CN109368948A - 一种无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境工程污水处理技术领域，具体是一种无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，包括沉淀池、水解酸化池和生物耦合渗滤池，所述沉淀池通过水解酸化布水管与水解酸化池相连接，在水解酸化池内设置有组合填料，生物耦合渗滤池通过布水管与水解酸化池相连接，在生物耦合渗滤池内设置有填料层，填料层包括从上到下依次设置的种植覆盖层、布水层、细滤层、通气层、精滤层、深度处理层和排水层。本发明施工成本低、结构简单、几乎无运行成本、操作方便、处理效率高。

Description

一种无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备

技术领域

本发明涉及环境工程污水处理技术领域，具体是一种无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备。

背景技术

目前，我国农村生活污水都是采取直排的方式，最终汇聚到村落沟渠、鱼塘和湖泊中，这种不经处理的直排污水超过了自然水体的承载能力，破坏了水体环境，更加威胁着广大农村地区饮用水安全。在我国中西部丘陵地区，农村住户呈分散状态，这种地理分布特征造成了污水难以收集，同时农村大部分住户都没有完备的污水收集管渠和相应的处理设施，大部分污水都是未经处理就直接排放，而这些污水都具有较高的N、P含量，直接排放会造成环境污染。因此，提供一种行之有效的农村生活污水处理装置已经成为了迫切需要。

现有的方法是利用三级化粪池进行污水处理，三级化粪池在污水处理方法已经得到了比较广泛的应用，经过三级化粪池处理的污水，其中，BOD、COD、NH4-N等污染物都有很大的去除效率，然而传统的三级化粪池对于农村高P污水没有很好的去除效果，而单独添加后处理设施，这势必会增加农村生活污水处理成本，所以现有的农村生活污水处理装置还是不够完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工成本低、结构简单、几乎无运行成本、操作方便、处理效率高的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，它针对农村群落式或单住户能实现污水的处理，达标排放，并能回收利用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，包括沉淀池、水解酸化池和生物耦合渗滤池，所述沉淀池通过水解酸化布水管与水解酸化池相连接，在所述水解酸化池内设置有组合填料，所述生物耦合渗滤池通过布水管与水解酸化池相连接，在所述生物耦合渗滤池内设置有填料层，所述填料层包括从上到下依次设置的种植覆盖层、布水层、细滤层、通气层、精滤层、深度处理层和排水层；

所述通气层中设置有通气管，通气管的另一端与生物耦合渗滤池上方设置的无动力风机连接；所述排水层中设置有排水管，且排水管上设置有若干通孔，排水管的一端从生物耦合渗滤池侧壁伸出并与集水池连通。

作为本发明进一步的方案：所述水解酸化布水管的一端与沉淀池的上部连通，水解酸化布水管的另一端与水解酸化池的下部连通；所述水解酸化布水管的一端与沉淀池连接处于水解酸化池侧壁上设置有出水溢流堰。

作为本发明进一步的方案：所述布水管水平设于布水层中，且所述布水管的左端延伸至水解酸化池内；所述布水管的一端与水解酸化池连接处于生物耦合渗滤池侧壁上设置有出水溢流堰。

作为本发明进一步的方案：所述布水层和通气层均由粒径为10-40mm的碎石构成；所述种植覆盖层为河沙，河沙上面种植湿地植物。

作为本发明进一步的方案：所述细滤层为河沙、沸石和陶粒中的一种或几种混合而成，细滤层的饱和透水系数为0.2-0.8cm/s。

作为本发明进一步的方案：所述精滤层设有2-3个亚层，各亚层分别为河沙、沸石、陶粒、钙质土和砂土中的一种或几种混合而成，自上而下各亚层的渗透性依次降低，精滤层的饱和透水系数为0.03-0.3cm/s。

作为本发明进一步的方案：所述深度处理层为陶粒、沸石、炭粒和硅质碎石中的一种或几种混合而成，陶粒和沸石的粒径为4-12mm，炭粒和硅质碎石的粒径为5-12mm。

作为本发明进一步的方案：所述布水层、通气层和排水层均由鹅卵石铺设而成。

作为本发明进一步的方案：所述精滤层和深度处理层上还负载有高效反硝化菌。

一种乡村污水处理系统，包括所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）对农村分散式和单个住户实现了污水处理，处理后的水储存在集水池内能回收利用；

