CN104478156A - 农村污染物综合处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理领域中的一种农村污染物综合处理系统，由低能耗污水处理系统和户用发酵设备组成，低能耗污水处理系统由顺次连接的沉淀隔油池、填料池、蓄水提升池、自复氧生物池和人工湿地床组成，户用发酵设备由防渗坑、透气填料层和发酵桶组成。本发明解决了现有的农村污染物处理系统存在成本高，处理不达标，能耗较大的技术难题，为人们提供的农村污染物综合处理系统工艺简单，操作方便，能耗低，处理后的废水废物可综合利用。

Description

农村污染物综合处理系统

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种农村污染物综合处理系统。

背景技术

近年来随着经济的发展，农民收入的增加，农村城镇化水平的不断提高，农村生活水平及生产生活方式发生了重大变化，环境污染问题越来越严重，农村生态环境遭遇到前所未有的威胁，而污染的源头主要为生活污水和生活垃圾。

针对上述问题，我国开始了大范围的农村综合整治工作，对生活污水和生活垃圾进行治理。其中生活垃圾主导处理处置模式为“户集、村收、镇转运、县处理”，而处于丘陵、山地的农村地区，农户居住较为分散，生活垃圾的收集较为困难，加之农村缺乏运行经费，垃圾收集率往往不尽人意；生活污水同样存在上述问题，由于多数污水处理工艺均需曝气环节，大多数农村缺乏经费来源，无法保障污水处理设施的长久运行和维护。

此外位于城市郊区的农家乐、加油站等餐饮、娱乐、服务设施等常常单独设置，污染物特点、性质与农村非常相似。

综上所述，开发一种成本低、处理高效，适于分散建设的生活污水、生活垃圾处理处置系统非常必要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的农村污染物处理系统存在成本高，处理不达标，能耗较大的技术难题，为人们提供一种工艺简单，操作方便，能耗低，处理后的废水废物可综合利用的农村污染物综合处理系统。

本发明的目的是通过下述方案来实现的。

本发明的农村污染物综合处理系统，由低能耗污水处理系统和户用发酵设备组成，其特征在于所述低能耗污水处理系统由顺次连接的沉淀隔油池、填料池、蓄水提升池、自复氧生物池和人工湿地床组成，沉淀隔油池内设置有隔板和总进水管，填料池内设有弹性填料和进水管，填料池和蓄水提升池之间有过水孔，蓄水提升池内有太阳能与常规动力相结合的提升泵，提升泵与提升管相连，自复氧生物池内设置有填料层，填料层从上至下依次为砂层、细颗粒砾石层和粗颗粒砾石层，自复氧生物池池壁上设置有复氧管和通气孔，填料层上面设置有布水管，布水管与提升管相连，自复氧生物池通过穿孔排水管与人工湿地床相连，人工湿地床内设置有湿地砾石层，人工湿地床底部从上至下依次为土工布层、高密度聚乙烯膜和湿地压实粘土层，人工湿地床底部设置有可调出水管，可调出水管与回用蓄水池相连或与当地地表水体相连；所述户用发酵设备由防渗坑、透气填料层和发酵桶组成，防渗坑底部为压实粘土层，压实粘土层上铺设防水层；防渗坑内铺有透气填料层，透气填料层内设置穿孔排水导气管；透气填料层上设有无底带盖发酵桶，发酵桶底部埋入透气填料层，防渗坑内的渗滤液收集管与低能耗污水处理系统中的总进水管相连。

上述方案中，所述蓄水提升池内设置有与提升泵相配合的液位控制器。

上述方案中，所述自复氧生物池通过穿孔排水管与缓冲池相连，缓冲池通过恒流出水器与人工湿地床相连。

上述方案中，所述人工湿地床中铺设有石灰石或硅灰石。

上述方案中，所述防水层下部为高密度聚乙烯膜，上部为土工布。

上述方案中，所述透气填料层为砾石层。

上述方案中，所述透气填料层下部为砾石层，上部为砂层。

上述方案中，所述透气填料层下部为砾石层，中部为土工布层，上部为砂层。

上述方案中，所述防渗坑外设有砖墙和锚固沟。

本发明是发明人通过长期实践总结出来的科学实用的技术方案，与现有技术相比，本发明中的低能耗污水处理系统采用了“沉淀隔油池+填料池+蓄水提升池+自复氧生物池+人工湿地床”处理工艺，并在多个处理环节上，做出了改进；同时该系统仅废水提升环节需要外加动力，其余均为自流，选用太阳能与常规动力相结合的提升泵，能耗较低；处理后的废水可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》中废水排放一级B标，在管理得当、夏季温度较高的情况下，还可达一级A标，处理后的废水即可排入蓄水池以作农用，又可直接排入当地地表水体。本发明中的户用发酵设备改善了发酵桶内的通气状况，为微生物提供必需的氧气，加快了堆肥腐熟，提高了肥效；防水层隔离了土壤与透气填料层，发酵桶内产生的渗滤液经收集后，再次倒入发酵桶，均匀淋洒在物料表面，可带入丰富的有机质与微生物，加快发酵过程的进行；收集的渗滤液还可排入低能耗污水处理系统，避免了渗滤液对环境造成污染。

