CN108409070A - 一种小型无动力农村生活污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理系统，特别是一种小型无动力农村生活污水处理系统。该发明包括从高至低依次排列并连通的管网、格栅池、集污池、高效改良式化粪池和人工湿地。该发明作为一种经济适用、专门用于农村生活污水处理的系统，填补了农村污水处理行业能耗高，运行成本高的技术空白，提高了农村的环境效益、经济效益，降低了运行成本。

Description

一种小型无动力农村生活污水处理系统

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统，特别是一种小型无动力农村生活污水处理系统。

背景技术

在现有技术中，小水量农村生活污水处理水量在5～100m3/d，处理设施一般为一体化设备，常见工艺：“格栅→调节池→厌氧消化池→好氧消化池→二沉池”等环节。其中，在好氧处理环节是其中重要的一环，其作用原理是利用好氧菌氧化作用来处理在厌氧消化环节中未被消化的BOD。充氧方法一般都会利用罗茨风机进行曝气，经过曝气处理的污水会达到较为理想的出水效果。但在曝气的过程需要长时间大功率地运作，耗能高，污泥产量高，寿命小，操作复杂，运行费用大。

而较为简单处理流程是在过滤、化粪池、然后再利用人工湿地对出水污水作进一步处理，目前这种处理方式的优点是耗能少，运作简便。但也存在出水效果不理想，人工湿地由于负荷过大而堵塞、退化等问题。

在现在技术中，常用的化粪池有泥水混合化粪池与三格式化粪池。其中泥水混合化粪池是指化粪池中污水与污泥混合在一起进行污水处理，包括传统化粪池及其其他强化化粪池工艺。泥水混合化粪池有以下问题：(1)出水水质不理想，工艺运行效果不稳定；(2)污水与污泥的容积问题，由于污水和污泥是混合的因素，对污水与污泥容积界定的技术依据不明确；(3)污水停留时间，化粪池是依据平流式沉淀池的技术原则，理想沉淀池的沉淀时间在2小时以内，在泥水混合化粪池中，污水停留时间一般设定在12小时以上，工艺设计中存在负面影响因素；(4)污泥停留时间，传统化粪池的污泥停留时间(清掏周期)是90天、180天、360天，这是按照0.8污泥缩减系数进行线性累积得出的污泥容量，而污泥自身具有降解消化性能，从污泥衡敛消纳的分析中，得出污泥累积过程是一个非线性的累积过程，这表明传统化粪池在数学模型方面存在局限性。三格式化粪池对内部空间进行技术性设计，保障了工艺条件的稳定性，但三格式化粪池出水水质不能满足进人工湿地的水质要求，出水若直接进入人工湿地系统，造成人工湿地由于负荷过大而堵塞、退化等问题。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提出一种小型无动力农村生活污水处理系统，在无耗能的前提下处理生活污水，并达到理想的处理效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种小型无动力农村生活污水处理系统，包括从高至低依次排列并连通的管网、格栅池、集污池、高效改良式化粪池和人工湿地，

所述管网用于将生活污水、厕所污水和食堂污水收集并输送给格栅池；

所述格栅池用于对收集来生活污水、厕所污水和食堂污水进行初过滤后输送给集污池，其中初过滤去除了生活污水、厕所污水和食堂污水中的较大漂浮物、杂质和较大无机颗粒；

所述集污池用于将经过初过滤的生活污水、厕所污水和食堂污水进行混合形成混合污水并将混合污水输送给高效改良式化粪池；

所述高效改良式化粪池内填充有生物填料，高效改良化粪池通过生物填料对混合污水进行二次过滤并将二次过滤后的混合污水输送给人工湿地，其中生物填料含厌氧菌且生物填料去除了混合污水中的大部分有机物；

