CN110117134B - 一种农村生活污水处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理相关领域，具体涉及一种农村生活污水处理工艺，主要包括农村生活污水集中于污水池、好氧生化处理及微纳米气泡加生物膜载体的协同处理三个步骤；其中好氧生化处理在污水处理设备中进行，微纳米气泡加生物膜载体的协同处理在湿地处理设备中进行；所述污水处理设备与湿地处理设备连通；所述污水处理包括若干个相互连通污水处理桶，污水处理桶内均设有进气管，污水处理桶一侧内壁固定有填料框，填料框内设有填料；所述湿地处理设备包括若干个相互连接的湿地模块，湿地模块从上至下分别是土壤层、生物膜包覆的多孔填料层及多孔陶瓷层。本申请可实现污水的分批次处理，处理效率高、处理效果好且可实现连续稳定的出水。

Description

一种农村生活污水处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理相关领域，具体涉及一种农村生活污水处理工艺。

背景技术

农村生活污水处理是将生活污水中的有害物质和污染环境成份清除、降解做无害处理。目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多，名称也多种多样，但从工艺原理上通常可归为两类：第一类是自然处理系统，利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理，又称为生态处理系统；第二类是生物处理系统，又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。其中，好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物，通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。

现有技术中的好氧生物处理法存在生活污水处理量不易控制，不同污水量使用同一个设备。当污水量较少时也需要整个设备进行工作，从而易造成能源的浪费。同时，现有技术中的好氧生物处理法中的填料因为颗粒尺寸较小而易流失，并且填料容易在处理设备中堆积而不利于微生物的反应，污水处理效率低。同时，现有技术中的污水处理方式单一，污水处理质量差。

因此，为了解决这些问题，本发明提出了一种农村生活污水处理工艺。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种农村生活污水处理工艺，从而解决了以往农村生活污水处理易造成能源浪费及生活污水处理效率低的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种农村生活污水处理工艺，该污水处理工艺主要包括以下步骤：

步骤一：将农村生活污水集中收集在污水池中，并在污水池中对生活污水进行预处理；

步骤二：对经过步骤一预处理后的生活污水进行好氧生化处理；

步骤三：对经过步骤二好氧生化后的生活污水进行微纳米气泡加生物膜载体的协同处理。

优选的，所述步骤二中的好氧生化处理在污水处理设备中进行。

优选的，所述步骤三中的微纳米气泡加生物膜载体的协同处理在湿地处理设备中进行。

优选的，所述湿地处理设备设置于污水处理设备下方，且湿地处理设备与污水处理设备连通。

优选的，所述污水处理设备包括若干个污水处理桶，所述污水处理桶内均设有进气管、第一进水管及第一排水管，所述进气管、第一进水管及第一排水管的端部均伸出污水处理桶，污水处理桶下端侧壁连通有排污管，若干个所述污水处理桶的上方和下方分别第二进水管和第二出水管，所述第二进水管通过第三进水管与第一进水管连通，所述第二排水管通过第三排水管与第一排水管连通；所述第一排水管设置于污水处理桶侧壁中部，第一排水管伸入污水处理桶的一端通过软管连接有浮球，浮球底部开设有通孔，浮球侧壁与软管连通；所述污水处理桶一侧内壁固定有填料框，填料框内设有若干块网状隔板，网状隔板与填料框之间，相邻两块网状隔板之间均设有填料；所述污水处理桶底部设有倾斜板，所述排污管设置于倾斜板的低端。

优选的，所述填料为MBBR填料，所述MBBR填料上附着有一层活性炭。

优选的，所述进气管位于污水处理桶外的一端连接有风机，进气管位于污水处理桶(1)内的一端贯穿填料框后水平弯折；所述进气管水平弯折部分开设有若干个出气口。

优选的，所述第二进水管的一端封闭，第二进水管的另一端伸入污水池内；所述第二出水管的一端封闭，第二出水管的另一端与湿地处理设备相连；所述第三进水管、第一排水管及排污管上均设有单向阀所述污水处理桶上设有第一控制器，所述单向阀和风机均与第一控制器信号连接。

