CN108623108A - 一种一体化污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化污水处理系统，包括进水管、进水调节单元、高效生物处理单元、高负荷网格生态湿地单元、出水管和智能控制单元。进水通过进水调节单元后，经潜污泵提升至高效生物处理单元，由上至下经过厌氧生物基质和好氧生物基质处理后，进入高负荷网格生态湿地单元，经过上下翻转流动，被湿地植物和湿地基质处理，最后废水达标排放。智能控制单元可以控制太阳能辅助发电系统、潜污泵启停、室内温度调节、实时数据传输和异常情况报警等情况。本发明一体化污水处理系统，可以有效处理现状农村污水至一级A排放标准，同时具有节能降耗、运行管理维护方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种一体化污水处理系统，属于污水处理技术领域。
背景技术
农村生活污水收集处理设施建设是改善农村卫生条件、提高群众生活质量的一项重要工作，在新农村建设中具有标志性。随着新农村建设进程的推进，新农村的建设进入了一个崭新的时期，各地均加快推进镇江市农村生活污水处理设施建设，改善农村水环境质量等工作。
为推进农村生活污水治理，2010年，住房和城乡建设部组织编制了东北、华北、东南、中南、西南、西北六个地区的农村生活污水处理技术指南。指南中对各地区农村污水处理标准提出了明确的要求，并推荐了农村污水处理的相关技术。其中，对于东南片区中，农村污水要求达到污水综合排放标准一级B出水，而太湖流域等区域甚至要求达到一级A出水。
目前农村污水处理主要存在以下问题：1)农村污水主要来自洗涤废水、洗浴废水、厨余废水和粪便污水等各种情况，同时水质水量波动大，给污水处理的设计和运行造成了较大的难度；2)同时农村地区经济技术相对落后，缺少专业技术人员，往往发生村庄生活污水处理设施建成投产后无法实现科学维护与管理的情况；3)村庄生活污水处理设施的建设主要是来自政府的投资和支持，中国村庄生活污水处理设施运行费用十分有限，缺少稳定经费来源；4)现状处理设施为节省投资，大量侵占农田，与百姓的生产生活产生了一定的冲突。
针对以上问题，目前各学者已经开始对上述问题进行了研究，并提出了一些切实可行的方案。例如，中国专利“高效农村污水净化装置”，专利公开号：CN104529050B，即公开了一种一体化地埋式农村污水净化装置，其在圆筒内通过两个隔板分割成厌氧发酵区、生化处理区、沉淀排水区实现了粪便、污水，固液分离、废液直排的技术目的，同时采用热源地泵技术增加生化处理区的处理温度达到全天候和全地域特性。但是，该技术的处理工艺简单，对污水处理效果有限，很难满足日益严格的排水标准。中国专利“农村污水集中处理系统”，专利公开号：CN102531293B，公开了一种农村污水集中处理系统，包括均化池、上流式厌氧反应器、多层好氧活动滤塔、作物湿地系统和沼气收集利用系统，该技术具有很好的处理效果，特别是湿地的加入，对污水的深度脱碳脱氮和稳定达标具有良好的效果。但是，该技术对于农村污水实用性较差，主要体现在农村污水COD浓度低，采用传统的上流式厌氧反应器，处理效果有限，也难以产生沼气，同时还具有较大的占地面积；其次，其湿地采用苗圃或经济林等方式，但是受到季节影响非常严重，还具有占地面积大等特点，因此该技术的应用受到了一定程度的限制。
发明内容
发明目的：为解决上述技术问题，本发明提供了一种一体化污水处理系统，旨在解决现有农村污水处理过程中存在的问题。
技术方案：本发明采用如下技术方案：
一种一体化污水处理系统，包括进水管、进水调节单元、高效生物处理单元、高负荷网格生态湿地单元、出水管和智能控制单元；
所述进水调节单元位于高效生物处理单元和高负荷网格生态湿地单元下方，节省占地面积，进水调节单元的底部设有潜污泵，潜污泵连接出水压力管并且延伸至高效生物处理单元的顶部；
所述高负荷网格生态湿地单元包括一端的进水池，中间的湿地基质和湿地植物，另一端的出水池，湿地植物栽种在湿地基质上，湿地基质分割为不同单元网格，相邻单元中间设置隔墙，湿地植物种植在单元网格内，且在相邻隔墙表面设置上下不同高度的进出水孔，使污水在单个单元网格内呈上进下出或下进上出流态；
所述高效生物处理单元内部从下至下依次分布厌氧生物基质、好氧生物基质和出水滤石，底部设置生物处理单元出水管，其延伸至高负荷网格生态湿地单元的进水池；
所述进水管与进水调节单元连通，出水管与出水池连通，智能控制单元设置在出水池上部。潜污泵的流量由智能控制单元控制。
此外，该系统还包括太阳能辅助发电单元，其位于高效生物处理单元和高负荷网格生态湿地单元上方，包括太阳能电池板和连接其底部的可调节支架。可调节支架由智能控制单元根据光照、室内温度和湿地植物生长状况综合考虑进行调节，太阳能辅助发电单元主要用于智能控制系统、室内照明、监控等辅助设备。
所述进水调节单元内还设置有进水格栅，其为平板格栅或平板格网等污染物截留设备。
所述出水压力管上还设置有出水阀门。
