CN111908716A

CN111908716A - 一种村镇污水过渡环型生态处理系统及方法

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Publication number: CN111908716A
Application number: CN202010784735.3A
Authority: CN
Inventors: 刘建伟; 史世强
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2020-08-06
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2040-08-06
Also published as: CN111908716B

Abstract

本发明公开了一种村镇污水过渡环型生态处理系统，包括预处理单元和主体处理单元；预处理单元包括预沉池，集水井和分配井；预沉池设置有进水口；集水井分别与预沉池及分配井连通；并且集水井中设置水泵；分配井设置有出水口；主体处理单元为同心圆状构筑物，包括由外圈至内圈依次设置的缺氧生物接触区，生态滤池区和好氧塘区；水泵将集水井中的水泵入缺氧生物接触区，经生态滤池区和好氧塘区，由回流管回流至分配井。并且公开了使用该系统进行污水处理的方法。本发明可降低前端污染物负荷，提高后端的污染物负荷，有效地缓解堵塞问题，并延长使用寿命；以过渡的衔接方式可在主体中形成自然稳定功能分区，提高出水质量。

Description

一种村镇污水过渡环型生态处理系统及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说是涉及一种村镇污水过渡环型生态处理系统及方法。

背景技术

村镇污水排量小而分散，水质波动大，监控维护不便，不适于套用城市污水处理模式。因此，在实际处理过程中，应就地利用，选择生态循环模式进行处理。

生态滤床工艺是一项处理效果优良，且投资较低的生态工艺，然而传统生态滤床普遍存在因滤料堵塞而运行不善的情况。有研究表明，污染物在进水端1000mm处SS与COD的去除率均可达到70％，由此可见，进水前端受到的污染负荷较大，因此，堵塞一般发生于此区域；而沿程的污染物浓度逐渐降低，尤其是后端负荷小，利用率低，会造成占地浪费。生态滤床的堵塞物一般是截留于滤料孔隙间的污染物和附着于滤料层表面的生物膜，需要通过冲洗、化学清洗、更换滤料等方式来清除，然而清理后由于进水前端受到的污染负荷并未减轻，很快又会再次出现堵塞。

因此，如何增强处理系统的抗污染堵塞能力以提升系统的稳定运行的年限，同时通过结构优化来促进系统的出水效果是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种村镇污水过渡环型生态处理系统及方法，可降低前端污染物负荷，提高后端的污染物负荷，充分发挥各部分滤料作用，有效地缓解堵塞问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种村镇污水过渡环型生态处理系统，包括预处理单元和主体处理单元；

预处理单元包括预沉池，集水井和分配井；

预沉池设置有进水口；

集水井分别与预沉池及分配井连通；并且集水井中设置水泵；

分配井设置有出水口；

主体处理单元为同心圆状构筑物，包括由外圈至内圈依次设置的缺氧生物接触区，生态滤池区和好氧塘区；

缺氧生物接触区内设置填料，填料内附着微生物；

生态滤池区内填充滤料；

好氧塘区内种植挺水植物，并且好氧塘区内设置回流管；

水泵将集水井中的水泵入缺氧生物接触区，经生态滤池区和好氧塘区，由回流管回流至分配井。

本发明结构简单，运行维护方便，投资成本低。预处理单元的设置利于水力分配，经主体处理单元净化处理后的水部分回流到集水井中，一方面稀释污水原水，降低了主体处理单元污染物浓度负荷(短期内可接纳COD＞400mg/L、SS＞150mg/L污水进水并保持稳态出水效果)，一方面可在原水进水量不足的情况下弥补部分水量，保持一定的流速，利于主体处理单元环境条件稳定维持；此外，在发生堵塞的情况下，还可提供足够的水量，进而获得较高的滤速，利用通过水力冲刷作用将堵塞物及时疏通。

主体处理单元为同心圆状构筑物，较常规方形构筑物而言，有效利用容积提高，死角面积减少。例如，传统砾石床湿地长宽比L/W应大于3，甚至为10，常需采取隔墙分割进行操作；同时长度(一般20-50m)过长容易造成湿地床中死区；而本发明系统形状更为规整，选地方便，流程长度优选2-10m。

