CN109231485A - 生活污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，针对容易对环境造成二次污染的问题，提供了一种生活污水处理系统，该技术方案如下：包括污水管、排水沟以及蓄水箱，蓄水箱内设有污水泵，污水泵连通渗灌管网，排水沟包括雨水沟与污水沟，雨水沟位于污水沟内且雨水沟与污水沟之间留有间距以形成排污腔，排污腔两端封闭且与污水管以及蓄水箱连通，排水沟顶部开有若干连通排污腔的种植孔，排水沟种植有若干水生植物，水生植物的根部设有生物膜，雨水沟侧壁上开有连通排污腔的溢流孔。利用微生物处理生活污水，利用水生植物为微生物供氧，利用污水中的营养物质为水生植物提供养分，构成完整的生态系统，保证污水处理的效果以及稳定性，无需外加能源，节能环保。

Description

生活污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种生活污水处理系统。

背景技术

生活污水是居民日常生活中排出的废水，主要来源于居住建筑和公共建筑，如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生间等。生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等)和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)。存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。因此，生活污水排放前必须进行处理。

在生物法中，生活污水与生物膜或活性污泥中的厌氧和好氧微生物接触，通过微生物的生长繁殖和新代谢将污水中的有机物去除；但是好氧微生物的生长繁殖需要用风机鼓风，为其提供长期的、大量的氧气，而风机运行需要消耗大量电能，运行时的噪音较大，容易对环境造成二次污染，因此，还有改进空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种生活污水处理系统，具有节能环保的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种生活污水处理系统，包括收集建筑污水以排放的污水管、与污水管连通的排水沟以及与排水沟连通的蓄水箱，所述蓄水箱内设有污水泵，所述污水泵的出水孔连通位于庄稼土地内的渗灌管网，所述排水沟包括雨水沟与污水沟，所述雨水沟位于污水沟内且雨水沟与污水沟之间留有间距以形成排污腔，所述排污腔两端封闭且与污水管以及蓄水箱连通，所述蓄水箱与排污腔连通处位于污水管与排污腔连通处的下游，所述雨水沟顶部与污水沟顶部通过连接板固定连接，所述连接板上开有若干连通排污腔的种植孔，所述排水沟通过种植孔种植有若干水生植物，所述水生植物的根部设有生物膜，所述雨水沟侧壁上开有连通排污腔的溢流孔。

采用上述技术方案，通过水生植物的根系盘绕在排污腔内且水中水生植物的根系上设有生物膜，利用微生物对排污腔内的生活污水中的有机物进行分解以进行生活污水处理，利用水生植物为微生物供氧，利用污水中的营养物质为水生植物提供养分，构成完整的生态系统，使得生态系统稳定，保证污水处理的效果以及稳定性，且无需外加能源，节能环保；通过设置溢流孔，使得暴雨时，雨水沟的排水能力不足可通过污水沟辅助排水，提高排水能力；经过处理后生活污水再用于渗灌，为庄稼提供养分的同时，减少污水中有机物含量，减少有机物在土壤中腐化时产生大量异味的情况。

优选的，所述种植孔内设有密封环，所述密封环的内侧壁与水生植物茎部抵接。

采用上述技术方案，通过密封环封闭种植孔与水生植物茎部之间的间隙，减少生活污水从排污腔内溢出的情况，同时减少生活污水产生异味并溢出空气中的情况。

优选的，所述密封环由吸水膨胀橡胶制成。

采用上述技术方案，利用吸水膨胀橡胶吸水膨胀的特性，使得水生植物种植后，通过水分使得密封环膨胀以抵紧水生植物茎部，保证密封效果，同时当中水生植物枯萎后，通过吹干密封环，使得密封环复原以方便更换水生植物。

优选的，所述雨水沟设有通闭溢流孔的密封片。

采用上述技术方案，通过设置密封片，减少生活污水从溢流孔流出至雨水沟内导致生活污水在雨水沟内残留导致产生异味的情况，同时减少排污腔内生活污水产生异味并溢出空气中的情况。

