CN112094003A - 一体式太阳能污水处理设备及处理污水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一体式太阳能污水处理设备及处理污水的方法。一体式太阳能污水处理设备包括污水处理组件、电气组件和太阳能组件；所述污水处理组件用于处理污水，所述电气组件用于向所述污水处理组件供气，所述太阳能组件用于向所述电气组件供电。处理污水的方法，包括：将污水输入所述污水处理组件，经厌氧预处理沉淀池进行预沉淀和过滤，进入厌氧过滤处理池内进行厌氧处理，然后在缺氧生化处理池进行缺氧处理得到第一目标水体。本申请提供的一体式太阳能污水处理设备，设备所需能耗主要来源于太阳能，有利于降低运行费用；设备通过另接市电备用，可以保证稳定运行；能够在去除有机污染物的同时进行脱氮和除磷，非常适用于农村污水处理。

Description

一体式太阳能污水处理设备及处理污水的方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种一体式太阳能污水处理设备及处理污水的方法。

背景技术

农村生活污水主要由厕所冲洗水、厨房用水、淋浴、洗涤用水及部分家禽粪污便污水组成，这与城市生活污水有所不同，一般具有间歇排放、排量小、日变化系数大、有机物浓度含量高等特点。由于农村地形复杂、住户分散、管理水平和经济实力有限等原因，农村生活污水处理技术的选用和设计，需要有别于城镇生活污水处理。

目前国内外农村生活污水处理技术主要有稳定塘、小型污水处理厂、土地处理系统、生物接触氧化、湿地与人工湿地、厌氧沼气池、一体化处理装置等等。其中，一体化处理装置目前已经成为农村生活污水发展的一种趋势，目前有集中式污水处理装置和分散式污水处理装置。分散式污水处理装置是单户或相邻联户通过就近安装，从而处理污水的装置，这种装置可以大幅减少铺设管网，但装置存在容易污堵、抗冲击负荷能力和处理效果不够、运行管理费用较高等问题。集中式污水处理装置一般存在着生活污水收集难度大、管网造价高且易污堵等问题，只适合人口集中、规模较大且地形简单的地区。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能污水处理设备及处理污水的方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：

一种一体式太阳能污水处理设备，包括污水处理组件、电气组件和太阳能组件；所述污水处理组件用于处理污水，所述电气组件用于向所述污水处理组件供气，所述太阳能组件用于向所述电气组件供电；

所述污水处理组件包括顺次连通的厌氧预处理沉淀池、厌氧过滤处理池、缺氧生化处理池、好氧曝气处理池和尾端沉淀处理池；

所述厌氧过滤处理池内设置有厌氧过滤处理池填料，所述缺氧生化处理池内设置有缺氧生化处理池填料，所述厌氧过滤处理池填料和所述缺氧生化处理池填料均各自独立的包括聚氨酯；

所述厌氧过滤处理池填料和所述缺氧生化处理池填料的微生物负载量各自独立的为30-35g/L，比表面积各自独立的为20000-30000 m²/m³，孔隙率各自独立的为90-95%；

所述好氧曝气处理池内设置有包括醛化纤维和/或涤纶纤维以及雪花状塑料枝条的组合式填料；

所述尾端沉淀处理池内设置有溢流处理槽和消毒处理槽，所述溢流处理槽通过三通管与所述消毒处理槽的底部连通，所述消毒处理槽内设置有浸没式的紫外线消毒灯，所述紫外线消毒灯与所述电气组件电连接。

采用厌氧、缺氧、好氧的组合工艺，三种不同环境的微生物相互配合，能够在去除有机污染物的同时进行脱氮和除磷。

需要说明的是，厌氧预处理沉淀池、厌氧过滤处理池除了输入输出水体之外，其他位置均为密封状态，保证厌氧处理效果。

在一个可选的实施方式中，所述厌氧预处理沉淀池设置有污水进水管，所述厌氧预处理沉淀池内设置有与所述污水进水管连通的用于拦截污水中固体污染物的进污水除渣槽；

在一个可选的实施方式中，所述厌氧预处理沉淀池的顶部设置有厌氧预处理沉淀池检修口；

在一个可选的实施方式中，所述厌氧预处理沉淀池通过厌氧预处理沉淀池出水孔与所述厌氧过滤处理池连通；

在一个可选的实施方式中，所述厌氧预处理沉淀池出水孔设置有多个。

在一个可选的实施方式中，所述厌氧过滤处理池与所述厌氧预处理沉淀池出水孔对应的位置设置有进污水导流槽；

在一个可选的实施方式中，所述厌氧过滤处理池内设置有用于承载所述厌氧过滤处理池填料的厌氧过滤处理池填料承托板以及与所述厌氧过滤处理池填料承托板配合使用的厌氧过滤处理池填料盖板；

