CN205188070U - 自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置。该装置由高效厌氧预处理系统、土地处理系统、布水系统、集水系统和自然增氧系统组成。高效厌氧预处理系统采用三格式厌氧折流板反应器，内部填充立体弹性填料，设置导流板，调整下流向室和上流向室比例，提高系统的预处理效果。土地处理系统的处理层包括种植层、第一好氧层、兼性厌氧层、厌氧层和第二好氧层，在处理层添加固定碳源，增强装置对总氮的去除效果；土地处理系统的防渗砂盘设计为漏斗型，提高装置的运行效果。自然增氧系统通过通气管连接布水管和集水管实现对装置内部的自然复氧。本实用新型充氧能力强、处理效果好、管理方便、运行费用和建造成本低，并延长了土地处理系统的使用寿命，增强了总氮的去除效果，适于农村生活污水的处理。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，属于水处理技术领域。
背景技术：
农村生活污水主要来源于厨房炊事、沐浴、洗涤和厕所冲洗等。农村生活污水主要呈分散型排放，且排放量大，据测算，我国农村每年产生生活污水约90多亿吨。长期以来，由于治理资金短缺和对农村水环境保护意识的淡薄，96％的村庄都没有排水渠道和污水处理系统，农村地区的生活污水未经处理就直接排放，这严重影响了农村地区的生态环境，并对当地居民的饮用水安全构成威胁。研究一种针对分散式农村生活污水高效率、低费用、低能耗的处理装备已受高内外专家、学者的高度重视。
授权公告号为CN1583609A的中国专利公布了一种有脱氮除磷通气层的污水深度处理装置。该装置在传统污水土地渗滤处理方法的渗滤层中铺设一层具有强化脱氨固磷功能的透水、透气、空心功能性型材，形成空心材料层。该装置具有良好的复氧效果，较高的脱氨除磷效率，有效实现面源生活污水深度处理。但该装置由于缺少预处理部分，导致土地处理系统的有机负荷较大。
授权公告号为CN202080988U的中国专利公布了一种针对分散式农村生活污水的土地处理装置。该装置由厌氧处理单元、土地处理单元和自然增氧系统三部分组成，具有填料更换周期长，复氧效果好，处理效率高，投资成本低等特点。但该装置由于缺乏碳源，存在出水总氮浓度不稳定的问题。
发明内容：
本实用新型目的是在于针对上述现有技术的不足，提出一种高效廉价的针对分散式农村生活污水的土地处理装置。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，包括高效厌氧预处理系统、土地处理系统、布水系统、集水系统和自然增氧系统；
进一步地，高效厌氧预处理系统采用三格式厌氧折流板反应器，所述三格式厌氧折流板反应器由3块隔板竖向分隔成3个串联的反应室，各反应室中部垂直设置折流板，将反应室分成下向流室和上向流室，折流板下端连接导流板，三格式厌氧折流板反应器上部设置厌氧盖板，厌氧盖板上设有排气孔，第一个反应室的下向流室与进水口连通，第三个反应室的上向流室通过布水系统与土地处理系统连通。
进一步地，所述布水系统包括布水管和布水孔，布水孔设置在布水管上；
进一步地，所述集水系统包括集水管和集水孔，集水孔设置在集水管上；
进一步地，所述土地处理系统包括处理层、防渗砂盘和出水口，处理层包括从上至下依次设置的种植层、第一好氧层、兼性厌氧层、厌氧层和第二好氧层；防渗砂盘设置于第一好氧层下部，布水管贯穿其中，所述集水系统设置在第二好氧层底端部，所述集水管与出水口连通。
进一步地，所述自然增氧系统包括通气管，通气管与集水管和布水管相连通。
进一步地，所述进水口上设置不锈钢筛网。
进一步地，所述下向流室与上向流室的体积比为1:3。
进一步地，导流板与折流板的夹角为45°。
进一步地，上向流室中装填立体弹性填料，填充率为100％。
进一步地，所述种植层装填土壤，层上种植黑麦草；第一好氧层和第二好氧层装填土壤、稻壳碳和细砂；兼性厌氧层装填沸石；厌氧层装填固定碳源、土壤、细砂、粉煤灰和稻壳碳，所用的固定碳源为丝瓜络。
进一步地，所述防渗砂盘为漏斗型。
进一步地，所述防渗砂盘高度为10cm。
进一步地，所述布水管上设直径为6～8mm夹角为120°的成对布水孔，设置于防渗砂盘的底部，周围填装1～3cm砾石，并用1×1mm的尼龙网包裹。
进一步地，所述集水管上设直径为6～8mm夹角为120°的成对集水孔，周围填装1～3cm砾石，并用1×1mm的尼龙网包裹。
所述自然增氧渗滤式土地处理装置的工作原理为：