优选的，所述密封片由弹性材料制成，所述密封片抵接于雨水沟朝向污水沟的侧壁，所述密封片顶部与雨水沟固定连接。

采用上述技术方案，通过密封片有弹性材料制成，使得雨水沟内的液面较高且排污腔内液面较低时，通过水压差使得密封片打开，进而使得雨水沟中的雨水通过溢流孔流入排污腔内，以提高排水沟的排水能力，减少洪涝的情况。

优选的，所述密封片由橡胶制成。

采用上述技术方案，通过橡胶提供较好的密封效果，使得减少生活污水从溢流孔溢出的效果较佳。

优选的，所述雨水沟设有覆盖溢流孔的过滤件。

采用上述技术方案，通过过滤件覆盖溢流孔，减少下雨时，雨水中的杂物从溢流孔进入排污腔内的情况。

优选的，所述排污腔通过排污管与蓄水箱连通，所述排污管上设有通闭排污管的阀门。

采用上述技术方案，通过阀门调节排污腔的排水速度，进而调节排污腔内的液面高度，保持足够的生活污水以保证水生植物的存活条件。

优选的，所述排污管有若干个，部分所述排污管连通雨水沟侧壁与污水沟侧壁之间的排污腔空间，部分所述排污管连通雨水沟底壁与污水沟底壁之间的排污腔空间。

采用上述技术方案，通过通闭位于不同位置上的排污管，以调节排污腔内的液面高度，使得液面高度维持较为稳定的状态，保证水生植物的生长环境。

优选的，所述排水沟包括以下质量份数的组分：

聚四氟乙烯 100份；

聚酰亚胺 20-25份；

火山纤维 20-30份；

有机蒙脱土 10-12份；

金刚砂 3-5份。

采用上述技术方案，通过以聚四氟乙烯作为基体材料，利用聚四氟乙烯的自润滑特性，减少水流对排水沟的冲刷摩擦力，配合聚四氟乙烯较好的耐腐蚀性，提高排水沟的使用寿命；通过聚酰亚胺以及金刚砂，提高排水沟的耐磨性能，延长排水沟的使用寿命；通过聚酰亚胺、火山纤维以及有机蒙脱土阻隔热量传导，减少外界环境温度对排污腔内温度的影响，使得排污腔内生态环境更为稳定；通过火山纤维补强，提高排水沟的结构稳定性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.利用微生物处理排污腔内的生活污水，利用水生植物为微生物供氧，利用污水中的营养物质为水生植物提供养分，构成完整的生态系统，保证污水处理的效果以及稳定性，且无需外加能源，节能环保；

2.通过设置溢流孔，使得暴雨时，雨水沟的排水能力不足可通过污水沟辅助排水，提高排水能力；

3.经过处理后生活污水再用于渗灌，为庄稼提供养分的同时，减少污水中有机物含量，减少有机物在土壤中腐化时产生大量异味的情况；

4.利用吸水膨胀橡胶制备密封环，方便更换水生植物；

5.通过聚酰亚胺、火山纤维以及有机蒙脱土阻隔热量传导，使得排污腔内生态环境更为稳定。

附图说明

图1为本发明中生活污水处理系统的整体结构示意图；

图2为本发明中用于示意排污管结构的示意图；

图3为本发明中用于示意排水管内部结构的示意图；

图4为图3中A部的放大示意图。

图中：1、建筑；11、污水管；2、地面；3、排水沟；31、雨水沟；311、溢流孔；312、密封片；313、过滤件；314、下水管；32、污水沟；33、排污腔；4、水生植物；5、蓄水箱；51、灌溉管；52、排污管；521、阀门；6、连接板；61、种植孔；611、密封环。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种生活污水处理系统，参照图1，包括设置于建筑1上用以汇集建筑1内各单元的生活污水的污水管11、固定于地面2且与污水管11连通的排水沟3、与排水沟3连通的蓄水箱5，蓄水箱5内设有污水泵，污水泵的出水口连通有灌溉管51，灌溉管51与埋设于庄稼土地内的渗灌管网连通，排水沟3上种植有水生植物4，水生植物4的根部设有生物膜。

