CN114477622A - 一种农村污水原位处理及资源化系统和方法 - Google Patents

一种农村污水原位处理及资源化系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农村污水原位处理及资源化系统，包括依次连接的预处理单元、水解酸化单元、组合式串联生物处理单元、固液分离单元和后处理单元；预处理单元包括：集水池；水解酸化单元包括：水解酸化反应池和溢流板；集水池的底端与水解酸化反应池的进口端连接；溢流板位于所述水解酸化反应池的出水口内侧；组合式串联生物处理单元包括：组合式串联生物反应池和填料层，组合式串联生物反应池与水解酸化反应池连通；填料层与固液分离单元连通。本发明利用高度差使污水自上而下流动而不需要额外动力，实现农村污水的原位处理，且经过本发明系统处理后的污水可以达到农田灌溉水水质标准，实现最大限度的资源化。

Description

一种农村污水原位处理及资源化系统和方法
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农村污水原位处 理及资源化系统和方法。
背景技术
农村污水普遍具有不易收集、排放不均匀、日变化系数大、水质水量波 动较大等特点。农村污水随意排放会对当地农村水环境造成严重影响，对当 地的饮用水也有一定的影响。农村污水处理不当会产生以下问题：第一，会 污染土壤和地下水；第二，会污染地表水。如果村庄位于饮用水水源一、二 级保护区、准保护区等生态敏感区，生活污水直接排入水源或随降水径流排 入水源，会严重危及饮用水安全；如果村庄周围有水产养殖区，会危及水产 品的质量和安全；第三，会形成黑臭水体或富营养化水体。生活污水在村庄 及周围的沟渠中积累，富含COD、BOD5、氮、磷等元素，形成黑臭水体或水 体富营养化，危害水生动植物安全；第四，蚊蝇等害虫会大量滋生。生活污 水的积累为害虫的繁殖提供了有利的环境，增加了血液疾病的传播风险；第 五，会破坏区域的整体生态系统。当生活污水堆积在村庄或周围，超过区域 生态环境的消耗能力时，就会破坏区域生态系统的稳定性，引发生态安全危 机；第六，会影响居民的生活环境。
农村生活污水应优先考虑污水的资源化，实现污水的原位处理和资源化 利用。根据农村的实际情况，使农村污水达到排放标准，改善农村生态环境， 同时，维护运行成本要相对较低，管理过程也要简单。
由于大部分农村人口居住较为分散，集中式污水处理很难开展。大多数 农村基本没有排水渠和污水处理系统，污水难以集中收集且管网铺设费用高， 使得农村污水造成了严重的环境问题；农村生活用水供应困难，生活污水资 源化回用可以很大程度上缓解这一问题；随着分散农村污水排放标准的提高， 单一处理技术已经不能够满足预期目标。
综上，如何实现对污水实现资源化的回收，且能对农村污水的原位处理， 是本领域技术人员亟需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种农村污水原位处理及资源化系统和方法， 本申请将污水收集至预处理单元，并通过水解酸化处理后与地下净水模块组 合式串联生物处理单元连接，利用高度差，污水自上而下流动，而不需要额 外动力；本发明采用集地上收集，地下净化一体化设施，是一个连贯的，相 辅相成的整体结构，实现了农村污水的原位处理，且经过本发明系统处理后 的污水可以达到农田灌溉水水质标准，实现最大限度的资源化。
为了实现上述效果，本发明目的之一提供了一种农村污水原位处理及资 源化系统，
包括依次连接的预处理单元、水解酸化单元、组合式串联生物处理单元、 固液分离单元和后处理单元；
其中，所述预处理单元包括：集水池；
所述水解酸化单元包括：水解酸化反应池和溢流板；所述集水池的底端 与所述水解酸化反应池的进口端连接；所述溢流板位于所述水解酸化反应池 的出水口内侧；
