CN110683715A - 一种农村生活污水资源化分类高效处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，属于污水处理技术领域。包括黑水处理池、生活污水一级处理池、生活污水二级处理池和生活污水三级处理池；黑水处理池包括黑水除臭池、厌氧处理池、堆肥池、液体肥池和尿液池，生活黑水经黑水收集管道集中收集于黑水除臭池中，在黑水除臭池除臭后流入厌氧处理池反应产生甲烷和黑水，甲烷由甲烷发电装置收集利用，黑水进入堆肥池或液体肥池，尿液池的黑水与灰水混合经过生活污水一级处理池、生活污水二级处理池和生活污水三级处理池完成净化。本发明主要解决了农村生活污水随意排放污染环境的问题，其在改善农村生态环境，提升农民生活品质，提高生活污水资源化利用率等发面发挥了重要作用。

Description

一种农村生活污水资源化分类高效处理系统

技术领域

本发明涉及一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，属于污水处理技术领域。

背景技术

近年来，随着农村经济的迅速发展，农民的生活水平得到不断的提高，但是，其基础设施的建设与农村过快的经济发展相比得不到对应的匹配。在农村经济迅速发展的背景下，隐藏的是基础设施建设的不完善，由此引发了一系列的问题，其中水环境污染问题尤为严重。农村生活污水治理是农村人居环境整治的重要内容，是实施乡村振兴战略的重要举措。然而目前来说，农村生活污水治理仍是农村人居环境最突出的短板。农村生活污水因其含有大量的营养盐及细菌、病毒等，容易造成地表水及地下水的污染，随着污水的随意排放，污水引起的面源污染问题也愈发严重，同时污水的随意排放也是农村流域水质恶化，湖泊富营养化的主要原因。农村生活污水的处理已经成为了一个迫在眉睫的问题。

然而，目前的农村污水处理系统大多数都采用了集中处理的方法，即把黑水（含有粪便物质的生活污水）和灰水（指淋浴过和洗涤过的水）混合在一起处理。例如专利号为CN201510533628.2所公布的一种农村生活污水处理装置，其采用了厌氧生物池，跌水型人工湿地单元和生态池塘来净化农村生活污水。但实际上农村灰水中的营养盐、有机物、细菌、病毒等都远远小于城市灰水中的含量，只需要经过简单的几步处理便可排放入湖。而一旦将黑水与灰水集中处理，就要在灰水处理原有的基础上加上黑水处理的步骤，考虑到灰水的量远远大于黑水的量，本发明采用了农村污水分类处理机制。及将黑水与灰水分开处理，不仅使处理更有针对性，还能提高生活污水处理效率。而像专利号为CN201610337806.9所发表的专利虽然结构简单适应农村，能够实现生活污水的分级处理及利用，但考虑到其只能吸附生活污水中的固体杂质，对营养盐、有机物、细菌病毒等并没有什么有效的解决措施，并不能缓解农村生活污水随意排放引起的面源污染问题。

目前，农村生活污水处理问题并没有得到有效的解决方法，其主要问题是并没有找到一种适合农村的生活污水处理办法。本发明基于此背景下，提出了一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，旨在通过不同生活污水的特点（黑水、灰水）来实现生活污水的分类收集，根据不同种类的污水来制定不同的处理系统，增强生活污水的净化效率，实现不同污水不同资源化利用的目的。既能根据不同种类的污水实现不同的资源化利用，又能根据农作物不同季节的不同需求来调整生活污水的利用方向。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，通过不同生活污水的特点来实现生活污水的分类收集，根据不同种类的污水来制定不同的处理系统，实现不同污水不同资源化利用的目的，增强生活污水净化效率的同时实现生活污水利用的最大化。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：包括黑水处理池、生活污水一级处理池、生活污水二级处理池和生活污水三级处理池；所述的黑水处理池包括黑水除臭池、厌氧处理池、堆肥池、液体肥池和尿液池，农村居民产生的生活黑水经黑水收集管道集中收集于黑水除臭池中，在黑水除臭池除臭后流入厌氧处理池，在厌氧处理池反应后产生甲烷和黑水，甲烷由甲烷发电装置收集利用，黑水进入堆肥池或液体肥池，堆肥池的废水通过固液分离墙流入尿液池，液体肥池中的废水直接灌溉肥田，尿液池的黑水与灰水混合依次经过生活污水一级处理池、生活污水二级处理池和生活污水三级处理池完成净化。