在一个可选的实施方式中，所述厌氧过滤处理池设置有用于向所述缺氧生化处理池输入污水的厌氧过滤处理池出水孔；

在一个可选的实施方式中，所述厌氧过滤处理池的顶部设置有厌氧过滤处理池检修口。

进污水除渣槽和进污水导流槽的设置，能够将污水中的大尺寸污染物和浮渣有效收集在进水口处，避免大尺寸污染物和浮渣影响后续处理的效果。

在一个可选的实施方式中，所述缺氧生化处理池内设置有用于承载所述缺氧生化处理池填料的缺氧生化处理池填料承托板，以及与所述缺氧生化处理池填料承托板配合使用的缺氧生化处理池填料盖板；

在一个可选的实施方式中，所述缺氧生化处理池的底部设置有用于向所述缺氧生化处理池间歇性供气的第一曝气管，所述第一曝气管与所述电气组件连通；

在一个可选的实施方式中，所述缺氧生化处理池的顶部设置有缺氧生化处理池检修口；

在一个可选的实施方式中，所述厌氧预处理沉淀池、所述厌氧过滤处理池和所述缺氧生化处理池一体设置。

所述厌氧预处理沉淀池、所述厌氧过滤处理池和所述缺氧生化处理池一体设置，可以减小设备体积，方便安装。

在一个可选的实施方式中，所述好氧曝气处理池与所述缺氧生化处理池通过连接管连通；

在一个可选的实施方式中，所述好氧曝气处理池内设置有用于支撑所述组合式填料的好氧曝气处理池填料支架；

在一个可选的实施方式中，所述好氧曝气处理池内还设置有第二曝气管，所述第二曝气管与所述电气组件连通；

在一个可选的实施方式中，所述好氧曝气处理池的顶部设置有好氧曝气处理池检修口。

在一个可选的实施方式中，所述尾端沉淀处理池与所述好氧曝气处理池通过好氧曝气处理池出水孔连通；

在一个可选的实施方式中，所述溢流处理槽整体呈矩形，所述溢流处理槽的出水口呈锯齿形；

在一个可选的实施方式中，所述消毒处理槽设置有出水口与所述尾端沉淀处理池的出水口连通，所述消毒处理槽的出水口在高度方向上高于所述消毒处理槽的进水口。

在一个可选的实施方式中，所述尾端沉淀处理池内还设置有回流输水管，所述回流输水管的进水端设置在所述尾端沉淀处理池的液面以下，出水端与所述污水处理组件中的厌氧预处理沉淀池、厌氧过滤处理池和缺氧生化处理池中的任意一个或多个连通；

在一个可选的实施方式中，所述尾端沉淀处理池内还设置有回流输气管，所述回流输气管与所述电气组件连通；

在一个可选的实施方式中，所述尾端沉淀处理池的顶部设置有尾端沉淀处理池检修口；

在一个可选的实施方式中，所述好氧曝气处理池和所述尾端沉淀处理池一体设置。

在一个可选的实施方式中，所述电气组件包括电控模块和曝气气源风机，所述曝气气源风机与所述电控模块电连接，所述曝气气源风机的出风口与所述污水处理组件连通；

在一个可选的实施方式中，所述电控模块包括总断路器、曝气气源风机控制断路器、紫外线消毒灯控制断路器及备用断路器。

在一个可选的实施方式中，所述太阳能组件包括光伏逆变一体机；

所述光伏逆变一体机包括用于发电的太阳能光伏板、用于蓄电的石墨烯蓄电池、用于连接市电的市电接口、用于连接负载的负载接口和用于显示信息的显示模块。

以太阳能发电+市电的模式，可以有效保证设备的稳定运行。

一种处理污水的方法，使用所述的污水处理设备处理污水，所述方法包括：

将污水输入所述污水处理组件，经厌氧预处理沉淀池进行厌氧预沉淀和过滤，进入厌氧过滤处理池内进行厌氧处理，然后在缺氧生化处理池进行缺氧处理得到第一目标水体；在好氧曝气处理池中对所述第一目标水体进行好氧处理，尾端沉淀处理池内设置的消毒处理槽对水体进行消毒处理；

所述太阳能组件向所述电气组件供电，所述电气组件向所述好氧曝气处理池供电，所述电气组件向所述缺氧生化处理池和所述好氧曝气处理池供气。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本申请提供的太阳能污水处理设备，通过污水处理组件的厌氧预处理沉淀池、厌氧过滤处理池、缺氧生化处理池、好氧曝气处理池和尾端沉淀处理池，并在厌氧过滤处理池、缺氧生化处理池中设置聚氨酯填料，好氧曝气处理池内设置组合式填料，能够有效去除污水中的污染物；通过将消毒处理槽集成在尾端沉淀处理池，并采用紫外线消毒的方式，相比于药剂消毒，紫外线能够有效防止设备外部倒灌水将杀菌药剂带入缺氧生化处理池和好氧曝气处理池，导致药剂抑制菌种的活性；紫外线消毒灯灯管采用浸没式，保证紫外线消毒灯灯管一直处于水下，防止紫外线灯管干烧，无潜在安全隐患。采用太阳能组件进行供电，有利于减少运行费用；可以在单户或相邻联户通过就近安装设备，大幅减少管网的铺设，避免管网污堵，适合农村环境综合整治地区、地形较为复杂的村落以及农村单户的生活污水处理。

