CN111499091A - 一种农村污水处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农村污水处理系统及其处理方法。该系统包括提升泵房、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、出水池和污泥泵房。厌氧池包括人工浮岛一、填料一、水生植物一、推流器一和在线溶解氧仪一。缺氧池包括人工浮岛二、填料二、水生植物二、推流器二和在线溶解氧仪二。好氧池包括人工浮岛三、填料三、水生植物三、曝气设备、混合液回流泵和在线溶解氧仪三。曝气设备通过空气管线与鼓风机相连，空气管线上设有空气管线电动阀门。出水池设有在线TN仪、在线TP仪和在线氨氮仪。污泥泵房内设有污泥回流泵。本发明能够克服现有农村污水处理系统设计水量、水质与实际运行差异较大造成系统长期低负荷运行的弊端，确保系统稳定运行，节省能耗和药耗。

Description

一种农村污水处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种农村污水处理系统及其处理方法。

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。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。

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。而相当一部分农村污水设施实际进水COD_Cr≤100mg/L，进水氨氮≤15mg/L，进水污染物浓度较出水值偏低，实际处理水量在设计处理能力的50%以下。在此背景下，以传统的活性污泥处理方法为主的农村污水处理设施，在较低负荷下运行。传统的活性污泥AAO工艺为主流的农村污水处理技术，在实际运行过程中，由于实际进水负荷较低，生化池中溶解氧浓度维持在4mg/L以上，活性污泥不仅浓度低，而且污泥无机化严重，结构较松散，污水处理系统耐冲击负荷能力不强，生物脱氮除磷效果不明显，厌氧池、缺氧池功能缺失，出水悬浮物高，且出水水质不稳定。污水中磷的去除只能依靠化学除磷，造成污水处理设施难以发挥应有的功能。且由于多数的农村污水处理设施不设置相关在线仪表，使得整个污水处理系统相关设备的运行难以与实际进水水质水量相匹配，造成“大马拉小车”现象，能耗药耗浪费严重，与农村地区较低的收入水平严重不匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农村污水处理系统及其处理方法，该处理系统及其处理方法能够解决较低进水水质和较低实际处理水量情况下污水处理系统的稳定运行问题，同时使整个污水处理系统的相关设施与进水水质和水量进行匹配确保污水处理系统能够在较为经济的条件下运行。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种农村污水处理系统，包括提升泵房、复合生态厌氧池、复合生态缺氧池、复合生态好氧池、二沉池、出水池和污泥泵房。

所述提升泵房内设有提升泵和液位计。

所述复合生态厌氧池包括自上向下依次设置的人工浮岛一和填料一；所述人工浮岛一上种植有水生植物一；所述填料一下方设有推流器一；所述复合生态厌氧池内设有在线溶解氧仪一。

所述复合生态缺氧池包括自上向下依次设置的人工浮岛二和填料二；所述人工浮岛二上种植有水生植物二；所述填料二下方设有推流器二；所述复合生态缺氧池内设有在线溶解氧仪二。

所述复合生态好氧池包括自上向下依次设置的人工浮岛三和填料三；所述人工浮岛三上中植种植有水生植物三；所述填料三下方设有曝气设备和，混合液回流泵；所述曝气设备通过空气管线与鼓风机相连，且空气管线上设有空气管线电动阀门；所述复合生态好氧池内水生植物三的上方设有在线溶解氧仪三；和混合液回流泵；所述出水池设有在线TN仪、在线TP仪和在线氨氮仪。

所述污泥泵房内设有污泥回流泵。

所述提升泵的出口通过提升管线与复合生态厌氧池的入口相连，且提升管线上设有提升管线电动阀门；所述复合生态厌氧池、复合生态缺氧池和复合生态好氧池依次相连，且复合生态厌氧池与复合生态缺氧池之间设有过水孔一，复合生态缺氧池和复合生态好氧池之间设有过水孔二；所述混合液回流泵的出口通过混合液回流管线与复合生态缺氧池的入口相连，且混合液回流管线上设有混合液回流管线电动阀门；所述复合生态好氧池的出口通过污水管线一与二沉池的入口相连；所述二沉池的入口还通过化学除磷加药管线与化学除磷加药装置相连，且化学除磷加药管线上设有计量泵和化学除磷加药管线电动阀门；所述二沉池的出口一通过污水管线二和出水池的入口相连；所述二沉池的出口二通过污泥管线一与污泥泵房入口相连；所述污泥泵房设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵的污泥回流泵的入口相连，污泥回流泵的出口通过污泥管线二与复合生态厌氧池的入口相连；所述污泥管线二上设有污泥回流管线电动阀门。。

