CN102219332B

CN102219332B - 一种农村生活污水处理系统及方法

Info

Publication number: CN102219332B
Application number: CN201010147075.4A
Authority: CN
Inventors: 吕超; 白冰; 蔡莉
Original assignee: SHANGHAI OBAO ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI OBAO ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: CN102219332A

Abstract

本发明公开了一种新农村生活污水处理系统及方法，属于环保污水处理技术领域，生活污水进入曝气沉砂池兼调节池中，进行适当沉砂沉淀和调节后，无机污染物被去除一部分，再通过提升水泵送入浓缩式二级厌氧反应池内，污水在通过浓缩滤层的过程中，水中悬浮物被过滤截留，浓缩式二级厌氧反应池中产生的CH₄和H₂S等污染气体通过气口排出，部分浓缩液可以定期通过打开阀门经浓缩底泥排污管排出系统，从浓缩式二级厌氧反应池出水口出来的上清液依次进入阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型湿地、生物滤池、鱼池，水中的氮磷富营养化污染物被水生植物的根茎等过滤、截留、吸附、分解、吸收和沉淀，并通过定期收获，达到水净化的目的。

Description

一种农村生活污水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种生活污水的处理技术，具体为一种新农村生活污水处理系统及方法，属于环保污水处理技术领域。

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，加强农村生活污水的处理，是村容整治的组成部分，也是社会主义新农村建设的重要内容，而我国96％的村庄没有排水渠道和污水处理系统，农村生活污水随意排放造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会加剧淡水资源的危机，使耕地灌溉得不到有效保障，危害农民的生存发展，因此，加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放而引起的农村水体、土壤和农产品污染，确保农村水源的安全和农民身心健康，是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。

目前，有污水处理设施的农村多采用传统的潜流人工湿地来处理生活污水；传统的潜流人工湿地，是利用各种级配湿地基质组成的滤床，并在其上种植各种观赏性的挺水植物，其由床体和水生植物两大块组成，床体内部自下向上依次设有水层、承托网、填料层和土层，承托网由设在水层中的承托墙支撑，在床体前端设有布水槽，末端设有挡水墙，挡水墙右侧设有集水槽；工作时，污水进入布水槽，经床壁的穿孔流入填料层，污水缓慢地向上层土壤浸润，微生物在土壤和植物根区附近繁殖，进一步吸附水中的悬浮物质、胶体和溶解状态的物质，形成一层生物膜，污水中的有机物被微生物好氧降解掉；同时，水生植物可吸收部分氮、磷作为营养物质，对污水进行深度处理，系统处理的水经挡水墙流入集水槽，排出床体。

人工湿地具有如下优点：①建造和运行费用便宜；②易于维护，技术含量低；③可进行有效可靠的污水处理；④可缓冲对水力和污染负荷的冲击，但也存在着以下不足：①占地面积大；②易受病虫害影响；③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源；另外，据已有数据，当上下表面植物密度增大时，人工湿地系统处理效率提高，在达到其最优效率时，需2～3个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。

虽然短期内，这种湿地结构性能稳定，出水水质好，但长期来看，一旦出现床体堵塞，其危害将是重大的，如此庞大的级配床体是无法进行反冲洗操作的，而如果进行停车清洗，工作量比新建工程还要大，而且在管理到位的情况下，一般湿地最多使用5-10年，现在众多上马的湿地项目，特别是新农村建设过程中所采用的生活污水处理项目中多数工艺都采用人工湿地工艺，若干年后，问题将会渐渐凸显，到时，巨大的投资和建设湿地所征用的良田将会化为乌有，而且湿地构筑物及床体所用的多为碎石等坚硬物体，均无法还田，一旦问题出现，将造成大量的财力和资源的浪费。

发明内容

为了解决现有农村生活污水处理技术上存在的不足及缺陷，本发明一种新农村生活污水处理技术，采用新的湿地净水理念，打破传统思维，省去复杂处理流程和庞大的过滤床体，将湿地床体设计成由不同水位水生植物构建的一个真正意义上的漂浮湿地净化系统，通过定期打捞老化植物残体，将污染物从水中转移出去，实现污染水体的净化。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的；

一种新农村生活污水处理系统，主要由曝气沉砂池兼调节池、浓缩式二级厌氧反应池、阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型漂浮湿地及鱼池组成，曝气沉砂池兼调节池内设置有提升水泵，曝气沉砂池兼调节池通过进水口连接浓缩式二级厌氧反应池，浓缩式二级厌氧反应池上端设置有封装式盖板，下端设置有4个排污口，排污口通过浓缩底泥排污管与阀门连接，浓缩式二级厌氧反应池内还设置有浓缩滤层，出气口一端置于浓缩滤层内，另一端穿过盖板与外界相通，浓缩式二级厌氧反应池通过出水口依次连接阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型漂浮湿地、生物滤池及鱼池。