2）实现了高负荷地下渗滤复合单元无动力进水和排水，污水负荷大幅度提高，且出水水质也更好；

3）设置了无动力供氧机制为高负荷地下渗滤复合单元通风换气，保障了系统氧气的供给，实现了硝化反应和反硝化反应协同进行；

4）整体造价低、施工速度快，对农村环境更具有适用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-沉淀池，2-水解酸化池，3-生物耦合渗滤池，4-进水口，5-水解酸化布水管，6-组合填料，7-布水管，8-种植覆盖层，9-布水层，10-细滤层，11-通气层，12-精滤层，13-深度处理层，14-排水层，15-排水管，16-通气管，17-无动力风机。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例中，一种无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，包括沉淀池1、水解酸化池2和生物耦合渗滤池3，沉淀池1、水解酸化池2和生物耦合渗滤池3可埋于地下，减少空间占用，所述沉淀池1通过水解酸化布水管5与水解酸化池2相连接，在所述水解酸化池2内设置有组合填料6，所述生物耦合渗滤池3通过布水管7与水解酸化池2相连接，在所述生物耦合渗滤池3内设置有填料层，所述填料层包括从上到下依次设置的种植覆盖层8、布水层9、细滤层10、通气层11、精滤层12、深度处理层13和排水层14。

本实施例中，所述沉淀池1的上部还设置有进水口4，沉淀池1的前端底部安装有污水收集管（未示出）。

本实施例中，所述水解酸化布水管5的一端与沉淀池1的上部连通，水解酸化布水管5的另一端与水解酸化池2的下部连通；所述水解酸化布水管5的一端与沉淀池1连接处于水解酸化池2侧壁上设置有出水溢流堰。

本实施例中，所述布水管7水平设于布水层9中，且所述布水管7的左端延伸至水解酸化池2内；所述布水管7的一端与水解酸化池2连接处于生物耦合渗滤池3侧壁上设置有出水溢流堰。

本实施例中，所述通气层11中设置有通气管16，通气管16的另一端与生物耦合渗滤池3上方设置的无动力风机17连接。

本实施例中，所述排水层14中设置有排水管15，且排水管15上设置有若干通孔，利于水体的回收，排水管15的一端从生物耦合渗滤池3侧壁伸出并与集水池（未示出）连通。

本实施例中，所述布水层9和通气层11均由粒径为10-40mm的碎石构成。

本实施例中，所述种植覆盖层8为河沙，河沙上面种植湿地植物。

本实施例中，所述细滤层10为河沙、沸石和陶粒中的一种或几种混合而成；所述细滤层10的饱和透水系数为0.2-0.8cm/s。

本实施例中，所述精滤层12设有2-3个亚层，各亚层分别为河沙、沸石、陶粒、钙质土和砂土中的一种或几种混合而成，自上而下各亚层的渗透性依次降低；所述精滤层12的饱和透水系数为0.03-0.3cm/s。

本实施例中，所述深度处理层13为陶粒、沸石、炭粒和硅质碎石中的一种或几种混合而成，陶粒和沸石的粒径为4-12mm，炭粒和硅质碎石的粒径为5-12mm。

本发明工作时，如图1所示，农村生活污水通过进水口4进入沉淀池1，在这里污水通过沉淀作用使泥沙等颗粒物沉淀到池子底部，污水得到初步净化；上清液通过水解酸化布水管5均匀布置到水解酸化池2底部，经过水解酸化池2后通过布水管7向生物耦合渗滤池3中均匀布水，污水在布水层9中均匀散开，向下渗滤，依次经过布水层9、细滤层10、通气层11、精滤层12、深度处理层13和排水层14，最后通过排水管15排出处理后得水。

水解酸化池2中安装有组合填料6，填料上附着大量微生物，污水中大分子有机物被分解为小分子，使后段微生物更好吸收降解，其中水解酸化池2中发生部分产甲烷反应去除一部分COD，并存在部分反硝化功能去除污水中的P。

污水经过水解酸化池2反应后通过布水管7向生物耦合渗滤池3中均匀布水，当污水依次经过细滤层10和精滤层12到达通气层11时，污水中除了主要以硝态氮存在的氮外，其它污染物大部分已被去除；通气层11使得深度处理层13充氧，利用原有污水中剩余的有机物进行反硝化反应，去除总氮。

