CN101492224A - 一种智能农村污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本创新发明提供一种对农村污水进行处理并回用的技术，特别是对农村的生活废水、家禽、家畜养殖废水的深度处理，使用该装置能够对农村因水污染而引发的疾病进行有效的控制，达到改善和保障农村人口生活环境，减少疾病传播的目的。该装置可广泛用于以自然村为单位的村庄、城镇的污水处理，也可以用于远洋货轮、旅客列车、长途客车的生活污水处理。

Description

一种智能农村污水处理装置

技术领域

本创新发明涉及一种对农村污水进行处理并回用的技术，特别是对农村的生活废水、家禽、家畜养殖废水的深度处理，使用该装置能够对农村因水污染而引发的疾病进行有效的控制，达到改善和保障农村人口生活环境，减少疾病传播的目的。

背景技术

我国目前共有60多万个行政村、250多万个自然村，居住着两亿多农户、近8亿人。对城市居民来说最普通不过的自来水，在农村却仍然是稀缺产品。根据建设部提供的数据，全国村镇自来水收益人口比例有了显著提升，但到2005年止，也仅为52.2％，其中拥有自来水的村庄比例仅为24.8％。农村污水普遍缺乏有效治理。调查显示，96％的村庄没有排水沟渠和污水处理系统，89％的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘，无人负责垃圾收集与处理。

针对农村地区的地形地势、道路交通条件以及居民住宅建设布局等具体情况，探索因地制宜的农村污水收集处理方式，既解决当前村庄污水达标处理排放问题，又充分考虑今后污水处理回用的需要，节约水资源、保护水环境，促进农村地区的社会经济发展与资源、环境相协调，这是确定农村地区污水处理方式首先应考虑的因素。

农村污水除处理率低这一显著特点外，间歇排放且排量少而分散，这是农村污水的又一典型特征，此外，氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒等特点，给农村污水的收集和处理带来了一定的难度。

研究开发一种适合于农村污水实际情况的处理技术，是目前响应国家新农村建设政策的首要任务，也是未来发展之趋势。

本发明人通过利用高能物理直接氧化技术和微生物技术相结合，研究开发了符合农村污水特性的全新的处理装置，使用该装置可以最大限度地对农村污水的治理提供引导性的解决方案。

创新发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种利用高能物理直接氧化技术结合微生物技术对农村污水进行有效的治理，为解决农村人口的居住环境和卫生安全提供洁净的、便捷的措施，达到保护环境，保障身体健康之目的。

本发明的技术方案如下

智能农村污水处理装置，包括初级高能物理预氧化系统，设置于预氧化系统后的微生物处理系统和深度高能物理高级氧化系统。

污水首先进入预氧化系统进行预氧化处理，经过预氧化处理后的污水进入微生物处理系统进行生物降解处理，最终进入深度高级氧化系统。处理后的污水或是排放或是回用，所经过处理的废水达到工业杂排水回用标准或是渔业养殖水标准。

本发明的技术效果如下：

由于本创新发明的智能农村污水处理装置，采用了高能物理预氧化处理、微生物氧化处理和高能物理高级氧化深度处理的三级氧化处理技术，对污水中的COD、TN、TP、细菌病毒的去除率分别达到99％、99.5％、95％和99.95％以上。

本创新发明的智能农村污水处理装置可广泛用于以自然村为单位的村庄、城镇的污水处理，也可以用于远洋货轮、旅客列车、长途客车的生活污水治理。

附图说明：

附图：智能农村污水处理装置示意图

图示标记说明：

1.进水管 2.高能物理预氧化系统 3.高能物理氧化发生器 4.溢流槽 5.初沉池 6.填料 7.溢流槽8.同轴进水管 9.高分子改性生物填料 10.沉淀池 11.生物反应器 12.布水槽 13.填料 14.布水槽15.高能物理深度氧化系统 16.高能物理氧化反应器 17.密封接线室 18.出水管 19.密封接线室20.专用电源 21.污泥回流出口 22.污泥泵 23.电动阀 24.初沉池吸泥管 25.生物沉淀池吸泥管26.二次沉淀池吸泥管 27.二次沉淀池 28.专用电源

