CN115286109A - 高寒农村污水处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高寒农村污水处理装置及处理方法，包括预制为一体的第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池，所述第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池依次连通；所述第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池的内腔均包括位于上部的空置腔和位于下部的处理腔，所述处理腔位于冻土层之下；所述第一厌氧池设置有第一灰水进口和黑水进口，所述过滤池设置有第二灰水进口。还涉及一种处理方法。本发明可以将黑水和灰水分别进行处理，保证污水处理效果，同时降低处理装置的施工难度，减小低温带来的不利影响。

Description

高寒农村污水处理装置及处理方法

技术领域

本发明属于农村污水处理设备领域，尤其是一种高寒农村污水处理装置及处理方法。

背景技术

高寒农村地区，比如四川境内的藏区，具有人口少、人口密度小，人口分布不平衡的特点，高寒地区农村的生活污水普遍具有排放分散，冬季受“长流水”影响，污染物浓度低且波动大，产生量偏小且水量受生活习惯、季节变更和节假日等因素影响大的特点。而现有高寒地区的农村生活污水治理简单套用“非高寒高海拔”地区的生活污水治理模式，往往会导致投资大、运维困难，甚至出现污水处理设施闲置、废弃的现象。此外，高寒地区农村污水的处理还存在以下问题：

1、由于高寒地区温度较低，特别是冬季，设备中的水可能会结冰，影响污水的正常处理，并且污水中的微生物在低温下活性较低，影响污水处理效率。

2、由于农村居民居住分散，需要针对独户居民安装污水处理装置，而现有的污水处理装置主体一般是现场施工的混凝土材质，受到高寒环境影响，施工成本高，施工周期长，容易出现因地面沉降不均匀造成塌陷和管网连接处折断等；

3、不同居民具体情况不同，如有的居民使用卫生旱厕，旱厕内的黑水不进行处理，只需要处理日常生活产生的灰水；有的居民使用卫生旱厕，旱厕内的黑水和日常生活产生的灰水均需要进行处理；有的居民采用水冲厕所，且黑、灰水混合排放；有的居民采用水冲厕所，且已安装化粪池，需要对化粪池排出的黑水和日常灰水进行处理等。由于黑水中有机物和固体杂质含量远远大于灰水，如果黑水和灰水均采用同样的处理工艺，会增大处理设备的负荷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高寒农村污水处理装置及处理方法，可以将黑水和灰水分别进行处理，保证污水处理效果，同时降低施工难度，减小低温带来的不利影响。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：高寒农村污水处理装置，包括预制为一体的第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池，所述第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池依次连通；

所述第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池的内腔均包括位于上部的空置腔和位于下部的处理腔，所述处理腔位于冻土层之下；

所述第一厌氧池设置有第一灰水进口和黑水进口，所述过滤池设置有第二灰水进口。

进一步地，所述第一灰水进口和黑水进口通向所述第一厌氧池的处理腔的下部；所述第一厌氧池的处理腔的上部设置有第一溢流堰，所述第一溢流堰通过第一连通管通向所述第二厌氧池的处理腔的下部；所述第二厌氧池的处理腔的上部设置有第二溢流堰，所述第二溢流堰通过第二连通管通向所述接触厌氧生物膜池的处理腔下部；所述接触厌氧生物膜池的处理腔的上部设置有第三溢流堰，所述第三溢流堰连通所述过滤池的处理腔的上部。

进一步地，所述过滤池的处理腔的上部设置有滴滤网管，所述第三溢流堰和第二灰水进口均与滴滤网管连通；所述滴滤网管的下部设置有多个均匀分布的滴水锥孔。

进一步地，所述过滤池的底部设置有水平的承托层，所述承托层上设置有多个可拆卸的模块化滤料，相邻两模块化滤料之间通过密封机构密封。

进一步地，所述模块化滤料包括呈长方体形的支撑框架，所述支撑框架的顶面和底面通过透水封闭件进行封闭，所述支撑框架4个侧面均通过定位件进行封闭，所述支撑框架内部设置有滤料，所述密封机构设置在支撑框架的两侧面或者顶面。

