CN109987804B - 一种净化农村污水的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农村污水的净化系统，包括依次设置的沉淀发酵池、光催化反应池和消毒池；所述光催化反应池包括催化区和水生植物种植区；所述催化区包括池体和光催化混合型增氧膜；所述光催化反应池的堆砌层的上方围设有遮挡板，所述遮挡板上设有若干固定座，所述固定座上设有支撑杆和用以带动支撑杆以固定座为圆心转动的转轴，所述支撑杆与转轴固定连接；所述支撑杆远离固定座的一端垂直设有旋转臂，所述旋转臂与支撑杆活动连接；所述旋转臂远离支撑杆的一端固定设有反光板，所述反光板的表面涂有反光材料。所述消毒池中设有紫外线消毒灯。本发明还涉及一种净化农村污水的方法，本发明设计合理且方便，具备净化效率高等优点。

Description

一种净化农村污水的系统及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种净化农村污水的系统及方法。

背景技术

随着我国经济的快速增长，城市化进程加快，农村生活水平的不断提高以及农村畜禽养殖、水产养殖和农副产品加工等产业的发展，村镇的生活污水、废水产生量与日剧增。农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，因其含有大量的营养盐及细菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。另外，由于农村地区居民分布广且分散，生活污水属间歇排放，其水质、水量波动性大，所含有机物浓度相对偏高，含有较高的人畜粪尿成分，因此氮、磷含量特别是磷含量较高。而这些污水大部分未经任何处理就近直排放河道、湖泊，使得水体污染严重越来越严重，民众要求对此加强控制与治理的呼声越来越高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种净化农村污水的系统及方法，以达到有效分解农村污水中的有机物，使污水达标排放的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种净化农村污水的系统，其特征在于：包括依次设置的沉淀发酵池、光催化反应池和消毒池；所述沉淀发酵池、光催化反应池和消毒池的外壁均包括堆砌层和防水层；

所述沉淀发酵池的一侧设有用以引入污水的进水口A，所述沉淀发酵池在远离所述进水口A的一侧上方设有用以排出沉淀发酵后的污水的排水口A；

所述光催化反应池包括催化区和水生植物种植区；所述催化区和水生植物种植区之间设有隔板，所述隔板的中部设有过水孔；所述催化区的一侧设有进水口B，所述进水口B通过管道连接至排水口A；所述催化区包括池体，所述池体中从上至下设有若干平行放置的光催化混合型增氧膜；所述光催化反应池的堆砌层的上方围设有遮挡板，所述遮挡板上设有若干固定座，所述固定座上设有转轴，所述转轴上固定连接支撑杆，所述转轴用于带动支撑杆以固定座为圆心转动；所述支撑杆远离转轴的一端铰接有旋转臂；所述旋转臂远离支撑杆的一端固定设有反光板，所述反光板的表面涂有反光材料；所述水生植物种植区远离过水孔的一侧设有排水孔B；

所述消毒池中设有紫外线消毒灯；所述消毒池的一侧设有进水口C，所述进水口C通过管道连接至排水口B；所述消毒池远离进水口C的一侧设有排水口C，所述排水口C上附着有除臭材料。

通过上述技术方案，农村污水首先在所述沉淀发酵池中进行厌氧发酵和沉淀；其次在所述催化区中通过光催化混合型增氧膜分解水体中的COD、氮、磷等有机物，同时增加水体中的溶解氧；接着在所述水生植物种植区中通过所述水生植物进一步提高氮、磷的处理率；最后在所述消毒区中通过消毒杀菌和除臭；达到了充分净化农村污水的效果。除此之外，通过设置可以通过转轴和旋转臂进行横向和纵向旋转的反光板，可以将未能照射到所述光催化反应池中的光线反射到池中，从而提高所述光催化反应池中的光照强度，达到提高分解作用和氧化作用的效率的效果。

