CN116947247A - 家用微型污水处理系统以及污水处理使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水净化领域，具体公开了家用微型污水处理系统以及污水处理使用方法，包括以下步骤：建造化粪池；准备家用微型污水处理系统、曝气系统及供微生物附着的悬浮填料；提升泵抽取澄清液，澄清液进入接触氧化区，微生物降解澄清液中的主要污染物COD和BOD；接触氧化区处的澄清液流入至电絮凝区中，电催化絮凝；然后澄清液中的污染物和磷被过滤区过滤，澄清液形成净化水；净化水从出水区处取用，用于农作物灌溉；或者，在出水区处设置用于对水生植物或浮游动物进行养殖的景观区。本方案中由于接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区由上至下依次连通设置，整个家用微型污水处理系统的布置结构紧凑，更便于布置到农村的独门独户环境中。

Description

家用微型污水处理系统以及污水处理使用方法

技术领域

本发明涉及污水净化技术领域，尤其涉及家用微型污水处理系统以及污水处理使用方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国生活污水的排放逐年递增，城市中污水处理厂能对污水进行及时的处理，但是在经济相对落后的农村和小型聚居处污水排放量也在增加，农村目前的处理方式是，让绝大部分都直接排放自流，缺乏配套的污水处理手段；这是由于农村人口居住分散，家家户户之间难以布设排水管网，且长距离的布设排水管网，也会直接导致污水成本处理成本极速升高。

所以目前，针对农村污水处理还多采用修建化粪池的方式进行污水的聚集，但是依然缺少兼氧或好氧滤池、污水化学处理工艺等对化粪池内的污水进行处理，该污水只能用于单一的农作物灌溉，无法应用在其他生活场景中；同时若采用兼氧或好氧滤池对污水进行处理，兼氧或好氧滤池所需的占地面积较大，建造成本高，对污水处理人员的专业能力要求也较高，并不适合农村的独门独户使用；与此同时，在采用污水化学处理工艺对污水进行处理时，工艺中的大多会采用PAC/PAM作为除磷絮凝剂，化学处理工艺中的化学药剂容易对环境产生二次化学污染，同时在处理过程中对化学药剂的投入量要求较高，增加运行人工成本，操作及运行管理复杂，难以实现远程智慧控制。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了家用微型污水处理系统以及污水处理使用方法，以解决现有的城市污水处理模式难以应用至农村污水处理中的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种污水处理使用方法，包括以下步骤：

建造化粪池；

准备家用微型污水处理系统、曝气系统及供微生物附着的悬浮填料，家用微型污水处理系统依次包括提升泵、接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区；接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区由上至下依次连通设置，提升泵与接触氧化区连通；

农户家用的污水排出化粪池中，化粪池对污水水解，污水内的沉淀和杂物沉入化粪池的池底形成沉积物A，化粪池内的污水形成上层清液，上层清液为澄清液；

将提升泵放入化粪池，悬浮填料放入接触氧化区，且曝气系统与接触氧化区连通；启动提升泵抽取澄清液，澄清液进入接触氧化区，微生物降解澄清液中的主要污染物COD和BOD，微生物将澄清液中的氨氮转化为硝态氮，接触氧化区中的污染物沉降形成沉积物B；

接触氧化区处的澄清液流入至电絮凝区中，电催化絮凝，澄清液中的污染物和磷沉降，形成沉积物C；

电絮凝区处的澄清液流入至过滤区中，澄清液中的污染物和磷被过滤区过滤，澄清液形成净化水；

净化水从出水区处取用，用于农作物灌溉；或者，在出水区处设置用于对水生植物或浮游动物进行养殖的景观区，景观区处溢流的净化水可用于农作物灌溉。

本发明的技术原理为：在农村污水处理中，污水量相较于城市污水处理量要小很多，此时设置独立的化粪池，相较于城市中化粪池的建造规模和成本均较小，且能够集中供部分周围的农户使用。