本发明通过环形的滤床结构使得外圈过水断面大于内圈，从而减少了前端单位过水断面接受水量，水流呈收缩辐射状向中心流动集中，后端单位过水断面的接受水量变大，各部位滤料均能得到充分利用。在达到相同处理效果的前提下，本发明的表面负荷为传统工艺的3-5倍(传统工艺表面负荷0.5-1.2m³/㎡·d，本发明最佳表面负荷2.5-4.0m³/㎡·d)。

此外，传统结构应对环境变化的应激性较强，恢复能力较差；而本申请过渡环型结构使得各分区连贯性较强，缺氧生物接触区与好氧塘区均具有一定储存空间，可调节水位的变化，中和水质。

优选地，预沉池进水口处设置进水渠，进水渠底部设置有进水排孔；

预沉池池壁设置有连通集水池的出水排孔；并且预沉池内靠近出水排孔处设置有隔渣板，用于避免漂浮性杂质堵塞出水排孔；

预沉池底部设置有积泥坑。

进水渠的设置可将进水口处的点进水转换为排孔处的线进水，减少水流冲击，使水流分布更为均匀。

隔渣板可对水中的漂浮性杂质进行有效拦截，积泥坑可实现原水中沉积类杂质的沉降；进而减少原水中的污染物，降低了主体处理单元污染物浓度负荷，降低堵塞风险。

优选地，积泥坑位于隔渣板下方，部分杂质被隔渣板截留后可沉降至积泥坑中。

优选地，水泵上连接有进水管，进水管延伸至缺氧生物接触区内的一端连接有布水管，布水管为环状，贴近缺氧生物接触区外壁设置，布水管上均匀分布有布水孔；

集水井还设置有浮球水位计。

环状布水管可保证均匀进水，集水井内设置浮球水位计与水泵联用，即可通过水位自动控制水泵泵水功率，使集水井中始终保持最低水位，进而保证预沉池和分配井中的水可自流进入集水井。

优选地，分配井设置有连通集水井的回流口，回流口低于出水口；

回流管伸入分配井的一端设置悬臂式出水管；

悬臂式出水管包括弯头和短管；弯头两端分别通过旋转螺纹连接回流管与短管。

悬臂式出水管的短管一端可随分配井中的水位上下漂浮，进而根据分配井中水位调节好氧塘区内水位，使净化处理后的水靠重力自流方式进入分配井。

优选地，缺氧生物接触区、生态滤池区和好氧塘区的面积比为(2.5-3.5)：(4.5-5.5)：(1.5-2.5)；

缺氧生物接触区、生态滤池区和好氧塘区的底部设置有防渗结构，防渗结构包括由下至上依次设置的素土夯实层、混凝土层和防渗膜；

缺氧生物接触区与生态滤池区之间、生态滤池区与好氧塘区之间通过隔墙分区，隔墙上设置有用于透水的穿孔。

优选地，缺氧生物接触区内设置有堆接成环型的填料架，填料架中固定有柔性组合填料，柔性组合填料上附着有微生物，微生物附着量以填料表面附着生物膜干物质量计算：2500-3000mgMLSS/g填料。

优选地，填料内附着微生物包括水解菌、反硝化菌等。

优选地，生态滤池区底部由外至内向下倾斜，坡度为10-15％。

优选地，生态滤池区包括第一承托层和滤料基质层；

第一承托层位于滤料基质层底部，形成第一承托层的介质粒径为16-32mm；第一承托层内埋设有曝气装置；

滤料基质层包括外圈滤料基质层和内圈滤料基质层；

外圈滤料基质层高度800-900mm，采用石灰石颗粒，孔隙率30-35％，粒径8-16mm；

内圈滤料基质层高度900-1000mm，采用石灰石颗粒，孔隙率30-35％，粒径4-8mm；

滤料基质层表面种植挺水植物；

滤料基质层中进水位置和出水位置分别设置液位观察孔，液位观察孔内安装液位传感器。

生态滤床区的结构设置使其有别于传统生态滤床的进水出水流态，过水断面沿流程逐渐减小；外圈过水断面面积最大、过滤流速最低，同时污染物面积负荷最低，因此在外圈降低了污染物堵塞的风险，化解了传统生态滤床工艺前端易堵塞的难题；沿水流方向过滤水速逐渐升高，同时污水的SS与COD等也沿程降低，因此后段采用过滤精度，截留能力更强的粒径较小的滤料基质，增加了过滤精度。

