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1. WO2020135323 - SEWAGE TREATMENT EQUIPMENT APPLICABLE TO DOMESTIC SEWAGE TREATMENT OF MULTIPLE HOUSEHOLDS

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

1   2   3   4   5   6   7  

说明书

发明名称 : 适用于多户生活污水处理的污水处理设备

技术领域

[0001]
本发明涉及污水处理设备技术领域,特别地,涉及一种适用于多户生活污水处理的污水处理设备。

背景技术

[0002]
近年来,我国工业化、城市化进程加快,产业布局和经济结构调整力度加大,人居环境监管薄弱,政策相对滞后,工业污染和城市生活污染急剧增加。虽然对于市政污水收集管网覆盖不到的区域目前市场上有多户污水处理设备安装方案,但存在体积大、出水指标达标率不高、推广性较差的问题,事实上难以实现多户污水的全面处理。另外,现有的多户污水处理设备无法根据出水水质的检测去进行自动化调节,污水处理设备的出水水质不稳定。
[0003]
发明内容
[0004]
本发明提供了一种适用于多户生活污水处理的污水处理设备,以解决现有的多户污水处理设备无法根据出水水质的检测去进行自动化调节、污水处理设备的出水水质不稳定的技术问题。
[0005]
根据本发明的一个方面,提供一种适用于多户生活污水处理的污水处理设备,其用于对多户住宅排放的生活污水进行一体化处理,其包括外部箱体,外部箱体内设置有相互隔开的厌氧区、好氧区、沉淀区、污泥减量区和设备区;
[0006]
厌氧区、好氧区、沉淀区以及污泥减量区依次连通,厌氧区与化粪池连通,好氧区还与厌氧区通过回流管路连通以将部分混合液回流至厌氧区,沉淀区还与厌氧区通过回流管路连通以将部分活性污泥回流至厌氧区,污泥减量区与厌氧区或化粪池连通;
[0007]
设备区内设置有用于对污水处理过程的各项参数进行检测的检测单元和用于根据检测单元的检测结果控制污水处理设备的各种污水处理装置的工作状态的控制器,污水处理装置包括风机、提升泵、加药装置、物理除磷装置、化学除磷装置、混合液回流泵、第二电控开关元件和碳源补充装置中的一种或多种。
[0008]
进一步地,沉淀区设置有水深度处理装置,其包括箱体,箱体的上部设置有进水口和出水口;
[0009]
箱体内设有用于将进水口引入的流体沿竖向引导并利用斜壁反射方式弹射输出的竖流沉淀组件以及布设于竖流沉淀组件的输出位置并用于利用倾斜沉淀方式对竖流沉淀组件输出的流体进行沉淀处理的斜管沉淀组件或斜板沉淀组件。
[0010]
进一步地,外部箱体内还设置有与沉淀区连通并用于对沉淀区的排出的清水进行进一步消毒杀菌处理的消毒杀菌区。
[0011]
进一步地,污泥减量区设置有污泥减量装置,其包括
[0012]
曝气单元,用于通过曝气使微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物混合接触以使有机 污染物降解;
[0013]
细胞破壁单元,用于利用高频振动以加快曝气单元中产生的剩余活性污泥的水解过程;
[0014]
沉淀单元,用于对细胞破壁单元排出来的包含活性污泥和污水的混合液进行沉淀以使活性污泥回流和排出无机泥;
[0015]
曝气单元与沉淀区连通,细胞破壁单元分别与曝气单元和沉淀单元连通,沉淀单元还与曝气单元连通。
[0016]
进一步地,厌氧区的顶部安装有除臭装置,所述除臭装置包括壳体、用于防止厌氧区内的水进入壳体的保护层、用于对厌氧区内上浮的臭气进行物理吸附的物理吸附层、用于对物理吸附层进行热脱附再生的加热组件和用于将经过物理吸附层吸附处理后的气体排放至大气的排气阀;
[0017]
壳体与厌氧区密封式连接,壳体的底部开设有透气通道,保护层和物理吸附层收容在壳体内,保护层位于壳体底部,物理吸附层位于保护层的上方,排气阀设置在壳体的顶部。
[0018]
进一步地,检测单元包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水COD值的COD检测仪,厌氧区内设置有用于向厌氧区中通入污水的提升泵,COD检测仪和提升泵均与控制器连接;控制器用于根据COD检测仪的检测结果控制提升泵的变频器的频率;或者
[0019]
检测单元包括位于污水处理设备的进水位置和出水位置处并用于检测污水处理设备的进水COD值和出水COD值的COD检测仪,厌氧区内设置有用于向厌氧区中通入污水的提升泵,COD检测仪和提升泵均与控制器连接;控制器用于根据COD检测仪的检测结果控制提升泵的变频器的频率。
[0020]
进一步地,检测单元还包括用于检测污水处理设备的出水总磷含量的总磷检测仪,污水处理设备包括用于通过物理吸附和沉淀的方式降低污水中总磷含量的物理除磷装置,物理除磷装置和总磷检测仪均与控制器连接;
[0021]
控制器根据总磷检测仪的检测结果控制物理除磷装置的工作状态。
[0022]
进一步地,污水处理设备还包括用于向污水中投加药剂以降低污水中的总磷含量的化学除磷装置,化学除磷装置包括加药泵,加药泵与控制器连接。
[0023]
进一步地,检测单元还包括位于好氧区内并用于检测好氧区中溶解氧浓度的溶解氧测定仪或者氧化还原电位计,设备区设置有用于向好氧区中通入空气的风机;
[0024]
控制器根据溶解氧测定仪或者氧化还原电位计的检测结果控制风机的变频器的频率。
[0025]
进一步地,检测单元包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水氨氮含量的氨氮检测仪,污水处理设备包括用于将污水处理设备的好氧区中的混合液回流至厌氧区的混合液回流泵,氨氮检测仪和混合液回流泵均与控制器连接;
[0026]
控制器用于根据氨氮检测仪的检测结果控制混合液回流泵的工作状态。
[0027]
本发明具有以下有益效果:
[0028]
本发明的适用于多户生活污水处理的污水处理设备,将厌氧区、好氧区、沉淀区、污泥减量区以及设备区集成在外部箱体的内部,在外部箱体内建立了一个高效的一体化生活污水处理系统, 只需安装进水管和出水管即可使用,污水处理设备的体积小,还可支持地上式、地埋式和半地埋式三种安装方式,安装十分方便,而且具有不会产生臭气、低噪音、占地小、电耗低的优点,经过本发明的污水处理设备处理后的出水水质可符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。而且,本发明的污水处理设备可以根据对污水处理过程中的各项参数进行检测,并基于检测结果来控制污水处理设备的各种污水处理装置调整控制参数,污水处理设备的出水水质稳定,可以实现自动化调节,起到节能减排的作用。
[0029]
本发明的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

[0030]
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:
[0031]
图1是本发明优选实施例的适用于多户生活污水处理的污水处理设备的模块结构示意图。
[0032]
图2是本发明优选实施例的图1中的厌氧区顶部设置除臭装置的示意图。
[0033]
图3是本发明优选实施例的图1中的好氧池内设置曝气装置的示意图。
[0034]
图4是本发明优选实施例的图1中的沉淀区内设置水深度处理装置的示意图。
[0035]
图5是本发明优选实施例的图4中的斜管的剖面示意图。
[0036]
图6是本发明优选实施例的图1中的污泥减量区内设置污泥减量装置的示意图。
[0037]
图7是本发明优选实施例的图1中的设备区内设置的控制器和风机等元器件的模块连接结构示意图。
[0038]
图例说明:
[0039]
11、厌氧区;12、好氧区;13、沉淀区;14、污泥减量区;15、消毒杀菌区;161、检测单元;162、控制器;163、风机;164、报警模块;165、通信模块;166、转换器;167、触摸屏;168、摄像机;169、神经网络模块;20、远程监控电脑;30、移动终端;40、云服务器;111、壳体;112、保护层;113、物理吸附层;115、加热组件;116、排气阀;1111、把手;121、曝气主管;122、曝气分管;123、曝气软管;124、套管;125、固定支架;126、支撑架;131、箱体;132、竖流沉淀组件;133、斜管沉淀组件;1313、水槽;1315、斜坡;1321、中心桶;1322、反弹件;1331、支撑管;1332、斜管;1333、隔板;1334、下导流板;1335、上导流板;1337、支杆;1338、上流口;1339、下流口;141、曝气单元;142、细胞破壁单元;143、沉淀单元;1421、振动电机;1422、振动件。