所述的生活污水一级处理池上设有生活污水收集管道和一级出水管，生活污水收集管道和一级出水管间设有铁丝拦网、海绵拦网和活性炭拦网，尿液池的废水与生活污水收集管道的灰水经过铁丝拦网、海绵拦网和活性炭拦网的拦截过滤通过一级出水管流入生活污水二级处理池。

所述的生活污水收集管道和一级出水管均为直径20cm的聚乙烯管；所述的铁丝拦网为孔洞为0.2cm*0.2cm的铁丝网，海绵拦网为5cm的海绵层，两侧用铁丝网固定，活性炭拦网为5cm的活性炭层，两侧用铁丝网固定。

所述的生活污水二级处理池包括水力风车、活性污泥垒台和二级出水管，水力风车设置在一级出水管出口处，所述的活性污泥垒台由三层混泥土长方体组成，垒台上有连通的蜂窝煤状孔洞，其孔洞内填充有活性污泥和微生物；活性污泥垒台顶层平面高于二级出水管，当生活污水二级处理池内液面达到水管高度时，生活灰水从二级出水管流入生活污水三级处理池。

所述的一级出水管出水时带动水力风车旋转，水力风车或凭借风力转动增强生活污水二级处理池内水体流动性，增加水体内的氧气含量。

所述的生活污水三级处理池包括圆形垒台、净化水体排出管道、水泵和净水植物；圆形垒台包括三层圆形土壤层，净水植物包括浮于水面的浮水植物凤眼莲、种植于第一层圆形土壤层的浮叶植物荇菜、种植于第二层圆形土壤层的挺水植物美人蕉和植于第三层圆形土壤层沉水植物轮叶黑藻，二级出水管将经过生活污水二级处理池净化过的水导入生活污水三级处理池经过处理后从净化水体排出管道流出。

所述的水泵将生活污水三级处理池泵入液体肥池用于灌溉。

所述的黑水除臭池内含一层活性炭污泥墙，黑水除臭池的墙上设有开口，开口处有阻隔板阻隔，黑水到达一定高度时会向阻隔板处施加压力，待到生活黑水积累到阻隔板处，阻隔板被推开，生活黑水从黑水除臭池流入厌氧处理池中，待到黑水除臭池中黑水液面低于阻隔板处，阻隔板闭合；所述的厌氧处理池墙上设有两处开口，开口处有挡板，开口分别通向堆肥池和液体肥池。

所述的液体肥池内设有搅拌装置，生活黑水流入液体肥池后，打开水泵将生活污水三级处理池内含氮磷的污水汇入液体肥池中，打开搅拌装置，将处理过的灰水与黑水混合成含氮磷的液体肥，用于农作物的灌溉。

所述的堆肥池或液体肥池根据季节变化分时处理，当春夏季节时，农作物需要浇灌，将经过处理的黑水和灰水引入液体肥池，经过搅拌装置的作用制成液体肥；当秋冬季节时，将处理的黑水引入堆肥池制成有机肥，为农作物提供养料。

堆肥池内设有方便农民进行堆肥操作的阶梯。

本发明的有益效果是：分类处理，针对农村生活污水中黑水、灰水中营养盐、有机物、细菌、病毒的成分、含量不同，实现生活污水的分类收集，根据不同种类的污水来制定不同的处理系统，增强生活污水的净化效率，实现不同污水不同资源化利用的目的。

黑水季节性处理，针对农作物不同季节的不同需求，当春夏季节时，农作物需要浇灌，将经过处理的黑水和灰水引入液体肥池，经过搅拌装置的作用可制成液体肥，当秋冬季节时，可将处理的黑水引入堆肥池制成有机肥，为农作物提供养料。

针对处理，净化效果好，够消灭其中的有机物、细菌病毒。农村生活灰水经过一级处理池能够过滤固体杂质，经二级处理池能够消灭细菌病毒有机物，经三级处理池能够除去生活污水中的氮磷。