参照图2以及图3，排水沟3包括雨水沟31以及污水沟32，雨水沟31位于污水沟32内，雨水沟31与污水沟32之间留有间距以形成排污腔33，雨水沟31与污水沟32顶部平齐且通过连接板6固定连接，排污腔33两端封闭，排污腔33一端与污水管11连通，另一端通过排污管52与蓄水箱5连通，雨水沟31还连通有贯穿排污腔33的下水管314，下水管314与排水系统连通。

排污管52有若干个，部分排污管52连通排污腔33位于雨水沟31侧壁与污水沟32侧壁之间的空间，部分排污管52连通排污腔33位于雨水沟31底壁与污水沟32底壁之间的空间，即若干排污管52与排污腔33连通口的高度不一，具体的，本实施例中排污管52共三个，其中两个连通于雨水沟31两侧另外一个连通于雨水沟31下方。

每个排污管52上均连通有通闭排污管52的阀门521，阀门521采用本领域通用的阀门521，具体的，本实施例中阀门521为手动的球阀。

参照图3以及图4，雨水沟31的两侧壁上开有溢流孔311，溢流孔311有多个且沿雨水沟31的长度方向分布，雨水沟31上固定连接有覆盖溢流孔311的过滤件313，过滤件313采用本领域通用的过滤件313，具体的，本实施例中，过滤件313为过滤网。

雨水沟31朝向污水沟32的侧壁上设有通闭溢流孔311的密封片312，密封片312由弹性材料制成，密封片312顶部与雨水沟31固定连接且连接处位于溢流孔311上方，密封片312底部通过弹力抵接在雨水沟31朝向污水沟32的侧壁上，密封片312采用本领域通用的弹性材料制成，具体的，本实施例中，密封片312由橡胶制成。

溢流孔311距离雨水沟31底部的距离为雨水沟31深度的三分之二。

连接板6上开有种植孔61，水生植物4通过种植孔61伸入污水腔内以种植，水生植物4的根部在污水腔内盘绕延伸，生物膜覆盖在水生植物4的根部上，水生植物4采用本领域通用的水生植物4，具体的，本实施例中，水生植物4采用芦苇。

种植孔61上设有密封环611，密封环611的外壁与种植孔61的内壁固定连接，密封环611由遇水膨胀橡胶制成，密封环611吸水后，密封环611的内壁与水生植物4的茎部抵紧以密封种植孔61与水生植物4之间的间隙。

排水沟3包括以下质量份数的组分：

聚四氟乙烯100份；聚酰亚胺20份；火山纤维20份；有机蒙脱土10份；金刚砂3份。

火山纤维长度为2mm。

排水沟3的制备方法如下：

将聚四氟乙烯以及聚酰亚胺加入搅拌釜中，加热至350℃，转速1000r/min，搅拌60s，加入火山纤维以及金刚砂，转速1500r/min，搅拌30s，加入有机蒙脱土，转速2000r/min，搅拌60s，排料至双螺杆挤出机挤出成型。

挤出成型时，通过水冷冷却，冷却水温控制恒温15℃。

本实施例的工况及原理如下：

安装时，将排水沟3通过胶黏剂固定在地面2预留凹槽中，连接污水管11与排水沟3并通过硅酮密封胶密封，连接排污管52与排水沟3并通过硅酮密封胶密封，将密封片312、过滤件313以及密封环611通过胶黏剂固定连接以安装。

将水生植物4根部覆盖生物膜后，将水生植物4从种植孔61处插入排污沟内，然后在密封环611处洒水以使密封环611膨胀进而固定水生植物4茎部并完成密封。

将连通口位于雨水沟31两侧的排污管52上的阀门521打开，将连通口位于雨水沟31下方的排污管52上的阀门521关闭。

建筑1排放生活污水时，通过污水管11收集并导流至排污腔33内，生活污水在排污腔33内流动，通过水生植物4上的生物膜分解生活污水中的有机物以处理生活污水。

当排污腔33内液面升高至到达阀门521开启的排污管52上时，通过排污管52排入蓄水箱5内，通过蓄水箱5内的污水泵抽吸被处理过的生活污水并通过灌溉管51供给至庄稼土地里的渗灌管网，利用处理过的生活污水为庄稼提供养分，同时利用庄稼土地内的微生物对生活污水进一步处理，实现废水利用，且污水处理时，无需外加能源，节能环保。

