CN114230088A

CN114230088A - 一种农村生活污水生物慢滤净化系统和方法

Info

Publication number: CN114230088A
Application number: CN202111294270.4A
Authority: CN
Inventors: 王煜; 郑伟; 卢晓春; 杨超
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2022-03-25

Abstract

一种农村生活污水生物慢滤净化系统和方法，包括沉淀池、粗滤池和生物慢滤池，沉淀池底部设有污泥斗，污泥池底部连通排淤管，沉淀池下端通过第一管道与粗滤池底部连通，在粗滤池内设有多层第一滤料，粗滤池顶部通过第二管道与慢滤池连通，在慢滤池内设有多层第三滤料，在第三滤料上设有多层第二滤料。本发明用于解决农村污水过滤过慢和滤池容易堵塞的问题。

Description

一种农村生活污水生物慢滤净化系统和方法

技术领域

本发明涉及一种农村生活污水生物慢滤净化系统和方法。

背景技术

作为一种传统的水处理工艺，生物慢滤技术在水处理中曾经占有很重要的地位，生物慢滤技术是一种基本不需要机械动力和生物化学作用的一项技术，它具有运行简单、成本低廉、对污染物去除率高的优点，但是过滤速度较慢。另外大量的室内实验和实地应用表明，生物慢滤是集物理、化学和生物作用为一体的复杂过程。在国外，Hijnen认为生物膜对细菌和原生动物的卵囊有较好的去除作用，但不会影响病毒的去除。在中国，叶红指出生物慢滤技术对污染物的去除表现为物理吸附和生物化学过程共同作用的结果，慢滤池在运行过程中上层滤料表面形成一层微生物黏膜，黏膜中的各种细菌、藻类、原生动物以及各种微生物的分泌物，从而能够有效去除农村饮用水中常见的污染物如悬浮物、细菌、有机物、氨氮、重金属等，但是当慢滤池运行一段时间后，在粘性杂质和老化生物膜的作用下，表层滤料会有不同程度的板结硬化，造成慢滤池的堵塞，过水效率降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种农村生活污水生物慢滤净化系统和方法，用于解决农村污水过滤过慢和滤池容易堵塞的问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种农村生活污水生物慢滤净化系统，包括沉淀池、粗滤池和生物慢滤池，沉淀池底部设有污泥斗，污泥池底部连通排淤管，沉淀池下端通过第一管道与粗滤池底部连通，在粗滤池内设有多层第一滤料，粗滤池顶部通过第二管道与慢滤池连通，在慢滤池内设有多层第三滤料，在第三滤料上设有多层第二滤料。

在慢滤池上设有防堵装置，所述防堵装置包括固定在慢滤池上的支撑架，支撑架上安装有电机和水泵，电机输出轴通过旋转接头与L形的刮管连接，在刮管上固定连接有多根搅拌棒和连通有多个喷嘴，搅拌棒插入在第二滤料内，旋转接头壳体连通进水管，水泵安装在进水管上，搅拌棒一侧粗滤池通过排污管与污水池连通。

一种农村生活污水生物慢滤净化系统的方法，包括以下步骤；

第一步：将农村生活污水引入沉淀池，污水中大颗粒和不易溶解杂质沉淀到污泥斗内；

第二步：将沉淀池上部不含有大颗粒杂质的污水通过第一管道引入粗过滤池内，在粗滤池内进行上向流式粗滤；

第三步：将粗滤池内的污水通过第二管道进入到慢滤池内，并依次流经慢滤池9内的第二滤料和第三滤料后流入净水池；

第四步：当慢滤池出水量小于慢滤池进水量时，则启动电机和水泵，电机驱动刮管上的搅拌棒旋转松动第二滤料，同时由喷嘴喷出的干净水对第二滤料做冲刷处理，冲洗污水经排污管送入污水池；

第五步：定期用吸污车吸除沉淀于污泥斗底部的淤泥和不溶解颗粒杂质。

本发明的有益效果为：本发明中，通过设置沉淀池、粗滤池和生物慢滤池，农村污水在沉淀池内经过沉淀，污水中的大部分杂质将被沉置到污泥斗内，经过该步骤后，污水粗过滤池做上向流式粗滤，被所述三级卵石滤床过滤，此过程能进一步滤除污水中夹杂的杂质，粗滤出水后再经过生物慢滤池再次深度过滤，此时能够有效处理污水有机和无机污染物，从而使污水能够达到净化排放的目的，能够极大提高过滤速度，同时有效降低污水中COD、NH₃-N、总磷等化学性指标浓度和pH、浊度、电导率等物理性指标浓度；另外电动机带动搅拌棒用于滤料表层松动，同时采用高压水冲刷表层滤料，使粘黏在滤料表面的杂质和老化生物膜脱落，二者共同协作，有效解决慢滤池表层滤料堵塞问题，让慢滤池重新恢复滤水功能。该种设置方式，结构方式简单，整个操作过程简单，能够高效对农村污水进行净化处理。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图，

