CN104016543A - 一种污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污水处理系统，包括依次连接的进料池、沼气池、固液分离器、曝气池、沉淀池、沉淀配水池、人工湿地以及出水池，所述进料池中设置有细格栅，所述曝气池内设置有曝气装置，所述沉淀池与沉淀配水池相邻设置，中间通过溢流口相连通；所述曝气池通过排水管连接至沉淀池，所述沼气池包括池体以及沼气袋组，所述池体从下到上依次设置有整平层、防水层、保温层以及厚沙层，所述厚沙层内埋设有复数地热管；湿地池的池底从下到上依次设置有防渗层、排水层、过渡层、过滤层以及覆盖层。本发明用于畜禽养殖、粪便排屑物等污水处理，处理效果好，生产效率高，运行成本低，能耗低，处理后废水的排放水质达到国家及当地有关排放标准。

Description

一种污水处理系统

技术领域

本发明涉及一种畜禽养殖的污水处理系统。

背景技术

我国拥有庞大的畜牧业产业链，为促进国家发展以及提高农民收入做出了重大的贡献。但是，鉴于我国现阶段农业科技水平的限制，在生产的同时，大量的污水被直接排入江河，造成严重的污染。

目前，养殖污水中含有大量环链有机化合物（高浓度COD）、叠氮类无机化合物（尿酸）和氨氮、悬浮物等，这些物质无论是进入水体（如排入地面水体或渗入地下水体），还是其中的一些物质释放进入大气，他们都会直接的或间接地对动、植物产生严重的危害，破坏生态环境。养殖污水中无机物一般以铵盐等形式存在，如NH₄ ⁺、NH₃、SCN^-、CN^-、SO₄ ^2-、TP 等。有机物除CODcr、BOD₅、SS 等外，还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳香烃等，同时还包括石油类、动植物油类物质。污水中含有大量的有毒有害物质，其中某些酚类化合物能使细胞蛋白质发生变性和沉淀，对各种细胞都有直接毒害作用，还可以引起高铁血红蛋白症；其中氰化物属剧毒物质，进入有机体后，可与高铁型细胞色素氧化酶结合，变成氰化高铁型细胞色素氧化酶，使其失去传递氧的作用，从而引起组织缺氧而致中毒；其中大量的多环芳烃和杂环类化合物，不少被疑为致癌和致突变物质，其中大量的有机物排入水体后，还将消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，危害水生生物。

由于污水对自然生态的破坏极其严重，对人类的威胁巨大，因此，不仅要对其进行治理，而且要进行彻底的治理，并且要防止污染的转移和产生二次污染，同时要进行对有限的水资源进行循环利用。

尽管废水处理可以用焚烧、湿式氧化、超声波分解、臭氧氧化、液氯氧化、二氧化氯氧化、离子交换、蒸吹脱除、萃取回收、生物分解等多种物理的、化学的、物理化学的或生物化学的方法，单独或联合使用得到一定程度的处理。但多数物理和化学的工艺方法对废水处理都不十分有效，有的处理不彻底，有的会导致污染转移或产生二次污染，特别是利用物理或化学的方法处理废水，其运行成本极其高昂，一般企业很难接受。 

因此，借鉴国内外的发展经验，我国开始大力发展绿色农业和建设生态环保养殖。例如，将人类以及动物的排泄物或污水收集发酵后，得到沼气并围绕沼气设置各种能源利用装置的污水处理系统。现阶段，这种污水处理系统仍停留在小规模和小范围的应用，大部分沼气池只是片面地对污水进行再生利用，得到沼气后，剩下的沼液和沼渣作为废料抛弃。另外，沼渣和沼液常沉积在沼气池底部，沼液和沼渣混合在一起难以分离，需要人工定期打捞清理后分离方能进一步利用。污水的利用率依然很低，工程建设成本高，经济效益低，难以大规模推广。同时，处理后的污水往往难以达到排放标准，造成严重污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种污水处理系统，用于畜禽养殖、粪便排屑物等污水处理，处理效果好，生产效率高，运行成本低，能耗低，处理后废水的排放水质达到国家及当地有关排放标准。

