CN202358990U - 污水源污处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体公开了一种污水源污处理系统，是一种可在污水产生的源污处设立的局域单元式的低投入、高效率的污水生态循环处理系统，基本可达到零排放要求；所述系统包括污水处理管网、消化池和水处理湿地，所述污水处理管网包括源污水引流支管、污水引流干路和分布于污水引流干路上的分流井，所述源污水引流支管通过源污水引入管口与分流井腔体连通；所述分流井包括至少两级，上一级分流井的污水干路排放管接口与下一级分流井的污水干路引入管接口通过污水引流干路管连通；所述水处理湿地的入水口与分流井的溢水口连通，对溢水口溢出的水进行净化处理；消化池，设置于污水引流干路管末端，与末级分流井污水干路排放管接口连通。

Description

污水源污处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种对生活污水进行处理的污水处理系统。

背景技术

目前，人类活动产生的污水处理已发展到小区化粪池初级处理排放水通过城市污水引流管网到污水处理厂的集中式污水处理体系，处理达标后向江河排放。但由于集中式污水处理体系设施建设投入巨大，不仅给相关企业造成沉重的建设投入压力，其大规模的市政建设也形成了政府沉重的财政负担，且由于集中式污水处理体系设施建设所形成的巨大财政压力和浩大的工程量使城市环境保护设施建设始终跟不上城市建设发展。而这种集中式的污水处理体系由于污水的过量集中，在引流干网巨大的建设投入的同时，也使污水处理出水水质达标度的提高变得极其困难。现有的集中式处理体系包括以下缺陷：

1)污源处利用化粪池、沼气池简单的过滤处理形成长时间的水力停留增加了水体有机物的腐败度和腐败物溶解度；

2)化粪池、沼气池过流水体造成大量的热量损失及厌氧生物菌群密度降低，影响有机物生物转化效率；

3)不能有效利用绿地资源进行生态循环式的水处理；

4)集中处理法的设施体系建设复杂，投入巨大，设施运行基本无回报，运行维护费用高，无法建立有效的效益经济循环体系；

5)集中处理法的设施建设需要集中的、大量的一次性资金投入，除国家政策性的地市级以上财政投入外，乡镇街道地方政府及企业无建立完整处理系统建设的财政投入能力；

6)城市污水处理厂占地大，设备要求高，出水水质达标困难；

7)污水引流的城市管网系统与其它城市管网建设相互交错、干涉，成为城市建设的技术难点；

8)城市污水处理厂远离市区，远距离的污水引流不仅增加了引流管网的建设投入，同时也增加了处理后淡水资源循环利用的难度。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明公开了一种源污处理系统，可在污水产生的源污处设立局域单元式的低投入，高效率的污水生态循环处理系统，从而基本达到零排放要求。

污水源污处理系统实用新型的目的是这样实现的：污水源污处理系统，包括污水处理管网、消化池和水处理湿地，所述污水处理管网包括源污水引流支管、污水引流干路和分布于污水引流干路上的分流井，所述分流井，包括由分流井壁围绕成的分流井腔体，所述分流井壁上设置有污水干路引入管接口和污水干路排放管接口，分流井壁上部设置有源污水引入管口和溢水口，所述源污水引流支管通过源污水引入管口与分流井腔体连通；所述分流井包括至少两级，上一级分流井的污水干路排放管接口与下一级分流井的污水干路引入管接口通过污水引流干路管连通；所述水处理湿地的入水口与分流井的溢水口连通，对溢水口溢出的水进行净化处理；消化池，设置于污水引流干路管末端，与末级分流井污水干路排放管接口连通。

进一步，当分流井分布在坡地时，污水引流干路管管径小于源污水引流支管管径，当分流井分布在平地时，污水引流干路管管径大于源污水引流支管管径。

进一步，当污水处理分流井多级分布在平地时，沿水流方向，各级分流井腔体依次加深。

进一步，所述污水引流干路管中还分布有蓄水式分流井，所述蓄水式分流井的分流井腔体一侧还设置有过滤井腔和蓄水井腔，分流井腔体与蓄水井腔之间通过过滤井腔连通；分流井腔体与过滤井腔之间的井壁为空心砖砌成，过滤井腔与蓄水井腔之间的隔断壁上部采用充气混凝土砖砌成、底部采用小孔空心砖砌成，过滤井腔上部填充碳渣，下部填充过滤砂，蓄水井腔底部填充砾石。

