環境友好型汙水一體化處理裝置的製作方法

2023-07-31 02:40:31 1

本發明涉及水處理領域，尤其涉及一種環境友好型汙水一體化處理裝置。

背景技術：

中國的水環境質量狀況較差，而汙水廠處理後的尾水成為影響水環境質量的重要因素之一，如何有效提升汙水廠處理效能是目前該領域的熱點問題之一。在現有常規工藝基礎上增加深度處理是目前通常使用的手段和方法，然而其造成水處理工藝的顯著延長，對於部分新建汙水廠會造成佔地面積過大的問題，這在目前土地日益緊張的情況下顯得尤為嚴重。

汙水處理過程中常伴有一定的臭味產生，嚴重影響周圍環境質量；而目前通常採用的敞開式池體構造也很難避免汙水廠的臭氣問題，目前多通過池體加蓋的方式來予以解決。此外，隨著城市規模的擴大，很多汙水廠逐步被居民居住區或辦公區包圍，這就對汙水廠本身提出了新的要求，不僅要避免臭氣影響周圍環境，同時還對汙水廠自身的感官和環境美化方面提出了一定的要求。現在比較常用的方式是通過增加綠化面積來予以改善汙水廠環境，但效果並不明顯。汙水廠仍然是影響周邊居民生活質量的重要限制因素之一。

因此，亟待解決上述問題。

技術實現要素：

發明目的：本發明的目的是提供一種結構緊湊、佔地面積小、處理效果好且可有效消除臭氣的環境友好型汙水一體化處理裝置。

技術方案：為實現以上目的，本發明所述的一種環境友好型汙水一體化處理裝置，包括殼體，該殼體內按照水流方向依次設置有進水單元、生化反應單元、沉砂單元、泥水分離單元和深度處理單元；其中，所述進水單元的進水口、生化反應單元、沉砂單元均位於殼體的底部，所述泥水分離單元位於殼體的中部，且將生化反應單元和深度處理單元上下分隔開；鄰近該深度處理單元且在殼體的頂部設有臭氣消除單元。

優選的，進水單元包括設置在殼體側邊的進水槽，該進水槽頂部標高高於深度處理單元標高30～50cm，該進水槽的底部設有傾向水流方向的斜板，該傾向角度為225～255°；其中，所述進水槽的頂部設有一定厚度的用於除臭的混合填料，該混合填料包括按一定體積比混合的活性炭和陶粒。進水槽內的水是按重力流動的，進水槽的設置可保證水流在系統中正常流動。

再者，所述生化反應單元包括設置在殼體的底板上方10～30cm處的至少3根第一穿孔曝氣管，相鄰第一穿孔曝氣管之間的距離為30～100cm，該第一穿孔曝氣管的的開孔方向斜向上，且與水流方向同向呈45～85°傾角；其中，所述底板斜向下設置，與沉砂單元相連接。

進一步，所述沉砂單元包括錐形儲砂鬥，在距離該錐形儲砂鬥上緣30～50cm處設有至少1根第二穿孔曝氣管，相鄰第二穿孔曝氣管之間的距離為50～100cm，該第二穿孔曝氣管的開孔方向垂直向上。

優選的，所述泥水分離單元包括汙泥區上擋板和汙泥區下擋板，該汙泥區上擋板和汙泥區下擋板的下端連接有便於泥水進入泥水分離單元內的汙泥鬥、上端連接有便於阻隔汙泥且排出水體的分離端；所述汙泥區上擋板、汙泥區下擋板、汙泥鬥和分離端圍成的空間內設有汙泥傳送帶，該汙泥傳送帶上等間距設有若干個呈一定傾角的斜板。

其中，所述分離端包括與汙泥區上擋板上端相連接的垂直擋板和與汙泥區下擋板上端相連接的分離擋板，該分離擋板為自身成一定折彎角度的板片，該板片的一直邊豎直設置，另一斜邊斜向上延伸向臭氣控制單元，該斜邊的延伸長度為30～200cm。分離擋板起到氣、水和汙泥三者分離的作用，經過分離擋板時，水中殘留的空氣會向上溢出進入臭氣消除單元，水流接近水平流動，汙泥則向下運行，從而實現三相分離的作用，影響著系統的運行效果和穩定性。

進一步，所述汙泥區上擋板和汙泥區下擋板均斜向上設置且相互平行，該汙泥區上擋板和汙泥區下擋板與水平方向的夾角為20～70°。

優選的，所述深度處理單元包括若干個獨立設置的植物淨化區和過濾區，所述植物淨化區內種植根系發達的耐水植物，且該植物淨化區上方設有預留種植耐水植物空間的蓋板；所述過濾區內自下而上依次設有鐵粉層、石英層和集水槽，該集水槽出水水位標高低於進水槽頂部標高2～3.5m。集水槽的設置可保障處理過程中的水頭損失從而確保水流正常運行。

再者，所述臭氣消除單元內自下而上依次設有活性炭吸附層、微生物過濾層和根系發達的耐水植物。

進一步，所述臭氣消除單元的上方20～50cm處設有噴淋設備，該噴淋設備接入集水槽內的淨化水。深度處理後的水質已經可以達到要求，可以作為噴淋使用，來避免臭氣的溢出，同時為微生物過濾層提供基本的水分。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下顯著優點：

