CN115321757B - 一种农村单户一体化生活污水净化装置及净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种农村单户一体化生活污水净化装置，包括混凝土浇筑的慢滤池及设置在其内的由上到下依次排列的混凝土沉淀池、滤料层、混凝土滤水板及混凝土清水池，慢滤池的上端和下端分别连接有污水管和清水管，沉淀池的底部连通有排淤管，沉淀池上固定连接有与沉淀池下层相通的溢流管，滤料层用于过滤溢流的污水，滤水板设置在滤料层和清水层之间，滤水板上开设有若干滤孔，本发明还提供了一种农村单户一体化生活污水净化方法，通过上述净化装置来实现净水处理，建造成本低，占地面积小，适合单户安装，可根据农村的不同地势进行灵活合理组装、建造，运行期间利用重力自流，实现无机械动力消耗，减少人力物力的投入及运行费用，维护简便。
Description
技术领域
本发明涉及污水净化处理技术领域，尤其涉及一种农村单户一体化生活污水净化装置及净化方法。
背景技术
我国农村生活污水主要来源于厨房、洗涤、厕所及禽畜养殖用水。由于受传统居住形式的影响，目前我国大部分农村居民住房仍为分散、无序的状态，户与户之间间隔有的几十米，有的上百米乃至上千米，由此造成农户所产生的生活污水难以集中回收处理，且大部分农村没有排水管道，生活污水随意泼洒，污染严重。
根据农村不同地方条件、居民聚集程度、日常生活用水规模，需要因地制宜采用集中与分散相结合的建设模式和处理工艺。目前，农村生活污水处理率有所上升，生活污水乱排乱放现象有所减小，但我国农村地区居住相对分散，经济相对落后，生活污水集中处理难度大，缺乏适合农村地区特色的、建设使用成本较低的、维护简便的净水处理设施装置。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种农村单户一体化生活污水净化装置及净化方法，其解决了现有技术中存在的农村污水集中处理困难，污水直排、散排污染农村水环境、建设成本高、维护不便的问题。
根据本发明的一种技术方案，一种农村单户一体化生活污水净化装置，包括混凝土浇筑的慢滤池及设置在其内的由上到下依次排列的混凝土沉淀池、滤料层、混凝土滤水板及混凝土清水池，所述慢滤池的上端和下端分别连接有污水管和清水管，所述污水管与所述沉淀池相通，所述清水管与所述清水池相通，所述沉淀池的底部连通有排淤管，所述排淤管伸出所述慢滤池之外，所述沉淀池上固定连接有若干与沉淀池下层相通的溢流管，所述溢流管用于将漫过溢流管顶端的污水流入到所述沉淀池下层，所述滤料层用于过滤溢流的污水，所述滤水板设置在滤料层和清水层之间，所述滤水板上开设有均匀设置的若干滤孔。
本发明的技术原理为：慢滤池使用混凝土浇筑而成，污水进入沉淀池后先经过沉淀将非溶解性颗粒杂质沉降于沉淀池底部，污水从溢流管流入到慢滤池中，经过滤料层的过滤形成符合排放标准的排放水，排放水从慢滤池内的清水池中经过清水管排出，整个净化装置建造成本低，占地面积小，适合单户安装，可根据农村的不同地势进行灵活合理组装、建造，运行期间利用重力自流，实现无机械动力消耗，减少人力物力的投入及运行费用，维护简便。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：通过混凝土制作的慢滤池对污水进行沉淀、过滤及降解，其解决了现有的农村污水集中处理困难，污水直排、散排污染农村水环境、建设成本高、维护不便的技术问题，产生了整个净化装置建造成本低，占地面积小，适合单户安装，可根据农村的不同地势进行灵活合理组装、建造，运行期间利用重力自流，实现无机械动力消耗，减少人力物力的投入及运行费用，维护简便的有益效果。
根据本发明的另一种技术方案，一种农村单户一体化生活污水净化方法，利用上述的净化装置进行生活污水净化，包括以下步骤：
S1、将农户生活污水通过污水管引入沉淀池，污水中非溶解性颗粒杂质沉降于沉淀池底部，上层沉淀后的污水层在沉淀池内储存；
S2、当污水层水位达到溢流管的进水高程时，污水通过溢流的方式从溢流管中穿过沉淀池流入到沉淀池的下方的滤料层，向慢滤池内供待净化的污水；
