本發(fā)明涉及污水處理領域，特別是涉及一種污水處理系統及其處理方法。

背景技術：

在污水處理領域，生活污水處理技術主要為厭氧——缺氧——好氧的傳統活性污泥法，通常停留時間長，池體容積大，智能化程度低、固廢產量較高、處理效果不穩(wěn)定等局限。城鎮(zhèn)農村地區(qū)的中小型生活污水還有一大部分處于不處理直排的情況，要建立區(qū)域內的污水處理廠，需要大量的土地、大量的資金，繁瑣的管網鋪設，還要經過漫長的建設區(qū)及投產區(qū)才能見效果。

為了適應城鎮(zhèn)農村地區(qū)的中小型生活污水的處理，一般采用水箱來解決，通過設置在水箱中的污水處理區(qū)進行一級甚至多級的處理，處理的過程中，需要進行降解、過濾、攪拌、氣提、產水等處理工藝或步驟，其中需要利用到各類泵、管道、閥及傳感器進行配合實現，現有的處理系統中各功能模塊是通過控制系統順序工作，彼此獨立，導致系統結構復雜，耗能高，環(huán)保節(jié)能性能不好。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創(chuàng)造性。

技術實現要素：

本發(fā)明目的在于提出一種污水處理系統及其處理方法，以解決上述現有技術存在的系統結構復雜，耗能高和節(jié)能性能不好的技術問題。

為此，本發(fā)明提出一種污水處理系統，包括缺氧生化區(qū)、好氧生化區(qū)和控制區(qū)，以及起控制管理作用的供氧氣提組、產水模組、控制系統和傳感系統，所述供氧氣提組包括用于供氣供氧的風機，和用于供氧、攪拌的布氣裝置，以及用于將缺氧生化區(qū)中的處理液提升至好氧生化區(qū)中的氣提裝置，所述氣提裝置包括氣提管、提升管和設于所述氣提管上的氣提電動閥，所述布氣裝置設于所述缺氧生化區(qū)和好氧生化區(qū)底部，所述提升管設于所述缺氧生化區(qū)中，所述氣提管設于所述缺氧生化區(qū)底部，所述氣提管與所述提升管一端的負壓入水口相連，所述布氣裝置和所述氣提裝置均由所述風機供氣。

優(yōu)選地，本發(fā)明的處理系統還可以具有如下技術特征：

所述好氧生化區(qū)設有生物納米膜模塊，所述生物納米膜模塊包括納米級的微孔片式膜片，用于納米級的過濾。

所述產水模組包括產水真空泵、氣水分離器、抽氣泵、產水控制閥和抽氣控制閥，所述氣水分離器設于所述產水真空泵的上游，與所述生物納米膜模塊相連；所述抽氣泵與所述氣水分離器相連，所述氣水分離器與所述抽氣泵之間的連接管上設有所述抽氣控制閥，所述氣水分離器上游的連接管上設有所述產水控制閥。

所述缺氧生化區(qū)的頂部與所述好氧生化區(qū)頂部之間設有污泥回流管。

還包括太陽能發(fā)電模組，所述太陽能發(fā)電模組固設于缺氧生化區(qū)和所述好氧生化區(qū)的頂部。

此外，本發(fā)明還提出了一種污水處理方法，包括利用上述任一項所述的污水處理系統進行污水處理，包括以下步驟：

S1：對收集的污水進行過濾預處理；

S2：對預處理后的污水在缺氧生化區(qū)中利用缺氧微生物進行初步的有機物降解處理，處理過程中通過布氣裝置進行供氣及攪拌；

S3：降解處理后的污水通過氣提裝置的負壓入水口提升至好氧生化區(qū)，在好氧生化區(qū)中進行二次的好氧微生物降解處理，獲得達標的水，處理過程中通過供氧氣提組的布氣裝置進行供氣供氧及攪拌；

