本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種適用于北方農(nóng)村地區(qū)生活污水處理的污水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在北方，一年中大部分時(shí)間處于低溫環(huán)境，冰凍期長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，排水溫度一般在10℃左右。而溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)代謝具有相當(dāng)大的影響。溫度過(guò)低將抑制微生物生長(zhǎng)，影響微生物活性，保證微生物活性的最佳水溫為15～35℃。溫度過(guò)低(指低于15℃)，則污水中有機(jī)污染物COD的去除率有所下降。硝化過(guò)程是控制脫氮效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，硝化細(xì)菌對(duì)環(huán)境條件的變化也非常敏感，在5～30℃時(shí)硝化細(xì)菌的活性受溫度影響較大，隨溫度升高，其反硝化速率增大，當(dāng)溫度降到5℃以下時(shí)，硝化作用基本停止。溫度對(duì)反硝化作用的影響很大，反硝化細(xì)菌最適宜溫度為30℃，溫度降低反硝化細(xì)菌活性也隨之降低，當(dāng)溫度低于5℃時(shí)，反硝化作用停止。隨之溫度升高，反硝化速率變化很大，溫度在10℃時(shí)的反硝化速率僅為14.5℃的65.7％。

從以上論述可知，需使污水的出水水質(zhì)達(dá)到GB18918-2012《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則需保證生物的活性，即保證污水的適宜溫度。

中國(guó)專利CN20111021334提供了一種設(shè)有厭氧水解池、好氧生物濾池、水平潛流人工濕地的北方農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，把整個(gè)系統(tǒng)埋于地下，但是在冰凍線以上的污水還是有結(jié)冰的可能，即使不結(jié)冰，污水的溫度也相當(dāng)?shù)停锏幕钚圆荒苓_(dá)到最佳狀態(tài)，保證不了出水水質(zhì)。中國(guó)專利CN200910153523中提供了一種太陽(yáng)能農(nóng)村生活污水處理裝置，利用太陽(yáng)能對(duì)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行供電，但太陽(yáng)能是一種無(wú)法預(yù)測(cè)的能源，遇到雨天和陰天時(shí)無(wú)光照則無(wú)法發(fā)電，裝置會(huì)處 于停車狀態(tài)，不能對(duì)生活污水進(jìn)行及時(shí)處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種適合于北方氣候的，其運(yùn)行費(fèi)用低的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)。

本實(shí)用新型中用于北方農(nóng)村的生活污水處理系統(tǒng)包括有由PLC控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)控制的通過(guò)管道連通的調(diào)節(jié)池和生化反應(yīng)器，在所述調(diào)節(jié)池和生化反應(yīng)器之間設(shè)置有調(diào)節(jié)池提升泵，所述生化反應(yīng)器的出水口連接有自吸泵、同時(shí)所述生化反應(yīng)器設(shè)置有風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)、膜組件和污泥回流泵，在連接所述調(diào)節(jié)池提升泵和所述生化反應(yīng)器之間的管道中增加第一閥門，同時(shí)在所述調(diào)節(jié)池提升泵和所述生化反應(yīng)器之間增設(shè)有一圓柱形暖棚，所述圓柱形暖棚頂部安裝有太陽(yáng)能電池板、周邊設(shè)置有太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)，其內(nèi)設(shè)置有依序連通的污水儲(chǔ)存箱、層流斜坡、緩沖箱，所述污水儲(chǔ)存箱的進(jìn)水口經(jīng)管道、第二閥門與所述調(diào)節(jié)池提升泵的出水口連接，同時(shí)所述緩沖箱的出水口直接連接所述生化反應(yīng)器的進(jìn)水口；同時(shí)所述污水儲(chǔ)存箱和緩沖箱內(nèi)安裝有電加熱器，所述電加熱器由與所述太陽(yáng)能電池板連通的太陽(yáng)能電池組件供電，同時(shí)為太陽(yáng)能電池組件配備有補(bǔ)充電源。

所述生化反應(yīng)器包括有依序連通的由厭氧生物處理池、缺氧生物處理池、MBR(Membrane Bio-Reactor)好氧膜池，其中厭氧生物處理池、缺氧生物處理池、MBR(Membrane Bio-Reactor)好氧膜池的體積比為厭氧生物處理池:缺氧生物池:MBR好氧膜池為1:1:3，生活污水進(jìn)入到厭氧生物處理池、缺氧生物池和MBR好氧膜池中的總停留時(shí)間為8～15小時(shí)。

