一种抗负荷冲击农村污水处理设备及处理方法

摘要

本发明公开了一种抗负荷冲击农村污水处理设备及处理方法，涉及污水处理技术领域，污水处理设备包括：罐体，由罐体的一端到另一端、其内腔分为厌氧区、第一好氧区、缺氧区、第二好氧区以及沉淀区；曝气装置在厌氧区、第一好氧区、缺氧区以及第二好氧区内均有设置；厌氧区和缺氧区均连接有进水管，沉淀区连接出水管；硝化液回流装置可控制地将第二好氧区内的混合液回流至缺氧区内。如此设置，通过曝气装置控制其向各个功能区内提供的气体流量，便可以改变功能区的功能，根据农村污水的水量波动以及水质浓度波动提前对功能区进行调节，以适应农村污水水质水量不稳定的现状，确保污水的处理效果，提高一体化污水处理设备的抗负荷冲击能力。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种抗负荷冲击农村污水处理设备及处理方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，农村居民环境的改善逐渐受到重视。但是，农村生活污水的任意排放在一些地区仍然存在，未经处理、利用的粪便和各种生活污水严重污染了土壤、地表水和地下水、对居民饮用水和生活用水的安全造成威胁。为了改善农村居民的居住环境，国家加大了对农村生活污水的治理力度，正在逐步推进农村污水处理设施建设。

农村受地理位置和经济水平等影响，导致其污水具有水质和水量不稳定的特点、进水COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)偏低、氨氮浓度较高。例如，节假日农村污水的水量会突然增加；受季节影响，在夏季用水量大的情况下，污水中的污泥、杂质的浓度就会相对较低等。若在农村建设大型的污水处理设备来满足污水量大、水质浓度高时的处理负荷，会消耗巨额成本、且占地面积较大，在污水水量较小的情况下设备并不能得到充分利用；若建设小型的污水处理设备，在水量大、水质浓度高时就不能满足处理负荷的要求。

因此，提供一种能够抗负荷冲击的农村污水处理设备来适应农村污水水质和水量不稳定的特点，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗负荷冲击农村污水处理设备及处理方法，以对农村污水进行处理并能够适应农村污水水质和水量不稳定的特点。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种抗负荷冲击农村污水处理设备，包括：

罐体，由所述罐体的一端到另一端、其内腔分割为五个功能区，依次为厌氧区、第一好氧区、缺氧区、第二好氧区以及沉淀区；

曝气装置，所述厌氧区、所述第一好氧区、所述缺氧区以及所述第二好氧区内均设有所述曝气装置，所述曝气装置用于可控制地向对应的所述功能区内提供气体；

进水管和出水管，所述厌氧区和所述缺氧区均连接有所述进水管，所述出水管与所述沉淀区相连接；

硝化液回流装置，所述硝化液回流装置用于可控制地将所述第二好氧区内的混合液回流至所述缺氧区内。

优选地，还包括控制器，各个所述曝气装置以及所述硝化液回流装置均与所述控制器可通信地相连接，所述控制器控制各个所述曝气装置以及所述硝化液回流装置的启闭。

优选地，所述沉淀区与所述厌氧区之间设有污泥回流管、以将所述沉淀区的污泥部分地回流至所述厌氧区。

优选地，所述硝化液回流装置包括硝化液回流管以及与所述硝化液回流管相连接的气提装置，所述气提装置与所述控制器可通信地相连接，所述硝化液回流管的入口端设置在所述第二好氧区内，所述硝化液回流管在所述缺氧区内设有第一出口。

优选地，还包括用于将所述沉淀区的污泥排出所述罐体的污泥管、所述污泥管与所述沉淀区相连接。

优选地，所述沉淀区内设有沉淀池，所述第二好氧区通过过水管与所述沉淀区相连通，所述沉淀区内设有导流筒，所述导流筒的一端与所述过水管相连接、另一端与所述沉淀池相连通。