所述组合式串联生物处理单元包括：组合式串联生物反应池和填料层， 其中所述组合式串联生物反应池与所述水解酸化反应池连通；所述填料层与 所述固液分离单元连通。
采用上述技术方案的有益效果至少包括：本发明采用组合式串联生物处 理单元，利用高度差跌水曝气的方式进行充氧，好氧-厌氧生物反应上下串联， 对农村污水进行净化，实现农村污水资源化利用、无动力和自充氧，降低了 运行成本及能耗。
同时本发明采用预处理单元、水解酸化反应单元、组合式串联生物反应 单元、固液分离单元及后处理单元为主体的污水处理工艺，将收集和净化单 元紧密相连，相辅相成，协同作用发挥各个单元的优势，实现污水不出户， 就地收集原位处理；且污水处理效率高，处理工艺简单易推广。
优选的，所述集水池设置在地上，顶部为半封口式，且内壁为漏斗式设 计；
所述集水池的底端通过管路与所述水解酸化池的进口端连接；
且所述集水池与所述水解酸化反应池在同一空间内呈上下分布。
采用上述技术方案的有益效果至少包括：首先集水池位于地上，便于污 水的收集，同时截留下来的杂物可及时清除，其内部采用漏斗式设计可以使 进水匀速流入厌氧池，且可以去除大体积的漂浮物，如一些大块塑料等易造 成堵塞的杂物；且顶部采用半封口式设计可防止杂物进入管路导致的堵塞。
进一步，集水池的作用不限于调节进水流量以及均和污水水质，包括但 不限于调节污水pH、水温、各项指数，截留并去除农村污水中含有的较大颗 粒的悬浮物和漂浮物。
更进一步，水解酸化反应池的作用是调节进水负荷，将污水中大分子有 机物水解为可溶性小分子有机物，增加污水的可生化性；同时溢流板的作用 可以阻止水解酸化反应池中的污泥进入出水管导致的堵塞问题。
优选的，所述组合式串联生物处理单元位于地下；
其中，所述组合式串联生物反应池的顶端设置有若干个通风孔；
且所述组合式串联生物反应池与所述水解酸化反应池通过露天输水管连 接，且所述露天输水管延伸至所述组合式串联生物反应池内部，且在所述露 天输水管的末端连接有环形布水管。
优选的，所述环形布水管上均匀分布有出水口，所述环形布水管的直径 为50-70mm，出水口的孔径为5-10mm。
采用上述技术方案的有益效果至少包括：组合式串联生物处理单元的作 用是利用填料层上的生物膜对污水进行净化，在填料层上发生硝化反应、亚 硝化反应、反硝化反应、水解酸化反应、去除污水中的氮、磷、BOD5、COD， 生物，实现对污水的净化。
且，通风孔的作用是利用自然风和通风孔的特殊构造以及池体内外温度 差、压力差对组合式串联生物反应池进行充氧，使得填料层有充足的氧气进 行反应。
进一步，所述通风孔的结构为两个对称侧立的斗型，且迎风斗口设置有 扇叶，以防止大的颗粒物进入装置。
同时环形布水管的作用是使污水均匀分布于所述填料层上，并利用跌水 曝气对污水进行充氧，与所述露天输水管相连接，置于所述填料层上方；且 露天输水管的设计及高度差可以在流动过程中给污水充氧，为后续的生物反 应提供条件。
优选的，所述填料层位于所述组合式串联生物反应池的底端；
且，所述填料层包括：鹅卵石层、缓冲池、鲍尔环层、第一隔板和第二 隔板；
其中，所述鹅卵石层位于所述环形布水管的正下方，所述鹅卵石层铺设在 所述第一隔板上；
所述第二隔板上铺设有鲍尔环层；
所述鲍尔环层与所述第一隔板之间设置有缓冲池；
且，所述第二隔板下方为所述固液分离单元。
进一步，还包括：第四隔板，所述第四隔板位于所述鲍尔环层的顶端。
采用上述技术方案的有益效果至少包括：首先缓冲池加设在鹅卵石层和鲍 尔环层之间，使污水在缓冲池中形成厌氧环境，并且进行厌氧反应，使污水 得到进一步净化。
其次，鹅卵石的作用是为好氧生物膜提供生长载体，进行好氧反应，去 除污水中的COD、BOD5，出水达到《农田灌溉水水质标准》；缓冲池的作用 是收集鹅卵石层的出水，并均匀输送至鲍尔环层，缓冲池内为厌氧环境，并 由隔板均匀布水，防止污水由于重力直接跌落而充氧。