进一步地，所述支撑框架的两端面设置有滑动凸台或者滑槽，所述滑动凸台或者滑槽与过滤池的侧壁在竖直方向上滑动配合。

进一步地，所述支撑框架一侧面的密封机构包括第一弹性密封垫，所述第一弹性密封垫的上端设置有第一密封斜面，下端设置有第一密封块，所述第一密封块的侧壁设置有第二密封斜面，所述第一密封斜面和第二密封斜面均朝上；

所述支撑框架另一侧面的密封机构包括第二弹性密封垫，所述第二弹性密封垫的上端设置有第二密封块，所述第二密封块的侧壁设置有第三密封斜面，所述第二弹性密封垫的下端设置有第四密封斜面，所述第四密封斜面和第三密封斜面均朝下，且所述第四密封斜面和第三密封斜面上设置有水平的密封轴。

进一步地，所述接触厌氧生物膜池的处理腔内悬挂设置有活性碳纤维填料。

高寒农村污水处理装置的处理方法，将第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池预制为一体，然后运输至高寒农村居民居住地区并进行安装，确保安装后处理腔位于冻土层之下；

如果既产生黑水，又产生灰水，且黑水和灰水分别排放，则将黑水通过黑水进口通入第一厌氧池的处理腔下部并向上流动，黑水中的固体杂质在第一厌氧池中进行沉淀，有机物被厌氧微生物分解；第一厌氧池中的污水到达第一溢流堰时，从第一连通管流入所述第二厌氧池的处理腔的下部并向上流动，污水中的固体杂质进行二次沉淀，有机物被厌氧微生物进一步分解；第二厌氧池中的污水到达第二溢流堰时，从第二连通管通向所述接触厌氧生物膜池的处理腔下部并向上流动，污水中的有机物被厌氧微生物更进一步分解；接触厌氧生物膜池中的污水到达第三溢流堰时，进入所述过滤池的处理腔的上部并向下流动，污水中残留的有机物由微生物进行分解，同时污水中的污泥被过滤掉，然后外排；将灰水通过第二灰水进口通入过滤池；

如果黑水和灰水混合排放，则将污水通过第一灰水进口通入第一厌氧池；

如果无需处理黑水，则将灰水通过第一灰水进口通入第一厌氧池，或者将灰水通过第二灰水进口通入过滤池。

进一步地，污水在第一厌氧池中停留的时间至少为4天。

本发明的有益效果是：1、第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池预制为一体，施工时再整体运输至施工现场，然后开挖基坑，将一体化的池体放入基坑即可，施工方便。特别是在高寒地区，施工环境恶劣，可大幅度缩短施工周期，且能够防止各个池体沉降不均匀导致的塌陷和管网连接处折断。

2、第一厌氧池、第二厌氧池、接触厌氧生物膜池以及过滤池的内腔具有较大的深度，内腔下部作为处理腔，设置在冻土层之下，在严寒季节，可以防止外部的低温影响微生物的活性，利用地热对污水进行保温甚至升温，防止污水结冰，微生物的活性得到提升，从而保证污水处理效率。

3、黑水中的粪渣多，有机物浓度高，量少，需要停留较长的时间水质才能达标；而灰水中的有机物浓度低，固体杂质少，量大，需要停留的时间较短。当农村居民分开排放黑水和灰水时，黑水、灰水采用不同的处理工艺进行处理，可以保证处理效果，同时简化灰水的处理流程，降低了设备的负荷。

