CN114524589B - 一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，且公开了一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，包括预处理系统，预处理系统包括格栅池、调节池、沉淀池、厌氧池以及配水池，预处理系统的一侧连通有高效层叠渗滤系统，所述高效层叠渗滤系统的两侧均连通有高效层叠渗滤污水处理系统和智能控制系统，在经过格栅池后水源依次经过水质水量调节的调节池，流入沉降大颗粒物的沉淀池，进入产生厌氧反应的厌氧池，流入配水池，预处理系统加强调节池和沉淀池的水力停留时间。该生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法，生态低能耗高效层叠渗滤污水处理技术为物理生物处理工艺，不添加任何化学品，其中的填料均为物理性填料。

Description

一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法。

背景技术

随着人口增长、经济的不断加快，城镇城市化进程不断加速，无序化排放导致城市、乡村水环境遭到破坏，加之配套污水处理设施不完善，导致我国生态水环境进一步恶化，水体污染日益严重，其中水体富营养化和黑臭等水环境问题严重影响城市形象以及周边居民生活水平，严重的制约国家乡村振兴的战略，制约着我国建设人与自然和谐共处的生态文明型社会，无法满足新时代人民对美好生活的向往，针对城市、村镇相对集中的区域，研发一种成本低、低碳绿色环保、管护简单、运行费用低的生态型污水处理技术对于我国的村镇生活污水污染控制具有十分重要的意义，同时，污水经处理后资源化利用，将治水与补水结合起来，与建设绿色、环保、低碳节约型生态文明型社会的要求相符合。

渗滤污水处理技术是一种新的污水处理方法，通过渗滤介质及介质上生长的生物膜对水中有机物质的过滤截留、吸附与分解作用，实现对污水的净化效果，但原有的渗滤技术出现以下问题：污水中颗粒性污染物加速渗滤系统的堵塞；渗滤池的好氧阶、厌氧、缺氧阶段构造简单，脱氮除磷效果不稳定；受温度影响较大，特别是在温度较低的情况下，影响系统内微生物的活性和降解效率；单一的技术不能满足现在复杂的污水处理要求，污水预处理系统过于简单，渗滤系统构造简单，耐冲击力不强，出水不稳定；配水系统简单，系统不能有效的分配污染物，系统不能高效的运行；渗滤系统本身氧气转化率极低，无法实现高效的曝气充氧，污水处理效果受影响。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法，具备不仅具有低投资、低能耗、低成本等优点，并且有一定的脱氮除磷效果，因此能够应用于城镇、小区及村镇生活污水的处理，尤其对于氨氮值高、水量较少、要求运维简单方便、用地有限的农村污水处理，渗滤污水处理系统相对于用地面积大的人工湿地更有优势等优点，解决了污水中颗粒性污染物加速渗滤系统的堵塞；渗滤池的好氧阶、厌氧、缺氧阶段构造简单，脱氮除磷效果不稳定；受温度影响较大，特别是在温度较低的情况下，影响系统内微生物的活性和降解效率；单一的技术不能满足现在复杂的污水处理要求，污水预处理系统过于简单，渗滤系统构造简单，耐冲击力不强，出水不稳定；配水系统简单，系统不能有效的分配污染物，系统不能高效的运行；渗滤系统本身氧气转化率极低，无法实现高效的曝气充氧，污水处理效果受影响的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，包括预处理系统，预处理系统包括格栅池、调节池、沉淀池、厌氧池以及配水池，预处理系统的一侧连通有高效层叠渗滤系统，所述高效层叠渗滤系统的两侧均连通有高效层叠渗滤污水处理系统和智能控制系统，在经过格栅池后水源依次经过水质水量调节的调节池，流入沉降大颗粒物的沉淀池，进入产生厌氧反应的厌氧池，流入配水池，预处理系统加强调节池和沉淀池的水力停留时间，对水质水量进行调节，减少对后期生化部分的影响，为层叠耦合渗滤系统的高效稳定提供基础；

高效层叠渗滤系统是一种纯物理的生活污水净化渗滤系统，生态低能耗高效层叠渗滤系统自上而下构造了十一层净化功能层，分别是包括覆盖层、基质布水层、粗滤层、细滤层、第一通风层、亚细滤层、反硝化滤层、精滤层、第二通风层、过渡导流层、集水排水层，集水排水层分别布置污泥检查管、污泥处置管、集水管、排水管、排水检查管，其中基质布水层、粗滤层、粗滤层为系统的层叠结构过滤层，亚细滤层、反硝化滤层，精滤层为第一过滤层，过渡导流层、集水排水层为系统承托层，基质布水层铺设有相应管孔的布水管网，布水管网与系统外的潜污泵相连接，粗滤层铺设污水导流管，粗滤层铺设散水通风管，粗滤层至细滤层铺设碎石柱，细滤层铺设通风管，通风管与散水通风管相连通，反硝化滤层为铺设第一导流管，同时与粗滤层和污水导流管相连，第二通风层铺设通风加热管网，集水排水层铺设污泥检查管、排水检查管、集水管和排水管，将处理后的水滗进集水管、排水管连接系统排水口。

