本實用新型屬于水處理技術領域，具體涉及一種村鎮(zhèn)生活污水的生物處理系統(tǒng)。

背景技術：

我國農(nóng)村環(huán)境綜合整治正在全國范圍內(nèi)推廣開來，對于村莊生活污水的收集處理項目遍地開花，但目前已經(jīng)實施的農(nóng)村生活污水處理項目存在照搬城鎮(zhèn)污水處理的方法，選用大量的處理設備，污水處理系統(tǒng)的占地太大，難以運行管理，建造及運行費過高。且存在農(nóng)村用地緊湊，技術人員嚴重配備不足，村莊經(jīng)濟水平低等產(chǎn)生極大的矛盾。

因此，目前急需一種處理能力高、運行設備少、運行維護簡易操作的適用于農(nóng)村污水水質(zhì)、水量變化及農(nóng)村技術經(jīng)濟現(xiàn)狀的全新污水處理系統(tǒng)來改善此局面。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有農(nóng)村污水處理技術缺陷所引起的諸多問題，本實用新型提供一種特別適合村鎮(zhèn)生活污水處理的生物處理系統(tǒng)的占地省、運行費用少、投資省、占地面積省、處理能力強的村鎮(zhèn)污水處理新工藝系統(tǒng)。

本實用新型的目的是通過如下技術方案來實現(xiàn)的。

根據(jù)本實用新型提供的一個實施例，本實用新型提供了一種適用于村鎮(zhèn)生活污水的生物處理系統(tǒng)，包括通過隔板劃分的進水調(diào)節(jié)池、好氧Ⅰ區(qū)和好氧Ⅱ區(qū)、厭氧選擇區(qū)以及缺氧區(qū)五個功能區(qū)，所述進水調(diào)節(jié)池與好氧Ⅰ區(qū)、好氧Ⅱ區(qū)以及厭氧選擇區(qū)相鄰，缺氧區(qū)位于好氧Ⅰ區(qū)、好氧Ⅱ區(qū)以及厭氧選擇區(qū)邊側；五個功能區(qū)相互連通，其中，進水調(diào)節(jié)池通過管道與厭氧選擇區(qū)、好氧Ⅱ區(qū)依次連通，好氧Ⅱ區(qū)上方設有引出至生物處理系統(tǒng)頂部的出水管；好氧Ⅰ區(qū)、好氧Ⅱ區(qū)、厭氧選擇區(qū)以及缺氧區(qū)通過溢流或開孔連通。

進一步，所述進水調(diào)節(jié)池中設有污水提升泵，污水提升泵通過連接管連通至厭氧選擇區(qū)與負壓比例混合器相連接，負壓比例混合器通過池底回泥管線連通至好氧Ⅱ區(qū)。

進一步，所述好氧Ⅰ區(qū)為L型，將好氧Ⅱ區(qū)圍在其邊框內(nèi)，好氧Ⅱ區(qū)為倒錐體結構，池底回泥管線連通至好氧Ⅱ區(qū)池底。

進一步，所述好氧Ⅱ區(qū)上部分布有混合液氣提管。

進一步，所述好氧Ⅰ區(qū)、好氧Ⅱ區(qū)、厭氧選擇區(qū)和缺氧區(qū)內(nèi)均設有呈陣列分布的曝氣器。

進一步，所述厭氧選擇區(qū)與缺氧區(qū)相鄰側設有反硝化氣提管。

進一步，所述缺氧區(qū)與厭氧選擇區(qū)之間設有液位控制拍門。

進一步，所述好氧Ⅰ區(qū)與好氧Ⅱ區(qū)之間通過過水孔連通；厭氧選擇區(qū)→缺氧區(qū)→好氧Ⅰ區(qū)隔板高度依次降低。

進一步，所述好氧Ⅰ區(qū)和好氧Ⅱ區(qū)、厭氧選擇區(qū)以及缺氧區(qū)中添有生物填料。

進一步，所述進水調(diào)節(jié)池配有液位調(diào)節(jié)器；所述曝氣器通過時間繼電器與液位調(diào)節(jié)器聯(lián)動控制風機的啟停；所述好氧Ⅱ區(qū)中設有測出水溶氧的溶氧在線監(jiān)測儀。