氮磷去除效果好，三级处理池采用了浮水植物、挺水植物、浮叶植物和沉水植物，既能通过不同种类不同位置的植物来提高除磷除氮的效率，又可晒干作为堆肥的原料。

经济效益高，厌氧处理池中的甲烷发电装置可以吸收厌氧处理中的甲烷将其转化为电能，为系统中的用电装置提供电能。黑水可制成液体肥或有机肥，为农作物提供养料。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是本发明的生活污水一级处理池俯视示意图；

图3是本发明的生活污水一级处理池剖面示意图；

图4是本发明的生活污水二级处理池俯视示意图；

图5是本发明的生活污水二级处理池剖面示意图；

图6是本发明的生活污水三级处理池俯视示意图；

图7是本发明的生活污水三级处理池剖面示意图；

图8是本发明的黑水处理池俯视示意图；

图9是本发明的黑水处理池剖面示意图。

图中：1、生活污水一级处理池，2、生活污水二级处理池，3、生活污水三级处理池，4、黑水处理池，5、黑水除臭池，6、厌氧处理池，7、堆肥池，8、液体肥池，9、尿液池，10、生活污水收集管道，11、铁丝拦网，12、海绵拦网，13、活性炭拦网，14、一级出水管，15、水力风车，16、活性污泥垒台，17、二级出水管，18、圆形垒台，19、浮水植物凤眼莲，20、浮叶植物荇菜，2、挺水植物美人蕉，22、沉水植物轮叶黑藻，23、净化水体排出管道，24、水泵，25、黑水收集管道，26、活性炭污泥墙，27、甲烷发电装置，28、阶梯，29、搅拌装置，30、固液分离墙， 31、阻隔板，32、挡板。

具体实施方式

如图1到图9所示的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：包括黑水处理池4、生活污水一级处理池1、生活污水二级处理池2和生活污水三级处理池3；所述的黑水处理池4包括黑水除臭池5、厌氧处理池6、堆肥池7、液体肥池8和尿液池9，农村居民产生的生活黑水经黑水收集管道25集中收集于黑水除臭池5中，在黑水除臭池5除臭后流入厌氧处理池6，在厌氧处理池6反应后产生甲烷和黑水，甲烷由甲烷发电装置27收集利用，黑水进入堆肥池7或液体肥池8，堆肥池7的废水通过固液分离墙30流入尿液池9，液体肥池8中的废水直接灌溉肥田，尿液池9的黑水与灰水混合依次经过生活污水一级处理池1、生活污水二级处理池2和生活污水三级处理池3完成净化。

所述的生活污水一级处理池1上设有生活污水收集管道10和一级出水管14，生活污水收集管道10和一级出水管14间设有铁丝拦网11、海绵拦网12和活性炭拦网13，尿液池9的废水与生活污水收集管道10的灰水经过铁丝拦网11、海绵拦网12和活性炭拦网13的拦截过滤通过一级出水管14流入生活污水二级处理池2。

所述的生活污水收集管道10和一级出水管14均为直径20cm的聚乙烯管；所述的铁丝拦网11为孔洞为0.2cm*0.2cm的铁丝网，海绵拦网12为5cm的海绵层，两侧用铁丝网固定，活性炭拦网13为5cm的活性炭层，两侧用铁丝网固定。

所述的生活污水二级处理池2包括水力风车15、活性污泥垒台16和二级出水管17，水力风车15设置在一级出水管14出口处，所述的活性污泥垒台16由三层混泥土长方体组成，垒台上有连通的蜂窝煤状孔洞，其孔洞内填充有活性污泥和微生物；活性污泥垒台16顶层平面高于二级出水管17，当生活污水二级处理池2内液面达到水管17高度时，生活灰水从二级出水管17流入生活污水三级处理池3。

所述的一级出水管14出水时带动水力风车15旋转，水力风车15或凭借风力转动增强生活污水二级处理池2内水体流动性，增加水体内的氧气含量。

所述的生活污水三级处理池3包括圆形垒台18、净化水体排出管道23、水泵24和净水植物；圆形垒台18包括三层圆形土壤层，净水植物包括浮于水面的浮水植物凤眼莲19、种植于第一层圆形土壤层的浮叶植物荇菜20、种植于第二层圆形土壤层的挺水植物美人蕉21和植于第三层圆形土壤层沉水植物轮叶黑藻22，二级出水管17将经过生活污水二级处理池2净化过的水导入生活污水三级处理池3经过处理后从净化水体排出管道23流出。