进一步，风机将新鲜空气经由通风管送入细滤层与第二通风层内，然后进入细滤层的散水通风管以及反硝化滤层污水导流管之后，分别向四周进行运动，同时渗滤系统中产生的废气以及氧含量低的空气进行交换，完成系统的供氧。

进一步，所述覆盖层为种植土、绿化草地、鹅卵石、碎石景观布置层，粗滤层厚度为10～15cm，该粗滤层由填料和硝化菌种混合而成，填料包括沸石、煤渣、河沙、非晶体二氧化硅、麦饭石和火山岩中的至少两种，填料的粒径为0.001～1cm，去除污水中的氨氮、悬浮物，同时为生物膜的形成提供良好的载体，让微生物富集。

进一步，基质布水层生物基质滤料为碎石、页岩陶粒、一般陶粒、沸石、煤渣、砾石。

进一步，粗滤层厚度为10-20cm，填料为河沙、非晶体二氧化硅、沸石，进一步去除氨氮、悬浮物、总磷，其水力传导系数为0.01-0.2cm/s，细滤层和第二通风层厚度为10～15cm，通风管管壁外部填充有碎石、砾石、陶粒、火山岩，碎石、砾石、陶粒、火山岩的粒径为3～5cm，亚细滤层厚度为7-10cm，填料为河沙、细砂，麦饭石、瓜米石，精滤层厚度为20-30cm，填料为河沙、页岩陶粒和非晶体二氧化硅。

进一步，过渡导流层厚度为10-15cm，填料为小粒径碎石、瓜米石、砾石、火山石、麦饭石中的至少三种，为精滤层的支撑基础，集水排水层为系统的承托层，该集水排水层填料为碎石、碎砖块，粒径为3-5cm，整个渗滤池需做好防渗处置，集水排水需铺设相应的土工布进行不完全分隔。

一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法，包括以下步骤：城市或村镇污水管网的生活污水首先经过格栅池、调节池、沉淀池、厌氧池手段预处理系统后，进入配水池，然后用减轻高效层叠渗滤系统，在经过深度处理系统，使其出水达到地方排放标准或者《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。

1)针对部分城市污水或村镇生活污水的水质水量变化大的情况，污水首先经过格栅池、调节池、沉淀池、厌氧池，将预处理系统的安全系数提高，调节池水力停留时间为6-10小时，沉淀池、厌氧池水力停留时间为1-3小时、6-7小时，污水在微生物厌氧消化作用下，部分大分子有机物被分解为小分子有机物，池内的悬浮颗粒也在重力作用下沉淀至池底，使其预处理后的污水均质均量进入配水池，减轻高效层叠渗滤系统的处理负荷，所有预处理池皆设置有检查口，高效层叠渗滤系统每日进水5-8次，每次进水的时间不超过1h，每次进水停止后，在一定的周期内通风一次，每次通风的时间为20-60min。

2)生活污水经预处理系统处理后由潜污泵提升进入基质布水层和粗滤层，污水布水管网的引流下，均匀分布到整个基质布水层，然后生活污水在重力作用下向下渗滤进入粗滤层和粗滤层，一部分污水在基质布水层内左右渗透的同时逐渐向下渗滤，基质布水层、粗滤层、粗滤层的水力传导系数由大变小。

3)将其中颗粒有机物、总磷大部分被基质布水层基质以及粗滤、粗滤层的填料吸附拦截，并在系统不进水后，进行通风供氧，培养微生物菌群，在每一个布水点都会形成微型微生物生态圈，微型污水处理系统，在层叠结构进行一次污水处理，在一定的周期内，使微生物在层叠结构区吸附拦截趋于达到动态稳定后，污染物有机物作为微生物的营养物质被微生物接触氧化分解。

4)未被吸附拦截的污染有机物在向下渗滤的过程中再次进入亚细滤层、反硝化滤层、精滤层，再次被拦截吸附，最终被微生物分解利用，将COD、BOD、TP污染物质拦截。

5)加热通风通过在好氧层、缺氧层安装温度感应器和溶解氧感应器，能更高效的对系统供氧，在经过物理性深度处理工艺，使其完全达到中水回用的要求。

进一步，城市或村镇污水管网的生活污水首先经过格栅池、调节池、沉淀池、厌氧池手段预处理系统后，进入配水池，然后用减轻高效层叠渗滤系统，在经过深度处理系统，使其出水达到地方排放标准或者《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法，具备以下有益效果：

