CN107500468A - 一种新型农村分散‑集中式人工海绵铁污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型农村分散‑集中式人工海绵铁污水处理装置，主要包括家庭预处理单元、集中精处理单元，所述的家庭预处理单元包含粪液池、生活污水池、清水池、过滤层，所述的集中精处理单元包含地上控制室、地下水处理室、多级生物滤塔，采用家庭分散预处理和集中污水精处理的模式来解决农村污水处理的问题，避免在集中流通中造成管道的堵塞，省事省力，集中水处理区主体位于地下室，占地面积小，微生物降解层中采用沉浮搅拌轮负载生物膜，利用活动杆的上下移动达到吸附和氧化降解的效果。本发明程序简单，易于管理，占地面积小，污水处理效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，主要涉及一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置。
背景技术
随着农民生活水平的不断提高，农村地区居民生活用水量日益增大，污水排放量不断增加。如得不到有效治理，将严重恶化农村水环境，并影响农村居民生活质量。目前，常用的农村生活污水处理技术主要有：厌氧沼气池、人工湿地、稳定塘及土地渗滤系统等。其中厌氧沼气池处理农村生活污水，出水水质可达到排放标准，并能产生适于农业生产的肥料。稳定塘是使污水在自然或经人工改造或人工修造的池塘内缓慢流动、贮存，通过微生物的代谢活动，降解污水中的有机污染物，从而使污水得以净化。人工湿地主要通过生态处理系统内的微生物和水生植物的协同作用，实现污染物的去除。土地渗滤系统是将污水施于土地上，利用土壤的净化能力使污水得到净化；土壤的净化作用主要包括物理过程中的过滤、吸附，化学反应与化学沉淀和微生物代谢作用下的有机物降解等。以上技术在处理农村生活污水时，均能取得良好的处理效果；但往往存在占地面积大、处理效率低等缺点，处理后出水达不到回用的标准。而传统的活性污泥法及生物膜法等在处理农村生活污水时，基建及运行成本又高于人工湿地、稳定塘、土地渗滤等工艺，处理后出水也达不到回用的标准。
目前，大部分农村污水处理多采用集中式处理，部分采用家庭自处理，但是都存在一些弊端，采用分散式家庭自处理无疑会加重农民的经济负担，集中式处理遍布的管道容易被杂物堵塞，届时清理管道又将是一笔耗时耗力耗财的工程，同时大型集中水处理过程繁杂，占地面积大，现需要一种优化装置来解决以上问题。
说明书内容
本发明解决的技术问题是提供一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，程序简单，占地面积小，处理效果好。
本发明的技术方案为：一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，主要包括家庭预处理单元、集中精处理单元，所述的家庭预处理单元包含粪液池、生活污水池、清水池、过滤层，所述的集中精处理单元包含地上控制室、地下水处理室、多级生物滤塔、太阳能供电模块、杀菌消毒室，所述的家庭预处理单元通过管道与所述集中精处理单元相连接，所述管道中间设有水泵Ⅰ，所述粪液池和所述生活污水池并联隔开，所述过滤层在粪液池和生活污水池的下方，所述清水池在过滤层的下方，所述地上控制室位于所述地下水处理室上方，地上控制室内部含有监控调控器，所述多级生物滤塔在所述地下水处理室内部，所述杀菌消毒室通过水管与多级生物滤塔连接，所述太阳能供电模块在地面上通过电缆为集中精处理单元提供电力。
进一步的，所述的家庭预处理单元的底面相对于水平面有一定角度的倾斜，四个侧壁采用砖砌水泥封，所述的粪液池内设有固液分离挡板，粪液池侧面连有粪液管，所述固液分离挡板水平置于粪液池的中间部位，所述的生活污水池内设有过滤盒，所述过滤盒设置在生活污水池的上方一角，过滤盒侧面连有污水管，所述的固液分离挡板能起到缓冲的效果，防止粪液堆积堵塞过滤层。