下雨时，雨水通过雨水沟31导流并通过下水管314排放至排水系统中，若雨水过多，雨水沟31排水能力不足，通过将连通口位于雨水沟31下方的排污管52上的阀门521打开，使得生活污水大部分排入蓄水箱5内，利用雨水沟31内液面与排污腔33内液面高度差产生的液压差，驱动密封片312打开，利用溢流孔311将雨水排放至排污腔33内，以提高排水能力，减少局部洪涝的情况。

通过水生植物4吸收阳光以及二氧化碳，通过水生植物4的根部为生物膜中的微生物供氧，通过生活污水为水生植物4提供养分，构成完整的生态系统，使得生态环境稳定，进而使得通过微生物处理生活污水的效果稳定持久。

通过密封环611由吸水膨胀橡胶制成，使得水生植物4枯萎后，通过风干或烘干密封环611使得密封环611回复原有大小，方便水生植物4更换。

通过密封环611密封种植孔61，减少生活污水溢出的情况，同时减少生活污水产生异味并扩散至空气中的情况。

通过密封片312密封溢流孔311，减少生活污水溢出至雨水沟31中产生残留导致产生异味的情况。

通过设置过滤件313减少雨水沟31中排放雨水时，杂物从溢流孔311进入排污腔33内，减少堵塞排污腔33的可能。

通过设置于排污管52上的阀门521，可方便调节排污腔33排放生活污水的速度，进而使得排污腔33内液面处于较为稳定的状态，保持生态环境的稳定以及保证污水处理的效果。

通过采用聚四氟乙烯作为排污管52的基体材料，利用聚四氟乙烯的自润滑特性，减少水流冲刷时对排污管52的摩擦力，进而减少水流各个位置上的流速差，使得生活污水处理效果较为均匀，同时减少对排污管52的磨损，利用聚四氟乙烯耐化学性以及耐候性较好的特性，使得排水沟3适用于情况复杂的生活污水，保证使用寿命。

通过加入聚酰亚胺增加聚四氟乙烯的强度，同时增加排水管的隔热效果，阻碍外界环境温度导热至排污腔33内导致排污腔33内温度变化的情况，使得排污腔33内稳定较为稳定，使得生态环境较为稳定。

通过加入火山纤维对聚四氟乙烯补强，提高排水管的结构强度，提高稳定性，同时利用火山纤维较好的隔热效果，减少外界环境温度对排污腔33内温度的影响，使得排污腔33内生态环境较为稳定。

通过加入有机蒙脱土以利用有机蒙脱土的层结构使得聚四氟乙烯内形成复杂的通道，起到隔热的效果，减少外界环境温度对排污腔33内温度的影响，使得排污腔33内生态环境较为稳定，同时使得侵蚀聚四氟乙烯内部结构的有害分子难以进入，延长排水管的使用寿命。

通过加入金刚砂，对聚四氟乙烯起到一定的补强效果，同时增加聚四氟乙烯的耐磨性能，减少雨水、生活污水、固体悬浮物以及杂物等在流动时对排水管的磨损，延长排水管的使用寿命。

实施例2

与实施例1的区别在于：

排水沟3包括以下质量份数的组分：

聚四氟乙烯100份；聚酰亚胺22份；火山纤维25份；有机蒙脱土11份；金刚砂4份。

火山纤维长度为2mm。

实施例3

与实施例1的区别在于：

排水沟3包括以下质量份数的组分：

聚四氟乙烯100份；聚酰亚胺24份；火山纤维28份；有机蒙脱土11.5份；金刚砂3.5份。

火山纤维长度为2mm。

实施例4

与实施例1的区别在于：

排水沟3包括以下质量份数的组分：

聚四氟乙烯100份；聚酰亚胺25份；火山纤维30份；有机蒙脱土12份；金刚砂5份。

火山纤维长度为2mm。

比较例1

聚四氟乙烯100份。

将聚四氟乙烯加入搅拌釜中，加热至350℃，转速1000r/min，搅拌60s，转速1500r/min，搅拌30s，转速2000r/min，搅拌60s，排料至双螺杆挤出机挤出成型。