具体实施方式

[0040]
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。
[0041]
如图1所示,本发明的优选实施例提供一种适用于多户生活污水处理的污水处理设备,其可以对多户住宅排放的生活污水进行一体化处理,起到污水净化的作用,且出水水质稳定。所述污水处理设备为整体化结构设计,污水处理设备包括外部箱体,外部箱体内设置有厌氧区11、好氧区12、沉淀区13、污泥减量区14和消毒杀菌区15,每个区之间相互隔开且通过管路连通,厌氧区11、好氧区12和沉淀区13依次连通,好氧区12与厌氧区11连通以将部分混合液回流至厌氧区11以在厌氧区11内制造缺氧环境,沉淀区13还与厌氧区11连通以将部分活性污泥回流至厌氧区11,沉淀区13分别与污泥减量区14和消毒杀菌区15连通,污泥减量区14还与厌氧区11或者化粪池连通以将污泥减量区14的出水再回流至厌氧区11或者化粪池进行再次污水处理。可以理解,所述消毒杀菌区15可以对沉淀区13排出的清水进行进一步消毒处理,进一步确保了本发明的污水处理设备的出水水质符合排放标准。所述消毒杀菌区15内设置有紫外光消毒器和/或臭氧杀菌器,优选采用紫外光消毒器,当紫外线照射水中的细菌体后,细胞的核蛋白和脱氧核糖核酸强烈地吸收该波段的能量,它们之间的链被打开断裂,从而使细菌死亡。多户住宅排放的生活污水经过化粪及隔渣处理后通入到厌氧区11,厌氧区11内部装有填料,微生物附着生长在填料的滤料上以形成生物膜,污水流经挂有生物膜的滤料时,水中的有机物扩散到生物膜表面并被生物膜中的微生物降解。厌氧区11的出水排放至好氧区12,好氧区12内设置有填料和曝气系统,污水在好氧区12内进行充足的生化反应,污水在好氧区12内充分反应后形成的部分混合液流入至沉淀区13,同时部分混合液通过混合液回流管回流至厌氧区11以在厌氧区11内制造缺氧环境。沉淀区13可以对混合液进行均匀布水沉淀,沉淀区13的出水流至消毒杀菌区15,经过消毒杀菌处理后达标排放,同时沉淀区13还排出部分活性污泥回流至厌氧区11。沉淀区13排出的部分活性污泥和污水通入至污泥减量区14进行污泥消减处理,污泥减量区14采用细胞破壁方式来实现污泥消减,污泥消减量可以达到60%~80%,污泥减量区14的出水可再通入至厌氧区11或化粪池进行再次污水处理,污泥消减处理之后沉淀输出无机泥。可以理解,好氧区12将部分混合液回流至厌氧区11以在厌氧区11内制造缺氧环境具体是通过长距离管道输送混合液回流至厌氧区11,在长距离输送过程中,混合液中的溶解氧逐渐挥发出来并通过排气装置排出,回流的混合液中的溶解氧浓度大幅度降低,然后再控制混合液回流比来得到进一步降低厌氧区11内的溶解氧浓度,从而实现在厌氧区11内制造缺氧环境的目的。
[0042]
所述污水处理设备还包括单独隔开设置的设备区,设备区中设置有控制器162、风机163和检测单元161,检测单元161和风机163均与控制器162连接。检测单元161可以对污水处理过程中的各项参数进行检测,例如对污水处理设备的进水、出水的水质进行检测,或者对好氧区12内的溶解氧含量进行检测等。控制器162根据检测单元161的检测结果控制污水处理设备中的各种污水处理装置的控制参数,以确保污水处理设备的出水符合排放标准,而且实现智能控制调节,无需人为干预,还可以起到节能减排的作用。可以理解,所述控制器162可以是PLC或者MCU。
[0043]
本发明的适用于多户生活污水处理的污水处理设备,将厌氧区11、好氧区12、沉淀区13、污泥减量区14、消毒杀菌区15集成在外部箱体的内部,在外部箱体内建立了一个高效的一体化生活污水处理系统,只需安装进水管和出水管即可使用,污水处理设备的体积小,还可支持地上式、地埋式和半地埋式三种安装方式,安装十分方便,而且具有不会产生臭气、低噪音、占地小、电耗低的优点,经过本发明的污水处理设备处理后的出水水质可符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。而且,本发明的污水处理设备可以根据对污水处理过程中的各项参数进行检测,并基于检测结果来控制污水处理设备的各种污水处理装置调整控制参数,污水处理设备的出水水质稳定,可以实现自动化调节,起到节能减排的作用。
[0044]
如图2所示,所述厌氧区11的顶部安装有用于对污泥在厌氧消化过程中产生的硫化氢、氨气和脂肪酸等有臭味的气体进行吸附去除的除臭装置。可以理解,所述除臭装置与厌氧区11共同形成一个相对密闭的空间,厌氧区11内的气体仅能通过除臭装置的除臭处理后才能排至大气当中。所述除臭装置包括壳体111、保护层112、物理吸附层113、加热组件115和排气阀116,保护层112用于防止厌氧区11内的污水进入壳体111内,物理吸附层113用于对厌氧区11内上浮的臭气进行物理吸附,加热组件115用于物理吸附层113进行热脱附再生,排气阀116用于将经过物理吸附层113吸附处理后的气体排放至大气中。壳体111与厌氧区11密封式连接,所述保护层112和物理吸附层113收容在壳体111内,所述壳体111的底部设置开设有透气通道以让厌氧区11产生的臭气通入到壳体111内,保护层112位于壳体111底部,所述物理吸附层113设置在保护层112上,加热组件115设置在壳体111上,所述排气阀116设置在壳体111的顶部且位于物理吸附层113的位置处。可以理解,所述壳体111底部的透气通道可以是透气孔,或者壳体111底部镂空设置。厌氧区11内产生的臭气经过壳体111底部的透气孔通入到壳体111内,先经保护层112,然后再经过物理吸附层113的吸附处理后通过排气阀116排放到大气当中。可以理解,所述物理吸附层113中的吸附材料为活性碳,活性碳可以对臭气进行物理吸附。还可以理解,所述活性碳的孔隙结构以中孔和大孔为主,平均孔径为1.5~2.5nm,优选为1.5~2nm,活性碳的孔隙结构的平均孔径在此范围内时,物理吸附层113的物理吸附效果最佳。加热组件115为太阳能板,可以吸收光能以对物理吸附层113进行加热,从而实现活性碳的热脱附再生过程。可以理解,也可以是加热组件115也可以设置在壳体111内,但需壳体111在加热组件115的位置处为透明状,此时可以将加热组件115设置在物理吸附层113的两侧或四周。可以理解,所述保护层112为半透膜,或者保护层112为板状件,板状件上开设有孔径尺寸为0.1mm~0.6mm的小孔,小孔的孔径尺寸优选为0.1~0.5mm。所述保护层112仅允许厌氧区11内上浮的臭气进入壳体111内,而将厌氧区11内的污水阻隔在壳体111外,防止污水进入到壳体111内对物理吸附层113的活性碳吸附结构造成破坏,和/或对加热组件115造成损坏。
[0045]
本发明的除臭装置,厌氧区11内上浮的臭气先通过保护层112,保护层112可以防止厌氧区11内的污水进入壳体111内,臭气然后再通过物理吸附层113对臭气进行物理吸附后再排放到大气当中,而且可以通过加热组件115对物理吸附层113的吸附材料进行热脱附再生,物理吸附层113可以实现反复使用,即使长时间使用仍然具有良好的吸附效果,无需定期更换物理吸附层113的吸附材料,降低了运营成本。
[0046]
可以理解,所述除臭装置与厌氧区11固定连接或者可拆卸式连接,可拆卸式连接方式可以是卡扣式连接、螺纹式紧固连接、磁吸连接或者过盈配合连接等。所述壳体111上还设置有便于提拉的把手1111。具体地,所述把手1111设置在壳体111的顶部,当将除臭装置从厌氧区11上拆卸下来时,便于用手提拉除臭装置。
[0047]
可以理解,作为优选的,所述除臭装置还包括废气处理装置(图未示),其用于对物理吸附层113热脱附再生产生的废气进行清洁处理,实现废气无害化排放。当加热组件115吸收太阳能对物理吸附层113进行加热时,物理吸附层113内的活性碳实现热脱附再生,热脱附再生过程中产生的废气经过排气阀116通入到废气处理装置中经过清洁处理后再排放到大气当中。例如,所述废气处理装置为光催化装置,其通过光催化分解实现废气无害化排放。
[0048]