S3、污水在慢滤池内从上向下经过滤料层过滤，污水在滤料层的物理吸附、机械截留和滤料表面微生物降解的共同作用下被净化，去除污水中悬浮杂质和有机污染物后得到符合排放标准的排放水；
S4、排放水经过滤水板进入到清水池，最后由清水管将排放水排出，完成整个过滤过程；
S5、净化装置在运行的过程中，可根据污水滤料层净化的效率来调节污水管和清水管的球阀，从而控制污水净化的速度，运行15d～30d后，农户可使用水泵排放排淤管内的淤泥，保证净水装置正常运行。
该净化方法通过设置半球型沉淀池、生物慢滤池和半球型清水池，农户生活污水经沉淀后，污水中大部分颗粒杂质将被沉置到半球型沉淀池底部，沉淀池上部澄清水水位达到溢流进水位后，通过溢流管向下方生物慢滤池供水，污水经生物慢滤池内两层多级配河砂-卵石滤料净化处理后，可有效降低污水中COD、NH3-N、总磷等化学性指标浓度，并将污水中pH、溶解氧等物理性指标调节至标准排放限值内；另外，半球型沉淀池、清水池与慢滤池采用混凝土浇筑，此种建造方式不仅可以加快该净水装置的构建速度，而且成本低，适全单户污水净化；此净化方法简单，无需外加机械动力，减少能源消耗，可对农村生活污水进行高效净化处理。
附图说明
图1为本发明实施例横向剖切结构示意图。
图2为本发明实施例俯视结构示意图。
图3为本发明实施例滤水板结构示意图。
图中：慢滤池1、沉淀池11、排淤管111、溢流管112、拦污网113、滤料层12、卵石层121、粗砂层122、细砂层123、覆水层124、滤水板13、滤孔131、清水池14、污水管15、清水管16、透气孔17、球阀18、流量计19。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
如图1～图3所示，本发明的一个技术方案实施例提出了一种农村单户一体化生活污水净化装置，包括混凝土浇筑的慢滤池1及设置在其内的由上到下依次排列的混凝土沉淀池11、滤料层12、混凝土滤水板13及混凝土清水池14，所述慢滤池1的上端和下端分别连接有污水管15和清水管16，所述污水管15与所述沉淀池11相通，所述清水管16与所述清水池14相通，所述沉淀池11的底部连通有排淤管111，所述排淤管111伸出所述慢滤池1之外，所述沉淀池11上固定连接有若干与沉淀池11下层相通的溢流管112，所述溢流管112用于将漫过溢流管112顶端的污水流入到所述沉淀池11下层，所述滤料层12用于过滤溢流的污水，所述滤水板13设置在滤料层12和清水池14之间，所述滤水板13上开设有均匀设置的若干滤孔131。
具体工作流程是：慢滤池1使用混凝土浇筑而成，污水进入沉淀池11后先经过沉淀将非溶解性颗粒杂质沉降于沉淀池11底部，污水从溢流管112流入到慢滤池1中，经过滤料层12的过滤形成符合排放标准的排放水，排放水从慢滤池1内的清水池14中经过清水管16排出，整个净化装置建造成本低，占地面积小，适合单户安装，可根据农村的不同地势进行灵活合理组装、建造，运行期间利用重力自流，实现无机械动力消耗，减少人力物力的投入及运行费用，维护简便。
根据本发明的另一个实施例，如图1所示，一种农村单户一体化生活污水净化装置，所述滤料层12包括从下向上设置的两级卵石层121、粗砂层122和两层细砂层123，所述卵石层121的粒径大于所述滤水板13的滤孔131直径，通过多层河砂-卵石过滤、净化处理，可有效降低污水中COD、NH3-N、总磷等化学性指标浓度，并将污水中pH、溶解氧等物理性指标调节至标准排放限值内，并且，取材方便，构建滤料层12更加容易。
根据本发明的另一个实施例，如图1所示，一种农村单户一体化生活污水净化装置，所述卵石层121包括下层为粒径7～10mm、厚度为100mm的下卵石层和上层为粒径3～6mm、厚度为50mm的上卵石层，所述粗砂层122为粒径1～3mm、厚度为50mm的砂砾，所述细砂层123包括上层为粒径0.15～0.3mm、厚度为300mm的上细砂层和下层为粒径0.3～0.9mm、厚度为500mm的下细砂层，根据农村五口之家日均用水量0.5m3/d计算，将滤速设计为0.1m/h，完全满足净化要求，达到净化效果。
