CN101759280A - 一种微动力污水处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微动力的污水处理系统及方法,属于有机废水处理技术领域。一种微动力污水处理系统,它包括污水汇集池、沉淀池、调节池和鼓风机,其特征在于,还包括沙生物滤池,污水汇集池、沉淀池、调节池和沙生物滤池依次连通;所述的沙生物滤池由池底部的下鹅卵石层、下鹅卵石层上的黄砂层、黄砂层上的上鹅卵石层及上鹅卵石层上的厚土层组成,下鹅卵石层内铺设有曝气管,曝气管连接有鼓风机和出水口,上鹅卵石层内铺设有污水管,污水管与调节池相连通。本发明具有运转成本低、效率高;建设成本低、适应性强;污水处理效率高;占地面积小,节约土地资源的优点。

Description

一种微动力污水处理系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种微动力的污水处理系统及方法,属于有机废水处理技术领域。
背景技术
[0002] 随着中国新农村建设的发展,农村居民的住宿条件与养殖模式发生了巨大改变, 许多农村居民都集中住上了楼房,而养殖模式也由分散养殖转变成规模化养殖,在居民住 宿条件改善与养殖模式改变的同时,农村生活污水与养殖污水由面源排放向点源排放模式 转变,由于农村缺乏集中的污水处理管网与处理设施,农村污水横溢,沟、河遍布污水,许多 污水没经处理就直接流进农田,严重破坏了居民的生活环境,影响饮食安全。常规的污水处 理技术,需要建设污水处理厂来统一处理,由于农村村庄与养殖场相对比较分散,采取污水 处理厂的方式进行处理,集中管网无法通达,即使能够随主要道路延伸,接管费用和长途污 水泵站输送、运行费用都非常高,单位污水处理成本也大大高于城市污水处理的费用。如公 告号为CN201037128的中国专利,公开了一种可调式潜流人工湿地污水处理系统,属于市 政与环保工程领域,该系统由依次相连构成一体的配水子系统、湿地子系统和集水子系统 组成;所述配水子系统包括配水渠、可调堰板、第一粗碎石区和第一不锈钢丝网;所述湿地 子系统包括防渗层、级配砾石区和植物;所述集水子系统包括第二不锈钢丝网、第二粗碎石 区、穿孔集水管、内侧集水渠、可调堰板、外侧集水渠和放空管。该污水处理系统虽然可以大 量处理污水,但该处理系统占地面积大,建设成本高,且维护成本高,不适于农村的小规模 污水处理的需求。因此,虽然国内有些比较发达乡镇筹资几百万建设了污水处理厂,来集中 处理乡镇附近的农村与养殖污水,但由于污水处理运转费用太高,大部分都已经停止运转, 导致建设资金无法收回,土地被闲置,严重挫伤了农民对治理污水的积极性,影响了构建和 谐农村、绿色农村的步伐。
发明内容
[0003] 本发明针对现有技术的不足,提供了一种低成本高效率的有机污水处理系统及方 法,通过在沙生物滤池中调节污水的量,依靠沙生物滤池中微生物来降解污水中的有机成 分,建设成本及维护成本远远低于常规污水处理厂的费用。 [0004] 发明综述
[0005] 本发明的微动力污水处理系统及方法,该系统由污水汇集池、沉淀池、调节池、沙 生物滤池等组成,污水池是用来收集分散的污水;沉淀池用于沉淀污水中的固体颗粒,以防 污泥堵塞沙生物滤池中的管网;调节池主要用于调节污水的pH值与污水的量。该系统仅 需要一个污水泵和一个鼓风机,污水泵把调节好的污水送到沙生物滤池中去,污水泵的功 率根据污水的量、沙生物滤池中管网的布置确定;鼓风机主要用于给沙生物滤池补充氧气, 保证沙生物滤池中的好氧菌的正常生长。依靠沙中的天然微生物来消化污水中有机成分, 达到净化水的目的。本项发明技术可以处理包括农村生活污水在内的所有有机废水,可以 每天处理污水规模从lm3到1000m3不等,处理后的污水可以达到农田灌溉水田水质标准GB5084-92与国家二级排放标准要求。 [0006] 发明详述
[0007] —种微动力污水处理系统,它包括污水汇集池、沉淀池、调节池和鼓风机,其特征 在于,还包括沙生物滤池,污水汇集池、沉淀池、调节池和沙生物滤池依次连通;所述的沙生 物滤池由池底部的下鹅卵石层、下鹅卵石层上的黄砂层、黄砂层上的上鹅卵石层及上鹅卵 石层上的厚土层组成,下鹅卵石层内铺设有曝气管,曝气管连接有鼓风机和出水口 ,上鹅卵 石层内铺设有污水管,污水管与调节池相连通。罗茨鼓风机给沙生物滤池鼓风,既防止沙生 物滤池堵塞又保证沙生物滤池中有足够的氧气,保证沙中微生物正常工作,鼓风机的风力、 压力、功率等参数根据沙生物滤池的尺寸而定。