进一步的，所述液位计，用于联动提升泵、推流器一、推流器二和鼓风机；当提升泵房液位处于高液位时，液位计反馈高液位信号，启动提升泵、推流器一、推流器二和鼓风机；当提升泵房液位处于低液位时，液位计反馈低液位信号，关闭提升泵、推流器一、推流器二和鼓风机。

进一步的，所述在线TN仪，用于联动混合液回流泵及混合液回流管线电动阀门；当出水TN超标时，反馈TN超标信号，启动混合液回流泵，或者开大混合液回流管线电动阀门。

进一步的，所述在线TP仪，用于联动加药计量泵及化学除磷加药管线电动阀门；当出水TP超标时，反馈TP超标信号，启动加药计量泵，或者开大化学除磷加药管线电动阀门。

进一步的，所述在线氨氮仪，用于联动空气管线电动阀门、污泥回流管线电动阀门和提升泵电动阀门；当出水氨氮超标时，反馈氨氮超标信号，开大空气管线电动阀门、污泥回流管线电动阀门，关小提升泵电动阀门。

进一步的，所述在线溶解氧仪一，用于联动污泥回流管线电动阀门；当复合生态厌氧池中的溶解氧浓度≥0.5mg/l时，关小污泥回流管线电动阀门。

进一步的，所述在线溶解氧仪二，用于联动混合液回流管线电动阀门；当复合生态缺氧池中的溶解氧浓度≥1.5mg/l时，关小混合液回流管线电动阀门；当复合生态缺氧池中的溶解氧浓度≤0.5mg/l时，开大混合液回流管线电动阀门。

进一步的，所述在线溶解氧仪三，用于联动鼓风机及空气管线电动阀门；当复合生态好氧池中的溶解氧浓度≥4mg/l时，关小空气管线电动阀门，或者调低鼓风机电机的频率；当复合生态好氧池中的溶解氧浓度≤4mg/l时，开大空气管线电动阀门，或者调高鼓风机的电机频率。

本发明还涉及一种上述农村污水处理系统的处理方法，该方法包括以下步骤：

（1）来水经过预处理去除进水中的悬浮物后再进入提升泵房；确保后续生化反应的稳定；所述预处理为沉砂池、沉淀池、调节池等，预处理的目的是确保后续生化反应的稳定。

（2）经提升泵提升的污水与经污泥回流泵提升的回流污泥，一同提升至复合生态厌氧池；在复合生态厌氧池中，池中悬浮污泥中的聚磷菌利用原水中的有机物作为碳源和能源进行厌氧释磷，同时污水中的一部分氮磷被人工浮岛一上栽种的水生植物一吸收去除。

（3）复合生态厌氧池的出水以及从复合生态好氧池中经混合液回流泵提升回流的携带硝态氮的混合液一同进入复合生态缺氧池中。复合生态缺氧池中设置的填料二上附着的生物膜内所含有的反硝化菌，充分利用原水中挟带的有机物进行反硝化反应，将硝态氮还原成氮气，同时污水中的一部分氮和磷通过光合作用被人工浮岛二上种植的水生植物二吸收去除。

（4）复合生态缺氧池的出水进入复合生态好氧池，在复合生态好氧池内，曝气设备通过空气管线与鼓风机相连接，并进行曝气；在好氧条件下，复合生态好氧池内设置的填料三上附着的生物膜的异养菌将来水中的有机物碳化分解，硝化菌将氨氮氧化成硝态氮，同时来水中的一部分氮和磷通过光合作用被人工浮岛三上种植的水生植物三吸收去除。

