CN111499090A - 一种农村户用污水处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农村户用污水处理装置及其处理方法。该装置包括箱体和隔板。隔板将箱体隔成两个区域，隔板左侧为第一功能区，隔板右侧为第二功能区。第一功能区上端的箱体侧壁上设有进水管。第二功能区上端的箱体侧壁上设有出水管。第一功能区内自上向下依次设有拦污格栅和悬浮填料。悬浮填料中设有曝气头。第二功能区内设有网框和布水管。网框内自上向下依次设有无泥粗砂层、砾石层和鹅卵石层。无泥粗砂层中种植有水生植物。布水管连通第一功能区与第二功能区，布水管上开设有孔洞，布水管的出水口处安装有法兰盲板。本发明能够有效解决1吨/天以下农村家庭户用的污水处理问题，具有结构简单、安装方便、操作灵活、成本较低等特点。

Description

一种农村户用污水处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种农村户用污水处理装置及其处理方法。

背景技术

随着农村内部乡镇企业的发展以及农业面源污染的扩大，我国农村水环境的污染问题也越来越严重。截止2017年年底，我国农村行政村污水处理率不足30%。农村水体富营养化程度高，藻类生长迅速，河涌水质又黑又臭现象严重，地下水水质变坏，这严重影响农村地区的生态环境，威胁农村饮用水安全，加剧淡水资源危机。随着新农村建设以及对生态环境保护力度的加大，我国部分地区农村生活污水得以处理。但是尚有较多偏远地区和分散地区的农村污水处理问题得不到解决。对于此类地区的农村污水进行处理，需要采用就地处理设置，且规模较小，需采用一体化污水处理设备。

目前，我国市场上较多的农村污水处理一体化设备大多面向于相对较为集中的污水处理项目，处理能力多为10吨/天以上。对于农村一家一户，尤其是1吨/天以下的农村家庭户用污水处理，此类装置较大，成本较高。当前我国绝大部分农村污水处理需要满足一级A标准，即COD_Cr≤50mg/L，氨氮≤5mg/L，TN≤20mg/L，TP≤0.5 mg/L ，SS≤0.5 mg/L。针对此排放标准，针对水中的氮、磷、有机物污染物的去除，采用活性污泥法或者生物膜法，针对悬浮物（SS）的去除，多采用过滤工艺，形成“活性污泥法+过滤”或者“生物膜法+过滤”技术。而且此类一体化污水处理装置的设计进水标准多为COD_Cr≥200mg/L，氨氮≥25mg/L，TN≥30mg/L，TP≥2.0mg/L。

此外，我国有相当一部分农村污水，尤其是南方室内排水管线设置较为完备的地区，实际农村污水COD_Cr≤100mg/L，进水氨氮≤15mg/L。相对而言，农村污水处理设施进水水质浓度较低。采用传统的“活性污泥法+过滤”或者“生物膜法+过滤”技术，受规模影响和设备加工尺寸限制，处理装置往往偏大，一次造价及运行成本相对来说较高，与农村地区较低的收入水平不符。而且采用“活性污泥法+过滤”技术时，还存在污泥老化，运行不稳定的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农村户用污水处理装置及其处理方法，该处理装置及其处理方法能够有效解决1吨/天以下农村家庭户用的污水处理问题，具有结构简单、安装方便、操作灵活、成本较低等特点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种农村户用污水处理装置，包括箱体和设置在箱体中间的隔板。所述隔板将箱体隔成两个区域，隔板左侧为第一功能区，隔板右侧为第二功能区。所述第一功能区上端的箱体侧壁上设有进水管；所述第二功能区上端的箱体侧壁上设有出水管。所述第一功能区内自上向下依次设有拦污格栅和悬浮填料；所述悬浮填料中设有曝气头。所述第二功能区内设有网框和位于网框下方的布水管；所述网框内自上向下依次设有无泥粗砂层、砾石层和鹅卵石层。所述无泥粗砂层中种植有水生植物。所述布水管连通第一功能区与第二功能区，且布水管上开设有若干孔洞，布水管的出水口处可拆卸安装有法兰盲板。