家用微型污水处理系统中的提升泵能够汲取化粪池中的澄清液进行水处理，家用微型污水处理系统中的接触氧化区能与曝气系统和悬浮填料协同作用，对澄清液进行氧化降解处理，降解澄清液中的主要污染物COD、BOD和氨氮；澄清液再进入在电絮凝区中，电絮凝单元对电絮凝处理，使得澄清液中的悬浮物沉降，也进行除磷处理；然后进入过滤区中进行过滤，使得澄清液过滤形成净化水；处理后的净化水能够与出水区配合，形成景观区用水或用作农作物灌溉，实现对净化水的充分利用；且景观区处溢流的净化水也可以接入到农田中，用作灌溉。

在以上过程中，由于接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区由上至下依次连通设置，整个家用微型污水处理系统的布置结构紧凑，更便于布置到农村的独门独户环境中；并且接触氧化区能对澄清液进行加氧处理，使得最终净化水中含有大量氧气，且接触氧化单元在启动过程中能对景观区内的净化水进行含氧补充，更便于进行浮游动物的养殖。

进一步，悬浮填料中的微生物为兼氧细菌和好氧细菌，兼氧细菌和好氧细菌的质量比例为0.25-0.4。

通过上述设置，兼氧细菌和好氧细菌的比例均衡，能够与曝气系统向接触氧化区处充入的空气配合，实现对澄清液中的主要污染物COD、BOD和氨氮进行降解。

进一步，沉积物A、沉积物B和沉积物C均可收集用作生物肥料。

通过上述设置，能够对污水处理过程中形成的沉积物A、沉积物B和沉积物C进行充分利用，且有利于植物的生长。

进一步，过滤区为砂滤区，且砂滤区内容纳有石英石。

通过上述设置，石英石具对水质的净化有非常好的效果，能够吸附农业污水中的有机物和重金属离子，使得澄清液过滤后更加清澈透明。

进一步，当化粪池内沉积物A的堆积厚度达到化粪池深度的0.2-0.5倍时，对化粪池内的沉积物A进行清掏。

通过上述设置，能够及时地对化粪池进行清理，也便于将沉积物A作为肥料对植物进行施肥。

进一步，家用微型污水处理系统，家用微型污水处理系统：

形成接触氧化区的第一处理壳，第一处理壳上连通有进水管以及可开关放空管，第一处理壳与曝气系统连通；提升泵与进水管连通；

形成电絮凝区的第二处理壳，第二处理壳内安装有电絮凝组件以及可开关的排污管；

形成过滤区的第三处理壳；第三处理壳内设有过滤材料；

形成出水区的第四处理壳；第一处理壳、第二处理壳、第三处理壳和第四处理壳由下至上依次过滤连通且可拆卸密封连接。

通过上述设置，第一处理壳、第二处理壳、第三处理壳和第四处理壳之间在连接时呈密封状态，避免漏水；在需要对第一处理壳、第二处理壳、第三处理壳进行清洗时，也可以对第一处理壳、第二处理壳、第三处理壳和第四处理壳进行拆卸，也便于通过放空管和排污管处对第一处理壳和第二处理壳及其内部的结构进行全面的清洁，家用微型污水处理系统的维护方便。

进一步，曝气系统包括：

曝气设备；

与曝气设备连通的进气管；

位于第一处理壳内的曝气石，进气管远离曝气设备的一端穿过第一处理壳与曝气石连通。

通过上述设置，能让位于第一处理壳内的曝气石位置更多变，能为悬浮填料内的微生物充分供给氧气，进气管能够为曝气石和进气管的安装提供可靠的连接。

进一步，第二处理壳外连接有为电絮凝组件供电的接线盒，排污管连通于第二处理壳的下侧。

通过上述设置，接线盒与电源连接，可为电絮凝组件持续稳定的电能，进而对澄清液内的杂质进行电絮凝处理，第二处理壳内的杂物和悬浮物也会堆积形成污泥，当第二处理壳淤积过多污泥后，打开位于第二处理壳下侧的排污管，即可对第二处理壳内的污泥进行收集且将第二处理壳放空，让第二处理壳的清洁更方便。