4、污水流动无需外部动力，运行成本低。

附图说明

图1是本发明的整体主视示意图；

图2是本发明的整体俯视示意图；

图3是模块化滤料的侧视剖视示意图；

图4是相邻两模块化滤料密封示意图；

图5是密封机构的另一种实施方式示意图；

图6是本发明模块化滤料的侧视示意图；

附图标记：1—第一厌氧池；101—第一灰水进口；102—黑水进口；103—第一溢流堰；104—第一连通管；105—第二溢流堰；106—第二连通管；107—第三溢流堰；2—第二厌氧池；21—支撑框架；22—滤料；23—透水封闭件；24—定位件；25—滑动凸台；26—模块化滤料；27—第一弹性密封垫；28—第一密封斜面；29—第二密封斜面；210—第一密封块；211—第二弹性密封垫；212—第二密封块；213—第三密封斜面；214—第四密封斜面；215—密封轴；216—吊耳；217—承托层；218—压板；219—第三弹性密封垫；3—接触厌氧生物膜池；4—过滤池；401—第二灰水进口；5—空置腔；6—处理腔；7—冻土层；8—密封盖；9—单向通气孔；12—检修孔；32—出水口；33—滴滤网管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的高寒农村污水处理装置，如图1和图2所示，包括预制为一体的第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4，第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4依次连通。

第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4的内腔均包括位于上部的空置腔5和位于下部的处理腔6，处理腔6位于冻土层7之下；

第一厌氧池1设置有第一灰水进口101和黑水进口102，过滤池4设置有第二灰水进口401。

第一厌氧池1、第二厌氧池2和接触厌氧生物膜池3为厌氧环境，利用厌氧微生物对污水中的有机物进行分解。其中，接触厌氧生物膜池3的处理腔6内悬挂设置有活性碳纤维填料，活性碳纤维具有比表面积大、生物稳定性好等特点，且具有独特的表面化学性能，可作为载体填料用于微生物的附着生长。一方面，活性碳纤维较大的比表面积可提供较大的微生物栖息空间，表面能高，使得大量微生物更易附着在填料上。另一方面，活性碳纤维吸附性能好，使局部水中污染物浓度升高，增强传质效果，加速生物膜对生活污水中污染物的降解。本设备以基于活性碳纤维制备的生态碳纤维复合材料作为填料，应用于藏区农村生活污水治理，通过较长的水力停留时间能加大重铬酸盐指数（CODcr）、氨氮等污染物的去除率。

过滤池4采用生物滤池，微生物可以是好氧微生物、兼氧微生物、厌氧微生物、异养菌等，附着在过滤池4内的滤料上，进行硝化反应或者反硝化反应，不仅可以脱氮除磷，提高处理效果，还能够对水中的污泥进行进一步过滤，降低固体悬浮物（SS），经过处理后的污水色度更好。

由于高寒地区施工环境恶劣，施工周期长，且由于农村居民分散，需要在广泛的地区内多点施工，传统的混凝土池体在低温下施工难度大，强度难以保障，且容易出现各个池体沉降不均匀的现象。因此，第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4可以在工厂加工为一体，然后运输至高寒农村居民的居住地，再开挖基坑，将设备装入基坑即可，可以大幅度减小高寒地区的施工量，缩短施工周期。

第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4均采用模压玻璃钢池体或者碳钢池体。模压玻璃钢和碳钢强度高，耐低温，可保证设备的使用寿命，同样的，设备采用的各种管道也可以采用模压玻璃钢或碳钢材质。

由于不同农村居民的污水排放情况不同，黑水中的粪渣多，有机物浓度高，量少，需要停留较长的时间水质才能达标；而灰水中的有机物浓度低，固体杂质少，量大，需要停留的时间较短。本发明的处理设备针对黑水和灰水的特点，设置了多个污水进口，可以采用不同的处理流程对黑水和灰水进行处理，提高处理效率以及效果。具体地：黑水分别经过第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4进行处理，而灰水可以直接进入过滤池4进行处理。在只产生灰水的情况下，灰水也可以经过第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4进行处理。如果黑水和灰水混合排放，则经过第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4进行处理。

由于高寒地区经常存在一定厚度的冻土层7，冬季，冻土层7及冻土层7上方的温度较低，水很可能结冰，而冻土层7下方则受到地温的影响而高于零摄氏度，水不会结冰，因此，本发明增加第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4的埋深，使处理腔6位于冻土层7的下方，处理时污水的液位位于冻土层7的下方，可防止污水结冰而无法处理。此外，在地温的作用下，处理腔6的温度可能高于地面，污水从地面进入处理腔6后温度升高，有利于提升厌氧微生物的活性，从而保证污水处理效率。