本发明是这样实现上述技术问题的：

一种污水处理系统，所述污水处理系统包括依次连接的进料池、沼气池、固液分离器、曝气池、沉淀池、沉淀配水池、人工湿地以及出水池，所述进料池中设置有细格栅，所述曝气池内设置有曝气装置，所述沉淀池与沉淀配水池相邻设置，中间通过溢流口相连通；所述曝气池通过排水管连接至沉淀池，所述排水管的出口与溢流口处于同一水平高度；

所述沼气池包括池体以及沼气袋组，所述池体从下到上依次设置有整平层、防水层、保温层以及厚沙层，所述厚沙层内埋设有复数地热管；所述沼气袋组包括第一沼气袋单元和第二沼气袋单元，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元均设置在厚沙层上方，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元之间通过连接管路相连；

所述第一沼气袋单元设置有一污水入口，所述污水入口与第一输送泵相连；所述第二沼气袋单元设置有一污水出口，所述污水出口与第二输送泵的进口相连，所述第二输送泵的出口与固液分离器相连，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元的顶端均设有一沼气孔，各所述沼气孔均连接至一沼气收集器，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元的内底部均铺设有曝气管；

所述人工湿地包括一湿地池，所述湿地池的池底从下到上依次设置有防渗层、排水层、过渡层、过滤层以及覆盖层，所述湿地池的池壁也设有防渗层，所述排水层中埋设有复数的收集管道，各收集管道的侧壁均匀设置有复数收集槽孔，所述覆盖层上设置有复数输水管道，各所述输水管道上设置有复数输水孔；所述排水层由粒径为16~20mm的砾石组成，所述过渡层由粒径为8~16mm的砾石组成，所述过滤层粒径为0.2~6mm的污泥粗砂组成，所述覆盖层由粒径为8~16mm的砾石，各所述收集管道均连接至出水池。

进一步地，所述沉淀配水池远离溢流口的池壁一侧围设有竖直的挡板，所述挡板的高度与溢流口高度一致，所述挡板内设置有潜水泵，所述潜水泵还与人工湿地的输水管道相连。 

进一步地，所述溢流口分别与排水管出口以及挡板呈对角线设置。

进一步地，所述沼气池的连接管路包括依次相连的第一管道、检查井以及第二管道，所述第一管道与第一沼气袋单元的底端相连，所述第二管道与第二沼气袋单元的底端相连，所述检查井的底部高于第一沼气袋单元和第二沼气袋单元的底部。

进一步地，所述第一管道伸入检查井底部的一端设置有一可伸缩活动弯头。

进一步地，所述沼气池的地热管的水入口与一加热炉的水出口相连，所述地热管的水出口与加热炉的水入口相连，所述沼气孔或沼气收集器连接至所述加热炉。

进一步地，所述人工湿地的所述排水层的厚度为18~22cm，所述过渡层的厚度为8~12cm，所述过滤层的厚度为75~85cm，所述覆盖层的厚度为8~12cm。。

进一步地，所述收集管道上设置的收集槽孔直径小于排水层砾石的直径。 

进一步地，所述防渗层为土工布防渗层。

进一步地，所述出水池的底部低于湿地池底部。

本发明具有如下优点：

本发明能够高效简洁地对畜禽养殖污水实施了净化处理，有效降低了污水净化处理工业的生产成本，提高了生产效率、以及处理效果。本发明的污水处理系统运行成本低，基建投资少，能耗低，整个过程绿色环保，不产生二次污染，且经本发明污水处理系统处理后废水的排放水质达到国家及当地有关排放标准。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种污水处理系统的结构示意图。

