CN112028389B - 一种分散式农村生活污水景观化水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理系统，具体涉及一种分散式农村生活污水景观化水处理系统。该系统其包括格栅/隔油/厌氧接触池、稀释除臭池、一级潮汐跌水生态池、二级潮汐跌水池、吸附除臭器、跌水强化器、跌水布水器。本发明通过厌氧接触池、稀释除臭池、潮汐跌水生态池完成对农村散户污水的净化，而且对过程中产生的臭气进行控制和净化，并实现水处理系统的景观化。本发明的优点在于：将水处理系统与乡村景观相融合；采用跌水复氧和潮汐作用复氧；采用稀释除臭池和吸附除臭器对臭气进行净化与控制，以达到花园化庭院的景观效果。

Description

一种分散式农村生活污水景观化水处理系统

技术领域

本发明属于污水处理系统，具体涉及一种分散式农村生活污水景观化水处理系统。

背景技术

农村地区由于经济条件、公共资源、污水源分散、地理条件等因素的限制，难于建立有效的生活污水收集处理系统和管理运行方式，从而导致农村生活污水的直排、乱排现象。与城市相比，农村散户居住较分散，所以农村生活污水不能盲目采用集中化处理，而应根据自然地理条件和水质特征因地制宜，采用合适的技术将生活污水在农村散户庭院中进行就地处理。

一般农村生活污水包括黑水和灰水，灰水约占农村生活污水的3/4，远远高于黑水水量。黑水指人排泄及冲洗粪便产生的高浓度生活污水，灰水指农村居民家庭厨房洗碗槽、洗衣、洗浴产生的污水。灰水通常包含了油脂、洗涤剂的残余物、表面活性剂等可生物降解污染物。灰水具有有机污染物浓度较低，氮磷含量较低，基本不含有肠道病原微生物，没有重金属和有毒物质，可生化性好等特点。黑水具有水量小、COD和BOD等指标高、含大量病原菌和臭气污染严重的特点。现在许多学者将农村生活污水进行黑灰分离，实现黑水和灰水的分别处理和资源化利用。

厌氧处理技术由于成本低、能耗低，抗冲击负荷强，能适应农村散户排水时间不均匀的特点，在农村分散式污水预处理工艺中使用广泛。污水厌氧生物处理过程会产生含硫化合物、含氮化合物、碳氢氧化合物的恶臭气体。其中H₂S和NH₃是恶臭气体的主要成分，从人体感受程度来看，H₂S对人的影响程度远大于NH₃，所以H₂S是主要的恶臭来源。不少山地丘陵地区为实现农村生活污水低成本的处理目标，采用自然跌水曝气来降低经济成本。因此，厌氧产生的臭气和跌水过程中从水相进入气相中臭气，对农村散户居民造成感官上的影响，不符合美丽乡村的建设目标。

自然跌水曝气由于简单易操作、经济成本低等特点，在山地丘陵地区农村生活污水处理系统中运用广泛。但是自然跌水曝气作为一种微曝气方式，欲达到一定的曝气量，需要相应的高度落差。如果所需溶解氧量较大，就需要较高的高度落差，导致农村散户生活污水处理系统高度过高，影响农村散户庭院景致，达不到景观化水处理系统的要求。所以，对自然跌水的曝气效果的强化急需研究和探讨。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种分散式农村生活污水景观化水处理系统，该系统对农村散户生活污水进行黑灰分离，黑水直接排入化粪池，然后用于农用，而灰水利用本发明提供的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统进行处理。

农村散户灰水处理系统放置在农户庭院里作为景观元素，其包括格栅/隔油/厌氧接触池、稀释除臭池、吸附除臭器、潮汐跌水生态池、回流泵、支架、跌水强化器、跌水布水器等。

上述的格栅/隔油/厌氧接触池中的格栅设置在灰水进水管出口处，隔油池和厌氧接触池为一体化地埋式反应器，两者通过隔板分割成两个腔室；所述的格栅去除灰水中的蔬菜瓜果等较大残渣后，灰水进入隔油池中去除油脂，然后灰水经过隔板底部进入厌氧接触池中，在水解酸化作用下灰水中大分子有机物转化为小分子。