第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4的最大埋深根据冻土层7的深度以及厚度确定，一般来说，有人居住的地区冻土层不会太厚，如四川藏区农村的冻土层的深度一般在地下0.6m至0.8m，那么第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4的最大埋深低于0.8m即可，具体的最大埋深根据污水处理量确定，如果污水处理量较大，则最大埋深较大，保证处理腔6具有足够的容积，污水处理量较小则选择较小的最大埋深，综合考虑，最大埋深一般在0.8m至1.2m之间。此处的最大埋深是指第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4的底部距离地面的距离。

此外，还可以在第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4的空置腔5外壁设置有保温层。保温层位于冻土层7内以及冻土层7的上方，可以防止空置腔5的热量快速散失至外界低温环境中，有利于维持处理腔6的温度。保温层采用常规的保温材料，如玻璃棉等、蛭石等、泡沫混凝土等或岩棉等。

所述第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4的顶部均设置有密封盖8，密封盖8可以起到一定的保温作用，也可以防止外界的杂物等落入处理设备，还可以隔绝外界环境，使处理腔6的含氧量等保持稳定。可以在密封盖8上表面覆盖保温材料，以提高保温效果。

第一厌氧池1、第二厌氧池2和接触厌氧生物膜池3等在处理污水的过程中会生成多种气体，部分气体可能有一定的毒性，部分气体为易燃气体，为了及时将气体排空，第一厌氧池1、第二厌氧池2和接触厌氧生物膜池3上方的密封盖8上设置有单向通气孔9，所述单向通气孔9的导通方向为从空置腔5通向密封盖8外部。单向通气孔9可以是一根排气管道，排气管道上设置单向排气阀，排气管道的上端高于地面1.8m，气体排出后可以快速分散到空气中，防止气体在地面聚集而导致爆炸、居民中毒等现象。此外，本发明的第一厌氧池1、第二厌氧池2和接触厌氧生物膜池3可作为化粪池使用，产生沼气，单向通气孔9连接沼气管，沼气可通过沼气管输送至厨房并使用。

此外，密封盖8上设置有检修孔12，检修孔12内设置有可拆卸的检修门。检修孔12可供人员进出，以便于进入第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3或过滤池4内，并对各个池体内部的设备进行检修、清洁。

为了实现设备的无动力运行，且延长污水在第一厌氧池1、第二厌氧池2和接触厌氧生物膜池3中的停留时间，第一灰水进口101和黑水进口102通向第一厌氧池1的处理腔6的下部；第一厌氧池1的处理腔6的上部设置有第一溢流堰103，第一溢流堰103通过第一连通管104通向第二厌氧池2的处理腔6的下部；第二厌氧池2的处理腔6的上部设置有第二溢流堰105，第二溢流堰105通过第二连通管106通向接触厌氧生物膜池3的处理腔6下部；接触厌氧生物膜池3的处理腔6的上部设置有第三溢流堰107，第三溢流堰107连通过滤池4的处理腔6的上部。

污水的流动路径为：从第一厌氧池1的处理腔6的下部流动至第一溢流堰103，然后通过第一连通管104流向第二厌氧池2的处理腔6的下部，接着向上流动至第二溢流堰105，再通过第二连通管106流向接触厌氧生物膜池3的处理腔6下部，接着向上流动至第三溢流堰107并进入过滤池4的处理腔6上部，然后向下流动至过滤池4的底部，最后排出。水流方向为折流式，延长污水在各个池体中的停留时间，可有效提高各污染物的去除率。