进一步，第三处理壳靠近第二处理壳的一侧处设有若干与第三处理壳连通的过滤水帽；第三处理壳上安装有竖直向上提拉的把手。

通过上述设置，在拆卸第二处理壳和第三处理壳时，取出第三处理壳时，可通过把手处施力，使得第三处理壳的取出更方便。

进一步，还包括智能控制单元，智能控制单元包括污泥浓度传感器、溶解氧传感器、控制曝气设备开启或关闭的第一控制器、排泥提示器以及PLC控制器，污泥浓度传感器、溶解氧传感器、第一控制器和排泥提示器均与PLC控制器电联接；溶解氧传感器安装在第一处理壳内，污泥浓度传感器安装在第二处理壳内；当溶解氧传感器测得的溶解氧浓度低于2.0mg/L时，曝气设备处于持续运行状态；当溶解氧传感器测得的溶解氧浓度高于4.0mg/L时，曝气设备停止运行；当污泥浓度传感器测得的污泥浓度高于8000mg/L时，排泥提示器响应提示需要排泥。

通过上述设置，整个智能控制单元能够自动化的控制家用微型污水处理装置的进出水以及澄清液的处理状态，实现对污水处理过程的自动监测、预警和诊断，使得澄清液的净化处理能够自动化，从而提高污水处理的效率和安全性；在对家用微型污水处理装置使用过程中，只需在排泥提示器的提示下，及时清理家用微型污水处理装置中的污泥即可，使用十分便捷。

附图说明

图1为本发明实施例中污水处理使用方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例中家用微型污水处理系统的水处理流向图。

图3为图2中接触氧化单元、电絮凝单元、过滤单元和出水单元主视方向的纵向剖视放大图。

图4为本发明实施例中智能控制单元的控制流程图。

上述附图中：第一处理壳10、曝气设备101、悬浮填料102、曝气石103、进气管104、放空管105、进气口106、第二处理壳20、电絮凝组件201、排污管202、接线盒203、过滤网30、第三处理壳40、过滤材料401、过滤水帽402、把手403、提升泵50、进水管501、化粪池502、展示景观柜60。

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。

本实施例基本如图1、图2和图3所示，本发明实施例提出了一种家用微型污水处理系统，家用微型污水处理系统依次包括连通的提升泵50、接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区；接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区由上至下依次连通设置；家用微型污水处理系统还包括形成接触氧化区的第一处理壳10、形成电絮凝区的第二处理壳20、形成过滤区的第三处理壳40以及形成出水区的第四处理壳。

如图3所示，第一处理壳10的左侧上连通有进水管501，提升泵50与进水管501连通；第一处理壳10的右侧上连通有可开关放空管105，放空管105位于第一处理壳10的下侧，第一处理壳10连通有曝气系统；曝气组件包括曝气设备101、进气管104以及与进气管104连接的曝气石103，曝气设备101为风机，第一处理壳10的右侧上设有进风口，曝气石103固定安装在进气管104的左端上且位于进风口内，进气管104的右端固定安装在进风口处并且与曝气设备101可拆卸连接。

如图3所示，第二处理壳20内安装有电絮凝组件201以及可开关的排污管202，排污管202连通于第二处理壳20的下侧，第二处理壳20的右侧外壁上固定设置有可为电絮凝组件201供电的接线盒203，第二处理壳20的下侧与第一处理壳10的上端之间设有卡扣和密封环以实现可拆卸连接且密封连接，第二处理壳20与第一处理壳10之间竖直设有过滤连通孔，过滤连通孔处设有过滤网30；电絮凝组件201与过滤连通孔正对。