进一步的，所述的厌氧接触池中填充半柔性组合填料，附着大量微生物。

进一步的，所述的厌氧接触池顶部设置厌氧臭气排放口，并与吸附除臭器接通。

进一步的，所述的厌氧接触池出水进入稀释除臭池。

上述的稀释除臭池主要借助潮汐跌水生态池回流液对厌氧来水的稀释作用降低臭味物质浓度，随回流液带回来的溶解氧也会氧化水相中的臭味物质；所述的稀释除臭池处于缺氧的状态，亦可借助反硝化脱硫菌作用降低硫化物浓度；由于灰水中N浓度较低，无法提供足够的硝酸盐作为电子受体完成反硝化脱硫过程，而且回流液带回的溶解氧也有限，无法充分氧化硫化物，所以稀释除臭池除臭主要依靠稀释作用达到除臭目的。

进一步的，所述的稀释除臭池为地埋式立方体反应器，设置多个隔板隔出多个隔室，第一个隔室为进水区，其进水为厌氧接触池出水和潮汐跌水池回流液，两种来源进水汇集到第一个隔室上方的进水穿孔管，使得两种来源进水充分混合和增加紊流，通过稀释作用降低厌氧来水中的臭味物质浓度，防止在潮汐跌水池跌水时臭味物质从水相进入气相。

进一步的，所述稀释除臭池中的污水以折流形式经过各个隔室，增强紊流，并且充分混合。

进一步的，所述稀释除臭池的倒数第二个隔室填充活性炭填料，吸附水相中的臭味物质和拦截悬浮物质。

进一步的，所述稀释除臭池的倒数第一个隔室为出水区，在其中放置出水潜水泵，并与一级潮汐跌水池正方的跌水布水器接通。

进一步的，所述稀释除臭池上方设置除臭池臭气排放口，将稀释除臭池中从水相进入气相的臭气接通到吸附除臭器。

上述的潮汐跌水生态池由跌水布水器、一级潮汐跌水生态池、跌水强化器、二级潮汐跌水生态池组成；所述的跌水布水器作为潮汐跌水生态池的进水单元，位于一级潮汐跌水生态池正上方，并具有一定跌水高度，污水进入通过自然跌水进入一级潮汐跌水生态池并实现复氧；所述的一级潮汐跌水生态池与二级潮汐跌水生态池具有一定高度差，通过跌水强化管接通，并依靠跌水污水进入二级潮汐跌水池并实现复氧。

进一步的，所述的一级潮汐跌水生态池为立方体反应器，池中水平填充填料，第一层填料为鹅卵石，第二层核心填料为活性炭，第三层填料为鹅卵石，水流流态为垂直流；所述的一级潮汐跌水生态池主要借助活性炭的吸附作用和微生物附着作用，将灰水中的有机物(特别是表面活性剂)吸附在活性炭上，再利用微生物降解有机物，达到有机物去除的目的。

进一步的，所述的一级潮汐跌水生态池的填料上种植有景观型水培植物，如睡莲、吊兰、铜钱草、鸿运当头等，以达到水处理系统景观化的目的。

进一步的，所述的一级潮汐跌水生态池的虹吸出水管埋在填料中，虹吸管顶部与有效水深一致，当水深超过虹吸管顶部就出现虹吸现象，一级潮汐跌水生态池中的水通过虹吸管排出池子，池中水迅速排空，让填料和微生物与空气直接接触实现复氧；然后等待下一次水深超过虹吸管底部，周而复始，潮汐型复氧。

在完成虹吸现象时，一级潮汐跌水生态池出水进入跌水强化器，实现跌水复氧；所述的跌水强化器将一级潮汐跌水生态池的出水口和二级潮汐跌水生态池的进水槽接通；所述的跌水强化器是通过一定高度差，逐渐缩小管道管径，增加了跌水流速，并将管道与外界空气接通，使得水体流速突增，空气由于大气压作用进入跌水强化器中，实现气液传质，增强复氧效果。