进一步，所述水处理湿地包括潜流带、植被种植层、阻水粘土层、截流导向潜流沟和蓄水池，所述潜流带与分流井的溢水口相连，潜流带中填充过滤材料，沟上覆盖植被种植层，潜流带下部是阻水粘土层；所述截流导向潜流沟设置于植被种植层的一端，截流导向潜流沟与蓄水池连通。

进一步，还包括净水系统，所述水处理湿地设置有至少两级，在末级水处理湿地末端设置蓄水池，末级水处理湿地的蓄水池与净水系统连通。

进一步，所述消化池包括设备腔室、集污腔室和消化腔室，所述集污腔室的位置低于末级分流井，集污腔室通过管道与末级分流井的污水干路排放管接口连通，所述消化腔室由一倾斜的隔板分割为上下腔室，所述设备腔室内设置有集污转移泵，所述集污转移泵的进管与集污腔室连通，出管与位于消化腔室上腔室的污物入口连通，所述隔板上设置有连通口。

进一步，所述设备腔室内还设置有池料循环泵，所述池料循环泵的进管与消化腔室的下腔室连通，循环泵的出管与位于消化腔室上腔室的入口连通。

进一步，所述设备腔室内还设置有池渣排放装置，池渣排放装置由池渣排放控制阀及相应的管道组成，池渣排放控制阀前管道经管道三通与池料循环泵后管道连通，池渣排放管出口低于池料循环泵管道出口。

本实用新型的有益效果如下：

1)源污水在极短的水力停留时间内实施水、污分离，污水中99％以上低污染度源污水体被分流井过滤分流于湿地处理，分流井分流的低污染度水体处理回归于可控的人工湿地生态平衡处理状态；

2)小流量、高浓度污水的形成有利于使用泵动力实施低能耗转移，在极大降低能源消耗的同时有效克服平原地区普遍存在的污水处理过程流动落差不足现象所发生的流动难问题；

3)消化池池料采用泵动力进行间歇、定时、周期性泵循环搅动，在提高有机污物生物转化率、转化速率及稳定沼气输出气压的同时为池渣依靠排渣管自动清除提供了方便；

4)由于原生污水中仅有1％左右的有机污物进入消化池，使源污生化处理设施的有效容积率得到大幅度提高，从而在确保设施建设质量的同时降低了目标工程在环保项目建设的投入；

5)水处理湿地处理后的出水按水质分级存贮有效提高了水资源的循环利用的适用范围，降低了水资源循环利用设施建设投入成本；

6)封闭的局域式生态平衡循环处理的零排放单元的集合效果将逐步取代以城市污水处理厂为核心，以城市大型污水管网系统、小区聚居点化粪池为支撑的现行城市污水处理体系，现行城市污水处理体系建设的取消不仅减轻了国家城市建设投入负担，也为城市建设规划消除了重要的技术障碍。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述：

图1示出了污水源污处理系统结构示意图；

图2示出了分流井平面结构示意图；

图3示出了图2的A-A剖面示意图；

图4示出了图2的B-B剖面示意图；

图5示出了深腔分流井结构示意图；

图6示出了深腔分流井结构示意图；

图7示出了末级分流井的结构示意图；

图8示出了水处理湿地平面结构示意图；

图9示出了水处理湿地剖面结构图；

图10示出了蓄水池及周边环境的结构示意图；

图11示出了图10的A-A剖面示意图；

图12示出了净水系统的结构示意图；

图13示出了消化池横向剖面示意图；

图14示出了消化池纵向剖面示意图

图15示出了消化池中池料循环结构的局部剖面示意图；

图16示出了消化池中下腔室与集气腔连通结构的局部剖面示意图；

图17示出了消化池中集污腔与集气腔连通结构的局部剖面示意图。

具体实施方式

以下将对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

参见图1，本实施例的污水源污处理系统，包括污水处理管网、消化池4、水处理湿地5和净水系统6，所述污水处理管网包括源污水引流支管1、污水引流干路和分布于污水引流干路上的分流井3，污水引流干路由污水引流干路管1组成。

参见图2、3、4，所述分流井，包括由分流井壁206围绕成的分流井腔体204，所述分流井壁206主体由砖砌成，所述分流井壁206底部的两侧设置有污水干路引入管接口201、污水干路排放管接口202，分流井壁206上部的井盖207下方设置有源污水引入管口203和溢水口205，所述源污水引流支管204通过源污水引入管口203与分流井腔体连通，将未处理过的污水引入分流井，分流井腔体204通过污水干路引入管接口201、源污水引入管接口203进行污水汇流，通过污水干路排放管接口202连接污水干路排放管到下一级分流井进行污水排放，通过溢水口205进行水体分流。溢水口205中设置有小孔空心砖，并与水处理湿地的潜流带连通。

