CN107445415A - 一种农村生活污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农村生活污水处理系统，包括依次连接的格栅、调节池、厌氧池、好氧池以及人工湿地，其中，格栅与污水管连接，用于拦截污水管中污水中的悬浮和漂浮污染物；调节池用于调节从格栅排出的污水的水质和水量；从调节池排出的污水在厌氧池中进行厌氧反应；从厌氧池排出的污水在好氧池中进行好氧反应；从好氧池排出的污水进入人工湿地，人工湿地去除好氧池排出的污水中的氮、磷、有机物、病原体以及悬浮在水中的固体物质中的一种或多种，人工湿地出水排放。本发明能够有效针对农村生活污水进行处理，技术要求低、结构简单、占地面积小、成本低、调整灵活、处理效率高、处理效果好。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体地，涉及一种农村生活污水处理系统。
背景技术
我国长期的城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著：在城市，污水不但有完善的收集、处理技术和设施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制；而在占全国总面积近90％的农村，96％的村庄没有排水渠道和污水处理系统。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类污染物带入河流，严重污染各类水源，导致出现了包括蓝藻水华等诸多生态环境问题。
农村生活污水主要为冲厕污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡废水。污水中主要是生活废料和人的排泄物，一般不含有毒物质，往往含有氮、磷等营养物质，还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。因生活习惯、生活方式、经济水平等不同，农村生活污水的水质水量差异较大，污水有如下特点和问题：(1)污水分布较分散，涉及范围广、随机性强，防治十分困难，管网收集系统不健全，粗放型排放，基本没有污水处理设施；(2)农村用水量标准较低，污水流量小且变化系数大(3.5～5.0)；(3)污水成分复杂，但各种污染物的浓度较低，污水可生化性较强。
由于农村生活污染源分散，不易集中，村镇居民环保意识差，加上经济水平相对落后，治理上也存在较大困难，因此，农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源。目前我国75％的天然和人工水体出现富营养化，而且这一趋势正在不断恶化中。
近年来，随着《水污染防治行动计划》即“水十条”的颁布，农村生活污水的治理越来越受到人们的重视。目前，在我国农村生活污水处理工程中所选用技术主要有地埋污水处理生物脱氮工艺(A/O工艺，Anoxic/Oxic)与人工湿地结合、地埋污水处理生物脱氮工艺与生态塘结合、地埋污水处理生物脱氮除磷工艺(A2/O工艺，Anaerobic-Anoxic-Oxic)与人工湿地结合、生物滴滤与人工湿地结合、一体化膜生物反应器技术(MBR工艺，MembraneBio-Reactor)等，但存在占地面积大、负荷低、能耗高、投资大、运行费用高、处理效果不理想等问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种农村生活污水处理系统，适用于农村和小区等分散性排放污水处理，解决现有农村生活污水处理系统占地面积大、负荷低、运行费用高等问题。
为了实现上述目的，本发明所述农村生活污水处理系统，包括：依次连接的格栅、调节池、厌氧池、好氧池以及人工湿地，
其中，所述格栅与污水管连接，用于拦截所述污水管中的污水中的悬浮和漂浮污染物，所述调节池用于调节从所述格栅排出的污水的水质和水量，所述调节池排出的污水在所述厌氧池中进行厌氧反应，所述厌氧池排出的污水在所述好氧池中进行好氧反应，所述好氧池排出的污水进入所述人工湿地，所述人工湿地去除所述好氧池排出的污水中的氮、磷、有机物、病原体以及悬浮在水中的固体物质中的一种或多种，所述人工湿地出水排放。
优选地，所述格栅、所述调节池、所述厌氧池、所述好氧池和所述人工湿地的水面高程依次从高到低，使得污水从所述污水管依重力流动至所述人工湿地。
优选地，所述厌氧池是厌氧折流板反应池，所述厌氧折流板反应池包括多格反应器，每格反应器中均设置有填料固定床，在所述填料固定床的填料上形成有生物膜，所述调节池排出的污水依次经过所述厌氧折流板反应池中的每格反应器，然后流入所述好氧池。
进一步地，优选地，所述厌氧折流板反应池中填料是铁炭填料或半软塑料纤维。
优选地，所述好氧池是膜曝气生物反应池，所述膜曝气生物反应池包括膜组件、膜组件框架和供气系统，所述膜组件框架安装于所述膜曝气生物反应池底部，用于固定所述膜组件，所述供气系统通过管道与所述膜组件连接。
进一步地，优选地，所述膜组件包括复合中空纤维膜。
