[发明专利]一种一体化生活污水处理装置及其处理方法

权利要求书

1.一种一体化生活污水处理装置，包括格栅集水池(1)、污泥池(2)、调节池(3)、反硝化槽(4)、厌氧槽(5)、MBR膜反应槽(6)、清水槽(7)、出水泵(8)、反洗泵(9)、保安过滤器(10)、水质处理器(11)、高杆灯(12)和臭气处理系统(13)，其特征在于：所述格栅集水池(1)通过提升泵与调节池(3)固定连通，所述污泥池(2)位于格栅集水池(1)和调节池(3)中间，所述格栅集水池(1)通过管道与污泥池(2)连通，所述调节池(3)通过提升泵与反硝化槽(4)固定连通，所述反硝化槽(4)与厌氧槽(5)通过管道固定连通，所述厌氧槽(5)的右侧与MBR膜反应槽(6)通过管道固定连通，所述MBR膜反应槽(6)的右侧与清水槽(7)通过管道固定连通，所述MBR膜反应槽(6)的出水端通过污水管道与出水泵(8)固定连通，所述出水泵(8)的出液端通过污水管道与水质处理器(11)的进液端固定连通，所述水质处理器(11)的出液端与清水槽(7)的进液端固定连通，所述清水槽(7)的出液端通过反洗管道与反洗泵(9)固定连通，所述反洗泵(9)的出液端与保安过滤器(10)固定连通，所述保安过滤器(10)的进液端与MBR膜反应槽(6)的出液端处于连通状态，所述反硝化槽(4)和厌氧槽(5)的出气端通过风机与臭气处理系统(13)连通，所述臭气处理系统(13)固定安装在高杆灯(12)上。

2.根据权利要求1所述的一体化生活污水处理装置，其特征在于：所述格栅集水池(1)的内部设置有粗细的回转式机械格栅用以去除除较大的悬浮物，如树叶、杂草、木块以及废塑料，保护水泵的正常工作，内部装配有液位控制器，所述格栅集水池(1)的结构形式为钢筋混凝土地下式，调节水量为300m³/d，外形尺寸为4.0m×1.0m×3.75m，有效容积为12m³。

3.根据权利要求1所述的一体化生活污水处理装置，其特征在于：所述污泥池(2)的内部固定安装有污泥泵，污泥泵通过管道连通有排污设备(14)，所述反硝化槽(4)和MBR膜反应槽(6)所产生的污泥由污泥管与污泥池(2)固定连通。

4.根据权利要求1所述的一体化生活污水处理装置，其特征在于：所述调节池(3)用以储存废水，调节水质水量，所述调节池(3)的结构形式为钢筋混凝土地下式，调节水量为300m³/d，外形尺寸为7.0m×5.0m×3.75m，有效容积为105m³，停留时间为8.4h。

5.根据权利要求1所述的一体化生活污水处理装置，其特征在于：所述反硝化槽(4)、厌氧槽(5)、MBR膜反应槽(6)和清水槽(7)共同组成一体化污水处理设施，其结构形式为钢制防腐地上式，调节水量为300m³/d，外形尺寸为14m×3.0m×3.20m，有效容积为121m³，且内部设置有组合填料和填料支架。

6.根据权利要求1所述的一体化生活污水处理装置，其特征在于：所述水质处理器(11)的内部水质处理介质为Naclo，所述水质处理器(11)上设置有加药管与反洗泵(9)上的反洗管连通。

7.根据权利要求1所述的一体化生活污水处理装置，其特征在于：所述高杆灯(12)的高度为十五米，能够便于臭气处理系统(13)排放废气。

8.一种一体化生活污水处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，预处理；步骤二，反硝化；步骤三，厌氧；步骤四，硝化；步骤五，MBR膜处理；步骤六，臭气处理；

在步骤一中，生活污水通过污水收集管道收集至污水处理站进行处理，生活污水首先经过预处理，经过粗细格栅去除较大的悬浮物，漂浮物大块垃圾等；

格栅集水池污水通过提升泵提升至调节池，调节池提供对污水处理负荷的缓冲能力，防止处理系统负荷的急剧变化；减少进入处理系统污水流量的波动，是处理污水时所用化学品的加料速率稳定，适合加料设备的能力；

在步骤二中，反硝化作用也称脱氮作用，反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N₂O)的过程，微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO₃^-→NH₄⁺→有机态氮，许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养；

另一用途是利用NO₂^-和NO₃^-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮(N₂)，称为反硝化作用或脱氮作用：NO₃^-→NO₂^-→N₂↑，能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌，大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：

C₆H₁₂O₆+12NO₃^-→6H₂O+6CO₂+12NO₂^-+能量

CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量

少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体，可进行以下反应：5S+6KNO3-+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4

反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利，农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用，反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用；

在步骤三中，污水在经过厌氧槽进行厌氧处理，利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理，高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段；

水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程；

发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化；

在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质；

这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质；

在步骤四中，第一步，自氨氧化为亚硝酸盐的过程是由两群微生物完成：氨氧化细菌(AOB)与氨氧化古菌(AOA)；

第二步，将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的步骤，主要是由细菌中的硝化杆菌属来完成；

在步骤五中，通过反硝化与硝化作用去除污水中的氮，硝化作用出水进入MBR膜反应槽。

硝化槽出水进入MBR反应槽，MBR反应槽具有出水稳定、处理能力高、工艺流程简单、节省占地、易于实现全自动控制、低投资、低运行、清洗简单经济与安装类型灵活等特点，经MBR反应器处理后的出水达标；

在步骤六中，臭气处理系统是将反硝化槽、厌氧槽、MBR膜反应槽和清水槽所构成的一体化污水处理设施中的废气进行处理，通过高杆灯便于臭气处理系统排放废气。