该生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法，1、生态低能耗高效层叠渗滤污水处理技术为物理生物处理工艺，不添加任何化学品，其中的填料均为物理性填料，不造成环境的二次污染：2、通过构造层叠处理结构，使整个渗滤系统内部形成蜂窝状的处理单元，增加污水负荷处理能力，在相同的面积下，能处理更大方量的污水，保证系统污水处理更加高效和稳定以及出水的稳定性，同时，通过各层管网和生物填料的有效搭配，使布水、散水、集水、排水、供风、排气更加的通畅，配合层叠滤料结构，有效的分配污染物，使其能得到更快的处理，提高污水负荷能力，避免渗滤系统的堵塞：3、对填料进行结构优化，将好氧区、厌氧区、缺氧区构造的更加的符合相关的参数，脱氮除磷效果明显，利用非晶体二氧化硅的超强的吸附能力，特别是对总磷、悬浮物以及重金属的吸附，将其大部分污染物吸附截留在滤池的上部，可以通过种植农作物等将其利用，同时对低浓度进水有很好的处理效果，智能控制高效层叠渗滤系统内各区域的反应温度和溶解氧，增强微生物的活性和对污染有机物的分解，实现高效的供风，达到节能、低碳、绿色的污水处理，保证污水处理系统出水稳定的同时，使运营维护简单方便。

附图说明

图1为本发明提出的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法示意图，

图2为本发明提出的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法高效层叠渗滤系统的结构示意图。

图中，1格栅池、2调节池、3沉淀池、4厌氧池、5配水池、6高效层叠渗滤系统、7高效层叠渗滤污水处理系统、8智能控制系统、10预处理系统、21覆盖层、22基质布水层、23粗滤层、24细滤层、25细滤层、26亚细滤层、27反硝化滤层、28精滤层、29第二通风层、30过渡导流层、31集水排水层、34排水检查管、35污泥处置管、36通风管、37第一导流管、39散水通风管、40污水导流管、41布水管网、43污泥检查管、45排水管、

46集水管。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，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。

请参阅图1，一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，包括格栅池1、调节池2、沉淀池3、厌氧池4以及配水池5组成的预处理系统10，预处理系统10的一侧连通有远程和智能控制系统8，远程智能控制系统8的两侧均连通有高效层叠渗滤污水处理系统7和智能控制系统8，格栅池1进水口为生活污水进水口，在经过格栅池1后水源依次经过水质水量调节的调节池2，流入沉降大颗粒物的沉淀池3，进入产生厌氧反应的厌氧池4，流入配水池5，该过程为自然流动，不加任何动力装置，预处理系统10加强调节池2和沉淀池3的水力停留时间，对水质水量进行调节，减少对后期生化部分的影响，为层叠耦合渗滤系统的高效稳定提供基础，配水池5安装潜水泵，用潜水泵将预处理后的生活污水间歇性泵入层叠耦合渗滤系统的布水管网。

请参阅图2，高效层叠渗滤系统6是一种纯物理的生活污水净化渗滤系统，不会产生二次污染，同时产泥量比较少，配合高效的远程智能控制系统8，能更好的对系统进行控制，同时低能耗就能达到污水净化的效果，实现低碳的运行，生态低能耗高效层叠渗滤系统6自上而下构造了十一层净化功能层，分别是包括覆盖层21、基质布水层22、粗滤层23、细滤层24、第一通风层25、亚细滤层26、反硝化滤层27、精滤层28、第二通风层29、过渡导流层30、集水排水层31，其中基质布水层22、粗滤层23、细滤层24为系统的层叠结构过滤层，亚细滤层26、反硝化滤层27，精滤层28为第一过滤层，过渡导流层30、集水排水层31为系统承托层，基质布水层22铺设有相应管孔的布水管网41，实现生活污水均匀的布水散水，布水管网41为PVC管组成，管两侧有孔，直径为75-160mm，布水管网41与系统外的潜污泵相连接，粗滤层23铺设污水导流管40，污水导流管40为PVC管，管径为50-75mm，污水导流管40连接至系统外，用阀门控制，检查系统的污水布水和反应情况，细滤层24铺设散水通风管39，散水通风管39为PVC材质，管径为50-160mm，粗滤层23至第一通风层25铺设碎石柱，平行碎石柱间距为1-4米，碎石柱用PVC管装填碎石、火山岩、陶粒，管径为75-110mm，第一通风层25铺设通风管36，通风管36与细滤层24的散水通风管39相连通，通风管36为PVC材质，管径为50-110mm，通风层管网与进风管连接，对层叠渗滤系统部分进行供氧，同时与加热器相连，对供风进行加热，保证系统运行的温度，反硝化滤层27为铺设第一导流管37，同时与粗滤层23和污水导流管40相连，管径为50-110mm，为反硝化提供相应的碳源，加强系统的的缺氧反硝化作用，连接管设置U型水封，其水的分配为8:2，其中粗滤层23占80％，反硝化滤层27为20％，第二通风层29铺设通风加热管网，通风加热管网由通风加热管组成，管径为75-160mm，集水排水层31分别布置污泥检查管43、污泥处置管35、集水管46、排水管45、排水检查管34，其中污泥检查管43管径为50-110mm，直接连接至系统外，排水检查管34管径为110-160mm，集水管46为滗水器构造，将处理后的水滗进集水管46，管径为110-200mm，排水管45连接系统排水口，管径为110-200mm，每一层管网系统都设置由检查口，生态高效层叠耦合渗滤系统的填料由石灰石、碎石、页岩陶粒、一般陶粒、砾石、麦饭石、沸石、火山岩、非晶体二氧化硅、河沙、煤渣以及菌种混合而成，不同的层叠层配比不一样。

