本實(shí)用新型涉及污水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種集真空污水收集和SBR污水處理于一體的節(jié)能治污系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，小城鎮(zhèn)和農(nóng)村污水處理的壓力越來越大，很多村鎮(zhèn)住戶之間位置相對(duì)分散，特別是在農(nóng)村地形變化較大、河流多的情況下，如依靠傳統(tǒng)的重力管道收集方式，管道敷設(shè)難度較大，管道實(shí)施較困難，有的根本無法實(shí)施，導(dǎo)致很多數(shù)村莊的污水只能采取的隨意排放方式，污水直接排入周邊河道水溝，對(duì)周圍環(huán)境衛(wèi)生和地表景觀造成較大影響。此外，農(nóng)村污水量小，污水輸送管道長(zhǎng)，管道內(nèi)污水在旱流時(shí)流速小，管道易堵塞且滲漏嚴(yán)重，旱天污水大多直接滲入地下，收集不到污水，而在雨天時(shí)由于雨水滲入，污水溢流嚴(yán)重，農(nóng)村河流普遍遭到污染，還嚴(yán)重威脅到地下水，嚴(yán)重影響周圍環(huán)境，給居民的健康帶來較大威脅。

究其原因，現(xiàn)有的小城鎮(zhèn)和農(nóng)村污水處理工藝設(shè)計(jì)并未結(jié)合其污水收集量及處理量小的特點(diǎn)，而仍然是沿用和照搬大、中型規(guī)模城市污水處理工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)，造成工程投資和運(yùn)行費(fèi)用整體過高。除此以外，傳統(tǒng)的重力排污系統(tǒng)還存在眾多弊端：

1、易受地形限制，不適合有許多起伏、巖石層淺的地方或土壤不穩(wěn)定的地區(qū)，不適合周圍水域水位高的居民區(qū)或地坑不宜挖掘過深的地區(qū)；

2、不能靈活與其他專業(yè)管線進(jìn)行整體協(xié)調(diào)，不適合居民居住比較分散地區(qū)或地下已埋設(shè)了其他市政等公共設(shè)施的地方；

3、需較大的坡度和埋深，在地勢(shì)平坦的地區(qū)需設(shè)置大量污水檢查井，提升泵站或倒虹吸管等附屬構(gòu)筑物，管徑較大，工程開挖量大，致使施工難度、建設(shè)和維護(hù)成本大幅增加。

SBR污水處理具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。其采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。但現(xiàn)有集真空污水收集和SBR污水處理于一體的節(jié)能治污系統(tǒng)污水來源不穩(wěn)定，且污水收集投資巨大，不能滿足集真空污水收集和SBR污水處理于一體的節(jié)能治污系統(tǒng)持續(xù)處理的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種集真空污水收集和SBR污水處理于一體的節(jié)能治污系統(tǒng)，解決現(xiàn)有集真空污水收集和SBR污水處理于一體的節(jié)能治污系統(tǒng)污水來源不穩(wěn)定，造價(jià)高的問題。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種集真空污水收集和SBR污水處理于一體的節(jié)能治污系統(tǒng)，包括污水匯流管線、真空收集井、真空輸送管線、真空泵站和人工濕地；其中，所述污水匯流管線將從用戶端排出的污水引至真空收集井中；真空收集井包括閥井，從閥井內(nèi)部向上延伸的排污管，以及與排污管相連的真空閥門，真空輸送管線安裝在該真空閥門上；所述真空閥門包括工作腔，與排污管相對(duì)接的介質(zhì)進(jìn)口，與真空輸送管線相連接的介質(zhì)出口，以及與工作腔相通、用于控制介質(zhì)進(jìn)口和介質(zhì)出口通斷的先導(dǎo)閥；在真空輸送管線上還設(shè)有取氣口，所述先導(dǎo)閥上設(shè)置有與該取氣口相對(duì)接的真空接口，與大氣相通的大氣接口，以及用于感應(yīng)閥井內(nèi)部液位的壓力接口，在壓力接口上還裝設(shè)有向下延伸至閥井的敏感元件，該敏感元件包括安裝在壓力接口上的氣壓傳導(dǎo)管，以及與該氣壓傳導(dǎo)管相連用于感應(yīng)井內(nèi)液位的感應(yīng)管；所述真空泵站一方面提供負(fù)壓系統(tǒng)的動(dòng)力，另一方面將從真空輸送管線中排出的污水輸送至SBR反應(yīng)池中。

