CN103466907B - 无排放式污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及排污系统领域，具体涉及无排放式污水处理系统，该系统不但净化环保而且运行成本低廉，包括预处理装置，精密滤水装置和土壤净化装置；预处理装置中包括腐败室和预备过滤室，预备过滤室设有排入口和排出口，腐败室和预备过滤室的排入口连通；预备过滤室中填充有过滤材料；精密滤水装置中包括遮水箱和集水管；遮水箱具有进水口和出水口；进水口和预备过滤室的排出口连通；集水管具有出水段，为槽状结构设计，集水管与出水口相连通；土壤净化装置包括土壤过滤组件和散水布；土壤过滤组件由透气性土壤构成，包括火山岩灰和/或炼钢炉渣；土壤过滤组件设置于集水管的上侧；散水布的一端设于遮水箱中其另一端设置于土壤过滤组件中。

Description

无排放式污水处理系统

技术领域

本发明涉及排污系统领域，具体而言，涉及无排放式污水处理系统。

背景技术

目前被广泛使用的污水处理方式有以下三种：

①机械式好氧性污水处理系统，其特点是采用机械装置对污水进行好氧处理，并以投药的方式对污水进行消毒处理。该系统需要使用如：风机、水泵、自动给药装置等机械设备。

②在广大农村乡镇等无城市公共污水管网和处理系统的地区使用的是二格式或三格式化粪池。此种处理方法只是将污水做初级的生物分解后，定期将池中的污物使用专车抽送到指定的污水处理处进行深度处理。

③渗水井则是一种目前在广大农村乡镇很多地方都在使用的一种排污方式，只是将污水中的固体部分留在了井里，而之中含有各种有害成分却未经任何处理的污水通过渗透的方式直接渗入地下。

存在的问题：目前使用的机械式处理方法和化粪池处理方法均存在能源二次消耗的缺点，而渗水井则是一种不被国家允许的污水处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无排放式污水处理系统，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供的无排放式污水处理系统，包括：预处理装置，精密滤水装置和土壤净化装置三部分；

所述预处理装置中包括腐败室和预备过滤室，所述预备过滤室设有排入口和排出口，所述腐败室和所述预备过滤室的排入口连通；所述预备过滤室中填充有过滤材料；

所述精密滤水装置中包括：遮水箱和集水管；所述遮水箱具有进水口和出水口；所述进水口和所述预备过滤室的排出口连通；所述集水管具有出水段，所述出水段为槽状结构设计，所述集水管与所述出水口相连通；

所述土壤净化装置包括：土壤过滤组件和散水布；所述土壤过滤组件由透气性土壤构成，所述透气性土壤包括火山岩灰和/或炼钢炉渣；所述土壤过滤组件设置于所述集水管的上侧；所述散水布的一端设于所述遮水箱中，其另一端设置于所述土壤过滤组件中。

本发明中提供的无排放式污水处理系统中，污水在腐败室里被固液分离，分为漂浮物、沉淀物和上澄水，被固液分离的上澄水流进预备过滤室，细微的浮游物被充填的过滤材料的表面形成的生物膜吸收去除，沉淀物残留在腐败室底部，被初次过滤的上澄水流入精密滤水装置中。

在精密滤水装置和土壤净化装置中，遮水箱用于承装初步过滤后的上澄水，散水布的一端设置于遮水箱中，并与初步过滤后的上澄水接触，散水布的另一端则设置于土壤净化组件中，通过毛细原理和虹吸原理，土壤净化组件能够对初步过滤后的上澄水提供吸力，使得初步过滤后的上澄水通过散水布从遮水箱中渗透至土壤净化组件中。初步过滤后的上澄水被吸收至土壤净化组件中，土壤净化组件中的吸水层是由透气性土壤构成，透气性土壤由火山岩灰和/或炼钢炉渣构成，其透气性较高，土壤中含有多种好氧微生物，好样微生物能够对流经土壤的水体进行净化，消耗水体中的有机物，同时由于火山岩灰或者炼钢炉渣构成的吸水层其中能够形成具有60%-75%的间隙，由于存在有这些间隙，能够对遮水箱中的水体提供吸力，并使得被散水布吸收过来的水能够得到充分地扩散，并且，土壤净化组件的表层与空气接触，通过挥发作用，土壤中蕴含的水分能够扩散到大气中，进而在水体经过土壤净化组件的过程能够得到净化。

