CN103159379A - 零能耗生态过滤床污水处理系统及方法 - Google Patents

零能耗生态过滤床污水处理系统及方法 Download PDF

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徐甜
王星星
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Abstract

本发明公开了一种零能耗生态过滤床污水处理系统及方法,由污水管、重力布水系统、生态过滤床和集水系统组成,污水管与重力布水系统连接,重力布水系统设在生态过滤床上部,集水系统设在生态过滤床的底部;重力布水系统包括进水管、布水垫、布水器和支撑座,布水器的截面呈倒三角形,隔板将布水器内部分为两格,布水器设在支撑座上并可向两侧自由翻动,进水管与污水管连接,另一端设在布水器上方;生态过滤床由多级渗滤层组成,自下而上依次为:防渗层、集水层、复合渗滤层、生物处理层、布水层。本发明布水均匀、氮磷去除能力强、处理水质好,具有占地少、投资低、管理简单、运行费用低的优点,达到无污泥排放。

Description

零能耗生态过滤床污水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种化粪池污水就地渗滤处理系统和方法,适用于乡村、别墅、度假村等分散居住区的污水就地处理。属于污水处理技术领域。
背景技术
随着农村连片整治以及度假村旅游业的发展,远离城市的分散居民区的生活污水治理越来越受到人们的关注。由于各片区比较分散,以及乡村地势复杂多变,污水处理难以采取建立集中式管网收集体系和大型污水处理厂的方式,一般采用分散式污水处理的方式。目前分散式污水处理通常采用的工艺主要有活性污泥法的氧化沟工艺、延时曝气工艺、序批式活性污泥法及其变形工艺;生物膜法的生物转盘、接触氧化及生物滤池工艺,以及湿地、稳定塘等自然处理工艺,分散式污水处理系统可以克服集中式处理的许多不便之处,这种方式具有以下优点:不依赖于复杂的基础设施(如大规模供电供水系统),受外界影响小;系统自主建设,运行和维护管理比较方便;不易受到不可预知的人为破坏;可应用于各种场合和规模;处理后污水易于进行回用。尤其在我国,经济还不是特别发达,力求资源的节省和回收利用,达到保护环境的目的,运用分散式污水处理系统能较低成本的达到所需目的。但同大城市污水处理相比,分散居民区污水处理面临的主要问题有:(1)设备运行不平稳,出水难达标;(2)相对昂贵的建设费用;(3)与农村生活水平相比较,运行费用较高;(4)缺乏专人值守,运行和维护水平较低;(5)污泥抽吸处理与处置不当。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是基于上述现有技术的不足,提供一种经济有效的分散居民区生活污水的处理系统和方法。
为解决这一技术问题,本发明提供了一种零能耗生态过滤床污水处理系统,由与化粪池相连接的污水管、重力布水系统、生态过滤床和集水系统四部分组成,污水管与重力布水系统连接,重力布水系统设置在生态过滤床的上部,集水系统设置在生态过滤床的底部。
所述重力布水系统包括进水管、布水垫、布水器和支撑座,布水器的截面呈倒三角形,中间由隔板将布水器内部分为两格,布水器设置在支撑座上并可以向两侧自由翻动,所述进水管一端与污水管连接,另一端设置在布水器的上方。
所述生态过滤床由多级功能性渗滤层组成,自下而上依次为: 防渗层; 200~300mm的集水层; 1200~1800mm的复合渗滤层; 200~500mm的生物处理层; 300~500mm的布水层。
所述防渗层为不透水的防渗材料制成,可以是混凝土结构、或是塑料隔离层、或玻璃钢制品。
所述集水层由直径为0.5~10mm的碎石组成。
所述复合渗滤层由人工合成具有固磷脱氮催化活性的无机材料构成,可以是粉煤灰、粉碎炉渣、烧结陶瓷粉和人工土壤以一种或几种复合而成,或是以生产聚合氯化铝的废渣、生石灰、粉煤灰、粘结剂为原料,经混合、熟化、烘干、造粒、焙烧、粉碎后等到的合成材料。
所述生物处理层由生物载体材料和活性污泥生物菌种组成。
所述布水层由直径约10~50mm的砾石构成。
所述集水系统包括集水管和集水池,集水池通过集水管与生态过滤床底部的集水层连通。
本发明还提供了一种零能耗生态过滤床污水处理方法,具体包括以下处理步骤:
1)生活污水涓流进入化粪池,经过化粪池发酵处理的污水通过污水管进入进水管自流进入重力布水系统;
2)污水依靠重力流入布水器,当布水器其中一格充满时,布水器便向一侧倾斜,污水洒落到布水垫上,均匀地渗透到生态过滤床上;
3)污水依次通过生态过滤床的布水层、生物处理层和复合渗滤层多层过滤后的净化水通过自流聚集进入集水层被防渗层阻止;
4)集水层的净化水通过集水管收集到集水池中,可以达标排放,也可以作为二次水用于林园或农田浇灌。
有益效果:本发明埋植于地下,具有占地表面积少、投资低、运行管理简单、运行费用低,受季节影响小,实现了布水均匀的效果,在复合生物载体中细菌代谢和载体催化的联合作用下,氮磷去除能力强、处理水质好,出水达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准(GB18918-2002) 的排放要求,达到无污泥排放。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图;
