泵22及臭氧机 23在大部分时间无水进入时的无效空转；既节能又保证最终排水质量，对间歇排放 的排污点特别适用，图11中B部分所示的电路称为强化处理电路。(当自动卸滤渣 电路工作时，定时开关93的动断触点T22断开，本电路不能启动。)

正常间歇运转电路、自动卸滤渣电路、自动排泥电路及渗滤水箱排水电路、强 化处理电路组成了污水处理装置的自动化控制系统。

图2、图3、图4、图5、图6所示的是一种可直接埋入地下的装置，结构设计 的较紧凑。除前面所述的各种设备及构件外，还包括有：机舱52，人孔53，进气管 54，清泥渣孔61，过滤器支架60，初沉池的检查孔盖板66，生化二沉复合池既接 触氧化池32与二沉池15的检查孔盖板64；一些辅助设施可根据用户的具体情况增 设或减除，如泥渣池44中的反吹过滤器时废气导出管及人孔的爬梯设置、电源线的 布置、装置的基座及吊环、人孔及清泥渣孔盖板等。根据用户的具体情况，在不需 要将装置埋入地下时，可依照前述工艺原理设计装置，不一定是“罐”的形式。

图7、图8为局部放大图，给出了过滤器50与超越管口57的连接方式及过滤 器50的基本结构：超越管口57通过螺栓80被紧固卡79固定在支撑座81上，支撑 座81连接在支撑架83上，支撑架83和机舱与沉渣池之间的隔墙84连接，超越管 口57通过轴承78与传动齿轮77连接，轴承78靠近过滤器50一侧装有密封圈82， 轴承78和密封圈82安装在传动齿轮77的轴承座内，传动齿轮77通过连接螺栓85 与过滤器外壳58连接还与减速箱75齿合连接，减速箱75通过传动齿轮77传递电 机76的动力可使过滤器50缓慢翻转。过滤器外壳58内侧设有若干连接架条73， 上沿设有边框70，连接架条73和边框70上接有支撑网架69，支撑网架69上设有 滤材68，用若干滤材压紧带74及螺栓将滤材68固定住。过滤器外壳58底部设有 出水口71，出水口71与软管62连接。用隔板72将过滤器分隔成两部分，一部分 过滤污水，一部分过滤污泥；这两部分可以采用不同的滤材。

图9、图10为局部放大图，给出了过滤器50与过滤器进水口49的连接方式： 紧固卡带86通过螺栓87将过滤器进水口49固定在支撑架60上，支撑架60与装置 主体连接；与超越管口57的连接方式同样，过滤器进水口49通过轴承78与连接过 滤器外壳58的轴承座88连接，轴承78靠近过滤器50一侧装有密封圈82，轴承座 88通过连接螺栓85与过滤器外壳58连接使过滤器50能以过滤器进水口49为轴旋 转。

本发明的优点在于：

1.总体设想符合一种科学的社会分工，使污水处理及污泥处置工作更加专业 化。

2.正常的间歇运转以及对冲击流量的污水进行强化处理的方式既保证了排水 质量又可大幅度地节省电能，避免了机电设备在无水进入时无效运转，因 此降低了运行费用。

3.自动化程度高，不需专人看守，可降低人工成本，从而降低了运行费用。

4.特别适合于间歇排水的、缺少污水处理专业管理人员的用户。

5.由于臭氧消毒池的设置使得它还特别适合于那些直接向受保护水体排水及 要求废水处理回用的用户，如旅游景区、自然风景区内的疗养院、水源保 护区、海滨浴场、水产养殖区、高速公路中途停车场及需要将浴池废水、 游泳池水处理回用的用户使用。

6.结合具体用户做设计时，可根据本工艺原理及污水特征具体设计装置结构， 如处理浴池、游泳池水回用时，可加大臭氧投放量，强化消毒灭菌功能， 使水质提高到可回用的水平。

7.装置规模可大可小且其全部机电设备既可采用380V电源也可采用220V的 单相电源，因此扩大了装置的应用范围，如乡村别墅、旅游宾馆、饭店、 公路边的餐馆，村镇的居民住宅楼等都很适用。