在自然增氧渗滤式土地处理装置中，布水管和集水管与通气管连接，通气管管口高出土地处理单元种植层表面10～15cm，且连接三通。受农村生活污水排放规律的影响，装置进水方式为间歇性进水，当装置进水时，污水经布水管通过布水孔进入土地处理系统，好氧层微生物在有氧条件下对污水的物质进行转化分解，随着水饱和度逐渐增加，装置空气孔隙率逐渐较小；当装置停止进水时，装置内部水饱和度逐渐较小，装置内部空气孔隙率逐渐增加，空气通过通气管经布水孔和集水孔进入土地处理系统，如此往复，在好氧层形成好氧区域，实现装置的自然增氧。
污水通过设有不锈钢网的进水口去除杂物，污水在盖有厌氧盖板的三格式厌氧折流板反应器中依次经过由隔板分成的3个隔室，在每个隔室中先通过由折流板分成的下向流室，然后经导流板的引流作用流至上流向室。厌氧折流板反应器通过微生物作用、沉淀作用、吸附作用和拦截作用去除污水中大部分的悬浮物和动植物油、部分的有机物和少量的氮磷污染物。厌氧反应产生的气体通过排气孔排出。经厌氧折流板反应器预处理后的污水经布水管上的布水孔进入土地处理系统的防渗砂盘底部，在毛细作用和虹吸作用的影响下，污水越过防渗砂盘均匀布水至第一好氧层，在第一好氧层中，通过硝化细菌的硝化、填料的吸附等作用去除大部分氨氮和磷及部分有机物，此外，种植层中植物根系的作用亦有利于污水中氮、磷和有机物的去除；然后，污水进入兼性厌氧层，通过兼性厌氧微生物的作用和填料的吸附作用去除部分磷和有机物；然后，污水进入厌氧层，通过反硝化细菌的反硝化作用和填料的吸附作用去除大部分的总氮及部分的磷和有机物；然后，污水进入第二好氧层，通过硝化细菌的硝化、填料的吸附等作用去除部分的氨氮和有机物；最后，处理后的污水经过集水孔收集于集水管中，通过出水口流出装置，达到净化污水的目的。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：一、设置导流板，将进水引向流室中心促进混合，起到了缓冲水流和均匀布水的作用，提高了反应器的抗冲击能力；二、调整上流向室和下流向室的比例，使上流向室比下流向室大，有利于厌氧污泥停留在上向流室内，使水流方向与产气上升方向一致，一方面减少了堵塞的机会，另一方面加强了对污泥床层的搅拌作用，有利于微生物与进水基质的充分接触和颗粒污泥的形成；三、装填立体弹性填料，提高了微生物菌落的附着面积，增加了厌氧折流板反应器对悬浮物的截留面积；四、土地处理单元分层填装，按照功能的不同填充不同的改性土壤或填料，提高了填料的利用效率，增强了装置的处理效果；五、增加固定碳源，增强了装置对总氮的去除效果；六、通过对毛细作用和虹吸作用的研究，将防渗砂盘设计为漏斗型，砂盘高度为10cm，且尽可能小，为装置的设计提供理论依据的同时，降低了装置的工程造价，提高了填料的利用率；七、将布水管设置在防渗砂盘的底部，使得防渗砂盘的缓流作用更加明显，布水更加均匀。
附图说明：
图1是本实用新型的装置剖面结构示意图。
图2是本实用新型的装置平面图。
图3是本实用新型的厌氧砂盘立体结构示意图。
图4是布水管和集水管开孔方式示意图，数量单位为mm。
图中：1进水口，2下流向室，3上流向室，4厌氧盖板，5排气孔，6隔板，7折流板，8导流板，9立体弹性填料，10三格式厌氧折流板反应器，11种植层，121第一好氧层，122第二好氧层，13兼性厌氧层，14厌氧层，15防渗砂盘，16处理层，17布水管，18布水孔，19集水管，20集水孔，21通气管，22出水口。
具体实施方式：
下面给出发明的具体实施方式并结合附图加以说明。
实施例一
本实用新型的装置结构及平面布置如图1～4所示。装置由高效厌氧预处理系统、土地处理系统、布水系统、集水系统和自然增氧系统组成。
高效厌氧预处理系统采用三格式厌氧折流板反应器(10)，所述三格式厌氧折流板反应器(10)由3块隔板(6)竖向分隔成3个串联的反应室，各反应室中部垂直设置折流板(7)，将反应室分成下向流室(2)和上向流室(3)，折流板(7)下端连接导流板(8)，三格式厌氧折流板反应器(10)上部设置厌氧盖板(4)，厌氧盖板(4)上设有排气孔(5)，第一个反应室的下向流室(2)与进水口(1)连通，第三个反应室的上向流室(3)通过布水系统与土地处理系统连通，所述布水系统包括布水管(17)和布水孔(18)，布水孔(18)设置在布水管(17)上，所述集水系统包括集水管(19)和集水孔(20)，集水孔(20)设置在集水管(19)上；