进一步的，所述的过滤层从上之下依次是鹅卵石、细砂、复合介质载体，所述复合介质载体下方与所述清水池中间设有支撑网，所述鹅卵石的长度为1-3cm，所述细砂的粒径为0.1-0.2cm，所述复合介质载体粉煤灰改性沸石、活性炭、蛭石粉以质量比为1:1:1混合制备成粒径为1-3mm的球形颗粒，经由以上过滤层过滤掉固体杂物，防止进入集中管道造成沉积堵塞。
进一步的，所述地下水处理室顶部设有门盖、曝气窗、透气窗，侧墙还设有氧浓度传感器、照明灯和摄像头，地下水处理室侧面连接所述管道，所述门盖在所述地上控制室的内部，门盖下方连接有楼梯，所述曝气窗下方连接所述多级生物滤塔，所述水管中设有水泵Ⅱ，多级生物滤塔底部通过水管依次连接所述消毒室和水泵Ⅱ，设置摄像头可通过监控调控器观察地下室内部动态，氧浓度传感器是为了保障人进入地下室的安全。
进一步的，所述管道终端依次设有电磁比例计量阀和过滤网头，所述过滤网头为金属或塑料双层网格，所述双层网格内有棉纱，电磁比例计量阀可控制水流大小，配合液位传感器保证微生物降解层有足够空气层，设置的过滤网头是提供二层保障，防止遗漏固体物堵塞滤塔。
进一步的，所述的多级生物滤塔从上至下依次是微生物降解层、氨氮吸附层、磷吸附层，各层之间均有网格支撑，所述微生物降解层是利用微生物膜对污水进行氧化分解，所述氨氮吸附层通过多孔介质吸附除去污水中的氨氮，所述磷吸附层主要以人工海绵铁为基体对污水中的磷化合物经行吸附。
进一步的，所述氨氮吸附层包括以下质量比的组成物质：30％粒径为5-8mm的斜发沸石，15％粒径为4-6mm的活性炭，10％粒径为4-6mm的页岩，20％粒径为8-10的红砖粒，13％长度为4-6的农作物秸秆，5％的表面活性剂，7％的粘结剂，以上物质组分混合均匀后堆积密度为900-1300g/cm3。
进一步的，所述磷吸附层包括以下质量比的组成物质：60％粒径为1-3mm的人工海绵铁，15％粒径为200-300目的玻璃粉，15％粒径为180-220目的动物骨粉，5％表面活性剂，5％粘合剂，以上物质组分混合均匀后堆积密度为850-1250g/cm3。
进一步的，所述微生物降解层内部设有沉浮搅拌轮、液位传感器、漏液开关板，所述沉浮搅拌轮通过活动杆连接微生物降解层的侧壁，沉浮搅拌轮直径为25-35cm，数量为1-5个，每个沉浮搅拌轮有六片叶轮均负载有生物膜，所述液位传感器位于距离微生物降解层上方20-30cm处，所述漏液开关板位于微生物降解层底部，采用沉浮搅拌轮负载生物膜，利用活动杆的上下移动达到吸附和氧化降解的效果。
进一步的，所述的消毒杀菌室内设有紫外线灯和臭氧滴加液盒，所述臭氧滴加液盒底部设置有重量传感器和微型电磁比例计量阀。
进一步的，一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置工作方法包含以下步骤：农村各家庭厕所的粪液和生活污水分别从所述粪液管和污水管流入所述粪液池和污水池，经过滤层过滤后的清水流入所述清水池，再经由所述管道上的水泵Ⅰ统一抽送至所述多级生物滤塔的微生物降解层内，由所述监控调控器控制所述液位传感器和电磁比例加量阀控制液位，所述沉浮搅拌轮在自身转动搅拌的同时随所述活动杆上下移动，沉浮搅拌轮上负载的生物膜在水中吸附后再随活动杆升至空气中通过所述曝气窗透气氧化分解，30-60min后所述漏液开关板打开，经氧化分解后的水依次经所述氨氮吸附层和磷吸附层过滤吸附后经所述消毒杀菌室中紫外线灯和臭氧滴加液盒双重杀菌消毒后经由所述水泵Ⅱ抽送排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明采用家庭分散预处理和集中污水精处理的模式来解决农村污水处理的问题，经由各家预处理后的污水几乎不含有大量固体杂物，避免在集中流通中造成管道的堵塞，即避免了疏通管道的麻烦，省事省力，集中水处理区采用的多级生物滤塔位于地下室，占地面积小，微生物降解层中采用沉浮搅拌轮负载生物膜，利用活动杆的上下移动达到吸附和氧化降解的效果。本发明程序简单，易于管理，占地面积小，污水处理效果良好。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明地下水处理室顶部示意图；