本申请提供的处理污水的方法，成本低、污水处理效果好，运行稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为实施例提供的污水处理组件中的I号污水处理箱的示意图；

图2为实施例提供的污水处理组件的整体的示意图；

图3为实施例提供的太阳能污水处理设备的示意图。

附图标记：

1-污水处理组件；

10-厌氧预处理沉淀池；100-污水进水管；101-进污水除渣槽；102-厌氧预处理沉淀池出水孔；103-厌氧预处理沉淀池检修口；

11-厌氧过滤处理池；110-进污水导流槽；111-厌氧过滤处理池填料承托板；112-厌氧过滤处理池填料盖板；113-厌氧过滤处理池填料；114-厌氧过滤处理池检修口；115-厌氧过滤处理池出水孔；

12-缺氧生化处理池；120-缺氧生化处理池填料承托板；121-缺氧生化处理池填料盖板；122-缺氧生化处理池填料；123-第一曝气管；124-缺氧生化处理池出水孔；125-缺氧生化处理池检修口；

13-好氧曝气处理池；130-好氧曝气处理池进水孔；131-好氧曝气处理池填料支架；132-组合式填料；133-第二曝气管；134-好氧曝气处理池出水孔；135-好氧曝气处理池检修口；

14-尾端沉淀处理池；140-尾端沉淀处理池出水口；141-溢流处理槽；142-消毒处理槽；143-回流输水管；144-回流输气管；145-尾端沉淀处理池检修口；146-浸没式紫外线消毒灯管；

15-连接管；

2-电气组件；20-曝气气源风机；21-电气控制柜；

3-太阳能组件；30-石墨烯蓄电池；31-太阳能光伏板；32-外接接口。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK（K为任意数，表示倍数因子）。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种一体式太阳能污水处理设备，包括污水处理组件1、电气组件2和太阳能组件3。

如图2和图3所示，污水处理组件1包括I号污水处理箱和II号污水处理箱。如图1所示，I号污水处理箱内设置有厌氧预处理沉淀池10、厌氧过滤处理池11和缺氧生化处理池12。厌氧预处理沉淀池10的前壁距离底部1000mm处设置有污水进水管100，污水进水管100连接进污水除渣槽101，进污水除渣槽101的结构为上下贯通且上部大下部小，进污水除渣槽101的上部在污水进水管100顶部以上50mm处，进污水除渣槽101的下部通入水面以下，且距离厌氧预处理沉淀池10的底部180mm。厌氧预处理沉淀池10的后壁距离底部500mm处设置有两个直径大小为75mm的厌氧预处理沉淀池出水孔102，两个厌氧预处理沉淀池出水孔102呈竖直对称方式排布，厌氧预处理沉淀池出水孔102在水平方向安装导流弯头。在一个可选的实施方式中，厌氧预处理沉淀池出水孔102的数量是可以变化的，例如1个、3个、4个等，其排布方式也可根据需要进行变化。

厌氧预处理沉淀池10的顶部开设有用于检修的厌氧预处理沉淀池检修口103。

厌氧过滤处理池11与厌氧预处理沉淀池10连接，在厌氧过滤处理池11与厌氧预处理沉淀池出水孔102对应的位置设置有进污水导流槽110，进污水导流槽110为矩形管，底部大小为300×200mm，结构为上下贯通，上部在厌氧预处理沉淀池出水孔102中心以上50mm处，下部通入水面以下距离底部150mm处，中间开有两个直径为75mm的厌氧过滤处理池进水孔，与厌氧预处理沉淀池出水孔102相对应（也可通过管路连通厌氧预处理沉淀池出水孔102和厌氧过滤处理池进水孔）；在距离底部200mm处设置有厌氧过滤处理池填料承托板111，厌氧过滤处理池填料承托板111向上600mm处设置有厌氧过滤处理池填料盖板112。在厌氧过滤处理池填料承托板111和厌氧过滤处理池填料盖板112之间装填有厌氧过滤处理池填料113，厌氧过滤处理池填料113为聚氨酯，直径为150mm，聚氨酯填料孔隙率为90%-95%，微生物负载量为32g/L，载体比表面积为25000m²/m³。厌氧过滤处理池11的顶部设置有厌氧过滤处理池检修口114。