图2为本发明的重力式布水系统结构示意图。
图中:1进水管、2布水垫、3布水器、4支撑座、5布水层、6生物处理层、7复合渗滤层、8集水层、9防渗层、10集水管、11集水池。
具体实施方式
本发明是在分散居民区的三格化粪池的基础上,进行延续污水的深度净化处理系统。
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
图1所示为本发明剖面结构示意图。
本发明由与化粪池相连接的污水管、重力布水系统、生态过滤床和集水系统四部分组成,污水管与重力布水系统连接,重力布水系统设置在生态过滤床的上部,集水系统设置在生态过滤床的底部。
图2所示为本发明的重力式布水系统结构示意图。
所述重力布水系统包括进水管1、布水垫2、布水器3和支撑座4,布水器3的截面呈倒三角形,中间由隔板将布水器3内部分为两格,布水器3设置在支撑座4上并可以向两侧自由翻动,所述进水管1一端与污水管连接,另一端设置在布水器3的上方。
化粪池内污水依靠重力由进水管1流入布水器3,当布水器3其中一格充满时,布水器3向一侧倾斜,污水洒落到布水垫2上,从而均匀地渗透到生态过滤床上,实现零能耗对生物过滤床污水处理系统进行均匀补水。
所述生态过滤床由多级功能性渗滤层组成,自下而上依次为: 防渗层9、200~300mm的集水层8、 1200~1800mm的复合渗滤层7、 200~500mm的生物处理层6和300~500mm的布水层5。
所述集水系统包括集水管10和集水池11,集水池11通过集水管10与生态过滤床底部的集水层8连通。
所述防渗层9为不透水的防渗材料制成,可以是混凝土结构、或是塑料隔离层、或玻璃钢制品。
所述集水层8由直径为0.5~10mm的碎石组成。
所述复合渗滤层7由人工合成具有固磷脱氮催化活性的无机材料构成,可以是粉煤灰、粉碎炉渣、烧结陶瓷粉和人工土壤以一种或几种复合而成,或是以生产聚合氯化铝的废渣、生石灰、粉煤灰、粘结剂为原料,经混合、熟化、烘干、造粒、焙烧、粉碎后等到的合成材料。
所述生物处理层6由生物载体材料和活性污泥生物菌种组成。
所述布水层5由直径约10~50mm的砾石构成。
本发明还提供了一种零能耗生态过滤床污水处理方法,具体包括以下处理步骤:
1)生活污水涓流进入化粪池,经过化粪池发酵处理的污水通过污水管进入进水管1自流进入重力布水系统;
2)污水依靠重力流入布水器3,当布水器3其中一格充满时,布水器3便向一侧倾斜,污水洒落到布水垫2上,均匀地渗透到生态过滤床上;
3)污水依次通过生态过滤床的布水层5、生物处理层6和复合渗滤层7,多层过滤后的净化水通过自流聚集进入集水层8,被防渗层9阻止;
4)集水层8的净化水通过集水管10收集到集水池11中,可以达标排放,也可以作为二次水用于林园或农田浇灌。
以下为生态过滤床的几个实施例:
实施例一:
生态过滤床自下而上依次为:
防渗层9为玻璃钢防渗隔离层;
集水层8的厚度为250mm,由直径约0.5~10mm碎石组成;
复合渗滤层7的厚度为1500mm,由粒径在0.1mm~1mm的粉煤灰、烧结陶瓷粉和河沙按照1:1:1的比例复配均匀后填充而成;
生物处理层6的厚度为300mm,由粒径在1mm~5mm的烧结陶瓷粉经过生物预膜处理后填充;
布水层5的厚度为300mm,由直径约10~50mm的砾石组成。
按实施例一方案建成的本发明,其投资仅为常规处理工艺的1/5~1/7,基本无运行费用。运行效果表明:化粪池水经过处理后,氨氮去除率为85%,COD去除率为96%,总磷去除率为83%。
实施例二:
生态过滤床自下而上依次为:
防渗层9为HDPE复合防渗层;
集水层8的厚度为200mm,由直径约0.5~10mm碎石组成;
复合渗滤层7的厚度为1500mm,由粒径在0.1mm~1mm的粉煤灰、粉碎炉渣和河沙按照1:1:2的比例复配均匀后填充而成;
生物处理层6的厚度为300mm,由粒径在1mm~5mm的烧结陶瓷粉经过生物预膜处理后填充;
布水层5的厚度为300mm,由直径约10~50mm的砾石组成。
按实施例二方案建成的本发明,其投资仅为常规处理工艺的1/5,基本无运行费用。运行效果表明:化粪池水经过处理后,氨氮去除率为83%,COD去除率为92%,总磷去除率为80%。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
(1)占地表面积少:设备置于地下, 不影响地面景观,地面土地使用不受影响;
(2)投资低:由于设备构造简单,基建和设备投资费用低;
(3)运行管理简单、运行费用低:由于是靠液位差产生的重力自动运行,处理工艺稳定可靠,无需人工值守;
(4)受季节影响小:设备埋于地下,在地温的作用下温度恒定,适合于微生物的代谢;
(5)间歇式布水,即有利于布水均匀、也有利于地下空气的呼吸交换;
(6)处理效果好:在生物多级净化和化学催化的联合作用下,氮磷去除能力强、处理水质好,出水达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准(GB18918-2002);
(7)无污泥排放。
本发明上述实施方案,只是举例说明,不是仅有的,所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (8)