所述污水儲(chǔ)存箱、層流斜坡、緩沖箱的材質(zhì)為透明有機(jī)玻璃。

所述生化反應(yīng)器的生化設(shè)備箱體埋于地下，在冰凍線以上采用半保溫結(jié)構(gòu)。

所述太陽(yáng)能電池組件為電加熱器、調(diào)節(jié)池提升泵、污泥回流泵、風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)、自吸泵提供電能。

所述的太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)由太陽(yáng)能熱水器和加熱盤管組成，太陽(yáng)能熱水器和加熱盤管中的水使用的是軟化水。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果是：

采用本實(shí)用新型中的生活污水處理系統(tǒng)后，在溫度低于15℃時(shí)，可以利用太陽(yáng)光照使污水溫度提升，并利用太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加熱盤管與污水間壁傳熱，保證生活污水中生物活性具有適宜的溫度，提高生活污水在冬季的處理效率。

采用太陽(yáng)能發(fā)電和外給補(bǔ)充電源的方式為動(dòng)設(shè)備提供電能，既節(jié)約了能源，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本，又保證了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

生物反應(yīng)器采用半保溫結(jié)構(gòu)，節(jié)約熱水能源，提高了能源利用效率。

采用遠(yuǎn)程監(jiān)控和短信貓的兩種監(jiān)控方式，確保了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型中用于北方農(nóng)村的生活污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型中的具體實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型中用于北方農(nóng)村的生活污水處理系統(tǒng)包括有調(diào)節(jié)池1、調(diào)節(jié)池提升泵2、圓柱形暖棚3、污水儲(chǔ)存箱4、層流斜坡5、緩沖箱6、太陽(yáng)能電池板7、電加熱器8、太陽(yáng)能電池組件9、生化反應(yīng)器10，自吸泵11、風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)12、膜組件13和污泥回流泵14、太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)15及監(jiān)控系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。其中：

調(diào)節(jié)池1用于收集農(nóng)村生活污水，經(jīng)由調(diào)節(jié)池提升泵2將調(diào)節(jié)池1中的生活污水提升至生化反應(yīng)器10。

圓柱形暖棚3的外頂部布置有太陽(yáng)能電池板7，用于吸收太陽(yáng)能，再通過(guò)太陽(yáng)能電池組件9將吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，由太陽(yáng)能電池組件9將電能供給電加熱器8、自吸泵11、風(fēng)機(jī)12、和污泥回流泵14，節(jié)約能源，當(dāng)太陽(yáng)能不足以提供電能時(shí)配備有補(bǔ)充電源，提供充足的電能。圓柱形暖棚3的內(nèi)部依序連通且密封的設(shè)置有污水儲(chǔ)存箱4、層流斜坡5和緩沖箱6，污水儲(chǔ)存箱4、層流斜坡5和緩沖箱6的制作材料為有透明機(jī)玻璃，可以充分利用光照來(lái)補(bǔ)充污 水的溫度。在污水儲(chǔ)存箱4和緩沖箱6中分別設(shè)置有電加熱器8，同時(shí)在緩沖箱6的內(nèi)部底安裝有太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)15，太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)15由太陽(yáng)能熱水器和加熱盤管組成，太陽(yáng)能熱水器和加熱盤管中的水使用的是軟化水，軟化水在吸收太陽(yáng)能的熱量后，通過(guò)間壁傳熱給生活污水。當(dāng)光照與太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)都沒(méi)有達(dá)到污水生化處理的溫度，則開啟電加熱器8對(duì)污水存儲(chǔ)箱4和緩沖箱6中的污水進(jìn)行加熱，使其達(dá)到生化處理適宜的溫度。

生化反應(yīng)器10采用埋地式設(shè)備，埋于冰凍線以上的部分采用保溫結(jié)構(gòu)，具體的說(shuō)生化反應(yīng)器10的箱體采取半保溫的形式。其內(nèi)部依序連通的設(shè)有厭氧生物處理池I、缺氧生物處理池II、好氧膜池III，其中厭氧生物處理池I、缺氧生物處理池II、好氧膜池III的體積比為厭氧生物處理池I:缺氧生物池II:MBR好氧膜池III＝1:1:3，生活污水進(jìn)入到厭氧生物處理池、缺氧生物池和MBR好氧膜池中的總停留時(shí)間為8～15小時(shí)。