所述土地处理系统包括处理层(16)、防渗砂盘(15)和出水口(22)，处理层(16)包括从上至下依次设置的种植层(11)、第一好氧层(121)、兼性厌氧层(13)、厌氧层(14)和第二好氧层(122)；防渗砂盘(15)设置于第一好氧层(121)下部，布水管(17)贯穿其中，所述集水系统设置在第二好氧层(122)底端部，所述集水管(19)与出水口(22)连通，所述自然增氧系统包括通气管(21)，通气管(21)与集水管(19)和布水管(17)相连通；
进水口(1)上设置不锈钢筛网，下向流室(2)与上向流室(3)的体积比为1:3，导流板(8)与折流板(7)的夹角为45°，上向流室(3)中装填立体弹性填料(9)，填充率为100％，种植层(11)装填土壤，层上种植黑麦草；第一好氧层(121)和第二好氧层(122)装填土壤、稻壳碳和细砂；兼性厌氧层(13)装填沸石；厌氧层(14)装填固定碳源、土壤、细砂、粉煤灰和稻壳碳，所用的固定碳源为丝瓜络，所述防渗砂盘(15)为漏斗型，防渗砂盘(15)高度为10cm。
布水系统包括布水管(17)和布水孔(18)。布水管(17)上设直径为6～8mm夹角为120°的成对布水孔(18)，设置于防渗砂盘(15)的底部，周围填装1～3cm砾石，并用1×1mm的尼龙网包裹，以防止布水孔(18)堵塞。
集水系统包括集水管(19)和集水孔(20)。集水管(19)上设直径为6～8mm夹角为120°的成对集水孔(20)，周围填装1～3cm砾石，并用1×1mm的尼龙网包裹，以防止集水孔(20)堵塞。
自然增氧渗滤式土地处理装置的工作原理为：
在自然增氧渗滤式土地处理装置中，布水管(17)和集水管(19)与通气管(21)连接，通气管(21)管口高出种植层(11)表面10～15cm，且连接三通。受农村生活污水排放规律的影响，装置进水方式为间歇性进水，当装置进水时，污水经布水管(17)通过布水孔(18)进入土地处理系统，好氧层微生物在有氧条件下对污水的物质进行转化分解，随着水饱和度逐渐增加，装置空气孔隙率逐渐较小；当装置停止进水时，装置内部水饱和度逐渐较小，装置内部空气孔隙率逐渐增加，空气通过通气管(21)经布水孔(18)和集水孔(20)进入土地处理系统，如此往复，在好氧层(12)形成好氧区域，实现装置的自然增氧。
污水通过设有不锈钢网的进水口(1)去除杂物，污水在盖有厌氧盖板(4)的三格式厌氧折流板反应器(10)中依次经过由隔板(6)分成的3个隔室，在每个隔室中先通过由折流板(7)分成的下向流室(2)，然后经导流板(8)的引流作用流至上流向室(3)，由于上流向室(3)中装填了立体弹性填料(9)，增强了厌氧折流板反应器(10)的处理效果，故在该部分通过微生物作用、沉淀作用、吸附作用和拦截作用可去除污水中大部分的悬浮物和动植物油、部分的有机物和少量的氮磷污染物。厌氧反应产生的气体通过排气孔(5)排出。高效厌氧预处理系统与土地处理系统通过布水管(17)连接，经厌氧折流板反应器(10)预处理后的污水经布水管(17)上的布水孔(18)进入土地处理系统的防渗砂盘(15)底部，在毛细作用和虹吸作用的影响下，污水越过防渗砂盘(15)均匀布水至第一好氧层(121)，在第一好氧层(121)中，通过硝化细菌的硝化、填料的吸附等作用去除大部分氨氮和磷及部分有机物，此外，种植层(11)中植物根系的作用亦有利于污水中氮、磷和有机物的去除；然后，污水进入兼性厌氧层(13)，通过兼性厌氧微生物微生物的作用和填料的吸附作用去除部分磷和有机物；然后，污水进入厌氧层(14)，由于固定碳源的添加，反硝化细菌活性较高，反硝化作用强烈，可去除大部分的总氮，解决了现有技术中土地处理系统总氮去除率低的问题，此外，在厌氧层(14)经微生物作用和吸附作用，还可去除部分的磷和有机物；然后，污水进入第二好氧层(122)，通过硝化细菌的硝化、填料的吸附等作用去除部分的氨氮和有机物；最后，处理后的污水经过集水孔(20)收集于集水管(19)中，通过出水口(22)流出装置，达到净化污水的目的。
实施例二
本实用新型的实施可以通过下面的具体实施例进一步说明，但并不限于此实施例。
装置由机玻璃和PVC板制成。高效厌氧预处理系统部分的尺寸为0.69m×0.38m×0.8m，立体弹性填料按100％的比例填装；土地处理系统部分的尺寸为0.8m×0.62m×0.8m，防渗砂盘(15)为漏斗型，下部尺寸为0.2m×0.1m，上部尺寸为0.4m×0.4m，砂盘高度为0.1m；种植层(11)填充土壤，层高15cm；第一好氧层(121)和第二好氧层(122)中土壤:稻壳碳:细砂体积比为6:2:1.5，层高分别为30cm和11cm；兼性厌氧层(13)填充沸石，层高4cm；厌氧层(14)中土壤:稻壳碳:粉煤灰:细砂体积比为6.5:2.5:1:1.6，层高20cm；布水管(17)、集水管(19)、通气管(21)均采用DN50UPVC管。
