CN114057352A - 一种循环生物滤池农村生活污水处理系统及处理工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种循环生物滤池农村生活污水处理系统及处理工艺，包括叠层生物滤池，所述叠层生物滤池包括上端开口的池体和多层设置于池体内且沿池体高度方向间隔排布的滤料层；所述滤料层将池体分隔为上端的布水区，相邻两层滤料层之间的空气层，以及池体底端的集水区，所述滤料层的填料上附着有微生物，所述污水从布水区间歇性进入池体内。经过过滤、初沉、循环处理和外排等步骤，实现对污水的处理。本申请具有进而提高微生物对污水中污染物的分解转换效率，保证使出水水质能够稳定达标的优点。

Description

一种循环生物滤池农村生活污水处理系统及处理工艺

技术领域

本申请涉及污水处理技术的领域，尤其是涉及一种循环生物滤池农村生活污水处理系统及处理工艺。

背景技术

目前，随着国家生态环境保护工作的不断推进，工业和城市污染治理水平得到极大提升，环境质量也明显改善。但随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高，农村及乡镇生产、生活方式也得到了很大的变化，居民生活水平得到了较大提升，但与之造成的农村环境污染也日趋严重，解决农村环境问题已经势在必行。传统的污水处理方法，例如活性污泥法、生物转盘、膜工艺等，由于对进水要求较高，运维人员的技术能力要求较强，大都不适用于农村生活污水的处理。普通生物滤池、人工湿地等工艺，虽然操作简单，但处理污水不稳定，抗水力负荷能力差，工艺出水很难稳定达标。

相关技术中，通常采用生物滤池对农村生活污水进行处理，生物滤池是微生物附着在生物填料上形成生物膜，利用微生物进行污水中污染物的处理，其工艺具有操作技术要求低，维护简单，运行能耗低等优点。最近几年在农村生活污水处理中得到大量应用。

针对上述中的相关技术，发明人认为：相关技术中污水与填料接触时间较短，污染物去除率相对较低，出水水质难以稳定达标。

发明内容

为了提高污染物的去除率，使出水水质能够稳定达标，本申请提供一种循环生物滤池农村生活污水处理系统及处理工艺。

本申请提供的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统采用如下的技术方案：

一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，包括叠层生物滤池，所述叠层生物滤池包括上端开口的池体和多层设置于池体内且沿池体高度方向间隔排布的滤料层；所述滤料层将池体分隔为上端的布水区，相邻两层滤料层之间的空气层，以及池体底端的集水区，所述滤料层的填料上附着有微生物，所述污水从布水区间歇性进入池体内。

通过采用上述技术方案，叠层生物滤池为多层结构，两层滤料层之间为空气层，污水在空气层之间跌落的过程中，有利于水体充氧，可实现滤料区污水溶解氧浓度0.6～1.8mg/L，从而增强生物滤池的氧化作用，提高有机污染物、氨氮的去除效果；间歇性进水和自然通风交替进行，落干自然通风期间延长了污水在填料中的空床停留时间，提高了微生物膜与污水的接触时间，硝化细菌在驯化成熟达到稳定状态下，硝化反应需要较长接触时间才可将污水中氨氮吸附分解氧化，当细菌与污水中氨氮接触时间不足时，硝化反应不能进行完全，造成氨氮去除率较低，通过叠层滤池的间歇进水为硝化细菌提供足够的反应时间，污水中氨氮被填料吸附后，填料表面的硝化细菌在滤池布水后落干期间进行硝化反应，将污水中氨氮转化为硝态氮实现转化去除，从而进一步提高生物滤池有机物的去除效率。综上所述，通过设置叠层生物滤池，并间歇性向叠层生物滤池中布水，提高了滤料层的好氧环境，有利于填料微生物挂膜，同时延长了污水在填料中的空床停留时间，提高了微生物膜与污水的接触时间，进而提高微生物对污水中污染物的分解转换效率，保证使出水水质能够稳定达标。

可选的，所述叠层生物滤池的上游设置有调节循环池，所述调节循环池内设置有用于向叠层生物滤池内间歇供水的循环泵，所述集水区与叠层生物滤池之间通过回流管连通。

通过采用上述技术方案，经过滤料层净化后的污水进入集水区进行沉淀，从集水区流出的部分上清液进入调节循环池，可以对新进污水进行稀释，降低调节循环池内污水的污染物浓度，增强调节循环池的抗水质负荷能力，进行下一次布水工作时，滤料层中被转化的有机物同时被洗脱，滤料层填料表面恢复对污染物的吸附功能，使其适用于农村生活污水水质波动大的情况，实现叠层滤池的长期高效的氨氮去除效果，保证使出水水质能够稳定达标。