所述曝气头连接有电源线。

所述拦污格栅的栅条间隙为10mm。

所述鹅卵石层的填充高度为350mm，其中的鹅卵石的粒径为16~32mm。

所述砾石层的填充高度为150mm，其中的砾石的粒径为8~16mm。

所述无泥粗砂层的填充高度为250mm，其中的无泥粗砂的粒径为4~8mm。

所述若干孔洞交错设置，孔洞开孔位置为与布水管中心线呈45°倾角，孔洞的直径为10mm。

所述拦污格栅和网框均通过提耳放置在箱体内。

所述布水管的出口处焊接有法兰，所述法兰盲板通过螺栓连接在法兰上。

本发明还涉及一种上述农村户用污水处理装置的处理方法，该方法包括以下步骤：

（1）经过化粪池预处理的待处理的水通过进水管进入箱体的第一功能区，在经过拦污格栅时，水中的杂物被拦污格栅拦截，水穿过拦污格栅进入第一功能区下部。

（2）在第一功能区下部，曝气头对第一功能区进行供氧并进行搅拌，水中的有机物和氨氮被附着在悬浮填料上的生物膜里面的微生物进行吸收利用；其中，水中的有机物被异养菌利用得到去除，水中的氨氮经硝化菌转化为硝态氮。

（3）经第一功能区处理后的水通过布水管的进口进入到布水管中，并通过布水管上的孔洞进入到布水管上方的第二功能区中。

（4）在第二功能区内，水依次经过鹅卵石层、砾石层、无泥粗砂层进行过滤，并与附着在这些填料上的微生物进行缺氧反应，水中的硝态氮在缺氧环境下转化成氮气排放，水中的有机物被反硝化菌利用进一步去除。

（5）在无泥粗砂层中种植有水生植物，待处理水中残余的氮磷经过水生植物的光合作用被进一步吸收去除，最终，经第二功能区处理后的水出水管排放。

（6）当箱体中有沉积物时，打开布水管上的法兰盲板，对沉积物进行排放。

（7）当拦污格栅内的污物较多堵塞时，通过提耳，将拦污格栅提出箱体，进行污物清理。

与现有技术相比，本发明的优点为：

（1）本发明所述的污水装置结构紧凑、安装方便、构造简单，设备仅为曝气头， 操作灵活，运行维护方便，成本低廉。本发明能够有效解决1吨/天以下农村家庭户用的污水处理问题。

（2）本发明采用悬浮填料及鹅卵石、砾石、无泥粗砂上附着生长的生物膜进行脱氮和去除有机物，采用水生植物去除污水中的磷。生物膜具有较为复杂的食物链结构对于较低浓度的进水水质，耐冲击性强，能够保证系统稳定运行。

（3）本发明采用水生植物吸收可以进一步去除氮磷，即使进水有机物不足的情况下，也不需要额外投加外加碳源。

（4）本发明通过自下而上设置粒径逐渐变小的鹅卵石、砾石、无泥粗砂，可以有效去除水中悬浮物，不需要额外设置过滤系统。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的布水管开孔示意图。

其中：

1、箱体，2、拦污格栅，3、隔板，4、网框，5、进水管，6、布水管，7、法兰盲板，8、鹅卵石层，9、砾石层，10、无泥粗砂层，11、出水管，12、水生植物，13、提耳，14、曝气头，15、电源线，16、悬浮填料，17、第一功能区，18、第二功能区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1-图2所示的一种农村户用污水处理装置，包括箱体1和设置在箱体中间的隔板3。所述隔板3将箱体1隔成两个区域，隔板3左侧为第一功能区17，隔板3右侧为第二功能区18。所述第一功能区17上端的箱体1侧壁上设有进水管5；所述第二功能区18上端的箱体1侧壁上设有出水管11。所述第一功能区17内自上向下依次设有拦污格栅2和悬浮填料16。所述悬浮填料16中设有曝气头14。所述第二功能区18内设有网框4和位于网框4下方的布水管6。所述网框4内自上向下依次设有无泥粗砂层10、砾石层9和鹅卵石层8。所述网框4，用于固定无泥粗砂层10、砾石层9和鹅卵石层8等各个填料层。网框4通过提耳13放置在箱体1中，便于将网框4及其中的填料层和水生植物12取出进行清理、更换。所述无泥粗砂层10中种植有水生植物12。所述布水管6连通第一功能区17与第二功能区18，且布水管6上开设有若干孔洞，布水管6的出水口处可拆卸安装有法兰盲板7。

