一种模块化污水处理装置的制作方法

1.本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种模块化污水处理装置。


背景技术：

2.随着国内生活污水治理工作的推进，全国性的以村镇生活污水处理为主的中小型生活污水处理项目开始大规模实施建设，为工程模式和技术模式提出了更多要求，也为技术的更新迭代和进步创新提供了更大的空间和可能，目前市场上主流的小型生活污水处理系统，如申请号为201910272052.7的发明专利，主要包括厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池、沉淀池，依次经过厌氧反应、缺氧反应、好氧反应及沉淀后完成对污水的处理，但上述申请缺少对污水中悬浮性固体的处理，悬浮性固体包括不溶于水中的无机物、有机物及泥沙、黏土、微生物等，此类物质随水流进入好氧反应池后，会附着在好氧菌床的表面，影响好氧菌的生长，降低好氧反应效率，申请号为201110177068.3的发明专利，在水解酸化池之前增加了格栅，用于拦截污水中大的漂浮物及杂质，但此方式无法拦截污水中小的悬浮性固体物质，仍会影响后续的好氧反应。
3.综上可知，现有技术中缺少一种能够减少进入好氧反应池中的悬浮性固体物质，提高好氧反应效率的污水处理装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷和不足，提供一种模块化污水处理装置，通过净水回流管将人工湿地净水区的水和沉淀池净水区的水回流至悬浮性固体稀释单元，稀释污水中的悬浮性固体，降低单位时间内流入到第一接触氧化单元内的悬浮性固体量，提高好氧菌的成活率，提高好氧反应效率；同时在水解酸化单元内设置第一分隔部，在第一分隔部的中部设置过水区，过水区的上部和下部设置悬浮性固体过滤区，过滤掉通入悬浮性固体稀释单元的污水中的部分悬浮性固体，进一步降低流入第一接触氧化单元内的悬浮性固体量，提高好氧反应效率。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.本发明提供一种模块化污水处理装置，包括依次连通的水解酸化单元、悬浮性固体稀释单元、第一接触氧化单元、沉淀单元和人工湿地单元，所述水解酸化单元包括若干相连通的水解酸化子单元，所述水解酸化子单元经第一分隔部分隔形成，所述第一分隔部包括中部过水区以及位于所述中部过水区上下两侧的悬浮性固体过滤区，所述中部过水区具有若干个过水孔；所述悬浮性固体稀释单元通过净水回流管与所述人工湿地单元的净水区相连通，和/或所述悬浮性固体稀释单元通过净水回流管与所述沉淀单元的净水区相连通；
7.优选地，所述模块化污水处理装置由若干池体模块拼装而成，前一所述池体模块的出水端通过连接管道与后一所述池体模块的入水端连通，所述池体模块具有若干大小不一的子池体模块，所述水解酸化单元、所述悬浮性固体稀释单元、所述第一接触氧化单元、所述沉淀单元和所述人工湿地单元分别位于所述子池体模块内；
8.优选地，所述模块化污水处理装置还包括与所述水解酸化子单元处于同一子池体模块内的调节单元，所述水解酸化子单元通过第一分隔部与所述调节单元分隔；
9.优选地，所述水解酸化子单元包括相连通的第一水解酸化池和第二水解酸化池，所述第一水解酸化池通过连接管道或第二分隔部与所述第二水解酸化池连通，所述第二分隔部包括第一下部过水区和位于所述第一下部过水区上部的悬浮性固体过滤区，所述第一下部过水区具有若干所述过水孔，所述第一水解酸化池内填充有火山岩填料，所述火山岩填料内分布有若干厌氧微生物，所述第二水解酸化池内填充有第一悬浮式微生物菌床，所述第一悬浮式微生物菌床内分布有若干厌氧微生物；