图2为本发明一种污水处理系统的沼气池主视图。

图3为本发明一种污水处理系统的沼气池左视图。

图4为图3中A的局部放大示意图。

图5为图3中B的局部放大示意图。

图6为本发明一种污水处理系统的曝气管示意图。

图7为本发明一种污水处理系统的地热管示意图。

图8为本发明一种污水处理系统的沉淀池与沉淀配水池的主视图。

图9为本发明一种污水处理系统的沉淀池与沉淀配水池的侧视图。

图10为本发明一种污水处理系统的人工湿地剖示图。

附图标识说明：

1、进料池                     2、沼气池

3、固液分离器                 4、曝气池

5、沉淀池                     6、沉淀配水池

7、人工湿地                   8、出水池

21、池体                      22、沼气袋组

23、所述曝气管                24、风机

25、可伸缩活动弯头            211、整平层

212、防水层                   213、保温层    

214、厚沙层                   215、地热管

221、第一沼气袋单元           222、第二沼气袋单元

223、连接管路                 2211、所述污水入口

2212、第一输送泵              2221、污水出口

2222、第二输送泵              2231、第一管道    

2232、检查井                  2233、第二管道

41、排水管                    51、溢流口

61、挡板                      62、潜水泵

71、湿地池                    72、防渗层

73、排水层                    74、过渡层

75、过滤层                    76、覆盖层

77、收集管道                  78、输水管道。

具体实施方式

请参阅图1~10所示，对本发明的实施例进行详细的说明。

重点参阅图1、图8以及图9，本发明涉及一种污水处理系统 ，所述污水处理系统包括依次连接的进料池1、沼气池2、固液分离器3、曝气池4、沉淀池5、沉淀配水池6、人工湿地7以及出水池8，所述进料池1中设置有细格栅，所述曝气池4内设置有曝气装置，所述沉淀池5与沉淀配水池6相邻设置，中间通过溢流口51相连通；所述曝气池4通过排水管41连接至沉淀池5，所述排水管41的出口与溢流口51处于同一水平高度；

重点参阅图2~5，所述沼气池2包括池体21以及沼气袋组22，所述池体21从下到上依次设置有整平层211、防水层212、保温层213以及厚沙层214，所述厚沙层214内埋设有复数地热管215；所述沼气袋组22包括第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222，所述第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222均设置在厚沙层214上方，所述第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222之间通过连接管路223相连；

所述第一沼气袋单元221设置有一污水入口2211，所述污水入口2211与第一输送泵2212相连；所述第二沼气袋单元222设置有一污水出口2221，所述污水出口2221与第二输送泵2222的进口相连，所述第二输送泵2222的出口与固液分离器3相连，所述第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222的顶端均设有一沼气孔（图未示），各所述沼气孔均连接至一沼气收集器（图未示），所述第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222的内底部均铺设有曝气管23，所述曝气管23与风机24相连；

重点参阅图10，所述人工湿地7包括一湿地池71，所述湿地池71的池底从下到上依次设置有防渗层72、排水层73、过渡层74、过滤层75以及覆盖层76，所述湿地池71的池壁也设有防渗层72，所述排水层73中埋设有复数的收集管道77，各收集管道77的侧壁均匀设置有复数收集槽孔（图未示），所述覆盖层76上设置有复数输水管道78，各所述输水管道78上设置有复数输水孔（图未示）；所述排水层73由粒径为16~20mm的砾石组成，所述过渡层74由粒径为8~16mm的砾石组成，所述过滤层75粒径为0.2~6mm的污泥粗砂组成，所述覆盖层76由粒径为8~16mm的砾石，各所述收集管道77均连接至出水池8。

重点参阅图8和图9，所述沉淀配水池6远离溢流口51的池壁一侧围设有竖直的挡板61，所述挡板61的高度与溢流口51高度一致，所述挡板61内设置有潜水泵62，所述潜水泵62还与人工湿地7的输水管道78相连。所述溢流口51分别与排水管41出口以及挡板61呈对角线设置。

重点参阅图5，所述沼气池2的连接管路223包括依次相连的第一管道2231、检查井2232以及第二管道2233，所述第一管道2231与第一沼气袋单元221的底端相连，所述第二管道2233与第二沼气袋单元222的底端相连，所述检查井2232的底部高于第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222的底部。所述第一管道2231伸入检查井底2232部的一端设置有一可伸缩活动弯头25。所述可伸缩活动弯头25可根据实际需求调整高度，以此来控制检查井2232中液位的高低。