装置的处理能力为63.49L/d，水力停留时间为24h，土地处理系统部分的水力负荷为0.128m3/(m2·d)。运行时段内，装置出水氨氮、总氮、总磷、COD和SCOD的平均浓度分别为0.57mg/L、11.03mg/L、0.38mg/L、38.55mg/L和33.57mg/L，平均去除率分别为97.73％、69.86％、93.73％、83.46％、73.25％。
本实用新型的不局限于上述实施例，本实用新型的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，包括高效厌氧预处理系统、土地处理系统、布水系统、集水系统和自然增氧系统；
所述高效厌氧预处理系统采用三格式厌氧折流板反应器(10)，所述三格式厌氧折流板反应器(10)由3块隔板(6)竖向分隔成3个串联的反应室，各反应室中部垂直设置折流板(7)，将反应室分成下向流室(2)和上向流室(3)，折流板(7)下端连接导流板(8)，三格式厌氧折流板反应器(10)上部设置厌氧盖板(4)，厌氧盖板(4)上设有排气孔(5)，第一个反应室的下向流室(2)与进水口(1)连通，第三个反应室的上向流室(3)通过布水系统与土地处理系统连通；
所述布水系统包括布水管(17)和布水孔(18)，布水孔(18)设置在布水管(17)上；
所述集水系统包括集水管(19)和集水孔(20)，集水孔(20)设置在集水管(19)上；
所述土地处理系统包括处理层(16)、防渗砂盘(15)和出水口(22)，处理层(16)包括从上至下依次设置的种植层(11)、第一好氧层(121)、兼性厌氧层(13)、厌氧层(14)和第二好氧层(122)；防渗砂盘(15)设置于第一好氧层(121)下部，布水管(17)贯穿其中，所述集水系统设置在第二好氧层(122)底端部，所述集水管(19)与出水口(22)连通；
所述自然增氧系统包括通气管(21)，通气管(21)与集水管(19)和布水管(17)相连通。
2.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，所述进水口(1)上设置不锈钢筛网。
3.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，所述下向流室(2)与上向流室(3)的体积比为1:3。
4.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，导流板(8)与折流板(7)的夹角为45°。
5.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，上向流室(3)中装填立体弹性填料(9)，填充率为100％。
6.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，所述种植层(11)装填土壤，层上种植黑麦草；第一好氧层(121)和第二好氧层(122)装填土壤、稻壳碳和细砂；兼性厌氧层(13)装填沸石；厌氧层(14)装填固定碳源、土壤、细砂、粉煤灰和稻壳碳，所用的固定碳源为丝瓜络。
7.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，所述防渗砂盘(15)为漏斗型。
8.根据权利要求7所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，所述防渗砂盘(15)高度为10cm。
9.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于，所述布水管(17)上设直径为6～8mm夹角为120°的成对布水孔(18)，设置于防渗砂盘(15)的底部，周围填装1～3cm砾石，并用1×1mm的尼龙网包裹。
10.根据权利要求1所述的自然增氧渗滤式农村生活污水土地处理装置，其特征在于所述集水管(19)上设直径为6～8mm夹角为120°的成对集水孔(20)，周围填装1～3cm砾石，并用1×1mm的尼龙网包裹。
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