再次，鲍尔环层的作用是为厌氧生物膜提供载体，进行厌氧发酵，去除 污水中的氮、磷，净化水质。
优选的，所述缓冲池的高度为30-50cm；
所述鹅卵石层距所述环形布水管15-20cm，所述鹅卵石层中的填料粒径在 60-100mm，所述鹅卵石层的高度为0.8-1.2m。
优选的，所述鲍尔环层的填料粒径为50-70mm，孔隙率为85-91％，比表 面积98-100％，高度为1.0-1.5m。
采用上述技术方案的有益效果至少包括：鲍尔环层比表面积大使得微生 物容易附着且不易流失，提高整体的污水处理效果。
优选的，所述后处理单元包括：过滤井、砂石层和第三隔板；
其中，所述过滤井从所述组合式串联生物处理单元顶端中心延伸至固液 分离单元，且所述过滤井的进水口与所述固液分离单元的底端连接；
所述砂石层铺设在所述第三隔板上，且所述第三隔板固定在所述过滤井 内部。
优选的，所述第一隔板、所述第二隔板、第三隔板和第四隔板上均设置 有若干个孔；一方面为所述鹅卵石层、鲍尔环层和砂石层提供支撑，同时上 面设置的孔可以起到均匀布水的作用，提高净化的效果。
采用上述技术方案的有益效果至少包括：固液分离单元对污水进一步的 沉淀、稳定、实现固液分离，固液分离池位于系统的最底端，分离后的上清 液在压力的作用下进入后处理单元。
且，设置在过滤井内的砂石层可以去除固液分离单元出水中悬浮的生物 膜；且过滤井位于正中心位置，固液分离单元中的上清液在内部压力作用下 向上进入过滤井，此过程不消耗动力，经过砂石层过滤后，出水在系统两侧 压力作用下继续向上，进而储存在井中，一方面用于生活，一方面用于农田 灌溉，实现能源的再次利用。
优选的，所述砂石层高度为30-50cm，填料粒径为30-50mm。
本发明的目的之二是提供一种农村污水原位处理及资源化方法，具体包 括如下步骤：
1)根据所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，利用集水池收集污水；
2)在重力的作用下，集水池内的污水通过管路进入水解酸化反应池；
3)经过水解酸化反应池处理的污水经过露天输水管进入设置在组合式串联生 物处理单元内部的环形布水管，通过环形布水管均匀布水至填料层；
4)经过组合式串联生物处理单元处理的污水在重力作用下进入固液分离单元 进一步沉淀，实现固液分离；
5)经过所述固液分离单元处理后的上清液进入后处理单元进行过滤，达到排 放标准应用于生活或农业或继续存储于在所述后处理单元内。
采用上述技术方案的有益效果至少包括：本发明不仅能够实现对污水的 资源化回收，还能够实现农村污水的原位处理；同时占地面积小，资源化利 用率高、抗冲击能力强等优点；此外，系统在地上实现收集和水解发酵，地 下实现净化，既能够保证设备在冬季的正常运行，又减少了污水处理过程中 异味的散发，各个单元组合增效，协同发挥各自的优点，不仅便于安装而且 不会产生臭气，适合农村分散污水的处理。
同时，处理方法更加简单，易操作，能耗低，出水能够资源化回用，适 合广泛推广。
优选的，步骤2)所述水解酸化反应池的污水停留时间为4-6h；且经过所 述水解酸化反应池处理后的污水的BOD5/COD为0.4-0.5，pH值为7.2-8.0， 温度为20-30℃。
进一步，水解酸化池在厌氧条件下，将大分子有机物分解为小的有机物 分子量，产生不完全氧化的产物，提高污水的可生化性。
且，由于水解酸化反应池的污水停留时间为4-6h，由于农村用水时间较 为集中，主要分为早、中、晚三个时间段，且农村灰水成分主要以有机物为 主，故在水解酸化池中消解4-6h，既可以对污水充分消解，又可以使系统内 保持持续、均匀进水。
