CN106892535A - 一种适用农村的分散式污水处理设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用农村的分散式污水处理设备及方法，包括：格栅集水井单元、厌氧池单元、组合式生物滤池单元以及活性生物滤床单元；所述格栅集水井单元用于均衡待处理污水的水质和水量，包括：集水井、格栅斗和污水泵；所述厌氧池单元用于对待处理污水进行水解酸化作用，包括：厌氧池、过水堰和厌氧填料；所述活性生物滤床单元包括：沉淀池、集水管、筛孔网、粗填料、细填料、筛网斗、活性生物滤床、检查井。本发明将污水泵，活性生物滴滤池以及活性生物滤床集为一体，直接将污水管道引入设备中，无需另外修建构筑物，建设使用更为适合农村地区。

Description

一种适用农村的分散式污水处理设备及方法

技术领域

本发明属于农村环境保护技术领域，涉及农村分散式污水处理技术，具体地，涉及一种适用农村的分散式污水处理设备及方法。

背景技术

农村污水处理工程是落实科学发展观，推进“两型社会”建设，完成主要污染物削减任务的重要途径。在农村污水治理过程中，需要我们依据全面推进，重点突破的指导方针，强化污染防治目标，力求工程实施后达到具有实效的目的，能够切实解决当前突出的农村面源污染环境问题。农村污水处理工程是积极实施农村小康环保行动计划，促进社会主义新农村建设，保障人体健康、维护和促进乡村经济社会发展的重要基础。

现有由于农村地区地广人稀，污水收集系统无法完全覆盖，必须发展适用于农村的污水处理设备。但现有大多数分散式污水处理设备，自动化程度低，流程复杂，操作复杂，不能达到无人操作，装置不能真正的达标排放。

经检索，中国发明专利申请号为201410764048.X，该专利公开一种分散式污水处理系统，包括依次连接的集污池、调节池、分离沉淀池和人工湿地生化滤池，所述调节池内依次设置有粗格栅和细格栅，所述分离沉淀池内设置有毛竹填料，所述人工湿地生化滤池包括自上而下依次设置有表层、过滤层、过渡层和排水层，每层均装填有填料，填料的粒径从上往下依次增大；排水层填料底部布设有布气管，布气管与进气管相连通，用于曝气。其采用厌氧生物处理的分离沉淀池和好氧生物处理的人工湿地生化滤池相结合处理污水，其投资费用少、处理成本低、处理效果好、资源回收利用，且又能减少农民负担。

但是上述专利存在以下不足：1、在污水浓度过高时使用毛竹填料容易导致水质更加恶化；2、分离沉淀池在处理农村污水中会容易堵塞，导致增加管理难度；3、人工湿地生化滤池通过进气管进行曝气一方面会使运行成本增加，另一方面容易堵塞排气管道，最终导致氨氮指标无法达标；4、该工艺缺乏除磷处理手段，排水中磷含量超标。

检索中还发现，中国发明专利申请号为201510424611.3，该专利公开一种分散生活污水的处理系统，包括依次串联的化粪池、水解酸化调节池和强化人工湿地，所述强化人工湿地从上至下包括布水管、生物沸石强化硝化区、反硝化区和集水区，在所述集水区设置有集水管，所述集水管与虹吸排放管相连。本发明所述的分散生活污水的处理系统，通过将分散生活污水中的黑水和灰水分开收集、处理，有效的缩小了化粪池的体积，同时在基于生物沸石的人工湿地中强化氨氮的去除。

但是上述专利存在以下不足：1、该工艺通过生物沸石去除氨氮，但生物沸石的吸附氨氮能力是一定的，如果要保证污水氨氮达标，势必会导致人工湿地占地面积过大；2、该工艺缺乏除磷处理手段，排水中磷含量超标。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用农村的分散式污水处理设备，所述设备解决了现有小型农村污水处理设备处理效率达不到保证的问题，具有操作简便、运行稳定、成本低廉、达标排放的优点。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种适用农村的分散式污水处理设备，包括：格栅集水井单元、厌氧池单元、组合式生物滤池单元以及活性生物滤床单元；