优选地，所述调节池的池底设置污泥提升泵，所述污泥提升泵用于将沉淀于所述调节池底部的不溶性悬浮固体物质排出。
优选地，所述好氧池的出水口与所述厌氧池的进水口连接，从所述好氧池的出水口排出的污水回流至所述厌氧池，在所述厌氧池中进行反硝化反应。
进一步地，优选地，从所述好氧池排出的污水回流至所述厌氧池的回流比是1.5～3倍。
优选地，所述人工湿地是表面流式人工湿地、水平潜流式人工湿地或垂直潜流式人工湿地中的一种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明实现所述农村生活污水处理系统的低能耗运行，具有基建和运行费用低、占地面积小和污水处理效果好等特点，尤其适用于农村和小区等分散性排放污水的处理。
附图说明
图1是本发明所述农村生活污水处理系统的构成框图；
图2是本发明所述厌氧折流板反应池结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
下面结合图1和图2来详细说明本实施例。
图1是本发明所述农村生活污水处理系统的构成框图，如图1所示，所述农村生活污水处理系统包括依次连接的格栅100、调节池200、厌氧池300、好氧池400以及人工湿地500。其中，格栅100与污水管连接，用于拦截污水管中的污水中的悬浮和漂浮污染物；调节池200用于调节从格栅排出的污水的水质和水量；调节池200排出的污水在厌氧池300中进行厌氧反应；厌氧池300排出的污水在好氧池400中进行好氧反应；好氧池400排出的污水进入人工湿地500，人工湿地500去除好氧池400排出的污水中的氮、磷、有机物、病原体以及悬浮在水中的固体物质中的一种或多种，人工湿地500出水排放，可以直接排于地表或者用于农业灌溉。本发明可以具有基建和运行费用低、占地面积小和污水处理效果好等特点，尤其适用于农村和小区等分散性排放污水的处理。
由于从不同污水管流出的污水的流量和污染物浓度存在差异，污水的流量或污染物浓度波动较大会影响后续工艺的正常运行，因此，污水在经过格栅100之后进入调节池200中，通过调节池200对污水的水质和水量进行调节，减小污水间污染物浓度之间的差异，便于进入厌氧池300统一进行厌氧反应，而调节池200对于污水水质和水量的调节并没有具体标准。
优选地，格栅100、调节池200、厌氧池300、好氧池400和人工湿地500可通过管道或沟渠连接，水面高程依次从高到低，使得污水从污水管依重力流动至人工湿地。本发明无需外加动力设备，利用各装置之间的高程差，使得污水依靠重力在各装置中自动流动，降低所述农村生活污水处理系统运行能耗。
优选地，调节池200还可以兼做沉淀池使用，在调节池200的池底设置污泥提升泵，将沉淀于调节池200底部的不溶性悬浮固体物质(SS，suspended solids)排出，对调节池200进行定期的排泥并清掏，避免大颗粒的不溶性固体物质在调节池200中堆积。
优选地，厌氧池300是厌氧折流板反应池(ABR池，Anaerobic Bafflted Reactor)。图2是本发明所述厌氧折流板反应池结构示意图，如图2所示，厌氧折流板反应池300包括多格反应器310，图2中以四个为例，每格反应器310中均设置有填料固定床311，在所述填料固定床311的填料上形成有生物膜，增加每格反应器中的生物量，有利于污水中有机物的降解。调节池200排出的污水从厌氧折流板反应池300的进水口301进入，依次经过每格反应器310，在每格反应器310中进行水解酸化等厌氧反应，从出水口302流出至好氧池400中，反应过程中产生的沼气从每格反应器的顶部排出。其中，所述厌氧折流板反应池300中的填料为铁炭填料或半软塑料纤维。
优选地，好氧池400是膜曝气生物反应池(MABR池，Membrane aerationbioreactor)。所述膜曝气生物反应池包括膜组件、膜组件框架和供气系统，所述膜组件框架安装于膜曝气生物反应池的底部，用于固定膜组件，供气系统通过管道与膜组件连接，从ABR池中排出的污水进入MABR池中进行好氧反应。优选地，膜组件包括复合中空纤维膜，复合中空纤维膜具有机械性能好、抗腐蚀和供氧能力强等优点。
优选地，好氧池400的出水口与厌氧池300的进水口连接，从好氧池400的出水口排出的污水部分进入人工湿地500，部分回流至厌氧池300，在厌氧池300中进行反硝化反应，以提高氮的去除率。其中，污水从好氧池400回流至厌氧池300的回流比是1.5～3倍，可选用泵等部件将从好氧池400排出的污水运输回流至厌氧池300中。
利用农村区域的池塘、沟渠等因地制宜地建设人工湿地，优选地，人工湿地是表面流人工湿地、水平潜流人工湿地或垂直潜流人工湿地中的一种。
通过以下实施例进一步说明本发明。
以原水水质为：化学需氧量(COD，Chemical Oxygen Demand)189mg/L、生化需氧量(BOD5，Biochemical Oxygen Demand)96.4mg/L、氨氮含量指标(NH3-N，Ammonia nitrogencontent index)41.3mg/L、总磷(TP，total phosphorus)5.1mg/L的农村生活污水为例。