优选的，所述光催化混合型增氧膜由上至下呈“V”字形分布。

通过上述技术方案，所述光催化混合型增氧膜由上至下呈“V”字形分布，不仅能够增大所述光催化混合型增氧膜和污水的接触面积，还能增大所述光催化混合型增氧膜和太阳光的接触面积，达到了提高分解作用和氧化作用的效率的效果。

优选的，所述光催化反应池还包括若干固定装置，所述固定装置包括1对平行设置的拉线、2个卷轴和2对用于固定卷轴的固定环，所述拉线用于放置所述光催化混合型增氧膜，每个所述卷轴的两端放置在1对固定环中，所述光催化混合型增氧膜的一端固定在卷轴上；所述拉线与池体固定连接，所述拉线与池体的连接处的上方设有固定环，所述固定环与池体的侧壁固定连接。

通过上述技术方案，所述卷轴的设置使光催化混合型增氧膜的更换更加便捷，达到了提高使用便捷度的效果。

优选的，所述卷轴的一端设有旋转把手，所述旋转把手与卷轴固定连接。

通过上述技术方案，通过所述旋转把手控制卷轴的旋转，达到了提高使用方便性的效果。

优选的，所述水生植物种植区还包括沿着其内壁铺设的滤网。

通过上述技术方案，可以通过所述滤网对所述水生植物种植区中死亡的水生植物进行一次性更换，达到了提高操作便捷性的效果。

一种净化农村污水的方法，包括以下步骤：

1)对农村污水进行多级曝气过滤后得到过滤液，并将其引入所述沉淀发酵池；

2)向所述沉淀发酵池中加入厌氧发酵菌，并充入氮气以保证沉淀发酵池的厌氧环境，对过滤液进行厌氧发酵和沉淀后得到上清液；

3)将所述上清液引入所述光催化反应池的催化区，在光照条件下通过所述光催化混合型增氧膜分解所述上清液中的COD、氮、磷等有机物，同时增加水体中的溶解氧，得到处理液；

4)所述处理液通过所述过水孔进入到添加了水生植物和光合细菌的水生植物种植区，进一步分解所述处理液中的氮、磷、硫，从而得到分解液；

5)将所述分解液引入所述消毒池进行消毒杀菌和除臭，最终得到净化液。

优选的，在步骤1)中，农村污水首先进行多级曝气过滤，采用的多级曝气过滤的不锈钢筛网规格依次为200目、400目、600目，筛网呈30°倾斜，在筛网的底部安装有纳米曝气管对农村污水进行吹脱。

通过上述技术方案，多级筛网可以依次筛出农村污水中的沉淀，达到降低农村污水的浑浊度的效果；除此之外，所述纳米曝气管可以在曝气的作用下将沼液中的部分氨氮吹脱，并且能够防止筛网网眼堵塞，达到提高净化效率的效果。

优选的，在步骤2)中，所述厌氧发酵菌包括乳酸菌、假丝酵母菌和芽孢杆菌，所述乳酸菌、假丝酵母菌和芽孢杆菌的质量比为1:1:1。

通过上述技术方案，所述芽孢杆菌可以分解所述过滤液中的有机物质，如有机硫、有机氮等；所述假丝酵母菌能够同化铵盐和硝酸盐，还能降低所述畜粪中氨气含量从而起到除臭的作用；所述乳酸菌能够降低所述过滤液中的COD值；所述压氧发酵菌的添加达到了分解水中有机物质的效果。

优选的，在步骤2)中，所述厌氧发酵和沉淀的时间为10～20h。

优选的，在步骤4)中，所述光合细菌包括革兰氏阴性菌和沼泽红假单胞菌，所述革兰氏阴性菌和沼泽红假单胞菌的质量比为1:1。

通过上述技术方案，所述光合细菌能够快速降解污水中的硫化氢、氨态氮和COD，达到了分解水中有机物质的效果。

本发明的有益效果是：

1.本发明的一种净化农村污水的系统，通过添加所述光催化混合型增氧膜来分解水体中的COD、氮、磷等有机物，同时增加水体中的溶解氧；除此之外，通过水生植物进一步提高氮磷和有机物的处理率；达到了充分分解水中的有机物，净化水质的效果。