图2为本发明关于慢滤池的俯视结构示意图，

图3为本发明关于防堵装置的结构示意图。

图中：排淤管1、沉淀池2、拦污网3、球阀4、污泥斗5、粗滤池6、第一滤料7、布水管8、生物慢滤池9、第二滤料10、第三滤料11、支撑架12、电机13、进水管14、水泵15、刮管16、喷嘴17、搅拌棒18、净水管19、旋转接头 20、排污管21、喷淋头22。

具体实施方式

如图1所示，一种农村生活污水生物慢滤净化系统，包括沉淀池2、粗滤池 6和生物慢滤池9；所述沉淀池2包括以出水口为界限分为上下两部分，分别是上部蓄水部分和下部的污泥斗5，蓄水部分底部通过第一管道与粗滤池6底部导通；该粗滤池6的上部通过第二管道与生物慢滤池9的顶部导通，生物慢滤池9 的连通有清水管，在粗滤池6内设有多层第一滤料7，在慢滤池9内设有第三滤料11，在第三滤料11上设有多层第二滤料10，在第一管道和第二管道内均固定有三层拦污网3，第一管道和第二管道上均安装球阀4。

沉淀池2内径1.80m、高2.0m，沉淀池2向下预埋330mm，使其与慢滤池 9的底部处于同一高程；通过集水管道将农户所排污水引入所述沉淀池2内，污水在沉淀池2内流速降低，水流紊动减小，污水中悬移质颗粒在重力作用下沉降到污泥斗5中。污水经沉淀后实现固液分层，上层污水中大颗粒悬浮杂质减少，污水浑浊度降低，污水经重力自然沉降后，再通过第一管道进入粗滤池6对污水做进一步预处理。

粗滤池6内径1.40m、高1.40m，中部400mm上覆水深层、下部750mm滤料层。粗过滤池内第一滤料7包括从上到下依次铺设的三层卵石层，上层卵石层的卵石粒径为5～10mm，铺设厚度300mm；中层卵石层的卵石粒径为10～15mm，铺设厚度为250mm；下层卵石层的卵石粒径为15～20mm，铺设厚度为200mm。

生物慢滤池9内径1.63m、高1.60m，生物慢滤池9内的三层第二滤料10 是混合砂，混合砂是石英砂与河砂混合而成，第二滤料10分为三层，上层混合砂粒径为0.9～1.35mm，铺设厚度为300mm；中层混合砂粒径为0.3～0.9mm，铺设厚度为350mm；下层混合砂粒径为0.15～0.3mm，铺设厚度为350mm。

生物慢滤池9内的三层第三滤料11是卵石或砂砾，上层第三滤料11为粒径 1～3mm的砂砾，铺设厚度50mm；中层第三滤料11是粒径3～6mm的卵石，铺设厚度50mm；下层第三滤料11时粒径7～10mm的卵石，铺设厚度100mm。

第三滤料11能够保证污水的顺利排出，第二滤料10表面生物膜的物理吸附以及生物化学复杂作用，对污水中的有机物、病原菌等有害物质进行去除。

如图2所示，在慢滤池9池口设有环形布水管8，布水管8与第二管道接通，在布水管8上连通有多根喷淋头22，各根喷淋头22是绕着布水管8轴线均匀分布。布水器通过喷淋头22射入生物慢滤池9中，污水喷射这一过程增加了污水与空气的接触时间和掺混面积，达到天然曝气的效果，提高污水中溶解氧含量。

如图3所示，在慢滤池9上设有防堵装置，所述防堵装置包括固定在慢滤池 9上的支撑架12，支撑架12上安装有减速电机13和水泵15，电机13输出轴通过旋转接头20与L形的刮管16连接，在刮管16上固定连接有多根搅拌棒18 和连通有多个喷嘴17，搅拌棒18插入在第二滤料10内，旋转接头20壳体连通进水管14，水泵15安装在进水管14上，搅拌棒18一侧粗滤池6通过排污管21 与污水池连通。

旋转结构与专利号为“CN 103047493 A、一种旋转接头”相同，当第二滤池表层滤料板结硬化时，通过减速电机13带动刮管16上的搅拌棒18对第二滤料 10表层做搅拌处理，同时水泵15推动水从各喷嘴17喷出，以对搅拌的第二滤料10表层冲洗，在高压水的作用下，清理滤料表面所粘结的杂质后，开启排污管21上的球阀4,，清洗的杂质从排污管21溢流到污水池中(污水池图中未画出)。

一种农村生活污水生物慢滤净化系统和方法，其运行参数如表1

表1生物慢滤系统运行参数

生物慢滤系统对农村污水的净水能力分析；生物慢滤系统通过60天挂膜培养试验和30天净水试验得出实施例1中的各项参数。

生物慢滤系统对农村污水的净水能力分析。具体方法为：人工配制原水，以糖蜜、氯化铵、磷酸二氢钾作为原水中C、N、P元素的主要来源，以100：5： 1的浓度调配原水，所配原水经检测得出C、N、P三者的浓度为312.13mg/L、 13.61mg/L、3.11mg/L。原水经粗滤池6和生物慢滤池9过滤净化后，所得出水各项指标均符合当地环保部门所要求的排放标准。原水及滤后水的各项物理、化学性指标如下表