所述的水泵24将生活污水三级处理池3泵入液体肥池8用于灌溉。

所述的黑水除臭池5内含一层活性炭污泥墙26，黑水除臭池5的墙上设有开口，开口处有阻隔板31阻隔，黑水到达一定高度时会向阻隔板31处施加压力，待到生活黑水积累到阻隔板31处，阻隔板31被推开，生活黑水从黑水除臭池5流入厌氧处理池6中，待到黑水除臭池5中黑水液面低于阻隔板31处，阻隔板31闭合；所述的厌氧处理池6墙上设有两处开口，开口处有挡板32，开口分别通向堆肥池7和液体肥池8。

所述的液体肥池8内设有搅拌装置29，生活黑水流入液体肥池8后，打开水泵24将生活污水三级处理池3内含氮磷的污水汇入液体肥池8中，打开搅拌装置29，将处理过的灰水与黑水混合成含氮磷的液体肥，用于农作物的灌溉。

所述的堆肥池7或液体肥池8根据季节变化分时处理，当春夏季节时，农作物需要浇灌，将经过处理的黑水和灰水引入液体肥池8，经过搅拌装置29的作用制成液体肥；当秋冬季节时，将处理的黑水引入堆肥池7制成有机肥，为农作物提供养料。

堆肥池7内设有方便农民进行堆肥操作的阶梯28。固液分离墙30是由秸秆、泥沙、水泥、活性炭以3：2：1：1的质量比制成的30cm厚度的墙，内含钢筋进行固定。

生活污水一级处理池1深4m，长8m，宽6m，生活污水二级处理池2深4m，长8m，宽6m，生活污水三级处理池3深4m，长8m，宽6m。黑水处理池4整体呈15°倾斜，黑水除臭池5深2m，长6m，宽1.5m，厌氧处理池6深2.5m，长6m，宽1.5m，堆肥池7深3m，长3m，宽2m，液体肥池7深3.5m，长6m，宽1m。活性污泥垒台16第一层长6m，宽4m，高1m，第二层长5m，宽3m，高1m，第三层长4m，宽2m，高1m。

农村居民产生的生活黑水由公共厕所和化粪池经黑水收集管道25集中收集于黑水除臭池5中，黑水除臭池内含一层10cm的活性炭污泥墙26，可以有效的吸收生活黑水的臭味。待到生活黑水积累到一定程度时流入厌氧处理池6中，生活黑水在厌氧状态下经厌氧菌的反应，可以有效的去除其中的细菌病毒有机物等。甲烷发电装置27负责吸收厌氧处理池6内产生的甲烷，将甲烷转换为电能，当春夏季节时，农作物需要灌溉，固定堆肥池7内的挡板32，使生活黑水流入液体肥池8，打开水泵24，将生活污水三级处理池3内含氮磷的污水汇入液体肥池8中，打开搅拌装置29，将处理过的灰水与黑水混合成含氮磷的液体肥，用于农作物的灌溉。当秋冬季节时，固定液体肥池8内的挡板32，使生活黑水流入堆肥池7内，由于倾斜15°的原因，生活黑水中的液体经固液分离墙30流入尿液池9内，固体粪便留在堆肥池7内进行堆肥，阶梯28可便于农民进行堆肥操作。将生活三级处理池3中收割的植物晒干作为堆肥的原料，实现堆肥的目的。最后将尿液池9内的液体经水泵30汇入生活污水一级处理池1内经行处理。

Claims (10)

1.一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：包括黑水处理池（4）、生活污水一级处理池（1）、生活污水二级处理池（2）和生活污水三级处理池（3）；所述的黑水处理池（4）包括黑水除臭池（5）、厌氧处理池（6）、堆肥池（7）、液体肥池（8）和尿液池（9），农村居民产生的生活黑水经黑水收集管道（25）集中收集于黑水除臭池（5）中，在黑水除臭池（5）除臭后流入厌氧处理池（6），在厌氧处理池（6）反应后产生甲烷和黑水，甲烷由甲烷发电装置（27）收集利用，黑水进入堆肥池（7）或液体肥池（8），堆肥池（7）的废水通过固液分离墙（30）流入尿液池（9），液体肥池（8）中的废水直接灌溉肥田，尿液池（9）的黑水与灰水混合依次经过生活污水一级处理池（1）、生活污水二级处理池（2）和生活污水三级处理池（3）完成净化。