所述高效生物处理单元顶部的出水压力管上还设有进水喷头，其出水口朝向厌氧生物基质，出水滤石下部设有出水滤头。
所述进水池的侧壁设置有事故溢流孔，并且事故溢流孔与进水调节单元相通，确保事故水顺利排出。
所述厌氧生物基质主要为铁碳填料，好氧生物基质主要为高比表面积，大粒径的有机填料组成。
所述湿地基质为大粒径沸石，湿地植物为花卉作物。
所述高效生物处理单元为地上或半地上设置。
所述一体化污水处理系统整体设置于框架结构或钢结构建筑物内，顶部和建筑物四周设置透光材料，确保整套系统采光率。
所述智能控制单元可以控制太阳能辅助发电单元、潜污泵启停、室内温度调节、实时数据传输和异常情况报警等状况，实现一体化农村污水处理系统的无人值守和稳定运行。
作为优选，所述的进水调节池调节时间为8～24h。
技术效果：相对于现有技术，本发明系统具有以下优势：
1、调节池容积大，能够有效缓解农村污水水质水量波动大等特点，提高系统运行的稳定性。
2、高效生物处理单元的厌氧生物基质可以有效的提高对难降解污染物的处理能力，提高废水的可生化性(B/C)，同时对磷也具有较好的处理效果；好氧生物基质可以附着大量的微生物，提高好氧生物种群和数量，提高污水处理效果。
3、高负荷网格生态湿地单元呈网格布置，污水流态呈上下翻转流动，提高了湿地的水力负荷和污染负荷，在确保污水处理水质的情形下大大减少了湿地的占地面积；同时，湿地可以种植一定的经济作物，具有一定的经济价值。
4、智能控制单元可以控制太阳能辅助发电单元、潜污泵启停、室内温度调节、实时数据传输和异常情况报警等状况，确保污水处理系统运行稳定的同时，大大节省了能耗电耗，同时保证的污水处理系统的安全运行。
5、污水在经过本发明一体化污水处理系统处理后，可以满足《污水综合废水排放标准》(GB8978--1996)一级A标准，同时占地面积小、运行成本低、运行稳定安全、无需运行人员值守。
附图说明
图1为本发明一体化污水处理系统结构示意图。
图2为本发明一体化污水处理系统中高负荷网格生态湿地单元的平面布置图。
图3为本发明一体化污水处理系统中高负荷网格生态湿地单元的A-A剖面图。
图4为本发明一体化污水处理系统中高负荷网格生态湿地单元的B-B剖面图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1
一种一体化污水处理系统，如图1和图2所示，包括进水管1、进水调节单元2、高效生物处理单元3、高负荷网格生态湿地单元4、出水管5和智能控制单元7；
进水调节单元2位于高效生物处理单元3和高负荷网格生态湿地单元4下方，节省占地面积，进水调节单元2的底部设有潜污泵22，潜污泵22连接出水压力管23并且延伸至高效生物处理单元3的顶部；
高负荷网格生态湿地单元4包括一端的进水池41，中间的湿地基质42和湿地植物44，另一端的出水池43，湿地植物44栽种在湿地基质42上，湿地基质42分割为不同单元网格，相邻单元中间设置隔墙，湿地植物44种植在单元网格内，且在相邻隔墙表面设置上下不同高度的进出水孔，使污水在单个单元网格内呈上进下出或下进上出流态；污水通过隔墙之间的缝隙进入水孔，然后透过湿地基质，最后再从出水孔出来进入下一个单元。
高效生物处理单元3内部从下至下依次分布厌氧生物基质32、好氧生物基质33和出水滤石34，底部设置生物处理单元出水管36，其延伸至高负荷网格生态湿地单元4的进水池41；
进水管1与进水调节单元2连通，出水管5与出水池43连通，智能控制单元7设置在出水池43上部。潜污泵22的流量由智能控制单元7控制。
此外，该系统还包括太阳能辅助发电单元6，其位于高效生物处理单元3和高负荷网格生态湿地单元4上方，包括太阳能电池板61和连接其底部的可调节支架62。可调节支架62由智能控制单元7根据光照、室内温度和湿地植物44生长状况综合考虑进行调节，太阳能辅助发电单元6主要用于智能控制系统、室内照明、监控等辅助设备。
进水调节单元2内还设置有进水格栅21，其为平板格栅或平板格网等污染物截留设备。
出水压力管23上还设置有出水阀门25。
高效生物处理单元3顶部的出水压力管23上还设有进水喷头31，其出水口朝向厌氧生物基质32，出水滤石34下部设有出水滤头35。
进水池41的侧壁设置有事故溢流孔24，并且事故溢流孔24与进水调节单元2相通，确保事故水顺利排出。
厌氧生物基质32主要为铁碳填料，好氧生物基质33主要为高比表面积，大粒径的有机填料组成，优选其比表面为100～500m2/g，粒径为5～25mm。
湿地基质42为大粒径沸石，优选其粒径为10～50mm；湿地植物44为花卉作物。
高效生物处理单元3为地上或半地上设置；该一体化污水处理系统整体设置于框架结构或钢结构建筑物内，顶部和建筑物四周设置透光材料，确保整套系统采光率。
智能控制单元7可以控制太阳能辅助发电单元6、潜污泵22启停、室内温度调节、实时数据传输和异常情况报警等状况，实现一体化农村污水处理系统的无人值守和稳定运行。
上述一体化污水处理系统工作过程及原理如下：
1、污水从进水管1流入进水调节单元2，经过进水格栅21对大粒径的悬浮物进行截留后，进入调节池调节，调节时间为8h，经潜污泵22提升至高效生物处理单元3；