可以理解,作为优选的,本发明的除臭装置还可以实现自动化检测并控制气体排放的功能。所述除臭装置进一步包括检测装置,所述排气阀116为电磁阀,所述排气阀116和检测装置均与 控制器162连接,所述控制器162还与加热组件115连接以控制加热组件115开启工作。所述检测装置可以检测经过物理吸附层113吸附处理后的气体的成分,并将检测结果反馈至控制器162,控制器162中根据排放标准预设有各种气体成分的含量阈值,当控制器162比对出经过物理吸附层113吸附处理后的气体成分符合排放标准时,控制器162控制排气阀116打开,经过吸附处理后的气体经排气阀116排放至大气当中;当控制器162比对出经过物理吸附层113吸附处理后的气体成分不符合排放标准时,证明此时物理吸附层113的吸附效果大大降低,无法对臭气进行很好的物理吸附,控制器162控制排气阀116关闭,并控制加热组件115开启工作,物理吸附层113中的活性碳进行热脱附再生,然后将排气阀116与废气处理装置连通,控制器162控制排气阀116打开,物理吸附层113热脱附再生产生的废气以及厌氧区11的气体通入到废气处理装置中经过清洁处理后再排放至大气中。所述检测装置为气体分析仪。本发明的除臭装置通过检测装置和控制器162可以实现臭气的自动化检测并智能化排放,确保了除臭装置具有良好的除臭效果。
[0049]
可以理解,作为一种变形,所述加热组件115还可以是用于对物理吸附层113进行加热的电加热板或电加热管(图未示),所述电加热板或电加热管优选设置在物理吸附层113的上方,所述电加热板可以进一步地对物理吸附层113进行加热,与加热组件115协同工作,加快物理吸附层113的热脱附再生过程。
[0050]
如图3所示,所述好氧区12内设置有用于提升好氧区12内溶解氧浓度的曝气装置,所述曝气装置包括曝气主管121、曝气分管122、曝气软管123、套管124和固定支架125,所述曝气主管121设置在好氧区12顶部的两侧,所述曝气软管123设置在好氧区12内的底部,其中曝气软管123起到曝气作用。可以理解,曝气软管123具有薄壁、直通道的特点,可以大幅度降低曝气阻力损失,其上的曝气孔为狭缝状,且狭缝的宽度可变,解决了现有的曝气头容易发生堵塞的问题,并且曝气均匀,可以形成竖向环流,产生的气泡小,氧利用率高。所述曝气主管121与设备区的风机163连通,所述固定支架125与好氧区12的内侧壁固定连接,所述套管124与固定支架125固定连接,所述套管124竖向设置或者斜向设置,即套管124垂直设置或者竖向倾斜设置,所述曝气分管122的一端与曝气主管121可拆卸式连接,所述曝气分管122的另一端穿过套管124与好氧区12底部的曝气软管123可拆卸式连接。可以理解,好氧区12相对的两侧壁上均设置有固定支架125和套管124,曝气分管122穿过套管124分别与曝气软管123的两端可拆卸式连接。可以理解,可拆卸式连接方式可以是卡箍连接、快插接头连接,或者相连的两个管一者具有内螺纹结构的连接件,另一者具有外螺纹结构的连接件,即两者通过螺纹配合连接。可以理解,曝气主管121分为进气主管和出气主管,进气主管与风机163连通,且进气主管与好氧区12一侧的曝气分管122连接,好氧区12另一侧的曝气分管122与出气主管连通,风机163输送的空气经进气主管、一侧的曝气分管122、曝气软管123、另一侧的曝气分管122和出气主管在好氧区12内进行流通。可以理解,所述曝气分管122也为软管,曝气分管122和曝气软管123的材质可以是PU或者软质PVC。可以理解,由于曝气分管122为软管,当其内部通入空气时很容易漂浮起来,通过套管124对曝气分管122起到限位作用,可以限制曝气分管122竖向设置,不会发生左右晃动。另外,套管124还可以限制曝气软管123不会发生较大幅度的向上漂浮。可以理解,所述曝气软管123的数量为多个且在好氧区12底部均匀间隔设置,以确保曝气均匀。所述曝气分管122可以与曝气软管123一一对应布设,或者一根曝气分管122通过支管分别连通曝气软管123。可以理解,作为一种变形,所述曝气分管122和曝气软管123也可以为一根整体的软管。还可以理解,作为一种变形,所述固定支架125可以省略,套管124直接固定设置在好氧区12的内壁上即可。
[0051]
本发明的曝气装置,当需要对曝气软管123进行更换时,只需将一侧的曝气分管122与曝气 主管121拆开,然后将曝气分管122与新更换的曝气软管123连接,然后再将另一侧的曝气分管122与曝气主管121拆开,从一端均匀用力向上拉曝气分管122以将曝气软管123从好氧区12底部沿套管124内拉出,套管124起到了重要的限位作用,然后再将新更换的曝气软管123与曝气分管122连接,再将曝气分管122与曝气主管121连接,从而实现不停机更换曝气软管123,无需将设备中的水抽干,更换或维修十分方便。
[0052]
可以理解,作为优选的,在曝气主管121与曝气分管122的可拆卸连接位置处以及曝气分管122与曝气软管123的可拆卸连接位置处设置有密封结构,该密封结构可以是密封圈、密封胶、止水环、公母槽密封配合或者榫接配合。
[0053]
可以理解,作为优选的,所述曝气装置还包括设置在好氧区12底部并用于支撑曝气软管123的支撑架126。所述支撑架126通过螺栓固定设置在好氧区12的底部,所述曝气软管123架设在支撑架126上,其数量为多个且均匀间隔设置,从而可以很好地均匀支撑曝气软管123。进一步优选的,支撑架126具有更换曝气软管123时的保护结构,该保护结构可以是支撑架126进出口位置处设置有柔性垫,或者支撑架126与曝气软管123的表面上设置有柔性层,或者支撑架126与曝气软管123的接触面为圆锥面或者弧面,或者支撑架126与曝气软管123接触的部位设置有滚轮、滚珠或者滚柱以实现两者滚动接触。
[0054]
可以理解,作为一种变形,所述曝气装置还包括固定设置在好氧区12底部并用于限位曝气软管123的限位件(图未示),限位件通过螺钉或螺栓固定设置在好氧区12的底部,限位件上开设有通孔以供曝气软管123穿过,由于曝气软管123为软质材料,当其内部通入空气时容易发生漂浮,限位件可以很好地对曝气软管123进行限制,使曝气软管123在好氧区12的底部大致呈水平状,同时确保了曝气软管123产生的气泡基本处于垂直上升的状态,而且曝气更加均匀。可以理解,所述限位件的数量为多个且在好氧区12底部均匀间隔设置。
[0055]
还可以理解,作为优选的,所述固定支架125在好氧区12的内壁上的固定位置可调节。具体地,所述好氧区12的内壁上均匀间隔开设有多个螺纹孔,所述固定支架125通过螺钉紧固在好氧区12的内壁上,可以通过选择螺纹孔的位置来调节固定支架125的竖直高度,进而可以调节曝气软管123所处的水平高度,方便根据实际需要调整曝气软管123的高度位置。或者,所述好氧区12的内壁上竖向设置有一个滑动凹槽,滑动凹槽内间隔设置有多个定位凸点,所述固定支架125上设置有凸起,所述固定支架125可在滑动凹槽内上下滑动并通过滑动凹槽内的定位凸点进行定位,十分方便地调节固定支架125的高度位置,进而调整曝气软管123的高度位置。
[0056]
可以理解,作为优选的,所述曝气装置还包括设置在曝气分管122与曝气软管123连接位置处的套接弯管(图未示),套接弯管的一端与套管124连接,所述曝气软管123与曝气分管122连接的一端位于套接弯管内。当需要更换曝气软管123时,用力向上拉曝气分管122以将曝气软管123沿套管124内拉出,由于套管124是竖向或斜向设置的,而曝气软管123是基本呈水平设置,因此在拉动曝气软管123的时候,套管124的底部容易刮伤曝气软管123。而通过在曝气分管122与曝气软管123连接位置处设置套接弯管就可以避免曝气软管123被刮伤。进一步优选的,所述套接弯管的内表面设置有柔性层,或者套接弯管的进出口位置处设置有柔性垫,或者套接弯管与曝气软管123接触的面为圆锥面或圆弧面。
[0057]
如图4所示,所述沉淀区13设置有水深度处理装置,所述水深度处理装置用于对污水进行深度处理,经过本发明的水深度处理装置处理后的出水可达到国标一级A类出水标准。所述水深度 处理装置包括箱体131、竖流沉淀组件132、斜管沉淀组件133,所述竖流沉淀组件132和斜管沉淀组件133均收容且定位在箱体131内。所述箱体131为封闭式结构,其仅通过进水口和出水口与外界连通,具体地,所述进水口和出水口设置在箱体131的上侧壁处。进水管通过进水口伸入箱体131内与竖流沉淀组件132连通,所述竖流沉淀组件132位于箱体131的中轴线位置处且竖直设置,所述竖流沉淀组件132的两端分别穿过斜管沉淀组件133。所述竖流沉淀组件132用于将进水口引入的流体沿竖向引导并利用斜壁反射方式弹射输出,所述斜管沉淀组件133设置在竖流沉淀组件132的输出位置并用于利用斜管沉淀方式对竖流沉淀组件132输出的流体进行沉淀处理。斜管沉淀组件133将水体分割成一系列浅层沉淀层,被处理水体和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离,具有沉淀面积大,沉淀效率高、沉淀时间短等优点。所述箱体131的内壁上设有一圈水槽1313,所述水槽1313的槽底位置低于出水口的位置,所述出水管与出水口连通,只有位于最上层的经过沉淀处理后的清液才能流入到水槽1313中,进而通过出水管排出,进一步确保了本发明的水深度处理装置具有良好的沉淀处理效果。本发明的水深度处理装置将竖流沉淀与斜管沉淀叠套组合,节省了结构空间,使整体设备更加集成化和小型化。可以理解,作为一种变形,所述竖流沉淀组件132也可以设置在箱体131内的一侧,利用斜板将水流弹射至另一侧即可。