可选的，所述叠层生物滤池下游设置有清水池，所述回流管远离集水区的一端有两条支路，一条支路与调节循环池连通，另一条支路与清水池连通，所述回流管上与调节循环池连通的支路上设置有浮球阀。

通过采用上述技术方案，从集水区流出的部分上清液流经浮球阀进入调节循环池，对新进污水进行稀释，部分上清液流入清水池进行外排，直到调节循环池内的液位升高至浮球阀关闭，进行循环处理流程。通过设置浮球阀，便于对调节循环池内的液位进行控制。

可选的，所述布水区的上方设置有布水系统；所述布水系统包括布水主管，多根并排设置于布水区上方的布水支管和设置于布水支管上的布水罩；所述布水主管与循环泵连通；布水支管一端封闭且另一端与布水主管连通，布水支管能覆盖整个布水区。

通过采用上述技术方案，循环泵将污水间歇性泵入布水系统中，布水主管将污水分配给多个布水支管，并通过布水罩均匀向布水区布水；通过设置布水系统，可将污水均匀分布于滤料层上，有利于生物滤池的滤料形成挂膜，生物膜的均匀分布有利于污染物的有效去除。

可选的，所述滤料层填料的粒径由上至下依次降低。

通过采用上述技术方案，滤池层由上至下填料的渗透性逐层降低，以控制污水中污染物的运移和渗透，粗填料滤层由于其滤料孔隙较大，主要起到拦截污水中较大悬浮颗粒物，同时使得污水在填料中形成侧向流动，提高污水分布的均匀度，使污水均匀配进入下一滤层；细滤料层填料粒径较小，孔隙率小，渗透性相对较差，使得污水在此滤层中形成向下渗透和侧向流动相对缓慢，利用填料表面中微生物膜形成致密滤层对污水中较小悬浮颗粒有机物及微小固体颗粒物被拦截吸附，其中有机颗粒物及胶体不断被填料表面微生物进行分解和转化实现污水中污染物的去除，不同粒径填料分层进行悬浮颗粒物的拦截，使污水中固体悬浮物得到有效去除，并有效防止滤池填料的频繁堵塞。

可选的，所述池体内固接有多块沿池体高度方向排布的格栅状隔板，所述滤料层设置于隔板上。

通过采用上述技术方案，格栅状的隔板既可以对滤料层进行稳定的支撑，也可以供污水通过。

可选的，滤料层每层厚度40～60cm，每层空气层高度10～20cm。

通过采用上述技术方案，设计适宜的滤料层厚度和空气层高度，有利于水体充氧，自然通风时，也可以满足滤料层的好氧环境，有利于填料微生物挂膜，提高微生物对污水中污染物的分解转换效率。

可选的，所述调节循环池的上游连通有初沉池，所述初沉池的上游连通有格栅井。

通过采用上述技术方案，格栅井可以对污水进行过滤，除较去大杂物及固体颗粒物，初沉池可以除去污水中较大杂物、悬浮颗粒物及胶体；通过设置格栅井和初沉池，可以对污水进行预处理，减少滤料层堵塞的频次。

可选的，所述清水池内设置有提升泵。

通过采用上述技术方案，便于清水池内的水排出。

一种循环生物滤池农村生活污水处理工艺，包括以下步骤：

S1过滤，污水进入格栅井，格栅可以对污水进行过滤，除较去大杂物及固体颗粒；

S2初沉，使用物理处理技术对污水中较大杂物及悬浮颗粒物及胶体进行去除，初沉池的水力停留时间HRT在2.0～4.0h；

S3循环处理，初沉池的上清液进入调节循环池，净化后经回流管、浮球阀回流至调节循环池直至浮球阀关闭；

叠层生物滤池集水区水力停留时间HRT为0.5～1.0h，循环进水5～10min，停止进水自然通风10～20min交替运行，调节循环池的水力停留时间HRT为12.0～24.0h，循环比为300%～600%；

S4外排，浮球阀闭合后，污水经叠层生物滤池处理后由回流管流入清水池，清水池水力停留时间HRT为2.0～4.0h。

通过采用上述技术方案，通过叠层生物滤池和调节循环池对污水进行循环处理，可以对进水污染物进行稀释，降低生物滤池污染物负荷，同时更大的提高了填料挂膜微生物总量，水力负荷保持在1-4m3/(m2•d)下，容积负荷可达到1000gBOD5/(m3•d)，污染物去除率有较高提升，BOD5去除率在80%-90%左右，氨氮去除率为70%-85%之间。结构中各滤料层陶粒BOD5去除率可达到20%-30%，氨氮去除率为15%-25%左右。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置叠层生物滤池，并间歇性向叠层生物滤池中布水，提高了滤料层的好氧环境，有利于填料微生物挂膜，同时延长了污水在填料中的空床停留时间，提高了微生物膜与污水的接触时间，进而提高微生物对污水中污染物的分解转换效率，保证使出水水质能够稳定达标；

