CN1569693A - 微型生活污水深度净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型生活污水深度净化系统，包含有预沉池、接触池、曝气池、分水系统以及厌氧处理池。预沉池，装备两道隔离板，与下级接触池之间采用H型管道连通；接触池，内部装填成型接触滤料CAP，作为生物附着介质，同时进行磷的吸附沉淀，与下级曝气池之间也采用H型管道连通；曝气池，安装水位控制泵，以颗粒状CAP填充，在池子上端设置有动力送风装置，水位控制泵将曝气池中的污水泵入下级分水系统的分水槽内；分水系统，由分水槽和布水管道组成，布水管道均匀布设于厌氧处理池的陶粒层中，其两侧偏上部切割出间断的污水溢出口；厌氧处理池，自上而下分别为保护土壤层、陶粒层、有机碳及铁系物质层、复合土壤层以及砾石层。
Description
技术领域
本发明涉及一种生活污水净化系统，特别是涉及一种微型生活污水深度净化系统。
背景技术
微型生活污水处理系统因安装简单，广谱适应，不需要污水输送管道等优点而具有广阔的应用和开发前景。但目前国内市场上采用的系统设计存在以下主要问题：
1、大部分设计是针对生活污水达标排放标准而设计和制造的，而我国对生活污水达标排放的要求还比较低，大部分地区对磷、氮的含量不作限制，所以大部分系统的出水不能满足污水资源化回用的要求，在水资源日益短缺的今天，这些设计已经面临淘汰的局面。
2、绝大部分系统设计采用了完全厌氧处理，不进行曝气氧化，氨态氮和总氮去除效果差。
3、绝大部分系统滤料单一、污染物去除效率低，尤其是磷的去除效果差。
4、碳源不足，C/N低，主要靠污水自己供给，微生物生长与繁殖差。
5、为数极少的深度处理系统因需要细颗粒多孔滤料，而通气调控的不协调，极易造成系统堵塞，导致报废，另外，由于污水在系统中滞留时间长，系统处理效率低、占地面积大、吨水建造价格高，所以推广甚少。
中国专利9710002.1以及9720152.4分别公开了一种防堵塞的土壤高度处理污水装置，该装置是一处理槽，可在地下挖掘而成，在底部及四周铺设防渗漏塑料布，槽中从上到下分设有上部土壤层，扩散层，浸润A层，浸润B层，下部土壤层，砂砾集水层。虽然该装置采用迅速扩散和逐级浸润的扩散方式，及有送气管定时送气，所以可以有效地防止土壤堵塞，提高污水净化能力，但是并没有很好解决现有技术中所存在的其他缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型生活污水深度净化系统，其主要是针对农村和小城镇以及独立居民点和旅游点而开发的生活污水深度净化系统，具有微型，可分散安装，无需管理，寿命长，高效去氮磷，出水水质高等特点，净化水经简单消毒处理后可以回用，以便有效克服上述现有技术中所存在的缺陷。
本发明的上述目的是这样实现的：一种微型生活污水深度净化系统，包含有预沉池、接触池、曝气池、分水系统以及厌氧处理池，其特征在于：
所述预沉池，装备两道隔离板，与下级接触池之间采用H型管道连通，使悬浮物上移，沉淀物下移，中间清液部分水流通过导流管进入接触池；
所述接触池，具有与预沉池相同的结构，内部装填成型接触滤料CAP，作为生物附着介质，同时进行磷的吸附沉淀，与下级曝气池之间也采用H型管道连通；
所述曝气池，其一角安装水位控制泵，其余部分以颗粒状CAP填充，池子设置有通气管道，插入至颗粒状CAP填充料中间，并在池子上端设置有动力送风装置，水位控制泵将曝气池中的污水泵入下级分水系统的分水槽内；
所述分水系统，由分水槽和布水管道组成，布水管道均匀布设于厌氧处理池的陶粒层中，其两侧偏上部切割出间断的污水溢出口；
所述厌氧处理池，自上而下分别为保护土壤层、陶粒层、有机碳及铁系物质层、复合土壤层以及砾石层；上覆保护土壤层是为池子下部营造厌氧环境；陶粒层中的陶粒为接触滤料，供厌氧微生物附着；有机碳及铁系物质层中的有机碳为厌氧微生物提供能源，而铁系物质进行磷的进一步处理；复合土壤层用于提供进一步的过滤和吸附作用；净化后的水汇集到砾石层并自然流出。
本发明所述的微型生活污水深度净化系统，其特征在于：所述的预沉池中加设有滑泥板，滑泥板成60度斜角从污水进口延伸到预沉池底，以减少进水以及其中的泥沙对预沉池的扰动。
本发明所述的微型生活污水深度净化系统，其特征在于：所述的接触池中夹杂有机碳系物质，以提高污水C/N比，供给微生物碳源，提高生物降解效率，碳系物质组成为朽木类材料，经破碎处理，单块(条)体积在1升左右，经水泡胀后投放。
本发明所述的微型生活污水深度净化系统，其特征在于：所述的曝气池的1/3高度处以及2/3高度处分别安装通气管道，通气管道的上端与池子上端所设置的动力送风装置连通，动力送风装置为普通家用小功率鼓风机，出风口胶粘到通风管道上端口，进行动力持续送风。
