公布日：2024.02.06
申請(qǐng)日：2023.10.31
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/463(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/02(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;
C02F101/30(2006.01)N
摘要
本申請(qǐng)涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其包括依次設(shè)置的電解池、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、電絮池和過(guò)濾膜池；電解池內(nèi)設(shè)鐵電極，且鐵電機(jī)上加載直流電壓，厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池組成一個(gè)A2/O處理單元，A2/O處理單元內(nèi)設(shè)回流系統(tǒng)和爆氣系統(tǒng)。電解對(duì)污水中的大分子有機(jī)物進(jìn)行斷鍵、破壁和物化處理，從而將大分子有機(jī)物電解為小分子有機(jī)物和無(wú)機(jī)物；其中小分子有機(jī)物上浮進(jìn)入下一步生化處理步驟中，為后續(xù)的生化處理提供碳源，從而提高后續(xù)A2/O處理單元內(nèi)生化處理的效率；無(wú)機(jī)物下沉形成污泥，實(shí)現(xiàn)污水脫磷的目的。
權(quán)利要求書(shū)
1.ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：包括依次設(shè)置的電解池、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、電絮池和過(guò)濾膜池；電解池內(nèi)設(shè)鐵電極，加載在鐵電極兩端的電壓12-36V的直流電壓，電解電流控制為3-40A，污水通過(guò)管道進(jìn)入電解池電解后溢流至厭氧池；厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池組成一個(gè)A2/O處理單元，污水在A2/O處理單元內(nèi)能夠執(zhí)行A2/O法脫氮除磷工藝；所述A2/O處理單元還包括回流系統(tǒng)和爆氣系統(tǒng)，所述回流系統(tǒng)可通過(guò)回流泵將好氧池和/或沉淀池底部沉降物泵入?yún)捬醭睾?/span>/或缺氧池內(nèi)，與厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池連接的回流管可獨(dú)立控制，所述爆氣系統(tǒng)包括設(shè)于厭氧池、缺氧池和好氧池底部且可獨(dú)立控制的爆氣盤(pán)；沉淀池上清液溢流至電絮池，電絮池內(nèi)設(shè)鋁電極，電絮池上清液溢流至過(guò)濾膜池；過(guò)濾膜池內(nèi)設(shè)不銹鋼精濾組件，不銹鋼精濾組件內(nèi)層連通清水排管，經(jīng)過(guò)不銹鋼精濾組件過(guò)濾后的清水經(jīng)過(guò)清水排管排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：所述好氧池和沉淀池通過(guò)隔板隔開(kāi)，隔板的下端設(shè)置為向沉淀池傾斜的傾斜板，傾斜板下邊緣與沉淀池側(cè)壁形成連通沉淀池和好氧池的連通口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：所述好氧池內(nèi)設(shè)硝酸在線傳感器，與厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池連接回流管均設(shè)有電磁閥，與設(shè)于厭氧池、缺氧池和好氧池底部的爆氣盤(pán)連接的管道上設(shè)電磁節(jié)流閥；硝酸在線傳感器與控制器控制信號(hào)輸入端連接，電磁閥和電磁節(jié)流閥均與控制器執(zhí)行信號(hào)輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：還包括清水池，清水排管連通清水池，清水池連接排水管進(jìn)行進(jìn)行排水，排水管和清水池之間設(shè)有