本实施例中，覆盖层21可由原位种植土、碎石、鹅卵石及绿地组成，厚度为20-50cm，可根据实际情况进行确定，不限于此厚度，覆盖层21上可种植根系不发达的绿化植物和农作物。

本实施例中，基质布水层22生物基质滤料为碎石、页岩陶粒、一般陶粒、沸石、煤渣、砾石，厚度为15-20cm，布水管网41包括主管以及与主管连通的若干布水管网41，各个布水管网41平行设置，布水管网41的管壁两侧开有小孔，平行布水管网41的间距为0.5～0.8m，布水管网41的末端用开孔盖进行堵住，布水管网41的管壁外部填充有砾石，砾石的粒径为1～4cm。

本实施例中，粗滤层23厚度为10～15cm，该粗滤层由填料和硝化菌种混合而成，填料包括沸石、煤渣、河沙、非晶体二氧化硅、麦饭石和火山岩中的至少两种，填料的粒径为0.001～1cm，去除污水中的氨氮、悬浮物，同时为生物膜的形成提供良好的载体，让微生物富集，非晶体二氧化硅为纳米材料，火山岩为多孔材料，都有较大的比表面积，不仅为微生物提供良好的载体，同时自身为核心，微生物附着后形成菌球，以自身周围为小的微生物生态环境，加强了对污染物的吸附和处理，进一步加强了污水的停留时间，粗滤层23铺设污水导流管40，污水导流管40为PVC管，管径为50-75mm，污水导流管40连接至系统外，用阀门控制，检查系统的污水布水和反应情况。

本实施例中，细滤层24厚度为10-20cm，填料为河沙、非晶体二氧化硅、沸石，进一步去除氨氮、悬浮物、总磷，其水力传导系数为0.01-0.2cm/s，细滤层24铺设散水通风管39，散水通风管39为PVC材质，管径为50-160mm，粗滤层23至第一通风层25铺设碎石柱，平行碎石柱间距为1-4米，碎石柱用PVC管装填碎石、火山岩、陶粒，管径为75-110mm。

本实施例中，第一通风层25和第二通风层29厚度为10～15cm，通风管36包括主管和与主管连通的若干通风管36支管，通风管36的管壁两侧有透气孔，且管壁外部填充有碎石、砾石、陶粒、火山岩，碎石、砾石、陶粒、火山岩的粒径为3～5cm，第一通风层25内的通风管36平行设置，相邻通风管36的间距为0.8～1.5m，第二通风层29内的通风管36平行设置，相邻通风管36的间距为0.5～1.5m，第一通风层25和第二通风层29内的通风管36不在同一纵向平面上，其投影部位不重叠，正相交铺满整个渗滤面。

本实施例中，亚细滤层26厚度为7-10cm，填料为河沙、细砂，麦饭石、瓜米石，反硝化滤层27为10-15cm，铺设污水导流管40，同时与粗滤层23污水导流管40相连，管径为50-110mm，为反硝化提供相应的碳源，加强系统的的缺氧反硝化作用，连接管设置U型水封，填料为河沙、细砂和反硝化菌种的混合，同时设置检查排气管，将反硝化产生的N₂排出。