（5）复合生态好氧池出水进入二沉池，同时，化学除磷药剂通过化学除磷加药装置的计量泵投加到污水中，并与污水在管道中进行混合反应。

（6）在二沉池内，悬浮物进行沉淀，经沉淀处理后的出水进入出水池达标排放；剩余污泥由污泥回流管线排放至污泥泵房，一部分进行回流，另一部分则前往污泥处理系统。

和现有技术相比，本发明的优点为：

（1）本发明通过在在活性污泥AAO工艺的厌氧池、缺氧池、好氧池内设置填料和水生植物，利用生物膜上的微生物和水生物的共同作用，去除污水中的氮磷。由于填料上附着生长的生物膜具有复杂食物链结构，抗冲击能力强；且水生植物对较低进水浓度的氮磷也有吸收去除作用，从而能够充分保证较低进水水质和水量情况下，农村污水处理系统的稳定运行，并且能够充分发挥生化作用和植物吸收作用来对低浓度进水水质进行净化，确保系统稳定运行。

（2）本发明通过在线仪表与设备联动，使整个污水处理系统的相关设施与进水水质和水量进行匹配，确保系统在较为经济的条件下运行，从而降低了实际进水流量较低时系统空转的风险，避免系统长期在低负荷情况下进行运行造成的运行不稳定，同时节约了能耗。

（3）本发明解决了目前污水处理技术领域，尤其是农村污水处理领域进水水量、水质远远小于设计值以及低进水浓度和低进水水量情况下，农村污水污水处理系统的稳定运行问题，大大节约了能耗和药耗。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

其中：

1、提升泵房，2、提升泵，3、液位计，4、复合生态厌氧池，5、填料一，6、人工浮岛一，7、水生植物一，8、在线溶解氧仪一，9、推流器一，10、复合生态缺氧池，11、复合生态好氧池，12、曝气设备，13、混合液回流泵，14、鼓风机，15、化学除磷加药装置，16、计量泵，17、二沉池，18、出水池，19、在线TN仪，20、在线氨氮仪，21、在线TP仪，22、污泥泵房，23、污泥回流泵，24、混合液回流管线电动阀门，25、空气管线电动阀门，26、污泥回流管线电动阀门，27、化学除磷加药管线电动阀门，28、提升管线电动阀门，29、在线溶解氧仪二，30、在线溶解氧仪三，31、填料二，32、人工浮岛二，33、水生植物二，34、填料三，35、人工浮岛三，36、水生植物三，37、推流器二。

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所示的一种农村污水处理系统，包括提升泵房1、复合生态厌氧池4、复合生态缺氧池10、复合生态好氧池11、二沉池17、出水池18和污泥泵房22。

所述提升泵房1内设有提升泵2和液位计3。

所述复合生态厌氧池4包括自上向下依次设置的人工浮岛一6和填料一5；所述人工浮岛一6上种植有水生植物一7；所述填料一5下方设有推流器一9；所述复合生态厌氧池4内设有在线溶解氧仪一8。

所述复合生态缺氧池10包括自上向下依次设置的人工浮岛二32和填料二31；所述人工浮岛二32上种植有水生植物二33；所述填料二31下方设有推流器二37；所述复合生态缺氧池10内设有在线溶解氧仪二29。

所述复合生态好氧池11包括自上向下依次设置的人工浮岛三35和填料三34；所述人工浮岛三35上中植有水生植物三36；所述填料三34下方设有曝气设备12；所述曝气设备12通过空气管线与鼓风机14相连，且空气管线上设有空气管线电动阀门25；所述复合生态好氧池11内设有在线溶解氧仪三30和混合液回流泵13。