设置曝气装置，可定期进行微曝气，进而有效提高滤料基质层中微生物的活性，加速有机物的代谢；并且还可缓解介质堵塞的问题。

液位传感器的设置方便根据滤料基质层中进水位置和出水位置判断滤料基质是否出现堵塞，进而可通过曝气、增加水流量的方式清洗滤料基质。

优选地，滤料基质层表面种植的挺水植物为香蒲，25-40株/㎡，茎块种植深度为200mm

优选地，好氧塘区底部铺设有高度300-400mm的第二承托层，第二承托层内埋设有曝气装置；

第二承托层上种植挺水植物；

回流管位于好氧塘区内的一端套设有纱网。

种植挺水植物后，第二承托层中含有的有机质在好氧塘中逐渐消化，水中的水绵藻、绿藻、微生物等附着于挺水植物的茎秆和根系上，通过光合作用与水面富氧相结合的方式提供氧气，形成较为稳定的好氧生物塘；另外，可定期通过第二承托层内埋设的曝气装置对历史沉积物进行曝气清理。

水中的污染物可由菌藻共生体系去除，挺水植物的生长可将氮磷同化于生物质中；进而实现水中污染物的深度处理。

优选地，第二承托层上种植的挺水植物为再力花，10-15株/㎡，块茎埋设于水中。

一种村镇污水过渡环型生态处理方法，使用上述任意一项的系统进行污水处理，包括以下步骤：

S1.污水原水预处理：

将原水通入预沉池，水中杂质被预沉池截留，水流入集水井；定期对预沉池截留的杂质进行清除；

根据集水井中的水位使用水泵将集水井中的水泵入缺氧生物接触区，保持集水井中水位最低，使预沉池及分配井中的水均可自流至集水井；

S2.生态处理：

S21.水流入缺氧生物接触区，利用微生物对水中污染物进行絮凝分解，水力停留时间5-8h；

S22.水流入生态滤池区，水力停留时间不小于6h，通过曝气装置进行间歇微曝气；

监测生态滤池区内进水位置和出水位置的液位，当进水位置和出水位置液位差超过限值时，提高曝气强度，进行强曝气清洗；

S23.水流入好氧塘区，水力停留时间4-8h，净化处理后的水经回流管回流至分配井；分配井中的水部分流入集水井中，对污水原水进行稀释，部分由出水口排出。

本发明中通过主体处理单元各分区中不同的溶解氧浓度，可进行COD的去除及脱氮除磷：

水流入缺氧生物接触区，填料中富集的水解菌和反硝化菌对原水进行水解氨化及反硝化，以利于后续好氧微生物的进一步降解和硝化反应的进行。

进一步地，进入生态滤池区后，种植的芦苇、香蒲等挺水植物根系扎深在500mm以内，此时滤料基质层底部区域由于间歇曝气增氧而处于缺氧与兼氧交替状态，滤料基质层顶部区域由于根系供氧及大气富氧而处于好氧与兼氧交替状态，污水流经生态滤池区始终处于好氧与缺氧交替状态中，脱氮效果良好。在该反应区内，污染物主要被滤料截留并被附着于滤料表面的微生物降解；其中，间歇微曝气增氧可刺激好氧菌的活性，在滤料基质层中形成兼氧环境，抑制厌氧菌的繁殖，通过硝化反硝化作用除氮，避免有机气体的产生及逸散；磷的除去主要以滤料吸附形式去除。

此外，周期更替的好氧与缺氧状态有助于提高微生物的代谢速率，加速滤料基质层中的堵塞物质降解；此外，通过液位差可判定生态滤池区的堵塞状态，进而可启动强曝气功能，清洗滤料基质。

进一步地，在好氧塘区，水绵藻、绿藻、水中异养菌类附着于挺水植物根茎上，形成菌藻共生体系，污水中污染物由菌藻共生体系去除，同时，挺水植物的生长可将氮磷同化于生物质中。