优选的，所述湿地处理设备包括若干个湿地模块，所述湿地模块侧壁分别设置有进水口和出水口，进水口和出水口分别位于湿地模块的对侧面，并且进水口和出水口呈上下位置交互设置，所述第二出水管的端部伸入进水口中；所述湿地模块从上至下分别是土壤层、生物膜包覆的多孔填料层及多孔陶瓷层。

优选的，所述湿地模块的表面设置有微纳米气泡输入进口，并且微纳米气泡输入进口依次连接有微纳米气泡发生器和风机；所述微纳米气泡输入进口的深度大于土壤层的厚度，并且小于土壤层与生物膜包覆的多孔填料层的厚度之和。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，若干个污水处理桶之间相互分离，可以根据每个污水处理桶一次能够处理的污水量及需要处理的污水总量实时确定所需的污水处理桶的个数，避免多个污水处理桶同时工作而造成能源的浪费，达到节省成本的目的。

2、本发明中，污水在本设备中分批次处理，每次处理包括进水、曝气、沉淀级出水四个过程，通过填料进行好氧生化处理，处理效率高，处理后质量好，可连续循环处理。

3、本发明中，将若干个污水处理桶并联，任意两个污水处理桶之间不会相互影响，污水处理量大；同时，不同污水处理桶中的进水、曝气、沉淀及出水在时间是交错的，多个污水处理桶并联后可实现出水的连续且稳定。

4、本发明中，通过浮球将污水引入第一出水管中进行排水，可以保证排除的液体中沉淀物与上清液分离，便于对上清液进行循环使用；且当浮球的位置低于第一出水管后及停止排水，从而可以实现排水的自动关闭，防止沉淀物通过第一出水管进入到收集池而污染收集池。

5、本发明中，湿地模块可以对经过污水处理设备处理后的水进行进一步处理应用，其中，生物膜包覆的多孔填料层配合通入的微纳米气泡，N、P元素依靠生物膜截留，缓释被土壤层中的植物进行吸收，生物膜截留后能延长两种元素在填料层的停留时间；提高两种元素的过滤效果；本发明中，微纳米气泡+生物膜载体协同湿地处理污水，净化效果高于较多污水处理工艺的效率，具有协同作用，从而保证农村生活污水的处理效果，处理过程不会对环境造成二次污染。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是污水处理桶的正视图；

图中标记：1-污水处理桶；2-进气管；3-第一进水管；4-第一排水管；5-排污管；6-第二进水管；7-第二排水管；8-第三进水管；9-第三排水管；10-软管；11-浮球；12-填料框；13-网状隔板；14-填料；15-通孔；16-倾斜板；17-单向阀；18-第一控制器；19-湿地模块；20-进水口；21-出水口；22-土壤层；23-生物膜包覆的多孔填料层；24-多孔陶瓷层；25-微纳米气泡输入进口；26-微纳米气泡发生器；27-风机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互任意组合。

实施例1

一种农村生活污水处理工艺，该污水处理工艺主要包括以下步骤：

步骤一：将农村生活污水集中收集在污水池中，并在污水池中对生活污水进行预处理；

步骤二：对经过步骤一预处理后的生活污水进行好氧生化处理；

步骤三：对经过步骤二好氧生化后的生活污水进行微纳米气泡加生物膜载体的协同处理。

本实施例中，将农村生活污水集中在污水池(图中未示出)中可以便于农村生活污水进行集中处理，防止农村生活污水随处排放而污染环境或土壤。在污水池中可对生活污水进行过滤、沉淀等预处理，除去污水中的泥沙、黏土、有机物及机械杂质等杂质，保证后续污水处理的效率和质量。好氧生化处理处理效率高，处理后质量好，可连续循环处理。微纳米气泡加生物膜载体的协同处理可以提高N、P元素的过滤率，使N、P元素被土壤中的植物吸收；同时，微纳米气泡加生物膜载体的协同处理可以对生活污水进行进一步净化，净化效果高于较多污水处理工艺的效率，从而保证农村生活污水的处理效果，处理过程不会对环境造成二次污染。