进一步，污水在重力的作用下经环形布水管均匀进入正下方的鹅卵石层 进行好氧反应、硝化反应，去除污水中COD、N等物质，鹅卵石层位于第一 隔板上，为微生物生长提供载体，同时可以截留大颗粒有机物质，鹅卵石填 料粒径为60-100mm，大颗粒间距可使氧气充分传输，使得好氧反应更加充分， 污水水质得到净化。
污水在重力的作用下从鹅卵石层进入缓冲池，通过缓冲池调节水量，使 污水均匀进入鲍尔环层，并制造厌氧环境，缓冲池上下均有隔板，污水在经 过隔板的空隙时，流速变缓，流量得到调节，污水在缓冲池的短暂停留，可 为下方的鲍尔环层创造厌氧环境。
污水在重力的作用下，从缓冲池通过第四隔板进入鲍尔环层，进行厌氧 反应，在厌氧菌的作用下，发生反硝化反应去除氮，由于鲍尔环层的比表面 积大，达到98-100％，微生物易附着，且不易流失，污水经过厌氧反应，水 质得到进一步净化。
污水在重力的作用下，从鲍尔环层进入固液分离单元，进一步沉淀，实 现固液分离，污水在固液分离单元实现聚集、静置沉淀；其中固液分离单元 的上清液在系统内部压力的作用下进入过滤井，并且通过砂石层对悬浮在水 中的生物膜进行过滤，达到排放标准后储存于过滤井中，用户可根据实际需 要进行取用。
综上所述，本发明与现有技术相比至少取得以下技术效果：
(1)本发明是针对现有技术的不足，提出一种农村生活污水原位处理及 资源化的系统和方法，主要针对农村分散污水收集困难，现有污水处理工艺 收集效率低、处理出水未能实现完全净化，最终资源化利用效果差并且会带 来二次污染等问题，从农村生活污水的收集、处理、资源化利用等多个方面 考虑，提出的一种分散污水原位处理、处理设施无动力无能耗、可以有效提 高处理后污水的资源化利用率的系统和方法，以实现农村生活污水的原位处 理及资源化利用。
(2)本发明采用一体化设备，地上收集、地下处理双模块，无需铺设管 网及远距离输水，实现原位处理，节约建设成本；解决了目前农村分散污水 存在收集困难，管网铺设成本高且利用率低等问题。
(3)本发明采用组合式串联生物反应单元利用高度差跌水曝气的方式进 行充氧，厌氧-好氧生物反应上下串联，对农村污水进行净化，实现农村污水 资源化利用、无动力和自充氧，降低了运行成本及能耗；解决了目前农村分 散污水生物处理设施大多采用单一生物处理单元，用泵为系统提供动力及曝 气，处理出水难以达到资源化利用水平且能耗高，运行费用高，使得农村污 水处理普及率低、资源化利用率低等问题。
(4)本发明采用预处理单元、水解酸化反应单元、组合式串联生物反应 单元、固液分离单元及后处理单元为主体的污水处理工艺，收集和净化单元 紧密相连、相辅相成，协同作用发挥各单元的优势，实现污水不出户，就地 收集原位处理；解决了目前的污水处理技术都相对成熟但也存在不同程度的 缺陷，由于单一的污水处理技术有各自的适用场景，而现有的组合型处理工 艺存在反应器占地面积大、各组件间连接复杂，处理效率低，处理效果很难 达到资源化水平等问题。
(5)该原位处理及资源化处理系统相较于传统的厌氧-好氧组合处理系 统，不仅能够实现农村分散污水原位处理，而且，处理方法更简单、能耗更 低，出水能够资源化回用，更适用于农村地区的分散生活污水处理。
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附图为本发明实施例1提供的一种农村污水原位处理及资源化系统 的结构图。
图2附图为本发明实施例1环形布水管的剖面图。
图3附图为本发明实施例1提供的一种农村污水原位处理及资源化系统 中设置在地下部分的俯视图。
图4附图为本发明实施例2提供的一种农村污水原位处理及资源化方法 的流程图。
图5附图为本发明实施例1通风孔侧视图。
图6附图为本发明实施例1通风孔主视图。
附图中：
1为集水池；2为溢流板；3为水解酸化反应池；4为露天输水管、5为过 滤井；6为环形布水管；7为通风孔；8为鹅卵石层；9为第一隔板；10为缓 冲池；11为鲍尔环层；12为固液分离单元；13为砂石层；14为组合式串联 生物反应池；15为第二隔板；16为第三隔板；17为第四隔板。