优选地，所述第一好氧区和所述第二好氧区内均设有细格栅填料挡板。

优选地，还包括网孔格栅片，以对所述进水管的出口端流出的污水进行过滤。

优选地，所述曝气装置包括曝气管以及与所述曝气管相连接的空气泵，所述曝气管上设有多个穿孔。

本发明还提供一种抗负荷冲击农村污水处理方法，计待处理的污水水量为A，待处理的污水水量节点包括第一设定值T；计待处理的污水水质浓度为B，待处理的污水水质浓度节点包括第二设定值S，其中，B为污水的COD浓度与氨氮浓度的比值，包括：

当A≤T、B≥S时，第一好氧区和第二好氧区的曝气装置开启，缺氧区的曝气装置关闭，污水从厌氧区流入，经处理后由沉淀区排出；

当A≤T、B

当A>T、B≥S时，第一好氧区、第二好氧区以及缺氧区的曝气装置均开启，污水从厌氧区流入，经处理后由沉淀区排出；

当A>T、B

本发明提供的技术方案中，抗负荷冲击农村污水处理设备包括罐体，罐体内的空间被分割为五个功能区、分别为由罐体的一端到另一端依次排布的厌氧区、第一好氧区、缺氧区、第二好氧区以及沉淀区。厌氧区、第一好氧区、缺氧区以及第二好氧区内均设有曝气装置，曝气装置能够可控制地向对应的功能区内提供气体。厌氧区和缺氧区均连接有进水管，沉淀区连接有出水管，并且进水管和出水管均设置在罐体上。硝化液回流装置用于可控制地将所述第二好氧区内的混合液回流至所述缺氧区内。农村污水可以由与厌氧区连通的进水管以及与缺氧区连通的进水管分段流入罐体，经过各个功能区处理后，最终流入沉淀区进行泥水分离，上清液排至附近水域、污泥进行外运处理。如此设置，曝气装置若不向对应的功能区内提供氧气，则对应的功能区便成为缺氧区；曝气装置若向对应的功能区内提供氧气，则对应的功能区便成为好氧区，硝化液回流装置还能提高污水处理设备的承受负荷的程度；使得罐体内的功能区可以依照农村污水的水量多少以及水质浓度的大小进行调节，罐体内的功能区由其一端到另一端可以更变为厌氧区、缺氧区、好氧区、好氧区、沉淀区或者厌氧区、好氧区、好氧区、好氧区、沉淀区等，提高了污水处理设备的抗负荷冲击的能力，适应农村污水水量和水质不稳定的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中抗负荷冲击农村污水处理设备的平面图；

图2是本发明实施例中抗负荷冲击农村污水处理设备的内部结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图。

图中：

1-罐体，2-厌氧区，3-第一好氧区，4-缺氧区，5-第二好氧区，6-沉淀区，7-检修口，8-防落网，9-挡板，10-进水管，11-出水管，12-曝气管，13-气提管，14-污泥管，15-污泥回流管，16-硝化液回流管，17-过水管，18-导流筒，19-网孔格栅片，20-沉淀池，21-过水堰，22-细格栅填料挡板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种抗负荷冲击农村污水处理设备，以对农村污水进行处理并能够适应农村污水水质和水量不稳定的特点。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图1-图3，在本实施例中，抗负荷冲击农村污水处理设备包括罐体1，罐体1内设有四个垂直于罐体1的中心轴的挡板9，使得罐体1内的空间被分割为五个功能区、分别为由罐体1的一端到另一端依次排布的厌氧区2、第一好氧区3、缺氧区4、第二好氧区5以及沉淀区6。厌氧区2、第一好氧区3、缺氧区4以及第二好氧区5内均设有曝气装置，曝气装置能够向对应的功能区内提供气体、并控制气体的流量。厌氧区2和缺氧区4均连接有进水管10，沉淀区6连接有出水管11，并且进水管10和出水管11均与罐体1固定连接。硝化液回流装置能够可控制地将第二好氧区5的混合液回流至缺氧区4内。农村污水的一部分可以由与厌氧区2连通的进水管10流入罐体1，另一部分可以由与缺氧区4连通的进水管10流入罐体1，还可以根据污水水质浓度控制硝化液回流装置的启闭，经过各个功能区处理后，污水最终流入沉淀区6进行泥水分离，上清液排至附近水域、污泥进行外运处理。

