CN104098223B - 一种农村分散式生活污水处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农村分散式生活污水处理系统及方法，该系统包括进水前池(1)、配水池(2)、生态浮岛(6)、生态浮岛湿地(7)、出水沉淀池(14)；进水前池(1)与配水池(2)之间为格栅(4)；配水池(2)、生态浮岛湿地(7)和出水沉淀池(14)通过进水管(3)、第一出水管(5)、第二出水管(13)、第三出水管(15)依次连通，阀门(16)控制进出水；生态浮岛湿地(7)由下向上依次由卵石层(12)、碎石层(11)、粗砂层(10)、细砂层(9)和水体(8)组成。本发明具有提高混合液浓度、水力化程度高、无堵塞、无动力消耗、运行管理简捷方便、绿化功效和生态效应好的特点，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于水环境污染及治理技术领域，涉及一种农村分散式生活污水处理系统及方法。
背景技术
近年来，为推进城乡一体化建设的进程，提高农村居民生活的质量，农村供水工程已逐步实施。然而，农村排水工程却一直被忽视，农村生活污水绝大部分不经任何处理，直接排入了河道或排出室外空地后任其渗入地下，少部分经化粪池简单处理后任其渗入地下，严重污染地表水和地下水。农村污水难处理主要有以下几个原因：
(1)污水成分日益复杂，各种污染成分浓度较低，波动性很大，难以正确评估生活污水的污染负荷及其昼夜、季节性变化；
(2)人口分散、点多、面广，用水量标准较低，污水处理规模小，造成工程建设费及运行费用过高；
(3)污水处理工艺与技术的选择，受到当地社会、经济发展水平的制约和地方保护主义或其他人文因素的抵制；
(4)当地自然与生态条件(气温、降水、风向和土壤等)对所选择的处理工艺与处理技术有负面影响，使其不能正常发挥效力；
(5)维护管理技术人员及运行管理经验严重缺乏。
选择村镇生活污水的处理技术，关键问题是要适应目前村镇的实际情况，除了能达到国家排放标准的要求，更重要的是建设投资要省，运行管理要方便，运行费用要低。所以农村污水的处理不能延用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，避免造成工程投资和运行费用过高，应根据农村具体现状、特点、风俗习惯及自然、经济与社会条件，因地制宜地进行选择。农村污水处理技术遵循经济、高效、节能和简便易行的原则，与当地的生态农业相结合，使污水处理成为生态农业的一个组成部分，形成污水回用与再利用的生态农业模式，实现污水的无害化和资源化。
实施农村污水处理系统，处理后的生活污水可作为灌溉水或其他用途使用，从而节约淡水资源，同时可有效避免污水横流现状恶劣现象，解决农村污水处理难题，可进一步改善居民居住环境，为村庄的美化、优化提供服务；农村地区环境条件的改善可降低与污染有关疾病的传播，减少由此引起的经济损失；另外，污水处理既可提高水资源的重复利用率、缓解水资源供需矛盾、促进农业生产的发展，又可改善农村的生态环境条件，对社会经济的健康持续发展具有积极的作用。
由于生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，所以通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法。生活污水的处理方法从处理工艺上分有：厌氧生物处理和好氧生物处理。从处理方式上分有：集中处理和分散处理。因此，研发投资少、运行管理方便、费用低的小型分散式农村生活污水处理技术正日益成为当前研究热点。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种农村分散式生活污水处理系统及方法，将“生物”与“生态”相耦合，基于对国内外各种水处理技术成果优缺点的综合分析研究，集生态浮岛和人工湿地等技术之优势，创造性的提出了生态浮岛一人工湿地技术组合新工艺，充分利用水生植物的修复作用，无需占地、成本低廉且处理效果好，将污水有控制地投配到土壤(填料)经常处于饱和状态土壤(填料)中，污水沿一定方向流动的过程中，在土壤(填料)的物理、化学协同作用下，污水中有机物通过过滤、吸附、吸收作用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。具有效果好、投资省、运行费低、应用效果好、提高了出水质量、负荷稳定、结构简捷、无需三相分离器、无污泥回流和鼓风曝气设备、投加填料固定和保留微生物菌群、提高混合液浓度、水力化程度高、无动力消耗、运行管理简捷方便、景观和生态效应好等特点和合优势。其技术方案如下：