第一溢流堰103、第二溢流堰105和第三溢流堰107的出水堰板为锯齿形，堰板总高150mm，齿间宽150mm，齿高50mm。

过滤池4的处理腔6的上部设置有滴滤网管33，第三溢流堰107和第二灰水进口401均与滴滤网管33连通；滴滤网管33的下部设置有多个均匀分布的滴水锥孔。滴滤网管33包括一根主管道和多根分管道，主管道水平置于过滤池4的中间位置，分管道水平分布于主管道的两侧，主管道和分管道的底部均设置多个滴水孔，污水通过第三溢流堰107或第二灰水进口401进入滴滤网管33，然后分散开来，并通过各个滴水孔滴落至过滤组件。滴滤网管33可以使污水均匀分散，防止污水出现“优势流”，确保所有污水都能够被均匀地过滤和处理，提高处理效果。滴水孔呈圆台形，上端口的孔径小，下端口的孔径大，可以进一步地分散污水，保证污水均匀滴落。

过滤池4的底部设置有水平的承托层217，承托层217上设置有多个可拆卸的模块化滤料26，相邻两模块化滤料26之间通过密封机构密封。模块化滤料26用于对污水进行过滤，同时模块化滤料26上附着的微生物可以分解污水中的有机物。承托层217上设置有过水孔，承托层217与过滤池4的底面之间具有一定的间距，经过模块化滤料26处理的污水可以进入承托层217下方的出水腔，出水腔侧壁设置有出水口32，处理后的污水通过出水口32排出。

分管道、主管道和第二灰水进口401之间通过可拆卸的连接头相连，以便于后期需要更换、清洗模块化滤料26时，可以先拆下滴滤网管33，然后取出模块化滤料26。

如图3所示，每个模块化滤料26包括呈长方体形的支撑框架21，支撑框架21可以采用碳钢、不锈钢等金属杆件拼焊而成。支撑框架21的顶面和底面通过透水封闭件23进行封闭，支撑框架21的四个侧面均通过不透水的定位件24进行封闭，支撑框架21内部设置有滤料22。污水可以从顶部的透水封闭件23进入支撑框架21内部，经过滤料22处理后再从底部的透水封闭件23排出。透水封闭件23和定位件24用于对滤料22进行固定，使滤料22保持稳定。

透水封闭件23可以采用具有过水孔的板，定位件24可以采用板材，作为优选的实施方式，透水封闭件23和定位件24均采用钢丝网。钢丝网的强度较高，可以对滤料22进行稳定地定位，并且重量轻，使模块化滤料26的重量较轻，以便于运输和拆装模块化滤料26。

滤料22用于对污水进行过滤，同时表面可供微生物生长，从而分解污水中的污染物，具体地，滤料22包括从上至下依次设置的第一火山岩层、第二火山岩层和第三火山岩层，第一火山岩层的粒径为30~50mm，厚度为150mm；第二火山岩层的粒径为10~20mm，厚度为150mm；第三火山岩层的粒径为5~10mm，厚度为150mm。火山岩的密度比较低，可以避免整个模块化滤料26的重量较大，且火山岩表面具有较多的微孔，比表面积大，可以提供较大面积的场所供微生物繁殖、生长，从而保证污水处理效果。此外，滤料22采取从上至下随水流方向由大粒径至小粒径的级配轻质砾石布置方式，能够去除更多的固体悬浮物（SS），使经过处理后的生活污水色度更好。

模块化滤料26的底面由承托层217进行支撑，模块化滤料26的两端面与过滤池4的侧壁滑动配合，相邻两模块化滤料26之间通过侧面进行配合，为了防止污水从相邻两模块化滤料26之间的配合间隙流动至过滤池4的底部，导致部分污水未能经过处理而影响处理效果，本发明在支撑框架21的两侧面或顶面设置有密封机构。