厌氧过滤处理池11通过厌氧过滤处理池出水孔115与缺氧生化处理池12连通，在距离缺氧生化处理池12的底部200mm处设置有缺氧生化处理池填料承托板120，缺氧生化处理池填料承托板120向上600mm处设置有缺氧生化处理池填料盖板121。在缺氧生化处理池填料承托板120和缺氧生化处理池填料盖板121之间安装有缺氧生化处理池填料122，缺氧生化处理池填料122为聚氨酯填料，直径为80mm；聚氨酯填料孔隙率为90%-95%，微生物负载量为32g/L，载体比表面积为25000m²/m³。在缺氧生化处理池12底部安装有第一曝气管123，对缺氧生化处理池12进行间歇性曝气，第一曝气管123表面的圆孔孔径为2mm，分两排在第一曝气管123的横截面呈45°分布。缺氧生化处理池12的后壁距离底部950mm处开设有圆形缺氧生化处理池出水孔124。缺氧生化处理池12的顶部开设缺氧生化处理池检修口125。

上述厌氧预处理沉淀池10、厌氧过滤处理池11、缺氧生化处理池12一体设置组成污水处理组件1，污水处理组件1箱体壳体为玻璃纤维增强塑料（GFRP，厚度为6mm），内部管路和零部件可以在生产工厂完成装配和连接。

如图2和图3所示，II号污水处理箱包括好氧曝气处理池13和尾端沉淀处理池14，好氧曝气处理池13和尾端沉淀处理池14一体设置。

好氧曝气处理池13距离底部950mm处开设有好氧曝气处理池进水孔130，好氧曝气处理池进水孔130通过连接管15与缺氧生化处理池出水孔124连接。好氧曝气处理池13中安装有好氧曝气处理池填料支架131，好氧曝气处理池填料支架131的底部距离箱体底部200mm，好氧曝气处理池填料支架131上均匀安装组合式填料132（组合填料是在软性填料和半软性填料的基础上发展而成的，它兼有两者的优点。其结构是将塑料圆片压扣改成双圈大塑料环，将醛化纤维或涤纶丝压在环的环圈上，使纤维束均匀分布；内圈是雪花状塑料枝条，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率。使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理；组合式填料在强大的曝气湍激的水气流的情况下较为理想的选用填料），填料直径为150mm，间距为200mm，装填长度为700mm。好氧曝气处理池13的底部安装有第二曝气管133，第二曝气管133的中心距离箱体底部100-150mm，第二曝气管133的进气口通过气管连接设备外部的曝气气源风机20，对好氧曝气处理池13进行均匀曝气。好氧曝气处理池13的后壁距离底部550mm处开设有圆形的好氧曝气处理池出水孔134。好氧曝气处理池13顶部开设好氧曝气处理池检修口135。

尾端沉淀处理池14通过好氧曝气处理池出水孔134与好氧曝气处理池13连通，在尾端沉淀处理池14的后壁距离底部900mm出开设有尾端沉淀处理池出水口140。尾端沉淀处理池14的上部设置有溢流处理槽141，溢流处理槽141为矩形，上部开口，一侧为锯齿状，溢流处理槽141安装高度位于污水进水管与尾端沉淀处理池出水口中间。溢流处理槽141的中心安装有三通接头，另一端连接至消毒处理槽142的底部。尾端沉淀处理池14安装有回流输水管143和回流输气管144，回流输水管143下端位于尾端沉淀处理池14的底部向上200mm处，另一端连接至I号污水处理箱的厌氧过滤处理池11中。回流输气管144的下部位于液回流输水管143的底部向上50mm处，进气端连接至曝气气源风机20，回流输气管144和回流输水管143配合形成气提回流。为了便于设备维护，尾端沉淀处理池14顶部开设尾端沉淀处理池检修口145。

消毒处理槽142为矩形桶状，其底部尺寸为200×200mm，高700mm。前端底部开进水孔，与溢流处理槽141的出水端连接，后端上部开出水孔，与尾端沉淀处理池14的出水口连接。消毒处理槽142内置浸没式紫外线消毒灯管146，灯管安装在消毒处理槽142的侧壁，顶端低于出水口高度。经过紫外线消毒管消毒后的污水可以排入当地收纳水体。紫外线消毒管电缆通过PVC管连接至电气组件2。

如图3所示，电气组件2包括电控模块和曝气气源风机20，曝气气源风机20设置在电气控制柜21内，曝气气源风机20通过电控模块的总断路器和曝气气源风机控制断路器与太阳能组件3电连接。曝气气源风机20的出风口与缺氧生化处理池12底部安装的第一曝气管123连通。电气控制柜21的箱体采用sus304不锈钢材质，厚度1.5mm，尺寸为长×宽×高为450mm×350mm×300mm，电气控制柜21的箱体两侧设计有麒麟状散热孔及曝气气源风机出气孔，有利于曝气气源风机20及电器元器件的散热。底部开有一个Φ40mm的穿线孔、一个Φ20mm的出气孔和4个曝气气源风机固定孔，穿线孔用于电缆的进出线，出气口用于曝气气源风机20的出气管连接，固定孔用于曝气气源风机20的固定。电器元器件安装板尺寸为270×325mm，用于安装总断路器、曝气气源风机控制断路器、紫外线消毒灯控制断路器及备用断路器。