[0008] 所述调节池和沙生物滤池之间的污水管上设置有污水潜水泵。调节池主要用于调 节生活污水的pH值与污水量,该污水潜水泵可配有一个自控系统,根据污水的量来选取该 泵的功率、泵的流量、泵的扬程、运转时间等参数。
[0009] 所述的下鹅卵石层厚度为100-150mm,鹅卵石粒径为3-6cm,不均匀系数不大于3。 [0010] 所述的黄砂层的厚度为50-70mm,粒径范围在0. 5_3. 5mm,不均匀系数不大于4。 [0011] 所述的上鹅卵石层的厚度为100-150mm,鹅卵石粒径为2-5cm,不均匀系数不大于 3。
[0012] 所述的厚土层厚度为15-30cm,厚土层与上鹅卵石层之间设置有隔离层。该隔离层 的材料要有较高的透水性,但土壤颗粒不能渗透过去。厚土层可进行绿化或种植景观作物, 根据作物需要确定土壤厚度,以达到充分利用土地资源的目的。
[0013] 所述污水汇集池的容量为每天污水处理量的30_50%,沉淀池的容量为每天污 水处理量的15 - 2 5 % ,调节池的容量为每天污水处理量的45-5 5 % ,沙生物滤池深度为 950-1200mm,占地面积为污水处理量数值的10-15倍;优选的,沉淀池底部为锥形,该结构 便于污水中的污泥颗粒下沉。优选的,沉淀池与调节池之间设置有格栅滤网,滤网的孔径 2. 0-2. 5mm,该格栅滤网对污水进行二次过滤,防止污水中大粒径的颗粒堵塞沙生物滤池中 的污水管。
[0014] 所述的曝气管的直径为30-40mm,管侧面交错开孔,孔的直径3. 5_4. 5mm,开孔间
距35-45cm,污水管的直径为30-35mm,在侧面交错打孔,开孔的直径3. 5_4. 5mm。
[0015] 所述的污水汇集池与沉淀池之间设置有格栅,竖向栅隙10-20mm,横向栅隙
50-200mm。竖向格栅可防止大粒径悬浮物进入沉淀池,大粒径悬浮物采取手工定期清除,横
向格栅主要起到骨架作用,格栅的尺寸依据水量的大小而定。
[0016] 污水汇集池、沉淀池、调节池和沙生物滤池的尺寸选取根据实际地形与污水量的 情况而定,池体根据自身尺寸与承载力要求,可以采用砖混结构或钢筋混凝土结构,设计尺 寸满足国标承载要求即可。
[0017] 利用上述微动力污水处理系统处理污水的方法,步骤如下:
[0018] 污水通过污水管网汇集进入污水汇集池,经过滤后进入沉淀池;经过沉淀池沉淀 后,经二次过滤后,进入调节池;经调节池调节pH值6-8后,通过污水管流入沙生物滤池的 上鹅卵石层,经过上鹅卵石层、黄砂层和下鹅卵石层的过滤及微生物的净化,处理后的水通 过曝气管集中并经出水口流出;处理过程中需根据污水处理量、水质定期开启鼓风机,通过 曝气管进行曝气。[0019] 本发明技术的主要优点如下: [0020] (1)运转成本低、效率高
[0021] 运转期间仅需一台污水泵、一台鼓风机,污水泵每天运转时间不超1小时,鼓风机 仅需1-2周运转1次,1次不超O. 5小时;并且泵的管理可通过增加自控系统达到自动运行, 可大量减少维护中的人力,且耗能大幅降低,因此运行成本极低。 [0022] (2)建设成本低、适应性强
[0023] 基本建设费用主要为土建费和水泵、鼓风机的费用,汇集池、调节池、沉淀池等设 施容积远远小于常规污水处理系统,沙生物滤池中主要是鹅卵石、黄沙等材料,因此建设成 本低,并且该系统选址灵活,不受地形、地下水位等条件限制。 [0024] (3)污水处理效率高
[0025] 污水即时处理,采用鼓风机定时向沙生物滤池鼓风,即防止沙生物滤池堵塞又保 证沙生物滤池中有足够的氧气,连续不间断工作,处理完的污水能达到农田灌溉水田水质 标准GB5084-92要求与国家二级排放标准,处理后的污水可以回收利用。 [0026] (4)占地面积小,节约土地资源