所述沼气池2的地热管215的水入口与一加热炉（图未示）的水出口相连，所述地热管215的水出口与加热炉的水入口相连，所述沼气孔或沼气收集器连接至所述加热炉。

所述人工湿地7的所述排水层73的厚度为18~22cm，所述过渡层74的厚度为8~12cm，所述过滤层75的厚度为75~85cm，所述覆盖层的76厚度为8~12cm。所述收集管道77上设置的收集槽孔直径小于排水层73砾石的直径。所述防渗层72为土工布防渗层。所述出水池8的底部低于湿地池71底部。

运行方式如下：

家禽或牲畜的养殖污水（粪便污水）先经过进料池1进行调节，利用细格栅过滤除去大块的悬浮颗粒物质；

然后通过第一输送泵2212不断的将养殖污水从污水入口2211输送至第一沼气袋单元221，然后通过连接管路223推送至第二沼气袋单元222，整个过程发酵分解21天以上，最后由第二输送泵2221输送至固液分离器3进行沼渣和沼液的分离，第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222中产生的沼气经由沼气孔进入沼气收集器，分离后的沼渣可作为农业的肥料，沼液则进入曝气池4进行二次曝气分解；

埋设在沼气池2底厚沙层214中的地热管215对第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222中的养殖污水进行加热，促进加快其分解，地热管215中是流动的热水，加热炉中的热水流入地热管215的水入口，而从地热管215的水出口出来的冷水再流入加热炉继续加入，形成了一个循环的加热系统；另外加热炉是通过沼气池2所产生的部分沼气进行加热，无需额外的热能；

接着曝气池4内的沼液再通过排水管41送入沉淀池5，沼液经过沉淀池5沉淀后，上层清液由溢流口51流入沉淀配水池6，沉淀配水池6中的上层清液在通过挡板61流入挡板61与池壁所围成的空间内，再由潜水泵62输送至输水管道78进入人工湿地7，最后经由人工湿地7的过滤，以及种植在人工湿地7上的水生植物的吸附，最后渗入排水层73中，由收集管道77收集进入出水池8；且出水池8中的水质已经到达到国家及当地有关排放标准。

本发明沼气池2采用的是池体加沼气袋的组合，造价低、建造过程简单耗时短，并且易于清理，池体的底部设置的防水层212能够防止地底下的水汽上来或者沼气池内的污水渗到地底下产生污染，地热管215埋设在厚沙层214内，使得地热管215的热量能够均匀的分散到厚沙层214中，防止局部过热，而部分区域热量不够的现象产生；地热管对沼气袋进行加热促，促进加快沼气袋内的养殖污水的发酵速度，同时使其发酵分解的更彻底，厚沙层214下的保温层213能够防止热量下传到地下而产生损失，提高热能的利用率；沼气袋单元的内底部均铺设有曝气管23，在提供足够的氧气的同时，还能对沼气袋内的养殖污水进行搅拌，加快其发酵分解。第一沼气袋单元221和第二沼气袋单元222之间的检查井2232，能够观察到沼气袋内的养殖污水流动情况，一旦发生管道堵塞，可及时发现并处理，可大大防止堵塞所产生的安全隐患和生产问题。

所述沉淀池5与沉淀配水池6之间的溢流口51分别与排水管41出口以及挡板61呈对角线设置，因此沼液在流动过程中的直线距离最长，有助于沼液中的固体物质沉淀，并且排水管41出口、溢流口51以及挡板61的高度是一样的，因此流动的均是上层的清水，而固体物质则沉淀到了池底。

人工湿地7的各填料层具有以下功能：防渗层72，防止污水渗透污染地下水体；排水层73，汇集已过滤处理污水，并通过收集管道77排出；过渡层74，用于防止上层过滤层75的砾石堵塞下排水层；过滤层75，用于过滤污水；覆盖层76，采用粒径为8~16mm的砾石，能够避免粒径较小的过滤层被输水管中流出的污水直接冲刷，而导致的过滤层75不平整影响过滤效果。为了确保人工湿地填料即滤砂、砾石内部的净化过程顺利的进行，主要是为了确保滤砂、砾石材料长期具有良好的渗水性能，一般会种植些根系发达的水生植物，如芦苇、香蒲、美人蕉、香根草等。

