CN113105074A - 一种处理农村污水的微动力潜流湿地系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理农村污水的微动力潜流湿地系统及其工作方法,包括:埋于地下的A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块,A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块可以有若干个,具体根据需要处理的废水量来定,A2O废水处理主体模块用于对废水进行均质均量,处理高浓度和低浓度有机物,脱氮除磷,固液分离,将净化后的水输送至人工潜流湿地模块。人工潜流湿地模块通过植物、过滤等手段对污水进行再次进化。本发明的优点在于:1.价格低廉,减少材料成本和人工成本;2.简单易安装和操作;3.微动力运行,智能化控制,大量地降低运行人工成本。4.地下设置不占面积。5.可以应对季节和气候的变化。

Description

一种处理农村污水的微动力潜流湿地系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,特别涉及一种处理农村污水的微动力潜流湿地系统及其工作方法。
背景技术
近年来随着乡村经济的发展,农民的生活水平有了很大的提高,农村基础设施和居住环境发生了很大的变化。与此同时农村生活污水的排放量不断增加,据相关统计,2020年中国农村污水排放量已达到300亿吨左右。然而,由于目前大多数农村都没有排道和污水处理系统,大部分生活污水都随意排放直接进入河流或排出室外空地后任意渗入地下,少部分经化粪池简单处理后渗入地下,严重污染土壤和地下水。因此生活污水已成为目前农村水体污染的主要污染源之一,使农村地区环境状况日益恶化,直接威胁着广大农民群众的生存环境与身体健康,制约了农村经济的健康发展。
导致农村生活污水处理现状的原因有以下几方面:一是大部分村民环保意识薄弱,对生活污水的危害性认识不足;二是农村村庄缺乏规划,污水分布较分散,涉及围广、随机性强,防治十分困难,管网收集系统不健全,粗放型排放,基本没有污水处理设施;三是村镇经济力量较为薄弱政府对农村生活污水处理投入较少,使得农村缺乏污水处理系统而导致农村生活污水处理率低;四是乡村的环境保护机构不健全缺乏专业的环保人才。在环保方面的工作通常都由村领导代为管理,农村环境管理混乱生活污水的排放和污染问题日益突出。五是生活污水治理成本高,现有治理工艺推广困难。
现有农村生活污水处理工艺主要有人工湿地、生态过滤、微生物处理等。然而,在实际运行过程中发现农村生活污水的脱氮效率仅停留在40~50%,COD去除率最高也只能达到70~80%,很难达到污水排放一级标准。同时,现有技术由于施工复杂、运行费用高、成本较大、季节影响大等原因,实际运用中受到较大阻碍。
与本发明相关的现有技术
中国发明专利一种处理农村生活污水的潜流人工湿地生态系统及处理方法,专利号:CN107686167A应用于农村生活污水处理,属立体人工湿地,水力负荷和污染负荷较高。需要占地面积,需要浇筑池体,成本较高,工期较长,操作复杂,受季节和气候影响较大。
中国发明专利一种用于农村污水处理的潜流人工湿地系统,申请号:CN201920205811.3,应用于少量农村污水处理,属于自流无动力式湿地系统,可就地处理农村污水,需要占地面积,需要浇筑池体,成本较高,工期较长,操作复杂,受季节和气候影响较大,处理污水浓度较低
中国发明专利一种负荷分散式农村污水处理系统,申请号:201911363901.6,应用于一般生活污水的处理,适合气候温和地区,具有较强的脱氮除磷能力,需要占地面积,需要浇筑池体,成本较高,工期较长,操作复杂,受季节和气候影响较大,无法负荷高浓度粪污废水
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷,提供了一种处理农村污水的微动力潜流湿地系统及其工作方法。
为了实现以上发明目的,本发明采取的技术方案如下:
一种处理农村污水的微动力潜流湿地系统,包括:埋于地下的A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块,A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块可以有若干个,具体根据需要处理的废水量来定,A2O废水处理主体模块用于对废水进行均质均量,处理高浓度和低浓度有机物,脱氮除磷,固液分离,将净化后的水输送至人工潜流湿地模块。
所述人工潜流湿地模块包括:夯土层21、防渗层22、粗垫层23、布水管24、中垫层25、细垫层26、土壤层27、耐污植物28、溢水井29;