[0058]
所述竖流沉淀组件132包括相连的中心桶1321和反弹件1322,所述中心桶1321的上端可以是封闭的,也可以是开放的,所述中心桶1321的上部与进水管连通,所述反弹件1322设置在中心桶1321的下端,且反弹件1322位于斜管沉淀组件133的下方。从进水管通入的污水经过中心桶1321,污水自由落体后经过反弹件1322弹射到斜管沉淀组件133的斜壁上,从而实现初步的泥水分离。可以理解,所述反弹件1322具有至少一斜面,且至少一斜面位于污水的下落方向上。优选的,所述反弹件1322的形状为等腰三角形,其两腰对自由落体的污水起到弹射作用。还可以理解,所述中心桶1321可以通过固定杆(图未示)进行固定,固定杆一端与中心桶1321连接,另一端与箱体131的内壁连接。为了保证中心桶1321的位置稳固,优选采用多根固定杆沿箱体131的内壁周向设置。还可以理解,所述中心桶1321和反弹件1322通过两连接杆连接,连接杆的形状优选为L形。所述反弹件1322的斜面的倾斜角度为10°~45°之间,优选为10°~20°,当反弹件1322的斜面的倾斜角度在此范围内时,中心桶1321内自由落体的污水可以均匀地反弹到斜管沉淀组件133的斜壁上,初步的泥水分离效果最好。可以理解,所述反弹件1322还可以是斜板、圆锥板或者锥形板。还可以理解,所述反弹件1322的斜面的倾斜角度可调节,通过调节反弹件1322的斜面的倾斜角度可以调节中心桶1321内下落的水流溅射到反弹件1322上的角度,进而调整水流的反弹角度,从而实现竖流沉淀和斜管沉淀的完美结合,确保了良好的沉淀效果。
[0059]
可以理解,作为一种变形,所述中心桶1321的轴向长度可调节。具体地,所述中心桶1321为可伸缩的结构,其由多节桶体相连而成,相邻的两节桶体之间可沿其轴向方向相对滑动并进行定位,从而可以调节中心桶1321的轴向长度。可以通过调节中心桶1321的轴向长度来调节进水量和出水口的高度位置,操作十分方便,通过调节出水口的高度位置,从而可以调节中心桶1321内的自由落体的水流冲击到反弹件1322上的冲击力,使竖流沉淀和斜管沉淀可以完美的结合。还可以理解,所述中心桶1321的高度也可以进行调节。具体地,所述中心桶1321的顶部通过一可升降的机构与箱体131的上内壁连接,通过控制升降机构的升降来调节中心桶1321的高度,进而调节出水口的高度位置,使竖流沉淀和斜管沉淀可以完美的结合。
[0060]
可以理解,作为一种变形,所述中心桶1321与反弹件1322之间的间距可调节。具体地,所述中心桶1321的外壁面上均匀间隔设置有多个卡口,固定连接有反弹件1322的两连接杆可卡固在中心桶1321外壁面上的卡口内,并通过选择卡口的位置来调节反弹件1322与中心桶1321之间 的距离。通过调节中心桶1321与反弹件1322之间的间距,可以调节中心桶1321内的水流经过自由落体后冲击到反弹件1322上的冲击力,进而调整反弹件1322弹射水流的角度,以实现竖流沉淀和斜管沉淀完美结合。
[0061]
所述斜管沉淀组件133包括至少两根支撑管1331和多根平行设置的斜管1332,至少两根支撑管1331均与箱体131内壁固定连接,多根斜管1332通过至少两根支撑管1331进行固定。所述斜管1332的倾斜角度为50°~70°,优选为55°~60°,当斜管1332的倾斜角度在此范围内时,斜管沉淀组件133具有最好的沉淀效果。作为优选的,所述支撑管1331的数量为两根,多根平行设置的斜管1332的一端均与其中一根支撑管1331连接,另一端与另一根支撑管1331连接。可以理解,所述支撑管1331优选采用水平设置,斜管沉淀组件133的结构更加稳固。可以理解,作为优选的,所述斜管1332内设置有蜂窝填料,进一步提升了沉淀效果。可以理解,所述斜管1332下端的进水口和上端的出水口均可进行封口调节,具体地,通过封口板调节斜管1332下端进水口和上端出水口的封闭程度。还可以理解,所述斜管1332的倾斜角度可调节,具体地,斜管1332的下端与支撑管1331固定连接,斜管1332的上端与支撑管1331活动式连接;或者斜管1332的上端与支撑管1331活动连接,斜管1332的上端与支撑管1331固定连接。通过调节斜管1332的倾斜角度可以调整斜管1332内的泥沙沉积速度,以加快沉淀处理速度。还可以理解,如图5所示,作为优选的,所述斜管1332下端的进水口内沿其轴向方向设置有一隔板1333,具体地,所述隔板1333通过支杆1337固定在斜管1332内,所述隔板1333将斜管1332的进水口分成上流口1338和下流口1339,所述隔板1333位于斜管1332的入水口处的一端还设置有下导流板1334,使从竖流沉淀组件132流出的水流经过下导流板1334的引导后从上流口1338流入斜管1332内,另外,在隔板1333远离进水口的一端也设置有上导流板1335,使得沉降的泥沙沿上导流板1335从下流口1339处流出斜管1332,从而实现进入斜管1332的水流与沉淀后流出斜管1332的泥沙分开流动,防止上升的水流又将沉降的泥沙带往斜管1332上端的出水口处,提高了沉淀效率和沉淀效果。还可以理解,作为一种变形,所述斜管沉淀组件133可相对于中心桶1321沿其轴向方向整体升降,具体地,所述箱体131的两内侧壁上对称设置有多组卡口,所述支撑管1331的两端可分别卡固在两侧壁上的卡口内,所述支撑管1331可选择进行卡固的卡口位置进而调节支撑管1331的高度位置,进而调节斜管1332的高度位置。通过调节斜管沉淀组件133的高度位置,可以调整竖流沉淀组件132输出的水流弹射到斜管沉淀组件133的斜壁上的角度,以确保初步的泥水分离具有最好的分离效果。可以理解,作为进一步优选的,为了确保更好的泥沙和污水在斜管1332内的分流效果,所述隔板1333在下流口1339处还设置有一活动板(图未示),所述活动板一侧与隔板1333铰接,所述活动板的宽度大于下流口1339的宽度,防止污水从下流口1339进入斜管1332内,而当沉降后的泥沙经上导流板1334的引导流入斜管1332后,斜管1332内沉积的泥沙由于重力的作用下会推开活动板,从而从下流口1339排出。
[0062]
可以理解,作为一种变形,也可以将本发明中的斜管沉淀组件133替换成斜板沉淀组件,污水在斜板与斜板之间的间距内进行沉淀分离,斜管沉淀组件133和斜板沉淀组件都是采用倾斜沉淀的方式。
[0063]
作为优选的,为了进一步提高本发明的水深度处理装置的污水处理效果,水深度处理装置还包括设置在水槽1313内的砂滤层和/或碳滤层,所述砂滤层和/或碳滤层对水流进行最后一步的过滤处理,进一步提升了污水处理效果。砂滤层可以进一步去除污水中的颗粒物,碳滤层可以进一步吸附污水中的油脂。作为优选的,所述砂滤层和/或碳滤层的进水面朝向箱体131内腔倾斜,使得滤出的杂质由于受到自身重力和水流的冲刷力返回到箱体131内进行沉淀,从而实现砂滤层和/ 或碳滤层的自洁功能。可以理解,作为一种变形,所述砂滤层和/或碳滤层可以直接设置在箱体131的出水口处。
[0064]
作为优选的,所述箱体131下部的内壁上设置有斜坡1315,沉降的污泥沿斜坡1315的表面滑落至箱体131的底部,斜坡1315的设置加快了污泥的沉降速度,提升了污水沉淀处理的速度。所述斜坡1315的倾斜角度为50°~70°,优选为55°~65°。进一步优选的,所述箱体131底部在污泥沉降区域设置有排泥口(图未示),以便于定期将箱体131内的污泥排出。
[0065]
可以理解,作为优选的,所述水槽1313相对于箱体131内壁可进行上下滑动,从而可以根据箱体131内的实时水位调节水槽1313的位置以调整出水口的出水流量。所述水槽1313相对于箱体131内壁可上下滑动的结构可以是,水槽1313的外壁上设置有凸起,箱体131的内壁上设置有凹槽,两者通过凸起和凹槽来实现相对滑动,另外,凹槽内沿竖直方向均匀间隔设定有多个定位凸点,通过定位凸点来实现水槽1313的定位。还可以理解,所述凸起也可以是设置在箱体131的内壁上,凹槽设置在水槽1313的外壁上。
[0066]