10.优选地，所述第一接触氧化单元包括若干相连通的第一接触氧化池，所述第一接触氧化池内填充有第二悬浮式微生物菌床，所述第二悬浮式微生物菌床内填充有好氧微生物及硝化细菌菌膜；
11.优选地，所述人工湿地单元包括若干相互连通的人工湿地子单元，前一所述人工湿地子单元的净水区通过连接管道与后一所述人工湿地子单元的脏水区连通；
12.优选地，所述人工湿地子单元包括依次连通的人工湿地池和第二接触氧化池，所述人工湿地池的净水区通过第三分隔部与所述第二接触氧化池的入口连通，所述第三分隔部包括第二下部过水区和位于所述第二下部过水区上部的悬浮性固体过滤区，所述第二下部过水区具有若干所述过水孔，所述第二接触氧化池的结构与所述第一接触氧化池的结构相同；
13.优选地，每个所述池体模块的顶部均单独设有保温罩，所述保温罩包括覆盖所述池体模块的封闭的骨架，所述骨架上设有若干块阳光板，所述池体模块的顶部固定设有底座，所述底座与所述骨架可转动连接；
14.优选地，所述底座上转动设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的另一端与所述骨架转动连接；
15.优选地，所述水解酸化单元的出口通过连接管道与所述悬浮性固体稀释单元的入口连通，所述悬浮性固体稀释单元的出口通过污水泵及动力管网与所述第一接触氧化单元的入口连通，所述第一接触氧化单元的出口通过连接管道与所述沉淀单元的入口连通，所述沉淀单元的出口通过连接管道与所述人工湿地单元的入口连通。
16.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
17.1、本发明通过净水回流管将人工湿地净水区的水和沉淀池净水区的水回流至悬浮性固体稀释单元，稀释污水中的悬浮性固体，降低单位时间内流入到第一接触氧化单元内的悬浮性固体量，提高好氧菌的成活率，提高好氧反应效率；同时在水解酸化单元内设置第一分隔部，在第一分隔部的中部设置过水区，过水区的上部和下部设置悬浮性固体过滤区，过滤掉通入悬浮性固体稀释单元的污水中的部分悬浮性固体，进一步降低流入第一接触氧化单元内的悬浮性固体量，提高好氧反应效率；
18.2、本发明通过在第一接触氧化单元和第二接触氧化单元内设置可取出的悬浮性微生物菌床及曝气系统一体化装置，方便对第一接触氧化单元和第二接触氧化单元内的微生物菌床和曝气管定期清洗和更换，保持微生物处于适宜的生长环境、曝气管不会发生堵塞，确保好氧反应效率；
19.3、本发明通过在池体模块的顶部设置阳光罩，在气温低于微生物生长适宜温度
时，盖合阳光罩，通过阳光板吸收太阳光，对池体模块内的水进行升温，使得该装置在气温低于微生物生长适宜温度的环境下也能够正常工作；
20.4、本发明通过在每个池体模块的顶部单独设置阳光罩，便于对不同池体室内的温度进行单独调节，提高了调节灵活性；
21.5、本发明通过采用标准化的池体模块，统一了模具种类，降低了制造成本和生产周期，实现了工厂化大批量生产；此外，采用标准化的模块以拼装、分隔的方式构建污水处理装置，安装组合方便，相对于现有技术中采用现场钢砼结构的方式，提高了构建污水处理装置的效率。
附图说明
22.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为不带保温罩的模块化污水处理装置的俯视结构示意图；
24.图2为池体模块的结构示意图；
25.图3为第一分隔部的结构示意图；
26.图4为第二分隔部的结构示意图；
27.图5为第三分隔部的结构示意图；
28.图6为带保温罩的模块化污水处理装置的正视结构示意图；
29.图7为保温罩的结构示意图；