所述格栅集水井单元用于均衡待处理污水的水质和水量，包括：集水井、格栅斗和污水泵，其中：格栅斗设置于集水井的上部，用于拦截待处理污水中粗大的悬浮物和漂浮物；污水泵设置于集水井的底部，并通过水泵管与厌氧池单元中的厌氧池连接，用于将集水井里的待处理污水泵到厌氧池内；

所述厌氧池单元用于对待处理污水进行水解酸化作用，包括：厌氧池、过水堰和厌氧填料，其中：在厌氧池的顶部设有水泵进水口用于与进水管连接，进水管的一端伸入到厌氧池的底部，另一端连接格栅集水井单元中的水泵管；在厌氧池的上部设置有过水堰，用于收集经过处理后的污水进入组合式生物滤池单元；厌氧池的的底部设置有厌氧填料，用于将待处理污水中的污染物从高分子分解成小分子，并增加冲击负荷；

所述组合式生物滤池单元包括：组合式活性生物滤池、组合式滤料、支撑榫头，其中：组合式活性生物滤池的上部设置有十字布水槽，十字布水槽的下部通过多个支撑榫头将组合式活性生物滤池分层隔断成上下多个空间，并在每个空间内分别填充组合式滤料；组合式活性生物滤池与厌氧池之间通过过水堰与十字布水槽相连接；

所述活性生物滤床单元包括：沉淀池、集水管、筛孔网、粗填料、细填料、筛网斗、活性生物滤床、检查井，其中：沉淀池的顶部通过集水管与组合式活性生物滤池的底部连接，沉淀池用于沉淀去除组合式活性生物滤池脱落的生物膜；沉淀池设置在活性生物滤床的前端，沉淀池设有一排布水口与活性生物滤床相通，并在沉淀池与活性生物滤床连接处的上部设置有筛孔网；活性生物滤床由筛孔网分隔成三个反应区，分别为沉淀区、粗填料区、细填料区，靠近沉淀区为粗填料区，靠近出水端为细填料区，并在粗填料区、细填料区内分别填充粗填料和细填料，粗填料用于吸附并降解水中大颗粒污染物，细填料用于吸附并降解水中小颗粒污染物以对污水进行精细处理；活性生物滤床的后端设置检查井，并在检查井与活性生物滤床的连接处设置筛网斗；

在格栅斗上部的集水井侧壁上设置有第一回流管、第二回流管和第三回流管，其中：第一回流管与沉淀池相连接，沉淀池沉淀去除组合式活性生物滤池脱落的生物膜后一部分经第一回流管回流至集水井，一部分进入活性生物滤床；第二回流管与检查井相连接，经活性生物滤床处理过的污水一部分就近排放、另一部分经第二回流管回流至集水井以进一步降解；厌氧池的上部侧壁上连接有第三回流管与集水井连接，污水经第三回流管一部分回流至集水井，一部分进入厌氧池。

优选地，所述集水井、厌氧池、组合式活性生物滤池、活性生物滤床的材质均采用碳钢防腐或者PP。

优选地，在所述格栅斗上部的集水井侧壁上还连接有进水管用于连接收集管网，待处理污水从该进水管进入集水井；所述集水井的顶部还设置有盖板。

优选地，所述厌氧池内的厌氧填料为球形填料。

优选地，在所述组合式活性生物滤池的外壁上设置有多个通气孔，用于使填充在组合式活性生物滤池内的组合式滤料与空气充分接触。

优选地，所述组合式滤料采用除磷填料与火山岩。

优选地，所述活性生物滤床单元中：在所述沉淀池与组合式活性生物滤床的顶部分别设有检查盖板，并通过铰链条连接；

优选地，所述检查井设置有用于连接排水管的出水口，以及与集水井侧壁上的第二回流管相连的第二回流管出水口，从而将经过活性生物滤床处理过的污水一部分通过连接排水管的出水口就近排放，另一部分经过第二回流管回流至集水井。