下面，结合具体实施例及其附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明所述微型生活污水深度净化系统的系统流程图；
图2为预沉池、接触池以及曝气池的纵剖面结构示意图；
图3为厌氧池的纵剖面结构示意图。
具体实施方式
本实施例是基于目前国内外类似系统研究和运转结果的基础上，并结合室内模拟和实际中试而设计的。总体而言，在本实施例设计中，有效解决和避免了现有技术中所存在的问题与矛盾。
参照图1、图2以及图3，其分别为本发明所述微型生活污水深度净化系统的系统流程图；预沉池、接触池、曝气池以及的纵剖面结构示意图；和厌氧池的纵剖面结构示意图。主要处理过程和功能叙述如下：
一、预沉池1
污水经由污水管道自动流入系统，首先进入预沉池1，规格1×1×2.5m3，预沉池1中安装有一道滑泥板6，滑泥板上端与进水口底沿齐平，下端至池底，与池底壁成60度角，与侧壁成30度角。安装滑泥板可以让进入系统的污水以及其中混杂的污泥顺滑泥板缓缓滑入池子底部，从而减小对预沉池的扰动。为保证水流在本池中经过充分的迂回预沉处理，装备两道隔离板7，隔离板7的安装如图2所示，第一道隔离板底端距池底1/4深度，第二道隔离板顶端距池顶1/4深度，两道隔离板7将预沉池相对隔离成为三个部分，污水由本池第一部分底部，也就是第一道隔离板的底端进入第二部分，上升通过第二道隔离板顶端流入第三部分，水流方向如图2所示。
预沉池1与接触池2之间采用H型管道10连通，H型管道10上端高出水面，下端到池子中央，污水由H型管道10的左管道底端进入，通过中间连通管，流入H型管道10右侧管道，最后流入接触池2。这样可以使悬浮物上移，沉淀物下移，中间清液部分水流通过导流管进入接触池。根据中试结果，一般化粪池中流出的生活污水悬浮物质和污泥含量很低，2年或者更长时间清理一次完全可以维持系统正常运转。
二、接触池2
接触池2规格设计同预沉池1，接触池2中同样加装隔离板7，安装方法与预沉池相同。内部装填成型接触滤料CAP，该材料为已有工业产品，是以Ca5(OH)2Si6O16.4H2O为主要功能成分的多孔性砖，作为生物附着介质，同时进行磷的吸附沉淀。并夹杂有机碳系物质，以提高污水C/N比，供给微生物碳源，提高生物降解效率，碳系物质组成为朽木类材料，经破碎处理，单块(条)体积在1升左右，经水泡胀后与CAP混合投放。本设计选用的CAP材料去磷效果显著，去磷速度快，根据室内实验，水溶性磷120mg/kg的浓度下，500ml污水经20g颗粒CAP浸泡3小时，其水溶性磷浓度即可降低到15mg/kg以下，经过更长时间，最低浓度能够达到2mg/kg以下，实验结果见上图。
根据实际测定，生活污水中C/N一般低于12，而研究表明C/N比越高，微生物活性越强，污染物降解效果越好，一般要求C/N高于20，所以本设计在接触池中夹杂有机碳类物质，微生物可以作为碳源直接利用，同时也提高了污水中C/N比。
接触池2与曝气池3之间通过H型管道10连通，设计及安装同上。
三、曝气池3
曝气池3规格同前。安装有送风管道11和出风管道12，中间35cm和70cm处分别安装下级曝气管13和上级曝气管14，下级曝气管13和上级曝气管14的两端分别与送风管道11和出风管道12连通，使气体形成循环回路，下级曝气管13和上级曝气管14用PVC管道加工制成，管壁上布满散气小孔，孔径0.5cm，散气孔密度在每平方分泌20个左右，以利于空气扩散。留出45cm×45cm一角安装水位控制泵8，其余部分以颗粒状CAP填充，高度1m，如图2所示。从池子上端进行动力持续送风。从上次水泵抽水进入厌氧处理池后，开始进行有效曝气，在此过程中，CAP滤材及其上的水膜吸附和溶解氧气，来自接触池的污水在浸泡CAP滤料后吸收该部分氧气，发挥好氧微生物的降解作用，同时完成氨态氮的硝化过程。水面高度达1m时，水位控制泵再次抽水将完成曝气过程的污水注入厌氧处理池。污水在曝气池停留约30分钟。经过此过程处理，污水氨态氮去除率可达到80％以上，氨态氮浓度低于2mg/kg。
四、分水系统
由水位控制泵8、分水槽4和布水管道9组成。水位控制泵将污水提升注入分水槽4，分水槽两侧为分水出口，通过管道连接布水管9，布水管道数量根据处理规模有1至多根不等，均匀布设于厌氧处理池的上层吸附降解层16中，材料为普通PVC管道加工而成，两侧偏上部切割出间断的污水溢出口。
五、厌氧池5