挤出成型时，通过水冷冷却，冷却水温控制恒温15℃。

具体检测数据见表1

根据GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》(防护热板法)检测排水管的导热系数。

根据GB/T9867-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定》(旋转辊筒式磨耗机法)检测排水管的磨耗指数。

表1排水管检测数据

	比较例1	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						导热系数(W/(m﹒℃)	0.24	0.11	0.09	0.08	0.08
磨耗指数	245	289	295	298	301

根据表1可得，通过加入聚酰亚胺、火山纤维以及有机蒙脱土有效降低排水管的导热系数，使得隔热效果明显提升，同时，随着聚酰亚胺、火山纤维以及有机蒙脱土加入量的上升，导热系数呈下降趋势。

通过加入金刚砂，有效提高排水管的磨耗指数，使得耐磨性能明显提升，同时随着金刚砂加入量的增加，磨耗指数呈上升趋势。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种生活污水处理系统，其特征是：包括收集建筑(1)污水以排放的污水管(11)、与污水管(11)连通的排水沟(3)以及与排水沟(3)连通的蓄水箱(5)，所述蓄水箱(5)内设有污水泵，所述污水泵的出水孔连通位于庄稼土地内的渗灌管网，所述排水沟(3)包括雨水沟(31)与污水沟(32)，所述雨水沟(31)位于污水沟(32)内且雨水沟(31)与污水沟(32)之间留有间距以形成排污腔(33)，所述排污腔(33)两端封闭且与污水管(11)以及蓄水箱(5)连通，所述蓄水箱(5)与排污腔(33)连通处位于污水管(11)与排污腔(33)连通处的下游，所述雨水沟(31)顶部与污水沟(32)顶部通过连接板(6)固定连接，所述连接板(6)上开有若干连通排污腔(33)的种植孔(61)，所述排水沟(3)通过种植孔(61)种植有若干水生植物(4)，所述水生植物(4)的根部设有生物膜，所述雨水沟(31)侧壁上开有连通排污腔(33)的溢流孔(311)。

2.根据权利要求1所述的生活污水处理系统，其特征是：所述种植孔(61)内设有密封环(611)，所述密封环(611)的内侧壁与水生植物(4)茎部抵接。

3.根据权利要求2所述的生活污水处理系统，其特征是：所述密封环(611)由吸水膨胀橡胶制成。

4.根据权利要求1所述的生活污水处理系统，其特征是：所述雨水沟(31)设有通闭溢流孔(311)的密封片(312)。

5.根据权利要求4所述的生活污水处理系统，其特征是：所述密封片(312)由弹性材料制成，所述密封片(312)抵接于雨水沟(31)朝向污水沟(32)的侧壁，所述密封片(312)顶部与雨水沟(31)固定连接。

6.根据权利要求5所述的生活污水处理系统，其特征是：所述密封片(312)由橡胶制成。

7.根据权利要求6所述的生活污水处理系统，其特征是：所述雨水沟(31)设有覆盖溢流孔(311)的过滤件(313)。

8.根据权利要求1所述的生活污水处理系统，其特征是：所述排污腔(33)通过排污管(52)与蓄水箱(5)连通，所述排污管(52)上设有通闭排污管(52)的阀门(521)。

9.根据权利要求8所述的生活污水处理系统，其特征是：所述排污管(52)有若干个，部分所述排污管(52)连通雨水沟(31)侧壁与污水沟(32)侧壁之间的排污腔(33)空间，部分所述排污管(52)连通雨水沟(31)底壁与污水沟(32)底壁之间的排污腔(33)空间。

10.根据权利要求1所述的生活污水处理系统，其特征是：所述排水沟(3)包括以下质量份数的组分：

聚四氟乙烯100份；

聚酰亚胺20-25份；

火山纤维20-30份；

有机蒙脱土10-12份；

金刚砂3-5份。