所述真空泵站與SBR反應(yīng)池間還設(shè)置有調(diào)節(jié)池，用于合理配置進(jìn)入SBR反應(yīng)池的水量和時(shí)間。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述閥井中部設(shè)有密封板，該密封板將閥井分成上下兩層，由上層的真空閥室和下層的污水暫存罐組成；上下層嚴(yán)實(shí)密封，更好的控制臭氣，進(jìn)而改善周邊環(huán)境。在真空閥室的側(cè)壁上開有用于安置真空輸送管線的穿插口，密封板上開設(shè)有排污管穿插口和感應(yīng)管穿插口，將閥門和污水隔絕，便于維護(hù)。

為了防止較大漂浮物穿過過濾格柵進(jìn)入系統(tǒng)造成管路的堵塞，所述污水暫存罐內(nèi)還設(shè)置有過濾裝置；該過濾裝置底部沉入井底，上部鑲嵌在密封板上可活動(dòng)部位，過濾裝置的上部2/3處為過濾區(qū)域，由一定間隔的不銹鋼網(wǎng)圍制，過濾裝置下部1/3處為攔截區(qū)域，用于將污水中混入的沉積物阻隔在污水暫存罐的外側(cè)。

本實(shí)用新型的其中一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)在于，如何在保證密封性的條件下，將UPVC材料的真空輸送管線中的取氣口接入先導(dǎo)閥中來。具體采用的技術(shù)方案如下，所述真空輸送管線的取氣口處安裝有第一T形連接件，該第一T形連接件的左右兩個(gè)出口密封連接至真空輸送管線，上方出口密封連接有第一管道，該第一管道的另一端安裝有變徑，該變徑通過第一接頭連接有第二T形連接件，該第二T形連接件的一個(gè)出口連接有絲堵或壓力儀表，另一個(gè)出口通過第二接頭裝設(shè)有軟管，該軟管的另一端連接至所述先導(dǎo)閥的真空接口。

為了方便管路檢查與維修，所述真空輸送管線上還裝設(shè)有備用管路，該備用管路包括安裝在真空輸送管線上的三通閥，以及連接在三通閥上的鋼絲軟管；該鋼絲軟管的端部可延伸至閥井底部，在鋼絲軟管上還設(shè)有二通閥門，閥井側(cè)壁上設(shè)有拉鉤，該二通閥門由拉鉤固定在井壁上沿。

所述真空泵站包含真空泵、真空污水貯槽、污水輸送泵、電氣控制系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)；其中，真空泵用于提供負(fù)壓系統(tǒng)的動(dòng)力，真空污水貯槽用于收集來自真空收集井的污水，其上分別連接有真空泵和污水輸送泵，在真空污水貯槽上還設(shè)有液位檢測(cè)器，電氣控制系統(tǒng)根據(jù)液位檢測(cè)器檢測(cè)的液位情況控制開啟污水輸送泵以排送污水；污水輸送泵用于排放真空污水貯槽內(nèi)的污水，并將該污水輸送至污水處理器中進(jìn)行凈化。

為保證污泥分離徹底，還設(shè)置有污泥池，所述調(diào)節(jié)池和SBR反應(yīng)池的底部通過管道與污泥池連接，所述污泥池的上部還設(shè)置有與調(diào)節(jié)池連接的回流管，用于回流上清液。

為進(jìn)一步提高出水水質(zhì)，所述SBR反應(yīng)池之后還設(shè)置有消毒池和清水池，所述消毒池中添加復(fù)合季銨鹽進(jìn)行消毒，復(fù)合季銨鹽的添加量為50mg/L。

優(yōu)選的，所述SBR反應(yīng)池中各階段的反應(yīng)時(shí)間分別為進(jìn)水t_in＝2.0h，反應(yīng)t_r＝4.0h，沉淀t_s＝1.5h，潷水t_out＝1.0h；排泥、閑置t_out＝0.5h。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本實(shí)用新型將生活污水的收集方法由傳統(tǒng)的重力收集改為真空收集，污水處理由排入污水管網(wǎng)集中處理改為采用小型一體化膜處理設(shè)備就地處理工藝，并將收集和處理整合為成套系統(tǒng)，系統(tǒng)不受基本配套設(shè)施限制，無需依賴城市排水設(shè)施，集高效收集和高效處理功能的生態(tài)環(huán)保技術(shù)于一體，將改變目前污水處理收集系統(tǒng)的單一性，特別適合小城鎮(zhèn)、農(nóng)村等不適宜建污水處理廠的地區(qū)。