所述出水池18设有在线TN仪19、在线TP仪21和在线氨氮仪20。

所述污泥泵房22内设有污泥回流泵23。

所述提升泵2的出口通过提升管线与复合生态厌氧池4的入口相连，且提升管线上设有提升管线电动阀门28。所述复合生态厌氧池4、复合生态缺氧池10和复合生态好氧池11依次相连，且复合生态厌氧池4与复合生态缺氧池10之间设有过水孔一，复合生态缺氧池10和复合生态好氧池11之间设有过水孔二。所述过水孔一，用于复合生态厌氧池4的出水流入到复合生态缺氧池10中。所述过水孔二，用于复合生态缺氧池10的出水流入到复合生态好氧池11中。所述混合液回流泵13的出口通过混合液回流管线与复合生态缺氧池10的入口相连，且混合液回流管线上设有混合液回流管线电动阀门24。所述复合生态好氧池11的出口通过污水管线一与二沉池17的入口相连；所述二沉池17的入口还通过化学除磷加药管线与化学除磷加药装置15相连，且化学除磷加药管线上设有计量泵16和化学除磷加药管线电动阀门27。所述二沉池17的出口一（水的出口）通过污水管线二和出水池18的入口相连。所述二沉池17的出口二（污泥的出口）通过污泥管线一与污泥泵房22的入口相连。所述污泥泵房22内设置有污泥回流泵23。所述污泥回流泵23的出口通过污泥管线二与复合生态厌氧池4的入口相连；所述污泥管线二上设有污泥回流管线电动阀门26。

进一步的，所述液位计3，用于联动提升泵2、推流器一9、推流器二37和鼓风机14。当提升泵房1液位处于高液位时，液位计3反馈高液位信号，启动提升泵2、推流器一9、推流器二37和鼓风机14。当提升泵房1液位处于低液位时，液位计3反馈低液位信号，关闭提升泵2、推流器一9、推流器二37和鼓风机14。

进一步的，所述在线TN仪，用于联动混合液回流泵13及混合液回流管线电动阀门24；当出水TN超标时，反馈TN超标信号，启动混合液回流泵13，或者开大混合液回流管线电动阀门24。

进一步的，所述在线TP仪21，用于联动加药计量泵16及化学除磷加药管线电动阀门27；当出水TP超标时，反馈TP超标信号，启动加药计量泵16，或者开大化学除磷加药管线电动阀门27。

进一步的，所述在线氨氮仪20，用于联动空气管线电动阀门25、污泥回流管线电动阀门26和提升泵电动阀门28；当出水氨氮超标时，反馈氨氮超标信号，开大空气管线电动阀门25、污泥回流管线电动阀门26，关小提升泵电动阀门28。

进一步的，所述在线溶解氧仪一8，用于联动污泥回流管线电动阀门26；当复合生态厌氧池4中的溶解氧浓度≥0.5mg/l时，关小污泥回流管线电动阀门26。

进一步的，所述在线溶解氧仪二29，用于联动混合液回流管线电动阀门24；当复合生态缺氧池10中的溶解氧浓度≥1.5mg/l时，关小混合液回流管线电动阀门24；当复合生态缺氧池10中的溶解氧浓度≤0.5mg/l时，开大混合液回流管线电动阀门24。

进一步的，所述在线溶解氧仪三30，用于联动鼓风机14及空气管线电动阀门25；当复合生态好氧池11中的溶解氧浓度≥4mg/l时，关小空气管线电动阀门25，或者调低鼓风机14电机的频率；当复合生态好氧池11中的溶解氧浓度≤4mg/l时，开大空气管线电动阀门25，或者调高鼓风机14的电机频率。

本发明还涉及一种上述农村污水处理系统的处理方法，该方法包括以下步骤：

（1）来水经过预处理去除进水中的悬浮物后再进入提升泵房1，以确保后续生化反应的稳定。所述预处理为沉砂池、沉淀池、调节池等，预处理的目的是确保后续生化反应的稳定。

（2）经提升泵2提升的污水与经污泥回流泵23提升的回流污泥，一同提升至复合生态厌氧池4；在复合生态厌氧池4中，悬浮污泥中的聚磷菌利用原水中的有机物作为碳源和能源进行厌氧释磷，同时污水中的一部分氮磷被人工浮岛一6上栽种的水生植物一7吸收去除。