2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的生活污水一级处理池（1）上设有生活污水收集管道（10）和一级出水管（14），生活污水收集管道（10）和一级出水管（14）间设有铁丝拦网（11）、海绵拦网（12）和活性炭拦网（13），尿液池（9）的废水与生活污水收集管道（10）的灰水经过铁丝拦网（11）、海绵拦网（12）和活性炭拦网（13）的拦截过滤通过一级出水管（14）流入生活污水二级处理池（2）。

3.根据权利要求2所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的生活污水收集管道（10）和一级出水管（14）均为直径20cm的聚乙烯管；所述的铁丝拦网（11）为孔洞为0.2cm*0.2cm的铁丝网，海绵拦网（12）为5cm的海绵层，两侧用铁丝网固定，活性炭拦网（13）为5cm的活性炭层，两侧用铁丝网固定。

4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的生活污水二级处理池（2）包括水力风车（15）、活性污泥垒台（16）和二级出水管（17），水力风车（15）设置在一级出水管（14）出口处，所述的活性污泥垒台（16）由三层混泥土长方体组成，垒台上有连通的蜂窝煤状孔洞，其孔洞内填充有活性污泥和微生物；活性污泥垒台（16）顶层平面高于二级出水管（17），当生活污水二级处理池（2）内液面达到水管（17）高度时，生活灰水从二级出水管（17）流入生活污水三级处理池（3）。

5.根据权利要求4所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的一级出水管（14）出水时带动水力风车（15）旋转，水力风车（15）或凭借风力转动增强生活污水二级处理池（2）内水体流动性，增加水体内的氧气含量。

6.根据权利要求1所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的生活污水三级处理池（3）包括圆形垒台（18）、净化水体排出管道（23）、水泵（24）和净水植物；圆形垒台（18）包括三层圆形土壤层，净水植物包括浮于水面的浮水植物凤眼莲（19）、种植于第一层圆形土壤层的浮叶植物荇菜（20）、种植于第二层圆形土壤层的挺水植物美人蕉（21）和植于第三层圆形土壤层沉水植物轮叶黑藻（22），二级出水管（17）将经过生活污水二级处理池（2）净化过的水导入生活污水三级处理池（3）经过处理后从净化水体排出管道（23）流出。

7.根据权利要求6所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的水泵（24）将生活污水三级处理池（3）泵入液体肥池（8）用于灌溉。

8.根据权利要求1所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的黑水除臭池（5）内含一层活性炭污泥墙（26），黑水除臭池（5）的墙上设有开口，开口处有阻隔板（31）阻隔，黑水到达一定高度时会向阻隔板（31）处施加压力，待到生活黑水积累到阻隔板（31）处，阻隔板（31）被推开，生活黑水从黑水除臭池（5）流入厌氧处理池（6）中，待到黑水除臭池（5）中黑水液面低于阻隔板（31）处，阻隔板（31）闭合；所述的厌氧处理池（6）墙上设有两处开口，开口处有挡板（32），开口分别通向堆肥池（7）和液体肥池（8）。

9.根据权利要求8所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的液体肥池（8）内设有搅拌装置（29），生活黑水流入液体肥池（8）后，打开水泵（24）将生活污水三级处理池（3）内含氮磷的污水汇入液体肥池（8）中，打开搅拌装置（29），将处理过的灰水与黑水混合成含氮磷的液体肥，用于农作物的灌溉。

10.根据权利要求1所述的一种农村生活污水资源化分类高效处理系统，其特征在于：所述的堆肥池（7）或液体肥池（8）根据季节变化分时处理，当春夏季节时，农作物需要浇灌，将经过处理的黑水和灰水引入液体肥池（8），经过搅拌装置（29）的作用制成液体肥；当秋冬季节时，将处理的黑水引入堆肥池（7）制成有机肥，为农作物提供养料。

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