30.图8为悬浮式微生物菌床及曝气系统一体化的结构示意图；
31.图9为垂重架与曝气系统的连接结构示意图。
32.其中，1、水解酸化单元；2、悬浮性固体稀释单元；3、第一接触氧化单元；4、沉淀单元；5、人工湿地单元；6、水解酸化子单元；7、第一分隔部；8、中部过水区；9、悬浮性固体过滤区；10、过水孔；11、净水回流管；12、池体模块；13、连接管道；14、子池体模块；15、调节单元；16、第一水解酸化池；17、第二水解酸化池；18、第二分隔部；19、第一下部过水区；20、第一悬浮式微生物菌床；21、火山岩填料；22、第一接触氧化池；23、第二悬浮式微生物菌床；24、人工湿地子单元；25、人工湿地池；26、第二接触氧化池；27、第三分隔部；28、第二下部过水区；29、保温罩；30、骨架；31、阳光板；32、底座；33、电动伸缩杆；34、沉淀池；35、污水泵；36、悬浮架；37、垂重架；38、微生物填料；39、曝气管；40、输气管；41、罗茨风机。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷和不足，提供一种模块化污水处理装置，通过净水回流管将人工湿地净水区的水和沉淀池净水区的水回流至悬浮性固体稀释单
元，稀释污水中的悬浮性固体，降低单位时间内流入到第一接触氧化单元内的悬浮性固体量，提高好氧菌的成活率，提高好氧反应效率；同时在水解酸化单元内设置第一分隔部，在第一分隔部的中部设置过水区，过水区的上部和下部设置悬浮性固体过滤区，过滤掉通入悬浮性固体稀释单元的污水中的部分悬浮性固体，进一步降低流入第一接触氧化单元内的悬浮性固体量，提高好氧反应效率。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
36.如图1至5所示，本发明提供一种模块化污水处理装置，包括依次连通的水解酸化单元1、悬浮性固体稀释单元2、第一接触氧化单元3、沉淀单元4和人工湿地单元5，水解酸化单元1包括若干相连通的水解酸化子单元6，水解酸化子单元6经第一分隔部7分隔形成，第一分隔部7包括中部过水区8以及位于中部过水区8上下两侧的悬浮性固体过滤区9，中部过水区8具有若干个过水孔10；悬浮性固体稀释单元2通过净水回流管11与人工湿地单元5的净水区相连通，和/或悬浮性固体稀释单元2通过净水回流管11与沉淀单元4的净水区相连通，将人工湿地单元5净化后的部分净水，和/或将沉淀单元4净化后的部分净水回流到悬浮性固体稀释单元2内，稀释悬浮性固体稀释单元2内的污水，降低污水中的悬浮性固体浓度，进而减小单位时间内流入到第一接触氧化单元3内的悬浮性固体浓度，由于从人工湿地单元5和/或沉淀单元4回流的净水有限，为进一步降低单位时间内流入到第一接触氧化单元3内的悬浮性固体浓度，本发明在相邻的水解酸化子单元6之间设置第一分隔部7，在污水进入悬浮性固体稀释单元2之前，过滤掉漂浮在污水上部以及沉降在污水下部的部分悬浮性固体，进一步减小单位时间内流入到第一接触氧化单元3内的悬浮性固体浓度，提高好氧反应效率。
37.模块化污水处理装置由若干池体模块12拼装而成，前一池体模块12的出水端通过连接管道13与后一池体模块12的入水端连通，池体模块12具有若干大小不一的子池体模块14，水解酸化单元1、悬浮性固体稀释单元2、第一接触氧化单元3、沉淀单元4和人工湿地单元5分别位于子池体模块14内，组成模块化污水处理装置的若干池体模块12大小相同，均采用预制现浇钢砼结构制作而成，结合现有常用运输车辆的尺寸、现有水泥制品场吊装设备设施的吊装能力、现场实施环境等因素，综合确定池体模块12的尺寸和形状，作为本发明的一个实施例，池体模块12的外轮廓尺寸为5.4