模块化滤料26安装后，相邻两模块化滤料26之间的密封机构可以将配合间隙密封，阻挡水流从配合间隙中流过。密封机构的配合如图3和图4所示，支撑框架21一侧面的密封机构包括第一弹性密封垫27，第一弹性密封垫27的上端设置有第一密封斜面28，下端设置有第一密封块210，第一密封块210的侧壁设置有第二密封斜面29，第一密封斜面28和第二密封斜面29均朝上；支撑框架21另一侧面的密封机构包括第二弹性密封垫211，第二弹性密封垫211的上端设置有第二密封块212，第二密封块212的侧壁设置有第三密封斜面213，第二弹性密封垫211的下端设置有第四密封斜面214，第四密封斜面214和第三密封斜面213均朝下，且第四密封斜面214和第三密封斜面213上设置有水平的密封轴215。

前一个模块化滤料26安装好后，将下一个模块化滤料26竖直向下放入过滤池4，下一个模块化滤料26的第二弹性密封垫211与前一个模块化滤料26的第一弹性密封垫27接触，当下一个模块化滤料26向下移动到位后，下一个模块化滤料26的第三密封斜面213贴合前一个模块化滤料26的第一密封斜面28，同时第三密封斜面213上的密封轴215压紧第一密封斜面28，第一密封斜面28产生变形，实现密封；且下一个模块化滤料26的第四密封斜面214贴合前一个模块化滤料26的第二密封斜面29，同时第四密封斜面214上的密封轴215压紧第二密封斜面29，第二密封斜面29产生变形，实现密封。

为了便于取放模块化滤料26，支撑框架21的两端面设置有滑动凸台25或者滑槽，所述滑动凸台25或者滑槽与过滤池4的侧壁在竖直方向上滑动配合。可以在过滤池4的侧壁设置竖直的导轨，滑动凸台25或者滑槽能够与导轨滑动配合。在安装模块化滤料26时，利用导轨进行导向，确保各个模块化滤料26安装在设计的位置，且导轨还起到定位的作用，防止模块化滤料26水平移动，保证相邻两个模块化滤料26之间的密封机构能够紧密接触，提高密封效果。

此外，支撑框架21的顶部设置有锁紧机构，在过滤池4的侧壁设置与锁紧机构配合的定位机构，锁紧机构可以是螺钉锁紧机构、卡扣等常用定位结构，如在过滤池4的侧壁内预埋一水平的定位套，定位套的口部与过滤池4内腔连通，且定位套内壁设置内螺纹，支撑框架21的顶部设置定位块，定位块上设置定位孔，当模块化滤料26下放到位后，利用一定位螺钉穿过定位块的定位孔并与定位套螺纹连接，即可将模块化滤料26锁紧。将模块化滤料26安装好后，通过定位机构对模块化滤料26进行加固，防止模块化滤料26上下移动，提高模块化滤料26的稳定性，同时进一步地保证了相邻两个模块化滤料26之间的密封机构有效密封。

密封机构和锁紧机构除了上述实施方式之外，还可以如图5所示，支撑框架21的顶面设置密封槽，密封机构为第三弹性密封垫219，第三弹性密封垫219的下表面设置有两个与密封槽配合的密封条，锁紧机构为压板218，压板218位于第三弹性密封垫219的上表面且通过螺钉与支撑框架21相连。安装模块化滤料26时，第三弹性密封垫219的两个密封条分别卡入相邻两模块化滤料26的密封槽，再将压板218通过螺栓固定在相邻两模块化滤料26的支撑框架21顶部，压板218将相邻两模块化滤料26连为一体，并且将第三弹性密封垫219压紧，实现密封。采用这种方式可以将所有的模块化滤料26连接成为一个整体，并且保证较好的密封性。

为了便于搬运、安装和拆除模块化滤料26，如图6所示，支撑框架21的顶部设置有吊耳216，可将起吊绳绑扎在吊耳216上，从而将模块化滤料26起吊。

本发明可以根据处理设备的容积大小调节模块化滤料26的使用数量，不同大小的污水处理设备内部具有不同数量的模块化滤料26即可，使用灵活，特别适用于农村地区的小型化、多数量的生活污水处理设备的建造，灵活性较高，且模块化滤料26可以更换或者重复利用。相邻两个模块化滤料26之间通过密封机构进行密封，可以防止污水从相邻两模块化滤料26之间的间隙中通过而未经滤料处理，保证了污水处理效果。