本发明实现了对农村污染的综合治理，不仅使生活污水、生活垃圾得到了妥善的处理，而且将生活垃圾转变为堆肥产品，处理后的废水作为灌溉水，实现了废物的资源利用。

本发明是一个有机的整体，户用发酵设备产生的渗滤液可送入低能耗污水处理系统进行处理，而低能耗污水处理系统产生的含有有机物的污泥则可进入户用发酵设备，转化为有机肥料。

本发明的主要功能和技术特点可归纳如下：

1）低能耗污水处理系统出水水质好，能耗低，运行管理方便

本发明的低能耗污水处理系统采用“沉淀隔油池+填料池+蓄水提升池+自复氧生物池+人工湿地床”处理工艺，沉淀隔油池设置挡板，兼具沉淀与隔油功能；填料池内设置了弹性填料，增加了微生物的附着面积，提高了微生物浓度，同时也使得微生物种类增多，废水厌氧处理效果提升。自复氧生物池是在传统快渗工艺基础上进行的改进，系统仍采用干湿交替的运转方式，淹水和落干相互交替，但通过在快渗池两侧（对立面）设置通气孔和复氧管，以及底部设置间歇曝气装置，从而将传统快渗池的好氧、兼氧两层，改进为三层：自复氧生物滤层、好氧生物滤层、间歇浅层曝气生物滤层；好氧生物滤层通过两侧设置的通气孔和复氧管，实现该层自然通气，强化COD（化学需氧量）去除和硝化效果，浅层曝气生物滤层设置曝气管对该层进行间歇曝气，为该区域提供好氧-兼氧交替环境，以进一步脱出TN（总氮）的效果；传统的快渗滤池对污染物去除作用主要集中在池体上半部，而自复氧生物池对池体每层均实现了有效利用，对污染物质去除效果有较大提升。人工湿地床中铺设有石灰石等基质，通过化学、物理作用能够对磷起到较好的去除作用。

经本发明处理后的污水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中废水排放一级B标，在管理得当、夏季温度较高的情况下，还可达一级A标。

本发明的低能耗污水处理系统仅蓄水提升池内污水提升需要外部提供能源，该池内设有太阳能与常规动力相结合的提升泵，在阳光充足的时段，可满足提升动力要求，因此能耗低，运营成本少。

本发明的低能耗污水处理系统流程简单，蓄水提升池内配备液位控制器，可通过调节启/闭液位，来实现间断向自复氧生物池供水的目的，以满足自复氧生物池间断运行的需求，运行管理方便；同时提供的自复氧生物池冬季保温方案简便易行。

2）户用发酵设备投资低，操作简便，处理效率高，实现了废物的资源化利用

本发明的户用发酵设备主要由发酵桶与透气填料层组成，材料简单，投资低；本发明利用发酵的原理处理农村产生的生活垃圾，将生活垃圾转变为有机肥，实现了废物的资源化利用。

本发明的户用发酵设备设置了透气填料层，使外界环境与发酵桶内物体相连通，可为发酵桶内物体提供部分氧气。更重要的是当生活垃圾发酵时，桶内温度升高，桶内外的温度差将加速气体流通，使桶内呈现半好氧状态，从而加速反应进行，物质降解的较为彻底，恶臭物质减少，产生的肥料可直接作为农肥。

综上所述，本发明解决了现有的农村污染物处理系统存在成本高，处理不达标，能耗较大的技术难题，为人们提供的农村污染物综合处理系统工艺简单，操作方便，能耗低，处理后的废水废物可综合利用。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的低能耗污水处理系统结构示意图。

图3为本发明的低能耗污水处理系统平面结构示意图。

图4为本发明的沉淀隔油池、填料池、蓄水提升池的结构示意图。

图5为本发明的自复氧生物池结构示意图。

图6为本发明的人工湿地床结构示意图。

图7为本发明的户用发酵设备结构示意图。

图中: 1.沉淀隔油池； 2.隔板；3.总进水管；4.填料池；5.弹性填料；6.进水口；7.过水孔；8.蓄水提升池；9.提升泵；10.液位控制器；11. 提升管； 12.自复氧生物池；13.砂层；14.细颗粒砾石层；15.粗颗粒砾石层；16.复氧管；17.通气孔； 18.布水管；19.穿孔排水管； 20.缓冲池；21.恒流出水器；22.人工湿地床；23. 湿地砾石层；24.湿地土工布层；25.高密度聚乙烯膜；26.湿地压实粘土层；27. 可调出水管；28.回用蓄水池；29.压实粘土层；30.防水层；31.砾石层；32.穿孔排水导气管；33.土工布层；34.砂层；35.发酵桶；36.砖墙；37.锚固沟；38. 渗滤液收集管。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明，本发明不仅限于所述实施例。