如此设置，曝气装置可控制地向功能区内提供氧气、并能够调节气体的流量，使得功能区的功能可以调节，例如，第一好氧区3内的曝气装置若不向第一好氧区3内提供氧气，则第一好氧区3便成为缺氧区4；若缺氧区4内的曝气装置向缺氧区4内提供氧气，则缺氧区4便成为好氧区；使得罐体1内的功能区可以依照农村污水的水量多少以及水质浓度的大小进行调节，罐体1内的功能区由其一端到另一端可以更变为厌氧区2、缺氧区4、好氧区、好氧区、沉淀区6或者厌氧区2、好氧区、好氧区、好氧区、沉淀区6等，提高了污水处理设备的抗负荷冲击的能力，适应农村污水水量和水质不稳定的特点。

在本实施的优选方案中，抗负荷冲击农村污水处理设备还包括控制器，各个曝气装置以及硝化液回流装置均与控制器可通信地相连接，控制器控制各个曝气装置以及硝化液回流装置的启闭。当然，在另外一些实施例中，可以依据农村污水的水量多少以及水质浓度的大小人工控制各个曝气装置以及硝化液回流装置的启闭。

在本实施例中，沉淀区6与厌氧区2之间设有污泥回流管15、以将沉淀区6的污泥部分地回流至厌氧区2。如此设置，将具有活性的污泥回流至厌氧区2，能够补充各个功能区的活性污泥浓度，保证系统内的污泥量。在具体实施例中，利用气提的方式将沉淀区6的污泥回流至厌氧区2，气提管13与污泥回流管15相连接，空气泵带动空气流动，进而带动污泥流进厌氧区2内。

在本实施的优选方案中，硝化液回流装置包括硝化液回流管16以及与硝化液回流管相连接的气提装置，硝化液回流管16的进口端设置在第二好氧区5内，硝化液回流管16在缺氧区4内设有第一出口。气提装置与控制器可通信地相连接，气提装置包括空气泵以及气提管13，气提管13与硝化液回流管16相连接，空气泵带动空气流动，进而使混合液流进该硝化液回流管16内。

另外，硝化液回流管16在第一好氧区3内还设有第二出口。也即，硝化液回流管16横跨第一好氧区3、缺氧区4以及第二好氧区5，可以将第二好氧区5内的混合液输送至厌氧区2、也可以将第二好氧区5内的混合液输送至第一好氧区3。硝化液回流管16在第一出口和第二出口均设有阀门，该阀门与控制器可通信地相连通，可以通过控制器对阀门的启闭进行控制，当然，在一些实施例中，也可以采用人工控制的方式。

老化后的污泥需要排出罐体1以外进行外运处理，具体地，沉淀区6内设有沉淀池20，通过与沉淀池20相连接的污泥管14将老化后的污泥排出罐体1，污泥管14连接污泥泵，通过污泥泵对污泥的排出提供动力。

在具体的实施例中，沉淀区6内设有沉淀池20，第二好氧区5通过过水管17与沉淀区6相连通，沉淀区6内设有导流筒18，导流筒18的一端与过水管17相连接、另一端与沉淀池20相连通。导流筒18靠近沉淀池20的一端的端部连接有锥状筒，锥状筒的大口端靠近沉淀池20、小口端与导流筒18的端部连接。

在本实施例的优选方案中，第一好氧区3和第二好氧区5内均设有细格栅填料挡板229，细格栅填料挡板229内设填料，微生物富集在填料上。

在本实施例中，在进水管10的出口端还设有网孔格栅片19，网孔格栅片19与罐体1的内壁相连接，进水管10的出口端流出的污水先经过网孔格栅片19过滤后再流入对应的功能区内。网孔格栅片19能够过滤掉农村污水中体积较大的杂质，如杂草断、食物残渣等等。

在具体的实施例中，曝气装置包括设置在对应的功能区内的曝气管12以及与曝气管12相连接的空气泵，曝气管12上设有多个穿孔，各个曝气管12上均设有阀门，空气泵与控制器可通信地相连接，通过控制器控制空气泵的启停，当然，在其它一些实施例中，也可以通过控制器控制阀门的开闭来控制曝气管12是否向对应的功能区内充入气体。空气泵向曝气管12内充入的气体均由曝气管12上的穿孔流出。曝气管12在对应的功能区内均设置相互连接的多根，能够提高曝气管12的充气效率，也能对功能区内的污水起到一定的搅拌作用。