一种农村分散式生活污水处理系统，包括进水前池1、配水池2、生态浮岛6、生态浮岛湿地7、出水沉淀池14；进水前池1与配水池2之间为格栅4；配水池2、生态浮岛湿地7和出水沉淀池14通过进水管3、第一出水管5、第二出水管13、第三出水管15依次连通，阀门16控制进出水；生态浮岛湿地7由下向上依次由卵石层12、碎石层11、粗砂层10、细砂层9和水体8组成。
优选地，所述格栅4为细格栅网，栅条间隙10mm；生态浮岛湿地7的水力停留时间为48h、生态浮岛6植物为鸢尾、狐尾藻和空心菜，卵石层12厚度为20cm，卵石粒径为3-4cm，不均匀系数为3；碎石层11厚度为20cm，粒径为2-3cm，不均匀系数为3；粗砂层10的厚度为20cm，粒径为1-2cm，不均匀系数为4；细砂层9的厚度为20cm，粒径小于1cm，不均匀系数为4。
一种农村分散式生活污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)进水前池1的污水经格栅4初级过滤后进入配水池2，配水池2容积为0.3m3，通过阀门16控制出水；
2)配水池2出水通过第一出水管5流入生态浮岛湿地7；生态浮岛湿地7长2m，宽1.5m，高1.1m，容积为3.3m3，砖混结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材料，置于砖和砂浆之间；在生态浮岛湿地7水面上放置6-8个生态浮岛6，生态浮岛6厚度10cm，长40cm，宽20cm，浮岛上种植鸢尾、狐尾藻和空心菜；生态浮岛湿地7的处理能力为0.35m3/d，连续进、出水，水力停留时间HRT为48h；经生态浮岛6和生态浮岛湿地7填料共同作用后的水通过第二出水管13进入出水沉淀池14；
3)出水沉淀池14经过沉淀后通过第三出水管15排到邻近沟渠或农田灌溉；
4)实验室水质检测。
本发明的有益效果：本发明将“生物”与“生态”相耦合，基于对国内外各种水处理技术成果优缺点的综合分析研究，集生态浮岛和生态浮岛湿地等技术之优势，创造性的提出了生态浮岛-人工湿地技术组合新工艺，充分利用水生植物的修复作用，无需占地、成本低廉且处理效果好，将污水有控制地投配到土壤(填料)经常处于饱和状态土壤(填料)中，污水沿一定方向流动的过程中，在土壤(填料)的物理、化学协同作用下，污水中有机物通过过滤、吸附、吸收作用，促进厌氧微生物分解来实现对污水的高效净化。具有效果好、投资省、运行费低、应用效果好、提高了出水质量、负荷稳定、结构简捷、无需三相分离器、无污泥回流和鼓风曝气设备、投加填料固定和保留微生物菌群、提高混合液浓度、水力化程度高、无动力消耗、运行管理简捷方便、绿化功效和生态效应好等特点和优势。
附图说明
图1为本发明农村分散式生活污水处理系统的结构示意图，其中：1、进水前池，2、配水池，3、进水管，4、格栅，5、第一出水管，6、生态浮岛，7、生态浮岛湿地，8、水层，9、细砂层，10、粗砂层，11、碎石层，12、卵石层，13、第二出水管，14、出水沉淀池，15、第三出水管，16、阀门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1，一种农村分散式生活污水处理系统，包括进水前池1、配水池2、生态浮岛6、生态浮岛湿地7、出水沉淀池14；进水前池1与配水池2之间为格栅4；配水池2、生态浮岛湿地7和出水沉淀池14通过进水管3、第一出水管5、第二出水管13、第三出水管15依次连通，阀门16控制进出水；生态浮岛湿地7由下向上由依次为卵石层12、碎石层11、粗砂层10、细砂层9和水体8组成。
本发明所述的农村分散式生活污水处理系统，是将生态浮岛与人工湿地组合的新的污水处理技术，并通过组合工艺填料、结构、运行参数等试验，确定生态浮岛一人工湿地技术组合新工艺的最佳技术运行参数，进水前池1、配水池2、生态浮岛6、生态浮岛湿地7、出水沉淀池14、为砖混结构，池壁和池底均用砖块砌成，用土工膜作为防渗材料，2cm砂浆抹面；其中格栅4为细格栅网，栅条间隙10mm；生态浮岛湿地7的水力停留时间(HRT)为48h、生态浮岛6植物为鸢尾、狐尾藻和空心菜，卵石层12厚度为20cm，卵石粒径为3-4cm，不均匀系数为3；碎石层11厚度为20cm，粒径为2-3cm，不均匀系数为3；粗砂层10的厚度为20cm，粒径为1-2cm，不均匀系数为4；细砂层9的厚度为20cm，粒径小于1cm，不均匀系数为4。