挖坑,在坑的底部铺设了夯土层21,坑的四壁以及夯土层21上表面铺设防渗层22,然后再防渗层22的表面从下至上铺设粗垫层23、中垫层25、细垫层26、土壤层27;土壤层27上种植耐污植物28,布水管24成多个十字形相互连通组成布水管网埋设并平铺在粗垫层内,布水管24一端连接A2O废水处理主体模块的出口,布水管24为渗水管;
在中垫层25中设置竖立的溢水井29,溢水井29井口突出土壤层27;
进一步地,耐污植物28包括:皇竹草、美人蕉、蒲草和猪笼草。
进一步地,粗垫层23、中垫层25和细垫层26分别为卵石、砾石、沸石、粗砂、细砂中的一种或几种铺设而成。
进一步地,溢水井中放置滤料,滤料包括:活性炭、焦煤、石英砂中的一种或几种。
进一步地,A2O废水处理主体模块包括:调节池1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、澄清沉淀池5、提升泵6、生物填料7,曝气管8、紫外消毒器9、回流泵10、六根“L”型过流管11、光伏板12和电控箱13;
所述调节池1作为均质均量池,底部设有提升泵6;
所述厌氧池2处理废水中高浓度有机物,内部设有生物填料7;
所述缺氧池3进行脱氮除磷,内部设有生物填料7;
所述好氧池4处理废水中处理低浓度有机物,好氧池4内部中间填充生物填料7,底部设纳米曝气管8,曝气管8连接曝气泵19;
所述调节池1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4和澄清沉淀池5上端设有观察口20,用于观察和维护;
所述澄清沉淀池5将固液进行分离,底部设回流泵10,回流泵10通过管道与厌氧池2连接,回流泵10将沉淀污泥回流至厌氧池2,当成熟污泥积累过多时从观察口20进行清掏,澄清沉淀池5的出口处设有紫外线消毒器9进行杀菌消毒,污水消毒后排出,并进入人工潜流湿地模块;
所述调节池1厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、澄清沉淀池5按前后顺序依次连接,彼此之间通过“L”型过流管11连通,调节池1通过L型过流管11通入污水,澄清沉淀池5通过L型过流管11连接人工潜流湿地模块的布水管24排出净化后的污水。
进一步地,A2O废水处理主体模块外部设有光伏板12和电控箱13,给A2O废水处理主体模块提供电力和控制运行。
所述电控箱13内设置光伏控制器14、逆变器15、循环继电器16、蓄电池17、直流接触器18和曝气泵19。
光伏控制器14控制光伏板12对蓄电池17充电以及蓄电池17给逆变器15负载供电。
循环继电器16用于控制提升泵6、紫外消毒器9、回流泵10、光伏控制器14、逆变器15的工作时间。
直流接触器18用于防止A2O废水处理主体模块工作时的冲击电流,延长A2O废水处理主体模块的使用寿命。
本发明还公开了A2O废水处理主体模块的工作方法,包括以下步骤:
步骤一、进入调节池1中进行均质均量,由提升泵6导入厌氧池2,厌氧微生物处理较高浓度的污染物,同时厌氧池2中的生物填料7有利于厌氧微生物附着生长,提高厌氧发酵对有机物的降解效率;
步骤二、污水进入缺氧池3,进行污水的脱磷除氮;
步骤三、污水进入好氧池4,好氧池4通过生物填料7和曝气管8,利用好氧微生物对污染物质进行进一步处理;
步骤四、污水进入澄清沉淀池5,经静止放置后固体颗粒沉淀至下部,经污泥回流至厌氧池进行再次处理,出水口的紫外线消毒器9对污水进行杀菌消毒,污水导流至人工潜流湿地模块进行深度处理。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1.价格低廉,模块化废水处理设备可以通过减少焊接和土建工作,减少材料成本和人工成本;
2.简单易操作,主要工作只是模块拼接,操作简单;
3.微动力运行,智能化控制,大量地降低运行人工成本。
4.不占用耕地,无地面建筑,地上可种植经济植物。
5.可以应对季节和气候的变化。
附图说明
图1是本发明实施例处理农村污水的系统结构示意图;
图2是本发明实施例A2O废水处理主体模块结构示意图;
图3是本发明实施例人工潜流湿地模块结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下根据附图并列举实施例,对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,一种处理农村污水的微动力潜流湿地系统,包括:埋于地下的A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块,A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块可以有若干个,具体根据需要处理的废水量来定,A2O废水处理主体模块用于对废水进行均质均量,处理高浓度和低浓度有机物,脱氮除磷,固液分离,将净化后的水输送至人工潜流湿地模块。