好氧塘区可为堵塞时的反冲洗提供清洁水，并利于反冲洗沉积物的聚集沉淀，因此需要一定的存储体积，水力停留时间4-8h即可满足反冲洗用水需求。

优选地，液位差限值可根据系统规模及实际污水净化处理情况进行设置。

优选地，S22中，

微曝气的曝气强度为5-8L/m²·min，曝气时间为5min/30min；

强曝气的曝气强度为3-5L/m²·s，曝气时间为5min；

当进水位置和出水位置液位差超过限值时，关闭分配井出水口，阻断预沉池与集水井之间的连通，增加水泵功率，加速污水回流速度；

限值为300mm。

强曝气清洗时，滤料基质层将出现轻微膨胀，滤料基质之间互相摩擦清洗，脱去部分生物膜，清洗废水将逐渐进入好氧塘区，清洗废水中的沉积物将逐渐沉淀于好氧塘区塘底，成为挺水植物生长的基质。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明针对于分散式的农村生活污水处理，提供的一种村镇污水过渡环型生态处理系统及方法，其结构、工艺简单，投资小，能耗低，维护简便、环境友好，提高了装置的污水负荷率，优化了水流流态，提高了滤池抗堵塞能力，同时组合式设置了缺氧、好氧反应区，进而达到良好的脱氮除磷效果；使用本发明系统及方法处理污水量可达5～20m³/d，系统稳定出水水质SS＜20mg/L、COD＜50mg/L、出水水质普遍可达到农田灌溉标准(GB5084-2005)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明系统结构示意图。

图2附图为本发明系统俯视图。

图3附图为本发明系统处理水流向示意图。

附图标记：1.预处理单元；11.预沉池；111.进水口；112.出水排孔；113.进水渠；1131.进水排孔；114.隔渣板；115.积泥坑；12.集水井；121.水泵；122.进水管；13.分配井；131.回流口；132.出水口；133.悬臂式出水管；14.过道；15.栏杆；2.主体处理单元；21.缺氧生物接触区；211.填料架；212.布水管；22.生态滤池区；221.第一承托层；2211.曝气管；222.滤料基质层；2221.外圈滤料基质层；2222.内圈滤料基质层；2223.电容式液位传感器；23.好氧塘区；231.第二承托层；232.回流管；24.素土夯实层；25.混凝土层；26.第一隔墙；27.第二隔墙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如附图1-3所示，一种村镇污水过渡环型生态处理系统，包括预处理单元1和主体处理单元2。

预处理单元1包括为砖砌半地埋式构筑物，采用丁砖砌法构建预沉池11，集水井12和分配井13。

预沉池11一侧池壁设置进水口111，另一侧池壁设置有连通集水井的出水排孔112。预沉池11内于进水口111处底部设置一条进水渠113，进水渠113底部设置有进水排孔1131；

预沉池11内靠近并出水排孔112处设置有隔渣板114，隔渣板114中部位置对应出水排孔112，使稳定使用时预沉池11水位在隔渣板114的高度范围内；方便水中漂浮性杂质的截留。

预沉池11底部位于隔渣板114下方的位置设置有积泥坑115。

集水井12中设置水泵121(WQ型污水泵)、浮球水位计以及配套控制装置；水泵121上连接有进水管122，进水管122连通至主体处理单元2；根据浮球水位计显示的水位可控制水泵泵水功率，使集水井12中始终保持最低水位，进而保证预沉池11和分配井13中的水可自流进入集水井12。

分配井13一侧壁设置有连通集水井的回流口131，另一侧壁设置有出水口132；回流口131低于出水口132约20mm。

预沉池11与集水井12顶部一侧架设过道14，供工作人员观察预处理单元工作状态用，清除杂质；过道14外侧配置栏杆15，以保证使用安全。

主体处理单元2为半埋入地下的同心圆状池体，包括由外圈至内圈依次设置的缺氧生物接触区21，生态滤池区22和好氧塘区23。缺氧生物接触区21、生态滤池区22和好氧塘区23的底部设置有防渗结构，防渗结构包括由下至上依次设置的素土夯实层24、混凝土层25和防渗膜；其中，素土夯实层24采用素填土分层碾压、夯实，压实系数＞95％；混凝土层25采用C10混凝土构筑，厚度100mm；防渗膜为200g/m²的HDPE防渗膜，铺设于混凝土层25表面。缺氧生物接触区21外侧池壁由混凝土筑成，池壁顶端高出地面200mm；缺氧生物接触区21与生态滤池区22之间通过第一隔墙26分区，生态滤池区22与好氧塘区23之间通过第二隔墙27分区，第一隔墙26、第二隔墙27均为砖砌穿孔墙；缺氧生物接触区21、生态滤池区22和好氧塘区23的面积比为3:5:2。