本實用新型的特點在于：

1)該系統(tǒng)占地面積少(噸水占地小于0.5平)、運行能耗低(噸水處理能耗折合電耗小于0.5度電)、設備少、運行操作簡單(人員配備較簡單，進一步可降低運維費用)，采用間歇進水運行的方式，能夠適應各種水質(zhì)水量變化下的村鎮(zhèn)生活污水處理要求，處理效率高，處理效果好，調(diào)節(jié)范圍廣，易于推廣使用。

本實用新型生物處理系統(tǒng)是一種利用進水替換出水、無需容積調(diào)節(jié)，無需潷水器的CASS改良型工藝，特別適合于村鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)、水量隨時間、地理位置變化大的特點，本實用新型系統(tǒng)經(jīng)過參數(shù)調(diào)整同時適用于其他易生化處理的有機廢水，大小可以調(diào)節(jié)，靈活性高，工程建設成本低、運行維護簡單費用省，對中小處理規(guī)模的適應性極強。

2)本實用新型系統(tǒng)投資僅為相同處理規(guī)模、水質(zhì)處理系統(tǒng)的50％～70％，占地面積減少了40％以上，能耗降低了50％以上，運行設備數(shù)量減少了一半，因此運行維護難度也得到了極大的簡化，人工成本可降低40％以上，同時系統(tǒng)的污水處理效率、抗沖擊能力，TN、TP的去除能力較常規(guī)生化法有了極大的提高。

3)本實用新型提高TN、TP去除能力的原理是：進水時進行污泥通過回流至選擇區(qū)，使聚磷菌完全釋磷，同時生化反應器池體流態(tài)的設計使污泥回流與進水；曝氣反應時，貯存于厭氧選擇區(qū)的高碳源原水提供反硝化電子供體，兩個氣提回流系統(tǒng)與曝氣反應水力聯(lián)動進行保證了系統(tǒng)的基于水力學原理的安全自動和低設備配置帶來的低能耗的特點。

本系統(tǒng)采用間歇進水反應的模式，選用較連續(xù)進水反應進水流量大得多的污水提升泵，有利于污水提升設備的選型與節(jié)能。

4)本實用新型采用氣提器利用曝氣設備富裕風量對混合液、反硝化所需原水碳源進行氣提回流，根據(jù)系統(tǒng)工藝要求通過氣閥控制回流量。

5)本實用新型的進水階段污泥回流是通過在選擇區(qū)內(nèi)池底壓力管末端安裝負壓比例混合器，實現(xiàn)污水與污泥同時，定比混合。當系統(tǒng)水量較小時或有其他特殊要求時，不利于使用負壓比例混合器，再考慮采用潛水污泥泵進行強制動力回流。

6)本實用新型可適應多種進水濃度的水質(zhì)要求，當進水濃度為中高濃度時，使用常規(guī)的活性污泥工藝模式，當原水濃度較低時，需在好氧區(qū)、厭氧選擇區(qū)以及缺氧區(qū)反應器內(nèi)安裝一定體積的生物填料，使系統(tǒng)保持平平衡的食微比(F/M)，保證食物網(wǎng)與生態(tài)鏈的平衡。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見地，下在描述中的附僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型適用于村鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)的結構功能區(qū)示意圖；

圖2是第Ⅰ階段(進水排水階段)水流流場及處理原理示意圖；

圖3是第Ⅱ階段(曝氣反應階段)水流流場及處理原理示意圖；

圖4是第Ⅲ階段(靜沉泥水分離階段)水流流場及處理原理示意圖；

圖5是進水階段，負壓比例混合器污泥回流示意圖。

圖中：1、進水調(diào)節(jié)池；2、污水提升泵；3、好氧Ⅰ區(qū)；4、好氧Ⅱ區(qū)；5、池底回泥管線；6、曝氣器；7、負壓比例混合器；8、厭氧選擇區(qū)；9、混合液回流管；10、液位控制拍門；11、反硝化碳源氣管；12、缺氧區(qū)；13、出水管；14、過水孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本實用新型，而不應視為限定本實用新型的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內(nèi)的文獻所描述的技術或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用設備、管材、管件未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過購買其中選的常規(guī)產(chǎn)品。