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
本实施例提供了一种农村污水原位处理及资源化系统，包括依次连接的 预处理单元、水解酸化单元、组合式串联生物处理单元、固液分离单元和后 处理单元；
其中，预处理单元包括：集水池1；
水解酸化单元包括：水解酸化反应池3和溢流板2；集水池1的底端与水 解酸化反应池3的进口端连接；溢流板2位于水解酸化反应池3的出水口内 侧；
组合式串联生物处理单元包括：组合式串联生物反应池14和填料层，其 中组合式串联生物反应池14与水解酸化反应池3连通；填料层与固液分离单 元12连通。
为了进一步优化上述技术方案，集水池1设置在地上，顶部为半封口式， 且内壁为漏斗式设计；
集水池1的底端通过管路与水解酸化池3的进口端连接；
为了进一步优化上述技术方案，组合式串联生物处理单元位于地下；
其中，组合式串联生物反应池14的顶端设置有若干个通风孔7；
进一步，通风孔7的结构为两个对称侧立的斗型，且迎风斗口设置有扇 叶，以防止大型颗粒物进入装置。
且，组合式串联生物反应池14与水解酸化反应池3通过露天输水管4连 接，且露天输水管4延伸至组合式串联生物反应池14内部，且在露天输水管 4的末端连接有环形布水管6。
为了进一步优化上述技术方案，环形布水管6上均匀分布有出水口，环 形布水管6的直径为50-70mm，出水口的孔径为5-10mm。
为了进一步优化上述技术方案，填料层位于组合式串联生物反应池14的 底端；
且，填料层包括：鹅卵石层8、缓冲池10、鲍尔环层11、第一隔板9和 第二隔板15；
其中，鹅卵石层8位于环形布水管6的正下方，鹅卵石层8铺设在第一隔 板9上；
第二隔板15上铺设有鲍尔环层11；
鲍尔环层11与第一隔板9之间设置有缓冲池10；
且，第二隔板15下方为固液分离单元12。
为了进一步优化上述技术方案，还包括：第四隔板17，第四隔板17位于 鲍尔环层11的顶端。
为了进一步优化上述技术方案，第一隔板9和第二隔板15上均设置有若 干个孔；且为鹅卵石层8和鲍尔环层11提供支撑，同时上面设置的孔可以起 到均匀布水的作用，提高净化的效果。
为了进一步优化上述技术方案，缓冲池10的高度为30-50cm；
鹅卵石层8距环形布水管6为15-20cm，鹅卵石层8中的填料粒径在 60-100mm，鹅卵石层8的高度为0.8-1.2m。
为了进一步优化上述技术方案，鲍尔环层11的填料粒径为50-70mm，孔 隙率为85-91％，比表面积98-100％，高度为1.0-1.5m。
为了进一步优化上述技术方案，后处理单元包括：过滤井5、砂石层13 和第三隔板16；
其中，过滤井5从组合式串联生物处理单元顶端中心延伸至固液分离单 元12，且过滤井5的进水口与固液分离单元12的底端连接；
砂石层13铺设在第三隔板16上，且第三隔板16固定在过滤井5内部， 且第三隔板16上设置有若干个孔。
为了进一步优化上述技术方案，砂石层13高度为30-50cm，填料粒径为 30-50mm。
在上述一种农村污水原位处理及资源化系统的基础上提供了一种农村污 水原位处理及资源化方法，具体包括如下步骤：
1)利用集水池1收集污水；
2)在重力的作用下，集水池1内的污水通过管路进入水解酸化反应池3；
3)经过水解酸化反应池3处理的污水经过露天输水管4进入设置在组合式串 联生物处理单元内部的环形布水管6，通过环形布水管6均匀布水至填料层；
4)经过组合式串联生物处理单元处理的污水在重力作用下进入固液分离单元 12进一步沉淀，实现固液分离；
5)经过固液分离单元12处理后的上清液进入后处理单元进行过滤，达到排 放标准应用于生活或农业或继续存储于在所述后处理单元内。