缺氧生物接触区21内总高度1000mm，区内设置有600mm高的钢制矩形填料架211，填料架211于缺氧生物接触区内堆接成环型。填料架211中固定有柔性组合填料，柔性组合填料上附着有微生物，微生物附着量以填料表面附着生物膜干物质量计算：2500mgMLSS/g填料。其中，柔性组合填料为片式组合填料，填料内附着微生物包括水解菌、反硝化菌等。

进水管122延伸至缺氧生物接触区21内的一端连接有布水管212，布水管212为环状，贴近缺氧生物接触区21外壁设置，布水管212上均匀分布有布水孔。

生态滤池区22包括第一承托层221和滤料基质层222。

第一承托层221位于滤料基质层222底部，由外至内向下倾斜，坡度10％；形成第一承托层221的介质粒径为砾石，约为16-32mm，填装深度100mm；第一承托层221内埋设有三圈曝气管2211，曝气管2211通过外设罗茨鼓风机供气；罗茨鼓风机配置控制装置，进行间歇曝气。

滤料基质层222包括外圈滤料基质层2221和内圈滤料基质层2222；外圈滤料基质层2221高度900mm，横向厚度1000mm，采用石灰石颗粒，孔隙率30-35％，粒径8-16mm；内圈滤料基质层2222高度1000mm，横向厚度1000mm，采用石灰石颗粒，孔隙率30-35％，粒径4-8mm；滤料基质层222表面种植香蒲，30株/㎡，茎块种植深度为200mm。

外圈滤料基质层2221靠近第一隔墙26、内圈滤料基质层2222靠进第二隔墙27处分别设置一液位观察孔，液位观察孔内安装电容式液位传感器2223。

好氧塘区23底部铺设有高度为300mm的第二承托层231，第二承托层231中介质包括陶粒填料和历次冲洗沉积物。第二承托层231内埋设有曝气装置。第二承托层231上种植再力花，15株/㎡，块茎埋设于水中。

好氧塘区23内设置回流管232；回流管232位于好氧塘区23内的一端端部设置于好氧塘区23中央水面下200mm处，并且该端部套设有双层18目纱网袋，纱网袋外绑弹簧绳，防止植物残枝被吸出系统外；回流管232另一端一端伸入分配井13，并连接一悬臂式出水管133；悬臂式出水管133包括弯头和短管；弯头两端分别通过旋转螺纹连接回流管232与短管；短管的活动端可随分配井13中的水位上下漂浮，进而根据分配井13中水位调节好氧塘区23内水位，使净化处理后的水靠重力自流方式进入分配井13。

实施例2

使用实施例1系统进行污水处理的方法，包括以下步骤：

S1.污水原水预处理：

将污水原水由进水口通入预沉池，水中漂浮性杂质被隔渣板截留，沉积性杂质沉淀于积泥坑中；水经出水排孔流入集水井；定期捞出漂浮性杂质，吸出积泥坑中沉积物。

根据集水井中的水位使用水泵将集水井中的水泵入缺氧生物接触区，保持集水井中水位最低，使预沉池及分配井中的水均可自流至集水井。

S2.生态处理：

S21.水流入缺氧生物接触区，利用微生物对水中污染物进行絮凝分解，水力停留时间5h；

S22.水流入生态滤池区，水力停留时间6h，通过曝气装置进行间歇微曝气；曝气强度为6L/m²·min，曝气时间为5min/30min；

通过电容式液位传感器监测生态滤池区内进水位置和出水位置的液位差，当液位差超过300mm时，曝气强度为4L/m²·s，曝气时间为5min，进行强曝气清洗；并且关闭分配井出水口，阻断预沉池与集水井之间的连通，提高水泵功率至最大，加速污水回流速度。

S23.水流入好氧塘区，水力停留时间4h，净化处理后的水经回流管回流至分配井；分配井中的水50％流入集水井中，对污水原水进行稀释，50％由出水口排出。

本发明使用的动力设备为一台WQ型污水泵、一台罗茨鼓风机(间歇启动)、两套电容式液位传感器及配电柜等，主要运行成本为水泵所需电力成本，无需额外的碳源和化学药剂成本，设备数量相较于传统分散式污水处理设施较少，运行难度小，仅需定期清掏积泥，保养水泵和鼓风机。因此具有一次性投资低、能耗低、运行稳定费用低、维护管理方便的优势；本发明结构简单、整体性强、建设难度小，适合农村分散型污水处理工艺。

