CN101708928B

CN101708928B - 一种无动力单户型农村生活污水处理方法及装置

Info

Publication number: CN101708928B
Application number: CN2009102311199A
Authority: CN
Inventors: 王艳芹; 李彦; 袁长波; 李国生; 边文范; 郜玉环; 姚利; 张昌爱; 陈广思; 曹德宾; 刘�英
Original assignee: Soil and Fertilizer Institute of Shandong Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Soil and Fertilizer Institute of Shandong Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: CN101708928A

Abstract

本发明涉及一种无动力单户型农村生活污水处理方法及装置，该生活污水处理装置主要包括集水池和沙石生物滤池两部分，生活污水自集水池进入，经过布水管下渗到沙石生物滤池中，经沙石生物滤池吸附、降解后由管道排出。本发明处理生活污水效果好，出水化学需氧量(COD)小于100mg/L，可用作浇菜、冲厕等；建设成本低，每户仅需投入1000元左右，农户容易接受。占地面积小、无动力、维护使用方便，可长久使用，无需清洗；上面还可种植蔬菜等，充分利用空间。

Description

一种无动力单户型农村生活污水处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种无动力单户型农村生活污水处理方法及装置，属于废水处理的技术领域。

背景技术

“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。但随着新农村建设步伐的加快，生活污水成为一大主要的污染源，大量的生活污水未经处理直排阴沟，进而渗入地下水层或通向河道，致使农村周边环境受到严重的破坏，直接威胁居民身体健康。据测算，全国农村每年产生生活污水80多亿吨，污水随意排放，造成了污水横溢，沟、河遍布污水，为蚊蝇的滋生提供了载体，导致农村各种传染性疾病的传播，恶化了农村环境，生活污水已成为目前农村主要的污染源，也是阻碍新农村建设又好又快发展的首要瓶颈。因此，加强农村生活污水的治理，是社会主义新农村建设的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。

农村生活污水具有以下特点：(1)农村生活污水主要包括厨房炊事用水、沐浴和洗涤用水，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质，含一定量的氮、磷，含有大量有机物；(2)农村人口较少，分布广泛且分散，由于客观条件的限制，无污水排放管网，生活污水收集比较困难，缺乏统一管理与治理；(3)农村生活污水量较小，浓度低，变化系数大。

目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多，但从工艺原理上通常可归为两类：第一类是生物法处理，又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是通过动力给污水充氧，培养微生物菌种，利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷，主要包括普通活性污泥法、AO法、生物转盘和SBR法等，但这些方法主要应用于建有统一污水管网的城镇污水处理，且建设成本及运行费用较高，不适合在居住比较分散的农村应用；而厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质，在农村常用的有：农村户用沼气池、集中供气沼气工程等，这些方法只能用于处理农村养殖废弃物及厕所粪便废液等，产生沼气可以替代一部分生活用能，该技术在农村用得较多。但因农村生活污水中含有大量的洗涤剂，会杀死大量厌氧微生物，故无法用此方法处理。第二类是自然生态法处理，主要是利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理处理废水，常用的有：人工湿地处理系统等。人工湿地污水处理技术是通过物理过滤、生物降解和植物截留等作用机理除去有机质，并通过水生植物与微生物的协同作用除去N和P，特别适用于生活污水、河道和自然湖泊水系的处理与回用等，污水化学需氧量(COD)的去除率能达55％-75％，氨、氮的去除率达90％以上，但人工湿地污水处理系统每隔2-3年需清洗一次，比较麻烦，而且化学需氧量(COD)去除率偏低。目前还未见适用于居住分散的、无统一污水排放管网的、无动力的单户农村生活污水处理方法及装置的报道。

发明内容

针对农村经济基础比较薄弱，无力承担一些建设成本高、运行费用高、使用复杂的生活污水处理设施的问题，本发明提供一种无动力单户型农村生活污水处理方法及装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种无动力单户型农村生活污水处理方法如下：

将生活污水直接倒入集水池，经过进水管管道进入沙石生物滤池中，在沙石生物滤池内通过滤层净化后排出；污水所经过的滤层依次是第1层为粒径3-5cm、厚度5-20cm的鹅卵石层，第2层为粒径0.1-2.0mm、厚度70-100cm的细沙层，第3层为粒径3-5cm、厚度5-20cm的鹅卵石层，在第1层鹅卵石层内通过布水管将污水均匀分布进入下一层的细沙层，在沙石生物滤池底部一侧通过出水管排出或收集利用。