出水口设置于遮水箱的上侧时，集水管与出水口连接，在集水管上设置有散水布，污水通过虹吸原理以及毛细原理散布到土壤过滤组件中。当出水口设置于遮水箱的下侧时，遮水箱中的初步过滤后的上澄水不仅可以通过虹吸原理以及毛细原理散布到土壤过滤组件中，还可以在水压作用下向外涌出，为水体移动提供动力，能够保持土壤过滤组件的吸水与散水平衡，使得本发明能够持续对污水进行净化，而且能够在不使用外部能量的情况下进行净化。所以使用本发明提供的无排放式污水处理系统不但净化环保而且运行成本低廉。

附图说明

图1为本发明提供的无排放式污水处理系统中预处理装置的结构示意图；

图2为本发明提供的无排放式污水处理系统中精密滤水装置的结构示意图；

图3为本发明提供的无排放式污水处理系统中土壤净化装置的结构示意图；

1.预处理装置，2.预备过滤室，3.腐败室，4.连通管，5.吸附装置，6.检查通道，7.土壤过滤组件，8.遮水箱，9.散水布，10.集水管，11.检查管道，12.腐败室连通管，a.甲烷菌污泥层。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

如图1至图3所示的无排放式污水处理系统，包括：预处理装置1，精密滤水装置和土壤净化装置三部分；

所述预处理装置1中包括腐败室3和预备过滤室2，所述预备过滤室2设有排入口和排出口，所述腐败室3和所述预备过滤室2的排入口连通；所述预备过滤室2中填充有过滤材料；

所述精密滤水装置中包括：遮水箱8和集水管10；所述遮水箱8具有进水口和出水口；所述进水口和所述预备过滤室2的排出口连通；所述集水管10具有出水段，所述出水段为槽状结构设计，所述集水管10与所述出水口相连通；

所述土壤净化装置包括：土壤过滤组件7和散水布9；所述土壤过滤组件7由透气性土壤构成，所述透气性土壤包括火山岩灰和/或炼钢炉渣；所述土壤过滤组件7设置于所述集水管10的上侧；所述散水布9的一端设于所述遮水箱8中，其另一端设置于所述土壤过滤组件7中。

本发明中提供的无排放式污水处理系统中，污水在腐败室3里被固液分离，分为漂浮物、沉淀物和上澄水，被固液分离的上澄水流进预备过滤室2，细微的浮游物被充填的过滤材料的表面形成的生物膜吸收去除，沉淀物残留在腐败室3底部，被初次过滤的上澄水流入精密滤水装置中。

在精密滤水装置和土壤净化装置中，遮水箱8用于承装初步过滤后的上澄水，散水布9的一端设置于遮水箱8中，并与初步过滤后的上澄水接触，散水布9的另一端则设置于土壤净化组件中，通过毛细原理和虹吸原理土壤净化组件能够对初步过滤后的上澄水提供吸力，使得初步过滤后的上澄水通过散水布9从遮水箱8中渗透至土壤净化组件中。初步过滤后的上澄水被吸收至土壤净化组件中，土壤净化组件由透气性土壤构成，透气性土壤由火山岩灰和/或炼钢炉渣构成，其透气性较高，大气蒸腾作用使土壤内部产生最大不超过-0.01MPA的负压，蒸腾产生的拉力以负压的形式在土壤内部从上自下依次传递，而不是靠水分的内聚力上下同时移动，水分在土壤中经受的吸附力、张力、毛管力、真空力等综合作用力大于水分所承受的重力时，处理水便被这个综合力托住，不向下移动，而是向上移动，最终蒸发。在向上移动过程中，给土壤间隙和土壤微生物高效率提供氧气，因此处理水会受到土壤微生物产生的生物氧化，进而进行有氧性分解，使水质达到更高标准。而且土壤中含有多种好氧微生物，好样微生物能够对流经土壤的水体进行净化，消耗水体中的有机物，由于火山岩灰或者炼钢炉渣构成的土壤过滤组件7中能够形成具有60%-75%的间隙，由于存在有这些间隙，能够对遮水箱8中的水体提供吸力，并使得被散水布9吸收过来的水能够得到充分地扩散，并且，土壤净化组件的表层与空气接触，通过挥发作用，土壤中蕴含的水分能够扩散到大气中，进而在水体经过土壤净化组件的过程能够得到净化。