（3）复合生态厌氧池4的出水（该出水通过过水孔一进入到复合生态缺氧池10中）以及从复合生态好氧池11中经混合液回流泵13提升回流的携带硝态氮的混合液（该混合液通过混合液回流管线进入到复合生态缺氧池10中）一同进入复合生态缺氧池10中。复合生态缺氧池10中设置的填料二31上附着的生物膜内所含有的反硝化菌，充分利用原水中挟带的有机物进行反硝化反应，将硝态氮还原成氮气，同时污水中的一部分氮和磷通过光合作用被人工浮岛二32上种植的水生植物二33吸收去除。

（4）复合生态缺氧池10的出水由过水孔二进入复合生态好氧池11，在复合生态好氧池11内，曝气设备12通过空气管线与鼓风机14相连接，并进行曝气；在好氧条件下，复合生态好氧池11内设置的填料三34上附着的生物膜的异养菌将来水中的有机物碳化分解，硝化菌将氨氮氧化成硝态氮，同时来水中的一部分氮和磷通过光合作用被人工浮岛三35上种植的水生植物三36吸收去除。

（5）复合生态好氧池11的出水进入二沉池17，同时，化学除磷药剂通过化学除磷加药装置15的计量泵投加到污水中，并与污水在管道（该管道指污水管线一）中进行混合反应。

（6）在二沉池17内，悬浮物进行沉淀，沉淀完毕后，出水进入到出水池18达标排放；剩余污泥由二沉池17底部的出口二排放至污泥泵房22，一部分通过污泥回流管线进行回流，另一部分则前往污泥处理系统。

综上所述，本发明在活性污泥AAO工艺的厌氧池、缺氧池、好氧池内设置填料和水生植物，利用生物膜上的微生物和人工浮岛上栽种的水生植物的共同作用，去除污水中的氮磷。由于填料上附着生长的生物膜具有复杂食物链结构，抗冲击能力强；且水生植物对较低进水浓度的氮磷也有良好吸收去除作用，因此，本发明能够充分保证较低进水水质和水量情况下，农村污水处理系统的稳定运行。本发明通过设置相关在线仪表，使整个污水处理系统的相关设施与进水水质和水量进行匹配，确保系统在较为经济的条件下运行。

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 (3)

1.一种农村污水处理系统，其特征在于：包括提升泵房、复合生态厌氧池、复合生态缺氧池、复合生态好氧池、二沉池、出水池和污泥泵房；

所述提升泵房内设有提升泵和液位计；

所述复合生态厌氧池包括自上向下依次设置的人工浮岛一和填料一；所述人工浮岛一上种植有水生植物一；所述填料一下方设有推流器一；所述复合生态厌氧池内设有在线溶解氧仪一；

所述复合生态缺氧池包括自上向下依次设置的人工浮岛二和填料二；所述人工浮岛二上种植有水生植物二；所述填料二下方设有推流器二；所述复合生态缺氧池内设有在线溶解氧仪二；

所述复合生态好氧池包括自上向下依次设置的人工浮岛三和填料三；所述人工浮岛三上种植有水生植物三；所述填料三下方设有曝气设备，所述曝气设备通过空气管线与鼓风机相连，且空气管线上设有空气管线电动阀门；所述复合生态好氧池内设有在线溶解氧仪三和混合液回流泵；

所述出水池设有在线TN仪、在线TP仪和在线氨氮仪；

所述污泥泵房内设有污泥回流泵；

所述提升泵的出口通过提升管线与复合生态厌氧池的入口相连，且提升管线上设有提升管线电动阀门；所述复合生态厌氧池、复合生态缺氧池和复合生态好氧池依次相连，且复合生态厌氧池与复合生态缺氧池之间设有过水孔一，复合生态缺氧池和复合生态好氧池之间设有过水孔二；所述混合液回流泵的出口通过混合液回流管线与复合生态缺氧池的入口相连，且混合液回流管线上设有混合液回流管线电动阀门；所述复合生态好氧池的出口通过污水管线一与二沉池的入口相连；所述二沉池的入口还通过化学除磷加药管线与化学除磷加药装置相连，且化学除磷加药管线上设有计量泵和化学除磷加药管线电动阀门；所述二沉池的出口一通过污水管线二和出水池的入口相连；所述二沉池的出口二通过污泥管线一与污泥泵房入口相连；所述污泥泵房设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵的出口通过污泥管线二与复合生态厌氧池的入口相连；所述污泥管线二上设有污泥回流管线电动阀门。