进一步的，所述的跌水强化器出口接通二级潮汐跌水生态池进水槽，跌水会对进水槽水体产生冲击作用，增强进水槽中的水体紊流程度，增强复氧效果。

上述的二级潮汐跌水生态池设置为进水槽、填料区、出水槽三部分；所述的进水槽承接跌水强化器的出水，污水并通过穿孔墙进入填料区，在经出水槽排放或者回流。

进一步的，所述的二级潮汐跌水生态池同样为立方体反应器，其填料采用从左往右垂直填充，第一层填料为鹅卵石，第二层核心填料为沸石，第三层填料为鹅卵石填料，水流流态为水平潜流；所述的二级潮汐跌水生态池依靠填料的吸附作用和附着微生物的降解作用去除灰水中低浓度的氮磷，并进一步降低有机物浓度。

进一步的，所述的二级潮汐跌水生态池填料上面种植景观型水培植物，如如睡莲、吊兰、铜钱草、鸿运当头等，以达到水处理系统景观化的目的。

进一步的，所述二级潮汐跌水生态池的出水槽设有一根进水管和一根出水管；所述的进水管一端伸到第三层填料鹅卵石底部，另一端竖直伸到出水槽中，用于控制池中水深；所述的出水管设置在出水槽底部与外界接通，并设置出水阀门，根据实际回流比需要控制出水槽中水深。

进一步的，所述二级潮汐跌水生态池的出水槽通过回流泵将二级潮汐跌水生态池出水抽回到稀释除臭池中，对厌氧接触池来水进行稀释。

进一步的，所述一级潮汐跌水生态池和二级潮汐跌水生态池的四周用圆形或者方形的艺术型花盆进行修饰，多出的非功能区域填充鹅卵石和种植景观型水培植物，进一步满足水处理系统景观化的需求。

上述的吸附除臭器外形为圆形或方形花盆型，厌氧接触池臭气和稀释除臭池臭气从底部进入吸附除臭器中，经吸附除臭器中的腐殖质或者谷壳填料对臭气吸附过滤后从顶部排出。

进一步的，所述的吸附除臭器在填料上种植景观型花草给予修饰。

本发明的有益效果在于:

1.本发明提供的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统采用将水处理系统与乡村景观相融合，符合打造美丽乡村的生态环保理念。

2.本发明提供的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统采用跌水复氧和潮汐作用复氧，使得农村生活污水达到低成本处理目标。

3.本发明提供的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统采用稀释除臭池和吸附除臭器对农村散户生活污水处理系统产生的臭气进行净化与控制，以达到花园化庭院的景观效果。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的高程布置示意图；

图3是本发明的稀释除臭池示意图；

图4是本发明的二级潮汐跌水生态池平面示意图。

图中，1—格栅/隔油/厌氧接触池、11—格栅、12—隔油池、13—厌氧接触池、14—隔板A、15—填料、16—厌氧出水口、17—厌氧臭气排放口、2—稀释除臭池、21—厌氧来水进水管、22—回流液进水管、23—进水穿孔管、24—隔板B、25—活性炭填料、26—潜水泵、27—除臭池臭气排放口、28—稀释除臭池出水口、3—一级潮汐跌水生态池、31—水培植物A、32—鹅卵石、33—活性炭、34—虹吸出水管、35—艺术花盆、35a—非功能区、4—二级潮汐跌水生态池、41—水培植物B、42—鹅卵石、43—沸石、44—进水槽、45—进水管、46—穿孔墙、47—出水槽、48—出水管、49—艺术花盆、49a—非功能区、5—吸附除臭器、51—填料、6—支架、7—跌水强化器、71—外层管、72—变径管、73—通气管、8—跌水布水器、9—回流泵。

具体实施方法

结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。

如图1所示，首先对某农村散户生活污水进行黑灰分离，黑水直接排入化粪池，杀灭致病菌和寄生虫卵后进行农业利用；灰水进入本发明提供的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统。

如图1和图2所示，本发明提供的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统包括格栅/隔油/厌氧接触池1、稀释除臭池2、一级潮汐跌水生态池3、二级潮汐跌水生态池4、吸附除臭器5、支架6、跌水强化器7、跌水布水器8、回流泵9等组成。