2.通过设置调节循环池、循环泵和回流管，提高了抗冲击符合，使其适用于农村生活污水水量小、间歇排放、水质水量波动大的情况，实现现叠层滤池的长期高效的氨氮去除效果，保证使出水水质能够稳定达标；

3.通过设置布水系统，可将污水均匀分布于滤料层上，有利于生物滤池的滤料形成挂膜，生物膜的均匀分布有利于污染物的有效去除；

4.通过设置不同粒径滤料层，可以对悬浮颗粒物的拦截，使污水中固体悬浮物得到有效去除，并有效防止滤池填料的频繁堵塞。

附图说明

图1是本申请实施例中一种循环生物滤池农村生活污水处理系统的结构示意图。

附图标记说明：1、格栅井；2、初沉池；3、调节循环池；4、叠层生物滤池；40、池体；41、滤料层；42、隔板；43、布水区；44、空气层；45、集水区；5、清水池；6、循环泵；7、回流管；8、浮球阀；9、提升泵。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种循环生物滤池农村生活污水处理系统。参照图1，循环生物滤池农村生活污水处理系统包括依次布设的格栅井1、初沉池2、调节循环池3、叠层生物滤池4和清水池5；格栅井1上设置有格栅，用于对污水进行过滤，除较去大杂物及固体颗粒物，具体的格栅可以采用不锈钢制成的提篮格栅，栅间隙在5～10mm之间；初沉池2用于对污水进行初步沉淀，具体的可以通过自然沉降或者在初沉池2内添加絮凝剂，除去污水中较大杂物、悬浮颗粒物及胶体。经格栅井1和初沉池2预处理后的污水流入调节循环池3内。

参照图1，叠层生物滤池4包括池体40和滤料层41；池体40上端开口，池体40内固接有多块沿池体40高度方向排布的隔板42，具体的，隔板42可以采用孔径10mm正方形孔玻璃钢格栅，滤料层41设置于隔板42上，隔板42既可以对滤料层41进行支撑，也可以供污水通过，相邻两层滤料层41之间存在间距，滤料层41将池体40分隔为上端的布水区43，相邻两层滤料层41之间的空气层44，以及池体40底端的集水区45，空气层44可以使滤料层41污水的溶氧浓度提高至0.6～1.8mg/L，从而提高有机物和氨氮的去除效果；集水区45水力停留时间HRT为0.5～1.0h，使处理后的污水在集水区45内能充分沉淀分离。滤料层41的填料采用表面粗糙、孔隙率高、强度较高且保湿型较好的轻质陶粒，利于微生物的生长和挂膜，陶粒挂膜后比重为1000～1500kg/m³同时具有一定的吸附作用；滤料层41每层厚度为40～60cm，每层空气层44的高度为10～20cm。滤料层41层数可以根据进出水水质标准及成本进行设计，在本实施例中，滤料层41设计为3～4层，滤料层41填料的粒径由上至下降低，具体的，最上层过滤层填料的粒径为20～30mm，下几层填料的粒径为10～20mm，从而使污水中的固体悬浮物(SS)得到有效的去除，并防止滤料层41频繁堵塞。

参照图1，调节循环池3内设置有循环泵6，用于将污水提升至叠层生物滤池4中进行净化，循环泵6可以通过定时装置和液位器联合控制，完成叠层生物滤池4的间歇性进水，进水时间可以根据实际情况进行调整，在本实施例中，循环泵6每次进水5～10min，停止进水10～20min；叠层生物滤池4的集水区45、调节循环池3以及清水池5之间设置有回流管7；回流管7一端与集水区45连通，另一端有两条支路，其中一条支路与调节循环池3连通，另一条支路与清水池5连通，与调节循环池3连通的支路上设置有浮球阀8。