所述人工湿地包括依次连通的表面流人工湿地和垂直流人工湿地，所述表面流人工湿地通过将二次过滤后的混合污水以推流式通过表面设置的土壤及植物从而进行一次净化；

所述垂直流人工湿地通过将一次净化后的混合污水以纵向潜流式通过垂直设置的不同介质层从而进行二次净化。

优选的，所述高效改良式化粪池包括依次连通的前过滤室和后过滤室，所述前过滤室的进水口采用琵琶弯管且所述琵琶弯管的管口前方设置有挡水板，所述生物填料填充在后过滤室内。

优选的，所述前过滤室和后过滤室的顶部均设置有清掏口，所有所述清掏口均通过通气管连通，所述通气管上还设置有进气管和出气管。

优选的，所述表面流人工湿地包括湿地区域a和外包于湿地区域a的围墙，所述湿地区域a的表面覆盖有土壤，所述土壤上覆盖有水层，土壤上还种植有水生植被，湿地区域a内还分布有表面流人工湿地集水装置，所述表面流人工湿地集水装置将一次净化后的水收集并送往垂直流人工湿地。

优选的，所述垂直流人工湿地包括从上至下依次设置的砾石层、砾石活性钙混合层、砾石铁屑混合层和防渗土工布及素土层，所述砾石层上覆盖土壤和水层且所述土壤上种植有水生植被。

优选的，所述砾石层由砾石填充形成，所述砾石的外径为70-80mm。

优选的，所述砾石活性钙混合层由活性钙与砾石以1:1形式混合形成，所述活性钙的外径为4-6mm，所述砾石的外径为5-10mm。

优选的，所述砾石铁屑混合层由铁屑与砾石以1:1形式混合形成，所述铁屑的外径为2-10mm，所述砾石的外径为5-10mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中的一种小型无动力农村生活污水处理系统，作为一种经济适用、专门用于农村生活污水处理的系统，填补了农村污水处理行业能耗高，运行成本高的技术空白，提高了农村的环境效益、经济效益，降低了运行成本。

附图说明

图1是本发明结构图；

图中标记：1-格栅池；3-高效改良式化粪池；4-琵琶弯管；5-挡水板；7-通气管；9-生物填料；10-清掏口；13-表面流人工湿地；15-表面流人工湿地集水装置；17-垂直流人工湿地；18-防渗土工布及素土层；19-砾石铁屑混合层；20-砾石活性钙混合层；21-砾石层。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

实施例一

本实施例如图1所示，一种小型无动力农村生活污水处理系统，包括从高至低依次排列并连通的管网、格栅池1、集污池、高效改良式化粪池3和人工湿地，

所述管网用于将生活污水、厕所污水和食堂污水收集并输送给格栅池1；

所述格栅池1用于对收集来生活污水、厕所污水和食堂污水进行初过滤后输送给集污池，其中初过滤去除了生活污水、厕所污水和食堂污水中的较大漂浮物、杂质和较大无机颗粒；

所述集污池用于将经过初过滤的生活污水、厕所污水和食堂污水进行混合形成混合污水并将混合污水输送给高效改良式化粪池3；

所述高效改良式化粪池3内填充有生物填料9，高效改良化粪池通过生物填料9对混合污水进行二次过滤并将二次过滤后的混合污水输送给人工湿地，其中生物填料9含厌氧菌且生物填料9去除了混合污水中的大部分有机物；

所述人工湿地包括依次连通的表面流人工湿地13和垂直流人工湿地17，所述表面流人工湿地13通过将二次过滤后的混合污水以推流式通过表面设置的土壤及植物从而进行一次净化；

所述垂直流人工湿地17通过将一次净化后的混合污水以纵向潜流式通过垂直设置的不同介质层从而进行二次净化。

本专利工作原理是，生活污水、厕所污水和食堂污水分别经过管网收集，通过人工格栅的过滤进入集污池，期间去除较大漂浮物、杂质和较大无机颗粒；然后重力自流至高效改良式化粪池3，高效改良式化粪池3最关键的部分是后过滤室内设置的生物填料9，设置生物填料9以增加生物膜与污水的接触表面积，利用厌氧菌作用将大部分有机物去除；确保出水水质稳定达到进人工湿地水质要求。