如图3所示，太阳能组件3包括光伏逆变一体机，光伏逆变一体机为DC24V转AC220V，背面有石墨烯蓄电池30、太阳能光伏板31、外接接口32，外界接口用于接市电及负载；内置PWM控制器，频率50Hz。显示界面上有负载显示、输出指示、市电输入指示、市电电压显示、太阳能指示、及电池容量显示。石墨烯蓄电池30包括2块光伏专用石墨烯电池，通过串联正负极分别接入逆变器电池输入正极、电池输入负极。太阳能光伏板31包括3块单晶硅太阳能光伏板，通过太阳能光伏板支架进行固定，太阳能光伏板之间正极与正极、负极与负极通过电缆并联，分别接入逆变器光伏正极输入、光伏负极输入。

上述厌氧预处理沉淀池10、厌氧过滤处理池11、缺氧生化处理池12、好氧曝气处理池13、尾端沉淀处理池14组成污水处理组件1，污水处理组件1的箱体壳体为玻璃纤维增强塑料（GFRP，厚度为6mm），内部管路和零部件可以在生产工厂完成装配和连接。

当污水处理难度较高的情况下，将污水输入I号污水处理箱，通过污水进水管100进入进污水除渣槽101，滤除毛发、纸巾、塑料袋等较大悬浮污染物及其他浮渣，提高污水后续处理的可生化性。然后污水进入厌氧预处理沉淀池10的主体部分，进行厌氧生化反应和预沉淀。

经过厌氧预沉淀处理的污水通过厌氧预处理沉淀池出水孔102进入厌氧过滤处理池11的进污水导流槽110内，进污水导流槽110对污水中的浮渣进行进一步的截留，以保证污水生化处理的效果。污水经过进污水导流槽110进入厌氧过滤处理池11的填料部分，聚氨酯填料能够附着大量的微生物，形成厌氧生物膜。在厌氧条件下，填料表面的厌氧微生物能够对污水中的有机污染物进行初步去除，将污水中难降解的大分子污染物水解为易降解的小分子污染物，将有机氮转化为可溶解性的无机氮，提高污水的可生化性，为下一阶段的生物处理打下良好基础。

经过厌氧过滤处理池11处理的污水通过厌氧过滤处理池出水孔115进入缺氧生化处理池12，缺氧生化处理池填充有聚氨酯填料，该填料多孔表面附着生长兼氧生物膜，兼氧生物膜由于厌氧菌和好氧均同时存在，两者发挥各自优势，共同去除污水中的有机污染物。兼氧生物膜中反硝化菌在缺氧条件下，将污水中的硝酸盐还原成分子态氮（N₂），进行反硝化脱氮反应。曝气气源风机20通过设置在缺氧生化处理池12底部的第一曝气管123向缺氧生化处理池12内间歇式曝气。

经过缺氧生化处理池12处理的污水，通过连接管15进入好氧曝气处理池13。第二曝气管133通过曝气气源风机20向好氧曝气处理池13进行曝气，以保证好氧曝气处理池的溶解氧处于2-4mg/L。组合式填料微生物附着力好，生物膜活性高，且填料具有切割气泡的作用，能进一步提升曝好氧气效果。生物膜中好氧微生物对污水中的有机污染物进行进一步的去除，硝化细菌在好氧条件下进行硝化反应，把污水中的氨氮氧化成硝态氮，污水中的聚磷菌在厌氧区进行释放磷的反应，在好氧条件下会过度摄取磷，并通过剩余污泥的形式进行排除，实现磷的去除。

经过好氧曝气处理池13处理之后的污水通过溢流处理槽141进入尾端沉淀处理池14。其中一部分污水通过回流输水管143以气提回流的方式将部分处理过后的污水回流回到厌氧过滤处理池11中，另一部分进入消毒处理槽142并通过浸没式紫外线消毒灯管146进行消毒后排入当地收纳水体。

实施例2

如图3所示，本实施例提供一种太阳能污水处理设备，包括污水处理组件1、电气组件2和太阳能组件3。

如图2和图3所示，污水处理组件1包括I号污水处理箱和II号污水处理箱。如图1所示，I号污水处理箱内设置有厌氧预处理沉淀池10、厌氧过滤处理池11和缺氧生化处理池12。厌氧预处理沉淀池10的前壁距离底部1200mm处设置有污水进水管100，污水进水管100连接进污水除渣槽101，进污水除渣槽101的结构为上部大下部小、上下贯通，上部在污水进水管100顶部以上60mm处，下部通入水面以下距离厌氧预处理沉淀池10的底部150mm。厌氧预处理沉淀池10的后壁距离底部600mm处设置有两个直径大小为70mm的厌氧预处理沉淀池出水孔102，两个厌氧预处理沉淀池出水孔102呈竖直对称方式排布，厌氧预处理沉淀池出水孔102在水平方向安装导流弯头。厌氧预处理沉淀池10顶部开设厌氧预处理沉淀池检修口103。