[0027] 由于一般污水处理系统占地面积巨大,造成大量土地资源被占用,在农村,如果每 个村庄都建立污水处理系统,将会导致大量的农业用地被占用,不仅不符合土地政策,而且 会加剧我国人口多,耕地少的矛盾,本系统由于占地面积最大的部分——沙生物滤池上附 有厚土层,可以种植作物,不仅有利于充分利用土地资源,并且,经上鹅卵石层过滤出的有 机物的位置正好处于厚土层种植的作物的根部,可以促进上部作物的生长,达到有机物还 田的目的。
附图说明
[0028] 图1是本发明的工艺流程图; [0029] 图2是污水处理系统的结构示意图; [0030] 图3是图2的A-A剖面的结构示意图; [0031] 图4是污水管、曝气管的管路结构示意图;
[0032] 其中:1 、污水汇集池,2、沉淀池,3、调节池,4、沙生物滤池,5、混凝土底板,6、下鹅 卵石层,7、黄砂层,8、污水管,9、厚土层,10、上鹅卵石层,11、鼓风机,12、污水潜水泵,13、隔 离层,14、格栅,15、格栅滤网,16、曝气管。
具体实施方式
[0033] 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。 [0034] 实施例1 :处理1000人口农村社区的生活污水
[0035] —种微动力污水处理系统,它包括污水汇集池1 、沉淀池2、调节池3和鼓风机11 , 还包括沙生物滤池4,污水汇集池1、沉淀池2、调节池3和沙生物滤池4依次连通;沙生物 滤池4由池底部的下鹅卵石层6、下鹅卵石层6上的黄砂层7、黄砂层7上的上鹅卵石层10 及上鹅卵石层10上的厚土层9组成,下鹅卵石层6厚度为150mm,鹅卵石粒径为3-6cm,不均匀系数3,其内铺设有曝气管16,曝气管16连接有鼓风机11和出水口 ,上鹅卵石层10厚 度为150mm,鹅卵石粒径为2-5cm,不均匀系数3,其内铺设有污水管8,污水管8与调节池3 相连通。调节池3和沙生物滤池4之间的污水管8上设置有污水潜水泵12。所述的黄砂 层7的厚度为70mm,粒径范围在0. 5_3. 5mm,不均匀系数4。所述的厚土层9厚度为20cm, 厚土层9与上鹅卵石层10之间设置有隔离层13。沉淀池2底部为锥形。沉淀池2与调节 池3之间设置有格栅滤网15,滤网的孔径2. 5mm。所述的曝气管16的直径为30mm,管侧面 交错开孔,孔的直径3. 5mm,开孔间距35cm,污水管8的直径为30mm,在侧面交错打孔,开孔 的直径3. 5mm。所述的污水汇集池1与沉淀池2之间设置有格栅14,竖向栅隙10mm,横向栅 隙50mm。在山东微山岛荷香社区总共六栋居民楼,总人口 1000人,日均生产生活污水40m3, 现场检测污水的COD为500mg/L,在小区污水管网的末端建设了污水处理系统,设计污水汇 集池15m3,地下砖混结构,沉淀池8m3,地下砖混结构,调节池20m3,砖混结构,沙生物滤池的 平面尺寸30mX 16m,砖混结构,底部浇注100mm厚的混凝土,在底板上面铺设100mm厚的鹅 卵石,粒径范围3-5cm,鹅卵石上面铺设60cm的干净黄沙,粒径范围0. 8-2. 5mm,黄沙上面铺 设布水管,布水管的布置见图2与图3,接着铺设10cm厚的鹅卵石,粒径范围3-5cm,在鹅卵 石上面铺设一层滤布,要求透水性但土壤颗粒透不过即可,在滤布上面铺设15cm的土层, 种植景观作物,进行绿化。采用南京污水泵厂生产的WQ30-22-5. 5污水潜水泵,泵的性能参 数:出水口径80mm,流量30mVh,扬程22m,功率5. 5kw。鼓风机采用章丘市罗茨鼓风机ZG系 列三叶罗茨鼓风机,鼓风机型号ZG-65。污水的pH值调节为7. 0左右,采用自控系统,污水 分成8次均匀进入沙生物滤池,每隔3小时进水一次,每次进生活污水5m3。鼓风机每周定 期向沙生物滤池中鼓风一次,鼓风时间15分钟。处理效率:进水污水的参数:COD为500mg/ L,浊度600 NTU ;出水的参数:COD为150mg/L,浊度8NTU。出水可以进行收集灌溉利用或直 接排放。
[0036] 实施例2 :处理8000只鸭子的养殖废水