实施例3

采用实施例1系统、实施例2方法作为实验组进行污水处理，并且使用传统潜流人工湿地处理系统作为对照组。平均进水COD为200mg/L，平均SS为60mg/L，平均TN为50mg/L、平均TP为15mg/L，运行气温平均约25℃。

分别比较运行两年后的实验组与对照组使用情况：

实验组：占地15％的预沉池可去除86％的固体物质，使得进入主体处理单元的SS含量降低。进水端滤料表面有机物累积量2kg/m³，堆积密度约为0.1g/cm³；堵塞物占滤料空隙的20％，堵塞物中有机物占40％；处理污水量可达5～20m³/d，表面负荷2.5-4.0m³/㎡·d，系统稳定出水水质SS＜20mg/L、COD＜50mg/L，TP去除率大于80％，TN去除率大于70％，氨氮去除率大于85％，出水水质可达到农田灌溉标准(GB5084-2005)，预计寿命50-100年。

对照组：进水口滤料表面有机物的累积量5kg/m³，堆积密度约为0.2g/cm3；堵塞物占滤料空隙的50％，堵塞物其中有机物占18％；表面负荷0.5-1.2m³/㎡·d，此时hrt为理论停留时间的50％，寿命约为10-15年。

进一步地，实验组日均气温±5℃/d的温差变化中，出水效果可达稳态效果95％以上。

实验组微曝气阶段气体的表面分配量约为7.2m³/m²·d，是进水表面负荷2.5-4.0m³/㎡·d的2-3倍(即气水比是2-3)；在微曝气的5min时间内，可将滤料基质中的DO水平提升到2mg/L以上，此时激活好氧反应，曝气周期内后续时期DO被逐渐消耗而降低，一个曝气周期30min，HRT为6h，模拟了多级AO工艺，高效利用碳源进行生物脱氮，石灰石和底部的砾石可吸附磷，进而实现氮磷同步去除。

污水原水经过生态滤池区微曝气和好氧塘区中植藻供氧，可以达到好氧水平(好氧塘区出水DO＞2mg/L)；回流水与原水(预沉池出水为厌氧)在集水井掺和后，DO为0.5mg/L左右，此时污水中有足量的硝态氮和氨氮，利于后续生态处理过程的脱氮处理和好氧氨化。

实施例4

采用实施例1系统、实施例2方法作为实验组进行污水处理，并且在实验组的基础上，将滤料基质层内圈、外圈基质均匀混合后进行填充，作为对照组。进水COD约200mg/L，SS约60mg/L，TN约50mg/L、TP约15mg/L，运行气温约25℃。

实验组滤料基质层外圈的大粒径滤料SS的沉积率相较于对照组的沉积率减少约50％，可有效抗堵塞。同时，实验组滤料基质层内圈的小粒径滤料有机物的拦截率相较于对照组提高近100％，并且未发生堵塞。实验组整体滤料纳污能力提升25％，避免了前端堵塞，后端未利用的难题。

实施例5

传统滤池池面坡度一般小于3％；实施例1生态滤池区进水端过水断面大于出水端，渗流系数进水端小于出水端(滤床挂膜后，进水端渗流系数小于出水端渗流系数，说明滤床滤料的渗透性外圈由于SS累积等情况要差于内圈)，通过提高滤池底面坡度至10％，使得渗流浸润线与床底面坡度平行，可使过流速度大大提高，最外侧过水断面的过流水流速度可达8-15m/h，优于传统滤池2-3倍。

此外，通常情况下，单位过水断面可接纳的水流量提升，会导致负荷增加；而实施例1系统长期运行中未见前段堵塞情况恶化情况。

实施例6

采用实施例1系统、实施例2方法作为实验组进行污水处理，进水COD约200mg/L，SS约60mg/L，TN约50mg/L、TP约15mg/L，运行气温约25℃，表面负荷2.5-4.0m³/㎡·d，系统稳定出水水质SS＜20mg/L、COD＜50mg/L，TP去除率大于80％，TN去除率大于70％，氨氮去除率大于85％。调整进水COD约400mg/L，SS约150mg/L，表面负荷8.0m³/㎡·d，4.5h内仍可维持稳态；8h后，出水COD约为150mg/L，重新恢复进水COD200mg/L，可在恢复进水水质后36h内恢复正常处理能力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