本发明的水深度处理装置,将污水经进水管通入到中心桶1321之后,污水在中心桶1321内进行自由落体,然后经反弹件1322反弹至斜管1332的斜壁上,实现了初步的泥水分离,而且可以降低污水在箱体131内的流速,使污水在箱体131内缓慢上升。箱体131内水流上升的方向与颗粒沉淀的方向相反,上升速度等于沉降速度的颗粒将在箱体131内形成一层悬浮层,从而对上升的颗粒进行拦截和过滤,颗粒经过沉淀后落于箱体131底部,经过沉淀处理后的上清液经过水槽1313缓冲过渡,并在水槽1313内通过砂滤层和/或碳滤层进行最后的过滤筛选后再通过出水管排出。本发明的水深度处理装置,将竖流沉淀和斜管沉淀相结合,具有布置方式合理、耐冲击负荷能力强、沉淀处理效果好的优点,出水的固体悬浮物浓度可以达到国标一级A类排放标准。
[0067]
如图6所示,所述污泥减量区14内设置用于对污水处理过程中的污泥进行消减处理的污泥减量装置。所述污泥消减装置包括曝气单元141,用于通过曝气使活性污泥与污水中的有机污染物混合接触以使有机污染物降解和分解,细胞破壁单元142,用于通过高频振动以加快剩余污泥的水解过程;沉淀单元143,用于对细胞破壁单元142出来的污泥进行沉淀以使一部分活性污泥回流和排出沉淀的无机泥;细胞破壁单元142分别与曝气单元141和沉淀单元143连通,沉淀单元143还与曝气单元141连通。具体地,所述沉淀单元143通过污泥回流管与曝气单元141连通。可以理解,前端污水处理工序的沉淀区13沉淀处理后输出包含活性污泥和污水的混合液通入到曝气单元141中,该活性污泥为微生物组成的活性污泥。所述曝气单元141中设置有曝气装置,所述曝气装置可以往曝气单元141内通入空气,不仅可以防止池内的有机污染物下沉,而且可以提升曝气单元141内的氧含量,加强曝气单元141内的有机物污染物与微生物活性污泥及溶解氧充分混合接触,以加快有机物污染物的降解吸收。所述曝气装置可以是表面曝气装置或者水下曝气装置。作为优选的,所述曝气单元141中的曝气装置采用如上所述的好氧区12中的曝气装置。细胞破壁单元142可以通过高频振动对活性污泥进行细胞破壁,使活性污泥中包含的水、微生物细胞内的多糖、脂肪、蛋白质和核酸等释放出来,加快活性污泥的水解过程。沉淀单元143对从细胞破壁单元142中排出的包含活性污泥和污水的混合液进行沉淀,并将一部分活性污泥回流至曝气单元141和厌氧区11内从而为曝气单元141和厌氧区11补充碳源,并将沉淀后得到的无机污泥排出,将沉淀后的出水回流至厌氧区11或者化粪池以进行再次污水处理。例如蛋白质、多糖、脂肪和核酸都能作为碳源补充到曝气单元141内,不再需要另外往曝气单元141内补入碳源,降低了生产成本。并且,如果曝气单元141内补入了额外的碳源,还会导致剩余活性污泥的额外增长,加大了 污泥消减负荷。另外,沉淀单元143回流至曝气单元141内的活性污泥可以有效地降低曝气单元141内的进水COD值,可以提升除氮和除磷效果。
[0068]
本发明的污泥消减装置,通过曝气单元141中的曝气使微生物组成的活性污泥与污水中的有机物污染物充分混合接触以使有机污染物降解和分解,再利用细胞破壁单元142的高频振动对曝气单元141中增长的活性污泥进行细胞壁破除,使活性污泥中含有的大量水、微生物细胞内的多糖、脂肪、蛋白质和核酸分解出来,然后再通过沉淀单元143进行泥水分离,将分离出来的大部分活性污泥回流至曝气单元141和厌氧区11,不仅给曝气单元141和厌氧区11补充了碳源,降低了生产成本,还可以有效地降低曝气单元141和厌氧区11内的进水COD值,提升了除氮和除磷的效果。污泥消减装置会将沉淀得到的无机泥排出,将出水回流至厌氧区11或者化粪池进行再次污水处理,不会对环境造成污染。本发明的污泥消减装置,实现了剩余活性污泥的回收利用,对活性污泥进行了有效的减量,不仅不会对环境造成污染,而且还降低了生产成本,提高了污水处理效果,并且排出的只有沉淀的无机泥,不会对环境造成污染。
[0069]
作为优选的,所述曝气单元141内还设置有搅拌装置,其用于对曝气单元141内的活性污泥和污水中有机污染物进行搅拌混合,进一步促进混合均匀,提升了有机污染物的降解速度。
[0070]
所述细胞破壁单元142设置有相连的振动电机1421和振动件1422,所述振动电机1421提供高频振动,所述振动件1422通过高频振动对剩余活性污泥的细胞壁进行破除,使剩余活性污泥中包含的水、微生物细胞内的多糖、脂肪、蛋白质和核酸等释放出来,加快剩余活性污泥的水解过程。所述振动件1422的长度基本与细胞破壁单元142的高度相当,可以充分地对剩余活性污泥的细胞壁进行破除。可以理解,所述振动件1422的长度具体不做限定,可以根据实际需求调整其长度。
[0071]
可以理解,作为优选的,所述细胞破壁单元142的内壁上还设置有隔音层,防止振动件1422高频振动产生的噪音传播出去。可以理解,作为优选的,所述细胞破壁单元142内还设置有搅拌装置(图未示),所述搅拌装置用于对细胞破壁单元142内的剩余活性污泥起到搅拌作用,以加强细胞破壁的均匀性。
[0072]
如图7所示,所述设备区中设置有控制器162、风机163和检测单元161,检测单元161和风机163均与控制器162连接。检测单元161可以对污水处理过程中的各项参数进行检测,例如对污水处理设备的进水、出水的水质进行检测,或者对好氧区12内的溶解氧含量进行检测等。控制器162根据检测单元161的检测结果控制污水处理设备中的各种污水处理装置的控制参数,以确保污水处理设备的出水符合排放标准,而且实现智能控制调节,无需人为干预,还可以起到节能减排的作用。可以理解,所述检测单元161包括液位检测仪、流量检测仪、溶氧仪、总磷检测仪、氧化还原电位计、氨氮检测仪和COD检测仪中的一种或多种。所述控制器162中包括CPU单元,CPU单元可以采集检测单元161的开关量信号和模拟量信号,即CPU单元获得检测单元161的各项监测结果和工作状态,并根据监测结果判定污水处理结果是否符合标准,根据其工作状态判定其是否正常运行。如果CPU单元判定出污水处理结果不符合标准,则CPU单元根据其预先搭载的程序来进行运算,并根据运算结果生成对应的控制信号控制各种污水处理装置的控制参数。当CPU单元采集到检测单元161的开关量信号后判定某检测单元161发生故障时,CPU单元生成故障报警信号。可以理解,所述控制器162为PLC或者MCU。可以理解,所述污水处理设备中的各种污水处理装置包括如上所述的风机163、提升泵、加药装置、物理除磷装置、化学除磷装置、混合液回流泵、第二电控开关元件、碳源补充装置等。
[0073]
本发明的污水处理设备,通过检测单元161对污水处理过程中各项参数进行监测,并将检测结果传输至控制器162,控制器162根据检测结果控制污水处理设备中的各种污水处理装置的控制参数进行调整,污水处理过程实现了自动化检测和自动化调节的功能,无需人为干预,而且调节过程通过控制器162内预先搭载的运算程序来控制进行,调节准确度高,确保了污水处理设备具有最佳的污水处理效果,同时提高了污水处理设备的污水处理效率。
[0074]
可以理解,作为优选的,所述设备区还设置有用于将控制器162采集到的开关量信号和模拟量信号以及生成的故障报警信号传输至云服务器40的通信模块165,通信模块165分别与控制器162和云服务器40连接。工作人员可以在与云服务器40连接的远程监控电脑20上获得报警提醒,远程监控电脑20还可以对控制器162采集到的开关量信号和模拟量信号进行组态远程读写,从而可以在现场无人值守的情况下也能知道污水处理设备的运行状态。并且,远程监控电脑20还可以通过云服务器40远程对控制器162进行控制,可以控制设备启停、设置参数和故障复位等。可以理解,云服务器40可以同时与多台污水处理设备进行通信,并且可以实现远程监控电脑20同时对多台污水处理设备进行远程控制。可以理解,所述通信模块165与云服务器40进行通信的方式可以是无线电通信、光纤通信、GPRS通信中的一种或多种。所述通信模块165包括无线电通信模块、光纤通信模块和GPRS通信模块中的一种或多种。可以理解,作为进一步优选的,所述通信模块165还与移动终端30无线通信连接,并且控制器162包括短信控制模块,即控制器162可以支持短信读写功能,其中短信控制模块可以选择GRM200型PLC短信控制模块。当控制器162生成故障报警信号后,可以通过通信模块165发送报警信息至移动终端30,即使工作人员不在现场或者不在远程监控电脑20前,也能及时了解污水处理设备的运行状况。当工作人员通过移动终端30获得报警信息后,可以通过发送信息至通信模块165,然后控制器162将信息内容读写进去并转换为控制信号以控制污水处理设备的工作状态。例如,可以通过短信读写控制污水处理设备启停、设置相关参数或者故障复位等。可以理解,所述移动终端30为手机、平板电脑或者可穿戴电子设备等。
[0075]