厌氧池5面积根据处理规模设计，深度可根据处理效果和实际情况在50至100cm之间变化，池壁为砖混结构，侧壁厚度12cm，底壁厚度15cm。内部装填的滤料根据处理要求有所变化，基本设计如图3所示。上覆保护土壤层15，可以生长绿化植被如草坪、花卉等，亦为池子下部营造厌氧环境；上层吸附降解层16为接触滤料，供厌氧微生物附着；中层吸附降解层17包含有机碳系材料和铁系材料，碳系材料类型同接触池，有机碳为厌氧微生物提供能源，铁系物质为普通钢铁脚料，进行磷的进一步处理；在此过程中，有机污染物进一步被降解，硝态氮经过反硝化形成气体释放。下层吸附降解层18为复合土壤层，由壤质土和草木灰按照2∶1比例混合而成。经过复合土壤层的过滤和吸附，净化水汇集到砾石层并自然流出。该设计可降低布水系统和滤材成本，提高渗滤速度。
上过滤层20和下过滤层21由纱网和无纺布构成，目的是防止上下两个不同的吸附降解层之间材料混杂和堵塞，并过滤污水。
本发明所述的微型生活污水深度净化系统的具体设计参数与指标如下表所示。
| 处理规模 | 4-50吨/天 | 项目 | 处理后mg/kg | 去除率(％) |
| 滞留时间 | 24小时 | COD | ＜20 | ＞90 |
| 能量消耗 | ＜0.3kw/吨 | BOD | ＜10 | ＞90 |
| 主要材料 | 木炭、陶粒、土壤、CAP | SS | ＜10 | ＞95 |
| 占地面积 | ＜4m2/吨 | T-N | ＜10 | ＞70 |
| 系统造价 | 1000-1500元/吨 | T-P | ＜5 | ＞70 |
Claims (4)
1、一种微型生活污水深度净化系统，包含有预沉池、接触池、曝气池、分水系统以及厌氧处理池，其特征在于：
所述预沉池，装备两道隔离板，与下级接触池之间采用H型管道连通，使悬浮物上移，沉淀物下移，中间清液部分水流通过导流管进入接触池；
所述接触池，具有与预沉池相同的结构，内部装填成型接触滤料CAP，作为生物附着介质，同时进行磷的吸附沉淀，与下级曝气池之间也采用H型管道连通；
所述曝气池，其一角安装水位控制泵，其余部分以颗粒状CAP填充，池子设置有通气管道，插入至颗粒状CAP填充料中间，并在池子上端设置有动力送风装置，水位控制泵将曝气池中的污水泵入下级分水系统的分水槽内；
所述分水系统，由分水槽和布水管道组成，布水管道均匀布设于厌氧处理池的陶粒层中，其两侧偏上部切割出间断的污水溢出口；
所述厌氧处理池，自上而下分别为保护土壤层、陶粒层、有机碳及铁系物质层、复合土壤层以及砾石层；上覆保护土壤层是为池子下部营造厌氧环境；陶粒层中的陶粒为接触滤料，供厌氧微生物附着；有机碳及铁系物质层中的有机碳为厌氧微生物提供能源，而铁系物质进行磷的进一步处理；复合土壤层用于提供进一步的过滤和吸附作用；净化后的水汇集到砾石层并自然流出。
2、如权利要求1所述的微型生活污水深度净化系统，其特征在于：所述的预沉池中加设有滑泥板，滑泥板成60度斜角从污水进口延伸到预沉池底。
3、如权利要求1所述的微型生活污水深度净化系统，其特征在于：所述的接触池中夹杂有机碳系物质。
4、如权利要求1所述的微型生活污水深度净化系统，其特征在于：所述的曝气池的1/3高度处以及2/3高度处分别安装通气管道，通气管道的上端与池子上端所设置的动力送风装置连通，动力送风装置为普通家用小功率鼓风机，出风口胶粘到通风管道上端口。
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| CN 03132089 CN1569693A (zh) | 2003-07-21 | 2003-07-21 | 微型生活污水深度净化系统 |
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| CN1569693A true CN1569693A (zh) | 2005-01-26 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103626305A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-12 | 北京师范大学 | 用于煤化工废水深度处理的吸附-生物降解反应器 |
| CN115626749A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-20 | 河北省科学院地理科学研究所 | 一种污水分级处理系统及处理方法 |
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2003
- 2003-07-21 CN CN 03132089 patent/CN1569693A/zh active Pending
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