如图3所示，稀释除臭池2通过厌氧来水进水管21和回流液进水管22将厌氧接触池来水和回流液汇入进水穿孔管23；所述的稀释除臭池2中设置多道隔板B24，形成多个隔室，增强水体流动的紊流程度；所述的稀释除臭池2在倒数第二个隔室设置活性炭填料25，倒数第一隔室设置出水潜水泵26。

如图2和图4所示，一级潮汐跌水生态池3放置在支架6上，通过位于正上方的跌水布水器8进水，通过虹吸出水管34出水，填料水平填充分别填充鹅卵石32、活性炭33、鹅卵石32；所述的一级潮汐跌水生态池3通过跌水强化器7与二级潮汐跌水生态池4相通；所述的二级潮汐跌水生态池4通过进水槽44进入垂直填充的填料区，然后进入出水槽47，部分水达标排放，部分通过回流泵9回流到稀释除臭池2中；所述二级潮汐跌水生态池4的填料区垂直填充，以此为鹅卵石42、沸石43、鹅卵石42。

如图2和图4所示，所述的一级潮汐跌水生态池3和二级潮汐跌水生态池4都使用方形或者圆形艺术花盆35和49加以修饰，使得符合景观需求，从而形成的非功能区35a和49a；所述的非功能区35a和49a填充鹅卵石他，并种植景观型植物。

上述的厌氧接触池13和稀释除臭池2分别通过厌氧臭气排放口17和除臭池臭气排放口27将臭气通入到吸附除臭器5中。

在上述基础结构上，将提供实施例对本发明进行进一步说明。

本实施例是采用本发明的一项针对重庆市潼南区小岭村某农村散户的实际工程运用。

首先对该农户生活污水进行黑灰分离，黑水直接排入化粪池，杀灭致病菌和寄生虫卵后进行农业利用；灰水进入本发明提供的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统。

灰水首先通过格栅11去除蔬菜瓜果等较大残渣，进入隔油池12去除油脂，绕过隔板A14从底部进入厌氧接触池13，通过半柔性组合填料15上的微生物的水解酸化作用将灰水中的大分子有机物转化为小分子，最后灰水通过厌氧出水口16进入稀释除臭池2中。

灰水通过厌氧来水进水管21进入进水穿孔管23，回流液通过回流液进水管22进入进水穿孔管23，使二者稀释混合后进入稀释除臭2的隔室中，以此降低恶臭物质浓度；污水在稀释除臭池中的多个隔板B24形成的隔室绕行后，通过活性炭填料25，使得水相中的恶臭物质被吸附、悬浮物被拦截；最后污水经过潜水泵26提升到跌水布水器8中。

污水经过跌水布水器8跌水复氧后进入一级潮汐跌水生态池3，污水中的有机物被活性炭填料33吸附后，依靠活性炭填料33上附着的微生物降解有机物，池中水深超过虹吸出水管34顶部后，通过虹吸作用排出，进入跌水强化器7中。

污水通过跌水强化器7复氧后进入二级潮汐跌水生态池4的进水槽44，再通过穿孔墙46以此流经鹅卵石42、沸石43、鹅卵石42三层填料，最后通过进水管45进入出水槽47。所述的二级潮汐跌水生态池4通过填料沸石42对氮磷的吸附作用和微生物附着作用，将污水中低浓度的氮磷去除和进一步去除有机物。

所述的出水槽47通过出水管48将部分水达标排放，通过回流泵9将部分出水作为回流液回流到稀释除臭池2中对厌氧池来水进行稀释。

上述的厌氧接触池13和稀释除臭池2分别通过厌氧臭气排放口17和除臭池臭气排放口27将臭气通入到吸附除臭器5中，通过腐殖质或者谷壳等吸附填料51对恶臭物质进行吸附，以达到除臭的目的。

在不脱离本发明思路上的对本发明各个反应池填料的改进、稀释除臭池隔板数量和填料位置的改进、潮汐跌水生态池池子形态的改进、潮汐跌水生态池跌水形式的改进等均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种分散式农村生活污水景观化水处理系统，其特征在于，包括格栅/隔油/厌氧接触池(1)、稀释除臭池(2)、一级潮汐跌水生态池(3)、二级潮汐跌水生态池(4)、吸附除臭器(5)、支架(6)、跌水强化器(7)、跌水布水器(8)、回流泵(9)；