厌氧过滤处理池11与厌氧预处理沉淀池10连接，在厌氧过滤处理池11与厌氧预处理沉淀池出水孔102对应的位置设置有进污水导流槽110，进污水导流槽110为矩形管，底部大小为350×250mm，结构为上下贯通，上部在厌氧预处理沉淀池出水孔102中心以上50mm处，下部通入水面以下距离底部150mm处，中间开有两个直径为70mm的厌氧过滤处理池进水孔，与厌氧预处理沉淀池出水孔102相对应（也可通过管路连通厌氧预处理沉淀池出水孔102和厌氧过滤处理池进水孔）；在距离底部200mm处设置有厌氧过滤处理池填料承托板111，厌氧过滤处理池填料承托板111向上600mm处设置有厌氧过滤处理池填料盖板112。在厌氧过滤处理池填料承托板111和厌氧过滤处理池填料盖板112之间装填有厌氧过滤处理池填料113，厌氧过滤处理池填料113为聚氨酯，直径为150mm，聚氨酯填料孔隙率为90%-95%，微生物负载量为30g/L，载体比表面积为24000m²/m³。厌氧过滤处理池11的顶部设置有厌氧过滤处理池检修口114。

厌氧过滤处理池11通过厌氧过滤处理池出水孔115与缺氧生化处理池12连通，在距离缺氧生化处理池12的底部200mm处设置有缺氧生化处理池填料承托板120，缺氧生化处理池填料承托板120向上600mm处设置有缺氧生化处理池填料盖板121。在缺氧生化处理池填料承托板120和缺氧生化处理池填料盖板121之间安装有缺氧生化处理池填料122，缺氧生化处理池填料122为聚氨酯填料，直径为80mm；聚氨酯填料孔隙率为90%-95%，微生物负载量为30g/L，载体比表面积为24000m²/m³。在缺氧生化处理池12底部安装有第一曝气管123，对缺氧生化处理池12进行间歇性曝气，第一曝气管123表面的圆孔孔径为2mm，分两排在第一曝气管123的横截面呈45°分布。缺氧生化处理池12的后壁距离底部950mm处开设有圆形缺氧生化处理池出水孔124。缺氧生化处理池12的顶部开设缺氧生化处理池检修口125。

上述厌氧预处理沉淀池10、厌氧过滤处理池11、缺氧生化处理池12一体设置组成污水处理组件1，污水处理组件1箱体壳体为玻璃纤维增强塑料（GFRP，厚度为5mm），内部管路和零部件可以在生产工厂完成装配和连接。

如图2和图3所示，II号污水处理箱包括好氧曝气处理池13和尾端沉淀处理池14，好氧曝气处理池13和尾端沉淀处理池14一体设置。

好氧曝气处理池13距离底部950mm处开设有好氧曝气处理池进水孔130，好氧曝气处理池进水孔130通过连接管15与缺氧生化处理池出水孔124连接。好氧曝气处理池13中安装有好氧曝气处理池填料支架131，好氧曝气处理池填料支架131的底部距离箱体底部200mm，好氧曝气处理池填料支架131上均匀安装组合式填料132，填料直径为150mm，间距为200mm，装填长度为700mm。好氧曝气处理池13的底部安装有第二曝气管133，第二曝气管133的中心距离箱体底部100-150mm，第二曝气管133的进气口通过气管连接设备外部的曝气气源风机20，对好氧曝气处理池13进行均匀曝气。好氧曝气处理池13的后壁距离底部550mm处开设有圆形好氧曝气处理池出水孔134。好氧曝气处理池13顶部开设好氧曝气处理池检修口135。

尾端沉淀处理池14通过好氧曝气处理池出水孔134与好氧曝气处理池13连通，在尾端沉淀处理池14的后壁距离底部900mm出开设有尾端沉淀处理池出水口140。尾端沉淀处理池14的上部设置有溢流处理槽141，溢流处理槽141为矩形，上部开口，一侧为锯齿状，溢流处理槽141安装高度位于污水进水管与尾端沉淀处理池出水口中间。溢流处理槽141的中心安装有三通接头，另一端连接至消毒处理槽142的底部。尾端沉淀处理池14安装有回流输水管143和回流输气管144，回流输水管143下端位于尾端沉淀处理池14的底部向上200mm处，另一端连接至I号污水处理箱的厌氧过滤处理池11中。回流输气管144的下部位于液回流输水管143的底部向上50mm处，进气端连接至曝气气源风机20。尾端沉淀处理池14顶部开设尾端沉淀处理池检修口145。