高寒农村污水处理装置的处理方法，将第一厌氧池1、第二厌氧池2、接触厌氧生物膜池3以及过滤池4预制为一体，然后运输至高寒农村居民居住地区并进行安装，确保安装后处理腔6位于冻土层7之下。

如果既产生黑水，又产生灰水，且黑水和灰水分别排放，则将黑水通过黑水进口102通入第一厌氧池1的处理腔6下部并向上流动，黑水中的固体杂质在第一厌氧池1中进行沉淀，有机物被厌氧微生物分解；第一厌氧池1中的污水到达第一溢流堰103时，从第一连通管104流入第二厌氧池2的处理腔6的下部并向上流动，污水中的固体杂质进行二次沉淀，有机物被厌氧微生物进一步分解；第二厌氧池2中的污水到达第二溢流堰105时，从第二连通管106通向接触厌氧生物膜池3的处理腔6下部并向上流动，污水中的有机物被厌氧微生物更进一步分解；接触厌氧生物膜池3中的污水到达第三溢流堰107时，进入过滤池4的处理腔6的上部并向下流动，污水中残留的有机物由微生物进行分解，同时污水中的污泥被过滤掉，然后外排。将灰水通过第二灰水进口401通入过滤池4。

如果黑水和灰水混合排放，则将污水通过第一灰水进口101通入第一厌氧池1。

如果无需处理黑水，则将灰水通过第一灰水进口101通入第一厌氧池1，或者将灰水通过第二灰水进口401通入过滤池4。当后续厕所改造后需要排放黑水时，可以将黑水通入黑水进口102。

污水在第一厌氧池1中停留的时间至少为4天，保证处理效果。

为了防止生活污水中的毛发等杂物进入处理系统导致堵塞，可以在第一灰水进口101和第二灰水进口401设置毛发收集器以及Y型过滤器。

本发明采用厌氧+过滤的处理工艺，与传统的处理工艺相比，设备简单，处理效果好，运行和维护成本低，适用于高寒农村分散式独户居民。经测试，本发明的出水水质满足四川省《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB51/2626-2019）三级标准，部分指标可达二级标准，出水可用于周边农田等消纳，也可达标排于受纳水体。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高寒农村污水处理装置，其特征在于：包括预制为一体的第一厌氧池（1）、第二厌氧池（2）、接触厌氧生物膜池（3）以及过滤池（4），所述第一厌氧池（1）、第二厌氧池（2）、接触厌氧生物膜池（3）以及过滤池（4）依次连通；

所述第一厌氧池（1）、第二厌氧池（2）、接触厌氧生物膜池（3）以及过滤池（4）的内腔均包括位于上部的空置腔（5）和位于下部的处理腔（6），所述处理腔（6）位于冻土层（7）之下；

所述第一厌氧池（1）设置有第一灰水进口（101）和黑水进口（102），所述过滤池（4）设置有第二灰水进口（401）。

2.如权利要求1所述的高寒农村污水处理装置，其特征在于：所述第一灰水进口（101）和黑水进口（102）通向所述第一厌氧池（1）的处理腔（6）的下部；所述第一厌氧池（1）的处理腔（6）的上部设置有第一溢流堰（103），所述第一溢流堰（103）通过第一连通管（104）通向所述第二厌氧池（2）的处理腔（6）的下部；所述第二厌氧池（2）的处理腔（6）的上部设置有第二溢流堰（105），所述第二溢流堰（105）通过第二连通管（106）通向所述接触厌氧生物膜池（3）的处理腔（6）下部；所述接触厌氧生物膜池（3）的处理腔（6）的上部设置有第三溢流堰（107），所述第三溢流堰（107）连通所述过滤池（4）的处理腔（6）的上部。

3.如权利要求2所述的高寒农村污水处理装置，其特征在于：所述过滤池（4）的处理腔（6）的上部设置有滴滤网管（33），所述第三溢流堰（107）和第二灰水进口（401）均与滴滤网管（33）连通；所述滴滤网管（33）的下部设置有多个均匀分布的滴水锥孔。