细沙层的细沙中附着大量的微生物，主要起到吸附、分解生活污水中有机物的作用，生活污水经这层细沙后，再经鹅卵石层收集、排出，经检测排出的水达国家一级排放标准，可用作农业灌溉用水等。

第1层鹅卵石的作用是支撑布水管，使进水通过管道均匀分布于细沙层上，同时防止细沙堵塞布水管的出水孔。

第3层鹅卵石的作用是收集沙滤后的出水，使之通过出水管集中排放或回用。

一种实施本发明无动力单户型农村生活污水处理方法的装置，它包括集水池和沙石生物滤池，集水池和沙石生物滤池通过进水管连通，所述的进水管是一端开口的环形闭合管，开口端与集水池相连；沙石生物滤池池体内有三层铺料：第1层为鹅卵石层，鹅卵石粒径为3-5cm，鹅卵石层厚度为5-20cm；第2层为细沙层，细沙粒径为0.1-2.0mm，细沙层厚度为70-100cm；第3层为鹅卵石层，鹅卵石粒径为3-5cm，鹅卵石层厚度为5-20cm；在第1层鹅卵石层内铺设有若干布水管，每根布水管的两端都与进水管连通，布水管底面沿长度方向均匀开有若干出水孔，污水处理池底部或靠近底部一侧设出水管。

上述布水管为3-10根，内径为20-30mm，相互平行、均匀地排布在卵石层内。污水经布水管出水孔均匀布水后，进入下一层的细沙层。

优选的，上述布水管的出水孔为两排，相互间隔90°，孔径2-3mm，如图3所示。

上述的沙石生物滤池的底面是向一侧倾斜3-5度的坡面。利于处理后水的排出。

上述的进水管内径为30-60mm，入口端设置一筛网，筛网孔径为2.5mm。

上述的进水管材料可根据本领域的现有技术任选。

本发明一种更为优选的方案是，在上述的沙石生物滤池第1层鹅卵石上面还铺有滤布，滤布上覆有12-15cm厚的土层。这一设施既能阻挡泥土进入沙石生物滤池，又不影响空气的进入，还可在该土层上种植蔬菜、花卉等，充分利用空间，美化环境。

上述的集水池和沙石生物滤池的大小根据农户用水量的多少设计，本领域的技术人员根据常识都可以实施该设计。

本发明的方法和装置处理生活污水效果好、占地面积小、无动力、建造维护使用方便，可以解决居住比较分散的农村地区因缺乏统一的污水排放管网导致生活污水无法收集，随意排入河流、湖泊等造成的环境污染，实现农村生活污水零排放。本发明的优点总结如下：

1、本发明解决了居住分散的农村生活污水的处理，克服生活污水造成的环境污染；

2、本发明对生活污水处理效果好，出水化学需氧量(COD)小于100mg/L，可用作农田灌溉、冲厕等；

3、本发明的装置建设成本低，每户仅需投入1000元左右，容易为广大农户接受。

4、本发明占地面积小、无动力、维护使用方便，可长久使用，无需清洗；装置的上面还可种植蔬菜等，充分利用。

附图说明

图1是本发明的无动力单户型农村生活污水处理装置的结构示意图；图2是进水管与布水管结构示意图；图3是布水管剖面放大示意图；

其中：1、集水池，2、沙石生物滤池，3、进水管，4、筛网，5、鹅卵石层，6、布水管，7、细沙层，8、鹅卵石层，9、出水管，10、滤布，11、土层，12、蔬菜，13、出水孔。

具体实施方式

下面通过实施例并参照附图对本发明作详细描述。有必要指出的是实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。

实施例1：一户三口之家生活污水沙石生物滤池处理方法及装置

一户三口之家每天生活用水量约为75L，根据每天产生的生活污水的量及沙石生物滤池处理生活污水的饱和容量，集水池1容积尺寸为30L，尺寸为长×宽×高＝0.5m×0.2m×0.3m；沙石生物滤池2尺寸为长×宽×高＝1.9m×1.0m×0.9m，容积为1.71m³。