消毒处理槽142为矩形桶状，其底部尺寸为200×200mm，高700mm。前端底部开进水孔，与溢流处理槽141的出水端连接，后端上部开出水孔，与尾端沉淀处理池14的出水口连接。消毒处理槽142内置浸没式紫外线消毒灯管146，灯管安装在消毒处理槽142的侧壁，顶端低于出水口高度。经过紫外线消毒管消毒后的污水可以排入当地收纳水体。紫外线消毒灯电缆通过PVC管连接至电气组件2。

如图3所示，电气组件2包括电控模块和曝气气源风机20，曝气气源风机20设置在电气控制柜21内，曝气气源风机20通过电控模块的总断路器和曝气气源风机控制断路器与太阳能组件3电连接。曝气气源风机20的出风口与缺氧生化处理池12底部安装的第一曝气管123连通。电气控制柜21的箱体采用sus304不锈钢材质，厚度1.5mm，尺寸为长×宽×高为450mm×350mm×300mm，电气控制柜21的箱体两侧设计有麒麟状散热孔及曝气气源风机出气孔，有利于曝气气源风机20及电器元器件的散热。底部开有一个Φ40mm的穿线孔、一个Φ20mm的出气孔和4个曝气气源风机固定孔，穿线孔用于相应的电缆的进出线，出气口用于曝气气源风机20的出气管连接，固定孔用于曝气气源风机20的固定。电器元器件安装板尺寸为270×325mm，用于安装总断路器、曝气气源风机控制断路器、紫外线消毒灯控制断路器及备用断路器。

如图3所示，太阳能组件3包括光伏逆变一体机，光伏逆变一体机为DC24V转AC220V，背面设置有石墨烯蓄电池30、太阳能光伏板31、外接接口32，频率50Hz，内置PWM控制器。显示界面上有负载显示、输出指示、市电输入指示、市电电压显示、太阳能指示及电池容量显示。石墨烯蓄电池30包括2块光伏专用石墨烯电池，通过串联正负极分别接入逆变器电池输入正极、电池输入负极。太阳能光伏板31包括3块单晶硅太阳能光伏板，通过太阳能光伏板支架进行固定，太阳能光伏板之间正极与正极、负极与负极通过电缆并联，分别接入逆变器光伏正极输入、光伏负极输入。

上述厌氧预处理沉淀池10、厌氧过滤处理池11、缺氧生化处理池12、好氧曝气处理池13、尾端沉淀处理池14组成污水处理组件1，污水处理组件1的箱体壳体可以选用玻璃纤维增强塑料（GFRP，厚度为5mm）。

该实施例提供的太阳能污水处理设备的使用方法与实施例1相同。

本申请提供的一体式太阳能污水处理设备，属于太阳能微动力生物床污水处理设备，厌氧预处理沉淀池、厌氧过滤处理池、缺氧生化处理池、好氧曝气处理池、尾端沉淀处理池和消毒处理槽共同发挥作用，对污水进行综合处理。现有技术中，一部分污水处理设备仅仅只有厌氧处理单元，无法对污水进行深度有效的处理；还有一部分污水处理设备没有采用有效的消毒处理装置，处理过后的污水中仍然存在大肠杆菌群数远远超标的问题，还有另外一部分污水处理的设备采用药剂进行消毒，该种药剂消毒方式，虽然可以对设备出水之前的水体进行有效的消毒，但是需要进行定期投加药片，维护成本比较高，且遇到暴雨天气时，设备外部受纳水体的额水位往往高于设备，导致污水出现倒灌现象，会将消毒液带回至前端的生化区，从而导致药剂影响活性污泥的活性，最终反而影响设备的整体处理效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，包括污水处理组件、电气组件和太阳能组件；所述污水处理组件用于处理污水，所述电气组件用于向所述污水处理组件供气，所述太阳能组件用于向所述电气组件供电；

所述污水处理组件包括依次连通的厌氧预处理沉淀池、厌氧过滤处理池、缺氧生化处理池、好氧曝气处理池和尾端沉淀处理池；

所述厌氧过滤处理池内设置有厌氧过滤处理池填料，所述缺氧生化处理池内设置有缺氧生化处理池填料，所述厌氧过滤处理池填料和所述缺氧生化处理池填料均各自独立的包括聚氨酯；

所述厌氧过滤处理池填料和所述缺氧生化处理池填料的微生物负载量各自独立的为30-35g/L，比表面积各自独立的为20000-30000 m²/m³，孔隙率各自独立的为90-95%；