所述的浓缩式二级厌氧反应池，用来将污水进行二次浓缩到高负荷厌氧净化目的，从而减少构筑物体积和后续处理的能耗。

所述的阶梯跌水型湿地，为保证湿地的正常运行，不至使植物根系因缺氧而腐烂，通过跌水方式达到无动力增氧的目的。

所述的无介质湿地，不需要填充介质，无堵塞问题出现。

所述的经济收益型湿地可进行蔬菜种植、绿化植物水培育苗，可获得可观的经济收益，完全不同于传统只有投入而无产出的处理模式。

本发明的污水处理方法为：经过简单的格栅拦截后的生活污水进入曝气沉砂池兼调节池中，进行适当沉砂沉淀和调节后无机污染物被去除一部分，再通过提升水泵送入浓缩式二级厌氧反应池内，污水采用上升流，污水在通过浓缩滤层的过程中，水中悬浮物被过滤截留，浓缩式二级厌氧反应池中产生的CH₄和H₂S等污染气体通过气口排出，部分浓缩液可以定期通过打开阀门经浓缩底泥排污管排出系统，可以作为优质农家肥还田。从浓缩式二级厌氧反应池出来口出来的上清液进入阶梯跌水型湿地，利用水生植物形成的天然滤层进行污染物的过滤截留，同时，阶梯式设计形成跌水曝气，可以确保后续好氧微生物的氧的需求，阶梯跌水型湿地的出水进入无介质湿地，利用湿地中种植的水生植物自然形成的浮床，进行污染物截留、过滤、分解和吸收，强化净化效果，无介质湿地出水进入由不同位置的水生植物、花卉蔬菜、经济农作物等所构建经济收益型湿地，水中的氮磷富营养化污染物被水生植物的根茎等过滤、截留、吸附、分解、吸收和沉淀，并通过定期收获，达到水净化的目的。

本发明摒弃传统的湿地滤床级配方式，不采用石质等硬体填料，而选用沉水植物、浮水植物、挺水植物、花卉蔬菜、经济农作物等构建真正的湿地结构。

本发明还可结合水培技术和大棚种植技术，适宜在北方冬季寒冷地区，在经济收益型湿地上方增设简易暖棚，在保证系统正常运行同时，可以根据不同季节更换不同的经济作物(蔬菜或园林育苗等)，获得更高的经济收益，拓展本发明的使用范围，真正做到投资低，管理方便，运行费用低，简单实用，不易堵塞，占地面积小，有经济效益等特点，而且处理后的尾水，可用于水产养殖或绿化浇灌等，是一种安全可靠的营养水源。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进一步进行说明；

图1是本发明所述经济收益型湿地工艺流程图；

图2是本发明实施例，进行花卉蔬菜的水上育苗示意图。

图中：

1.生活污水，2.曝气沉砂池兼调节池，3.提升水泵，4.进水口，5.浓缩式二级厌氧反应池，51.排污口，6.气口，7.浓缩滤层，8.盖板，9.阶梯跌水型湿地，10.无介质湿地，11.经济收益型湿地，12.生物滤池，13.达标排放或进入鱼池，14.鱼池，15.浓缩底泥排污管，16.阀门，17.花卉蔬菜苗种，18.支撑及漂浮结构，19.承托网，20.营养土。

具体实施方案

参照图1，一种新农村生活污水处理技术，主要由曝气沉砂池兼调节池、浓缩式二级厌氧反应池、阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型漂浮湿地及鱼池组成，曝气沉砂池兼调节池内设置有提升水泵，曝气沉砂池兼调节池通过进水口连接浓缩式二级厌氧反应池，浓缩式二级厌氧反应池上端设置有封装式盖板，下端设置有4个排污口，排污口通过浓缩底泥排污管与阀门连接，浓缩式二级厌氧反应池内还设置有浓缩滤层，出气口一端置于浓缩滤层上方，另一端穿过盖板与外界相通，浓缩式二级厌氧反应池通过出水口依次连接阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型漂浮湿地、生物滤池及鱼池。

本发明提供的系统的污水处理方法为：经过简单的格栅拦截后的生活污水进入曝气沉砂池兼调节池中，进行适当沉砂沉淀和调节后无机污染物被去除一部分，再通过提升水泵送入浓缩式二级厌氧反应池内，污水采用上升流，污水在通过浓缩滤层的过程中，水中悬浮物被过滤截留，浓缩式二级厌氧反应池中产生的CH₄和H₂S等污染气体通过气口排出，部分浓缩液可以定期通过打开阀门经浓缩底泥排污管排出系统，可以作为优质农家肥还田。

从浓缩式二级厌氧反应池出来口出来的上清液进入阶梯跌水型湿地，利用水生植物形成的天然滤层进行污染物的过滤截留，同时，阶梯式设计形成跌水曝气，可以确保后续好氧微生物的氧的需求，阶梯跌水型湿地的出水进入无介质湿地，利用湿地中种植的水生植物自然形成的浮床，进行污染物截留、过滤、分解和吸收，强化净化效果，无介质湿地出水进入由不同位置的水生植物、花卉蔬菜、经济农作物等所构建经济收益型湿地，水中的氮磷富营养化污染物被水生植物的根茎等过滤、截留、吸附、分解、吸收和沉淀，并通过定期收获，达到水净化的目的。