在平地小落差地理环境的引流管路中，分流井井腔深度随管路的延伸依次递增，形成各级分流井井底落差，污水引流干路管采用相对大于坡地引流干路管的管径DN160mm，避免污水低压差流动形成沉淀堵塞，同时也加大了管路的沉淀容量，源污水汇入口与溢水口同设置在腔盖下确保了源污水在最短的水力停留时间内进行水体分流。增加了井腔深度的分流井称为深腔分流井，参见图5、6。而普通的浅腔分流井适用于坡地大落差地理环境中污水引流管网系统使用，其污水干路排放口采用小口径(DN110mm)，源污水引入口采用大口径(DN160mm)，利用坡地落差压力干路满管排放污水中的水、固混合物，利用小管径的阻水性实施水体分流。

参见图7，末级分流井是在分流井的一侧设置有蓄水井307和过滤腔306，分流井的井壁由小孔空心砖砌成，可以将水渗入过滤腔306，过滤腔306上部填充粗粒度碳渣，下部填充过滤砂，蓄水井307与过滤腔306的隔墙310采用良好渗水性充气混凝土砖砌成。

其分流井腔体204和蓄水腔307由过滤腔306分隔，进入分流井腔体204的污水水体经过滤腔306过滤后进入蓄水腔307，分流井腔体204的污水引入口201口径160mm，污水浆排放口202口径110mm，分水腔壁305小孔空心砖砌筑，过滤腔306过滤材料上部粗粒度碳渣填充，蓄水腔307底部为过滤砂309，分流井腔体204与过滤腔306之间的井壁301由小孔空心砖砌成，蓄水腔307与过滤腔306隔墙310采用良好渗水性充气混凝土砖。蓄水腔的蓄水采用泵动力转移，当蓄水腔蓄水转移时水位降低形成的水压差使污水引流干路管中的污物沉淀流动性提高，蓄水腔水泵308将污水引至水处理湿地进行处理。

参见图8、9，所述水处理湿地，作用是对分流井分流出水体利用植被和土壤进行生态还原式的净化处理，水处理湿地是具有水净化处理功能的绿化地，所述水处理湿地包括潜流带401、植被种植层402、阻水粘土层403、截流导向潜流沟405和蓄水池405，分流井3分布在水处理湿地内，污水引流干路管1、源污水引流支管2与分流井3连通，所述潜流带401与分流井3的溢水口相连，潜流带中401填充过滤材料，沟上覆盖植被种植层402，潜流带401下部是阻水粘土层403；所述截流导向潜流沟405设置于植被种植层42的一端，截流导向潜流沟405与蓄水池409连通。当污水引流干路管、原生污水引流支管排入分流井的合流量大于分流井出水干管的出水量时，分流井内的水可由溢水口溢出，溢出水经水处理湿地的潜流带401过滤扩散渗流于植被种植层402，渗流水流经无落差平地湿地时，可形成水的地表漫流暴氧带406，漫流水流经坡度落差墙时可形成暴氧水帘407，截流导向潜流沟405可将经湿地处理后的水引流于砂滤井408精过滤后进入蓄水池409。

参见图10、11，所述蓄水池包括蓄水腔502，所述蓄水腔502通过进水口501与池边的砂滤井407连通，通过出水管503出水，通过排淤管506排淤，出水管503、排淤管506均设置在蓄水池墙体内，出水管503是蓄水池循环用水的出水管，排淤管506排放的淤水作为小区绿化用水。

所述净水系统，用于对水处理湿地处理后的水体进行进一步净化，参见图12，蓄水池409的侧壁下部有由沙砖或其他渗水性好的物体做成的渗水过滤墙601，渗水过滤墙601的另一侧为清水井604，清水井604中设置有超滤膜净水设备605，超滤膜净水设备605的出水口通过反渗透动力泵606与反渗透膜净水设备608的入水口连通，反渗透膜净水设备608的出水口与直饮水储水罐609的入水口连通。为消除异味或做进一步杀菌处理，可在清水井604中设置加药管610，为排出清水井604中的沉淀，还可设置一排污管602。