出水口设置于遮水箱8的上侧时，集水管10与出水口连接，在集水管10上设置有散水布9，污水通过虹吸原理以及毛细原理散布到土壤过滤组件7中。当出水口设置于遮水箱8的下侧时，遮水箱8中的初步过滤后的上澄水不仅可以通过虹吸原理以及毛细原理散布到土壤过滤组件7中，还可以在水压作用下向外涌出，为水体移动提供动力，能够保持土壤过滤组件7的吸水与散水平衡，使得本发明能够持续对污水进行净化，而且能够在不使用外部能量的情况下进行净化。所以使用本发明提供的无排放式污水处理系统不但净化环保而且运行成本低廉。

对于处理装置需要更进一步说明的是：

预处理装置1优选为由长方形钢筋混凝土防水结构构成。

使用时，污水在腐败室3内停留24小时，形成沉淀物、上澄水、漂浮物三个部分。

漂浮物位于水位表面，隔绝大气，使腐败室处于缺氧状态。

上澄水中包含高负荷溶解性BOD（生化耗氧量），大量具有分解功能的微生物存在当中。

沉淀的污泥是甲烷菌的栖息地，氨作为污泥中强碱性的亚硝酸铵存在。

其次，腐败室3中的分阶段发酵分解。

第一阶段的分解：通过厌氧菌群进行酸性发酵分解。

纤维素→醋酸、丁酸等；

碳水化合物→醋酸、丁酸、丙酮、乙醇等；

蛋白质→氨基酸、脂肪酸等；

脂肪→脂肪酸、甘油、乙醇等；

以上高分子有机物经分解后成为低分子有机物后产生的中间物，酸性发酵过程中会产生一些臭气，进入下阶段后消失。

第二阶段的分解：

甲烷菌在第一阶段分解成的中间物通过碱性发酵，使二氧化碳甲烷变成气体，有机物成为气体使沉淀污泥量减少。甲烷菌具有超强的杀菌力，腐败室内的大肠菌等细菌被甲烷菌消化。

亚硝酸铵的作用：甲烷与二氧化碳大部分散布在室内大气中，氨以强碱性的亚硝酸铵的形式存在污泥中，并与第一阶段酸性发酵的偏酸性的水中和，使水保持为弱碱性，为甲烷菌的生存提供了良好的条件。所以亚硝酸铵从第一阶段至第二阶段的分解是非常重要的中介物。

实施例2：

基于上述实施例，本发明还做了如下改进：

所述腐败室包括初级腐败室和次级腐败室，所述初级腐败室和所述次级腐败室通过腐败室连通管12连通；

所述初级腐败室以及所述次级腐败室的上侧均设置有吸附装置5，所述初级腐败室的上侧还设置有过滤层；

所述初级腐败室以及所述次级腐败室中均设置有甲烷菌污泥层a。

初级腐败室以及次级腐败室内设置有培养有甲烷菌的污泥层，在上述无氧环境下甲烷菌能够对上述的中间产物进行碱性发酵，从而保证污水的酸碱平衡。同时，甲烷菌具有超强的杀菌力，初级腐败室以及次级腐败室内的大肠菌等细菌都可以被甲烷菌消化。

预处理装置1中设置有初级腐败室和次级腐败室，能够对污水至少进行两次净化作业，高分子有机物能够通过厌氧菌分解成为低分子有机物或无机物以及中间产物，然后再通过甲烷菌对中间产物进行分解，并且，污水中的细菌还能够通过甲烷菌消化。因此，通过本发明的特殊结构设计，能够在不采用机械设备的情况下实现对污水的高效净化处理，其污水处理过程中几乎没有能量消耗，从而达到了污水低能耗净化的目的。

在本实施例中，初级腐败室以及次级腐败室的顶部均开设有检查通道6，检查通道6露出地面的部分还设置有盖子。

为了提高预备过滤室2的过滤效果，可以在预备过滤室2中设置过滤布和连通管4，所述过滤布设在填充的过滤材料的上表面，所述过滤材料为鹅卵石。所述连通管4贯穿所述预备过滤室2，自下向上将预备过滤室2和遮水箱8连通。过滤布铺设在预备过滤室2中填充的过滤材料的上表面，进入预备过滤室2的沉淀分离后的上澄水先通过过滤布，再通过过滤材料，通过过滤材料的上澄水通过连通管4自下向上在水的压力作用下进入遮水箱8。