为了进一步优化上述技术方案，步骤2)水解酸化反应池3的污水停留时 间为4-6h；且经过水解酸化反应池3处理后的污水的BOD5/COD为0.4-0.5， pH值为7.2-8.0，温度为20-30℃。
进一步，水解酸化池3在厌氧条件下，将大分子有机物分解为小的有机 物分子量，产生不完全氧化的产物，提高污水的可生化性。
且，由于水解酸化反应池3的污水停留时间为4-6h，由于农村用水时间 较为集中，主要分为早、中、晚三个时间段，且农村灰水成分主要以有机物 为主，故在水解酸化池中消解4-6h，既可以对污水充分消解，又可以使系统 内保持持续、均匀进水。
进一步，污水在重力的作用下经环形布水管6均匀进入正下方的鹅卵石 层8进行好氧反应、硝化反应，去除污水中COD、N等物质，鹅卵石层8位 于第一隔板9上，为微生物生长提供载体，同时可以截留大颗粒有机物质， 鹅卵石填料粒径为60-100mm，大颗粒间距可使氧气充分传输，使得好氧反应 更加充分，污水水质得到净化。
污水在重力的作用下从鹅卵石层8进入缓冲池10，通过缓冲池10调节水 量，使污水均匀进入鲍尔环层11，并制造厌氧环境，缓冲池10上下均有隔板， 污水在经过隔板的空隙时，流速变缓，流量得到调节，污水在缓冲池10的短 暂停留，可为下方的鲍尔环层11创造厌氧环境。
污水在重力的作用下，从缓冲池10通过第四隔板17进入鲍尔环层11， 进行厌氧反应，在厌氧菌的作用下，发生反硝化反应去除氮，由于鲍尔环层 11的比表面积大，达到98-100％，微生物易附着，且不易流失，污水经过厌 氧反应，水质得到进一步净化。
污水在重力的作用下，从鲍尔环层11进入固液分离单元12，进一步沉淀， 实现固液分离，污水在固液分离单元实现聚集、静置沉淀；其中固液分离单 元12的上清液在系统内部压力的作用下进入过滤井5，并且通过砂石层13对 悬浮在水中的生物膜进行过滤，出水水质达到《农田灌溉水水质标准》(GB 5084—2021)后储存于过滤井5中，用户可根据实际需要进行取用，用于农 田灌溉。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上提供了一种农村污水原位处理及资源化系 统和方法；
以农村一户三口之家为例，每天生活用水量约为80L，根据每天产生的生 活污水量及农村污水原位处理及资源化系统处理生活污水的饱和容量，其农 村污水原位处理及资源化系统设计如下：
集水池1有效容积为10L，水解酸化反应池3有效容积为30L；且集水池 1和水解酸化反应池3的材质为混凝土。
为了进一步优化上述技术方案，集水池1和水解酸化池之间通过管道连 通。
净化模块尺寸为直径*高＝3m*2.5m，容积为70.65m3。
其中净化模块包括：组合式串联生物反应单元、固液分离单元和后处理 单元，上述容积指的是这三个单元的总体容积。
环形布水管6上的布水孔数为8个，直径为50mm，环形布水管6的出水 孔直径为5mm。
为了进一步优化上述技术方案，鹅卵石层8高度为0.8m，采用粒径为 60mm的鹅卵石置于第一隔板9上。
鹅卵石层8距环形布水管6 15cm。
缓冲池10的高度为30cm。
过滤井5层高为30cm。
鲍尔环层11的高度为1.0m，鲍尔环层11采用粒径为鲍尔环作为填料放 置于第二隔板上，鲍尔环单个填料粒径为50mm，孔隙率为85％，比表面积 98％。
砂石层13采用粒径为40mm的砂石填料置于第三隔板16上。
水解酸化反应池的污水停留时间为4h；且经过所述水解酸化反应池处理 后的污水的BOD5/COD为0.4，pH值为7.2，温度为20℃。
厨房炊事用水、淋浴和洗涤污水等生活污水随时倒入集水池1，污水由集 水池1经管道在重力作用下进入水解酸化反应池3，通过溢流板2阻截水解酸 化反应池3中的污泥，防止堵塞管道。