图3是本发明微生物降解层局部示意图；
图4是本发明臭氧滴加液盒结构示意图。
其中，1-家庭预处理单元、2-集中精处理单元、3-粪液池、31-固液分离挡板、32-粪液管、4-生活污水池、41-过滤盒、42-污水管、5-清水池、6-过滤层、61-支撑网、7-地上控制室、8-地下水处理室、81-门盖、82-曝气窗、83-透气窗、84-氧浓度传感器、85-照明灯、86-摄像头、87-楼梯、88-水泵Ⅱ、9-多级生物滤塔、91-微生物降解层、911-沉浮搅拌轮、912-液位传感器、913-漏液开关板、914-活动杆、92-氨氮吸附层、93-磷吸附层、10-太阳能供电模块、101-电缆、11-杀菌消毒室、111-紫外线灯、112-臭氧滴加液盒、113-重量传感器、114-微型电磁比例计量阀、12-管道、121-电磁比例计量阀、122-过滤网头、12-水泵Ⅰ、14-水管。
具体实施方式
为便于对本发明的理解，下面将结合具体实施例为例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例1：
一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，主要包括家庭预处理单元1、集中精处理单元2，其中，家庭预处理单元1的底面相对于水平面有一定角度的倾斜，四个侧壁采用砖砌水泥封，所述的粪液池3内设有固液分离挡板31，粪液池3侧面连有粪液管32，所述固液分离挡板31水平置于粪液池3的中间部位，所述的生活污水池4内设有过滤盒41，所述过滤盒41设置在生活污水池4的上方一角，过滤盒41侧面连有污水管42，所述的固液分离挡板能起到缓冲的效果，防止粪液堆积堵塞过滤层。所述的家庭预处理单元包含粪液池3、生活污水池4、清水池5、过滤层6，所述的集中精处理单元2包含地上控制室7、地下水处理室8、多级生物滤塔9、太阳能供电模块10、杀菌消毒室11，其中，消毒杀菌室11内设有紫外线灯111和臭氧滴加液盒112，所述臭氧滴加液盒底部设置有重量传感器113和微型电磁比例计量阀114。所述的家庭预处理单元1通过管道12与所述集中精处理单元2相连接，管道12中间设有水泵Ⅰ13，管道12终端依次设有电磁比例计量阀121和过滤网头122，所述过滤网头122为金属或塑料双层网格，所述双层网格内有棉纱，电磁比例计量阀可控制水流大小，配合液位传感器保证微生物降解层有足够空气层，设置的过滤网头是提供二层保障，防止遗漏固体物堵塞滤塔。所述粪液池3和所述生活污水池4并联隔开，所述过滤层6在粪液池3和生活污水池4的下方，其中，过滤层6从上之下依次是鹅卵石、细砂、复合介质载体，所述复合介质载体下方与所述清水池5中间设有支撑网61，所述鹅卵石的长度为2cm，所述细砂的粒径为0.15cm，所述复合介质载体粉煤灰改性沸石、活性炭、蛭石粉以质量比为1:1:1混合制备成粒径为2mm的球形颗粒，经由以上过滤层过滤掉固体杂物，防止进入集中管道造成沉积堵塞。所述清水池5在过滤层6的下方，所述地上控制室7位于所述地下水处理室8上方，其中，地下水处理室8顶部设有门盖81、曝气窗82、透气窗83，侧墙还设有氧浓度传感器84、照明灯85和摄像头86，地下水处理室8侧面连接所述管道12，所述门盖81在所述地上控制室7的内部，门盖81下方连接有楼梯87，所述曝气窗82下方连接所述多级生物滤塔9，所述水管14中设有水泵Ⅱ88，多级生物滤塔9底部通过水管14依次连接所述消毒室11和水泵Ⅱ88，设置摄像头可通过监控调控器观察地下室内部动态，氧浓度传感器是为了保障人进入地下室的安全。地上控制室7内部含有监控调控器71，所述多级生物滤塔9在所述地下水处理室7内部，所述杀菌消毒室11通过水管14与多级生物滤塔9连接，所述太阳能供电模块10在地面上通过电缆101为集中精处理单元2提供电力。