表2水质指标对比分析

试验期间，经水质化验检测分析后得出，上述生物慢滤系统的净水效果最好，对原水中COD的平均去除率达到90.19％；对于总磷的去除率达98.1％；由于本套慢滤系统运行期间，无机械增氧等措施，慢滤池内仅在滤料上层存在少量好氧性硝化细菌，慢滤池中下部主要以厌氧反应为主，通过厌氧微生物的生命活动去除有机污染物，由于厌氧过程在慢滤池中发生了氨化反应，微生物将有机氮化合物分解，转化成氨态氮，造成慢滤池9对于氨氮的去除率效果不理想。

根据上述表格得出，所述生物慢滤系统对原水浊度的去除效果达到99.9％；所述生物慢滤系统的出水pH值均可稳定至7.0-8.0范围内，属于弱碱水；原水经过慢滤系统处理后，其电导率指标有所升高，说明经慢滤处理后的水导电性能增加，水中的离子有所增加；且在布水管8向生物慢滤池9供水时，水体与空气发生充分接触，污水吸附空气中部分氧气，使得滤后水中溶解氧浓度增加。

依据结果综合说明，该套生物慢滤系统是能够高效净化农村污水的一套组合装置，通过优化生物慢滤系统内的结构参数和运行参数，高效净水。即一种农村生活污水生物慢滤净化系统及滤池防堵方法，其高效的净水能力可应用于实际农村污水的净化工程中。

Claims

1.一种农村生活污水生物慢滤净化系统，包括沉淀池（2）、粗滤池（6）和生物慢滤池（9），其特征在于：沉淀池（2）底部设有污泥斗（5），污泥池底部连通排淤管（1），沉淀池（2）下端通过第一管道与粗滤池（6）底部连通，在粗滤池（6）内设有多层第一滤料（7），粗滤池（6）顶部通过第二管道与慢滤池（9）连通，在慢滤池（9）内设有多层第三滤料（11），在第三滤料（11）上设有多层第二滤料（10）。

2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水生物慢滤净化系统，其特征在于：所述第一滤料（7）为卵石，粗滤池（6）内的各层第一滤料（7）中卵石粒径是从上到下逐层增加。

3.根据权利要求1所述的一种农村生活污水生物慢滤净化系统，其特征在于：所述第二滤料（10）为混合砂，各层第二滤料（10）粒径从上到下逐层减小，所述第三滤料（11）为卵石或砂砾，各层第三滤料（11）粒径从上到下逐层增加。

4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水生物慢滤净化系统，其特征在于：在第一管道和第二管道内均设有多层拦污网（3）。

5.根据权利要求1到4任一项所述的一种农村生活污水生物慢滤净化系统，其特征在于：在慢滤池（9）池口设有环形布水管（8），布水管（8）与第二管道接通，在布水管（8）上连通有多根喷淋头（22），各根喷淋头（22）是绕着布水管（8）轴线均匀分布。

6.根据权利要求1到4任一项所述的一种农村生活污水生物慢滤净化系统，其特征在于：在慢滤池（9）上设有防堵装置，所述防堵装置包括固定在慢滤池（9）上的支撑架（12），支撑架（12）上安装有电机（13）和水泵（15），电机（13）输出轴通过旋转接头（20）与L形的刮管（16）连接，在刮管（16）上固定连接有多根搅拌棒（18）和连通有多个喷嘴（17），搅拌棒（18）插入在第二滤料（10）内，旋转接头（20）壳体连通进水管（14），水泵（15）安装在进水管（14）上，搅拌棒（18）一侧粗滤池（6）通过排污管（21）与污水池连通。

7.一种使用权利要求6所述的农村生活污水生物慢滤净化系统的方法，其特征在于：包括以下步骤；

第一步：将农村生活污水引入沉淀池（2），污水中大颗粒和不易溶解杂质沉淀到污泥斗（5）内；

第二步：将沉淀池（2）上部不含有大颗粒杂质的污水通过第一管道引入粗过滤池内，在粗滤池（6）内进行上向流式粗滤；

第三步：将粗滤池（6）内的污水通过第二管道进入到慢滤池（9）内，并依次流经慢滤池（9）内的第二滤料（10）和第三滤料（11）后经净水管（19）流入净水池；

第四步：当慢滤池（9）出水量小于慢滤池（9）进水量时，则启动电机（13）和水泵（15），电机（13）驱动刮管（16）上的搅拌棒（18）旋转松动第二滤料（10），同时由喷嘴（17）喷出的干净水对第二滤料（10）做冲刷处理，冲洗污水经排污管（21）送入污水池；

第五步：定期用吸污车吸除沉淀于污泥斗（5）底部的淤泥和不溶解颗粒杂质。