实施例2

所述污水处理设备包括若干个污水处理桶1，所述污水处理桶1内均设有进气管2、第一进水管3及第一排水管4，所述进气管2、第一进水管3及第一排水管4的端部均伸出污水处理桶1，污水处理桶1下端侧壁连通有排污管5。若干个所述污水处理桶1的上方和下方分别第二进水管6和第二出水管7，第二进水管6的一端封闭，第二进水管6的另一端伸入污水源内，第二出水管7的一端封闭，第二出水管7的另一端伸入收集池内。所述第二进水管6通过第三进水管8与第一进水管3连通，所述第二排水管通过第三排水管9与第一排水管4连通。所述第一排水管4设置于污水处理桶1侧壁中部，第一排水管4伸入污水处理桶1的一端通过软管10连接有浮球11；所述污水处理桶1一侧内壁固定有填料14框12，填料14框12内设有若干块网状隔板13，网状隔板13与填料14框12之间，相邻两块网状隔板13之间均设有填料14。所述第三进水管8、第一出水管及排污管5上均设有单向阀17；所述污水处理桶1上设有第一控制器18，所述单向阀17和风机均与第一控制器18信号连接。所述污水处理设备还包括第二控制器，第二控制器与第一控制器18信号连接。

本实施例使用时，将第二进水管6伸入污水池中，根据每个污水处理桶1的处理量及污水池中的污水量确定所需的污水处理桶1的个数，然后通过第二控制器控制所需污水处理桶1上的第一控制器18工作，第一控制器18控制相应污水处理桶1上第三进水管8上的单向阀17开启，污水从第二进水管6中通过第三进水管8和第一进水管3后进入到污水处理桶1中，当污水处理桶1内的污水量达到一定值时，关闭第三进水管8上的单向阀17，空气通过风机打入进气管2中进行曝气，曝气一段时间后，关闭风机，进行沉淀，沉淀完成后打开第一出水管上的单向阀17进行出水即完成一次污水处理工作。如此循环，即可对生活污水进行连续处理。

本实施例中，若干个污水处理桶1之间相互分离，可以根据每个污水处理桶1一次能够处理的污水量及需要处理的污水总量实时确定所需的污水处理桶1的个数，避免多个污水处理桶1同时工作而造成能源的浪费，达到节省成本的目的。

本实施例中，污水在各个污水处理桶1中分批式处理，一批次处理用时6小时，各个控制器分别控制每个污水处理桶1执行进水、曝气、沉淀及出水四个过程。其中，进水10min，通过也为控制器继续控制；曝气5小时，通过填料14进行好氧生化处理；沉淀30min；出水20min。整个设备执行4班制，即6小时循环一次，一天处理四次。同时，本设备中，将若干个污水处理桶1并联，任意两个污水处理桶1之间不会相互影响，污水处理量大；不同污水处理桶1中的进水、曝气、沉淀及出水在时间是交错的，多个污水处理桶1并联后可实现出水的连续且稳定。

本实施例中，污水处理桶1由亚克力材质或聚四氯乙烯材质制成。

作为本实施例的进一步描述，所述浮球11底部开设有通孔15，浮球11侧壁与软管10连通。

本实施例使用时，当需要排水时，打开第一出水管上的单向阀17，液体通过浮球11上的通孔15将污水引流进入第一排水管4道中，实现滗水器的功能，浮球11位置低于第一排水管4后及停止排水。此过程中，沉淀后液面水质最清澈可进行回收循环使用，达到节省水资源的目的。通过浮球11将污水引入第一出水管中进行排水，可以保证排除的液体中沉淀物与上清液分离，便于对上清液进行循环使用；且当浮球11的位置低于第一出水管后及停止排水，从而可以实现排水的自动关闭，防止沉淀物通过第一出水管进入到收集池而污染收集池。