2.所述液位计，用于联动提升泵、推流器一、推流器二和鼓风机；当提升泵房液位处于高液位时，液位计反馈高液位信号，启动提升泵、推流器一、推流器二和鼓风机；当提升泵房液位处于低液位时，液位计反馈低液位信号，关闭提升泵、推流器一、推流器二和鼓风机；

所述在线TN仪，用于联动混合液回流泵及混合液回流管线电动阀门；当出水TN超标时，反馈TN超标信号，启动混合液回流泵，或者开大混合液回流管线电动阀门；

所述在线TP仪，用于联动加药计量泵及化学除磷加药管线电动阀门；当出水TP超标时，反馈TP超标信号，启动加药计量泵，或者开大化学除磷加药管线电动阀门；

所述在线氨氮仪，用于联动空气管线电动阀门、污泥回流管线电动阀门和提升泵电动阀门；当出水氨氮超标时，反馈氨氮超标信号，开大空气管线电动阀门、污泥回流管线电动阀门，关小提升泵电动阀门；

所述在线溶解氧仪一，用于联动污泥回流管线电动阀门；当复合生态厌氧池中的溶解氧浓度≥0.5mg/l时，关小污泥回流管线电动阀门；

所述在线溶解氧仪二，用于联动混合液回流管线电动阀门；当复合生态缺氧池中的溶解氧浓度≥1.5mg/l时，关小混合液回流管线电动阀门；当复合生态缺氧池中的溶解氧浓度≤0.5mg/l时，开大混合液回流管线电动阀门；

所述在线溶解氧仪三，用于联动鼓风机及空气管线电动阀门；当复合生态好氧池中的溶解氧浓度≥4mg/l时，关小空气管线电动阀门，或者调低鼓风机电机的频率；当复合生态好氧池中的溶解氧浓度≤4mg/l时，开大空气管线电动阀门，或者调高鼓风机的电机频率。

3.根据权利要求1所述的一种农村污水处理系统的处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）来水经过预处理去除进水中的悬浮物后再进入提升泵房；确保后续生化反应的稳定；

（2）经提升泵提升的污水与经污泥回流泵提升的回流污泥，一同提升至复合生态厌氧池；在复合生态厌氧池中，池中悬浮污泥中的聚磷菌利用原水中的有机物作为碳源和能源进行厌氧释磷，同时污水中的一部分氮磷被人工浮岛一上栽种的水生植物一吸收去除；

（3）复合生态厌氧池的出水以及从复合生态好氧池中经混合液回流泵提升回流的携带硝态氮的混合液一同进入复合生态缺氧池中；复合生态缺氧池中设置的填料二上附着的生物膜内所含有的反硝化菌，充分利用原水中挟带的有机物进行反硝化反应，将硝态氮还原成氮气，同时污水中的一部分氮和磷通过光合作用被人工浮岛二上种植的水生植物二吸收去除；

（4）复合生态缺氧池的出水进入复合生态好氧池，在复合生态好氧池内，曝气设备通过空气管线与鼓风机相连接，并进行曝气；在好氧条件下，复合生态好氧池内设置的填料三上附着的生物膜的异养菌将来水中的有机物碳化分解，硝化菌将氨氮氧化成硝态氮，同时来水中的一部分氮和磷通过光合作用被人工浮岛三上种植的水生植物三吸收去除；

（5）复合生态好氧池出水进入二沉池，同时，化学除磷药剂通过化学除磷加药装置的计量泵投加到污水中，并与污水在管道中进行混合反应；

（6）在二沉池内，悬浮物进行沉淀，经沉淀处理后的出水进入出水池达标排放；剩余污泥由污泥回流管线排放至污泥泵房，一部分进行回流，另一部分则前往污泥处理系统。

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