CN115304225A - 一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，包括依次设置的过滤池、除油池、生态净化池和生物膜降解池；本发明针对农村生活污水主要污染物类型，依次设置过滤池、除油池、生态净化池和生物膜降解池，构建农村生活污水的梯级分级净化系统，采用串联模式多级协同去除农村生活污水中的固体物质、油类物质和氮、磷等污染物，是一种高效率、低成本、低能耗、易维护且适用于农村生活污水的分级净化处理技术。

Description

一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统。
背景技术
目前，据不完全统计，农村地区每年产生超250亿吨的生活污水，其中大部分直接排放，所以农村生活污水处理率低，是影响农村生态环境的主要问题之一。
农村生活污水处理技术依据原理可分为生物处理技术和生态处理技术。生物处理技术通过微生物在好氧、厌氧或缺氧条件下去除水体污染物，该技术占地面积小，运行简便，但在使用时容易出现堵塞、运转费用偏高等缺点。生态处理技术利用基质-植物(动物)-微生物复合生态系统，通过生物作用实现水体污染的降解净化，该技术建设和管理费用低，能耗较少，但容易受到季节气温等因素的影响，尤其是在冬季植物生长代谢缓慢，大大降低了污水处理的效率。
此外，现有的农村生活污水多是经过简单处理便进行排放，没有对污水中的固体物质、油类和氮、磷等污染物进行分级净化、综合处理。
因此，提供一种高效率、低成本、低能耗、易维护且适用于农村生活污水的分级净化处理技术是本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明目的在于提出一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，针对农村生活污水主要污染物类型，依次设置过滤池、除油池、生态净化池和生物膜降解池，构建农村生活污水的梯级分级净化系统，采用串联模式多级协同去除农村生活污水中的固体物质、油类物质和氮、磷等污染物，是一种高效率、低成本、低能耗、易维护且适用于农村生活污水的分级净化处理技术。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，包括依次设置的过滤池、除油池、生态净化池和生物膜降解池。
优选的，所述过滤池包括挡板和至少一个过滤网，所述过滤网之间串联设置。
优选的，所述除油池包括壳体和油水分离膜，所述油水分离膜倾斜固定在壳体内部，将壳体分为上部的空腔和下部储水腔。
优选的，所述储水腔底部设有出水口。
优选的，所述油水分离膜较低一侧设有导油口，所述导油口与储油腔连接。
优选的，所述生态净化池包括生态浮岛和可升降人工沉床。
优选的，所述生态浮岛的植物为黄菖蒲和美人蕉，比例为1:1。
优选的，所述人工沉床通过连接绳与固定桩连接，通过调节所述连接绳的高度，可实现人工沉床在水体中的自由升降，所述人工沉床上种植沉水植物。
优选的，所述沉水植物为矮生苦草。
优选的，所述生物膜的载体由所述生态净化池中收割的黄菖蒲、美人蕉秸秆为主要原料和聚乙烯制备而成。
优选的，所述生物膜的载体的制备方法为：将黄菖蒲、美人蕉秸秆晾干后超细粉碎过400目筛，与60目聚乙烯粉末按照8:2比例混合，在45MPa下压制成型，经过150℃热塑60min定型得到成品的生物膜载体材料。
在生物膜降解池中人工添加光合细菌、聚磷菌、硝化细菌，所述生物膜载体能够为添加的微生物菌种提供良好的生存环境，提高生物降解效率及净化效果。
如上述所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统在治理农村生活污水中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明针对农村生活污水主要污染物特征，设计过滤池、除油池、生态净化池和生物膜降解池，依次去除农村生活污水中的固体物质、油类和氮、磷等污染物，实现了农村生活污水的分级深度净化和污染物的综合治理。
(2)本发明设计的治理农村生活污水净化技术，以植物、微生物为核心，在高效去除水体污染物的同时，兼具水体生态环境修复功效，具有绿色环保、运行成本低的优点。
(3)本发明设计的梯级分级净化系统，可实现农村生活污水的原位治理，工艺流程简单，可根据农田实际情况进行适当调整，具有低能耗、易维护，且适用于农村的优点，可推广复制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本描述中的附图仅仅是本发明的实施例。
图1为本发明提供的一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统结构图；
其中：1-过滤池、2-除油池、3-生态净化池、4-生物膜降解池；
图2为本发明除油池的结构图；
其中：2-1-空腔、2-2-油水分离膜、2-3-储水腔、2-4-导油口、2-5-储油腔、2-6-出水口、2-7-壳体。
具体实施方式
下面描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不理解为对本发明的限制。
如图1，本发明提供了一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，包括依次设置的过滤池1、除油池2、生态净化池3和生物膜降解池4；
优选的，过滤池包括挡板和至少一个过滤网，过滤网之间串联设置；
优选的，除油池2包括壳体2-7和油水分离膜2-2，油水分离膜2-2倾斜固定在壳体2-7内部，将壳体分为上部的空腔2-1和下部储水腔2-3；储水腔2-3底部设有出水口2-6；
优选的，油水分离膜2-2较低一侧设有导油口2-4，导油口2-4与储油腔2-5连接；
优选的，生态净化池3包括生态浮岛和可升降人工沉床；生态浮岛的植物为黄菖蒲和美人蕉，比例为1:1；人工沉床通过连接绳与固定桩连接，通过调节所述连接绳的高度，可实现人工沉床在水体中的自由升降，所述人工沉床上种植沉水植物物种；
优选的，生物膜降解池4中的生物膜载体由所述生态净化池中收割的黄菖蒲、美人蕉秸秆为主要原料和聚乙烯制备而成；
本发明一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统的工作原理为：
系统开启工作时，过滤池1位于梯级分级净化系统的最前端，生活污水由入口进入过滤池1，经过过滤池过滤除去水体中较大的漂浮物，然后将过滤池的出水导入除油池；其中过滤池由挡板和过滤网组成，可以串联设置多个由目数大小不同过滤网构成的过滤板，有效分级过滤生活污水中颗粒大小不同的固体杂质，很好的实现固液分离；
除油池2的进水为过滤池1的出水，经过除油池2除去水体中的油类物质，然后将除油池的出水导入生态净化池3；污水通过油水分离膜2-2实现油和水分离，分离后的油从导油口2-4进入到储油腔2-5，分离后的水从出水口2-6进入到生态净化池；
生态净化池3的进水为除油池3的出水，经过生态净化池除去水体中的氮磷等污染物质，然后将生态净化池3的出水导入生物膜降解池4；生态净化池3内采用组合式立体浮岛，包括混合植物型生态浮岛和可升降人工沉床，通过固定桩设计双层立体结构，混合植物型生态浮岛通过种植除氮功能强的黄菖蒲和除磷功能强的美人蕉两种挺水植物(种植比例为1:1)，实现水体氮磷的高效协同去除；人工沉床上因地制宜选择生长速率较快的沉水植物物种，实现对水体氮磷的净化与水环境生态修复；
生物膜降解池4的进水为生态净化池3的出水，经过生物膜降解池4除去水体中的有机污染物，实现农村生活污水的深度净化，以生态净化池3中收割的黄菖蒲、美人蕉秸秆为主要原料和聚乙烯制备缓释碳源生物膜载体，将其悬置于生物膜降解池内，为水体微生物提供碳源，促进微生物生长繁殖，强化对农村生活污水的净化效果。
本发明还进行了如下实验：
实施例1
村庄排放的生活污水，主要水质参数如下：pH为6.93～7.74，氨氮含量为8.09～13.51mg/L，总氮含量为11.26～13.51mg/L，总磷含量为1.19～2.13mg/L，COD含量为23.12～38.05mg/L；
采用如图1所示的方法进行处理：
(1)过滤池1内串联放置孔径20mm、10mm和5mm的3层过滤网，农村生活污水经过滤池后，依次去除粗大悬浮物和水体中的孔径大于5mm的悬浮颗粒物。
(2)除油池2内放置聚偏氟乙烯(PVDF)油水分离膜，可以去除生活污水中30～85％的油类污染物。
(3)生态净化池3内放置组合式立体浮岛，浮岛水面按照1:1混合种植黄菖蒲和美人蕉两种挺水植物，底部种植矮生苦草，生活污水流经生态净化池后，水质氨氮含量下降为2.41～9.10mg/L，总氮含量为5.47～9.06mg/L，总磷含量为0.41～0.85mg/L，COD含量为10.59～20.81mg/L；
(4)生物膜降解池4内放置脱氮复合杆菌IDN-B5和除磷菌，添加缓释碳源生物膜载体为微生物提供碳源，生物膜降解对水体总氮和总磷的平均削减率分别42.78％和55.87％；
生活污水经生物膜降解池深度净化后，出水水质参数如下：pH为6.85～7.27，氨氮含量为1.12～3.14mg/L，总氮含量为3.26～4.18mg/L，总磷含量为0.28～0.61mg/L，COD含量为4.67～8.28mg/L。
上面已经示出和描述了本发明的实施例，上述实施例是示例性的，本领域技术人员在本发明的技术范围内可对上述实例改变。