S4：通過產水模組將二次降解處理后達標的水進行排放。

優(yōu)選地，本發(fā)明的處理方法還可以具有如下技術特征：

步驟S4中，還包括：通過控制系統及傳感系統檢測并控制氣水分離器、抽氣泵排出產水模組中的空氣，保證產水模組的處于負壓狀態(tài)。

步驟S3中，通過兩組所述布氣裝置相互交替運行，進行供氣供氧及攪拌，交替運行時間為1-2min。

通過生物納米膜模塊中納米級的微孔片式膜片生成好氧生物膜進行過濾及降解，所述好氧生物膜由好氧微生物生成。

還包括污泥回流的步驟，其包括通過設置在所述缺氧生化區(qū)和所述好氧生化區(qū)頂部的污泥回流管利用溢流的方式進行硝化反硝化循環(huán)。

本發(fā)明與現有技術對比的有益效果包括：本發(fā)明通過將布氣裝置和氣提裝置通過共同的風機進行供氣，使得氣提裝置無需額外設置提升泵來提供提升動力，通過氣提管在提升管中形成負壓，將處理后的污水從負壓入水口提升至下一單元，這樣將攪拌與氣提兩大功能實現了聯合，相比于現有氣提而言，省去了提升泵，簡化了系統結構，減少了耗能部件，降低了耗能，提高了水箱的節(jié)能能力，更加節(jié)能環(huán)保。

優(yōu)選方案中，由于采用了產水分離器，因而能夠克服發(fā)生意外的斷電停機或機器故障的情況下，空氣容易進入連接管道，使得產水真空泵和生物納米膜模塊不能處于負壓狀態(tài)下，造成產水流量不足或無法抽吸的狀況，從而可以保證產水模塊能持續(xù)自動的產水的進一步的技術效果。

通過生物納米膜模塊中的微孔片式膜片的設置，生物納米膜因其特殊的結構擁有巨大的比表面積，其表面的好氧微生物種群會比一般的生物膜更豐富，數量更多，污水在這些微生物的代謝作用下，能去除剩余的大部分的有機污染物及總磷，且生物納米膜模塊因為具有納米級的過濾功能，不僅可以完全截留微生物使其保持生物多樣性外，還能截留部分大分子有機物，COD(化學需氧量)去除率可達80％左右，總磷去除率可達90％左右。

在頂部設置的污泥回流管，使得本系統能采用溢流的方式進行去除總氮和氨氮，溢流的方式省掉了回流泵，保證24小時無動力回流，進一步簡化了本系統的結構，降低能耗。

太陽能發(fā)電模組用于提供系統運行所需的能源，無需接入電網，即可實現電量自供自用，節(jié)能環(huán)保，所以也不受地域的限制，太陽能發(fā)電模組固設于缺氧生化區(qū)和所述好氧生化區(qū)的頂部，可作為水箱的頂板，起到防墜作用，還能防止樹葉、膠袋等雜物飄入水箱，影響系統正常運行。

在好氧生化區(qū)中采用交替攪拌的形式，不僅節(jié)省能耗，而且攪拌供氧更均勻，防止存在死角。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施方式一的系統結構示意圖；

圖2是本發(fā)明具體實施方式一的氣提裝置的示意圖。

圖3是本發(fā)明具體實施方式一的污水處理方法的流程圖。

1-進水口，2-缺氧生化區(qū)，3-格柵裝置，4-布氣裝置，5-液位開關，6-氣提管，7-提升管，8-設定液位，9-氣提電動閥，10-風機，11-填料層，12-活性污泥，13-好氧生化區(qū)，14-污泥回流管，15-生物納米膜模塊，16-產水真空泵，17-排放管，18-氣水分離器，19-產水控制閥，20-抽氣控制閥，21-抽氣泵，22-太陽能發(fā)電模組，23-支架，24-太陽能板24，25-逆變器，26-控制區(qū)，27-控制系統，28-排氣口，29-負壓入水口。