本实施例中，精滤层28厚度为20-30cm，填料为河沙、页岩陶粒和非晶体二氧化硅，再一次对污水进行净化，再次去除SS、总磷污染物质，构造好氧与缺氧的反映环境，更好的去除氨氮与总氮。

本实施例中，过渡导流层30厚度为10-15cm，填料为小粒径碎石、瓜米石、砾石、火山石、麦饭石中的至少三种，为精滤层28的支撑基础，集水排水层为系统的承托层，该集水排水层填料为碎石、碎砖块，粒径为3-5cm，集水排水层31铺设污泥检查管43、排水检查管34、集水管46和排水管45，其中污泥检查管43管径为50-110mm，直接连接至系统外，排水检查管34管径为110-160mm，集水管46为滗水器构造，将处理后的水滗进集水管46，管径为110-200mm，排水管45连接系统排水口，管径为110-200mm，污泥检查管43、排水管45、集水管46两侧均开孔，管端不封口，污泥检查管43平行管间距为1-4米，周围为碎石，集水管46管周围为瓜米石，粒径大于孔径，集水区域和排水区域用土工膜进行分隔，但不阻断。

本实施例中，基质布水层22、粗滤层23、细滤层24、第一通风层25构建为好氧、缺氧环境为层叠结构第一层级渗滤污水处理净化系统，进行好氧和缺氧作用，亚细滤层26、反硝化滤层27、精滤层28、第二通风层29构建处好氧、缺氧、厌氧的环境，再次对层叠结构层的污水进行强化处理，双层层叠滤料构造，形成蜂窝结构，对污水处理的效果有更好的作用。

其中，布水管网41与配水池5安装的潜水泵外接进水管相连接，并安装三通阀门，同时接入粗滤层23的污水导流管40，为反硝化提供碳源，进水为间歇进水，通风管36与风机和加热器相连接，通风时间与进水时间不在同时进行，更有效的对系统微生物进行供氧，系统内部内置温度感应器以及溶解氧探头，根据微生物生活环境温度和氧气浓度，进行自动调节供风的温度和风量，更有效的，更具有针对性的提高系统的处理效果，实现智能控制，管理方便、低碳环保节能的处理方案。

本实施例中，智能控制系统8是由智能控制模块、潜污泵、加热器、风机组成的一套系统，通过对系统的控制参数的设定，让其根据处理系统内部参数的变化进行自动调节，特别是通风加热系统，通过高效层叠渗滤系统6内部各反应段的温度和溶解氧的变化，对加热器和风机进行自动调节，使其满足高效层叠渗滤系统6的要求，达到节能降耗，低碳绿色的目的，让整个工艺更加的智能化、稳定化、稳定化，减轻管理运行压力。

本实施例中，城市或村镇污水管网的生活污水首先经过格栅池1、调节池2、沉淀池3、厌氧池4手段预处理系统后，进入配水池5，然后用减轻高效层叠渗滤系统6，在经过深度处理系统，使其出水达到地方排放标准或者《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。

实施例一：城市或村镇污水管网的生活污水首先经过格栅池1、调节池2、沉淀池3、厌氧池4手段预处理系统后，进入配水池5，然后用减轻高效层叠渗滤系统6，在经过深度处理系统，使其出水达到地方排放标准或者《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。

1针对部分城市污水或村镇生活污水的水质水量变化大的情况，污水首先经过格栅池1、调节池2、沉淀池3、厌氧池4，将预处理系统的安全系数提高，调节池2水力停留时间为6小时，沉淀池3、厌氧池4水力停留时间为1小时、6小时，污水在微生物厌氧消化作用下，部分大分子有机物被分解为小分子有机物，池内的悬浮颗粒也在重力作用下沉淀至池底，使其预处理后的污水均质均量进入配水池5，减轻高效层叠渗滤系统6的处理负荷，所有预处理池皆设置有检查口，高效层叠渗滤系统6每日进水5次，每次进水的时间不超过1h，每次进水停止后，在一定的周期内通风一次，每次通风的时间为20-60min。

2生活污水经预处理系统处理后由潜污泵提升进入基质布水层22和粗滤层23，污水布水管网41的引流下，均匀分布到整个基质布水层22，然后生活污水在重力作用下向下渗滤进入粗滤层23和细滤层24，一部分污水在基质布水层22内左右渗透的同时逐渐向下渗滤，基质布水层22、粗滤层23、细滤层24的水力传导系数由大变小。

3将其中颗粒有机物、总磷大部分被基质布水层22基质以及粗滤、细滤层24的填料吸附拦截，并在系统不进水后，进行通风供氧，培养微生物菌群，在每一个布水点都会形成微型微生物生态圈，微型污水处理系统，在层叠结构进行一次污水处理，在一定的周期内，使微生物在层叠结构区吸附拦截趋于达到动态稳定后，污染物有机物作为微生物的营养物质被微生物接触氧化分解。