紫外線消毒設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：所述清水排管上通過(guò)旁通管連接有反沖洗泵，且清水排管上設(shè)有與反沖洗泵并聯(lián)的截止閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：還包括排污系統(tǒng)，排污系統(tǒng)包括排污總管和與排污總管連通的排污支管，排污支管分別與電絮池、過(guò)濾膜池和電解池的底部連通，排污支管上設(shè)有截止閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：所述電絮池、過(guò)濾膜池和電解池的底部設(shè)置為漏斗狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：所述爆氣系統(tǒng)包括至少兩臺(tái)可交替工作的氣泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：所述電解池和電絮池上部均設(shè)有浮沫排出結(jié)構(gòu)，浮沫排出結(jié)構(gòu)包括設(shè)于液面以下呈漏斗狀的導(dǎo)流槽及連接在導(dǎo)流槽底部并向外部延伸的浮沫排管，導(dǎo)流槽頂部與液面的距離為3-5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，其特征在于：所述電解池、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、電絮池、過(guò)濾膜池和清水池整合在同一立方結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述立方結(jié)構(gòu)劃分為前側(cè)區(qū)域和后側(cè)區(qū)域，電解池、厭氧池、缺氧池、好氧池、清水池布置在前側(cè)區(qū)域，電絮池、過(guò)濾膜池布置在后側(cè)區(qū)域，后側(cè)區(qū)域還包括設(shè)備室，所述回流泵、氣泵、反沖洗泵及控制部件設(shè)置在設(shè)備室內(nèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ECOF四微物化膜小型污水處理裝置，以使其可整合多種污水處理技術(shù)并適用于分散的小型場(chǎng)所。
包括依次設(shè)置的電解池、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、電絮池和過(guò)濾膜池；
電解池內(nèi)設(shè)鐵電極，加載在鐵電極兩端的電壓12-36V的直流電壓，電解電流控制為3-40A，污水通過(guò)管道進(jìn)入電解池電解后溢流至厭氧池；
厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池組成一個(gè)A2/O處理單元，污水在A2/O處理單元內(nèi)能夠執(zhí)行A2/O法脫氮除磷工藝；
所述A2/O處理單元還包括回流系統(tǒng)和爆氣系統(tǒng)，所述回流系統(tǒng)可通過(guò)回流泵將好氧池和/或沉淀池底部沉降物泵入?yún)捬醭睾?/span>/或缺氧池內(nèi)，與厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池連接的回流管可獨(dú)立控制，所述爆氣系統(tǒng)包括設(shè)于厭氧池、缺氧池和好氧池底部且可獨(dú)立控制的爆氣盤(pán)；
沉淀池上清液溢流至電絮池，電絮池內(nèi)設(shè)鋁電極，電絮池上清液溢流至過(guò)濾膜池；
過(guò)濾膜池內(nèi)設(shè)不銹鋼精濾組件，不銹鋼精濾組件內(nèi)層連通清水排管，經(jīng)過(guò)不銹鋼精濾組件過(guò)濾后的清水經(jīng)過(guò)清水排管排出。
有益效果：
(1)首先采用鐵電極對(duì)污水進(jìn)行電解，電解對(duì)污水中的大分子有機(jī)物進(jìn)行斷鍵、破壁和物化處理，從而將大分子有機(jī)物電解為小分子有機(jī)物和無(wú)機(jī)物；其中小分子有機(jī)物上浮進(jìn)入下一步生化處理步驟中，為后續(xù)的生化處理提供碳源，從而提高后續(xù)A2/O處理單元內(nèi)生化處理的效率。