2、本實(shí)用新型通過在閥井前接各用戶端用水處，后連真空系統(tǒng)中鋪設(shè)的真空輸送管線，用戶污水通過短距離的重力管道流入閥井，當(dāng)液位達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，迫使管內(nèi)氣壓升高，管內(nèi)氣壓通過氣壓傳導(dǎo)管傳遞到真空閥門的先導(dǎo)閥，先導(dǎo)閥切換到真空接口，將真空閥門與真空輸送管線的取氣口相連接，工作腔內(nèi)空氣被吸走，在介質(zhì)入口大氣壓下，真空閥門打開，由于真空閥門阻隔開的管道兩端空氣壓力不同，閥門一經(jīng)開啟，污水便被高速吸入真空輸送管線。當(dāng)閥井內(nèi)的污水被吸走過程中，水位逐漸下降，感應(yīng)管內(nèi)的氣壓也隨之下降。當(dāng)感應(yīng)管內(nèi)液位降到預(yù)定高度時(shí)，先導(dǎo)閥恢復(fù)至大氣接口，切斷真空閥門與真空輸送管線的連通，真空閥門關(guān)閉，污水停止排放?？梢?，本實(shí)用新型中真空閥門開閉的動(dòng)力來自于真空系統(tǒng)，不需增加額外的動(dòng)力設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的動(dòng)力損耗，且安全性更高。

3、閥井采用分層設(shè)計(jì)，閥井上層為真空閥室，保持干凈、清爽；下層為污水暫存罐，用于短時(shí)間儲(chǔ)存污水。將閥門和污水隔絕，上下層嚴(yán)實(shí)密封，便于控制臭氣和設(shè)備維護(hù)，同時(shí)大大改善周邊環(huán)境。此外，在污水連通口處設(shè)置過濾格柵，污水暫存罐內(nèi)設(shè)置過濾裝置，通過兩次過濾達(dá)到防止較大漂浮物進(jìn)入系統(tǒng)，造成管路堵塞的目的。

5、本實(shí)用新型在真空輸送管線上還裝設(shè)有備用管路，方便管路的檢查與維修，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，備用管路開啟，作為臨時(shí)排污管道保持系統(tǒng)正常運(yùn)行。

6、本實(shí)用新型在SBR反應(yīng)池之前水質(zhì)調(diào)節(jié)池，方便調(diào)節(jié)進(jìn)入SBR反應(yīng)池的污水量和進(jìn)入時(shí)間。所述SBR反應(yīng)池后的水在消毒池中通過復(fù)合季銨鹽進(jìn)行消毒，以減少有害物生成，以及保證出水水質(zhì)安全。

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型中真空收集井的剖視圖。

圖3為圖2的局部放大圖。

圖4為本實(shí)用新型中閥井的半剖視圖。

圖5為本實(shí)用新型中先導(dǎo)閥上真空接口至真空輸送管線取氣口的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型中高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本實(shí)用新型中高度調(diào)節(jié)裝置的立體圖。

圖8為本實(shí)用新型中污水輸送泵之后的工藝流程圖。

圖中，101、污水匯流管線；102、真空收集井；103、真空輸送管線；104、真空泵站；105、污水處理器；1、閥井；2、排污管；3、真空閥門；5、敏感元件；11、真空閥室；12、污水暫存罐；13、穿插口；14、空氣過濾器；15、凸臺(tái)；16、密封板；17、井蓋；18、井壁；19、井底；10、漚肥井；20、污水連通口；21、過濾格柵；22、格柵拉桿；31、真空接口；32、大氣接口；33、壓力接口；34、取氣口；51、氣壓傳導(dǎo)管；52、感應(yīng)管；61、第一T形連接件；62、第一管道；63、變徑；65、第二T形連接件；66、壓力儀表；67、軟管；68、第一接頭；69、第二接頭；7、過濾裝置；8、高度調(diào)節(jié)裝置；81、支撐板；82、安裝孔；83、連接件；84、彎曲部；85、固定部；9、備用管路；91、三通閥；92、鋼絲軟管；93、二通閥門；94、拉鉤；41、調(diào)節(jié)池；42、SBR反應(yīng)池；43、消毒池；44、清水池；45、污泥池；71、真空污水貯槽；72、真空泵；73、污水輸送泵；74、液位檢測(cè)器。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例，請(qǐng)參閱圖1，一種污水真空收集處理系統(tǒng)，包括污水匯流管線101、真空收集井102、真空輸送管線103、真空泵站104和污水處理器105。