1.一种零能耗生态过滤床污水处理系统,其特征在于:由与化粪池相连接的污水管、重力布水系统、生态过滤床和集水系统四部分组成,污水管与重力布水系统连接,重力布水系统设置在生态过滤床的上部,集水系统设置在生态过滤床的底部;所述重力布水系统包括进水管(1)、布水垫(2)、布水器(3)和支撑座(4),布水器(3)的截面呈倒三角形,中间由隔板将布水器(3)内部分为两格,布水器(3)设置在支撑座(4)上并可以向两侧自由翻动,所述进水管(1)一端与污水管连接,另一端设置在布水器(3)的上方;所述生态过滤床由多级功能性渗滤层组成,自下而上依次为: 防渗层(9)、 200~300mm的集水层(8)、 1200~1800mm的复合渗滤层(7)、200~500mm的生物处理层(6)、300~500mm的布水层(5)。
2.根据权利要求1所述的零能耗生态过滤床污水处理系统,其特征在于:所述防渗层(9)为不透水的防渗材料制成,可以是混凝土结构、或是塑料隔离层、或玻璃钢制品。
3.根据权利要求1所述的零能耗生态过滤床污水处理系统,其特征在于:所述集水层(8)由直径为0.5~10mm的碎石组成。
4.根据权利要求1所述的零能耗生态过滤床污水处理系统,其特征在于:所述复合渗滤层(7)由人工合成具有固磷脱氮催化活性的无机材料构成,可以是粉煤灰、粉碎炉渣、烧结陶瓷粉和人工土壤以一种或几种复合而成,或是以生产聚合氯化铝的废渣、生石灰、粉煤灰、粘结剂为原料,经混合、熟化、烘干、造粒、焙烧、粉碎后等到的合成材料。
5.根据权利要求1所述的零能耗生态过滤床污水处理系统,其特征在于:所述生物处理层(6)由生物载体材料和活性污泥生物菌种组成。
6.根据权利要求1所述的零能耗生态过滤床污水处理系统,其特征在于:所述布水层(5)由直径约10~50mm的砾石构成。
7.根据权利要求1~6任一项所述的零能耗生态过滤床污水处理系统,其特征在于:所述集水系统包括集水管(10)和集水池(11),集水池(11)通过集水管(10)与生态过滤床底部的集水层(8)连通。
8.一种零能耗生态过滤床污水处理方法,其特征在于:
包括以下处理步骤:
1)生活污水涓流进入化粪池,经过化粪池发酵处理的污水通过污水管进入进水管(1)自流进入重力布水系统;
2)污水依靠重力流入布水器(3),当布水器(3)其中一格充满时,布水器(3)便向一侧倾斜,污水洒落到布水垫(2)上,均匀地渗透到生态过滤床上;
3)污水依次通过生态过滤床的布水层(5)、生物处理层(6)和复合渗滤层(7),多层过滤后的净化水通过自流聚集进入集水层(8),被防渗层(9)阻止;
4)集水层(8)的净化水通过集水管(10)收集到集水池(11)中,可以达标排放,也可以作为二次水用于林园或农田浇灌。
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