Claims (10)

1.一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，包括依次设置的过滤池、除油池、生态净化池和生物膜降解池。
2.根据权利要求1所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述过滤池包括挡板和至少一个过滤网，所述过滤网之间串联设置。
3.根据权利要求1所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述除油池包括壳体和油水分离膜，所述油水分离膜倾斜固定在壳体内部，将壳体分为上部的空腔和下部储水腔。
4.根据权利要求3所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述储水腔底部设有出水口。
5.根据权利要求3所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述油水分离膜较低一侧设有导油口，所述导油口与储油腔连接。
6.根据权利要求1所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述生态净化池包括生态浮岛和可升降人工沉床。
7.根据权利要求6所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述生态浮岛的植物为黄菖蒲和美人蕉，比例为1:1。
8.根据权利要求6所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述人工沉床通过连接绳与固定桩连接，通过调节所述连接绳的高度，可实现人工沉床在水体中的自由升降，所述人工沉床上种植沉水植物物种。
9.根据权利要求6所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统，其特征在于，所述生物膜的载体由所述生态净化池中收割的黄菖蒲、美人蕉秸秆为主要原料和聚乙烯制备而成。
10.如权利要求1-9任一项所述一种原位治理农村生活污水的梯级分级净化系统在治理农村生活污水中的应用。
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