优选地，所述粗填料采用除磷填料与煤渣复配而成，粒径在10～15mm，其中除磷填料所占体积比为60～80％。

优选地，所述细填料采用除磷填料，粒径在25～30mm。

根据本发明的第二方面，提供一种适用农村的分散式污水处理方法，包括如下步骤：

S1：待处理的污水从进水管进入集水井，并经过设置于集水井的上部的格栅斗拦截污水中粗大的悬浮物和漂浮物后到达集水井的底部，集水井底部的污水泵通过水泵管将待处理污水泵到厌氧池，一部分污水经过厌氧池顶部的第三回流管回流至集水井、另一部分经进水管进入厌氧池底部；

S2：填充在厌氧池内的厌氧填料将待处理污水中的污染物从高分子分解成小分子，并增加设备的冲击负荷；经过降解后的污水通过设置于厌氧池与组合式活性生物滤池之间的溢流布水槽自流进入组合式活性生物滤池；

S3：污水由上而下流经填充于组合式活性生物滤池各个空间内的长有丰富生物膜的组合式滤料，大部分有机污染物、磷、部分氨氮被微生物吸附、降解，从而使污水得以净化；

S4：经组合式活性生物滤池处理后的污水经连接于组合式活性生物滤池底部的集水管进入沉淀池，沉淀池沉淀去除组合式活性生物滤池脱落的生物膜后，一部分污水经过第一回流管回流至集水井，另一部分污水进入活性生物滤床，以进一步去除污水中的污染物；

S5：活性生物滤床由筛孔网分隔成三格，其中：第一格为沉淀区，第二格内填充粗填料用于吸附并降解污水中的大颗粒污染物，第三格内填充细填料用于吸附并降解污水中的小颗粒污染物，以对污水进行精细处理，包括有机物、悬浮物、氮、磷、微量金属和病原体任一种或多种；经过活性生物滤床处理的出水经筛网斗进入检查井，其中一部分水体经排水管就近排放，另一部分水体经第二回流管回流至集水井，以进一步降解。

本发明所述设备仅需一级提升，即通过污水泵将待处理污水从集水井泵到厌氧池，后续处理过程均依靠重力流动。组合式活性生物滤池能够在低能耗的情况下去除污水中的氨氮以及其它污染物；活性生物滤床能够在不需要反冲洗等措施下维持长期稳定的达标排放运行。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明减少了农村污水收集管网的建设成本，缩短了施工工期，全程自动操作，无需人工值守，保证了出水水质。本发明采用模块化的设计，降低了污水处理设备的安装成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的设备整体结构示意图；

图2为本发明一实施例的设备平面布置图；

图3为本发明一实施例的格栅集水井的剖面图；

图4为图2中1-1的剖面图；

图5为图2中2-2的剖面图；

图6为图2中3-3的剖面图；

图中：进水管1，第一回流管2，第二回流管3，第三回流管6，集水井4，水泵管5，水泵进水口7，组合式活性生物滤池8，厌氧池9，排水管10，铰链条11，检查盖板12，格栅斗13，盖板14，污水泵15，进水管16，过水堰17，支撑榫头18，筛网斗19，厌氧填料20，组合式滤料21，筛孔网22，沉淀池23，粗填料24，细填料25，通气孔26，集水管27，检查井28，检查井盖29，活性生物滤床30，十字布水槽31。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-图6所示，一种适用农村的分散式污水处理设备，包括：格栅集水井单元、厌氧池单元、组合式生物滤池单元以及活性生物滤床单元；