1)本發明通過合理布局，使得各單元充分發揮各自功效的同時整體裝置結構緊湊、佔地面積小、使用方便、運行靈活、適用範圍廣，可較好地處理效果及整體出水水質，同時在臭氣控制、環境改善方面具有較好的效果，具備較好的具有較好的推廣應用前景；

2)本發明通過採用儲砂鬥的特殊結構以及根據無機顆粒與汙泥絮體顆粒的差異，將沉砂單元納入一體化裝置內，並將其置於生化反應單元之後，區別與沉砂單元在前的一般設置；進一步降低了裝置的佔地面積，同時優化了裝置的運行模式，有利於強化汙水處理的效能；

3)本發明通過進水單元和泥水分離單元的特殊設置，通過汙泥傳送帶將汙泥直接回流至進水口，實現了汙泥的自動回流，又確保了汙泥與進水的充分混合，並在進水口區域形成局部厭氧區、缺氧區，從而有利於強化脫氮除磷效能，改善出水水質；

4)本發明的生化反應單元中曝氣管單獨控制設置，實現在生化反應單元內形成厭氧區、缺氧區以及好氧區，並可根據實際水質條件進行調控；而開孔方向的設置有利於控制處理過程中的水流方向，避免出現短流現象；

5)本發明底板和汙泥區下擋板將生化反應單元分隔開，確保了曝氣產生的多餘氣體順利排入除臭單元，實現比重較大的無機泥沙沉澱至底板處，並最終收集至沉砂池內；

6)本發明泥水分離單元中汙泥傳送帶及其上斜板的設置，確保了汙泥的順利回流，並確保汙水在處理過程中的正確流向，避免出現短流問題；

7)本發明中泥水分離單元中分離檔板設置確保了氣、水和汙泥的有效分離，並進入各自通道，確保裝置順利運行，而垂直擋板的設置則可實現回流汙泥和剩餘汙泥的自動分離；

8)本發明深度處理單元的植物淨化區的設置有效利用植物根系的吸收作用以及根系微生物系統降解能力，裝置整體景觀效果俱佳；且有效規避了深度處理過程中的臭氣問題；

9)本發明中深度處理單元的過濾區的設置，省卻了通常使用的混凝劑投加單元，利用鐵粉的腐蝕產物進行後續的接觸過濾和化學除磷過程，減少了相應的操作和維護工作；

10)本發明中臭氣消除單元採用過濾與綠色植物相結合的形式布置，確保了臭氣的控制效果，且景觀綠化效果俱佳；其中利用噴淋強化除臭裝置的水溼潤濾層內的微生物，確保處理效果，同時實現深度處理出水的進一步處理，有利於改善出水水質。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。

如圖1所示，本發明一種環境友好型汙水一體化處理裝置，包括殼體1，進水單元2、生化反應單元3、沉砂單元4、泥水分離單元5、深度處理單元6和臭氣消除單元7。

本發明殼體1內按照水流方向依次設置有進水單元2、生化反應單元3、沉砂單元4、泥水分離單元5和深度處理單元6；其中，進水單元2的進水口201、生化反應單元3、沉砂單元4均位於殼體1的底部，所述泥水分離單元5位於殼體1的中部，且將生化反應單元3和深度處理單元4上下分隔開。殼體1的頂部、鄰近深度處理單元6處設有臭氣消除單元7。汙水從進水單元2的進水口201進入生化反應單元3內，在生化反應單元3中曝氣反應使得汙水中含有一定量的溶解氧，維持微生物的生命活動；然後汙水由生物反應單元3流入沉砂單元4，曝氣產生的多餘氣體向上進入臭氣消除單元7，同時比重較大的無機泥沙沉澱至沉砂單元4的底部；汙水進入泥水分離單元5內，使得水、氣、汙泥有效分開，氣體進入臭氣消除單元7，水進入深度處理單元6進一步淨化，汙泥滯留在泥水分離單元5內。

上述進水單元2包括設置在殼體1側邊的進水槽202，該進水槽202頂部標高高於深度處理單元6標高30～50cm，該進水槽202的底部設有傾向水流方向的斜板203，該傾向角度為225～255°；其中，所述進水槽202的頂部設有一定厚度的用於除臭的混合填料204，該混合填料204的厚度一般可取0.5～1m。該混合填料204包括按一定體積比混合的活性炭和陶粒，通常活性炭與陶粒的體積比為1:1～1:3，也可在混合填料204的上方種植菖蒲、黃菖蒲等綠化植物。進水槽內的水是按重力流動的，進水槽的設置可保證水流在系統中正常流動。