2.本发明的一种净化农村污水的系统，设置了可以依靠转轴和旋转臂进行横向和纵向旋转的反光板，将未能照射到所述光催化反应池中的光线反射到池中，从而提高了所述光催化反应池中的光照强度，达到提高分解作用和氧化作用的效果。

3.本发明的一种净化农村污水的方法，在沉淀发酵池中加入了乳酸菌、假丝酵母菌和芽孢杆菌作为厌氧发酵菌，所述芽孢杆菌可以分解所述过滤液中的有机物质，如有机硫、有机氮等；所述假丝酵母菌能够同化铵盐和硝酸盐，还能降低所述畜粪中氨气含量从而起到除臭的作用；所述乳酸菌能够降低所述过滤液中的COD值；从而达到了分解水中有机物质的效果。

4.本发明的一种净化农村污水的方法，在所述水生植物种植区中添加了革兰氏阴性菌和沼泽红假单胞菌作为光合细菌，达到了快速降解污水中的硫化氢、氨态氮和COD的效果。

附图说明

图1为本发明中净化系统的结构示意图；

图2为本发明中净化系统的外壁的结构示意图；

图3为本发明中转轴、固定环和光催化混合型增氧膜的结构示意图；

图中，1、进水口A；2、沉淀发酵池；3、排水口A；4、管道；5、进水口B；6、催化区；7、光催化混合型增氧膜；8、遮挡板；9、反光板；10、隔板；11、过水孔；12、滤网；13、水生植物种植区；14、排水口B；15、进水口C；16、紫外线消毒灯；17、消毒池；18、排水口C；19、除臭材料；20、防水层；21、堆砌层；22、固定座；23、转轴；24、支撑杆；25、旋转臂；26、拉线；27、固定环；28、旋转把手；29、卷轴。

具体实施方式

下面结合图1～3进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

一种净化农村污水的系统，包括沉淀发酵池2、光催化反应池和消毒池17；沉淀发酵池2、光催化反应池和消毒池17的外壁采用MU10的红砖堆砌，并采用丙纶层作为防水层20，达到防止污水通过缝隙渗出，从而污染地下水的效果。

沉淀发酵池2的一侧设有用以引入污水的进水口A1，沉淀发酵池2在远离所述进水口的一侧上方设有用以排出沉淀和厌氧发酵后的污水的排水口A3。

光催化反应池包括催化区6、水生植物种植区13，催化区6和水生植物种植区13之间设有隔板10，隔板10的中部设有过水孔11；

催化区6包括池体、呈“V”字形分布的光催化混合型增氧膜7和卷轴29，光催化混合型增氧膜7可以用于氧化分解污水中的有机物，呈“V“字形分布，可以增大光催化混合型增氧膜7和污水、太阳光的接触面积；池体中从上至下平行设有用以放置光催化混合型增氧膜7的拉线26，每根拉线26与池体的连接处的上方设有用以固定卷轴29的固定环27；光催化混合型增氧膜7搭设在拉线26上，光催化混合型增氧膜7的一端固定在卷轴29上；卷轴29的两端放置在一对固定环27中，其一端通过螺钉与旋转把手28固定连接，通过控制旋转把手28来实现对光催化混合型增氧膜7的收纳与更换。光催化反应池的堆砌层21的上方围设有遮挡板8，遮挡板8上的每一边各设有1个固定座22，固定座22上垂直设有转轴23，转轴23上设有支撑杆24，支撑杆24与转轴23通过螺钉固定连接；支撑杆24远离固定座22的一端垂直设有旋转臂25，旋转臂25套接在支撑杆24上；旋转臂25远离支撑杆24的一端固定设有涂有纳米反光材料的反光板9。

水生植物种植区13还包括沿着内壁设置的滤网12；在水生植物种植区13可以进一步对氮、磷和有机物进行分解；滤网12可以对水生植物种植区13中死亡的水生植物进行一次性更换；水生植物种植区13远离过水孔11的一侧设有排水孔B。