如图3所示，第三处理壳40内设有过滤材料401，过滤材料401为石英石，第三处理壳40的下侧与第二处理壳20的上侧之间也设有卡扣和密封环以实现可拆卸连接且密封连接，第三处理壳40的下侧上设有若干与第二处理壳20连通的过滤器，过滤器为过滤水帽402，过滤水帽402的下端穿过第二处理壳20并且位于第二处理壳20内；同时，第三处理壳40的上侧处一体成型有竖直向上提拉的把手403。

如图2和3所示，汲水单元包括提升泵50以及与提升泵50连通的进水管501，提升泵50用于汲取化粪池502内的上层清液，进水管501的右端连通于第一处理壳10的下侧；进水管501、放空管105和排污管202上均设有隔离阀。

如图2和图3所示，第四处理壳为对水生植物或浮游动物进行养殖的景观区，出水单元和景观区可一体化构成固定密封套设在第二处理壳20或第三处理壳40上的展示景观柜60；第一处理壳10和第二处理壳20外均采用碳钢喷砂并根据放置区域环境协调做相应的面漆，第三处理壳40和展示景观柜60均采用透明有机玻璃，使得整套设备具有一定的观赏性。

与此同时，如图4所示，家用微型污水处理系统还包括智能控制单元，智能控制单元包括污泥浓度传感器、溶解氧传感器、控制曝气设备101开启或关闭的第一控制器、控制提升泵50开启或关闭的第二控制器、电絮凝组件201开启或关闭的第三控制器、排泥提示器以及PLC控制器，污泥浓度传感器、溶解氧传感器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和排泥提示器均与PLC控制器电联接，排泥提示器为提示灯或者蜂鸣器，且排泥提示器通过粘接或螺栓固定安装于排污管202上，溶解氧传感器安装在第一处理壳10内，污泥浓度传感器安装在第二处理壳20内。

此外，如图3所示，第一处理壳10、第二处理壳20、第三处理壳40以及第四处理壳整体安装后，其尺寸长度和宽度总体可达到500-1200mm，整体尺寸高度可达到1000-1800mm；同时，第一处理壳10的体积占比可达到整体尺寸的1/3、第二处理壳20的体积占比可达到整体尺寸的1/3、第三处理壳40的体积占比可达到整体尺寸的1/6以及第四处理壳的体积占比可达到整体尺寸的1/6。

在采用家用微型污水处理系统对农村污水进行处理时，形成一种污水处理使用方法，具体包括以下步骤：

建造化粪池502；

准备家用微型污水处理系统、曝气系统及供微生物附着的悬浮填料102，悬浮填料102中的微生物为兼氧细菌和好氧细菌，兼氧细菌和好氧细菌的质量比例为0.3；

农户家用的污水排出化粪池502中，化粪池502对污水水解，污水内的沉淀和杂物沉入化粪池502的池底形成沉积物A，化粪池502内的污水形成上层清液，上层清液为澄清液；当化粪池502内沉积物A的堆积厚度达到化粪池502深度的0.2-0.5倍时，对化粪池502内的沉积物A进行清掏；

将提升泵50放入化粪池502，悬浮填料102放入接触氧化区，且曝气设备101与第一处理壳10连通；通过PLC控制器通过第二控制器控制提升泵50启动，提升泵50抽取澄清液，澄清液通过进水管501进入到第一处理壳10内，PLC控制器通过第一控制器控制曝气设备101启动，空气通过进气管104进入到曝气石103中，对澄清液进行曝气处理，此时澄清液在悬浮填料102内兼氧细菌和好氧细菌的作用下，降解澄清液中主要污染物COD、BOD和氨氮，微生物将澄清液中的氨氮转化为硝态氮，第一处理壳10内的污染物沉降形成沉积物B；

经过接触氧化单元处理的澄清液通过过滤连通孔进入到第二处理壳20中，PLC控制器通过第二控制器控制电絮凝组件201通电，通电后的电絮凝组件201能对澄清液进行电催化及电絮凝，去除澄清液中的悬浮物及磷，澄清液中的污染物和磷沉降，形成沉积物C；