农村生活污水从污水管通过格栅拦截污水中颗粒较大的悬浮和漂浮污染物之后，在重力作用下，自动流入调节池中。
通过调节池对从格栅排出的污水的水质和水量进行调节，减小水质或水量波动对后续工艺流程的影响，以保证后续工艺流程的正常运行。
污水经调节池调节之后进入ABR池，进行水解酸化等厌氧反应，在ABR池的每格反应器中设置半软性塑料纤维的填料，水力停留时间(HRT，Hydraulic Retention Time)设置为10小时(hour)，每立方米池容积每日负担的有机污染物为0.4千克。
从ABR池出水口排出的污水进入MABR池，在MABR池中进行好氧反应，HRT为16小时，曝气压力为0.1兆帕(MPa)，每立方米池容积每日负担的有机污染物为0.3千克。通过泵将MABR池出水口的部分出水回流至ABR池，在ABR池中进行反硝化反应，提高氮的去除率，回流比为2。
MABR池出水口的部分出水在重力作用下进入表面流式人工湿地，去除污水中的氮、磷、SS、有机物以及病原体等，人工湿地出水排放至地表或者用于农业灌溉。表面流式人工湿地长宽比约为10:1，湿地床由两层组成，表层土层，厚0.4米(m)，砾石层铺设厚度0.2m，总厚度0.6m，在人工湿地中，挺水植物种植芦苇、美人蕉、灯芯草等，漂浮植物种植水葫芦、浮萍等，HRT为40小时，每立方米池容积每日负担的有机污染物为0.2千克。
人工湿地出水水质为COD 36.8mg/L、BOD5 8.6mg/L、NH3-N 5.9mg/L、TP 1.5mg/L。
综上，本发明的农村生活污水处理系统能够有效针对农村生活污水进行处理，技术要求低、结构简单、占地面积小、成本低、调整灵活、处理效率高、处理效果好，人工湿地的出水可以用于排放地表或者农业灌溉等。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (10)
1.一种农村生活污水处理系统，其特征在于，包括：依次连接的格栅、调节池、厌氧池、好氧池以及人工湿地，
其中，所述格栅与污水管连接，用于拦截所述污水管中的污水中的悬浮和漂浮污染物，所述调节池用于调节从所述格栅排出的污水的水质和水量，所述调节池排出的污水在所述厌氧池中进行厌氧反应，所述厌氧池排出的污水在所述好氧池中进行好氧反应，所述好氧池排出的污水进入所述人工湿地，所述人工湿地去除所述好氧池排出的污水中的氮、磷、有机物、病原体以及悬浮在水中的固体物质中的一种或多种，所述人工湿地出水排放。
2.根据权利要求1所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述格栅、所述调节池、所述厌氧池、所述好氧池和所述人工湿地的水面高程依次从高到低，使得污水从所述污水管依重力流动至所述人工湿地。
3.根据权利要求1所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述厌氧池是厌氧折流板反应池，所述厌氧折流板反应池包括多格反应器，每格反应器中均设置有填料固定床，在所述填料固定床的填料上形成有生物膜，所述调节池排出的污水依次经过所述厌氧折流板反应池中的每格反应器，然后流入所述好氧池。
4.根据权利要求3所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述厌氧折流板反应池中填料是铁炭填料或半软塑料纤维。
5.根据权利要求1所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述好氧池是膜曝气生物反应池，所述膜曝气生物反应池包括膜组件、膜组件框架和供气系统，所述膜组件框架安装于所述膜曝气生物反应池底部，用于固定所述膜组件，所述供气系统通过管道与所述膜组件连接。
6.根据权利要求5所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述膜组件包括复合中空纤维膜。
7.根据权利要求1所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述调节池的池底设置污泥提升泵，所述污泥提升泵用于将沉淀于所述调节池底部的不溶性悬浮固体物质排出。
8.根据权利要求1所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述好氧池的出水口与所述厌氧池的进水口连接，从所述好氧池的出水口排出的污水回流至所述厌氧池，在所述厌氧池中进行反硝化反应。
9.根据权利要求8所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，从所述好氧池排出的污水回流至所述厌氧池的回流比是1.5～3倍。
10.根据权利要求1所述的农村生活污水处理系统，其特征在于，所述人工湿地是表面流式人工湿地、水平潜流式人工湿地或垂直潜流式人工湿地中的一种。
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