在组合式生物滤池单元内，污水通过环形布水管6均匀分布于鹅卵石层8， 鹅卵石上生长着大量好氧菌，可以对污水中的有机污染物进行有效的去除； 生活污水经过鹅卵石层后，经第一隔板9进入缓冲池10，由于第一隔板9孔 径作用污水在缓冲池10内短暂停留，并形成厌氧环境，在第四隔板17的作 用下均匀布水于鲍尔环层11，鲍尔环层11上生长着大量厌氧微生物，发生厌 氧反应，去除污水中氮磷等污染物；生活污水经过鲍尔环层11后进入固液分 离单元12，在这里静置沉淀，生活污水经过固液分离单元12后进入过滤井5， 过滤井5中下端设置砂石层13对固液分离单元12产生的上清液中悬浮的生 物膜进行过滤，出水水质达到《农田灌溉水水质标准》(GB 5084—2021)， 用于农田灌溉。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上提供了一种农村污水原位处理及资源化系 统和方法；
以农村一户四口之家为例，每天生活用水量约为110L，集水池1有效容 积设计为20L，水解酸化反应池3有效容积为40L；
净化模块尺寸为直径*高＝5m*2.5m，容积为196.25m3。
其中净化模块包括：组合式串联生物反应单元、固液分离单元和后处理 单元，上述容积指的是这三个单元的总体容积。
为了进一步优化上述技术方案，集水池1和水解酸化反应池3之间通过 管道连通。
环形布水管6孔数为12个，直径为60mm，环形布水管6的出水孔直径 为7mm。
缓冲池的高度为40cm。
为了进一步优化上述技术方案，鹅卵石层8高度为1.0m，填料粒径为 80mm。
鲍尔环层11高度为1.3m，填料粒径为60mm，孔隙率为89％，比表面积 99％。
鹅卵石层8距环形布水管6 15cm。
过滤井层高为40cm。
水解酸化反应池的污水停留时间为5h；且经过水解酸化反应池处理后的 污水的BOD5/COD为0.4，pH值为7.6，温度为25℃。
系统出水水质达到《农田灌溉水水质标准》(GB 5084—2021)，用于农 田灌溉。
实施例4
本实施例在实施例2的基础上提供了一种农村污水原位处理及资源化系 统和方法；
以农村一户五口之家为例，每天生活用水量约为130L，集水池1有效容 积设计为25L，水解酸化反应池3有效容积为45L；
为了进一步优化上述技术方案，集水池1和水解酸化反应池3之间通过 管道连通。
净化模块尺寸为直径*高＝5m*3.5m，容积为274.75m3。
其中净化模块包括：组合式串联生物反应单元、固液分离单元和后处理 单元，上述容积指的是这三个单元的总体容积。
环形布水管6孔数为16个，直径为70mm，环形布水管6的出水孔直径 为10mm。
缓冲池的高度为50cm。
为了进一步优化上述技术方案，鹅卵石层8高度为1.2m，填料粒径为 100mm；
鲍尔环层11高度为1.5m，填料粒径为70mm，孔隙率为91％，比表面积 100％。
鹅卵石层8距环形布水管6 20cm。
过滤井层高为50cm。
水解酸化反应池的污水停留时间为6h；且经过水解酸化反应池处理后的 污水的BOD5/COD为0.5，pH值为8.0，温度为30℃。
系统最终出水达到《农田灌溉水水质标准》(GB 5084—2021)，用于农 田灌溉。
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 (10)

1.一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，包括依次连接的预处理单元、水解酸化单元、组合式串联生物处理单元、固液分离单元和后处理单元；
其中，所述预处理单元包括：集水池；
所述水解酸化单元包括：水解酸化反应池和溢流板；所述集水池的底端与所述水解酸化反应池的进口端连接；所述溢流板位于所述水解酸化反应池的出水口内侧；
所述组合式串联生物处理单元包括：组合式串联生物反应池和填料层，其中所述组合式串联生物反应池与所述水解酸化反应池连通；所述填料层与所述固液分离单元连通。