在本实施例中，罐体1上还设有五个检修口7，与各个功能区一一对应，各个检修口7均设有防落网8，检修口7便于工作人员对污水处理设备进行检修和维护，防落网8起到过滤和隔挡的作用，能够防止杂质等物体落入罐体1内。沉淀区6内还设有过水堰21，沉淀区6内泥水分离后的上清液经过过水堰21后流入出水管11排出。

下面内容结合上述的抗负荷冲击农村污水处理设备阐述各个功能段的功能以及农村污水处理的过程。

农村污水由厌氧区2的进水管10流入，经过网孔格栅片19过滤后进去厌氧区2，农村污水在厌氧区2中厌氧微生物的作用下去除COD，并提高污水的可生化性，同时通过嗜磷菌的作用使污水充分释磷。农村污水的另一部分会由缺氧区4的进水管10流入缺氧区4内。

经过厌氧区2处理的农村污水通过管路流入第一好氧区3内，在第一好氧区3内通过好氧微生物进一步去除COD、氨氮和总磷污染物，经过第一好氧区3处理的农村污水中含有较多的硝酸盐。

经过第一好氧区3处理的农村污水通过管路流入缺氧区4内，同时，由进水管10直接流入缺氧区4内的农村污水为第一好氧区3处理后的农村污水提供碳源，提高污水的碳氮比，污水在缺氧段进行反硝化作用，有利于提高总氮的去除效率。

经过缺氧区4处理后的农村污水经过管路流入第二好氧区5内，在该功能区内深度去除有机物、氨氮及污废水中的总磷。第二好氧区5内的混合液可以采用气提的方式回流至缺氧区4进行脱氮反硝化，或者采用气提的方式回流至第一好氧区3，进一步去除COD、氨氮和总磷污染物。

经过第二好氧区5处理后的污水经过过水管17和导流筒18流入沉淀区6进行泥水分离，处理好的上清液排放至附近水域，污泥沉淀至沉淀池20底部，为了保证系统内的污泥量，将具有活性的部分污泥回流至厌氧区2内，老化后的污泥通过污泥管14排出罐体1进行外运处理。

如此设置，采用分段进水的方式，在厌氧区2和缺氧区4均设置进水管10，能够为反硝化过程提供有机碳源，解决了因为碳氮比不足导致的总氮去除效率低的问题；在厌氧区2、第一好氧区3、缺氧区4、第二好氧区5内均设置曝气装置，适应农村污水的水质、水量波动情况，可以根据不同的现场情况对设备的各个功能区进行现场调整，根据判断提前做好预防措施，调整功能区的功能，确保污水的处理效果，提高一体化污水处理设备的抗负荷冲击能力。

本发明基于以上抗负荷冲击农村污水处理设备提出一种抗负荷冲击农村污水处理方法，设待处理的污水水量为A，待处理的污水水量节点包括第一设定值T，即当A

当A≤T、B≥S时，从厌氧区进水，开启第一好氧区和第二好氧区的曝气装置，保持缺氧区的缺氧状态，处理后直接从沉淀区外排；

当A≤T、B

当A>T、B≥S时，从厌氧区进水，开启第一好氧区、第二好氧区以及缺氧区的曝气装置，处理后直接从沉淀区外排；

当A>T、B

也即，当污水的碳氮比不足时，污水的一部分由厌氧区流入、另一部分由缺氧区流入，从缺氧区流入的污水为处理设备内的部分提供有机碳源，提高总氮的去除效率，此时，便需要将硝化液回流设备开启，将第二好氧区的混合液回流至缺氧区再进行一次处理，最终再流入沉淀区内。

上述待处理的污水水量节点值可以根据污水处理设备的总容量进行确定，待处理的污水水质浓度节点值可以根据待处理的污水的浓度范围进行确定。上述待处理的污水水量值的检测可通过在排入本污水处理设备的总进口处设置流量传感器测得；或者，在本污水处理设备的上游设置污水收集池时，在污水收集池内设置水位传感器测得。上述待处理的污水水质浓度值可在待处理水中设置水质传感器如TOC传感器或浊度传感器等测得。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。