4未被吸附拦截的污染有机物在向下渗滤的过程中再次进入亚细滤层26、反硝化滤层27、精滤层28，再次被拦截吸附，最终被微生物分解利用，将COD、BOD、TP污染物质拦截。

5加热通风通过在好氧层、缺氧层安装温度感应器和溶解氧感应器，能更高效的对系统供氧，在经过物理性深度处理工艺，使其完全达到中水回用的要求。

实施例二：城市或村镇污水管网的生活污水首先经过格栅池1、调节池2、沉淀池3、厌氧池4手段预处理系统后，进入配水池5，然后用减轻高效层叠渗滤系统6，在经过深度处理系统，使其出水达到地方排放标准或者《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。

1针对部分城市污水或村镇生活污水的水质水量变化大的情况，污水首先经过格栅池1、调节池2、、沉淀池3、厌氧池4，将预处理系统的安全系数提高，调节池2水力停留时间为8小时，沉淀池3、厌氧池4水力停留时间为2小时、6.5小时，污水在微生物厌氧消化作用下，部分大分子有机物被分解为小分子有机物，池内的悬浮颗粒也在重力作用下沉淀至池底，使其预处理后的污水均质均量进入配水池5，减轻高效层叠渗滤系统6的处理负荷，所有预处理池皆设置有检查口，高效层叠渗滤系统6每日进水7次，每次进水的时间不超过1h，每次进水停止后，在一定的周期内通风一次，每次通风的时间为40min。

2生活污水经预处理系统处理后由潜污泵提升进入基质布水层22和粗滤层23，污水布水管网41的引流下，均匀分布到整个基质布水层22，然后生活污水在重力作用下向下渗滤进入粗滤层23和细滤层24，一部分污水在基质布水层22内左右渗透的同时逐渐向下渗滤，基质布水层22、粗滤层23、细滤层24的水力传导系数由大变小。

3将其中颗粒有机物、总磷大部分被基质布水层22基质以及粗滤、细滤层24的填料吸附拦截，并在系统不进水后，进行通风供氧，培养微生物菌群，在每一个布水点都会形成微型微生物生态圈，微型污水处理系统，在层叠结构进行一次污水处理，在一定的周期内，使微生物在层叠结构区吸附拦截趋于达到动态稳定后，污染物有机物作为微生物的营养物质被微生物接触氧化分解。

4未被吸附拦截的污染有机物在向下渗滤的过程中再次进入亚细滤层26、反硝化滤层27、精滤层28，再次被拦截吸附，最终被微生物分解利用，将COD、BOD、TP污染物质拦截。

5加热通风通过在好氧层、缺氧层安装温度感应器和溶解氧感应器，能更高效的对系统供氧，在经过物理性深度处理工艺，使其完全达到中水回用的要求。

实施例三：城市或村镇污水管网的生活污水首先经过格栅池1、调节池2、沉淀池3、厌氧池4手段预处理系统后，进入配水池5，然后用减轻高效层叠渗滤系统6，在经过深度处理系统，使其出水达到地方排放标准或者《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。

1针对部分城市污水或村镇生活污水的水质水量变化大的情况，污水首先经过格栅池1、调节池2、、沉淀池3、厌氧池4，将预处理系统的安全系数提高，调节池2水力停留时间为10小时，沉淀池3、厌氧池4水力停留时间为3小时、7小时，污水在微生物厌氧消化作用下，部分大分子有机物被分解为小分子有机物，池内的悬浮颗粒也在重力作用下沉淀至池底，使其预处理后的污水均质均量进入配水池5，减轻高效层叠渗滤系统6的处理负荷，所有预处理池皆设置有检查口，高效层叠渗滤系统6每日进水8次，每次进水的时间不超过1h，每次进水停止后，在一定的周期内通风一次，每次通风的时间为60min。

2生活污水经预处理系统处理后由潜污泵提升进入基质布水层22和粗滤层23，污水布水管网41的引流下，均匀分布到整个基质布水层22，然后生活污水在重力作用下向下渗滤进入粗滤层23和细滤层24，一部分污水在基质布水层22内左右渗透的同时逐渐向下渗滤，基质布水层22、粗滤层23、细滤层24的水力传导系数由大变小。