初沉池2的上清液进入调节循环池3，在循环泵6的提升下进入叠层生物滤池4中净化，净化后的污水进入集水区45，从集水区45流出的部分上清液流经浮球阀8进入调节循环池3，可以对新进污水进行稀释，降低调节循环池3内污染物的浓度，降低有机负荷，提高抗水质冲击，部分上清液流至清水池5外排，直到调节循环池3内水位升高至浮球阀8关闭，清水池5内设置有提升泵9，从而便于处理后的污水外排，清水池5的水力停留时间为2～4h。通过调节循环泵6的启停时间及回流水量保证出水水质稳定，循环流水量控制在进水量的1～4倍，循环比为300%～600%。调节循环池3的水力停留时间HRT为12～24h，从而降低水力负荷，提高抗水力冲击。通过设置回流管7进行循环并控制调节循环池3内的水力停留时间，可以提高系统的冲击负荷，进一步保证出水水质能够稳定达标。

布水区43的上方设置有布水系统；布水系统包括布水主管，多根并排设置于布水区43上方的布水支管和设置于布水支管上的布水罩；布水主管与循环泵6连通；布水支管一端封闭且另一端与布水主管连通，布水支管能覆盖整个布水区43且与滤料层41的距离为10～20cm；布水支管上开设有孔径为5～8mm的布水孔，布水罩设置于布水孔上，从而将污水均匀喷洒到滤料层41上，提高污水净化效率，循环泵6与布水系统之间管路安装有阀门、流量计可对循环水量进行调节。

本申请实施例一种循环生物滤池农村生活污水处理系统的实施原理为：进行农村生活污水净化时，污水在重力的作用下穿过格栅进入格栅井1内，格栅可以对生活污水进行过滤，除较去大杂物及固体颗粒物，过滤后的污水进入初沉池2，通过自然沉降或者在初沉池2内加入一定的絮凝剂，除去污水中较大杂物、悬浮颗粒物及胶体，初沉池2内的上清液流入调节循环池3内，在调节循环池3内停留一定的时间后，循环泵6将污水间歇性泵入布水系统中，布水主管将污水分配给多个布水支管，并通过布水罩均匀向布水区43布水，使污水均匀进入叠层生物滤池4内。

叠层生物滤池4中有多层滤料层41，两层滤料层41之间为空气层44，污水在空气层44之间跌落的过程中，有利于水体充氧，可实现滤料区污水溶解氧浓度0.6～1.8mg/L，从而增强生物滤池的氧化作用，提高有机污染物、氨氮的去除效果，滤料层41采用表面粗糙，空隙率高，具有较高强度、保湿性高的轻质陶粒作为填料，有利于微生物的生长和挂膜；最上层陶粒粒径较大，以下几层陶粒粒径较小，粗填料滤层可以拦截污水中较大的悬浮颗粒物，同时使得污水均匀配水到下一滤层，细滤料层41陶粒粒径较小，污水在细滤料层41中渗透和侧向流动相对缓慢，利用填料表面中微生物膜形成致密滤层，对污水中较小悬浮颗粒有机物及微小固体颗粒物被拦截吸附，不同粒径填料分层进行悬浮颗粒物的拦截，使污水中的固体悬浮物得到有效去除，并有效防止滤池填料的频繁堵塞。

循环泵6向叠层生物滤池4内间歇性进水，提高了滤料层41的好氧环境，有利于填料微生物挂膜，提高微生物对污水中污染物的分解转换，落干自然通风期间延长了污水在填料中的空床停留时间，提高了微生物膜与污水的接触时间，足够的接触时间进一步提升生物滤池有机污染物的去除，经过滤料层41净化后的污水进入集水区45，从集水区45流出的部分上清液流经浮球阀8进入调节循环池3，可以对新进污水进行稀释，降低调节循环池3内污染物的浓度，降低有机负荷，提高抗水质冲击，部分上清液流至清水池5外排，直到调节循环池3内水位升高至浮球阀8关闭，进行下一次的布水工作，滤料层41中被转化的有机物在下一次布水工作时被洗脱，滤料层41填料表面恢复对污染物的吸附功能，从而实现叠层滤池的长期高效的氨氮去除效果。通过设置叠层生物滤池4，并间歇性向叠层生物滤池4中布水，提高了滤料层41的好氧环境，有利于填料微生物挂膜，同时延长了污水在填料中的空床停留时间，提高了微生物膜与污水的接触时间，进而提高微生物对污水中污染物的分解转换效率，保证使出水水质能够稳定达标。

本申请实施例还公开一种循环生物滤池农村生活污水处理工艺。循环生物滤池农村生活污水处理工艺包括以下步骤：

S1过滤

污水通过重力流入格栅井1，格栅可以对污水进行过滤，除较去大杂物及固体颗粒物。

S2初沉

(1)污水通过格栅过滤后进入初沉池，物理处理技术对污水中较大杂物及悬浮颗粒物及胶体进行去除，初沉池2的水力停留时间HRT在2.0～4.0h。

(2)使用吸污车定期清理初沉池2内的污泥。

S3循环处理

初沉池2的上清液进入调节循环池3，通过循环泵6间歇性打入叠层生物滤池4中进行净化，经生物处理后出水到集水区45经回流管7、浮球阀8回流至调节循环池3实现污水循环处理，调节循环池3液位升高直至浮球阀8闭合。