所述的无介质湿地，不需要填充介质，无堵塞问题出现。

经济收益型湿地出水经过生物滤池进行二次过滤主要去除水中的SS，使透明度进一步提高，出水可以达到地表水5类水，可作为鱼塘的水源。

进一步地，所述的经济收益型湿地，可在其上方增设简易暖棚，适用于北方冬季寒冷地区，在保证系统正常运行同时，可以根据不同季节更换不同的活体植物，获得更高的经济收益。

在经济收益型湿地的构建中，水下沉水植物和浮水植物只需圈养，便可利于管理和收割，而漂浮种植的水生植物，则需设置必要的支撑结构利于植物的生长和收割。

如图2所示实施例，在进行花卉蔬菜的水上育苗时，需使用支撑及漂浮结构18和承托网19构成水上漂浮载体，然后在承托网19凹陷处放置种植土20和花卉蔬菜17的种子，待花卉蔬菜17发芽生根后可以进行分株和移栽；同时这一结构也可作为花卉蔬菜17生长的着床，支撑及漂浮结构18和承托网19保证植物根部贴在水面上，利用表面张力和虹吸作用确保水份供应，又不会因吃水太多而造成根部淹水，通过这一结构设想，可保证每年有4-5季的收获，带来了可观的经济收益，对于农村污水处理是一种变废为宝的良方。

Claims

1.一种农村生活污水处理系统，其特征在于，主要由曝气沉砂池兼调节池、浓缩式二级厌氧反应池、阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型漂浮湿地及鱼池组成，曝气沉砂池兼调节池内设置有提升水泵，曝气沉砂池兼调节池通过进水口连接浓缩式二级厌氧反应池，浓缩式二级厌氧反应池上端设置有封装式盖板，下端设置有4个排污口，排污口通过浓缩底泥排污管与阀门连接，浓缩式二级厌氧反应池内还设置有浓缩滤层，出气口一端置于浓缩滤层上方，另一端穿过盖板与外界相通，浓缩式二级厌氧反应池通过出水口依次连接阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型漂浮湿地、生物滤池及鱼池。

2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述的浓缩式二级厌氧反应池，用来将污水进行二次浓缩到高负荷厌氧净化，从而减少构筑物体积和后续处理的能耗。

3.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述的阶梯跌水型湿地，为了保证湿地的正常运行，不至使植物根系因缺氧而腐烂，通过跌水方式实现无动力增氧。

4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述的无介质湿地，不需要填充介质，无堵塞问题出现。

5.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于，所述的经济收益型湿地用来进行蔬菜种植、绿化植物水培育苗。

6.根据权利要求1所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，本系统结合水培技术和大棚种植技术，保证在北方冬季寒冷地区，在经济收益型湿地上方增设简易暖棚，在保证系统正常运行同时，根据不同季节更换不同的经济作物。

7.如权利要求1所述的农村生活污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，其处理方法为：经过简单的格栅拦截后的生活污水进入曝气沉砂池兼调节池中，进行适当沉砂沉淀和调节后无机污染物被去除一部分，再通过提升水泵送入浓缩式二级厌氧反应池内，污水采用上升流，污水在通过浓缩滤层的过程中，水中悬浮物被过滤截留，浓缩式二级厌氧反应池中产生的CH₄和H₂S污染气体通过气口排出，部分浓缩液定期通过打开阀门经浓缩底泥排污管排出系统，作为优质农家肥还田；从浓缩式二级厌氧反应池出来口出来的上清液进入阶梯跌水型湿地，利用水生植物形成的天然滤层进行污染物的过滤截留，同时，阶梯式设计形成跌水曝气，确保后续好氧微生物的氧的需求，阶梯跌水型湿地的出水进入无介质湿地，利用湿地中种植的水生植物自然形成的浮床，进行污染物截留、过滤、分解和吸收，强化净化效果，无介质湿地出水进入由不同位置的水生植物、花卉蔬菜、经济农作物所构建经济收益型湿地，水中的氮磷富营养化污染物被水生植物的根茎过滤、截留、吸附、分解、吸收和沉淀，并通过定期收获，达到水净化的目的；经济收益型湿地出水进入生物滤池进一步进行处理。

8.根据权利要求7所述的农村生活污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，经生物滤池处理后的尾水，用于水产养殖或绿化浇灌，作为一种安全可靠的营养水源。

9.根据权利要求7所述的农村生活污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，在进行花卉蔬菜的水上育苗时，使用支撑及漂浮结构和承托网构建水上漂浮载体，然后在承托网凹陷处放置种植土和花卉蔬菜的种子，待花卉蔬菜发芽生根后进行分株和移栽。