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

污水由污水泵提升经进水管1进入高能物理预氧化系统2进行预氧化处理，经过预氧化处理后的污水在水力作用下经溢流槽进入初沉池5，污水得到初步澄清后，经同轴进水管8进入生物反应器11进行生物氧化降解，初沉池5内的污泥经吸泥管24由污泥泵22抽送入污水调节池。在生物降解过程中，剥落的微生物被沉淀在沉淀池10内，由污泥泵抽送回流到溢流槽7内并随水体再次进入生物反应器11内起到驯化新微生物的功能。经过生物反应器11生物降解的污水，在水重力作用下溢流进入布水槽，由布水槽均匀地进入高能物理深度氧化系统15内进行深度强氧化处理。经过高能物理深度氧化处理的废水在后置水泵的作用下，经出水口18排出系统，在后续的过滤装置处理下，出水可以达到饮用水标准。

实施例

实验器材

小型污水泵

高能物理预氧化处理装置：200×100×50(mm)

斜板沉淀池：300×100×100(mm)

装有高分子改性生物填料的大烧杯

高能物理高级氧化深度处理装置：200×100×50(mm)

直流电源：最大输出电压15V，最大输出电流150A

污水来源：蒋家塘

分析仪器

紫外可见分光光度计      型号：WFZ UV-2102PC型  (尤尼科仪器有限公司)

生化培养箱              型号：SPX-150B-B  (上海博迅实业有限公司医疗设备厂)

手提式不锈钢蒸汽消毒器  型号：YX280A  (上海三申医疗器械有限公司)

电子天平                型号：FA 2004C  (上海越平科学仪器有限公司)

电热鼓风干燥箱          型号：GZX-9070MBE  (上海博迅实业有限公司医疗设备)

冰箱                    型号：BCD-176TS CZ  (青岛海尔股份有限公司)

滤膜、平皿(直径9cm)、酒精灯、刻度吸管、试管、玻璃涂抹棒、放大镜、采样瓶等。

实验结果如以下几表所示

测定方法：HJ/T 399-2007化学需氧量的测定  快速消解分光光度法

取样时间(min)	COD(mg/L)	去除率(％)
			0	134.24	0
5	93.97	30
			10	8.14	93.94

测定方法：GB/T 11893-89总磷的测定钼酸铵分光光度法

取样时间(min)	TP(mg/L)	去除率(％)
			0	3.88	0
5	2.48	36.08
			10	0.87	77.58

测定方法：GB/T 11984-89总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法

取样时间(min)	TN(mg/L)	去除率(％)
			0	60.42	0
5	31.30	48.20
			10	14.72	75.64

测定方法：计数框法

取样时间(min)	藻总数(个/L)	去除率(％)
			0	525000	0
5	150000	71.43
			10	12125	97.69

实验步骤：

将取自蒋家塘的生活污水用小型污水泵输送到高能物理预氧化处理装置中，同时接通直流电源使预处理系统开始工作，污水流经高能物理预氧化系统并进行强氧化分解反应，去除部分有机物及其它有害污染物；经预处理后的污水自流进入小型斜板沉淀池，经沉淀后流入装有高分子改性生物填料的大烧杯中，填料巨大的比表面积上附着有活性污泥，在慢速搅拌下填料上附着的大量微生物对污水中的有机物等污染物进行降解和去除，生物氧化进行一段时间后，污水中的污染物质将被大量去除，生物氧化完成后污水被导入高能物理高级氧化深度处理系统中进行深度处理，更为彻底的去除生活污水中的污染物质，深度处理完成后的污水水质已得到全面改善，经二沉池沉淀后可回用或排放。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本创新发明，但不以任何方式限制本创新发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本创新发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本创新发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本创新发明专利的保护范围当中。

Claims (10)

1、一种智能农村污水处理装置，包括有高能物理预氧化系统、生物反应器和高能物理深度氧化系统组成，其特征在于：所述的高能物理预氧化系统2和生物反应器11之间设置了初沉池5连接高能物理预氧化系统2和生物反应器11，生物反应器11和高能物理深度氧化系统之间设置了二次沉淀池来连接生物反应器11和高能物理深度氧化系统，使整个处理形成一个整体处理单元。