所述格栅集水井单元包括：集水井4、格栅斗13和污水泵15；

所述厌氧池单元包括：厌氧池9、过水堰17和厌氧填料20；

所述组合式生物滤池单元包括：组合式活性生物滤池8、组合式滤料21、支撑榫头18；

所述活性生物滤床单元包括：沉淀池23、集水管27、筛孔网22、粗填料24、细填料25、筛网斗19、活性生物滤床30、检查井28；

其中：

所述污水泵15以及格栅斗13设置于格栅集水井4中，以形成污水汇集区；厌氧池9设有过水堰17以及厌氧填料20，以形成独立的厌氧区域；组合式活性生物滤池8内设置组合式滤料21，以形成多层生物接触氧化以及兼性生物反应；活性生物滤床30由筛孔网22分隔成沉淀池23、粗填料区和细填料区，后两个反应区(靠近沉淀区域为粗填料区，靠近出水端为细填料区)内分别设有粗填料24以及细填料25。

待处理的污水经收集系统(与进水管1相连接)经过格栅斗13进入格栅集水井4，格栅集水井4的主要功能是均衡水量和水质，同时在格栅集水井4的上端设置格栅斗13用于拦截水中粗大的悬浮物和漂浮物，保护污水泵15和后续工艺的正常运行。在格栅集水井4中设置污水泵15起到提升污水作用，用于将待处理的污水经过第二回流管3一部分回流至格栅集水井4、一部分进入厌氧池9；厌氧池9的主要功能是对污水进行水解酸化作用，通过厌氧池9内厌氧填料20上的微生物将污染物从高分子分解成小分子污染物，并能增加所述设备的冲击负荷；经过降解后的污水通过过水堰17自流进入活性生物滴滤池处理系统，该系统由滤池填料21、十字布水槽31和集水管27组成，当污水由上而下流经长有丰富生物膜的滤池填料21时，其中的污染物被微生物吸附、降解，从而使污水得以净化，大部分有机污染物、磷、部分氨氮在这里得到去除；活性生物滴滤池处理系统处理出水经集水管27进入沉淀池23，沉淀池23沉淀去除组合式活性生物滴滤池处理系统脱落的生物膜后一部分经过第一回流管回流至格栅集水井4、一部分进入活性生物滤床30，以进一步去除水中污染物。活性生物滤床30内由筛孔网22分为两格，其中：第一个格内填充的是粗填料24，用于吸附并降解水中大颗粒污染物；第二格内填充的是细填料25，用于吸附并降解水中小颗粒污染物，对污水进行精细处理，以减少许多污染物，包括有机物(BOD，COD)、悬浮物、氮、磷、微量金属和病原体等，其净化机理是在人为调控的前提下，由基质—微生物符合生态系统的物理、化学和生物的综合作用使污水净化；活性生物滤床30处理出水一部分经排水管10就近排放水体、另一部分水体经过第二回流管回流至格栅集水井4，以进一步降解。

在部分实施例中，所述格栅集水井4、组合式活性生物滤池8、厌氧池9、沉淀池23以及活性生物滤床30的壳体采用由碳钢或PP作为材质的商品化产品。

作为一优选的实施方式，所述第一回流管2、第二回流管3，第三回流管6均处于格栅斗13的上部。

作为一优选的实施方式，所述厌氧池9内的厌氧填料20为球形填料。

作为一优选的实施方式，如图1所示，所述组合式活性生物滤池8的外壁上设置有多个通气孔26，用于使填充在所述组合式活性生物滤池8内的组合式滤料21与空气充分接触。

进一步的，所述组合式滤料21采用除磷填料与火山岩。

作为一优选的实施方式，所述粗填料24采用除磷填料与煤渣复配而成，粒径在10～15mm，其中除磷填料所占体积比为60～80％。

作为一优选的实施方式，所述细填料25采用除磷填料，粒径在25～30mm。

在本发明的部分实施例中，基于上述的处理设备，提供一种适用农村的分散式污水处理方法，包括如下步骤：

S1：待处理的污水从进水管1进入集水井4，并经过设置于集水井4的上部的格栅斗13拦截污水中粗大的悬浮物和漂浮物后到达集水井4的底部，集水井4底部的污水泵15通过水泵管将待处理污水泵到厌氧池9，一部分污水经过厌氧池9顶部的第三回流管6回流至集水井4、另一部分经进水管1进入厌氧池9底部；