如图2所示,A2O废水处理主体模块包括:调节池1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、澄清沉淀池5、提升泵6、生物填料7,曝气管8、紫外消毒器9、回流泵10、六根“L”型过流管11、光伏板12和电控箱13;
所述调节池1作为均质均量池,底部设有提升泵6;
所述厌氧池2处理废水中高浓度有机物,内部设有生物填料7;
所述缺氧池3进行脱氮除磷,内部设有生物填料7;
所述好氧池4处理废水中处理低浓度有机物,好氧池4内部中间填充生物填料7,底部设纳米曝气管8,曝气管8连接曝气泵19;
所述澄清沉淀池5将固液进行分离,底部设回流泵10,回流泵10通过管道与厌氧池2连接,回流泵10将沉淀污泥回流至厌氧池2,当成熟污泥积累过多时可从观察口进行清掏,澄清沉淀池5的出口处设有紫外线消毒器9进行杀菌消毒,污水消毒后排出,并进入人工潜流湿地模块;
所述调节池1厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、澄清沉淀池5按前后顺序依次连接,彼此之间通过“L”型过流管11连通,调节池1通过L型过流管11通入污水,澄清沉淀池5通过L型过流管11排出净化后的污水,后进入人工潜流湿地模块。
A2O废水处理主体模块外部设有光伏板12和电控箱13,给A2O废水处理主体模块提供电力和控制运行。
所述电控箱13内设置光伏控制器14、逆变器15、循环继电器16、蓄电池17、直流接触器18和曝气泵19。
光伏控制器14控制光伏板12对蓄电池17充电以及蓄电池17给逆变器15负载供电。
循环继电器16用于控制电器的工作时间。
直流接触器18用于防止电器开启时的冲击电流,延长电器的使用使用寿命。
A2O废水处理主体模块的工作流程如下:
步骤一、进入调节池1中进行均质均量,由提升泵6导入厌氧池2,厌氧微生物处理较高浓度的污染物,同时厌氧池2中的生物填料7有利于厌氧微生物附着生长,提高厌氧发酵对有机物的降解效率;
步骤二、污水进入缺氧池3,进行污水的脱磷除氮;
步骤三、污水进入好氧池4,好氧池4通过生物填料7和曝气管8,利用好氧微生物对污染物质进行进一步处理;
步骤四、污水进入澄清沉淀池5,经静止放置后固体颗粒沉淀至下部,经污泥回流至厌氧池进行再次处理,出水口的紫外线消毒器9对污水进行杀菌消毒,污水导流至人工潜流湿地模块进行深度处理。
如图3所示,所述人工潜流湿地模块包括:夯土层21、防渗层22、粗垫层23、布水管24、中垫层25、细垫层26、土壤层27、耐污植物28、溢水井29;
挖坑,在坑的底部铺设了夯土层21,坑的四壁以及夯土层21上表面铺设防渗层22,然后再防渗层22的表面从下至上铺设粗垫层23、中垫层25、细垫层26、土壤层27;土壤层27上种植耐污植物28,布水管24成多个十字形相互连通组成布水管网埋设并平铺在粗垫层内,布水管24一端连接澄清沉淀池5出口的L型过流管11,布水管24为渗水管;
在中垫层25中设置竖立的溢水井29,溢水井29井口突出土壤层27废水经模块一和模块二处理后由溢水井溢出;
耐污植物28可根据需求进行选择,如皇竹草、美人蕉、蒲草、猪笼草等
粗垫层23、中垫层25和细垫层26为卵石、砾石、沸石、粗砂、细砂中的一种或几种铺设而成。
溢水井中放置活性炭、焦煤、石英砂等滤料中的一种或几种,保证出水水质达到较高要求。
本发明运行稳定后,农村生活污水的COD由258mg/L降低为30mg/L如表1所示,本发明处理污水水质的前后对比;2.氨氮经处理后由28mg/L降低为5mg/L;总磷经处理后由2mg/L降低为0.5mg/L;综上所述,农村生活污水经所述污水系统处理后,可满足《农村生活污水处理排放标准》。
表1
COD(mg/L) HN<sub>3</sub>-N(mg/L) TP(mg/L)
流入水农村污水 258±19 28±5.8 2±0.6
流出水处理水 30±5 5±2.3 0.5±0.1
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种处理农村污水的系统,其特征在于,包括:埋于地下的A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块,A2O废水处理主体模块和人工潜流湿地模块可以有若干个,具体根据需要处理的废水量来定,A2O废水处理主体模块用于对废水进行均质均量,处理高浓度和低浓度有机物,脱氮除磷,固液分离,将净化后的水输送至人工潜流湿地模块;