还包括检水槽，所述检水槽通过所述集水管10和所述遮水箱8连通，所述检水槽中的水位和所述遮水箱中的水位平齐。为了方便检验经过精密滤水装置过滤后的上澄水是否达到标准，通过检水槽能够直接检查经过精密滤水装置过滤的上澄水是否达标。

检水槽里的水位通常和精密滤水装置的水位相称。无需抽出检水槽里的水，因为检水槽里的水是无色、无味、透明的，能够达到1米以上的透视度。

还包括有检查管道11，所述检查管道11的一端与集水管10连通，所述检查管道11的另一端伸出所述净化组件。设置检查管道11，能够使得维护人员随时通过检查管道11对集水管10中的水体进行检测。

所述散水布9包括有吸水段和与所述吸水段连接的散水段，所述散水段为纤维散水布，所述吸水段设置于所述出水段中，所述散水段设置于所述土壤过滤组件7中。散水段采用纤维布结构设计，能够提高水体的扩散速度，增加本发明的净化效率。

土壤过滤组件7包括有用于种植植被的植被层。土壤过滤组件的表层种植有植被。种植的植被可以为绿草或者小型树木，使得这些植物形成植被层，植被层中的植物的根部具有保护透气性土壤的作用。并且，设置有植被层，还能够使得本发明具有较高的观赏性。同时，根据植被层种植植物的不同，还具有警示作用，表示该处地下设置有本发明，避免重物碾压。

所述集水管10的下侧还设置有防渗水布，设置防渗水布能够防止污水在没有得到净化后就返渗到地下，对地下水造成污染的情况。

新型无动力无排放式污水处理系统彻底解决了因机械故障、停电、自然灾害等原因无法正常运行的诟病。无需动力因后期运行完全不产生费用，彻底解决了农村牧区、乡镇等无城市公共污水管网和处理系统的后顾之忧，无需排放也就不存在污染地下水的问题，并且处理后的水质完全达到国家标准。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.无排放式污水处理系统，其特征在于，包括：预处理装置，精密滤水装置和土壤净化装置三部分；

所述预处理装置中包括腐败室和预备过滤室，所述预备过滤室设有排入口和排出口，所述腐败室和所述预备过滤室的排入口连通；所述预备过滤室中填充有过滤材料；

所述精密滤水装置中包括：遮水箱和集水管；所述遮水箱具有进水口和出水口；所述进水口和所述预备过滤室的排出口连通；所述集水管具有出水段，所述出水段为槽状结构设计，所述集水管与所述出水口相连通；

所述土壤净化装置包括：土壤过滤组件和散水布；所述土壤过滤组件包括依次罗列设置的地表层、承载层以及吸水层，所述吸水层包括透气性土壤，所述透气性土壤包括火山岩灰和/或炼钢炉渣；所述土壤过滤组件设置于所述集水管的上侧；所述散水布的一端设于所述遮水箱中，其另一端设置于所述土壤过滤组件中；

还包括检水槽，所述检水槽通过所述集水管和所述遮水箱连通；

所述集水管的下侧还设置有防渗水布。

2.根据权利要求1所述的无排放式污水处理系统，其特征在于，

所述腐败室包括初级腐败室和次级腐败室，所述初级腐败室和所述次级腐败室通过腐败室连通管连通；

所述初级腐败室以及所述次级腐败室的上侧均设置有吸附装置，所述初级腐败室以及所述次级腐败室中均设有甲烷菌污泥层；

所述初级腐败室的上侧还设有过滤层。

3.根据权利要求1所述的无排放式污水处理系统，其特征在于，

所述预备过滤室中还设有过滤布和连通管；

所述过滤布设在填充的所述过滤材料的上表面，所述连通管自下向上贯穿所述预备过滤室，将所述预备过滤室和所述遮水箱连通。

4.根据权利要求1所述的无排放式污水处理系统，其特征在于，

还包括有检查管道，所述检查管道的一端与所述集水管连通，所述检查管道的另一端延伸出土壤净化组件。

5.根据权利要求1所述的无排放式污水处理系统，其特征在于，

所述散水布包括有吸水段和与所述吸水段连接的散水段，所述散水段为纤维散水布，所述吸水段设置于所述出水段中，所述散水段设置于所述土壤过滤组件中。

6.根据权利要求1所述的无排放式污水处理系统，其特征在于，

所述地表层包括有用于种植植被的植被层。