(2)電解過(guò)程中，鐵電極釋放的鐵離子與污水中的氯離子結(jié)合形成鐵鹽，通過(guò)發(fā)揮鐵鹽絮凝作用，使得電解產(chǎn)生的無(wú)機(jī)物聚團(tuán)，加速其下沉在底部形成污泥，排出污泥即實(shí)現(xiàn)污水脫磷的目的。
(3)電解過(guò)程中，電極將產(chǎn)生熱量，該熱量對(duì)水體具有加熱作用；在生化處理階段，溫度低于15℃，生化微生物將處于休眠狀態(tài)，而溫度達(dá)到25℃左右時(shí)，生化微生物活性最高，因此通過(guò)電解產(chǎn)生的熱量還可提高污水生化處理階段的效率。
(4)在上述基礎(chǔ)方案中，污水通過(guò)管道可持續(xù)進(jìn)入電解池，經(jīng)過(guò)處理后的清水通過(guò)清水排管可持續(xù)排出，即污水和清水可同進(jìn)同出，在持續(xù)進(jìn)水和出水的過(guò)程中即可對(duì)污水進(jìn)行處理，從而可以更高效的對(duì)污水進(jìn)行處理。
(5)在上述基礎(chǔ)方案中，好氧池、沉淀池和厭氧池、缺氧池之間設(shè)置了回流系統(tǒng)，且回流管的通斷可獨(dú)立控制；另外厭氧池、缺氧池和好氧池底部的爆氣盤(pán)也可獨(dú)立控制。
向厭氧池、缺氧池和好氧池內(nèi)投入微生物載體，微生物載體為多孔結(jié)構(gòu)以供微生物附著繁殖。當(dāng)污水中氮、磷、COD濃度較低時(shí)，厭氧池、缺氧池內(nèi)爆氣盤(pán)關(guān)閉，則厭氧池、缺氧池和沉淀池內(nèi)均進(jìn)行厭氧反應(yīng)，好氧池內(nèi)爆氣盤(pán)完全打開(kāi)執(zhí)行好氧反應(yīng)；即污水處理模式為AO模式，在達(dá)到污水處理的目的的同時(shí)，還可以污水處理耗能。
若污水中氮、磷、COD濃度處于中等水平時(shí)，沉淀池污水回流到厭氧池，且厭氧池爆氣盤(pán)微開(kāi)呈微爆氣狀態(tài)，從而執(zhí)行AA0模式；厭氧池底部的爆氣盤(pán)關(guān)閉，對(duì)污水進(jìn)行厭氧處理以釋放磷并對(duì)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化；而缺氧池內(nèi)的爆氣盤(pán)通過(guò)對(duì)爆氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使缺氧池內(nèi)呈微氧氣狀態(tài)，以進(jìn)行反硝化處理；而好氧池內(nèi)的爆氣盤(pán)則全開(kāi)，以提供充足的氧氣進(jìn)行有氧反應(yīng)，以消耗污水中有機(jī)物并進(jìn)行硝化反應(yīng)。其次，控制與沉淀池和缺氧池連接回流管導(dǎo)通，通過(guò)回流泵將沉淀池底部沉降物回流到缺氧池，以對(duì)污水進(jìn)行充分的硝化反硝化處理，以使有機(jī)物充分分解。
若污水中氮、磷、COD濃度較高時(shí)，厭氧反應(yīng)主要在沉淀池進(jìn)行，而厭氧池內(nèi)的爆氣盤(pán)微開(kāi)呈微爆氣狀態(tài)，而缺氧池內(nèi)的爆氣盤(pán)呈全開(kāi)狀態(tài)，即缺氧池和好氧池內(nèi)均進(jìn)行好氧反應(yīng)，而沉淀池和好氧池內(nèi)的污水均回流至厭氧池內(nèi)。該狀態(tài)仍為AA0模式，但該狀態(tài)下，好氧反應(yīng)均有更大的反應(yīng)空間，使得對(duì)有機(jī)物、氮、磷的去除能力增強(qiáng)。
若污水中氮、磷、COD濃度超高時(shí)，厭氧反應(yīng)仍可在沉淀池進(jìn)行，而厭氧池的爆氣盤(pán)全開(kāi)進(jìn)行好氧反應(yīng)，缺氧池內(nèi)的爆氣盤(pán)微開(kāi)進(jìn)行缺氧反應(yīng)；而沉淀池和好氧池內(nèi)的污水分流后隨機(jī)回流到厭氧池和好氧池內(nèi)。該狀態(tài)為AOAO模式，該模式仍然具有較大的好氧反應(yīng)空間，并將不同的反應(yīng)空間進(jìn)行了分散，有助于提升有機(jī)物、氮、磷的去除效率。
從上述可知，通過(guò)對(duì)厭氧池、缺氧池和好氧池內(nèi)的爆氣量及污水回流范圍進(jìn)行控制，可操縱微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)平衡，控制有機(jī)負(fù)荷、氮磷負(fù)荷及反應(yīng)器內(nèi)DO值，根據(jù)污水狀態(tài)調(diào)整好氧菌、厭氧菌活性，解決污水處理脫氮、除磷問(wèn)題。