表面流人工湿地13和自然湿地类似，废水从湿地表面流过。但是，表面流人工湿地13是人工设计、监督管理的湿地系统，去污效果优于自然湿地系统。表面流人工湿地13中氧的来源主要靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用。

垂直潜流人工湿地是污水被投配到床区表面后，淹没整个表面，随后逐步垂直渗流到底部，可分为下行流和上行流两种，间歇交替运行。污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进人人工湿地系统。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流人工湿地，可用于处理氨氮较高的污水。

人工湿地去除污染物机理：

(1)人工湿地中植物净化污水机理：植物是湿地中重要的去污成分，根植于填料层中，不仅可通过自身的生长与繁殖，消耗大量有机污染物及无机物，还可通过植物的光合作用为湿地填料中附着生长的微生物提供氧气。

(2)人工湿地中微生物净化污水机理：人工湿地中，微生物对有机污染物的去除主要通过好氧降解与厌氧降解完成。

(3)人工湿地中基质净化污水机理：目前广泛应用的人工湿地主要以土壤、沸石、炉渣、石灰石、砾石、陶瓷、自然岩石与矿物材料为基质，这些基质一方面为微生物的生长提供稳定依附表面，同时也为水生植物提供了载体和营养物质。当污水流经人工湿地时，基质通过一些物理的和化学的途径(如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等)来净化去除污水中的N、P等营养物质。

与现有技术相比，本专利的有益效果是：

1、工艺简单，施工容易，投资小。

2、能耗低，每吨污水处理成本低于0.2元，全自动运行，特别适合农村分散式生活污水处理。

3、运行稳定，出水水质好，污泥量少，无异味，不滋生蚊蝇，对周围环境无二次污染。

4、主体构筑物可采用全地埋式，不占用表土资源，建成后顶部可覆土绿化，人工湿地可作人工景观。

积极有益效果：本专利为一种经济适用、专门用于农村生活污水处理的系统，填补了农村污水处理行业能耗高，运行成本高的技术空白，提高了农村的环境效益、经济效益，降低了运行成本。

实施例二

本实施例基于实施例1做进一步改进，如图1所示，所述高效改良式化粪池3包括依次连通的前过滤室和后过滤室，所述前过滤室的进水口采用琵琶弯管4且所述琵琶弯管4的管口前方设置有挡水板5，所述生物填料9填充在后过滤室内。

在使用过程中，通过挡水板5可以有效的控制污水四溅，。

实施例三

本实施例基于实施例1-2中的任一项做进一步改进，如图1所示，所述前过滤室和后过滤室的顶部均设置有清掏口10，所有所述清掏口10均通过通气管7连通，所述通气管7上还设置有进气管和出气管。

在使用过程中，通气管7能及时的把化粪池内因厌氧发酵产生的沼气等气体引出，同时也能把发酵产生的热量散去，且在通气管7顶部均设置有气体收集装置。

实施例四

本实施例基于实施例1-3中的任一项做进一步改进，如图1所示，所述表面流人工湿地13包括湿地区域a和外包于湿地区域a的围墙，所述湿地区域a的表面覆盖有土壤，所述土壤上覆盖有水层，土壤上还种植有水生植被，湿地区域a内还分布有表面流人工湿地13集水装置，所述表面流人工湿地13集水装置将一次净化后的水收集并送往垂直流人工湿地17。

在使用过程中，二次过滤后的混合污水向表面流人工湿地13表面布水，水流在表面流人工湿地13表面呈推流式前进，在流动过程中，与土壤、植物及植物根部的生物膜接触，通过物理、化学以及生物反应，污水得到净化，并在终端流出。

实施例五

本实施例基于实施例1-4中的任一项做进一步改进，如图1所示，所述垂直流人工湿地17包括从上至下依次设置的砾石层21、砾石活性钙混合层20、砾石铁屑混合层19和防渗土工布及素土层18，所述砾石层21上覆盖土壤和水层且所述土壤上种植有水生植被。