实施例一

本例的农村污染物综合处理系统如图1、图3、图4、图5、图6和图7所示，由低能耗污水处理系统和户用发酵设备组成，其中低能耗污水处理系统由顺次连接的沉淀隔油池1、填料池4、蓄水提升池8、自复氧生物池12和人工湿地床22组成，沉淀隔油池1内设置有隔板2和总进水管3，填料池4内设有弹性填料5和进水管6，填料池4和蓄水提升池8之间有过水孔7，蓄水提升池8内有太阳能与常规动力相结合的提升泵9，提升泵9与提升管11相连，自复氧生物池12内设置有填料层，填料层从上至下依次为700mm厚的砂层13、400mm厚的细颗粒砾石（粒径5~40mm）层14和450mm厚的粗颗粒砾石（粒径40~60mm）层15，自复氧生物池12池壁上设置有复氧管16和通气孔17，填料层上面设置有布水管18，布水管18与提升管11相连，自复氧生物池12通过穿孔排水管19与缓冲池20相连，缓冲池20通过恒流出水器21与人工湿地床22相连，人工湿地床22内设置有厚700mm、粒径20~40mm的湿地砾石层23，人工湿地床22底部从上至下依次为湿地土工布层24、高密度聚乙烯膜25和湿地压实粘土层26，人工湿地床22底部设置有可调出水管27，可调出水管27与回用蓄水池28相连或与当地地表水体相连。

蓄水提升池8内设置有与提升泵9相配合的液位控制器10。

自复氧生物池12设置有预留孔，帐篷安装在预留孔中。用于自复氧生物池12冬季保温，帐篷选用透明材质，既可使太阳光照射进入自复氧生物池12内，又能有效阻断向外辐射的红外线，可起到较好的保温效果。

人工湿地床22中铺设有石灰石或硅灰石。

户用发酵设备由防渗坑、透气填料层和发酵桶35组成，防渗坑底部为100mm压实粘土层29（压实度90%），压实粘土层29上铺设防水层30；防渗坑内铺有透气填料层，透气填料层内设置DN100穿孔排水导气管32；透气填料层上设有直径400~800mm，高600~1000mm无底带盖发酵桶35，发酵桶35底部埋入透气填料层的深度为50mm，防渗坑内的渗滤液收集管38与低能耗污水处理系统中的总进水管3相连。

防水层30下部为1.0mm高密度聚乙烯膜，上部为200g/m²土工布。

透气填料层下部为厚度200mm，直径40~60mm的砾石层31，中部为200g/m²的土工布层33，上部为厚200mm的砂层34。

防渗坑外设有砖墙36和锚固沟37。砖墙36用于防护防渗坑内的透气填料层，避免透气填料层因碰撞、雨水冲刷等原因损坏。锚固沟37用于固定防水层30和土工布层33，避免防水层30和土工布层33因外力而移动，影响使用效果。

生活污水经化粪池前端处理后，由埋设的进水管道进入低能耗污水处理系统，总进水管3前设置格栅，以拦截污水中较大的悬浮物。

来自总进水管3的污水进入沉淀隔油池1（池中设有隔板2）后，废水中较大的颗粒沉积在池底，油污等被隔断在该池的前区，废水则折流进入沉淀隔油池1后区，并进入填料池4。填料池4内设置有弹性填料，增加了微生物的附着面积，提高了污水的预处理作用。

废水自填料池4上部流入，并经过水孔7进入蓄水提升池8；蓄水提升池8内设有太阳能与常规动力相结合的提升泵9，在阳光充足的时段，可满足提升动力要求，因此能耗低，运营成本少；并配备液位控制器10，自动控制提升泵9的启闭，间断向自复氧生物池12供水，以满足自复氧生物池12间断运行的需求，运行管理方便。

污水经穿孔排水管19由自复氧生物池12下部流出，污水中污染物经生物降解、物理截留等作用后，进入缓冲池20内，缓冲池20中设有恒流出水器21，以保证出水水量与水质。

在自复氧生物池12两侧（对立面）设置一定数量的复氧管16和通气孔17，复氧管16位于细颗粒砾石层14范围内，并高出池体表面300mm，对侧相应设置通气孔17。当水落干时，不仅砂层13的表层（0～300mm）可以复氧，同时复氧管16的气流抬升作用可以增加填料与外界大气的气体交换，增加填料内氧含量，可使细颗粒砾石层14达到复氧的目的，使得该层形成好氧层，有利于自复氧生物池12内微生物对污水中污染物的降解。