如圖1所示，一種適用于村鎮(zhèn)生活污水的生物處理系統(tǒng)，包括通過隔板劃分的進水調(diào)節(jié)池1、好氧Ⅰ區(qū)3和好氧Ⅱ區(qū)4、厭氧選擇區(qū)8和缺氧區(qū)12五個功能區(qū)。其中，進水調(diào)節(jié)池1與好氧Ⅰ區(qū)3、好氧Ⅱ區(qū)4以及厭氧選擇區(qū)8相鄰，缺氧區(qū)12位于好氧Ⅰ區(qū)3、好氧Ⅱ區(qū)4以及厭氧選擇區(qū)8邊側。五個功能區(qū)相互連通，其中，進水調(diào)節(jié)池1通過池底回泥管線5與厭氧選擇區(qū)8、好氧Ⅱ區(qū)4依次連通，其中，進水調(diào)節(jié)池1中設有污水提升泵2，污水提升泵2通過連接管連通至厭氧選擇區(qū)8與負壓比例混合器7相連接，負壓比例混合器7通過池底回泥管線5連通至好氧Ⅱ區(qū)4池底。好氧Ⅱ區(qū)4上方設有引出至生物處理系統(tǒng)頂部的出水管13；厭氧選擇區(qū)8→缺氧區(qū)12→好氧Ⅰ區(qū)3隔板高度依次降低，好氧Ⅰ區(qū)3與好氧Ⅱ區(qū)4之間通過過水孔14連通；或好氧Ⅰ區(qū)3、好氧Ⅱ區(qū)4、厭氧選擇區(qū)8以及缺氧區(qū)12通過溢流或開孔連通。

好氧Ⅰ區(qū)3為L型，將好氧Ⅱ區(qū)4圍在其邊框內(nèi)，好氧Ⅱ區(qū)4為倒錐體結構，池底回泥管線5連通至好氧Ⅱ區(qū)4池底。好氧Ⅰ區(qū)3、好氧Ⅱ區(qū)4內(nèi)均設有呈陣列分布的曝氣器6。好氧Ⅱ區(qū)4上部分布有混合液氣提管9，將混合液回流氣由好氧Ⅱ區(qū)4提至缺氧區(qū)12；厭氧選擇區(qū)8與缺氧區(qū)12相鄰側設有反硝化氣提管11，將反硝化碳源氣由厭氧選擇區(qū)8提至缺氧區(qū)12。

厭氧選擇區(qū)8中設有呈陣列分布的曝氣器6，在靠近缺氧區(qū)12的一側厭氧選擇區(qū)8中設有反硝化碳源氣管11。缺氧區(qū)12中設有呈陣列分布的曝氣器6，在與厭氧選擇區(qū)8之間設有液位控制拍門10。好氧Ⅰ區(qū)3與好氧Ⅱ區(qū)4之間設有過水孔14。

本系統(tǒng)的調(diào)節(jié)提升池、新型改良型CASS生化反應池、污泥回流系統(tǒng)、內(nèi)回流系統(tǒng)、自排水系統(tǒng)，生化反應池各格室實現(xiàn)厭氧、缺氧、好氧的分區(qū)，各反應區(qū)通過高位連通器，實現(xiàn)混合液的推流循環(huán)狀態(tài)，實現(xiàn)脫碳、除磷、硝化反硝化的功能，實現(xiàn)污水的凈化處理，整個處理系統(tǒng)僅有提升水泵和曝氣風機兩個主要污水處理設備，因此運行控制簡單，運行費用非常低，在同等處理能力下,可達到現(xiàn)有農(nóng)村污水處理設施運行費用的1/3以下。

本系統(tǒng)為CASS的改良工藝，間歇進水排水，進水調(diào)節(jié)池的出水口連接一負壓比例混合器，實現(xiàn)進水時污泥回流；當條件不允許時，再考慮污泥回流泵回流污泥，進水管路末端必需有防止虹吸倒流的措施。

系統(tǒng)采用鼓風曝氣時，三個功能區(qū)(好氧Ⅰ區(qū)+好氧Ⅱ區(qū)、厭氧選擇區(qū)、缺氧區(qū))底部均安裝曝氣器，曝氣量依次增加，好氧Ⅱ區(qū)較好氧Ⅰ區(qū)曝氣量減小。其中選擇區(qū)和缺氧區(qū)曝氣功能為攪拌功能，曝氣強度最小，2～4m³/(m2*h)，其中缺氧區(qū)曝氣強度取小值，缺氧池曝氣強度取大值；好氧區(qū)曝氣強度根據(jù)污染物負荷和功能區(qū)分段選擇合適的曝氣強度，保證在當段食微比的狀態(tài)下，提供足夠的供氧量，末端曝氣量降到最低，溶解氧濃度不高于4mg/L。