本發明生化反應單元3包括設置在殼體1的底板101上方10～30cm處的至少3根第一穿孔曝氣管301，相鄰第一穿孔曝氣管301之間的距離為30～100cm，該第一穿孔曝氣管301該第一穿孔曝氣管的的開孔方向斜向上，且與水流方向同向呈45～85°傾角；其中，所述底板斜向下設置，與沉砂單元相連接。該底板101與水平方向的夾角為30～70°。本發明的生化反應單元中曝氣管單獨控制設置，確保實現生化反應單元內的厭氧區、缺氧區以及好氧區，並可根據實際水質條件進行調控；而開孔方向的設置有利於控制處理過程中的水流方向，避免出現短流現象；底板101依據水流方向按照一定角度設置，使得比重較大的無機泥沙沉澱至沉砂單元4內。

本發明的沉砂單元4包括錐形儲砂鬥401，在距離該錐形儲砂鬥401上緣30～50cm處設有至少1根第二穿孔曝氣管402，相鄰第二穿孔曝氣管402之間的距離為50～100cm，該第二穿孔曝氣管402的開孔方向垂直向上。第二穿孔曝氣管402可以進一步對汙水進行曝氣反應，使得汙水中含有一定量的溶解氧，維持微生物的生命活動。本發明通過採用儲砂鬥的特殊結構以及根據無機顆粒與汙泥絮體顆粒的差異，將沉砂單元4納入一體化裝置內，並將其置於生化反應單元3之後，區別與沉砂單元4在前的一般設置；進一步降低了裝置的佔地面積，同時優化了裝置的運行模式，有利於強化汙水處理的效能。

本發明泥水分離單元5包括汙泥區上擋板501和汙泥區下擋板502，其中，汙泥區上擋板501和汙泥區下擋板502斜向上設置且相互平行，該汙泥區上擋板501和汙泥區下擋板502與水平方向的夾角為20～70°。本發明底板和汙泥區下擋板將生化反應單元分隔開，確保了曝氣產生的多餘氣體順利排入除臭單元，實現比重較大的無機泥沙沉澱至底板處，並最終收集至沉砂池內。

該汙泥區上擋板501和汙泥區下擋板502的下端連接有便於泥水進入泥水分離單元5內的汙泥鬥503、上端連接有便於阻隔汙泥且排出水體的分離端504；所述汙泥區上擋板501、汙泥區下擋板502、汙泥鬥503和分離端504圍成的空間內設有汙泥傳送帶505，該汙泥傳送帶505上等間距設有若干個呈一定傾角的斜板506，傾角一般為120～160°，相鄰斜板之間的間隔為10～30cm，斜板自身的長度設置在10～30cm區間內。本發明泥水分離單元中汙泥傳送帶及其上斜板的設置，確保了汙泥的順利回流，並確保汙水在處理過程中的正確流向，避免出現短流問題。

上述分離端504包括與汙泥區上擋板501上端相連接的垂直擋板507和與汙泥區下擋板502上端相連接的分離擋板508，該分離擋板508為自身成一定折彎角度的板片，該板片的一直邊豎直設置，另一斜邊斜向上延伸向臭氣控制單元，該斜邊的延伸長度為30～200cm。垂直擋板507的豎直方向的長度為30～50cm。本發明中分離檔板起到氣、水和汙泥三者分離的作用，經過分離擋板時，水中殘留的空氣會向上溢出進入臭氣消除單元，水流接近水平流動，汙泥則向下運行，從而實現三相分離的作用，影響著系統的運行效果和穩定性，確保裝置順利運行，而垂直擋板的設置則可實現回流汙泥和剩餘汙泥的自動分離。

本發明通過進水單元和泥水分離單元的特殊設置，即實現了汙泥的自動回流，又確保了汙泥與進水的充分混合，並實現局部厭氧、缺氧區的出現，從而有利於強化脫氮除磷效能，改善出水水質。

本發明深度處理單元6包括若干個獨立設置的植物淨化區601和過濾區602，所述植物淨化區601內種植根系發達的耐水植物603，耐水植物603通過厚度為20～50cm的陶粒進行固定。植物淨化區601的上表面設有留有種植耐水植物603空間的蓋板607，蓋板607可防止少量臭氣溢出。植物淨化區的設置有效利用植物根系的吸收作用以及根系微生物系統降解能力，裝置整體景觀效果俱佳；且有效規避了深度處理過程中的臭氣問題。

本發明過濾區602內自下而上依次設有鐵粉層604、石英層605和集水槽606，該集水槽606出水水位標高低於進水槽頂部標高2～3.5m。鐵粉層604的厚度為30～100cm，其中鑄鐵顆粒的顆粒直徑為2～5mm。石英層605的厚度控制在1000～1500mm，粒徑為0.9～1.35mm。過濾區的設置，省卻了通常使用的混凝劑投加單元，利用鐵粉的腐蝕產物進行後續的接觸過濾和化學除磷過程，減少了相應的操作和維護工作。

本發明臭氣消除單元7內自下而上依次設有活性炭吸附層701、微生物過濾層702和根系發達的耐水植物603。將集水槽606中淨化過的水外接噴淋設備在臭氣消除單元上方20～50cm處進行噴淋除臭，臭氣消除單元採用過濾與綠色植物相結合的形式布置，確保了臭氣的控制效果，且景觀綠化效果俱佳；其中深度處理後的水質已經可以達到要求，可以作為噴淋使用，來避免臭氣的溢出，同時為微生物過濾層提供基本的水分。