具體實施方式

為便于準確理解，以下是后文中將出現的技術術語的準確定義：

“COD”是指：化學需氧量。

下面結合具體實施方式并對照附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。

參照以下附圖1-3，將描述非限制性和非排他性的實施例，其中相同的附圖標記表示相同的部件，除非另外特別說明。

實施例一：

本實施例提供了一種污水處理系統，處理汕頭某鎮(zhèn)農村污水處理工程，該工程污水處理量：500t/天，污水主要指標：COD 80-200mg/L，總氮35～40mg/L，總磷6～8mg/L。

如圖1所示，本實施例的污水處理系統，包括缺氧生化區(qū)2、好氧生化區(qū)13和控制區(qū)26，以及起控制管理作用的供氧氣提組、產水模組、控制系統27和傳感系統，其中缺氧生化區(qū)2內在進水口1位置處，設置有格柵裝置3，這里也可以根據實際情況將格柵裝置3設置成自動格柵機或格柵網，格柵裝置3目的是攔截污水中的漂浮物、毛發(fā)等雜物，以對污水進行過濾預處理。因污水是非均質均量的排放性質，首先需要缺氧生化區(qū)2進行水質水量的調節(jié)，才能保證系統穩(wěn)定連續(xù)的運行；在缺氧生化區(qū)2底部設布氣裝置4和氣提管6，所述提升管7設于所述缺氧生化區(qū)2中，所述氣提管6設于所述缺氧生化區(qū)2底部，所述氣提管6與所述提升管7一端的負壓入水口29相連，設于缺氧生化區(qū)2中的傳感系統包括液位開關5，如圖2所示，當缺氧生化區(qū)2的液位到達設定液位8時，氣提電動閥9會自動開啟，氣提管6的強力氣流使提升管7內部形成負壓，管底周邊的水流會通過負壓入水口29吸入提升管7提升至下一單元，由低噪聲回轉式風機10供氣。這種設計不僅節(jié)省了提升泵，可變動的液位還起到了調節(jié)水量的功能，可承載高峰時期大水量的沖擊。

本實施例結合該污水處理系統提供了一種污水處理方法，如圖3所示，包括以下步驟：

S1：對收集的污水進行過濾預處理；

S2：對預處理后的污水在缺氧生化區(qū)2中利用缺氧微生物進行初步的有機物降解處理，處理過程中通過布氣裝置4進行供氣及攪拌；

S3：降解處理后的污水通過氣提裝置的負壓入水口29提升至好氧生化區(qū)13，在好氧生化區(qū)13中進行二次的好氧微生物降解處理，獲得達標的水，處理過程中通過供氧氣提組的布氣裝置4進行供氣供氧及攪拌；

S4：通過產水模組將二次降解處理后達標的水進行排放。

缺氧生化區(qū)2內設有1.5～2m高的半軟性組合填料層11，同時往缺氧生化區(qū)2里投加2000～3000mg/L濃度的活性污泥12，通過風機10控制溶氧量0.5mg/L左右，促使缺氧菌及缺氧微生物的生長，形成豐富的生物膜負載在填料上，污水中的有機污染物透過這種生物膜后，由于微生物的代謝過程被大部分降解，COD將大幅下降，COD去除率可達60％～70％，容積負荷高。

本實施例中，所述缺氧生化區(qū)2的頂部與所述好氧生化區(qū)13頂部之間設有污泥回流管14，缺氧生化區(qū)2還可以去除總氮和氨氮，好氧生化區(qū)13的硝化污泥通過污泥回流管14回流，形成硝化反硝化的循環(huán)，能去除大部分的氨氮和總氮，污泥回流采用溢流的方式，省掉回流泵，保證24小時無動力回流。