作为本实施例的进一步描述，所述填料14为MBBR填料14，所述MBBR填料14上附着有一层活性炭。

本实施例使用时，在MBBR填料14上附着有一层活性炭得到的填料14的挂膜时间、处理性能均有较大程度的提高，从而提高填料14对污水处理的处理效果。

作为本实施例的进一步描述，所述进气管2位于污水处理桶1外的一端连接有风机，进气管2位于污水处理桶1内的一端贯穿填料14框12后水平弯折；所述进气管2水平弯折部分开设有若干个出气口。

本实施例使用时，曝气通过功率为10W/处理单元的低能耗风机向进气管2中通入空气，其中，一个污水处理桶1为一个处理单元。此过程中运用低能耗的风机进行脾气可以节省能耗，从而达到节省成本的作用。本实施例中，进气管2为软塑料盘管，在进气管2的水平弯折部分设置若干个出气口可以增加空气在单位时间内的排出量，从而增加空气与污水的接触，提高好氧生化处理的效果，进而提高污水处理效果。

作为本实施例的进一步描述，所述污水处理桶1底部设有倾斜板16，所述排污管5设置于倾斜板16的低端。

本实施例使用时，倾斜板16的设置可以使污水处理后的沉淀物在自身重力的作用下沿倾斜板16向下滑动并通过排污管5排出。防止沉淀物沉淀在污水处理桶1底部不便于清理而增加清理难度。

实施例3

所述湿地处理设备包括若干个湿地模块19，所述湿地模块19以正四边形或正六边形的方式连接组成湿地处理设备。所述湿地模块19侧壁分别设置有进水口20和出水口21，进水口20和出水口21分别位于湿地模块19的对侧面，并且进水口20和出水口21呈上下位置交互设置，所述第二出水管7的出水口伸入湿地模块19的进水口20中；所述湿地模块19从上至下分别是土壤层22、生物膜包覆的多孔填料层23及多孔陶瓷层24。所述湿地模块19的表面设置有微纳米气泡输入进口25，并且微纳米气泡输入进口25依次连接有微纳米气泡发生器26和风机27；所述微纳米气泡输入进口25的深度大于土壤层22的厚度，并且小于土壤层22与生物膜包覆的多孔填料层23的厚度之和。

本实施例使用时，将经过污水处理设备处理后的生活污水通过第二出水管7通入湿地模块19中进行再次处理，提高污水处理的处理效果。湿地模块19中的生物膜包覆的多孔填料层23中多孔填料可以用现有常规的各类多孔填料，可优选孔表面积是填料体积100倍-1000倍的多孔填料。低于100倍的多孔填料可能会导致湿地中污染物无法得到较好的过滤和清除作用，高于1000倍的多孔填料中，可能会导致污染物易堵塞多孔填料层，从而有可能造成整体模块化湿地中的水流不畅通，局部出现水量较多或水量较少的情况，不利于土壤层22附着植物的生长。所述孔表面积包括孔内表面积和孔外表面积的两者之和。

另外，本实施例生物膜包覆的多孔填料层23中，生物膜包覆的表面积占多孔填料的孔表面积的至少80％以上，生物膜的净厚度是1mm以上。生物膜包覆多孔填料可以通过现有的常规制备方式获得，也可通过市场购买渠道获取(例如MBBR负载生物膜填料)。无论何种方式，皆可优先选择生物膜包覆的表面积占多孔填料的孔表面积的至少80％以上，生物膜净厚度1mm以上；生物膜包覆的面积、净厚度越大，其与各方面所起的协同作用效果就越明显。