根据本发明的另一个实施例，如图1所示，一种农村单户一体化生活污水净化装置，所述细砂层123上设置有覆水层124，所述慢滤池1的侧壁上开设有若干透气孔17，所述透气孔17位于所述覆水层124和沉淀池11之间，通过设置覆水层124和透气孔17，无需外加机械增氧措施，在覆水层124存在少量好氧性硝化细菌，对污水中的有机氮化合物进行有氧分解，转化成氨态氮，有氧和无氧降解相结合，提高净化效果。
根据本发明的另一个实施例，如图1、图2所示，一种农村单户一体化生活污水净化装置，所述溢流管112设置有四根，直径为25～35mm，便于污水流入慢滤池1，每根溢流管112的顶端均固定安装有拦污网113，阻拦污水中的漂浮杂质，减少对滤料层12的堵塞。
根据本发明的另一个实施例，如图1所示，一种农村单户一体化生活污水净化装置，所述沉淀池11和清水池14采用开口朝向设置的半球壳状的混凝土板，制作方便，成本低，半球壳状的沉淀池11便于淤泥沉淀，半球壳状的清水池14便于收集排放水。
根据本发明的另一个实施例，如图1所示，一种农村单户一体化生活污水净化装置，所述污水管15和清水管16上均设置有球阀18和流量计19，便于农户调节净化装置净化污水的速率。
根据本发明的另一个实施例，如图1所示，一种农村单户一体化生活污水净化装置，所述排淤管111连接有水泵，便于将沉淀池11底部的淤泥排出。
本发明的另一个技术方案实施例，一种农村单户一体化生活污水净化方法，利用如上述的净化装置进行生活污水净化，包括以下步骤：
S1、将农户生活污水通过污水管15引入沉淀池11，污水中非溶解性颗粒杂质沉降于沉淀池11底部，上层沉淀后的污水层在沉淀池11内储存；
S2、当污水层水位达到溢流管112的进水高程时，污水通过溢流的方式从溢流管112中穿过沉淀池11流入到沉淀池11的下方的滤料层12，向慢滤池1内供待净化的污水；
S3、污水在慢滤池1内从上向下经过滤料层12过滤，污水在滤料层12的物理吸附、机械截留和滤料表面微生物降解的共同作用下被净化，去除污水中悬浮杂质和有机污染物后得到符合排放标准的排放水；
S4、排放水经过滤水板13进入到清水池14，最后由清水管16将排放水排出，完成整个过滤过程；
S5、净化装置在运行的过程中，可根据污水滤料层12净化的效率来调节污水管15和清水管16的球阀18，从而控制污水净化的速度，运行15d～30d后，农户可使用水泵114排放排淤管111内的淤泥，保证净水装置正常运行。
该净化方法通过设置半球型沉淀池11、生物慢滤池1和半球型清水池14，农户生活污水经沉淀后，污水中大部分颗粒杂质将被沉置到半球型沉淀池11底部，沉淀池11上部澄清水水位达到溢流进水位后，通过溢流管112向下方生物慢滤池1供水，污水经生物慢滤池1内两层多级配河砂-卵石滤料净化处理后，可有效降低污水中COD、NH3-N、总磷等化学性指标浓度，并将污水中pH、溶解氧等物理性指标调节至标准排放限值内；另外，半球型沉淀池11、清水池14与慢滤池1采用混凝土浇筑，此种建造方式不仅可以加快该净水装置的构建速度，而且成本低，适全单户污水净化；此净化方法简单，无需外加机械动力，减少能源消耗，可对农村生活污水进行高效净化处理，详细净化效率分析如下：
在宜昌市猇亭区善溪冲水库附近采集农村生活污水水样，通过水质化验检测出污水中COD、NH3-N、TP等污染物指标，得出水质数据后，采用人工配水的方式进行模拟农村生活污染水。配水的材料及药品有：自来水、枯树叶、糖蜜、氯化铵、磷酸二氢钾等。模拟污水中COD、NH3-N、TP三者的设定浓度为100：5：1，经检测配制的模拟污水中COD、NH3-N、TP三者的浓度分别为379.23mg/L、15.03mg/L、1.80mg/L。模拟污水经半球型沉淀池11沉淀和慢滤池1的生化处理后，所得出水各项指标符合当地环保部门所要求的排放标准。原水及出水的各项物理、化学性指标见表1
表1进、出水水质指标对比分析