缺氧生化區(qū)2水力停留時間4h左右，其處理完的污水由氣提裝置提升至好氧生化區(qū)13，好氧生化區(qū)13中設有生物納米膜模塊15，其中生物納米膜模塊15包括若干組由納米級的微孔片式膜片串聯而成的膜片模組，微孔片式膜片的是通過有機材料改性的聚偏氟乙烯制成，底部設兩組布氣裝置4，通過連通風機10保持好氧生化區(qū)13的好氧環(huán)境，溶解氧保持在4～6mg/L左右，投加2000～3000mg/L濃度的活性污泥12，兩組布氣裝置4設定1～2min自動交替運行，這種模式供氧，不僅節(jié)省能耗，而且攪拌供氧更均勻，防止存在死角。生物納米膜因其特殊的結構擁有巨大的比表面積，其表面的好氧微生物種群會比一般的生物膜更豐富，數量更多，污水在這些微生物的代謝作用下，能去除剩余的大部分的有機污染物及總磷，且生物納米膜模塊15因為具有納米級的過濾功能，不僅可以完全截留微生物使其保持生物多樣性外，還能截留部分大分子有機物，COD去除率可達80％左右，總磷去除率可達90％左右。

根據進污水負荷的差異，水力停留時間設定為6～8h，同時好氧生化區(qū)13中也設有液位開關5，設定液位8達到設定的程序要求時，處理完的水通過生物納米膜產水模塊排放，產水模塊通過產水真空泵16經排放管17自動抽吸至排放點，處理出水較清澈，懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒也被大幅去除，可完全達到國家一級排放標準。而且，無二次污染產生，能真正做到零排放，本實施例中，排放的污水數據為：出水COD≤25，總氮≤4.5，總磷≤0.5，指標達到污水綜合排放標準一級A標以下，無二次污染物產生。

本實施例中因為生物納米膜模塊15與產水真空泵16必須是在負壓狀態(tài)下連接才能保證連續(xù)產水，若意外的斷電停機或機器故障，空氣容易進入連接管道，造成產水流量不足或無法抽吸的狀況，所以在產水模塊中增加氣水分離器18，不銹鋼制成的全封閉罐體，所述氣水分離器18設于所述產水真空泵16的上游，與所述生物納米膜模塊15相連；所述抽氣泵21與所述氣水分離器18相連，所述氣水分離器18與所述抽氣泵21之間的連接管上設有所述抽氣控制閥20，所述氣水分離器18上游的連接管上設有所述產水控制閥19。氣水分離器18內部設液位計，當檢測到不是滿液位時，說明里面有空氣進入，液位信息由PLC(控制系統27)聯動產水真空泵16，關閉產水控制閥19，自動停止產水，同時抽氣控制閥20就會自動開啟，閥門全開后，抽氣泵21跟著聯動，將氣水分離器18內空氣由其頂部連接的管道抽走，當空氣抽干后，氣水分離器18會恢復滿水狀態(tài)，這時，抽氣泵21和抽氣控制閥20將依次關閉，打開產水控制閥19，然后產水真空泵16啟動，持續(xù)自動的產水。

本實施例從節(jié)能環(huán)保的理念出發(fā)，在水箱頂部設置太陽能發(fā)電模組22，太陽能發(fā)電模組22的裝機容量12kw，處理系統的開機容量10kw，裝置頂部設置的太陽能發(fā)電模組22，充分利用立體空間，節(jié)省占地面積，太陽能發(fā)電模組22包括設在水箱上的支架23，以及設在支架23上的太陽能板24，設在頂部的太陽能發(fā)電模組22相當于水箱的頂板，不僅起到防墜作用，還能防止樹葉、膠袋等雜物飄入水箱，影響系統正常運行。本實施例的太陽能發(fā)電模組22經逆變器25將直流電轉換成交流電，連接控制區(qū)26內的控制系統27，即可實現電量自供自用，無需接入電網，節(jié)能環(huán)保，所以也不受地域的限制。

本實施例中，在控制區(qū)26部分的頂蓋上設有若干合理的排氣口28，保持控制間空氣流通，控制系統27可以實時監(jiān)測系統的運轉情況，能實現24小時無人運轉。

本領域技術人員將認識到，對以上描述做出眾多變通是可能的，所以實施例僅是用來描述一個或多個特定實施方式。

盡管已經描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實施例，本領域技術人員將會明白，可以對其作出各種改變和替換，而不會脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實施例，但本發(fā)明可能還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實施例及其等同物。