消毒池17中设有用于杀菌消毒的紫外线消毒灯16；消毒池17的一侧设有进水口C15，进水口C15通过管道4和排水口B14连接；消毒池17远离进水口C15的一侧设有排水口C18，排水口C18上设有活性炭从而对净化得到的水进行除臭。

本实施例的实施原理为：农村污水通过进水口A1进入沉淀发酵池2后进行厌氧发酵，同时体积大的固体物质沉淀在池内；随后污水经过排水口A3、管道4和进水口B5进入催化区6，光催化混合型增氧膜7对污水中的有机物进行氧化和分解，同时，反光板9将更多的光反射进入池中，加强光催化混合型增氧膜7的作用；接着，污水通过过水孔11进入水生植物种植区13，进一步对氮、磷和有机物进行分解；最后，污水通过排水口B14、管道4和进水口C15进入消毒区，通过紫外线消毒灯16的消毒杀菌和活性炭的除臭最终得以净化，从排水口C18排出。

一种净化农村污水的方法，包括以下步骤：

1)首先对农村污水进行多级曝气过滤后得到过滤液，并将其引入沉淀发酵池2；采用的多级曝气过滤的不锈钢筛网规格依次为200目、400目、600目，筛网呈30°倾斜，在筛网的底部安装有纳米曝气管对农村污水进行吹脱，多级筛网可以依次筛出农村污水中的沉淀，达到降低污水的浑浊度；除此之外，纳米曝气管可以在曝气的作用下将沼液中的部分氨氮吹脱，并且能够防止筛网网眼堵塞，达到提高净化效率的效果。

2)向沉淀发酵池2中加入质量比为1:1:1的乳酸菌、假丝酵母菌和芽孢杆菌作为厌氧发酵菌，并充入氮气以保证系统的厌氧环境，对过滤液进行16h的厌氧发酵和沉淀后得到上清液；

3)将上清液引入所述光催化反应池的催化区6，在光照条件下通过所述光催化混合型增氧膜7分解所述上清液，得到处理液；

4)处理液通过过水孔11进入到添加了水生植物和光合细菌的水生植物种植区，进一步分解氮、磷、硫并得到分解液；光合细菌包括质量比为1:1的革兰氏阴性菌和沼泽红假单胞菌。

5)将分解液引入消毒池17通过紫外线消毒灯16和吸附材料进行消毒杀菌和除臭，最终得到净化液。

试验效果

为了验证本发明的一种净化农村污水的方法对于农村污水的净化效果，进行了对比试验过。实验分为5组实验组和5组对照组；实验组采用了通过本实施例2的方法净化后的水样，对照组采用了未经处理的水样，并对其分别进行了COD测定和氨氮测定。

其中实验组和对照组的水样的体积相同，COD测定的方法为重铬酸钾法，氨氮测定的方法为纳氏试剂分光光度法。

结果如下表所示，分析得知，经过本实施例2的方法净化得到的水样，与未经处理的水样相比，COD的含量降低了90.85％，氨氮的含量降低了90.98％，COD和氨氮的含量均低于国家一级排放标准。

因此，本发明的一种净化农村污水的方法能够有效分解农村污水中的有机物和氨氮，达到净化污水的优良的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种净化农村污水的系统，其特征在于：包括依次设置的沉淀发酵池(2)、光催化反应池和消毒池(17)；所述沉淀发酵池(2)、光催化反应池和消毒池(17)的外壁均包括堆砌层(21)和防水层(20)；