優(yōu)選方案一：作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述好氧池和沉淀池通過(guò)隔板隔開(kāi)，隔板的下端設(shè)置為向沉淀池傾斜的傾斜板，傾斜板下邊緣與沉淀池側(cè)壁形成連通沉淀池和好氧池的連通口。
在好氧池14內(nèi)處于爆氣的狀態(tài)下，沉淀池15內(nèi)的水體處于靜置狀態(tài)，從而水體中的塵埃及顆粒物向下沉降形成污泥，在傾斜板的導(dǎo)流作用下，污泥再滑入好氧池14內(nèi)，并在爆氣的影響下再次隨著水體流動(dòng)進(jìn)行生化反應(yīng)，從而使其得生物載體上可持續(xù)進(jìn)行厭氧、缺氧、好氧反應(yīng)。
優(yōu)選方案二：作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述好氧池內(nèi)設(shè)硝酸在線傳感器，與厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池連接回流管均設(shè)有電磁閥，與設(shè)于厭氧池、缺氧池和好氧池底部的爆氣盤(pán)連接的管道上設(shè)電磁節(jié)流閥；硝酸在線傳感器與控制器控制信號(hào)輸入端連接，電磁閥和電磁節(jié)流閥均與控制器執(zhí)行信號(hào)輸出端連接。
通過(guò)硝酸在線傳感器對(duì)好氧池內(nèi)污水的氮含量進(jìn)行檢測(cè)，控制器通過(guò)傳感器反饋值控制污水回流范圍及爆氣量，從而根據(jù)污水進(jìn)水情況進(jìn)行A2O、AO與AOAO等不同處理方式的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，以使污水處于最佳處理效率同時(shí)保證污水處理質(zhì)量。
優(yōu)選方案三：作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，還包括清水池，清水排管連通清水池，清水池連接排水管進(jìn)行進(jìn)行排水，排水管和清水池之間設(shè)有紫外線消毒設(shè)備。
采用化學(xué)藥劑消毒，存在采購(gòu)、貯存、運(yùn)輸、添加等復(fù)雜程序；二氧化氯發(fā)生器在運(yùn)行過(guò)程會(huì)產(chǎn)生氫氣，有爆炸的隱患，沒(méi)有專職人員操作無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充藥劑，存在不便于長(zhǎng)期貯存等難題。在排水管上設(shè)紫外線消毒設(shè)備，紫外線可對(duì)排水進(jìn)行全方位殺毒，且紫外線響度實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單。
優(yōu)選方案四：作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述清水排管上通過(guò)旁通管連接有反沖洗泵，且清水排管上設(shè)有與反沖洗泵并聯(lián)的截止閥。
隨著對(duì)污水進(jìn)行持續(xù)處理，不銹鋼精濾組件上附著顆粒物將導(dǎo)致過(guò)濾效率降低，導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)的出水量降低；在此情況下，關(guān)閉清水排管上的截止閥，啟動(dòng)反沖洗泵，反沖洗泵將清水池內(nèi)的清水泵入不銹鋼精濾組件的內(nèi)層再通過(guò)濾孔排出，可清除附著在不銹鋼精濾組件上的附著物。
優(yōu)選方案五：作為對(duì)優(yōu)選方案四的進(jìn)一步優(yōu)化，還包括排污系統(tǒng)，排污系統(tǒng)包括排污總管和與排污總管連通的排污支管，排污支管分別與電絮池和過(guò)濾膜池的底部連通，排污支管上設(shè)有截止閥。
隨著污水處理的持續(xù)進(jìn)行，電絮池和過(guò)濾膜池底部的沉積物逐漸增多；通過(guò)打開(kāi)排污支管上的截止閥可對(duì)應(yīng)的排除對(duì)應(yīng)的電絮池或過(guò)濾膜池底部的沉積物。
優(yōu)選方案六：作為對(duì)優(yōu)選方案五的進(jìn)一步優(yōu)化，所述電絮池和過(guò)濾膜池的底部設(shè)置為漏斗狀。以便于沉積物聚集在底部并有利于沉積物排出。