本发明的污水处理设备,可以通过通信模块165与云服务器40进行通信,远程监控电脑20通过登录云服务器40可以同时获得多台污水处理设备的运行状态,而且还可以通过云服务器40对多台污水处理设备进行远程控制,监控范围更广,更加符合物联网发展的需求。另外,还可以通过通信模块165与移动终端30进行无线通信,可以将报警信息以短信的形式传输至移动终端30,即使工作人员不在现场或者不在远程监控电脑20前,也能及时了解污水处理设备的运行状况,并且控制器162还支持短信读写功能,工作人员可以通过移动终端30远程控制污水处理设备的工作状态。
[0076]
可以理解,作为优选的,所述设备区还设置有用于延长通信模块165到云服务器40的通信距离的转换器166,转换器166分别与云服务器40和通信模块165连接。例如,所述转换器166为RS232/RS485转换器,其可以将RS232电平转换RS485电平,传输距离更远,延长了通信模块165到云服务器40的通信距离。
[0077]
可以理解,作为优选的,所述设备区还设置有与控制器162连接并用于发出报警信号的报警模块164。当控制器162检测到检测单元161发生故障时,可以控制报警模块164发出报警信号,以便于现场的工作人员可以及时发现,以快速排除故障。所述报警信号可以是声音信号、光信号或者两者结合。作为进一步优选的,所述设备区还设置有与通信模块165连接并用于起到监控作用的摄像机168,摄像机168可以对现场的生产环境以及设备运行状态进行监控,并将监控内容实 时通过通信模块165传输至云服务器40。例如,当报警模块164发出报警信号时,工作人员可以在远程监控电脑20中通过摄像机168及时发现报警信号,以快速排除故障,摄像机168起到了辅助监控的作用。
[0078]
可以理解,作为优选的,所述设备区还设置有与控制器162连接并用于对控制器162进行参数设定和控制的触摸屏167。工作人员可以通过触摸屏167控制污水处理设备启停、对其进行参数设定和故障复位等。另外,触摸屏167还可以显示检测单元161的检测结果和污水处理设备中各种污水处理装置的控制参数。
[0079]
可以理解,所述检测单元161包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水COD值的COD检测仪,所述厌氧区11内设置有用于向厌氧区11中通入污水的提升泵,控制器162根据COD检测仪的检测结果调整提升泵的变频器频率,从而控制提升泵的转速进而实现对污水处理设备的污水处理量进行自动调节。所述控制器162中预存有出水COD标准值,当控制器162比对出COD检测仪检测到的污水处理设备的出水COD值超标时,证明污水处理设备的污水处理量超过其额定负荷,所述控制器162生成控制信号控制提升泵的变频器频率参数降低,从而降低提升泵的转速以降低污水处理设备的污水进水量,从而使污水处理设备的污水处理量符合其额定负荷,进而使出水COD值符合标准。例如,《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准规定:出水COD值不能超过50mg/L,当COD检测仪检测到污水处理设备的出水COD值超过50mg/L时,控制器162控制提升泵的变频器频率降低,以减少污水处理设备的污水进水量。
[0080]
可以理解,作为优选的,所述污水处理设备包括加药装置,加药装置包括加药泵。加药装置通过加药泵输入药剂以降低污水中的COD值,所述控制器162根据COD检测仪的检测结果控制加药泵的打开程度,以控制加药泵的药剂输送量。例如,当COD检测仪检测到出水COD超标时,控制器162控制加药泵的转速加大以增加药机输送量,从而快速降低污水的COD值,使出水COD尽快达标;当COD检测仪检测到出水COD符合标准时,控制器162控制加药泵的打开程度缩小,防止药剂加入量过大而导致增加污水处理成本。本发明通过控制器162根据COD检测仪的检测结果控制加药泵的转速降低,不仅实现了快速降低出水COD值,而且不会增加污水处理成本,全程自动化控制,无需人为干预,调节准确度高。
[0081]
可以理解,当所述控制器162比对出COD检测仪检测到的污水处理设备的出水COD值超标时,控制器162生成报警控制信号发送至远程云服务器40和/或移动终端30和/或报警模块164,以便于工作人员及时检修,并确认自动调节的结果,即确认出水COD值是否恢复正常。
[0082]
可以理解,所述检测单元161还包括用于检测污水处理设备的出水总磷含量的总磷检测仪,所述污水处理设备包括用于通过物理吸附和沉淀的方式降低污水中总磷含量的物理除磷装置。所述控制器162中预存有出水总磷含量的标准值,当控制器162比对出总磷检测仪检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时,所述控制器162生成控制信号控制物理除磷装置的开启工作,以降低污水中的总磷含量,从而使出水总磷含量符合标准。当总磷检测仪检测到出水总磷含量达标时,生成反馈信息传输至控制器162,控制器162控制物理除磷装置停止工作。其中,物理除磷装置相对于现有的化学除磷方式具有除磷速度快、除磷效果反馈快的优点,一旦物理除磷装置开启工作,可以马上降低出水总磷含量,一旦出水总磷含量达标则控制物理除磷装置停止工作,降低了运营成本。例如,《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准规定:出水总磷含量不能超过0.5mg/L,当总磷检测仪检测到污水处理设备的出水总磷含量超过0.5mg/L时,控 制器162控制物理除磷装置开启工作,以快速降低污水处理设备的出水总磷含量。当总磷检测仪检测到污水处理设备的出水总磷含量低于或等于0.5mg/L时,控制器162控制物理除磷装置停止工作。
[0083]
本发明的污水处理设备,其通过总磷检测仪对污水处理设备的出水总磷含量进行检测,当控制器162比对出总磷检测仪检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时,控制器162控制物理除磷装置开启工作,以降低快速降低出水总磷含量,实现了除磷过程的自动、快速调节,无需人工干预,而且调节过程由控制器162来控制,调节准确度高。另外,物理除磷装置相对于现有的化学除磷方式具有除磷速度快、除磷效果反馈快的优点,一旦物理除磷装置开启工作,可以马上降低出水总磷含量,一旦出水总磷含量达标则控制物理除磷装置停止工作,整个调节过程实现自动化控制,降低了运营成本。
[0084]
可以理解,所述物理除磷装置包括用于对污水中的磷进行物理吸附的填料腔和设置于填料腔进水口处的第一电控开关元件,第一电控开关元件与控制器162连接,控制器162根据总磷检测仪的检测结果控制第一电控开关元件的污水输送量。当总磷检测仪检测到污水处理设备的出水总磷超标时,控制器162控制第一电控开关元件打开以使污水流入到填料腔中,填料腔对污水中的磷进行物理吸附后再将污水排出,以快速降低出水总磷含量。当总磷检测仪检测到污水处理设备的出水总磷达标时,控制器162再控制第一电控开关元件关闭。所述第一电控开关元件为电磁阀或者电控阀,其中优选为电控阀,所述控制器162可以控制电控阀的打开程度以调整第一电控开关元件的污水输送量,实现精准调节。所述填料腔中填料的粒径尺寸为2mm~8mm,优选为2mm~5mm,填料的粒径尺寸在此范围内时,填料腔具有最佳的除磷效果,而且填料的磨损率较低,降低了物理除磷装置的维护成本。可以理解,作为一种变形,所述填料腔可以替换成填料结晶床,经第一电控开关元件流入的污水流过填料结晶床后,污水中的磷会在填料颗粒的表面富集进而产生结晶沉淀,从而实现达到降低污水中总磷含量的作用。还可以理解,作为另一种选择,所述填料腔可以替换成人工湿地,利用人工湿地的基质对污水中的磷进行过滤、截流和沉积,同样可以达到降低污水中总磷含量的作用。
[0085]
作为进一步优选的,所述污水处理设备还包括与控制器162连接并用于对物理除磷装置进行冲洗的反冲洗装置。由于物理除磷装置对污水中的磷进行了物理吸附,使用时间过长时,物理除磷装置的除磷效果会下降,此时,控制器162可以控制反冲洗装置定期对物理除磷装置进行反向冲洗,将填料腔中吸附的磷冲洗出去,使填料腔维持良好的除磷效果,而不需要定期对填料腔中的填料进行更换来保证除磷效果,延长了物理除磷装置的使用寿命,降低了污水处理运营成本。作为一种变形,所述物理除磷装置的出水端设置有与控制器162连接的流量监测仪,当流量检测仪检测到物理除磷装置的出水量急剧降低时产生报警信号传输至控制器162,控制器162控制发冲洗装置启动以对物理除磷装置进行反向冲洗。
[0086]