好氧膜池III中安裝有膜組件13，用于對(duì)污水進(jìn)行處理，好氧膜池III的底部連接風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)12，通過(guò)風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)12為MBR好氧膜池III提供氧濃度，同時(shí)利用風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)12進(jìn)入的空氣對(duì)膜組件13的膜片進(jìn)行沖刷，可以緩解膜的污染。

在連接調(diào)節(jié)池提升泵2和生化反應(yīng)器10的管道中增加第一閥門V1，同時(shí)在調(diào)節(jié)池提升泵2和生化反應(yīng)器10之間另增設(shè)有圓柱形暖棚3，使圓柱形暖棚3內(nèi)的污水儲(chǔ)存箱4的進(jìn)水口經(jīng)管道、第二閥門V2與調(diào)節(jié)池提升泵2的出水口連接，緩沖箱6的出水口連接生化反應(yīng)器10的進(jìn)水口。

整個(gè)污水處理系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，該P(yáng)LC控制系統(tǒng)由主要由溫度傳感器、液位計(jì)和調(diào)節(jié)閥組成的控制系統(tǒng)連接，統(tǒng)一對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，PLC控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸采取遠(yuǎn)程監(jiān)控和短信貓兩種方式，兩種方式相互校正，避免單一監(jiān)控方式出現(xiàn)故障后不能及時(shí)的掌握系統(tǒng)的運(yùn)行工況。

整個(gè)污水處理系統(tǒng)的處理過(guò)程如下：

在夏季污水溫度足夠高時(shí)，調(diào)節(jié)池1中的污水經(jīng)由污水提升泵2、閥門V1直接進(jìn)入到生化反應(yīng)器10中，進(jìn)入到生化反應(yīng)器10后，污水中的污物在厭氧 生物處理池I中進(jìn)行脫磷，同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。在厭氧生物處理池I中污水經(jīng)過(guò)均質(zhì)后自流入缺氧生物處理池II，利用缺氧生物處理池II中缺氧微生物的降解能力將污水中較難分解的有機(jī)高分子污染物分解成易分解的有機(jī)低分子污染物，經(jīng)缺氧生物處理池II處理后的污水進(jìn)入到MBR好氧膜池III，經(jīng)MBR好氧膜池III過(guò)濾后由自吸泵11作間斷抽吸，把處理后的污水抽吸出來(lái)送至景觀池或者氧化塘。

通過(guò)將MBR好氧膜池III過(guò)濾后的泥水混合物通過(guò)污泥回流泵14回流至缺氧生物處理池II，依靠厭氧生物處理池I中流入的污水(原水)中的含碳有機(jī)物利用缺氧微生物的反硝化作用將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。缺氧生物處理池II內(nèi)的混合液自流至MBR好氧膜池III，利用好氧微生物將污染物最終分解成二氧化碳和水，并利用好氧微生物的聚磷作用將磷從污水中分離出來(lái)，再經(jīng)過(guò)膜組件13中的板式膜或者中空纖維膜的過(guò)濾截留作用，將處理后的污水通過(guò)自吸泵11的間斷抽吸作用把水抽吸出來(lái)送至景觀池或者氧化塘。

為保證生化反應(yīng)器10中的微生物生成代謝具有適宜的溫度，在溫度低于15℃時(shí)，通過(guò)溫度傳感器及PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉第一閥門V1，打開第二閥門V2，使污水先經(jīng)過(guò)圓柱形暖棚3中的污水儲(chǔ)存箱4、層流斜坡5、緩沖箱6，再進(jìn)入生化反應(yīng)器10。當(dāng)污水流經(jīng)污水儲(chǔ)存箱4、層流斜坡5、緩沖箱6時(shí)開啟太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)15，利用太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)15把太陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)化為熱能傳通過(guò)加熱盤管間壁遞給污水，使污水溫度升高，如果啟用太陽(yáng)能熱水加熱系統(tǒng)15后污水的溫度還低于15℃時(shí)，將太陽(yáng)能電池板7吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換后的電能供給電加熱器8，由電加熱器8加熱污水，使污水的溫度達(dá)到15℃以上。整個(gè)過(guò)程中通過(guò)溫度傳感器TT的溫度信號(hào)與第二閥門V2、第一閥門V1的聯(lián)鎖，可以保證生化反應(yīng)器10內(nèi)的污水溫度。

在確保溫度下處理后的生活污水出水水質(zhì)達(dá)到GB18918-2012《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。