所述人工潜流湿地模块包括:夯土层(21)、防渗层(22)、粗垫层(23)、布水管(24)、中垫层(25)、细垫层(26)、土壤层(27)、耐污植物(28)、溢水井(29);
挖坑,在坑的底部铺设了夯土层(21),坑的四壁以及夯土层(21)上表面铺设防渗层(22),然后再防渗层(22)的表面从下至上铺设粗垫层(23)、中垫层(25)、细垫层(26)、土壤层(27);土壤层(27)上种植耐污植物(28),布水管(24)成多个十字形相互连通组成布水管网埋设并平铺在粗垫层内,布水管(24)一端连接A2O废水处理主体模块的出口,布水管(24)为渗水管;
在中垫层(25)中设置竖立的溢水井(29),溢水井(29)井口突出土壤层(27)。
2.根据权利要求1所述的一种处理农村污水的系统,其特征在于:耐污植物(28)包括:皇竹草、美人蕉、蒲草和猪笼草。
3.根据权利要求1所述的一种处理农村污水的系统,其特征在于:粗垫层(23)、中垫层(25)和细垫层(26)分别为卵石、砾石、沸石、粗砂、细砂中的一种或几种铺设而成。
4.根据权利要求1所述的一种处理农村污水的系统,其特征在于:溢水井中放置滤料,滤料包括:活性炭、焦煤、石英砂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种处理农村污水的系统,其特征在于:A2O废水处理主体模块包括:调节池(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、澄清沉淀池(5)、提升泵(6)、生物填料(7),曝气管(8)、紫外消毒器(9)、回流泵(10)、六根“L”型过流管(11)、光伏板(12)和电控箱(13);
所述调节池(1)作为均质均量池,底部设有提升泵(6);
所述厌氧池(2)处理废水中高浓度有机物,内部设有生物填料(7);
所述缺氧池(3)进行脱氮除磷,内部设有生物填料(7);
所述好氧池(4)处理废水中处理低浓度有机物,好氧池(4)内部中间填充生物填料(7),底部设纳米曝气管(8),曝气管(8)连接曝气泵(19);
所述调节池(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)和澄清沉淀池(5)的上端均设有观察口(20),用于观察和维护;
所述澄清沉淀池(5)将固液进行分离,底部设回流泵(10),回流泵(10)通过管道与厌氧池(2)连接,回流泵(10)将沉淀污泥回流至厌氧池(2),当成熟污泥积累过多时从观察口(20)进行清掏,澄清沉淀池(5)的出口处设有紫外线消毒器(9)进行杀菌消毒,污水消毒后排出,并进入人工潜流湿地模块;
所述调节池(1)厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、澄清沉淀池(5)按前后顺序依次连接,彼此之间通过“L”型过流管(11)连通,调节池(1)通过L型过流管(11)通入污水,澄清沉淀池(5)通过L型过流管(11)连接人工潜流湿地模块的布水管(24)排出净化后的污水。
6.根据权利要求5所述的一种处理农村污水的系统,其特征在于:A2O废水处理主体模块外部设有光伏板(12)和电控箱(13),给A2O废水处理主体模块提供电力和控制运行;
所述电控箱(13)内设置光伏控制器(14)、逆变器(15)、循环继电器(16)、蓄电池(17)、直流接触器(18)和曝气泵(19);
光伏控制器(14)控制光伏板(12)对蓄电池(17)充电以及蓄电池(17)给逆变器(15)负载供电;
循环继电器(16)用于控制提升泵(6)、紫外消毒器(9)、回流泵(10)、光伏控制器(14)、逆变器(15)的工作时间;
直流接触器(18)用于防止A2O废水处理主体模块工作时的冲击电流,延长A2O废水处理主体模块的使用寿命。
7.根据权利要求5所述的一种处理农村污水的系统,其特征在于:所述A2O废水处理主体模块的工作步骤如下:
步骤一、进入调节池(1)中进行均质均量,由提升泵(6)导入厌氧池(2),厌氧微生物处理较高浓度的污染物,同时厌氧池(2)中的生物填料(7)有利于厌氧微生物附着生长,提高厌氧发酵对有机物的降解效率;
步骤二、污水进入缺氧池(3),进行污水的脱磷除氮;
步骤三、污水进入好氧池(4),好氧池(4)通过生物填料(7)和曝气管(8),利用好氧微生物对污染物质进行进一步处理;
步骤四、污水进入澄清沉淀池(5),经静止放置后固体颗粒沉淀至下部,经污泥回流至厌氧池进行再次处理,出水口的紫外线消毒器(9)对污水进行杀菌消毒,污水导流至人工潜流湿地模块进行深度处理。
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