2、根据权利要求1所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的高能物理预氧化系统2为一个密闭的钢板焊接或是FRP缠绕而成的长方型或是圆柱型的常压容器，在容器的上方设置了进水通道1，容器内设置了密封接线室19和高能物理氧化反应器3，容器的后部设置了溢流槽4，溢流槽和初沉池5由螺栓连接成一体。所述的初沉池5为斜板沉淀池，沉淀池的底部设置了污泥沉淀区，水流通过斜板填料6的空隙时，因水流方向的改变，颗粒物在反力作用下，被沉淀于底部的沉淀区内，透过斜板的水体经溢流槽7进入同心进水管而均匀分布于生物反应器内。所述的生物反应器11为钢材焊接或是塑料焊接而成的网格状的圆筒体，在筒体内填满了高分子改性填料9，所培养的微生物生长附着在其表面，形成了巨大的比表面接触面积来生物降解水体中的有害污染物，经过生物降解的水体由同心出水管进入布水槽12，经布水槽12将水体匀速从高能物理深度氧化系统底部逆流通过高能物理氧化反应器进行深度强氧化处理后由出水管18排出系统。沉积于初沉池5、生物反应器11、沉淀池10和二沉池27底部的污泥由污泥泵22抽送加压经污泥回流出口分别进入污水调节池和生物反应器的同轴进水管8。

3、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的高能物理预氧化系统内设置了多组平行的高能物理氧化反应器，所述的高能物理氧化反应器由粒子束发射场和粒子束接收场组成，两场之间的间距为3cm，反应器所需要的外加电能由专用的直流电源20供应，直流电源输出电压为5mA/cm²，输出电压为15V。直流电源的输出由导线连接进入密封的接线室内。所述的进水管1的入口位置在高能物理氧化反应器的卡槽前方，卡槽和筒体做防水防渗措施。

4、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的高能物理预氧化系统2和初沉池5之间的连接部分做防水渗透处理，初沉池的顶部设有自动排气阀。

5、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的生物反应器11为钢材焊接而成一个网格状的圆柱型筒体，两端由4mm同圆周的钢板焊接密封。所述的同轴进水管穿透生物反应器焊接在两端的密封钢板上。同轴进水管前3/4处的周长上密布了Φ15mm的圆孔并在此位置将水管隔断，后1/4同样的方法布Φ15mm的圆孔，后1/4长度的圆孔为水收集通道并和布水槽12相连通。

6、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的高分子改性生物填料为Φ25mm的空心塑料球，其内部装填了活性碳纤维毡，活性碳纤维毡表面涂覆烧结了纳米尺度的二氧化钛颗粒，形成了巨大的比表面积，面积达到3000m²/g。在此载体上培养微生物群来氧化分解水体中的有害污染物。

7、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的高能物理深度氧化系统15内设置了多组平行的高能物理氧化反应器，所述的高能物理氧化反应器为粒子束发射场和粒子束接收场组成，两场之间的间距为1cm，反应器所需要的外加电能由专用的直流电源28供应，直流电源输出电流为10mA/cm²，输出电压为10V。直流电源的输出由导线连接进入密封的接线室内。

8、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的高能物理预氧化系统2、初沉池5、生物反应器1、二次沉池27和高能物理深度氧化系统15同被安装在一个密封的容器内，容器承受内压为2.5kg/cm²。初沉池5和二沉池27上的排气阀的出气通道连接一起接入生物氧化反应器11内，为微生物进行硝化反应时提供氧源。

9、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的污泥泵22分别和初沉池吸泥管24、生物沉淀池吸泥管25和二次沉淀池吸泥管26连接，在管路上分别安装了电动阀23。初沉池的污泥被回流到污水调节池内，生物沉淀池和二沉池的污泥被回流到生物反应器内。

10、根据权利要求2所述的一种智能农村污水处理装置，其特征在于：所述的进水管1和污水提升泵连接，所述的出水管18和后续的过滤系统相连接，当处理的污水不需要深度处理回用时，处理后的水体由出水管18直接排放。

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