本发明通过对湿地各填料层厚度和砂砾粒径的筛选，解决了现有的人工湿地因填料选配粒径不合理、填料结构布置不合理、管道开孔方式不合理等而导致的管道堵塞问题，大大降低了管道堵塞的几率；本发明的人工湿地是垂直流型，不需要任何污泥处理设备，污水自表层向下垂直渗滤，在向下流的过程中依次经过不同的介质层，达到净化的目的，其对废水中的好氧有机物的处理能力和硝化能力较强。人工湿地采用砾石和粗砂构成基质层，能够为微生物提供良好的载体，为污水渗流提供良好的水力条件，提供水生植物生长所需的基质，粗砂和砾石混合的填料透水性能好，处理污水的效率高。

总之，本发明能够高效简洁地对畜禽养殖污水实施了净化处理，有效降低了污水净化处理工业的生产成本，提高了生产效率、以及处理效果。本发明的污水处理系统运行成本低，基建投资少，能耗低，整个过程绿色环保，不产生二次污染，且经本发明污水处理系统处理后废水的排放水质达到国家及当地有关排放标准。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种污水处理系统 ，其特征在于：所述污水处理系统包括依次连接的进料池、沼气池、固液分离器、曝气池、沉淀池、沉淀配水池、人工湿地以及出水池，所述进料池中设置有细格栅，所述曝气池内设置有曝气装置，所述沉淀池与沉淀配水池相邻设置，中间通过溢流口相连通；所述曝气池通过排水管连接至沉淀池，所述排水管的出口与溢流口处于同一水平高度；

所述沼气池包括池体以及沼气袋组，所述池体从下到上依次设置有整平层、防水层、保温层以及厚沙层，所述厚沙层内埋设有复数地热管；所述沼气袋组包括第一沼气袋单元和第二沼气袋单元，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元均设置在厚沙层上方，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元之间通过连接管路相连；

所述第一沼气袋单元设置有一污水入口，所述污水入口与第一输送泵相连；所述第二沼气袋单元设置有一污水出口，所述污水出口与第二输送泵的进口相连，所述第二输送泵的出口与固液分离器相连，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元的顶端均设有一沼气孔，各所述沼气孔均连接至一沼气收集器，所述第一沼气袋单元和第二沼气袋单元的内底部均铺设有曝气管；

所述人工湿地包括一湿地池，所述湿地池的池底从下到上依次设置有防渗层、排水层、过渡层、过滤层以及覆盖层，所述湿地池的池壁也设有防渗层，所述排水层中埋设有复数的收集管道，各收集管道的侧壁均匀设置有复数收集槽孔，所述覆盖层上设置有复数输水管道，各所述输水管道上设置有复数输水孔；所述排水层由粒径为16~20mm的砾石组成，所述过渡层由粒径为8~16mm的砾石组成，所述过滤层粒径为0.2~6mm的污泥粗砂组成，所述覆盖层由粒径为8~16mm的砾石，各所述收集管道均连接至出水池。

2.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述沉淀配水池远离溢流口的池壁一侧围设有竖直的挡板，所述挡板的高度与溢流口高度一致，所述挡板内设置有潜水泵，所述潜水泵还与人工湿地的输水管道相连。

3.如权利要求2所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述溢流口分别与排水管出口以及挡板呈对角线设置。

4.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述沼气池的连接管路包括依次相连的第一管道、检查井以及第二管道，所述第一管道与第一沼气袋单元的底端相连，所述第二管道与第二沼气袋单元的底端相连，所述检查井的底部高于第一沼气袋单元和第二沼气袋单元的底部。

5.如权利要求4所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述第一管道伸入检查井底部的一端设置有一可伸缩活动弯头。

6.如权利要求1或4所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述沼气池的地热管的水入口与一加热炉的水出口相连，所述地热管的水出口与加热炉的水入口相连，所述沼气孔或沼气收集器连接至所述加热炉。

7.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述人工湿地的所述排水层的厚度为18~22cm，所述过渡层的厚度为8~12cm，所述过滤层的厚度为75~85cm，所述覆盖层的厚度为8~12cm。

8.如权利要求1或7所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述收集管道上设置的收集槽孔直径小于排水层砾石的直径。

9.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述防渗层为土工布防渗层。

10.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述出水池的底部低于湿地池底部。