[0037] 山东微山朝阳种鸭场,为避免污染湖水,采取离湖养殖,在圈舍跟前修建了小的池 塘供鸭子戏水,每天平均排放污水15m3。采用如实施例1所述的微动力污水处理系统,不 同之处在于,污水汇集池6m3,沉淀池3m3,调节池7m3,沙生物滤池平面尺寸20m*7m,采用南 京污水泵厂生产的WQ8-12-0. 75污水潜水泵,鼓风机采用章丘市罗茨鼓风机ZG系列三叶罗 茨鼓风机,鼓风机型号ZG-50,进水分6次均匀进入沙生物滤池,其他做法与例1相同,处理 效率:进水污水的参数:COD为1200mg/L,浊度700NTU ;出水的参数:COD为200mg/L,浊度 IONTU。
[0038] 实施例3 :处理奶牛场沼气发酵后的沼液废水
[0039] 山东农科院奶牛中心挤奶厅废水经沼气工程发酵后,废水的COD仍为800mg/L,由 于地理位置原因,沼液没有土地进行消纳,靠近小清河不允许直接排放,每天沼液10m3。采 用如实施例1所述的微动力污水处理系统,不同之处在于,污水汇集池4m3,沉淀池2m3,调节 池5m3,沙生物滤池平面尺寸20m*6m,采用南京污水泵厂生产的WQ8-12-0. 75污水潜水泵, 鼓风机采用章丘市罗茨鼓风机ZG系列三叶罗茨鼓风机,鼓风机型号ZG-50,进水分5次均匀 进入沙生物滤池,其他做法与例1相同,处理效率:进水污水的参数:COD为800mg/L,浊度 650NTU ;出水的参数:COD为160mg/L,浊度7NTU。

Claims (10)

  1. 一种微动力污水处理系统,它包括污水汇集池、沉淀池、调节池和鼓风机,其特征在于,还包括沙生物滤池,污水汇集池、沉淀池、调节池和沙生物滤池依次连通;所述的沙生物滤池由池底部的下鹅卵石层、下鹅卵石层上的黄砂层、黄砂层上的上鹅卵石层及上鹅卵石层上的厚土层组成,下鹅卵石层内铺设有曝气管,曝气管连接有鼓风机和出水口,上鹅卵石层内铺设有污水管,污水管与调节池相连通。
  2. 2. 如权利要求1所述的微动力污水处理系统,其特征在于,调节池和沙生物滤池之间 的污水管上设置有污水潜水泵。
  3. 3. 如权利要求1或2所述的微动力污水处理系统,其特征在于,所述的下鹅卵石层厚度 为100-150mm,鹅卵石粒径为3-6cm,不均匀系数不大于3。
  4. 4. 如权利要求1或2所述的微动力污水处理系统,其特征在于,所述的黄砂层的厚度为 50-70mm,粒径范围在0. 5_3. 5mm,不均匀系数不大于4。
  5. 5. 如权利要求1或2所述的微动力污水处理系统,其特征在于,所述的上鹅卵石层的厚 度为100-150mm,鹅卵石粒径为2-5cm,不均匀系数不大于3。
  6. 6. 如权利要求1或2所述的微动力污水处理系统,其特征在于,所述的厚土层厚度为 15-30cm,厚土层与上鹅卵石层之间设置有隔离层。
  7. 7. 如权利要求1所述的微动力污水处理系统,其特征在于,所述污水汇集池的容量为 每天污水处理量的30-50%,沉淀池的容量为每天污水处理量的15-25%,调节池的容量为 每天污水处理量的45-55%,沙生物滤池深度为950-1200mm,占地面积为污水处理量数值 的10-15倍;优选的,沉淀池底部为锥形;优选的,沉淀池与调节池之间设置有格栅滤网,滤 网的孔径2. 0-2. 5mm。
  8. 8. 如权利要求l所述的微动力污水处理系统,其特征在于,所述的曝气管的直径 为30-40mm,管侧面交错开孔,孔的直径3. 5-4. 5mm,开孔间距35-45cm,污水管的直径为 30-35mm,在侧面交错打孔,开孔的直径3. 5_4. 5mm。
  9. 9. 如权利要求1所述的微动力污水处理系统,其特征在于,所述的污水汇集池与沉淀 池之间设置有格栅,竖向栅隙10-20mm,横向栅隙50-200mm。
  10. 10. —种利用权利要求1所述的微动力污水处理系统处理污水的方法,步骤如下: 污水通过污水管网汇集进入污水汇集池,经过滤后进入沉淀池;经过沉淀池沉淀后,经二次过滤后,进入调节池;经调节池调节pH值6-8后,通过污水管流入沙生物滤池的上鹅卵 石层,经过上鹅卵石层、黄砂层和下鹅卵石层的过滤及微生物的净化,处理后的水通过曝气 管集中并经出水口流出;处理过程中需根据污水处理量、水质定期开启鼓风机,通过曝气管 进行曝气。
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