本实施例中，所述微纳米气泡输入进口25的深度大于土壤层22的厚度，并且小于土壤层22与生物膜包覆的多孔填料层23的厚度之和。微纳米气泡直接通入湿地模块19中的第二层即生物膜包覆的多孔填料层23内，同时亦采用所述土壤层22上种植植株，并且植株的根系深度大于土壤层22的厚度，并且小于土壤层22与生物膜包覆的多孔填料层23的厚度之和；上述方式下，微纳米气泡携带氧气，为第二层的植株根系直接供氧，同时还可促进生物膜循环使用。

本实施例中生物膜包覆的多孔填料层23配合通入的微纳米气泡，N、P元素依靠生物膜截留，同时植物进行吸收，生物膜截留后能延长两种元素在填料层的停留时间；提高两种元素的过滤效果。

本实施例中的中间层是生物膜包覆的多孔填料层23，具体结构是填料多孔，孔内表面全部附着有生物膜，利用生物膜截流水中污染物成分，同时通入的微纳米气泡除了给植物根系供氧外，还可逐渐移除生物膜表面被截流的污染物成分，促使生物膜延长使用时间，可循环使用；同时，在这期间，还可利用微纳米气泡的作用，不停的均化填料层23和土壤层22内的污染物成分浓度，促使根系均匀吸收，尤其是N、P两种元素成分。

本申请中生物膜包覆的多孔填料层23是一种载体材料，可通过常规制备方式获取，即将多孔填料接种微生物(选择常规使用的有益于降解COD或聚磷、反硝化脱氮的微生物)一段时间后，孔隙的表面形成一层微生物膜，即可得到生物膜包覆的多孔填料；将其平铺至土壤层下方，不仅孔隙率高，其表面的微生物膜对污水有较好的净化效果。本申请中生物膜包覆的多孔填料层23除采用常规制备方法获取外，还可通过市售的渠道购买所得，例如MBBR负载生物膜填料。

本实施例中微纳米气泡发生器26可产生粒径10nm～1000nm的微气泡，在风机27及微纳米气泡输入进口25的作用下进入湿地模块19，更甚至于进入生物膜包覆的多孔填料层23。这样的方式可以提供氧气助力微生物的生长；微纳米气泡因具备粒径小、不上浮、难破裂等优点，在此应用会对微生物的供养效率、生长速率等有较大提高。同时这样的方式下由于微纳米气泡表面带大量负电荷，在此应用具备净化污水的能力。

微纳米气泡表面带大量的负电荷，微纳米气泡不仅可以吸附水中污染物，还可以吸附生物膜表面脱落的老化膜，促使填料层可多次循环利用，减少多孔被堵塞的情况发生，同时还可当吸附了污染物的微纳米气泡附着在填料微生物膜表面时，待气泡消失后，污染物可被微生物或植物的根系吸收降解。气泡作为载体，通过吸附作用将污染物高效的截留在微生物膜表面，使净化效率提高80％左右。

本申请中微纳米气泡+生物膜载体协同湿地处理污水，净化效果高于较多污水处理工艺的效率，具有协同作用；经过处理后的污水，例如利用本申请模块化净水湿地结构，当若干湿地模块拼接后其具有200m²的表面积，在10天内处理100吨污水，每天处理10吨污水，其每天的处理效果均可从最开始的总N含量从50mg/L降至10mg/L以下，总P含量从5mg/L降至0.3mg/L以下，COD含量从200mg/L降至40mg/L；充分说明了本申请模块化净水湿地结构的处理效果及处理效果的可持续性，即连续处理污水的净化效果；并且同时利用湿地模块或若干湿地模块组成的整体湿地的土壤层培植的植株可不受限于污水中N、P的含量值，所得植株可获得较好的长势。另外，若优先选择生物膜包覆的表面积占多孔填料的孔表面积的至少80％以上，生物膜净厚度1mm以上的条件，生物膜包覆的面积、净厚度越大，其与各方面所起的协同作用效果就越明显；例如同样利用具有200m²的表面积的本申请的模块化进水湿地结构处理污水，在10天内处理100吨污水，每天处理10吨污水，其每天的处理效果均可从最开始的总N含量从50mg/L降至5mg/L以下，总P含量从5mg/L降至0.1mg/L以下，COD含量从200mg/L降至20mg/L；同样的，充分说明了本申请模块化净水湿地结构的处理效果及处理效果的可持续性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种农村生活污水处理工艺，其特征在于：该污水处理工艺主要包括以下步骤：