参见图12-图17，所述消化池，用于存储、并进行生物消化分流井排出的污物浆，对污物进行生物厌氧发酵转化产生沼气。所述消化池包括设备腔室804、仪表室805、集污腔室803和消化腔室，所述集污腔室803的位置低于末级分流井，集污腔室803通过管道802与末级分流井的污水干路排放管接口连通，所述消化腔室由一倾斜的隔板830分割为上腔室801和下腔室828，所述隔板830距污物浆入口较近的一端高于距污物入口较远的一端，隔板830的最低一端设置有连通上下腔室的连通口825。所述设备腔室804内设置有集污转移泵810，所述集污转移泵810的进管与集污腔室803连通，出管与位于消化腔室上腔室801的污物入口812连通，集污转移泵810将集污腔室803中的污物转移到消化腔室上腔室801，污物在重力作用下，沿隔板830滑动，由连通口825进入下腔室828；所述设备腔室804内还设置有池料循环泵817，所述池料循环泵817的进管与消化腔室的下腔室连通，池料循环泵817的出管与位于消化腔室上腔室的入口连通，通过污物的泵循环可使污物中阻留的沼气泡快速溢出，极大的提高沼气气压和发酵效率。为稳定沼气输出压力，消化腔室上腔室801中设置有一稳压腔823，稳压腔在隔板830的最低端设置有与下腔室828的连通口824，所述稳压腔由墙体与消化腔室上腔室801隔离，上腔室801除稳压腔823的其它部分可称为集气腔822，稳压腔823与集气腔822之间的墙体下部由透气性良好的砖砌成，形成透气部827，稳压腔823顶部设置有上清水溢出口829，溢出口829用充气混凝土砖覆盖，充气混凝土砖上覆盖种植土层，消化腔室上腔室801沼气压增加至一定值时，稳压腔823中上清水由上清水溢出口829渗流溢出于湿地中，此时消化池内沼气压增速降低，沼气压将消化池液面压低至透气部827高度时，沼气由透气部827泄放于稳压腔室产生气泡从稳压腔室液面溢出使消化池沼气压不再上升；当沼气压因输出使其压力降低时，稳压腔823内上清水由连通口824回流于下腔室828，使沼气压降低的速率变缓，而当沼气压降低到一定值时，沼气压力传感器的低压力信号启动集污转移泵810和池料循环泵817，通过积污腔的物料转移填充、消化池物料循环提高产气率，稳定沼气输出压力。下腔室828和集污腔803的上部分别通过透气管道834、831与集气腔822连通，集气腔822内的沼气通过沼气输出管837经由仪表室805内安装的沼气止回阀、沼气输出压力传感器、沼气输出流量计、沼气输出压力调节器等仪表设备然后输出。在设备腔室内的池料循环管道上设置三通连接池料循环管出管和排渣管及管阀，排渣管及管阀用于排渣。池料循环泵根据沼气输出压力传感器获取的压力信号进行运行控制，当沼气输出压力过低时压力信号开启池料循环泵，当沼气输出压力过高时压力信号关闭池料循环泵。

本发明的污水源污处理方法是：以人类聚居区为单元建立局域的循环式生态还原净化的源污处理系统，以达到完全的污水零排放效果的目标单元群的集合逐步替代现行“大、集中”的污水管网和污水处理厂组成的污水处理系统，该方法包括如下步骤：

1)合理利用地理环境条件在各聚居点以单个居民小区或多个居民小区组合为局域单元，各局域单元分别建设污水源污处理系统；

2)在污水引流干路管路中的汇入节点设置分流井，全面替代现行的楼栋单元源污水汇流检查井，将污水通过源污水引流支管引入分流井，分流出部分水体，通过水处理湿地对分流出的水体进行净化，分流掉部分水体的污水浓缩为污物浆；可设置多级分流井进行多次分流浓缩；坡地引流管网中采用引流干路管小管径，源污水汇入大管径的方式确保引流干路管始终处于满管引流、分流井处于有水可分的水、污分流状态；平地小落差环境的引流管网中采用腔深度逐步增加的分流井深作为污水汇集节点，以大于或相当于坡地引流干路管径的设置在提高其沉淀无阻塞流动的同时增加沉淀容积量；以蓄水式分流井滤出水泵转移的方式提高污水沉淀在引流干路管的流动效果；

所述水处理湿地以窄带结构的潜流带、阻水粘土带、过滤材料填充的截流导向潜流沟、水帘暴氧墙、景观水系的有机组合建设具有水处理功能的水处理湿地，在水处理湿地中，利用窄带结构的潜流带将分流井分出的分流水大面积引流于湿地浅层地表下的植物根系层进行有机物的植被吸收水处理，利用粘土带水的弱渗透性阻水抬高地表水位形成超薄水体地表暴氧，利用水帘暴氧墙、景观水系提高水体暴氧度，利用由过滤材料填充的截流导向潜流沟对湿地处理后水进行有向导流并防止水体的有害漫流；所处理湿地净化后的水还可通过净水系统进行低能耗的净化处理生产直饮水；