在人工湿地床22内的湿地砾石层23中混杂石灰石、硅灰石等基质，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，去除废水中的有机物、氮类、磷类污染物，以及悬浮颗粒物等，使污水得到一进步净化；人工湿地床22设计的床底较低，在太阳能及常规动力均无法满足污水提升要求的情况下，污水可由蓄水提升池8内设置的溢流管自流至人工湿地床22内，同时可调高人工湿地床22的出水管高度，增加水力停留时间，最大幅度削减污染物。处理后的废水进入回用蓄水池28进行临时贮存，以作绿化或农用等，或者直接排入受纳水体。

低能耗污水处理系统产生的含有有机物的污泥进入户用发酵设备，转化为有机肥料。

本例的户用污水处理系统在保证出水水质的同时，尽量采用低能耗且管理方便的工艺，可使农村污水得到长期有效的治理。

每日产生的固体废物经过初步分选，将渣土、砖块等无机废物就地处置，废纸、玻璃、织物和金属等可回收废物进行回收利用，厨余垃圾、丢弃的果蔬等有机废物放入发酵桶7内，待桶内垃圾达到预定高度后，停止使用该发酵桶，启用下一个。桶内生活垃圾夏季发酵时间约需20~40d，冬季则需40~60d，发酵完成后便可用作肥料。

户用发酵设备产生的渗滤液经收集后，倒入发酵桶7，均匀淋洒在物料表面，可带入丰富的有机质与微生物；收集的渗滤液还可排入低能耗污水处理系统。

实施例二

本例的农村污染物综合处理系统如图2所示，除没有缓冲池20和恒流出水器21，自复氧生物池12通过穿孔排水管19与人工湿地床22相连外，其余同实施例一。

实施例三

本例的户用污水处理系统，除人工湿地床22中没有石灰石或硅灰石外，其余同实施例一。

实施例四

本例的户用污水处理系统，除透气填料层为厚200mm，直径40~60mm的砾石层31外，其余同实施例一。

实施例五

本例的户用污水处理系统，除透气填料层下部为厚200mm，直径40~60mm的砾石层31，上部为厚200mm的砂层34外，其余同实施例一。

Claims (9)

1.一种农村污染物综合处理系统，由低能耗污水处理系统和户用发酵设备组成，其特征在于所述低能耗污水处理系统由顺次连接的沉淀隔油池（1）、填料池（4）、蓄水提升池（8）、自复氧生物池（12）和人工湿地床（22）组成，沉淀隔油池（1）内设置有隔板（2）和总进水管（3），填料池（4）内设有弹性填料（5）和进水管（6），填料池（4）和蓄水提升池（8）之间有过水孔（7），蓄水提升池（8）内有太阳能与常规动力相结合的提升泵（9），提升泵（9）与提升管（11）相连，自复氧生物池（12）内设置有填料层，填料层从上至下依次为砂层（13）、细颗粒砾石层（14）和粗颗粒砾石层（15），自复氧生物池（12）池壁上设置有复氧管（16）和通气孔（17），填料层上面设置有布水管（18），布水管（18）与提升管（11）相连，自复氧生物池（12）通过穿孔排水管（19）与人工湿地床（22）相连，人工湿地床（22）内设置有湿地砾石层（23），人工湿地床（22）底部从上至下依次为土工布层（24）、高密度聚乙烯膜（25）和湿地压实粘土层（26），人工湿地床（22）底部设置有可调出水管（27），可调出水管（27）与回用蓄水池（28）相连或与当地地表水体相连；所述户用发酵设备由防渗坑、透气填料层和发酵桶（35）组成，防渗坑底部为压实粘土层（29），压实粘土层（29）上铺设防水层（30）；防渗坑内铺有透气填料层，透气填料层内设置穿孔排水导气管（32）；透气填料层上设有无底带盖发酵桶（35），发酵桶（35）底部埋入透气填料层，防渗坑内的渗滤液收集管（38）与低能耗污水处理系统中的总进水管（3）相连。

2.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述蓄水提升池（8）内设置有与提升泵（9）相配合的液位控制器（10）。

3.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述自复氧生物池（12）通过穿孔排水管（19）与缓冲池（20）相连，缓冲池（20）通过恒流出水器（21）与人工湿地床（22）相连。

4.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述人工湿地床（22）中铺设有石灰石或硅灰石。

5.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述防水层（30）下部为高密度聚乙烯膜，上部为土工布。

6.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述透气填料层为砾石层（31）。

7.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述透气填料层下部为砾石层（31），上部为砂层（34）。

8.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述透气填料层下部为砾石层（31），中部为土工布层（33），上部为砂层（34）。

9.根据权利要求1所述的农村污染物综合处理系统，其特征在于所述防渗坑外设有砖墙（36）和锚固沟（37）。