该装置结构如图1所示，集水池1和沙石生物滤池2通过进水管3连通，进水管3内径为40mm，选用三型聚丙烯管(PP-R管，山东阳谷顺达塑料有限公司产品)，进水管3污水入口端设置一筛网4，筛网孔径为2.5mm，沙石生物滤池池体内有三层铺料：第1层为鹅卵石层，鹅卵石粒径为3-5cm，鹅卵石层厚度为10cm；第2层为细沙层，细沙粒径为0.1-2.0mm，细沙层厚度为70cm；第3层为鹅卵石层，鹅卵石粒径为3-5cm，鹅卵石层厚度为10cm；在第1层鹅卵石层内铺设有4排布水管6，内径为20mm，相互平行、均匀地排布在卵石层内，每根布水管的两端都与进水管连通，布水管底面沿长度方向均匀开有两排出水孔13，相互间隔90°，孔径2mm。污水处理池底部或靠近底部一侧设出水管。在沙石生物滤池第1层鹅卵石上面覆15cm厚的土层11，鹅卵石和土层之间铺滤布10。为方便出水，沙石生物滤池2底部是倾斜5度的坡面。

厨房炊事用水、沐浴和洗涤污水等随时倒入集水池，污水由集水池经过进水管进入沙石生物滤池，通过筛网4阻截生活污水中的菜叶、米粒等，防止管道堵塞。在沙石生物滤池内，污水先经过位于第1层鹅卵石层5内的布水管6均匀分布于第2层粒径为0.1-2.0mm，厚度为70cm的细沙层7上，这层沙附着大量的微生物，主要起到吸附、分解生活污水中有机物的作用，生活污水经这层细沙后，经第3层鹅卵石层8收集，出水经出水管9排出，经检测排出的水COD值为80mg/L，达国家一级排放标准，可用作浇菜等。沙石生物滤池第1层鹅卵石上面覆盖土层11，既能阻挡泥土进入沙石生物滤池，又不影响空气的进入，土层上可种植蔬菜，如韭菜、菠菜、油菜等，在充分利用空间的同时，又美化了环境。

实施例2：一户四口之家生活污水沙石生物滤池处理方法及装置

一户四口之家每天生活用水量约为100L，集水池1容积选为30L，尺寸为长×宽×高＝0.5m×0.2m×0.3m；根据每天生活污水的量及沙石生物滤池处理生活污水的饱和容量，沙石生物滤池2尺寸为长×宽×高＝2.1m×1.2m×0.9m，容积为2.25m³。

装置结构如实施例1所述，所不同的是进水管3内径为46mm，在第1层鹅卵石层内铺设有5排布水管6，内径为24mm。

实施例3：一户五口之家生活污水沙石生物滤池处理方法及装置

一户五口之家每天生活用水量约为125L，集水池1容积设计为30L，尺寸为长×宽×高＝0.5m×0.2m×0.3m；根据每天生活污水的量及沙石生物滤池处理生活污水的饱和容量，沙石生物滤池2尺寸为长×宽×高＝2.5m×1.25m×0.9m，容积为2.81m³，为方便出水，沙石生物滤池底部设计5度的坡度。

装置结构如实施例1所述，所不同的是进水管3内径为50mm，在第1层鹅卵石层内铺设有6排布水管6，内径为26mm。

Claims

1.一种无动力单户型农村生活污水处理方法，使用的装置包括集水池和沙石生物滤池，集水池和沙石生物滤池通过进水管连通，所述的进水管是一端开口的环形闭合管，开口端与集水池相连；沙石生物滤池池体内有三层铺料：第1层为鹅卵石层，鹅卵石粒径为3-5cm，鹅卵石层厚度为5-20cm；第2层为细沙层，细沙粒径为0.1-2.0mm，细沙层厚度为70-100cm；第3层为鹅卵石层，鹅卵石粒径为3-5cm，鹅卵石层厚度为5-20cm；在第1层鹅卵石层内铺设有若干布水管，每根布水管的两端都与进水管连通，布水管底面沿长度方向均匀开有若干出水孔，污水处理池底部或靠近底部一侧设出水管；

所述布水管为3-10根，内径为20-30mm，相互平行、均匀地排布在卵石层内；污水经布水管出水孔均匀布水后，进入下一层的细沙层；

所述布水管的出水孔为两排，相互间隔90°，孔径2-3mm；

所述的沙石生物滤池的底面是向一侧倾斜3-5度的坡面；

所述的进水管内径为30-60mm，入口端设置一筛网，筛网孔径为2.5mm；

在所述的沙石生物滤池第1层鹅卵石上面还铺有滤布，滤布上覆有12-15cm厚的土层；

将生活污水直接倒入集水池，经过进水管管道进入沙石生物滤池中，在沙石生物滤池内通过滤层净化后排出；污水所经过的滤层依次是以上所述的第1层鹅卵石层、第2层细沙层、第3层鹅卵石层，在第1层鹅卵石层内通过布水管将污水均匀分布进入下一层的细沙层，在沙石生物滤池底部一侧通过出水管排出或收集利用。