可以理解,作为优选的,所述污水处理设备还包括用于向污水中投加药剂以降低污水中的总磷含量的化学除磷装置,化学除磷装置包括加药泵。化学除磷装置通过加药泵输入除磷药剂至污水中,使污水中磷酸根粒子生成难溶性的盐,形成絮凝体与水分离,从而达到除磷作用。所述控制器162根据总磷检测仪的检测结果控制加药泵的打开程度,以控制加药泵的药剂输送量。例如,当总磷检测仪检测到出水总磷含量超标时,控制器162控制加药泵的转速加大以增加药机输送量,从而快速降低污水的总磷含量,使出水总磷含量尽快达标;当总磷检测仪检测到出水总磷含量符合标准时,控制器162控制加药泵的打开程度缩小,防止除磷药剂加入量过大而导致增加污水处 理成本。本发明通过控制器162根据总磷检测仪的检测结果控制加药泵的转速降低,不仅实现了快速降低出水总磷含量,而且不会增加污水处理成本,全程自动化控制,无需人为干预,调节准确度高。
[0087]
可以理解,作为另一种选择,所述污水处理设备还可以根据进水总磷含量来对应控制物理除磷装置和化学除磷装置的工作状态。所述总磷检测仪对污水处理设备的进水总磷含量进行检测,所述控制器162中预存有进水总磷含量的第一阈值和第二阈值,其中进水总磷含量小于等于第一阈值代表着污水处理设备的目前工作状态可以确保出水总磷含量符合标准,尚在污水处理设备目前工作状态的除磷范围内;进水总磷含量在第一阈值和第二阈值之间意味着污水处理设备目前的工作状态无法将出水总磷含量降下去,无法满足排放标准,进水总磷含量已经超出了污水处理设备目前工作状态的除磷范围,需要借助其他除磷方式来进一步降低出水总磷含量;进水总磷含量大于等于第二阈值意味着进水总磷含量严重超标,进水总磷含量已经严重超出了污水处理设备目前工作状态的除磷范围,需要借助强有力的除磷方式来降低出水总磷含量。当进水总磷含量在第一阈值以下时,控制器162控制物理除磷装置和化学除磷装置处于关闭状态;当总磷检测仪检测到进水总磷含量在第一阈值和第二阈值之间时,控制器162控制物理除磷装置开启工作;当总磷检测仪检测到进水总磷含量超过第二阈值时,控制器162控制化学除磷装置开启工作。例如,当检测到进水总磷在3mg/L以下时,污水处理设备自身的污水处理体系可以将污水中的总磷含量降下去,出水可符合排放标准。当检测到进水总磷在3mg/L~6mg/L时,意味着污水处理设备自身的污水处理体系处理后的出水总磷含量超出了排放标准,控制器162控制物理除磷装置开启工作,通过物理吸附和沉淀的方式降低污水中的总磷含量以满足排放标准;当检测到进水总磷在6mg/L~9mg/L时,意味着即便物理除磷装置开启工作,也无法将污水中的总磷含量降到标准值以下,此时控制器162同时控制化学除磷装置开启工作,通过化学除磷的方式降低污水中的总磷含量以满足排放标准。可以理解,由于物理除磷装置是采用的物理吸附和沉淀的方式进行除磷,除磷量有限,当进水总磷含量超过一定阈值时,物理除磷装置已经无法将总磷含量降到标准值以下,而化学除磷装置是通过投加化学药剂来实现化学除磷,当进水总磷含量严重超标时,化学除磷装置的除磷效果比物理除磷装置好得多。本发明的污水处理设备通过根据总磷检测仪的检测结果来对应控制物理除磷装置和化学除磷装置的工作状态,结合了物理除磷装置可以实现快速除磷但除磷量有限的特性,以及化学除磷装置除磷量大但除磷成本高、除磷效果反馈慢的特性,既确保了出水总磷含量符合排放标准,又可以降低生产成本,全程实现了自动化控制,无需人为干预,确保了污水处理设备具有良好的除磷效果。
[0088]
可以理解,所述检测单元161包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水氨氮含量的氨氮检测仪,所述污水处理设备包括用于将污水处理设备的好氧区12中的混合液回流至厌氧区11的混合液回流泵。所述控制器162中预存有出水氨氮含量的标准值,当控制器162比对出氨氮检测仪检测到的污水处理设备的出水氨氮含量超标时,所述控制器162生成控制信号控制混合液回流泵开启工作,将好氧区12中的混合液回流至厌氧区11中进行再次反硝化处理,以降低污水中的氨氮含量,从而使出水氨氮含量符合标准。当氨氮检测仪检测到出水氨氮含量达标时,生成反馈信息传输至控制器162,控制器162控制混合液回流泵停止工作。例如,《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准规定:出水氨氮含量不能超过5(8)mg/L,当氨氮检测仪检测到污水处理设备的出水氨氮含量超过5(8)mg/L时,控制器162控制混合液回流泵开启工作,以快速降低污水处理设备的出水氨氮含量。当氨氮检测仪检测到污水处理设备的出水氨氮含量低于或等于5(8)mg/L时,控制器162控制混合液回流泵停止工作。可以理解,控 制器162通过控制混合液回流泵的变频器的频率来调整混合液回流泵的转速,进而调整混合液的回流量。可以理解,当所述控制器162比对出氨氮检测仪检测到的污水处理设备的出水氨氮含量超标时,控制器162生成报警控制信号发送至云服务器40和/或移动终端30和/或报警模块164,以便于通知工作人员及时检修,并确认自动调节的结果,即确认出水氨氮含量是否恢复正常以及设备是否正常运行。还可以理解,所述控制器162可以根据氨氮检测仪的检测结果控制混合液回流比,例如,当氨氮检测仪检测到出水氨氮含量在第一范围内时,控制器162控制混合液回流比为100%;当氨氮检测仪检测到出水氨氮含量在第二范围内时,控制器162控制混合液回流比为200%;当氨氮检测仪检测到出水氨氮含量在第三范围内时,控制器162控制混合液回流比为300%;当氨氮检测仪检测到出水氨氮含量在第四范围内时,控制器162控制混合液回流比为400%,其中第一范围、第二范围、第三范围和第四范围的数值依次增加。具体的,好氧区12通过多根混合液回流管与厌氧区11连通,每根混合液回流管中均设置有电磁阀,控制器162通过控制混合液回流泵的转速和/或电磁阀的开启数量来控制混合液回流比。即,出水氨氮含量的每一个范围都对应一个混合液回流比,本发明的污水处理设备可以基于检测到的出水氨氮含量进行档位切换,从而控制不同的混合液回流比,实现自动化调节,确保污水处理设备具有良好的除氨氮效果。
[0089]
可以理解,作为一种变形,本发明的污水处理设备的好氧区12与厌氧区11通过多根回流管连通,每个回流管中均分别设置有用于控制混合液回流量的第二电控开关元件,所述第二电控开关元件与控制器162连接。当所述氨氮检测仪检测到的污水处理设备的出水氨氮含量超标时,控制器162控制第二电控开关元件打开,从而将好氧区12中的混合液回流至厌氧区11。所述控制器162可以控制多个第二电控开关元件打开的数量,从而实现精准地调节从好氧区12回流至厌氧区11中的混合液的回流量。还可以理解,也可以采用控制器162同时控制混合液回流泵和第二电控开关元件来调节混合液的回流量,调节更加多样化,同时也更加精准。所述第二电控开关元件可以是电磁阀或者电控阀,其中优选为电控阀,所述控制器162可以控制电控阀的打开程度以调整第二电控开关元件的混合液回流量,实现精准调节。
[0090]
可以理解,作为优选的,所述污水处理设备包括混合液回流泵和第二电控开关元件,所述检测单元161还包括用于检测混合液回流量的流量检测仪,所述流量检测仪与控制器162连接。所述流量检测仪可以检测到混合液的回流量并生成反馈信号传输至控制器162,所述控制器162中根据第二电控开关元件和混合液回流泵的不同控制参数对应存储有不同的混合液回流量预设值,当控制器162比对出流量检测仪检测到的混合液的回流量低于预设值时,控制器162控制报警模块164发出报警,或者将报警信息传输至云服务器40或移动终端30,以提醒工作人员对第二电控开关元件和混合液回流泵进行检修,防止回流管和混合液回流泵由于堵塞而导致混合液回流量较少,进而导致无法降低污水中的氨氮含量。可以理解,作为进一步优选的,当所述流量检测仪检测到混合液回流量低于预设值时,控制器162控制反向冲洗装置对混合液回流泵和第二电控开关元件进行反向冲洗,防止其由于堵塞而导致混合液回流量较少甚至无法回流,进而导致出水氨氮含量偏高。
[0091]
厌氧区11随着反硝化作用的持续进行,其内部的碳源被持续消耗,因此需要往厌氧区11中不断补入新的碳源以确保反硝化作用的顺利进行。可以理解,作为优选的,所述污水处理设备还包括碳源补充装置(图未示),所述碳源补充装置包括加药泵。所述碳源补充装置通过加药泵向厌氧区11中补入新的碳源,所述控制器162根据氨氮检测仪的检测结果控制加药泵的打开程度,以控制加药泵的输送量。可以理解,所述碳源可以是甲醇、乙醇、醋酸或者醋酸钠等。例如,当氨氮检测仪检测到出水氨氮含量超标时,控制器162控制加药泵的打开程度加大或者完全打开,以 快速降低污水的氨氮含量,使出水氨氮含量尽快达标;当氨氮检测仪检测到出水氨氮含量符合标准时,控制器162控制加药泵的打开程度缩小,防止药剂加入量过大而导致增加污水处理成本。本发明通过控制器162根据氨氮检测仪的检测结果控制加药泵的打开程度,不仅实现了快速降低出水氨氮含量,而且不会增加污水处理成本,全程自动化控制,无需人为干预,调节准确度高。