试验期间，经水质化验检测分析后得出，上述慢滤净水装置对原水中COD的平均去除率达到88.18％；对于总磷的去除率达93.89％；对于NH3-N的去除率达到29.87％，由于本套沉淀-慢滤净化装置在运行期间，通过慢滤池1顶部透气孔17进行气体交换，无外加机械增氧措施，慢滤池1内在滤料层12上部存在少量好氧性硝化细菌，慢滤池1中下部以厌氧反应为主，通过厌氧微生物的生命活动去除有机污染物，在厌氧过程中慢滤池1内部发生了氨化反应，微生物将有机氮化合物分解，转化成氨态氮，慢滤池1对于氨氮的去除率效果符合排放标准。
根据表1得出，原水经慢滤池1处理后，出水pH值均可稳定至7.0-8.0范围内，属于弱碱水；原水经慢滤池1处理后，出水中溶解氧浓度较进水浓度增加1.707倍。
上述检测结果说明：通过一种农村单户一体化生活污水净化装置及净化方法，可高效净化农村生活污水，污水经沉淀-慢滤处理后，出水水质可达到当地环保部门所提出的排放要求，且构筑物结构简单，占地面积小，可实际应用于农村地区的农村生活污水净化工程中。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种农村单户一体化生活污水净化装置，其特征在于，包括混凝土浇筑的慢滤池及设置在其内的由上到下依次排列的混凝土沉淀池、滤料层、混凝土滤水板及混凝土清水池，所述慢滤池的上端和下端分别连接有污水管和清水管，所述污水管与所述沉淀池相通，所述清水管与所述清水池相通，所述沉淀池的底部连通有排淤管，所述排淤管伸出所述慢滤池之外，所述沉淀池上固定连接有若干与沉淀池下层相通的溢流管，所述溢流管用于将漫过溢流管顶端的污水流入到所述沉淀池下层，所述滤料层用于过滤溢流的污水，所述滤水板设置在滤料层和清水层之间，所述滤水板上开设有均匀设置的若干滤孔；
所述滤料层包括从下向上设置的两级卵石层、粗砂层和两层细砂层，所述卵石层的粒径大于所述滤水板的滤孔直径；所述卵石层包括下层为粒径7~10mm、厚度为100mm的下卵石层和上层为粒径3~6mm、厚度为50mm的上卵石层，所述粗砂层为粒径1~3mm、厚度为50mm的砂砾，所述细砂层包括上层为粒径0.15~0.3mm、厚度为300mm的上细砂层和下层为粒径0.3~0.9mm、厚度为500mm的下细砂层；所述细砂层上设置有覆水层，所述覆水层存在少量好氧性硝化细菌，所述慢滤池的侧壁上开设有若干透气孔，所述透气孔位于所述覆水层和沉淀池之间。
2.如权利要求1所述的一种农村单户一体化生活污水净化装置，其特征在于：所述溢流管设置有四根，直径为25~35mm，每根溢流管的顶端均固定安装有拦污网。
3.如权利要求1所述的一种农村单户一体化生活污水净化装置，其特征在于：所述沉淀池和清水池采用开口朝向设置的半球壳状的混凝土板。
4.如权利要求1所述的一种农村单户一体化生活污水净化装置，其特征在于：所述污水管和清水管上均设置有球阀和流量计。
5.如权利要求1所述的一种农村单户一体化生活污水净化装置，其特征在于：所述排淤管连接有水泵。
6.如权利要求1所述的一种农村单户一体化生活污水净化装置，其特征在于：所述慢滤池的顶部设置有开口，所述开口上盖有盖板。
7.一种农村单户一体化生活污水净化方法，其特征在于：利用如权利要求1~6所述的净化装置进行生活污水净化，包括以下步骤：
S1、将农户生活污水通过污水管引入沉淀池，污水中非溶解性颗粒杂质沉降于沉淀池底部，上层沉淀后的污水层在沉淀池内储存；
S2、当污水层水位达到溢流管的进水高程时，污水通过溢流的方式从溢流管中穿过沉淀池流入到沉淀池的下方的滤料层，向慢滤池内供待净化的污水；
S3、污水在慢滤池内从上向下经过滤料层过滤，污水在滤料层的物理吸附、机械截留和滤料表面微生物降解的共同作用下被净化，去除污水中悬浮杂质和有机污染物后得到符合排放标准的排放水；
S4、排放水经过滤水板进入到清水池，最后由清水管将排放水排出，完成整个过滤过程；
S5、净化装置在运行的过程中，可根据污水滤料层净化的效率来调节污水管和清水管的球阀，从而控制污水净化的速度，运行15d~30d后，农户可使用水泵排放排淤管内的淤泥，保证净水装置正常运行。
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