3)将所述污物浆在消化池中进行厌氧菌生物发酵处理，产生沼气；所述消化池中设置集污腔及泵动力定量转移方式大幅度提高进入生物消化装置消化腔的有机污物浓度，从而提高生物消化装置的有效容积并以最小的过流效果提高生物消化腔的环境温度；利用稳压腔的水位变化实现无能耗沼气稳压；利用池料循环泵对生物消化装置消化腔池料进行泵动力循环，以物料循环流动搅动替代传统的机械式搅动；利用沼气压力智能控制仪表提取的沼气压回差电讯号控制循环泵的运行状态，在达到物料循环流动提高有机物生物转化效率目的的同时有序控制沼气微粒泡释放的密度时段，从而稳定集气室的输出气压。

以上所述仅为本发明的优选并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

以上所述仅为本实用新型的优选并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.污水源污处理系统，其特征在于：包括污水处理管网、消化池和水处理湿地，所述污水处理管网包括源污水引流支管、污水引流干路和分布于污水引流干路上的分流井，所述分流井，包括由分流井壁围绕成的分流井腔体，所述分流井壁上设置有污水干路引入管接口和污水干路排放管接口，分流井壁上部设置有源污水引入管口和溢水口，所述源污水引流支管通过源污水引入管口与分流井腔体连通；所述分流井包括至少两级，上一级分流井的污水干路排放管接口与下一级分流井的污水干路引入管接口通过污水引流干路管连通；所述水处理湿地的入水口与分流井的溢水口连通，对溢水口溢出的水进行净化处理；消化池，设置于污水引流干路管末端，与末级分流井污水干路排放管接口连通。

2.如权利要求1所述的污水源污处理系统，其特征在于：当分流井分布在坡地时，污水引流干路管管径小于源污水引流支管管径，当分流井分布在平地时，污水引流干路管管径大于源污水引流支管管径。

3.如权利要求2所述的污水源污处理系统，其特征在于：当污水处理分流井多级分布在平地时，沿水流方向，各级分流井腔体依次加深。

4.如权利要求3所述的污水源污处理系统，其特征在于：所述污水引流干路管中还分布有蓄水式分流井，所述蓄水式分流井的分流井腔体一侧还设置有过滤井腔和蓄水井腔，分流井腔体与蓄水井腔之间通过过滤井腔连通；分流井腔体与过滤井腔之间的井壁为空心砖砌成，过滤井腔与蓄水井腔之间的隔断壁上部采用充气混凝土砖砌成、底部采用小孔空心砖砌成，过滤井腔上部填充碳渣，下部填充过滤砂，蓄水井腔底部填充砾石。

5.如权利要求4所述的污水源污处理系统，其特征在于：所述水处理湿地包括潜流带、植被种植层、阻水粘土层、截流导向潜流沟和蓄水池，所述潜流带与分流井的溢水口相连，潜流带中填充过滤材料，沟上覆盖植被种植层，潜流带下部是阻水粘土层；所述截流导向潜流沟设置于植被种植层的一端，截流导向潜流沟与蓄水池连通。

6.如权利要求5所述的污水源污处理系统，其特征在于：还包括净水系统，所述水处理湿地设置有至少两级，在末级水处理湿地末端设置蓄水池，末级水处理湿地的蓄水池与净水系统连通。

7.如权利要求1至6中任一项所述的污水源污处理系统，其特征在于：所述消化池包括设备腔室、集污腔室和消化腔室，所述集污腔室的位置低于末级分流井，集污腔室通过管道与末级分流井的污水干路排放管接口连通，所述消化腔室由一倾斜的隔板分割为上下腔室，所述设备腔室内设置有集污转移泵，所述集污转移泵的进管与集污腔室连通，出管与位于消化腔室上腔室的污物入口连通，所述隔板上设置有连通口。

8.如权利要求7所述的污水源污处理系统，其特征在于：所述设备腔室内还设置有池料循环泵，所述池料循环泵的进管与消化腔室的下腔室连通，循环泵的出管与位于消化腔室上腔室的入口连通。

9.如权利要求8所述的污水源污处理系统，其特征在于：所述设备腔室内还设置有池渣排放装置，池渣排放装置由池渣排放控制阀及相应的管道组成，池渣排放控制阀前管道经管道三通与池料循环泵后管道连通，池渣排放管出口低于池料循环泵管道出口。

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