在使用过程中，一次净化后的而混合污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。

实施例六

本实施例基于实施例1-4中的任一项做进一步改进，如图1所示，所述砾石层21由砾石填充形成，所述砾石的外径为70-80mm。

实施例七

本实施例基于实施例1-4中的任一项做进一步改进，如图1所示，所述砾石活性钙混合层20由活性钙与砾石以1:1形式混合形成，所述活性钙的外径为4-6mm，所述砾石的外径为5-10mm。

实施例八

本实施例基于实施例1-4中的任一项做进一步改进，如图1所示，所述砾石铁屑混合层19由铁屑与砾石以1:1形式混合形成，所述铁屑的外径为2-10mm，所述砾石的外径为5-10mm。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：包括从高至低依次排列并连通的管网、格栅池(1)、集污池、高效改良式化粪池(3)和人工湿地，

所述管网用于将生活污水、厕所污水和食堂污水收集并输送给格栅池(1)；

所述格栅池(1)用于对收集来生活污水、厕所污水和食堂污水进行初过滤后输送给集污池，其中初过滤去除了生活污水、厕所污水和食堂污水中的较大漂浮物、杂质和较大无机颗粒；

所述集污池用于将经过初过滤的生活污水、厕所污水和食堂污水进行混合形成混合污水并将混合污水输送给高效改良式化粪池(3)；

所述高效改良式化粪池(3)内填充有生物填料(9)，高效改良化粪池通过生物填料(9)对混合污水进行二次过滤并将二次过滤后的混合污水输送给人工湿地，其中生物填料(9)含厌氧菌且生物填料(9)去除了混合污水中的大部分有机物；

所述人工湿地包括依次连通的表面流人工湿地(13)和垂直流人工湿地(17)，所述表面流人工湿地(13)通过将二次过滤后的混合污水以推流式通过表面设置的土壤及植物从而进行一次净化；

所述垂直流人工湿地(17)通过将一次净化后的混合污水以纵向潜流式通过垂直设置的不同介质层从而进行二次净化。

2.根据权利要求1所述的一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：所述高效改良式化粪池(3)包括依次连通的前过滤室和后过滤室，所述前过滤室的进水口采用琵琶弯管(4)且所述琵琶弯管(4)的管口前方设置有挡水板(5)，所述生物填料(9)填充在后过滤室内。

3.根据权利要求2所述的一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：所述前过滤室和后过滤室的顶部均设置有清掏口(10)，所有所述清掏口(10)均通过通气管(7)连通，所述通气管(7)上还设置有进气管和出气管。

4.根据权利要求1所述的一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：所述表面流人工湿地(13)包括湿地区域a和外包于湿地区域a的围墙，所述湿地区域a的表面覆盖有土壤，所述土壤上覆盖有水层，土壤上还种植有水生植被，湿地区域a内还分布有表面流人工湿地(13)集水装置，所述表面流人工湿地(13)集水装置将一次净化后的水收集并送往垂直流人工湿地(17)。

5.根据权利要求1所述的一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：所述垂直流人工湿地(17)包括从上至下依次设置的砾石层(21)、砾石活性钙混合层(20)、砾石铁屑混合层(19)和防渗土工布及素土层(18)，所述砾石层(21)上覆盖土壤和水层且所述土壤上种植有水生植被。

6.根据权利要求5所述的一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：所述砾石层(21)由砾石填充形成，所述砾石的外径为70-80mm。

7.根据权利要求5所述的一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：所述砾石活性钙混合层(20)由活性钙与砾石以1:1形式混合形成，所述活性钙的外径为4-6mm，所述砾石的外径为5-10mm。

8.根据权利要求5所述的一种小型无动力农村生活污水处理系统，其特征在于：所述砾石铁屑混合层(19)由铁屑与砾石以1:1形式混合形成，所述铁屑的外径为2-10mm，所述砾石的外径为5-10mm。