所述的格栅/隔油/厌氧接触池(1)为一体式地埋反应器，在进水口设置格栅(11)，在格栅/隔油/厌氧接触池(1)中设置隔板A(14)隔出隔油池(12)和厌氧接触池(13)；所述的厌氧接触池(13)池中填充半柔性组合填料(15)，顶部设有厌氧臭气排放口(17)与吸附除臭器(5)相通，厌氧出水通过设置厌氧出水口(16)与稀释除臭池(2)相通；

所述的稀释除臭池(2)为一体式地埋反应器，顶部设置除臭池臭气排放口(27)与吸附除臭器(5)接通，设置厌氧来水进水管(21)和回流液进水管(22)均接通到稀释除臭池(2)中的进水穿孔管(23)，所述进水穿孔管(23)位于有效水面上方；所述的稀释除臭池(2)中设置多道隔板B(24)隔离出多个隔室，水流从隔板B(24)上方或下方交替通过，倒数第二个隔室设置活性炭填料(25)，在最后一个隔室设置出水潜水泵(26)，其中，第一个隔室为进水区，其进水为厌氧接触池出水和潮汐跌水池回流液，两种来源进水汇集到第一个隔室上方的进水穿孔管，使得两种来源进水充分混合和增加紊流，通过稀释作用降低厌氧来水中的臭味物质浓度，防止在潮汐跌水池跌水时臭味物质从水相进入气相；

所述的一级潮汐跌水生态池(3)放在一定高度支架(6)上，稀释除臭池(2)中的潜水泵(26)出水接通到一级潮汐跌水生态池(3)正上方的跌水布水器(8)；所述的一级潮汐跌水生态池(3)中设置虹吸出水管(34)用于实现潮汐出水与复氧；

所述的一级潮汐跌水生态池(3)与二级潮汐跌水生态池(4)通过跌水强化器(7)接通；所述的跌水强化器(7)上端接通虹吸出水管(34)，下端接通二级潮汐跌水生态池(4)的进水槽(44)；

所述的二级潮汐跌水生态池(4)的出水槽(47)通过回流泵(9)与稀释除臭池(2)的回流液进水管(22)接通；

所述的跌水强化器(7)包括外层管(71)、变径管(72)和通气管(73)；所述的变径管(72)通过通气管(73)与空气接通。

2.如权利要求1所述的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统，其特征在于，所述的一级潮汐跌水生态池(3)中的上层和下层填料为鹅卵石；中间核心层填料为活性炭(33)；所述的上层填料鹅卵石上种植景观型水培植物，虹吸出水管(34)顶部高于上层填料鹅卵石与池中的有效水深一致。

3.如权利要求2所述的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统，其特征在于，所述的二级潮汐跌水生态池(4)的进水槽(44)采用穿孔墙(46)与填料区相通；所述填料区填料采用垂直填充，紧贴穿孔墙(46)和出水槽(47)的填料为鹅卵石，中间核心层为沸石(43)，填料上种植景观型水培植物；所述的出水槽(47)设置进水管(45)和出水管(48)，进水管(45)一端贴着池底伸到鹅卵石填料中，另一端竖直伸立在出水槽(47)中，竖直高度根据实际运行情况调控，出水管(48)设置在出水槽(47)底部与外界连通。

4.如权利要求3所述的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统，其特征在于，所述的一级潮汐跌水生态池(3)和二级潮汐跌水生态池(4)均为立方体或圆柱体，并在其外部采用圆形或者方形艺术花盆进行景观修饰，非功能区填充鹅卵石和种植景观型水培植物。

5.权利要求1所述的一种分散式农村生活污水景观化水处理系统，其特征在于，所述的吸附除臭器(5)与厌氧臭气排放口(17)和除臭池臭气排放口(27)接通；其特征在于，吸附除臭器(5)外形为圆形或方形花盆型，且填充腐殖质、谷壳吸附填料(51)，填料上种植景观型花草。

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