叠层生物滤池4集水区45水力停留时间HRT为0.5～1.0h，循环进水5～10min，停止进水自然通风10～20min交替运行，循环比为300%～600%，调节循环池3的水力停留时间HRT为12.0～24.0h。

S4外排

调节循环池3液位升高至浮球阀8闭合后，污水经叠层生物滤池4处理后由回流管7流入清水池5，清水池5内置提升泵9进行外排，清水池5水力停留时间HRT为2.0～4.0h。

本申请实施例一种循环生物滤池农村生活污水处理工艺的实施原理为：通过叠层生物滤池4和调节循环池3对污水进行循环处理，可以对进水污染物进行稀释，降低生物滤池污染物负荷，同时更大的提高了填料挂膜微生物总量，水力负荷保持在1-4m3/(m2•d)下，容积负荷可达到1000gBOD5/(m3•d)，污染物去除率有较高提升，BOD5去除率在80%-90%左右，氨氮去除率为70%-85%之间。结构中各滤料层41陶粒BOD5去除率可达到20%-30%，氨氮去除率为15%-25%左右。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：包括叠层生物滤池(4)，所述叠层生物滤池(4)包括上端开口的池体(40)和多层设置于池体(40)内且沿池体(40)高度方向间隔排布的滤料层(41)；所述滤料层(41)将池体(40)分隔为上端的布水区(43)，相邻两层滤料层(41)之间的空气层(44)，以及池体(40)底端的集水区(45)，所述滤料层(41)的填料上附着有微生物，污水从布水区(43)间歇性进入所述池体(40)内。

2.根据权利要求1所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：所述叠层生物滤池(4)的上游设置有调节循环池(3)，所述调节循环池(3)内设置有用于向叠层生物滤池(4)内间歇供水的循环泵(6)，所述集水区(45)与叠层生物滤池(4)之间通过回流管(7)连通。

3.根据权利要求2所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：所述叠层生物滤池(4)下游设置有清水池(5)，所述回流管(7)远离集水区(45)的一端有两条支路，一条支路与调节循环池(3)连通，另一条支路与清水池(5)连通，所述回流管(7)上与调节循环池(3)连通的支路上设置有浮球阀(8)。

4.根据权利要求2所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：所述布水区(43)的上方设置有布水系统；所述布水系统包括布水主管，多根并排设置于布水区(43)上方的布水支管和设置于布水支管上的布水罩；所述布水主管与循环泵(6)连通；布水支管一端封闭且另一端与布水主管连通，布水支管能覆盖整个布水区(43)。

5.根据权利要求2所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：所述滤料层(41)填料的粒径由上至下依次降低。

6.根据权利要求2所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：所述池体(40)内固接有多块沿池体(40)高度方向排布的格栅状隔板(42)，所述滤料层(41)设置于隔板(42)上。

7.根据权利要求2所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：滤料层(41)每层厚度40～60cm，每层空气层(44)高度10～20cm。

8.根据权利要求3所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：所述调节循环池(3)的上游连通有初沉池(2)，所述初沉池(2)的上游连通有格栅井(1)。

9.根据权利要求3所述的一种循环生物滤池农村生活污水处理系统，其特征在于：所述清水池(5)内设置有提升泵(9)。

10.一种循环生物滤池农村生活污水处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1过滤，污水进入格栅井(1)，格栅可以对污水进行过滤，除较去大杂物及固体颗粒；

S2初沉，使用物理处理技术对污水中较大杂物及悬浮颗粒物及胶体进行去除，初沉池(2)的水力停留时间HRT在2.0～4.0h；

S3循环处理，初沉池(2)的上清液进入调节循环池(3)，净化后经回流管(7)、浮球阀(8)回流至调节循环池(3)直至浮球阀(8)关闭；

叠层生物滤池(4)集水区(45)水力停留时间HRT为0.5～1.0h，循环进水5～10min，停止进水自然通风10～20min交替运行，调节循环池(3)的水力停留时间HRT为12.0～24.0h，循环比为300%～600%；

S4外排，浮球阀(8)闭合后，污水经叠层生物滤池(4)处理后由回流管(7)流入清水池(5)，清水池(5)水力停留时间HRT为2.0～4.0h。

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