其中，所述的多级生物滤塔9从上至下依次是微生物降解层91、氨氮吸附层92、磷吸附层93，各层之间均有网格支撑，所述微生物降解层91是利用微生物膜对污水进行氧化分解，其中，所述微生物降解层91内部设有沉浮搅拌轮911、液位传感器912、漏液开关板913，所述沉浮搅拌轮911通过活动杆914连接微生物降解层91的侧壁，沉浮搅拌轮911直径为30cm，数量为2个，每个沉浮搅拌轮911有六片叶轮均负载有生物膜，所述液位传感器912位于距离微生物降解层91上方25cm处，所述漏液开关板913位于微生物降解层911底部，采用沉浮搅拌轮负载生物膜，利用活动杆的上下移动达到吸附和氧化降解的效果。所述氨氮吸附层92通过多孔介质吸附除去污水中的氨氮，其中，氨氮吸附层包括以下质量比的组成物质：30％粒径为6mm的斜发沸石，15％粒径为5mm的活性炭，10％粒径为5mm的页岩，20％粒径为9mm的红砖粒，13％长度为5mm的农作物秸秆，5％的表面活性剂，7％的粘结剂，以上物质组分混合均匀后堆积密度为1150g/cm3。所述磷吸附层93主要以人工海绵铁为基体对污水中的磷化合物经行吸附，其中，所述磷吸附层包括以下质量比的组成物质：60％粒径为2mm的人工海绵铁，15％粒径为250目的玻璃粉，15％粒径为200目的动物骨粉，5％表面活性剂，5％粘合剂，以上物质组分混合均匀后堆积密度为1050g/cm3。
该新型农村分散-集中式污水处理装置工作方法为：农村各家庭厕所的粪液和生活污水分别从所述粪液管32和污水管42流入所述粪液池3和污水池4，经过滤层6过滤后的清水流入所述清水池5，再经由所述管道12上的水泵Ⅰ13统一抽送至所述多级生物滤塔9的微生物降解层91内，由所述监控调控器71控制所述液位传感器912和电磁比例加量阀121控制液位，所述沉浮搅拌轮911在自身转动搅拌的同时随所述活动杆914上下移动，沉浮搅拌轮911上负载的生物膜在水中吸附后再随活动杆914升至空气中通过所述曝气窗82透气氧化分解，45min后所述漏液开关板913打开，经氧化分解后的水依次经所述氨氮吸附层92和磷吸附层93过滤吸附后经所述消毒杀菌室11中紫外线灯112和臭氧滴加液盒112双重杀菌消毒后经由所述水泵Ⅱ88抽送排出。
采用上述技术方案是为了便于理解本发明的实施例，本发明还可以有其他实施例，本发明的保护范围并不限于此。在不背离本发明精神和实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，主要包括家庭预处理单元(1)、集中精处理单元(2)，所述的家庭预处理单元包含粪液池(3)、生活污水池(4)、清水池(5)、过滤层(6)，所述的集中精处理单元(2)包含地上控制室(7)、地下水处理室(8)、多级生物滤塔(9)、太阳能供电模块(10)、杀菌消毒室(11)，所述的家庭预处理单元(1)通过管道(12)与所述集中精处理单元(2)相连接，所述管道(12)中间设有水泵Ⅰ(13)，所述粪液池(3)和所述生活污水池(4)并联隔开，所述过滤层(6)在粪液池(3)和生活污水池(4)的下方，所述清水池(5)在过滤层(6)的下方，所述地上控制室(7)位于所述地下水处理室(8)上方，地上控制室(7)内部含有监控调控器(71)，所述多级生物滤塔(9)在所述地下水处理室(7)内部，所述杀菌消毒室(11)通过水管(14)与多级生物滤塔(9)连接，所述太阳能供电模块(10)在地面上通过电缆(101)为集中精处理单元(2)提供电力。
2.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述的家庭预处理单元(1)的底面相对于水平面有一定角度的倾斜，四个侧壁采用砖砌水泥封，所述的粪液池(3)内设有固液分离挡板(31)，粪液池(3)侧面连有粪液管(32)，所述固液分离挡板(31)水平置于粪液池(3)的中间部位，所述的生活污水池(4)内设有过滤盒(41)，所述过滤盒(41)设置在生活污水池(4)的上方一角，过滤盒(41)侧面连有污水管(42)。