3将其中颗粒有机物、总磷大部分被基质布水层22基质以及粗滤、细滤层24的填料吸附拦截，并在系统不进水后，进行通风供氧，培养微生物菌群，在每一个布水点都会形成微型微生物生态圈，微型污水处理系统，在层叠结构进行一次污水处理，在一定的周期内，使微生物在层叠结构区吸附拦截趋于达到动态稳定后，污染物有机物作为微生物的营养物质被微生物接触氧化分解。

4未被吸附拦截的污染有机物在向下渗滤的过程中再次进入亚细滤层26、反硝化滤层27、精滤层28，再次被拦截吸附，最终被微生物分解利用，将COD、BOD、TP污染物质拦截。

5加热通风通过在好氧层、缺氧层安装温度感应器和溶解氧感应器，能更高效的对系统供氧，在经过物理性深度处理工艺，使其完全达到中水回用的要求。

本发明的有益效果是：该生态低能耗高效层叠渗滤污水处理系统与方法，1、生态低能耗高效层叠渗滤污水处理技术为物理生物处理工艺，不添加任何化学品，其中的填料均为物理性填料，不造成环境的二次污染：2、通过构造层叠处理结构，使整个渗滤系统内部形成蜂窝状的处理单元，增加污水负荷处理能力，在相同的面积下，能处理更大方量的污水，保证系统污水处理更加高效和稳定以及出水的稳定性，同时，通过各层管网和生物填料的有效搭配，使布水、散水、集水、排水、供风、排气更加的通畅，配合层叠滤料结构，有效的分配污染物，使其能得到更快的处理，提高污水负荷能力，避免渗滤系统的堵塞：3、对填料进行结构优化，将好氧区、厌氧区、缺氧区构造的更加的符合相关的参数，脱氮除磷效果明显，利用非晶体二氧化硅的超强的吸附能力，特别是对总磷、悬浮物以及重金属的吸附，将其大部分污染物吸附截留在滤池的上部，可以通过种植农作物将其利用，同时对低浓度进水有很好的处理效果，智能控制高效层叠渗滤系统内各区域的反应温度和溶解氧，增强微生物的活性和对污染有机物的分解，实现高效的供风，达到节能、低碳、绿色的污水处理，保证污水处理系统出水稳定的同时，使运营维护简单方便。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，包括预处理系统(10)，其特征在于，所述预处理系统(10)包括格栅池(1)、调节池(2)、沉淀池(3)、厌氧池(4)以及配水池(5)，预处理系统(10)的一侧连通有高效层叠渗滤系统(6)，所述高效层叠渗滤系统(6)的两侧均连通有高效层叠渗滤污水处理系统(7)和智能控制系统(8)，在经过格栅池(1)后水源依次经过水质水量调节的调节池(2)，流入沉降大颗粒物的沉淀池(3)，进入产生厌氧反应的厌氧池(4)，流入配水池(5)，预处理系统(10)加强调节池(2)和沉淀池(3)的水力停留时间，对水质水量进行调节，减少对后期生化部分的影响，为层叠耦合渗滤系统的高效稳定提供基础；

高效层叠渗滤系统(6)是一种纯物理的生活污水净化渗滤系统，生态低能耗高效层叠渗滤系统(6)自上而下构造了十一层净化功能层，分别是包括覆盖层(21)、基质布水层(22)、粗滤层(23)、细滤层(24)、第一通风层(25)、亚细滤层(26)、反硝化滤层(27)、精滤层(28)、第二通风层(29)、过渡导流层(30)、集水排水层(31)，集水排水层(31)分别布置污泥检查管(43)、污泥处置管(35)、集水管(46)、排水管(45)、排水检查管(34)，其中基质布水层(22)、粗滤层(23)、细滤层(24)为系统的层叠结构过滤层，亚细滤层(26)、反硝化滤层(27)，精滤层(28)为第一过滤层，过渡导流层(30)、集水排水层(31)为系统承托层，基质布水层(22)铺设有相应管孔的布水管网(41)，布水管网(41)与系统外的潜污泵相连接，粗滤层(23)铺设污水导流管(40)，细滤层(24)铺设散水通风管(39)，粗滤层(23)至第一通风层(25)铺设碎石柱，第一通风层(25)铺设通风管(36)，通风管(36)与细滤层(24)的散水通风管(39)相连通，反硝化滤层(27)铺设第一导流管(37)，同时与粗滤层(23)和污水导流管(40)相连，第二通风层(29)铺设通风加热管网，集水排水层(31)铺设污泥检查管(43)、排水检查管(34)、集水管(46)和排水管(45)，将处理后的水滗进集水管(46)、排水管(45)连接系统排水口。