为了保证系统的氧气供应，本系统具有高效供氧机制，是一种高负荷地下渗滤复合单元的无动力风机17供氧机制，无动力风机17安装在高出地表较高的高度，本身具有一个拔风作用，另外在自然风或滤料内与室外温差的作用下，通气层11的空气经由无动力风机17排出系统，新鲜空气经由通气管16进入通气层11，并向上穿过细滤层10，从而形成一个循环，周而复始的为细滤层10通风换气，同时精滤层12表层也会因自然扩散-交换而富氧。

本发明的布水层9、通气层11和排水层14是鹅卵石铺成的，细滤层10是河沙、沸石和陶粒中的一种或几种混合而成，精滤层12是负载有高效硝化菌的滤料，所述细滤层10的饱和透水系数为0.2-0.8cm/s，深度处理层13是负载有高效反硝化菌的滤料。

本发明降低了建造成本，一体化的结构缩短了污水处理的流程，分流式的进水提高了污水处理的效率，经过生物耦合渗滤池3处理后的水能用于回灌农作物，水解酸化池2的粪泥能用于堆肥，从而对农村污水实现了零排放，重复使用；整个装置没有动力设备，具有低运行费用和较高的维护性，特别适合中西部农村地区的分散农户，具有很强的推广价值。

实施例2

一种乡村污水处理系统，包括实施例1所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备。

该无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，具有以下突出优点：

1）对农村分散式和单个住户实现了污水处理，处理后的水储存在集水池内能回收利用；

2）实现了高负荷地下渗滤复合单元无动力进水和排水，污水负荷大幅度提高，且出水水质也更好；

3）设置了无动力供氧机制为高负荷地下渗滤复合单元通风换气，保障了系统氧气的供给，实现了硝化反应和反硝化反应协同进行；

4）整体造价低、施工速度快，对农村环境更具有适用性。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，包括沉淀池（1）、水解酸化池（2）和生物耦合渗滤池（3），其特征在于，所述沉淀池（1）通过水解酸化布水管（5）与水解酸化池（2）相连接，在所述水解酸化池（2）内设置有组合填料（6），所述生物耦合渗滤池（3）通过布水管（7）与水解酸化池（2）相连接，在所述生物耦合渗滤池（3）内设置有填料层；

所述填料层包括从上到下依次设置的种植覆盖层（8）、布水层（9）、细滤层（10）、通气层（11）、精滤层（12）、深度处理层（13）和排水层（14）；所述通气层（11）中设置有通气管（16），通气管（16）的另一端与生物耦合渗滤池（3）上方设置的无动力风机（17）连接；所述排水层（14）中设置有排水管（15），且排水管（15）上设置有若干通孔，排水管（15）的一端从生物耦合渗滤池（3）侧壁伸出并与集水池连通。

2.根据权利要求1所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述水解酸化布水管（5）的一端与沉淀池（1）的上部连通，水解酸化布水管（5）的另一端与水解酸化池（2）的下部连通；所述水解酸化布水管（5）的一端与沉淀池（1）连接处于水解酸化池（2）侧壁上设置有出水溢流堰。

3.根据权利要求1或2所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述布水管（7）水平设于布水层（9）中，且所述布水管（7）的左端延伸至水解酸化池（2）内；所述布水管（7）的一端与水解酸化池（2）连接处于生物耦合渗滤池（3）侧壁上设置有出水溢流堰。

4.根据权利要求1所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述布水层（9）和通气层（11）均由粒径为10-40mm的碎石构成；所述种植覆盖层（8）为河沙，河沙上面种植湿地植物。

5.根据权利要求4所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述细滤层（10）为河沙、沸石和陶粒中的一种或几种混合而成，细滤层（10）的饱和透水系数为0.2-0.8cm/s。

6.根据权利要求5所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述精滤层（12）设有2-3个亚层，各亚层分别为河沙、沸石、陶粒、钙质土和砂土中的一种或几种混合而成，自上而下各亚层的渗透性依次降低，精滤层（12）的饱和透水系数为0.03-0.3cm/s。

7.根据权利要求6所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述深度处理层（13）为陶粒、沸石、炭粒和硅质碎石中的一种或几种混合而成，陶粒和沸石的粒径为4-12mm，炭粒和硅质碎石的粒径为5-12mm。

8.根据权利要求7所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述布水层（9）、通气层（11）和排水层（14）均由鹅卵石铺设而成。

9.根据权利要求8所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备，其特征在于，所述精滤层（12）和深度处理层（13）上还负载有高效反硝化菌。

10.一种乡村污水处理系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的无动力生物耦合乡村污水处理一体化设备。