一种农村分散式生活污水处理方法，包括以下步骤：
在雅安市雨城区四川农业大学养殖场作为试验点，住宿区人口为5人，每人日均生产生活污水0.1m3，养殖场每天排放大量的污水，试验时每天取0.5m3养殖废水与生活污水混合后排放到进水前池1；因此，系统的设计流量为1m3/d；经检测，生活污水中COD含量在98.62～428.94mg/L之间，NH3-N含量在1.2～19.3mg/L之间，TN含量在2.16～22.67mg/L之间，TP含量在0.43～1.55mg/L之间；
1)进水前池1的污水经格栅4初级过滤后进入配水池2，配水池2容积为0.3m3，通过阀门16控制出水；
2)配水池2出水通过第一出水管5流入生态浮岛湿地7；生态浮岛湿地7长2m，宽1.5m，高1.1m，容积为3.3m3，砖混结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材料，置于砖和砂浆之间；在生态浮岛湿地7上放置6-8个生态浮岛6，生态浮岛厚度10cm，长40cm，宽20cm，浮岛上种植鸢尾、狐尾藻和空心菜；生态浮岛湿地7的处理能力为0.35m3/d，连续进、出水，水力停留时间HRT为48h；经生态浮岛6和生态浮岛湿地7填料共同作用后的水通过第二出水管13进入出水沉淀池14；出水沉淀池14经过沉淀后通过第三出水管15排到邻近沟渠或农田灌溉；
3)出水沉淀池14经过沉淀后通过第三出水管15排到邻近沟渠或农田灌溉；
4)实验室水质检测。经检测，出水管15出水中COD含量在28.3～100.62mg/L之间，NH3-N含量在0.35～5.77mg/L之间，TN含量在0.86～6.51mg/L之间，TP含量在0.11～0.52mg/L之间。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种农村分散式生活污水处理方法，其特征在于，使用一种农村分散式生活污水处理系统进行污水的处理，所述污水处理系统包括：进水前池(1)、配水池(2)、生态浮岛(6)、生态浮岛湿地(7)、出水沉淀池(14)；进水前池(1)与配水池(2)之间为格栅(4)；配水池(2)、生态浮岛湿地(7)和出水沉淀池(14)通过进水管(3)、第一出水管(5)、第二出水管(13)、第三出水管(15)依次连通，阀门(16)控制进出水；生态浮岛湿地(7)由下向上由依次为卵石层(12)、碎石层(11)、粗砂层(10)、细砂层(9)和水体(8)组成；
所述农村分散式生活污水处理方法包括以下步骤：
1)进水前池(1)的污水经格栅(4)初级过滤后进入配水池(2)，配水池(2)容积为0.3m3，通过阀门(16)控制出水；
2)配水池(2)出水通过第一出水管(5)流入生态浮岛湿地(7)；生态浮岛湿地(7)长2m，宽1.5m，高1.1m，容积为3.3m3，砖混结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材料，置于砖和砂浆之间；在生态浮岛湿地(7)水面上放置6-8个生态浮岛(6)，生态浮岛厚度10cm，长40cm，宽20cm；生态浮岛湿地(7)的处理能力为0.35m3/d，连续进、出水，水力停留时间HRT为48h；经生态浮岛(6)和生态浮岛湿地(7)填料共同作用后的水通过第二出水管(13)进入出水沉淀池(14)；
3)出水沉淀池(14)经过沉淀后通过第三出水管(15)排到邻近沟渠或农田灌溉；
4)实验室水质检测。
2.根据权利要求1所述的农村分散式生活污水处理方法，其特征在于，所述格栅(4)为细格栅网，栅条间隙10mm；生态浮岛(6)植物为鸢尾、狐尾藻和空心菜，卵石层(12)厚度为20cm，卵石粒径为3-4cm，不均匀系数为3；碎石层(11)厚度为20cm，粒径为2-3cm，不均匀系数为3；粗砂层(10)的厚度为20cm，粒径为1-2cm，不均匀系数为4；细砂层(9)的厚度为20cm，粒径小于1cm，不均匀系数为4。
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