×
2.4
×
2.05m3，内径尺寸为5.0
×
2.0
×
1.8m3，通过采用标准化的池体模块12，统一了模具种类，降低了制造成本和生产周期，实现了工厂化大批量生产；子池体模块14由不同结构的分隔部分隔而成，各种分隔部的具体结构详见下述内容。
38.模块化污水处理装置还包括与水解酸化子单元6处于同一子池体模块14内的调节单元15，水解酸化子单元6通过第一分隔部7与调节单元15分隔，调节单元15设置在最前端的水解酸化子单元6之前，实际使用时，废水的排放量会存在不稳定的状况，这种不稳定会造成废水处理过程失常，降低处理效果，不能充分发挥处理设备的设计负荷，因此本发明在最前端的水解酸化子单元6即水解酸化单元1之前设置调节单元15，用于调控污水的水质和流量，使该污水处理装置不受废水高峰流量或高峰浓度变化的影响，能够稳定、正常工作，在调节单元15和水解酸化单元1之间通过第一分隔部7分隔，能够在废水进入到水解酸化单元1之前进行初次过滤，进一步减小进入第一接触氧化单元3的悬浮性固体的含量。
39.水解酸化子单元6包括相连通的第一水解酸化池16和第二水解酸化池17，第一水解酸化池16通过连接管道13或第二分隔部18与第二水解酸化池17连通，第二分隔部18包括第一下部过水区19和位于第一下部过水区19上部的悬浮性固体过滤区9，第一下部过水区19具有若干过水孔10，当第一水解酸化池16和第二水解酸化池17分别位于两个不同的池体模块12内时，采用连接管道13连接第一水解酸化池16和第二水解酸化池17，当第一水解酸化池16和第二水解酸化池17位于同一个池体模块12内，采用第二分隔部18分隔第一水解酸化池16和第二水解酸化池17；第一水解酸化池16内填充有若干火山岩填料21，火山岩填料21的孔隙内分布有若干厌氧微生物，构成厌氧微生物菌床，第二水解酸化池17内填充有第一悬浮式微生物菌床20，第一悬浮式微生物菌床20内分布有若干厌氧微生物，第一水解酸化池16通过厌氧微生物对污水中的大分子有机物进行有效拦截、过滤和降解，第二水解酸化池17通过第一悬浮式微生物菌床20上分布的若干条填料，补充污水中碳源的同时拦截污水中未降解的大分子有机物，水解酸化子单元6的设置组数根据当地污水量的多少和当地的污水水质决定，当污水量较大和/或污水水量较差时，需要设置多组相互串联的水解酸化子单元6，本技术的一个具体实施例中，设置两组水解酸化子单元6，也可以根据当地的情况设置三组、四组或更多组水解酸化子单元6。
40.第一接触氧化单元3包括若干相连通的第一接触氧化池22，第一接触氧化池22内填充有第二悬浮式微生物菌床23，第二悬浮式微生物菌床23内填充有好氧微生物及硝化细菌菌膜，第二悬浮式微生物菌床23为悬浮式微生物菌床及曝气系统一体化结构，如图8所示，悬浮式微生物菌床及曝气系统一体化结构包括悬浮架36和设置在悬浮架36底部的垂重架37，悬浮架36和垂重架37之间固定有多条微生物填料38，悬浮架36为由pvc材质的空心管组成的封闭结构，垂重架37为密度大于水的材料组成的框架结构，悬浮架36受到的浮力大于垂重架37施加给悬浮架36的拉力、悬浮架36自身的重力以及微生物填料38的重力之和，使用时，悬浮式微生物菌床及曝气系统一体化结构能够漂浮在池中，且垂重架37能够将微生物填料38拉直，垂重架37上固定有微孔管式曝气管39，曝气管39的曝气方向朝向微生物填料38，这样设置使得曝气管39和悬浮式微生物菌床能够一起被提出，便于对第二悬浮式微生物菌床23的曝气管39和悬浮式微生物菌床进行定期清洗和更换，同时曝气管39与微生物菌床的相对位置保持不变，能够给微生物菌床提供更多的氧