步骤一：将农村生活污水集中收集在污水池中，并在污水池中对生活污水进行预处理；

步骤二：对经过步骤一预处理后的生活污水进行好氧生化处理；所述好氧生化处理在污水处理设备中进行；

步骤三：对经过步骤二好氧生化后的生活污水进行微纳米气泡加生物膜载体的协同处理；所述步骤二中的污水处理设备包括若干个污水处理桶(1)，所述污水处理桶(1)内均设有进气管(2)、第一进水管(3)及第一排水管(4)，所述进气管(2)、第一进水管(3)及第一排水管(4)的端部均伸出污水处理桶(1)，污水处理桶(1)下端侧壁连通有排污管(5)，若干个所述污水处理桶(1)的上方和下方分别第二进水管(6)和第二排水管 (7)，所述第二进水管(6)通过第三进水管(8)与第一进水管(3)连通，所述第二排水管(7)通过第三排水管(9)与第一排水管(4)连通；所述第一排水管(4)设置于污水处理桶(1)侧壁中部，第一排水管(4)伸入污水处理桶(1)的一端通过软管(10)连接有浮球(11)，浮球(11)底部开设有通孔(15)，浮球(11)侧壁与软管(10)连通；所述污水处理桶(1)一侧内壁固定有填料框(12)，填料框(12)内设有若干块网状隔板(13)，网状隔板(13)与填料框(12)之间，相邻两块网状隔板(13)之间均设有填料(14)；所述污水处理桶(1)底部设有倾斜板(16)，所述排污管(5)设置于倾斜板(16)的低端；

所述第二进水管(6)的一端封闭，第二进水管(6)的另一端伸入污水池内；所述第二排水管 (7)的一端封闭，第二排 水管(7)的另一端与湿地处理设备相连；所述第三进水管(8)、第一排水管(4)及排污管(5)上均设有单向阀(17)；所述污水处理桶(1)上设有第一控制器(18)，所述单向阀(17)和风机均与第一控制器(18)信号连接；

所述湿地处理设备包括若干个湿地模块(19)，所述湿地模块(19)侧壁分别设置有进水口(20)和出水口(21)，进水口(20)和出水口(21)分别位于湿地模块(19)的对侧面，并且进水口(20)和出水口(21)呈上下位置交互设置，所述第二排水管 (7)的端部伸入进水口(20)中；所述湿地模块(19)从上至下分别是土壤层(22)、生物膜包覆的多孔填料层(23)及多孔陶瓷层(24)。

2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理工艺，其特征在于：所述步骤三中的微纳米气泡加生物膜载体的协同处理在湿地处理设备中进行。

3.根据权利要求1或2所述的一种农村生活污水处理工艺，其特征在于：所述湿地处理设备设置于污水处理设备下方，且湿地处理设备与污水处理设备连通。

4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理工艺，其特征在于：所述填料(14)为MBBR填料，所述MBBR填料上附着有一层活性炭。

5.根据权利要求1所示的一种农村生活污水处理工艺，其特征在于：所述进气管(2)位于污水处理桶(1)外的一端连接有风机，进气管(2)位于污水处理桶(1)内的一端贯穿填料框(12)后水平弯折；所述进气管(2)水平弯折部分开设有若干个出气口。

6.根据权利要求1所示的一种农村生活污水处理工艺，其特征在于：所述湿地模块(19)的表面设置有微纳米气泡输入进口(25)，并且微纳米气泡输入进口(25)依次连接有微纳米气泡发生器(26)和风机(27)；所述微纳米气泡输入进口(25)的深度大于土壤层(22)的厚度，并且小于土壤层(22)与生物膜包覆的多孔填料层(23)的厚度之和。

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