如图1所示，进水管5设置在拦污格栅2上端或上方的箱体1的侧壁上，这样，待处理的水由进水管5进入到第一功能区17后，会先经过拦污格栅2，再往第一功能区17的下方流动。出水管11设置在水生植物12所处位置处的箱体1的侧壁上，这样，进入第二功能区18的水，会依次经过鹅卵石层8、砾石层9、无泥粗砂层10和水生植物12的处理后，再由出水管11排出，从而保证对水中各种物质处理的比较彻底。布水管6设置在整个箱体1的下端，其进口开设在隔板上，其管道向右侧延伸至箱体的外侧。布水管6上开设有若干孔洞，布水管6一方面用于连通第一功能区17和第二功能区18，使经过第一功能区17处理后的水通过布水管6流入到第二功能区18，另一方面还用于将第一功能区17处理后产生的沉积物（该沉积物由布水管6的进口进入到布水管6中）和第二功能区18处理后产生的沉积物（该沉积物由孔洞进入到布水管6中）通过其出口排出。

所述曝气头14连接有电源线15。

所述拦污格栅2的栅条间隙为10mm。

所述鹅卵石层8的填充高度为350mm，其中的鹅卵石的粒径为16~32mm。

所述砾石层9的填充高度为150mm，其中的砾石的粒径为8~16mm。

所述无泥粗砂层10的填充高度为250mm，其中的无泥粗砂的粒径为4~8mm。

所述若干孔洞交错设置，孔洞开孔位置为布水管6中心线呈45°倾角，孔洞的直径为10mm，这样设计孔洞，便于水和污泥通过孔洞进入到布水管内部，且孔洞不易堵塞。

所述拦污格栅2和网框4均通过提耳13放置在箱体1内。

所述布水管6的出口处焊接有法兰，所述法兰盲板7通过螺栓连接在法兰上。当需要将箱体1中的沉积物清理掉时，可以将法兰盲板7拆下来，对进入到布水管6中的沉积物进行清理，清理完成后，再将法兰盲板7装上。

本发明还涉及一种上述农村户用污水处理装置的处理方法，该方法包括以下步骤：

（1）经过化粪池预处理的待处理的水通过进水管5进入箱体1的第一功能区17，在经过拦污格栅2时，水中的杂物被拦污格栅2拦截，水穿过拦污格栅2进入第一功能区17下部。

（2）在第一功能区17下部，曝气头14对第一功能区17进行供氧并进行搅拌，水中的有机物和氨氮被附着在悬浮填料16上的生物膜里面的微生物进行吸收利用；其中，水中的有机物被异养菌利用得到去除，水中的氨氮经硝化菌转化为硝态氮。

（3）经第一功能区17处理后的水通过布水管6的进口进入到布水管6中，并通过布水管6上的孔洞进入到布水管6上方的第二功能区18中。

（4）在第二功能区18内，水依次经过鹅卵石层8、砾石层9、无泥粗砂层10进行过滤，并与附着在这些填料上的微生物进行缺氧反应，水中的硝态氮在缺氧环境下转化成氮气排放，水中的有机物被反硝化菌利用进一步去除。