3.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述的过滤层(6)从上至下依次为鹅卵石、细砂、复合介质载体，所述复合介质载体下方与所述清水池(5)中间设有支撑网(61)，所述鹅卵石的长度为1-3cm，所述细砂的粒径为0.1-0.2cm，所述复合介质载体是由粉煤灰改性沸石、活性炭、蛭石粉以质量比为1:1:1混合制备成粒径为1-3mm的球形颗粒。
4.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述地下水处理室(8)顶部设有门盖(81)、曝气窗(82)、透气窗(83)，侧墙还设有氧浓度传感器(84)、照明灯(85)和摄像头(86)，地下水处理室(8)侧面连接所述管道(12)，所述门盖(81)在所述地上控制室(7)的内部，门盖(81)下方连接有楼梯(87)，所述曝气窗(82)下方连接所述多级生物滤塔(9)，所述水管(14)中设有水泵Ⅱ(88)，多级生物滤塔(9)底部通过水管(14)依次连接所述消毒室(11)和水泵Ⅱ(88)。
5.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述管道(12)终端依次设有电磁比例计量阀(121)和过滤网头(122)，所述过滤网头(122)为金属或塑料双层网格，所述双层网格内有棉纱。
6.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述管道(12)终端依次设有电磁比例计量阀(121)和过滤网头(122)，所述双层网格内有棉纱。
7.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述的多级生物滤塔(9)从上至下依次是微生物降解层(91)、氨氮吸附层(92)、磷吸附层(93)，各层之间均有网格支撑，所述微生物降解层(91)是利用微生物膜对污水进行氧化分解，所述氨氮吸附层(92)通过多孔介质吸附除去污水中的氨氮，所述磷吸附层(93)主要以人工海绵铁为基体对污水中的磷化合物经行吸附。
8.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述氨氮吸附层(92)包括以下质量比的组成物质：30％粒径为5-8mm的斜发沸石，15％粒径为4-6mm的活性炭，10％粒径为4-6mm的页岩，20％粒径为8-10mm的红砖粒，13％长度为4-6mm的农作物秸秆，5％的表面活性剂，7％的粘结剂，以上物质组分混合均匀后堆积密度为900-1300g/cm3。
9.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述磷吸附层(93)包括以下质量比的组成物质：60％粒径为1-3mm的人工海绵铁，15％粒径为200-300目的玻璃粉，15％粒径为180-220目的动物骨粉，5％表面活性剂，5％粘合剂，以上物质组分混合均匀后堆积密度为850-1250g/cm3。
10.如权利要求1所述的一种新型农村分散-集中式人工海绵铁污水处理装置，其特征在于，所述微生物降解层(91)内部设有沉浮搅拌轮(911)、液位传感器(912)、漏液开关板(913)，所述沉浮搅拌轮(911)通过活动杆(914)连接微生物降解层(91)的侧壁，沉浮搅拌轮(911)直径为25-35cm，数量为1-5个，每个沉浮搅拌轮(911)有六片叶轮均负载有生物膜，所述液位传感器(912)位于距离微生物降解层(91)上方20-30cm处，所述漏液开关板(913)位于微生物降解层(911)底部。
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