2.根据权利要求1所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，所述集水池设置在地上，顶部为半封口式，且内壁为漏斗式设计；
所述集水池的底端通过管路与所述水解酸化池的进口端连接；
且所述集水池与所述水解酸化反应池在同一空间内呈上下分布。
3.根据权利要求1所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，所述组合式串联生物处理单元位于地下；
其中，所述组合式串联生物反应池的顶端设置有若干个通风孔；
且所述组合式串联生物反应池与所述水解酸化反应池通过露天输水管连接，且所述露天输水管延伸至所述组合式串联生物反应池内部，且在所述露天输水管的末端连接有环形布水管。
4.根据权利要求3所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，所述填料层位于所述组合式串联生物反应池的底端；
且，所述填料层包括：鹅卵石层、缓冲池、鲍尔环层、第一隔板和第二隔板；
其中，所述鹅卵石层位于所述环形布水管的正下方，所述鹅卵石层铺设在所述第一隔板上；
所述第二隔板上铺设有鲍尔环层；
所述鲍尔环层与所述第一隔板之间设置有缓冲池；
且，所述第二隔板下方为所述固液分离单元。
5.根据权利要求4所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，
所述缓冲池的高度为30-50cm；
所述鹅卵石层距所述环形布水管15-20cm，所述鹅卵石层中的填料粒径在60-100mm，所述鹅卵石层的高度为0.8-1.2m。
6.根据权利要求4所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，
所述鲍尔环层的填料粒径为50-70mm，孔隙率为85-91％，比表面积98-100％，高度为1.0-1.5m。
7.根据权利要求1所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，所述后处理单元包括：过滤井、砂石层和第三隔板；
其中，所述过滤井从所述组合式串联生物处理单元顶端中心延伸至固液分离单元，且所述过滤井的进水口与所述固液分离单元的底端连接；
所述砂石层铺设在所述第三隔板上，且所述第三隔板固定在所述过滤井内部。
8.根据权利要求7所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，其特征在于，所述砂石层高度为30-50cm，填料粒径为30-50mm。
9.一种农村污水原位处理及资源化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)根据权利要求1-8任一所述的一种农村污水原位处理及资源化系统，利用集水池收集污水；
2)在重力的作用下，集水池内的污水通过管路进入水解酸化反应池；
3)经过水解酸化反应池处理的污水经过露天输水管进入设置在组合式串联生物处理单元内部的环形布水管，通过环形布水管均匀布水至填料层；
4)经过组合式串联生物处理单元处理的污水在重力作用下进入固液分离单元进一步沉淀，实现固液分离；
5)经过所述固液分离单元处理后的上清液进入后处理单元进行过滤，达到排放标准应用于生活或农业或继续存储于在所述后处理单元内。
10.根据权利要求9所述的一种农村污水原位处理及资源化方法，其特征在于，步骤2)所述水解酸化反应池的污水停留时间为4-6h；且经过所述水解酸化反应池处理后的污水的BOD5/COD为0.4-0.5，pH值为7.2-8.0，温度为20-30℃。
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