包括预处理单元和主体处理单元；

所述预处理单元包括预沉池，集水井和分配井；

所述预沉池设置有进水口；

所述集水井分别与所述预沉池及所述分配井连通；并且所述集水井中设置水泵；

所述分配井设置有出水口；

所述主体处理单元为同心圆状构筑物，包括由外圈至内圈依次设置的缺氧生物接触区，生态滤池区和好氧塘区；

所述缺氧生物接触区内设置填料，所述填料内附着微生物；

所述生态滤池区内填充滤料；

所述好氧塘区内种植挺水植物，并且所述好氧塘区内设置回流管；

所述水泵将所述集水井中的水泵入所述缺氧生物接触区，经所述生态滤池区和所述好氧塘区，由所述回流管回流至所述分配井。

2.根据权利要求1所述的一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

所述预沉池进水口处设置进水渠，所述进水渠底部设置有进水排孔；

所述预沉池池壁设置有连通所述集水池的出水排孔；并且所述预沉池内靠近所述出水排孔处设置有隔渣板，用于避免漂浮性杂质堵塞所述出水排孔；

所述预沉池底部设置有积泥坑。

3.根据权利要求1所述的一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

所述水泵上连接有进水管，所述进水管延伸至所述缺氧生物接触区内的一端连接有布水管，所述布水管为环状，贴近所述缺氧生物接触区外壁设置，所述布水管上均匀分布有布水孔；

所述集水井还设置有浮球水位计。

4.根据权利要求1所述的一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

所述分配井设置有连通所述集水井的回流口，所述回流口低于所述出水口；

所述回流管伸入所述分配井的一端设置悬臂式出水管；

所述悬臂式出水管包括弯头和短管；所述弯头两端分别通过旋转螺纹连接所述回流管与所述短管。

5.根据权利要求1所述的一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

所述缺氧生物接触区、生态滤池区和好氧塘区的面积比为(2.5-3.5)：(4.5-5.5)：(1.5-2.5)；

所述缺氧生物接触区、生态滤池区和好氧塘区的底部设置有防渗结构，所述防渗结构包括由下至上依次设置的素土夯实层、混凝土层和防渗膜；

所述缺氧生物接触区与所述生态滤池区之间、所述生态滤池区与所述好氧塘区之间通过隔墙分区，所述隔墙上设置有用于透水的穿孔。

6.根据权利要求1所述的一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

所述缺氧生物接触区内设置有堆接成环型的填料架，所述填料架中固定有柔性组合填料，所述柔性组合填料上附着有微生物，所述微生物附着量以填料表面附着生物膜干物质量计算：2500-3000mgMLSS/g填料。

7.根据权利要求1所述的一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

所述生态滤池区包括第一承托层和滤料基质层；

所述第一承托层位于滤料基质层底部，形成所述第一承托层的介质粒径为16-32mm；所述第一承托层内埋设有曝气装置；

所述滤料基质层包括外圈滤料基质层和内圈滤料基质层；

所述外圈滤料基质层高度800-900mm，采用石灰石颗粒，孔隙率30-35％，粒径8-16mm；

所述内圈滤料基质层高度900-1000mm，采用石灰石颗粒，孔隙率30-35％，粒径4-8mm；

所述滤料基质层表面种植挺水植物；

所述滤料基质层中进水位置和出水位置分别设置液位观察孔，所述液位观察孔内安装液位传感器。

8.根据权利要求1所述的一种村镇污水过渡环型生态处理系统，其特征在于，

所述好氧塘区底部铺设有高度300-400mm的第二承托层，所述第二承托层内埋设有曝气装置；

所述第二承托层上种植挺水植物；

所述回流管位于所述好氧塘区内的一端套设有纱网。

9.一种村镇污水过渡环型生态处理方法，其特征在于，使用权利要求1-8中任意一项所述的系统进行污水处理，包括以下步骤：

S1.污水原水预处理：

S2.生态处理：

S23.水流入好氧塘区，水力停留时间4-8h，净化处理后的水经回流管回流至所述分配井；分配井中的水部分流入集水井中，对污水原水进行稀释，部分由出水口排出。

10.根据权利要求9所述的一种村镇污水过渡环型生态处理方法，其特征在于，

S22中，

所述微曝气的曝气强度为5-8L/m²·min，曝气时间为5min/30min；

所述强曝气的曝气强度为3-5L/m²·s，曝气时间为5min；

当进水位置和出水位置液位差超过限值时，关闭所述分配井出水口，阻断预沉池与集水井之间的连通，增加所述水泵功率，加速污水回流速度；

所述限值为300mm。