澄清液经过电絮凝后，通过过滤水帽402进入到第三处理壳40中，过滤水帽402对处理后的澄清液进行初步过滤，第三处理壳40内的石英石对澄清液进行进一步过滤，形成净化水，净化水进入到出水单元和展示景观柜60中，该净化水可用作为水生植物或浮游动物的养殖，展示景观柜60处溢流的净化水也可以进行少量农作物的灌溉；在曝气设备101的作用下，能让净化水中含有大量氧气，且能对展示景观柜60内的净化水进行含氧补充，更便于进行浮游动物的养殖，进而可形成景观鱼缸；

当溶解氧传感器测得的溶解氧浓度低于2.0mg/L时，PLC控制器接收到溶解氧传感器的数据后进行判断，然后PLC控制器通过第一控制器控制曝气设备101持续开启，曝气设备101处于持续运行状态；当溶解氧传感器测得的溶解氧浓度高于4.0mg/L时，PLC控制器接收到溶解氧传感器的数据后进行判断，然后PLC控制器通过第一控制器控制曝气设备101关闭，曝气设备101停止运行；

当污泥浓度传感器测得的污泥浓度高于8000mg/L时，PLC控制器接收到污泥浓度传感器的数据后进行判断，进而控制排泥提示器响应提示需要排泥，污泥浓度传感器和排泥提示器能对管理人员进行及时提醒，管理人员只需及时打开排污管202和放空管105上的隔离阀，对第一壳体和第二壳体内的污泥进行清理；清理时，可拆卸第一处理壳10、第二处理壳20、第三处理壳40和第四处理壳，握持第三处理壳40上的把手403，取出过滤单元；然后拆卸第一处理壳10和第二处理壳20之间的卡扣，即可分离第一处理壳10和第二处理壳20，可对接触氧化单元、电絮凝单元和过滤单元进行拆卸后独立清洗；也可以对第一处理壳10、第二处理壳20和第三处理壳40进行单个替换，使用方便；

当污泥浓度传感器测得的污泥浓度在3000-5000mg/L，且溶解氧传感器测得的溶解氧浓度在0.2-0.4mg/L的情况下时，PLC控制器通过第二控制器控制提升泵50处于关闭状态，第一处理壳10和第二处理壳20内的澄清液在内部回流，提升对相应批次澄清液的接触氧化处理和电絮凝处理能力；反之则PLC控制器通过第二控制器控制提升泵50处于开启状态，第一处理壳10持续进水，对澄清液进行持续的净化处理；

收集沉积物A、沉积物B和沉积物C，将沉积物A、沉积物B和沉积物C收集用作大型植物的生物肥料。

整个家用微型污水处理系统是具有高效和节能功能的一体化污水处理系统，其体积结构较小，使用成本低，非常便于农村的独门独户使用，能够快速高效的对农村污水进行处理使用，且污水处理的过程，也对处理人员的操作要求少，使用方便快捷，且让农村污水得到有效的二次利用，减少农村污水排放；整个污水过程中，未采用化学药剂，能够避免对农村环境造成二次化学污染；智能控制单元能够自动化的控制家用微型污水处理系统的进出水以及澄清液的处理状态，实现对污水处理过程的自动监测、预警和诊断，使得澄清液的净化处理能够自动化，从而提高污水处理的效率和安全性；在对家用微型污水处理系统使用过程中，只需在排泥提示器的提示下，及时清理家用微型污水处理装置中的污泥即可，所以在污水处理过程中，人工的参与步骤极少，使用方式也十分便捷。

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 (10)

1.一种污水处理使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

建造化粪池；

准备家用微型污水处理系统、曝气系统及供微生物附着的悬浮填料，家用微型污水处理系统依次包括提升泵、接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区；接触氧化区、电絮凝区、过滤区和出水区由上至下依次连通设置，提升泵与接触氧化区连通；