2.根据权利要求1所述的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，其特征在于，风机将新鲜空气经由通风管(36)送入第一通风层(25)与第二通风层(29)内，然后进入细滤层(24)的散水通风管(39)以及反硝化滤层(27)污水导流管(40)之后，分别向四周进行运动，同时渗滤系统中产生的废气以及氧含量低的空气进行交换，完成系统的供氧。

3.根据权利要求1所述的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，其特征在于，所述覆盖层(21)为种植土、绿化草地、鹅卵石、碎石景观布置层，粗滤层(23)厚度为10～15cm，该粗滤层(23)由填料和硝化菌种混合而成，填料包括沸石、煤渣、河沙、非晶体二氧化硅、麦饭石和火山岩中的至少两种，填料的粒径为0.001～1cm，去除污水中的氨氮、悬浮物，同时为生物膜的形成提供良好的载体，让微生物富集。

4.根据权利要求1所述的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，其特征在于，基质布水层(22)生物基质滤料为碎石、页岩陶粒、一般陶粒、沸石、煤渣、砾石。

5.根据权利要求1所述的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，其特征在于，细滤层(24)厚度为10-20cm，填料为河沙、非晶体二氧化硅、沸石，进一步去除氨氮、悬浮物、总磷，其水力传导系数为0.01-0.2cm/s，第一通风层(25)和第二通风层(29)厚度为10～15cm，通风管(36)管壁外部填充有碎石、砾石、陶粒、火山岩，碎石、砾石、陶粒、火山岩的粒径为3～5cm，亚细滤层(26)厚度为7-10cm，填料为河沙、细砂，麦饭石、瓜米石，精滤层(28)厚度为20-30cm，填料为河沙、页岩陶粒和非晶体二氧化硅。

6.根据权利要求1所述的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理复合系统，其特征在于，过渡导流层(30)厚度为10-15cm，填料为小粒径碎石、瓜米石、砾石、火山石、麦饭石中的至少三种，为精滤层(28)的支撑基础，集水排水层为系统的承托层，该集水排水层填料为碎石、碎砖块，粒径为3-5cm，整个渗滤池需做好防渗处置，集水排水需铺设相应的土工布进行不完全分隔。

7.一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)针对部分城市污水或村镇生活污水的水质水量变化大的情况，污水首先经过格栅池(1)、调节池(2)、沉淀池(3)、厌氧池(4)，将预处理系统的安全系数提高，调节池(2)水力停留时间为6-10小时，沉淀池(3)、厌氧池(4)水力停留时间为1-3小时、6-7小时，污水在微生物厌氧消化作用下，部分大分子有机物被分解为小分子有机物，池内的悬浮颗粒也在重力作用下沉淀至池底，使其预处理后的污水均质均量进入配水池(5)，减轻高效层叠渗滤系统(6)的处理负荷，所有预处理池皆设置有检查口，高效层叠渗滤系统(6)每日进水5-8次，每次进水的时间不超过1h，每次进水停止后，在一定的周期内通风一次，每次通风的时间为20-60min；

2)生活污水经预处理系统处理后由潜污泵提升进入基质布水层(22)和粗滤层(23)，污水布水管网(41)的引流下，均匀分布到整个基质布水层(22)，然后生活污水在重力作用下向下渗滤进入粗滤层(23)和细滤层(24)，一部分污水在基质布水层(22)内左右渗透的同时逐渐向下渗滤，基质布水层(22)、粗滤层(23)、细滤层(24)的水力传导系数由大变小；

3)将其中颗粒有机物、总磷大部分被基质布水层(22)基质以及粗滤、细滤层(24)的填料吸附拦截，并在系统不进水后，进行通风供氧，培养微生物菌群，在每一个布水点都会形成微型微生物生态圈，微型污水处理系统，在层叠结构进行一次污水处理，在一定的周期内，使微生物在层叠结构区吸附拦截趋于达到动态稳定后，污染物有机物作为微生物的营养物质被微生物接触氧化分解；

4)未被吸附拦截的污染有机物在向下渗滤的过程中再次进入亚细滤层(26)、反硝化滤层(27)、精滤层(28)，再次被拦截吸附，最终被微生物分解利用，将COD、BOD、TP污染物质拦截；

5)加热通风通过在好氧层、缺氧层安装温度感应器和溶解氧感应器，能更高效的对系统供氧，在经过物理性深度处理工艺，使其完全达到中水回用的要求。

8.根据权利要求7所述的一种生态低能耗高效层叠渗滤污水处理方法，其特征在于，城市或村镇污水管网的生活污水首先经过格栅池(1)、调节池(2)、沉淀池(3)、厌氧池(4)手段预处理系统后，进入配水池(5)，然后用高效层叠渗滤系统(6)，在经过深度处理系统，使其出水达到地方排放标准或者《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。