4.如权利要求1所述的高寒农村污水处理装置，其特征在于：所述过滤池（4）的底部设置有水平的承托层（217），所述承托层（217）上设置有多个可拆卸的模块化滤料（26），相邻两模块化滤料（26）之间通过密封机构密封。

5.如权利要求4所述的高寒农村污水处理装置，其特征在于：所述模块化滤料（26）包括呈长方体形的支撑框架（21），所述支撑框架（21）的顶面和底面通过透水封闭件（23）进行封闭，所述支撑框架（21）的四个侧面均通过定位件（24）进行封闭，所述支撑框架（21）内部设置有滤料（22），所述密封机构设置在支撑框架（21）的两侧面或者顶面。

6.如权利要求5所述的高寒农村污水处理装置，其特征在于：所述支撑框架（21）的两端面设置有滑动凸台（25）或者滑槽，所述滑动凸台（25）或者滑槽与过滤池（4）的侧壁在竖直方向上滑动配合。

7.如权利要求5所述的高寒农村污水处理装置，其特征在于：所述支撑框架（21）一侧面的密封机构包括第一弹性密封垫（27），所述第一弹性密封垫（27）的上端设置有第一密封斜面（28），下端设置有第一密封块（210），所述第一密封块（210）的侧壁设置有第二密封斜面（29），所述第一密封斜面（28）和第二密封斜面（29）均朝上；

所述支撑框架（21）另一侧面的密封机构包括第二弹性密封垫（211），所述第二弹性密封垫（211）的上端设置有第二密封块（212），所述第二密封块（212）的侧壁设置有第三密封斜面（213），所述第二弹性密封垫（211）的下端设置有第四密封斜面（214），所述第四密封斜面（214）和第三密封斜面（213）均朝下，且所述第四密封斜面（214）和第三密封斜面（213）上设置有水平的密封轴（215）。

8.如权利要求1所述的高寒农村污水处理装置，其特征在于：所述接触厌氧生物膜池（3）的处理腔（6）内悬挂设置有活性碳纤维填料。

9.权利要求1至8任意一项所述高寒农村污水处理装置的处理方法，其特征在于：将第一厌氧池（1）、第二厌氧池（2）、接触厌氧生物膜池（3）以及过滤池（4）预制为一体，然后运输至高寒农村居民居住地区并进行安装，确保安装后处理腔（6）位于冻土层（7）之下；

如果既产生黑水，又产生灰水，且黑水和灰水分别排放，则将黑水通过黑水进口（102）通入第一厌氧池（1）的处理腔（6）下部并向上流动，黑水中的固体杂质在第一厌氧池（1）中进行沉淀，有机物被厌氧微生物分解；第一厌氧池（1）中的污水到达第一溢流堰（103）时，从第一连通管（104）流入所述第二厌氧池（2）的处理腔（6）的下部并向上流动，污水中的固体杂质进行二次沉淀，有机物被厌氧微生物进一步分解；第二厌氧池（2）中的污水到达第二溢流堰（105）时，从第二连通管（106）通向所述接触厌氧生物膜池（3）的处理腔（6）下部并向上流动，污水中的有机物被厌氧微生物更进一步分解；接触厌氧生物膜池（3）中的污水到达第三溢流堰（107）时，进入所述过滤池（4）的处理腔（6）的上部并向下流动，污水中残留的有机物由微生物进行分解，同时污水中的污泥被过滤掉，然后外排；将灰水通过第二灰水进口（401）通入过滤池（4）；

如果黑水和灰水混合排放，则将污水通过第一灰水进口（101）通入第一厌氧池（1）；

如果无需处理黑水，则将灰水通过第一灰水进口（101）通入第一厌氧池（1），或者将灰水通过第二灰水进口（401）通入过滤池（4）。

10.如权利要求9所述的处理方法，其特征在于：污水在第一厌氧池（1）中停留的时间至少为4天。

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