[0092]
厌氧区11内必须保持缺氧状态,通常其溶解氧的浓度不能超过0.5mg/L,否则就会破坏厌氧区11内的反硝化作用,导致除氮效果大大降低。可以理解,作为优选的,所述检测单元161还包括位于污水处理设备的厌氧区11内并用于检测厌氧区11中溶解氧浓度的溶解氧测定仪或者氧化还原电位计(图未示),所述溶解氧测定仪或者氧化还原电位计与控制器162连接。当溶解氧测定仪或者氧化还原电位计检测到厌氧区11内的溶解氧浓度超标时,溶解氧测定仪生成报警信号传输至控制器162,控制器162控制报警模块164发出报警,或者生成报警信息传输至云服务器40和移动终端30,以提醒工作人员及时检修。
[0093]
可以理解,作为优选的,所述检测单元161还包括位于好氧区12内并用于检测好氧区12中溶解氧浓度的溶解氧测定仪或者氧化还原电位计,控制器162根据控制溶解氧测定仪或者氧化还原电位计控制风机163的变频器的频率,对风机163的转速进行调节,从而实现对好氧区12内的曝气量进行自动调节,取得了智能控制和节能的效果。
[0094]
可以理解,作为优选的,所述设备区还设置有与控制器162连接的神经网络模块169,神经网络模块169用于基于控制器162采集的开关量信号和模拟量信号以及控制器162传输给各种污水处理装置的控制信号进行深度学习以实现智能化控制。所述控制器162传输给各种污水处理装置的控制信号即为各种污水处理装置的设置参数。还可以理解,所述神经网络模块169为神经元芯片。通过设置神经网络模块169,可以通过深度学习得到最佳的参数设置,并将最佳的参数通过控制器162分别传输至各种污水处理装置,从而实现智能化控制,无需人工对污水处理设备进行调试或者排除故障。而且随着污水处理设备的运行,神经网络模块169所获得的基础数据会越来越多,深度学习的结果会越来越精确,控制准确度会越来越高。
[0095]
本发明的适用于多户生活污水处理的污水处理设备,处理对象为一般生活污水,进水COD为200mg/L~300mg/L,BOD为100mg/L~120mg/L,SS为80mg/L~100mg/L,氨氮含量为20mg/L~25mg/L,总磷含量为1mg/L~3mg/L。经过本发明的污水处理设备进行污水处理后的出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准,其中出水COD为50mg/L,BOD为10mg/L,SS为10mg/L,氨氮含量为5(8)mg/L,总磷含量为0.5mg/L。
[0096]
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

权利要求书

[权利要求 1]
一种适用于多户生活污水处理的污水处理设备,其用于对多户住宅排放的生活污水进行一体化处理,其特征在于, 其包括外部箱体,外部箱体内设置有相互隔开的厌氧区(11)、好氧区(12)、沉淀区(13)、污泥减量区(14)和设备区; 厌氧区(11)、好氧区(12)、沉淀区(13)以及污泥减量区(14)依次连通,厌氧区(11)与化粪池连通,好氧区(12)还与厌氧区(11)通过回流管路连通以将部分混合液回流至厌氧区(11),沉淀区(13)还与厌氧区(11)通过回流管路连通以将部分活性污泥回流至厌氧区(11),污泥减量区(14)与厌氧区(11)或化粪池连通; 设备区内设置有用于对污水处理过程的各项参数进行检测的检测单元(161)和用于根据检测单元(161)的检测结果控制污水处理设备的各种污水处理装置的工作状态的控制器(162),污水处理装置包括风机(163)、提升泵、加药装置、物理除磷装置、化学除磷装置、混合液回流泵、第二电控开关元件和碳源补充装置中的一种或多种。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的污水处理设备,其特征在于, 沉淀区(13)设置有水深度处理装置,其包括箱体(131),箱体(131)的上部设置有进水口和出水口; 箱体(131)内设有用于将进水口引入的流体沿竖向引导并利用斜壁反射方式弹射输出的竖流沉淀组件(132)以及布设于竖流沉淀组件(132)的输出位置并用于利用倾斜沉淀方式对竖流沉淀组件(132)输出的流体进行沉淀处理的斜管沉淀组件(133)或斜板沉淀组件。
[权利要求 3]
如权利要求2所述的污水处理设备,其特征在于, 外部箱体内还设置有与沉淀区(13)连通并用于对沉淀区(13)的排出的清水进行进一步消毒杀菌处理的消毒杀菌区(15)。
[权利要求 4]
如权利要求1所述的污水处理设备,其特征在于, 污泥减量区(14)设置有污泥减量装置,其包括 曝气单元(141),用于通过曝气使微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物混合接触以使有机污染物降解; 细胞破壁单元(142),用于利用高频振动以加快曝气单元(141)中产生的剩余活性污泥的水解过程; 沉淀单元(143),用于对细胞破壁单元(142)排出来的包含活性污泥和污水的混合液进行沉淀以使活性污泥回流和排出无机泥; 曝气单元(141)与沉淀区(13)连通,细胞破壁单元(142)分别与曝气单元(141)和沉淀单元(143)连通,沉淀单元(143)还与曝气单元(141)连通。
[权利要求 5]
如权利要求1所述的污水处理设备,其特征在于, 厌氧区(11)的顶部安装有除臭装置,所述除臭装置包括壳体(111)、用于防止厌氧区(11)内的水进入壳体(111)的保护层(112)、用于对厌氧区(11)内上浮的臭气进行物理吸附的物理吸附层(113)、用于对物理吸附层(113)进行热脱附再生的加热组件(115)和用于将经过物理吸附层(113)吸附处理后的气体排放至大气的排气阀(116); 壳体(111)与厌氧区(11)密封式连接,壳体(111)的底部开设有透气通道,保护层(112)和物理吸附层(113)收容在壳体(111)内,保护层(112)位于壳体(111)底部,物理吸附层(113)位于保护层(112)的上方,排气阀(116)设置在壳体(111)的顶部。
[权利要求 6]
如权利要求1所述的污水处理设备,其特征在于, 检测单元(161)包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水COD值的COD检测仪,厌氧区(11)内设置有用于向厌氧区(11)中通入污水的提升泵,COD检测仪和提升泵均与控制器(162)连接;控制器(162)用于根据COD检测仪的检测结果控制提升泵的变频器的频率;或者 检测单元(161)包括位于污水处理设备的进水位置和出水位置处并用于检测污水处理设备的进水COD值和出水COD值的COD检测仪,厌氧区(11)内设置有用于向厌氧区(11)中通入污水的提升泵,COD检测仪和提升泵均与控制器(162)连接;控制器(162)用于根据COD检测仪的检测结果控制提升泵的变频器的频率。
[权利要求 7]
如权利要求1所述的污水处理设备,其特征在于, 检测单元(161)还包括用于检测污水处理设备的出水总磷含量的总磷检测仪,污水处理设备包括用于通过物理吸附和沉淀的方式降低污水中总磷含量的物理除磷装置,物理除磷装置和总磷检测仪均与控制器(162)连接; 控制器(162)根据总磷检测仪的检测结果控制物理除磷装置的工作状态。
[权利要求 8]
如权利要求7所述的污水处理设备,其特征在于, 污水处理设备还包括用于向污水中投加药剂以降低污水中的总磷含量的化学除磷装置,化学除磷装置包括加药泵,加药泵与控制器(162)连接。
[权利要求 9]
如权利要求1所述的污水处理设备,其特征在于, 检测单元(161)还包括位于好氧区(12)内并用于检测好氧区(12)中溶解氧浓度的溶解氧测定仪或者氧化还原电位计,设备区设置有用于向好氧区(12)中通入空气的风机(163); 控制器(162)根据溶解氧测定仪或者氧化还原电位计的检测结果控制风机(163)的变频器的频率。
[权利要求 10]
如权利要求1所述的污水处理设备,其特征在于, 检测单元(161)包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水氨氮含量的氨氮检测仪,污水处理设备包括用于将污水处理设备的好氧区(12)中的混合液回流至厌氧区(11)的混合液回流泵,氨氮检测仪和混合液回流泵均与控制器(162)连接; 控制器(162)用于根据氨氮检测仪的检测结果控制混合液回流泵的工作状态。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]