2、高效生物处理单元3进水经进水喷头31从上方喷淋后，依次通过厌氧生物基质32和好氧生物基质33处理，经下部的出水滤石34和出水滤头35过滤后，出水由生物处理单元出水管36流入高负荷网格生态湿地单元4的进水池41，进水池41的侧壁设置事故溢流孔24，其连通高负荷网格生态湿地单元4和进水调节单元2，确保事故水顺利排出；
3、废水经过高负荷网格生态湿地单元4中的湿地基质42和湿地植物44处理，废水经达一级A排放标准后经过出水池43由出水管5排入就近水体。
根据程序设置，智能控制单元7控制太阳能辅助发电单元6、潜污泵22启停、室内温度调节、实时数据传输和异常情况报警等状况，实现一体化农村污水处理系统的无人值守和稳定运行。
本实例处理效果为：
进水水量为100t/d，一体化农村污水处理系统占地约150m2，经过上述系统和过程处理后尾水达到一级A排放标准，综合运行成本为0.18元/吨。
实施例2
系统结构和处理过程同实施例1，其中，进水调节单元调节时间为24h，进水水量为50t/d，一体化农村污水处理系统占地约120m2，经处理后尾水达到一级A排放标准，综合运行成本为0.16元/吨。
实施例3
系统结构和处理过程同实施例1，其中，进水调节单元调节时间为16h，进水水量为200t/d，一体化农村污水处理系统占地约220m2，经处理后尾水达到一级A排放标准，综合运行成本为0.15元/吨。
Claims (10)
1.一种一体化污水处理系统，其特征在于，包括进水管(1)、进水调节单元(2)、高效生物处理单元(3)、高负荷网格生态湿地单元(4)、出水管(5)和智能控制单元(7)；
所述进水调节单元(2)位于高效生物处理单元(3)和高负荷网格生态湿地单元(4)下方，进水调节单元(2)的底部设有潜污泵(22)，潜污泵(22)连接出水压力管(23)并且延伸至高效生物处理单元(3)的顶部；
所述高负荷网格生态湿地单元(4)包括一端的进水池(41)、中间的湿地基质(42)和湿地植物(44)、另一端的出水池(43)，湿地植物(44)栽种在湿地基质(42)上，湿地基质(42)分割为不同单元网格，相邻单元中间设置隔墙，湿地植物(44)种植在单元网格内，且在相邻隔墙表面设置上下不同高度的进出水孔，使污水在单个单元网格内呈上进下出或下进上出流态；
所述高效生物处理单元(3)内部从上至下依次分布厌氧生物基质(32)、好氧生物基质(33)和出水滤石(34)，底部设置生物处理单元出水管(36)，其延伸至高负荷网格生态湿地单元(4)的进水池(41)；
所述进水管(1)与进水调节单元(2)连通，出水管(5)与出水池(43)连通，智能控制单元(7)设置在出水池(43)上部，潜污泵(22)的流量由智能控制单元(7)控制。
2.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，该系统还包括太阳能辅助发电单元(6)，包括太阳能电池板(61)和连接其底部的可调节支架(62)，可调节支架(62)由智能控制单元(7)进行调节，太阳能辅助发电单元(6)为智能控制单元(7)提供电力。
3.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述进水调节单元(2)内还设置有进水格栅(21)，其为平板格栅或平板格网。
4.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述出水压力管(23)上还设置有出水阀门(25)。
5.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述高效生物处理单元(3)顶部的出水压力管(23)上还设有进水喷头(31)，其出水口朝向厌氧生物基质(32)，出水滤石(34)下部设有出水滤头(35)。
6.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述进水池(41)的侧壁设置有事故溢流孔(24)，并且事故溢流孔(24)与进水调节单元(2)相通。
7.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述厌氧生物基质(32)主要为铁碳填料，好氧生物基质(33)主要为有机填料组成。
8.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述湿地基质(42)为沸石，湿地植物(44)为花卉作物。
9.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述高效生物处理单元(3)为地上或半地上设置。
10.根据权利要求1所述的一体化污水处理系统，其特征在于，所述一体化污水处理系统整体设置于框架结构或钢结构建筑物内，顶部和建筑物四周设置透光材料。
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