S2：填充在厌氧池9内的厌氧填料20将待处理污水中的污染物从高分子分解成小分子，并增加设备的冲击负荷；经过降解后的污水通过设置于厌氧池9中的过水堰17流入设置于组合式活性生物滤池中的十字布水槽31，然后均匀的流进入组合式活性生物滤池8；

S3：污水由上而下流经填充于组合式活性生物滤池8各个空间内的长有丰富生物膜的组合式滤料21，大部分有机污染物、磷、部分氨氮被微生物吸附、降解，从而使污水得以净化；

S4：经组合式活性生物滤池8处理后的污水经连接于组合式活性生物滤池8底部的集水管进入沉淀池23，沉淀池23沉淀去除组合式活性生物滤池8脱落的生物膜后，一部分污水经过第一回流管2回流至集水井4，另一部分污水进入活性生物滤床30，以进一步去除污水中的污染物；

S5：活性生物滤床30由筛孔网分隔成三格，其中：第一格为沉淀区，第二格内填充粗填料24用于吸附并降解污水中的大颗粒污染物，第三格内填充细填料25用于吸附并降解污水中的小颗粒污染物，以对污水进行精细处理，包括有机物、悬浮物、氮、磷、微量金属和病原体任一种或多种；经过活性生物滤床30处理的出水经筛网斗19进入检查井，其中一部分水体经排水管就近排放，另一部分水体经第二回流管3回流至集水井4，以进一步降解。

本发明引用了厌氧池和组合式活性生物滤池强化了活性生物滤床的前处理，为活性生物滤床的长期稳定运行提供了可靠保证，整套系统具有运行稳定、运行费用低、管理方便、环境友好以及快速安装等特点，本发明在这些特点的基础上，创新地利用农村特点开发成简易的处理系统，减少了基建费用，尽可能维持农村本地的风貌。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，包括：格栅集水井单元、厌氧池单元、组合式生物滤池单元以及活性生物滤床单元；

所述格栅集水井单元用于均衡待处理污水的水质和水量，包括：集水井、格栅斗和污水泵，其中：格栅斗设置于集水井的上部，用于拦截待处理污水中粗大的悬浮物和漂浮物；污水泵设置于集水井的底部，并通过水泵管与厌氧池单元中的厌氧池连接，用于将集水井里的待处理污水泵到厌氧池内；

所述厌氧池单元用于对待处理污水进行水解酸化作用，包括：厌氧池、过水堰和厌氧填料，其中：在厌氧池的顶部设有水泵进水口用于与进水管连接，进水管的一端伸入到厌氧池的底部，另一端连接格栅集水井单元中的水泵管；在厌氧池的上部设置有过水堰，用于收集经过处理后的污水进入组合式活性生物滤池单元；厌氧池的的底部设置有厌氧填料，用于将待处理污水中的污染物从高分子分解成小分子，并增加冲击负荷；

所述组合式生物滤池单元包括：组合式活性生物滤池、组合式滤料、支撑榫头，其中：组合式活性生物滤池的上部设置有十字布水槽，十字布水槽的下部通过多个支撑榫头将组合式活性生物滤池分层隔断成上下多个空间，并在每个空间内分别填充组合式滤料；组合式活性生物滤池与厌氧池之间通过过水堰与十字布水槽相连接；

所述活性生物滤床单元包括：沉淀池、集水管、筛孔网、粗填料、细填料、筛网斗、活性生物滤床、检查井，其中：沉淀池的顶部通过集水管与组合式活性生物滤池的底部连接，沉淀池用于沉淀去除组合式活性生物滤池脱落的生物膜；沉淀池设置在活性生物滤床的前端，沉淀池设有一排布水口与活性生物滤床相通，并在沉淀池与活性生物滤床连接处的上部设置有筛孔网；活性生物滤床由筛孔网分隔成三个反应区，分别为沉淀区、粗填料区、细填料区，靠近沉淀区为粗填料区，靠近出水端为细填料区，并在粗填料区、细填料区内分别填充粗填料和细填料，粗填料用于吸附并降解水中大颗粒污染物，细填料用于吸附并降解水中小颗粒污染物以对污水进行精细处理；活性生物滤床的后端设置检查井，并在检查井与活性生物滤床的连接处设置筛网斗；