（5）在无泥粗砂层10中种植有水生植物12，待处理水中残余的氮磷经过水生植物12的光合作用被进一步吸收去除，最终，经第二功能区18处理后的水出水管11排放。

（6）当箱体1中有沉积物时，打开布水管6上的法兰盲板7，对沉积物进行排放。

（7）当拦污格栅2内的污物较多堵塞时，通过提耳13，将拦污格栅2提出箱体1，进行污物清理。

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种农村户用污水处理装置及其处理方法。装置采用隔板分为两个功能区。第一功能区主要用来去除进水中尺寸较大的杂物、有机物和氨氮。通过设置格栅拦截进水中的杂物，保证后续生物处理系统的稳定运行。通过设置悬浮填料，为微生物的生长提供附着载体，形成生物膜。通过设置曝气头，为微生物去除有机物供氧好氧环境条件。第二功能区主要用来去除水中的总氮、磷、及悬浮物（SS）。通过设置布水管进行均匀布水。通过自下而上设置粒径逐渐变小的鹅卵石、砾石、无泥粗砂，水中悬浮物逐渐被滤除，且由于鹅卵石、砾石、无泥粗砂能够为微生物的生长提供附着载体，在缺氧条件下，反硝化菌得以在此繁殖，为反硝化脱氮提供保障。无泥粗砂为水生植物的栽种提供根系生长基质。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种农村户用污水处理装置，其特征在于：包括箱体和设置在箱体中间的隔板；所述隔板将箱体隔成两个区域，隔板左侧为第一功能区，隔板右侧为第二功能区；所述第一功能区上端的箱体侧壁上设有进水管；所述第二功能区上端的箱体侧壁上设有出水管；所述第一功能区内自上向下依次设有拦污格栅和悬浮填料；所述悬浮填料中设有曝气头；所述第二功能区内设有网框和位于网框下方的布水管；所述网框内自上向下依次设有无泥粗砂层、砾石层和鹅卵石层；所述无泥粗砂层中种植有水生植物；所述布水管连通第一功能区与第二功能区，且布水管上开设有若干孔洞，布水管的出水口处可拆卸安装有法兰盲板;

所述曝气头连接有电源线;

所述拦污格栅的栅条间隙为10mm;

所述鹅卵石层的填充高度为350mm，其中的鹅卵石的粒径为16~32mm;

所述砾石层的填充高度为150mm，其中的砾石的粒径为8~16mm;

所述无泥粗砂层的填充高度为250mm，其中的无泥粗砂的粒径为4~8mm;

所述若干孔洞交错设置，孔洞开孔位置与布水管中心线呈45°倾角，孔洞的直径为10mm;

所述拦污格栅和网框均通过提耳放置在箱体内;

所述布水管的出口处焊接有法兰，所述法兰盲板通过螺栓连接在法兰上。

2.根据权利要求1所述的一种农村户用污水处理装置的处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）经过化粪池预处理的待处理的水通过进水管进入箱体的第一功能区，在经过拦污格栅时，水中的杂物被拦污格栅拦截，水穿过拦污格栅进入第一功能区下部；

（2）在第一功能区下部，曝气头对第一功能区进行供氧并进行搅拌，水中的有机物和氨氮被附着在悬浮填料上的生物膜里面的微生物进行吸收利用；其中，水中的有机物被异养菌利用得到去除，水中的氨氮经硝化菌转化为硝态氮；

（3）经第一功能区处理后的水通过布水管的进口进入到布水管中，并通过布水管上的孔洞进入到布水管上方的第二功能区中；

（4）在第二功能区内，水依次经过鹅卵石层、砾石层、无泥粗砂层进行过滤，并与附着在这些填料上的微生物进行缺氧反应，水中的硝态氮在缺氧环境下转化成氮气排放，水中的有机物被反硝化菌利用进一步去除；

（5）在无泥粗砂层中种植有水生植物，待处理水中残余的氮磷经过水生植物的光合作用被进一步吸收去除，最终，经第二功能区处理后的水出水管排放；

（6）当箱体中有沉积物时，打开布水管上的法兰盲板，对沉积物进行排放；

（7）当拦污格栅内的污物较多堵塞时，通过提耳，将拦污格栅提出箱体，进行污物清理。

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