其中，污水匯流管線101將從用戶端排出的污水引至真空收集井102中。一個(gè)真空收集井102可對(duì)應(yīng)若干個(gè)從用戶端引出的污水匯流管線101。真空輸送管線103的一端從真空收集井102引出，另一端延伸至真空泵站104的真空污水貯槽71。

真空泵站104包含真空污水貯槽71、真空泵72、污水輸送泵73、電氣控制系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)。所述真空污水貯槽71用于收集來自真空收集井的污水，其上分別連接有真空泵72和污水輸送泵73，該真空污水貯槽采用不銹鋼材料制成，表面作防蝕處理。真空泵72用于提供負(fù)壓系統(tǒng)的動(dòng)力，其使用水環(huán)式真空泵，真空度可達(dá)-0.097MPa。在真空污水貯槽71上還設(shè)有液位檢測(cè)器74，電氣控制系統(tǒng)根據(jù)液位檢測(cè)器檢測(cè)的液位情況控制開啟污水輸送泵以排送污水。污水輸送泵73用于排放真空污水貯槽內(nèi)的污水，并將該污水輸送至污水處理器中進(jìn)行凈化。電氣控制系統(tǒng)用于控制真空系統(tǒng)的工作，控制對(duì)象包括液位檢測(cè)器、馬達(dá)啟動(dòng)控制開關(guān)及過載保護(hù)裝置、泵自動(dòng)交替運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)施、運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器、故障警報(bào)、真空度自動(dòng)記錄系統(tǒng)、停電時(shí)自動(dòng)切換緊急發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的工作原理如下：污水在重力作用下經(jīng)污水匯流管線101流入真空收集井102，當(dāng)真空收集井102中污水收集達(dá)到一定量時(shí)，真空閥門3自動(dòng)打開，將污水吸至真空輸送管線103，接著污水進(jìn)入真空泵站104的真空污水貯槽71內(nèi)，真空泵72運(yùn)轉(zhuǎn)或停止維持系統(tǒng)內(nèi)一個(gè)穩(wěn)定負(fù)壓度，以利于污水輸送。當(dāng)污水在真空污水貯槽71內(nèi)的液位達(dá)到預(yù)定液位時(shí)，污水輸送泵73啟動(dòng)，將污水輸送至污水處理器進(jìn)行凈化處理。

請(qǐng)參閱圖2至4，真空收集井102包括閥井1，從閥井1內(nèi)部向上延伸的排污管2，與排污管2相連的真空閥門3，以及與真空閥門3連接且向下延伸至閥井的敏感元件5。真空輸送管線103安裝在該真空閥門3上。

閥井1由鋼筋混泥土澆筑而成，包括井蓋17、井壁18和井底19。閥井1中部設(shè)有凸臺(tái)15，凸臺(tái)15上安裝密封板16，將閥井分為上下兩層，該密封板16上開設(shè)有排污管穿插口和感應(yīng)管穿插口。閥井上層為真空閥室11，上層井壁開有用于安置真空輸送管線103的穿插口13。閥井下層設(shè)有污水暫存罐12，用于短時(shí)間儲(chǔ)存污水，在污水暫存罐12的側(cè)壁上設(shè)有用于安置污水匯流管線101的開口。

污水匯流管線101連接每家每戶用水處，一戶或者幾戶共用一個(gè)閥井，具體根據(jù)住戶的用水量、住戶之間分散程度靈活確定。住戶污水通過傾斜向下鋪設(shè)的污水匯流管線進(jìn)入閥井中。污水匯流管線101采用PVC材料制得。污水暫存罐12采用SBS改性瀝青防水卷材做好防水措施。根據(jù)實(shí)際情況，閥井也可采用玻璃鋼、不銹鋼、碳鋼防腐等制作而成，形狀可圓形或方形。

污水暫存罐12內(nèi)還設(shè)置有過濾裝置7。過濾裝置底部沉入井底，上部鑲嵌在密封板16上可活動(dòng)部位，過濾裝置的上部2/3處為過濾區(qū)域，由一定間隔的不銹鋼網(wǎng)圍制，過濾裝置下部1/3處為攔截區(qū)域，用于將污水中混入的沉積物阻隔在污水暫存罐的外側(cè)。