優(yōu)選方案七：作為對(duì)優(yōu)選方案六的進(jìn)一步優(yōu)化，所述爆氣系統(tǒng)包括至少兩臺(tái)可交替工作的氣泵。氣泵長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作將產(chǎn)生大量的熱，從而增加了氣泵故障的風(fēng)險(xiǎn)；因此采用多個(gè)氣泵交替工作，可以延長(zhǎng)氣泵壽命，降低氣泵故障概率，保證污水處理裝置持續(xù)工作。
優(yōu)選方案八：作為對(duì)優(yōu)選方案七的進(jìn)一步優(yōu)化，所述電解池和電絮池上部均設(shè)有浮沫排出結(jié)構(gòu)，浮沫排出結(jié)構(gòu)包括設(shè)于液面以下呈漏斗狀的導(dǎo)流槽及連接在導(dǎo)流槽底部并向外部延伸的浮沫排管，導(dǎo)流槽頂部與液面的距離為3-5mm。
由于污水中雜質(zhì)成分復(fù)雜，在電解和電絮凝過(guò)程在都將產(chǎn)生大量浮沫，浮沫排出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)流槽略低于液面，在水的張力作用下，水不會(huì)瞬間大量涌入填滿導(dǎo)流槽，而是沿導(dǎo)流槽側(cè)壁緩慢向下流動(dòng)從而在水流的作用下將浮沫帶出，達(dá)到去除浮沫的目的。
優(yōu)選方案九：作為對(duì)優(yōu)選方案八的進(jìn)一步優(yōu)化，所述電解池、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、電絮池、過(guò)濾膜池和清水池整合在同一立方結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述立方結(jié)構(gòu)劃分為前側(cè)區(qū)域和后側(cè)區(qū)域，電解池、厭氧池、缺氧池、好氧池、清水池布置在前側(cè)區(qū)域，電絮池、過(guò)濾膜池布置在后側(cè)區(qū)域，后側(cè)區(qū)域還包括設(shè)備室，所述回流泵、氣泵、反沖洗泵及控制部件設(shè)置在設(shè)備室內(nèi)。
通過(guò)將各池體及設(shè)備室整合為立方結(jié)構(gòu)，使得裝置占地小，與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)、安裝靈活，適用于服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站、農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城市、企業(yè)的零星、散點(diǎn)、小型污水處理。其次，電器設(shè)備、控制閥件等設(shè)備統(tǒng)一整合安裝在設(shè)備室內(nèi)，便于設(shè)備維護(hù)、檢修及操作。
優(yōu)選方案十：作為對(duì)優(yōu)選方案二的進(jìn)一步優(yōu)化，所述缺氧池、好氧池內(nèi)還設(shè)有設(shè)于爆氣盤(pán)上方的浮沉網(wǎng)板，在爆氣盤(pán)微開(kāi)狀態(tài)下，氣泡無(wú)法迅速?gòu)母〕辆W(wǎng)板逃逸聚集在浮沉網(wǎng)板上，使浮沉網(wǎng)板排開(kāi)水的體積增大而上浮，浮沉網(wǎng)板上浮使氣體從浮沉網(wǎng)板上逃逸，浮沉網(wǎng)板下沉；浮沉網(wǎng)板上設(shè)有液位傳感器，所述電磁閥和液位傳感器均電連接控制器，通過(guò)液位傳感器檢測(cè)浮沉網(wǎng)板上浮到設(shè)定高度后，控制器通過(guò)液位傳感器的高度反饋，控制器才可控制電磁閥開(kāi)啟。
在微爆氣的過(guò)程中，浮沉網(wǎng)板將反復(fù)上下浮沉，從而對(duì)污水具有攪拌作用；厭氧池或缺氧池在執(zhí)行缺氧反應(yīng)時(shí)，污水回流至實(shí)際發(fā)生缺氧反應(yīng)的池體采用周期性間歇回流，以便控制實(shí)際發(fā)生缺氧反應(yīng)的池體內(nèi)呈缺氧狀態(tài)。
（發(fā)明人：楊軍;齊飛;張杰;黃夢(mèng)云;黃壬鵬;賀瑞霞;張坤;雷銓;劉建發(fā);韓志虎;劉祥榆;劉學(xué)志;代定明;蒲帥;韋家茗;李偉豪;楊冬）