气，其中填料为长1.5m，直径15cm的组合填料，填料中心间距15cm，填料架采用φ14螺纹钢制作，距池体底部15cm，曝气管39间距40cm，曝气管39和输气管40连接，输气管40与罗茨风机41连接，启动罗茨风机41即可通过曝气管39向第一接触氧化池22内通入氧气，通过在悬浮式微生物菌床的组合填料上分布丰富的好氧微生物及硝化细菌菌膜，使得该装置可以对污水中的碳水有机物及氨氮进行捕捉和降解，为后续工艺提供必要条件；悬浮性固体稀释单元2内设有污水泵35，污水泵35与动力管网连接，通过污水泵35和动力管网将稀释后的污水提升至第一接触氧化池22，沉淀单元4为大小适宜的沉淀池34，第一接触氧化池22通过连接管道13将处理后的污水输送至沉淀池34，第一悬浮式微生物菌床20除未设置曝气管39及其附属结构外，其余结构与第二悬浮式微生物菌床23相同。
41.人工湿地单元5包括若干相互连通的人工湿地子单元24，前一人工湿地子单元24的净水区通过连接管道13与后一人工湿地子单元24的脏水区连通，人工湿地子单元24包括依次连通的人工湿地池25和第二接触氧化池26，人工湿地池25的净水区通过第三分隔部27
与第二接触氧化池26的入口连通，第三分隔部27包括第二下部过水区28和位于第二下部过水区28上部的悬浮性固体过滤区9，第二下部过水区28具有若干过水孔10，沉淀单元4内的水从人工湿地池25的上部进入，污水在向下流动的过程中，一部分杂质被颗粒较小的火山岩填料21过滤，另一部分未被过滤的杂质随水流动到人工湿地的下部，从第三分隔部27的第二下部过水区28流出，这样设置能够及时排出人工湿地下部的泥沙或颗粒物，避免其堵塞人工人地，进一步的，本发明在人工湿地池25的进出水口处安装5cm至8cm的三角锥形火山岩填料21，其余位置填充3cm至5cm的火山岩填料21，且从上到下火山岩填料21的大小逐渐增大，人工湿地的最上端种植有水生植物；第二接触氧化池26的结构与第一接触氧化池22的结构相同，即第二接触氧化池26内也设有第二悬浮式微生物菌床23，至于第二悬浮式微生物菌床23在第一接触氧化池22内的大小和其在第二接触氧化池26内的大小根据实际情况决定，其大小可以相同也可以不同，根据污水的水量和水质，合理控制对第二悬浮式微生物菌床23的清洗和更换频次，通过在人工湿地池25的一端配置第二接触氧化池26，在人工湿地系统内形成厌氧 好氧交替处理过程，可以对污水中的有机污染物、重金属离子、有害微生物进行深度处理；位于污水处理装置最末端的第二接触氧化池26的净水区分别设有净水回流管11和排放口，净水回流管11与悬浮性固体稀释单元2连通，用于将过滤后的净水回流到悬浮性固体稀释单元2内，排放口用于排出处理达标后的污水。
42.如图6至7所示，每个池体模块12的顶部均单独设有保温罩29，保温罩29包括覆盖池体模块12的封闭的骨架30，骨架30上填充有若干块阳光板31，池体模块12的顶部固定设有底座32，底座32与骨架30可转动连接，在外界温度低于微生物的正常生长及污水处理的适宜温度时，将骨架30盖合在底座32上，保温罩29与池体模块12形成封闭的结构，此时通过阳光板31吸收太阳能，能有效提高水温，保证微生物的正常生长及污水的达标处理，在外界温度能够达到微生物的正常生长及污水处理的适宜温度时，打开骨架30，避免水温过高，影响微生物的正常生长及污水处理，为便于盖合或打开骨架30，在底座32上转动设置电动伸缩杆33，电动伸缩杆33的另一端与骨架30转动连接，启动电动伸缩杆33，即可轻松打开或盖合骨架30。
43.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。