此外，真空閥門3包括工作腔，與排污管2相對(duì)接的介質(zhì)進(jìn)口，與真空輸送管線相連接的介質(zhì)出口，以及與工作腔相通、用于控制介質(zhì)進(jìn)口和介質(zhì)出口通斷的先導(dǎo)閥。

請(qǐng)參閱圖3，圖5，在真空輸送管線103上還設(shè)有取氣口34，上述先導(dǎo)閥上設(shè)置有與該取氣口相對(duì)接的真空接口31，真空接口31處連接有軟管67。在取氣口34處安裝有第一T形連接件61，該第一T形連接件61左邊出口連接至真空閥門的介質(zhì)出口，右邊出口連接至真空輸送管線，上部出口密封連接有第一管道62，該第一管道62的端部連接有變徑63，該變徑63通過第一接頭68螺紋連接至第二T形連接件65，該第二T形連接件65的上部出口連接有壓力儀表66，左側(cè)出口安裝有與軟管67相連接的第二接頭69。

上述真空輸送管線103采用UPVC材料制成，其公稱壓力大于1.0MPa。第一T形連接件61、第一管道62和變徑63均采用UPVC材料制得，第二T形連接件65、第一接頭68和第二接頭69采用不銹鋼或銅質(zhì)材料制得。

在先導(dǎo)閥上還設(shè)置有與大氣相通的大氣接口32，該大氣接口32通過管道連接有空氣過濾器14。

先導(dǎo)閥上還設(shè)置有用于感應(yīng)閥井內(nèi)部液位的壓力接口33。在壓力接口33下部還裝設(shè)有敏感元件5。其中，敏感元件5包括安裝在壓力接口上的氣壓傳導(dǎo)管51，以及與該氣壓傳導(dǎo)管51相連用于感應(yīng)井內(nèi)液位的感應(yīng)管52。

請(qǐng)參閱圖6至7，閥井1內(nèi)還設(shè)有用于防止排污管2軸向竄動(dòng)的高度調(diào)節(jié)裝置8。高度調(diào)節(jié)裝置8包括支撐板81，沿支撐板81高度方向垂直開設(shè)的一組安裝孔82，以及通過螺栓固定在安裝孔內(nèi)的連接件83。該連接件83包括與排污管2相適配的彎曲部84，以及從彎曲部84的兩端分別向安裝孔延伸的固定部85。

真空輸送管線103上還裝設(shè)有備用管路9，該備用管路9包括安裝在真空輸送管線103上的三通閥91，以及連接在三通閥91上的鋼絲軟管92。鋼絲軟管92上還設(shè)有二通閥門93，閥井側(cè)壁上設(shè)有拉鉤94，該二通閥門93由拉鉤94固定在井壁上沿。該鋼絲軟管92的端部可延伸至閥井底部。

請(qǐng)參閱圖8，污水收集系統(tǒng)出來的污水經(jīng)污水輸送泵73輸送至調(diào)節(jié)池41，進(jìn)入水量調(diào)節(jié)，經(jīng)調(diào)節(jié)池41調(diào)節(jié)后的廢水通過泵輸送至SBR反應(yīng)池42中進(jìn)行反應(yīng)，所述SBR反應(yīng)池中各階段的反應(yīng)時(shí)間分別為進(jìn)水t_in＝2.0h，反應(yīng)t_r＝4.0h，沉淀t_s＝1.5h，潷水t_out＝1.0h；排泥、閑置t_out＝0.5h。經(jīng)SBR反應(yīng)池處理后的污水進(jìn)入消毒池43，添加復(fù)合季銨鹽進(jìn)行消毒，所述復(fù)合季銨鹽的添加量為50mg/L。消毒后的污水進(jìn)入清水池44，達(dá)標(biāo)排放。本系統(tǒng)還設(shè)置有污泥池45，所述調(diào)節(jié)池41和SBR反應(yīng)池42的底部通過管道與污泥池45連接，所述污泥池45的上部還設(shè)置有與調(diào)節(jié)池連接的回流管，用于回流上清液。經(jīng)本系統(tǒng)處理后的污水氮磷含量低，出水水質(zhì)好。且該系統(tǒng)收集污水方便，高效，自動(dòng)化程度高，成本低。

以上對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，同時(shí)在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或裝飾，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。