所述沉淀发酵池(2)的一侧设有用以引入污水的进水口A(1)，所述沉淀发酵池(2)在远离所述进水口A(1)的一侧上方设有用以排出沉淀发酵后的污水的排水口A(3)；

所述光催化反应池包括催化区(6)和水生植物种植区(13)；所述催化区(6)和水生植物种植区(13)之间设有隔板(10)，所述隔板(10)的中部设有过水孔(11)；所述催化区(6)的一侧设有进水口B(5)，所述进水口B(5)通过管道(4)连接至排水口A(3)；所述催化区(6)包括池体，所述池体中从上至下设有若干平行放置的光催化混合型增氧膜(7)；所述光催化反应池的堆砌层(21)的上方围设有遮挡板(8)，所述遮挡板(8)上设有若干固定座(22)，所述固定座(22)上设有转轴(23)，所述转轴(23)上固定连接支撑杆(24)，所述转轴(23)用于带动支撑杆(24)以固定座(22)为圆心转动；所述支撑杆(24)远离转轴(23)的一端铰接有旋转臂(25)；所述旋转臂(25)远离支撑杆(24)的一端固定设有反光板(9)，所述反光板(9)的表面涂有反光材料；所述水生植物种植区(13)远离过水孔(11)的一侧设有排水孔B；

所述消毒池(17)中设有紫外线消毒灯(16)；所述消毒池(17)的一侧设有进水口C(15)，所述进水口C(15)通过管道(4)连接至排水口B(14)；所述消毒池(17)远离进水口C(15)的一侧设有排水口C(18)，所述排水口C(18)上附着有除臭材料(19)；

所述光催化混合型增氧膜(7)由上至下呈“V”字形分布；

所述光催化反应池还包括若干固定装置，所述固定装置包括1对平行设置的拉线(26)、2个卷轴(29)和2对用于固定卷轴(29)的固定环(27)，所述拉线(26)用于放置所述光催化混合型增氧膜(7)，每个所述卷轴(29)的两端放置在1对固定环(27)中，所述光催化混合型增氧膜(7)的一端固定在卷轴(29)上；所述拉线(26)与池体固定连接，所述拉线(26)与池体的连接处的上方设有固定环(27)，所述固定环(27)与池体的侧壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种净化农村污水的系统，其特征在于：所述卷轴(29)的一端设有旋转把手(28)，所述旋转把手(28)与卷轴(29)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种净化农村污水的系统，其特征在于：所述水生植物种植区(13)还包括沿着其内壁铺设的滤网(12)。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的系统进行的一种净化农村污水的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)对农村污水进行多级曝气过滤后得到过滤液，并将其引入所述沉淀发酵池(2)；

2)向所述沉淀发酵池(2)中加入厌氧发酵菌，并充入氮气以保证沉淀发酵池(2)的厌氧环境，对过滤液进行厌氧发酵和沉淀后得到上清液；

3)将所述上清液引入所述光催化反应池的催化区(6)，在光照条件下通过所述光催化混合型增氧膜(7)分解所述上清液，得到处理液；

4)所述处理液通过所述过水孔(11)进入到添加了水生植物和光合细菌的水生植物种植区，进一步分解得到分解液；

5)将所述分解液引入所述消毒池(17)进行消毒杀菌和除臭，最终得到净化液。

5.根据权利要求4所述的一种净化农村污水的方法，其特征在于：在步骤1)中，农村污水首先进行多级曝气过滤，采用的多级曝气过滤的不锈钢筛网规格依次为200目、400目、600目，筛网呈30°倾斜，在筛网的底部安装有纳米曝气管对农村污水进行吹脱。

6.根据权利要求4所述的一种净化农村污水的方法，其特征在于：在步骤2)中，所述厌氧发酵菌包括乳酸菌、假丝酵母菌和芽孢杆菌，所述乳酸菌、假丝酵母菌和芽孢杆菌的质量比为1:1:1。

7.根据权利要求4所述的一种净化农村污水的方法，其特征在于：在步骤2)中，所述厌氧发酵和沉淀的时间为10～20h。

8.根据权利要求4所述的一种净化农村污水的方法，其特征在于：在步骤4)中，所述光合细菌包括革兰氏阴性菌和沼泽红假单胞菌，所述革兰氏阴性菌和沼泽红假单胞菌的质量比为1:1。