在格栅斗上部的集水井侧壁上设置有第一回流管、第二回流管和第三回流管，其中：第一回流管与沉淀池相连接，沉淀池沉淀去除组合式活性生物滤池脱落的生物膜后一部分经第一回流管回流至集水井，一部分进入活性生物滤床；第二回流管与检查井相连接，经活性生物滤床处理过的污水一部分就近排放、另一部分经第二回流管回流至集水井以进一步降解；厌氧池的上部侧壁上连接有第三回流管与集水井连接，污水经第三回流管一部分回流至集水井，一部分进入厌氧池。

2.根据权利要求1所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，所述集水井、厌氧池、组合式活性生物滤池、活性生物滤床的材质均采用碳钢防腐或者PP。

3.根据权利要求1所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，在所述格栅斗上部的集水井侧壁上还连接有进水管用于连接收集管网，待处理污水从该进水管进入集水井；所述集水井的顶部还设置有盖板。

4.根据权利要求1所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，所述厌氧池内的厌氧填料为球形填料。

5.根据权利要求1所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，在所述组合式活性生物滤池的外壁上设置有多个通气孔，用于使填充在组合式活性生物滤池内的组合式滤料与空气充分接触。

6.根据权利要求5所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，所述组合式滤料采用除磷填料与火山岩。

7.根据权利要求1所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，所述活性生物滤床单元中：在所述沉淀池与组合式活性生物滤床的顶部分别设有检查盖板，并通过铰链条连接；

所述检查井设置有用于连接排水管的出水口，以及与集水井侧壁上的第二回流管相连的第二回流管出水口，从而将经过活性生物滤床处理过的污水一部分通过连接排水管的出水口就近排放，另一部分经过第二回流管回流至集水井。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，所述粗填料采用除磷填料与煤渣复配而成，粒径在10～15mm，其中除磷填料所占体积比为60～80％。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种适用农村的分散式污水处理设备，其特征在于，所述细填料采用除磷填料，粒径在25～30mm。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述设备的适用农村的分散式污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：待处理的污水从进水管进入集水井，并经过设置于集水井的上部的格栅斗拦截污水中粗大的悬浮物和漂浮物后到达集水井的底部，集水井底部的污水泵通过水泵管将待处理污水泵到厌氧池，一部分污水经过厌氧池顶部的第三回流管回流至集水井、另一部分经进水管进入厌氧池底部；

S2：填充在厌氧池内的厌氧填料将待处理污水中的污染物从高分子分解成小分子，并增加设备的冲击负荷；经过降解后的污水通过设置于厌氧池与组合式活性生物滤池之间的溢流布水槽自流进入组合式活性生物滤池；

S3：污水由上而下流经填充于组合式活性生物滤池各个空间内的长有丰富生物膜的组合式滤料，大部分有机污染物、磷、部分氨氮被微生物吸附、降解，从而使污水得以净化；

S4：经组合式活性生物滤池处理后的污水经连接于组合式活性生物滤池底部的集水管进入沉淀池，沉淀池沉淀去除组合式活性生物滤池脱落的生物膜后，一部分污水经过第一回流管回流至集水井，另一部分污水进入活性生物滤床，以进一步去除污水中的污染物；

S5：活性生物滤床由筛孔网分隔成三格，其中：第一格为沉淀区，第二格内填充粗填料用于吸附并降解污水中的大颗粒污染物，第三格内填充细填料用于吸附并降解污水中的小颗粒污染物，以对污水进行精细处理，包括有机物、悬浮物、氮、磷、微量金属和病原体任一种或多种；经过活性生物滤床处理的出水经筛网斗进入检查井，其中一部分水体经排水管就近排放，另一部分水体经第二回流管回流至集水井，以进一步降解。