允許廢水推流式流過三個功能區(qū)，三個功能區(qū)在反應階段又相互連通形成物質(zhì)循環(huán)。保證既實現(xiàn)必要的混合效果，更重要的是形成每個功能區(qū)所需的氧化還原環(huán)境，利于脫氮除磷及有機物的去除。

根據(jù)進水污染物的濃度及各格室的設計去除能力，考慮是否在各反應區(qū)內(nèi)增加生物填料，有利于提高系統(tǒng)的處理能力和抗沖擊能力及處理效果。

系統(tǒng)在運行一段時間后，根據(jù)污泥的產(chǎn)量及混合液的MLSS濃度(或SV)確定是否需要進行排泥，采用好氧Ⅱ區(qū)內(nèi)設排泥泵排除適量沉淀濃縮污泥，或選擇其他可行方式定期排除剩余污泥，以保證混合液污泥濃度在合理的范圍內(nèi)。

若出水要求水質(zhì)一級A標準以下時，后續(xù)進入人工濕地系統(tǒng)，生化池間歇運行排水的特點，使?jié)竦靥幱诜磸筒粩嗟母蓾窠惶嫜h(huán)過程中，有利于較好的發(fā)揮人工濕地處理系統(tǒng)的處理能力和提高處理效率。

本實用新型污水處理系統(tǒng)為了保證在反應階段實現(xiàn)缺氧與厭氧間的回流平衡，在厭氧選擇區(qū)和缺氧區(qū)兩個格室間的隔墻底部設計一個單向流動的液位控制拍門(或單向閥)，僅允許混合液因液位差從底部留入?yún)捬醭?，平衡液位，形成局部小回流。系統(tǒng)各區(qū)之間的隔板高度也可以是一樣高，但留過水連通孔或連通管，孔底標高依次降低，利于水流從始端向末端。

本實用新型的另一個特點在于，為了保證系統(tǒng)的高效運行和提高系統(tǒng)的自動控制水平，較少的在線自動控制節(jié)點與反饋，需要實現(xiàn)較好的系統(tǒng)運行工況與出水水質(zhì)，進水調(diào)節(jié)池配帶反饋的液位調(diào)節(jié)器；曝氣器通過時間繼電器與液位調(diào)節(jié)器聯(lián)動控制風機的啟停；好氧Ⅱ區(qū)中設有測出水溶氧的溶氧在線監(jiān)測儀。采用時間控制器、自控反饋程序、溶氧在線監(jiān)測等高標準的自控及在線監(jiān)測系統(tǒng)，可保證系統(tǒng)更有效地實現(xiàn)無人值守，同時保證系統(tǒng)的運行在較優(yōu)的工況之下。

各階段運行方式可按如下進行：

a.進水排水階段(見圖2所示)：其中箭頭所指方向為水流方向，彎箭頭前帶“+”表示上部頂部出水，彎箭頭前帶“－”表示中部或底部連通出水；圖中圓圈代表曝氣器的布置，不同的布置密度代表不同的曝彎氣強度。

圖5所示，給出了負壓比例混合器7結構示意圖，圖中顯示進水階段，負壓比例混合器污泥回流情況。

當調(diào)節(jié)池液位到達最高液位時，水泵自動啟動，污泥同步回流至厭氧選擇池，進行厭氧釋磷過程，同時在多格室和特殊的連通管設計下，沉淀后的上清液換排出反應器，系統(tǒng)同步。進水時間控制在1～2h。

b.曝氣反應階段(見圖3所示)：進水結束后自控系統(tǒng)風機自動啟動，進入曝氣反應，形成厭氧、缺氧、好氧的反應格室，去除C、N、P。利用氣提回充系統(tǒng)，好氧池末端硝化液與選擇區(qū)污水原水按照設計流量同時回流到缺氧池前段進行反硝化反應與聚磷反應。系統(tǒng)在兩個回流作用下實現(xiàn)了反應器全池體的大回流和局部小回流，有利于除磷、硝化反硝化、脫碳的高效、高水平進行，同時也減少了系統(tǒng)的需氧量需求。此階段時間控制在2～3h，氣水比5～7(水量按提升泵流量計)。

c.靜置沉泥階段(見圖4所示)：反應階段完成后，在時間控制器的控制下曝氣反應階段結束，污泥絮體開始下沉，泥水分離。此階段時間控制在1～1.5h。

d.閑置階段：在沉泥階段完成至下一次進水開始前這段時間，是閑置時間，并且閑置時間應不小于靜置沉泥階段的時間，為系統(tǒng)的運行策略的靈活調(diào)整提供了可能。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上列和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。