所述好氧曝气处理池内设置有包括醛化纤维和/或涤纶纤维以及雪花状塑料枝条的组合式填料；

所述尾端沉淀处理池内设置有溢流处理槽和消毒处理槽，所述溢流处理槽通过三通管与所述消毒处理槽的底部连通，所述消毒处理槽内设置有浸没式的紫外线消毒灯，所述紫外线消毒灯与所述电气组件电连接。

2.根据权利要求1所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述厌氧预处理沉淀池设置有污水进水管，所述厌氧预处理沉淀池内设置有与所述污水进水管连通的用于拦截污水中固体污染物的进污水除渣槽；

优选地，所述厌氧预处理沉淀池的顶部设置有厌氧预处理沉淀池检修口；

优选地，所述厌氧预处理沉淀池通过厌氧预处理沉淀池出水孔与所述厌氧过滤处理池连通；

优选地，所述厌氧预处理沉淀池出水孔设置有多个。

3.根据权利要求2所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述厌氧过滤处理池与所述厌氧预处理沉淀池出水孔对应的位置设置有进污水导流槽；

优选地，所述厌氧过滤处理池内设置有用于承载所述厌氧过滤处理池填料的厌氧过滤处理池填料承托板，以及与所述厌氧过滤处理池填料承托板配合使用的厌氧过滤处理池填料盖板；

优选地，所述厌氧过滤处理池设置有用于向所述缺氧生化处理池输入污水的厌氧过滤处理池出水孔；

优选地，所述厌氧过滤处理池的顶部设置有厌氧过滤处理池检修口。

4.根据权利要求1所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述缺氧生化处理池内设置有用于承载所述缺氧生化处理池填料的缺氧生化处理池填料承托板，以及与所述缺氧生化处理池填料承托板配合使用的缺氧生化处理池填料盖板；

优选地，所述缺氧生化处理池的底部设置有用于向所述缺氧生化处理池间歇性供气的第一曝气管，所述第一曝气管与所述电气组件连通；

优选地，所述缺氧生化处理池的顶部设置有缺氧生化处理池检修口；

优选地，所述厌氧预处理沉淀池、所述厌氧过滤处理池和所述缺氧生化处理池一体设置。

5.根据权利要求1所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述好氧曝气处理池与所述缺氧生化处理池通过连接管连通；

优选地，所述好氧曝气处理池内设置有用于支撑所述组合式填料的好氧曝气处理池填料支架；

优选地，所述好氧曝气处理池内还设置有第二曝气管，所述第二曝气管与所述电气组件连通；

优选地，所述好氧曝气处理池的顶部设置有好氧曝气处理池检修口。

6.根据权利要求1所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述尾端沉淀处理池与所述好氧曝气处理池通过好氧曝气处理池出水孔连通；

优选地，所述溢流处理槽整体呈矩形，所述溢流处理槽的出水口呈锯齿形；

优选地，所述消毒处理槽设置有出水口与所述尾端沉淀处理池的出水口连通，所述消毒处理槽的出水口在高度方向上高于所述消毒处理槽的进水口。

7.根据权利要求6所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述尾端沉淀处理池内还设置有回流输水管，所述回流输水管的进水端设置在所述尾端沉淀处理池的液面以下，出水端与所述污水处理组件中的厌氧预处理沉淀池、厌氧过滤处理池和缺氧生化处理池中的任意一个或多个连通；

优选地，所述尾端沉淀处理池内还设置有回流输气管，所述回流输气管与所述电气组件连通；

优选地，所述尾端沉淀处理池的顶部设置有尾端沉淀处理池检修口；

优选地，所述好氧曝气处理池和所述尾端沉淀处理池一体设置。

8.根据权利要求1所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述电气组件包括电控模块和曝气气源风机，所述曝气气源风机与所述电控模块电连接，所述曝气气源风机的出风口与所述污水处理组件连通；

优选地，所述电控模块包括总断路器、曝气气源风机控制断路器、紫外线消毒灯控制断路器及备用断路器。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一体式太阳能污水处理设备，其特征在于，所述太阳能组件包括光伏逆变一体机；

所述光伏逆变一体机包括用于发电的太阳能光伏板、用于蓄电的石墨烯蓄电池、用于连接市电的市电接口、用于连接负载的负载接口和用于显示信息的显示模块。

10.一种处理污水的方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的一体式太阳能污水处理设备处理污水，所述方法包括：

将污水输入所述污水处理组件，经厌氧预处理沉淀池进行厌氧预沉淀和过滤，进入厌氧过滤处理池内进行厌氧处理，然后在缺氧生化处理池进行缺氧处理得到第一目标水体；在好氧曝气处理池中对所述第一目标水体进行好氧处理，尾端沉淀处理池内设置的消毒处理槽对水体进行消毒处理；

所述太阳能组件向所述电气组件供电，所述电气组件向所述好氧曝气处理池供电，所述电气组件向所述缺氧生化处理池和所述好氧曝气处理池供气。

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