农户家用的污水排出化粪池中，化粪池对污水水解，污水内的沉淀和杂物沉入化粪池的池底形成沉积物A，化粪池内的污水形成上层清液，上层清液为澄清液；

将提升泵放入化粪池，悬浮填料放入接触氧化区，且曝气系统与接触氧化区连通；启动提升泵抽取澄清液，澄清液进入接触氧化区，微生物降解澄清液中的主要污染物COD和BOD，微生物将澄清液中的氨氮转化为硝态氮，接触氧化区中的污染物沉降形成沉积物B；

接触氧化区处的澄清液流入至电絮凝区中，电催化絮凝，澄清液中的污染物和磷沉降，形成沉积物C；

电絮凝区处的澄清液流入至过滤区中，澄清液中的污染物和磷被过滤区过滤，澄清液形成净化水；

净化水从出水区处取用，用于农作物灌溉；或者，在出水区处设置用于对水生植物或浮游动物进行养殖的景观区，景观区处溢流的净化水可用于农作物灌溉。

2.如权利要求1所述的一种污水处理使用方法，其特征在于，所述悬浮填料中的微生物为兼氧细菌和好氧细菌，兼氧细菌和好氧细菌的质量比例为0.25-0.4。

3.如权利要求2所述的一种污水处理使用方法，其特征在于，所述沉积物A、沉积物B和沉积物C均可收集用作生物肥料。

4.如权利要求3所述的一种污水处理使用方法，其特征在于，所述过滤区为砂滤区，且砂滤区内容纳有石英石。

5.如权利要求4所述的一种污水处理使用方法，其特征在于，当化粪池内沉积物A的堆积厚度达到化粪池深度的0.2-0.5倍时，对化粪池内的沉积物A进行清掏。

6.如权利要求1所述的家用微型污水处理系统，其特征在于，所述家用微型污水处理系统：

形成接触氧化区的第一处理壳，所述第一处理壳上连通有进水管以及可开关放空管，第一处理壳与曝气系统连通；所述提升泵与进水管连通；

形成电絮凝区的第二处理壳，所述第二处理壳内安装有电絮凝组件以及可开关的排污管；

形成过滤区的第三处理壳；所述第三处理壳内设有过滤材料；

形成出水区的第四处理壳；所述第一处理壳、第二处理壳、第三处理壳和第四处理壳由下至上依次过滤连通且可拆卸密封连接。

7.如权利要求6所述的家用微型污水处理系统，其特征在于，所述曝气系统包括：

曝气设备；

与曝气设备连通的进气管；

位于第一处理壳内的曝气石，所述进气管远离曝气设备的一端穿过第一处理壳与曝气石连通。

8.如权利要求7所述的家用微型污水处理系统，其特征在于，所述第二处理壳外连接有为电絮凝组件供电的接线盒，排污管连通于第二处理壳的下侧。

9.如权利要求8所述的家用微型污水处理系统，其特征在于，所述第三处理壳靠近第二处理壳的一侧处设有若干与第三处理壳连通的过滤水帽；所述第三处理壳上安装有竖直向上提拉的把手。

10.如权利要求9所述的家用微型污水处理系统，其特征在于，还包括智能控制单元，所述智能控制单元包括污泥浓度传感器、溶解氧传感器、控制曝气设备开启或关闭的第一控制器、排泥提示器以及PLC控制器，污泥浓度传感器、溶解氧传感器、第一控制器和排泥提示器均与PLC控制器电联接；溶解氧传感器安装在第一处理壳内，污泥浓度传感器安装在第二处理壳内；当溶解氧传感器测得的溶解氧浓度低于2.0mg/L时，曝气设备处于持续运行状态；当溶解氧传感器测得的溶解氧浓度高于4.0mg/L时，曝气设备停止运行；当污泥浓度传感器测得的污泥浓度高于8000mg/L时，排泥提示器响应提示需要排泥。