CN207958077U - 一种基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，主要包括格栅、仿生管渠、调节井和紫外消毒渠。格栅用以截留大颗粒杂质；仿生管渠模拟小肠的受盛化物功能，其内的亲水弹性纤维填料上的好养微生物用以除去污水中的有机物质以及其他可被微生物同化降解的物质；调节井用以排泥及水量调节；紫外消毒渠用以杀菌消毒。本实用新型针对分散式的污水进行的原位处理，具有占地面积小、能耗低、运行维护简易等特点。

Description

一种基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施

技术领域

本实用新型涉及污水的处理领域，特别指基于肠道仿生的农村生活污水处理设施。

背景技术

我国是农业人口大国，农村地域辽阔，每天产生大量的生活污水，但大多数村庄缺乏相应的污水处理设施，大量的污水不经处理直接排放，对农村的生态环境造成了极大的破坏。农村生活污水具有分散性强、面广、排放具有间歇性等特点，不适宜大范围铺设管网进行统一集中处理。因此，为加大农村生活污水的处理率，进一步构建生态文明社会，需要研究开发投资成本低、工艺设备简单、能耗低、处理效果好、运行维护方便的适合于农村生活污水处理的新方法。

经检索，目前也有一些关于农村污水的分散式处理技术方案公开，如：中国专利CN107098548A提供了一种分散型村镇污水一体化处理装置的方法，改法利用一体化设备，包括水解调节区、生物接触氧化区、平流沉淀区、集水槽区、布水槽区、潜流式人工湿地区、集水槽区、出水消毒区，出水效果好、抗冲击负荷能力强，但是该法需要曝气消耗电能，同时人工湿地存在容易堵塞、受季节影响大等问题。该实用新型中的污水处理系统将受到一定的限制。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，基于农村生活污水的排放特点和水质特征，本实用新型提出一种基于肠道仿生的无动力污水处理设施，在保证处理效果的情况下，该设施造价成本低，且无需专人管理，运行维护简单，具有较好的推广前景。

为实现上述目的，本实用新型采取了以下工艺方案。

一种基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，包括依次连通的仿生管渠B、调节井、仿生管渠D和紫外消毒渠。

所述仿生管渠上游位于室内，且入水口处设置有格栅。

所述仿生管渠顶端设置有盖体，所述盖体上设置有通风口。

所述仿生管渠B和仿生管渠D底部铺设有生物膜。

所述生物膜材料为亲水弹性纤维材料。

本实用新型包括格栅、仿生管渠B、调节井、仿生管渠D和紫外消毒渠组成；格栅设在装置的最前端，用于预处理，仿生管渠B、调节井、仿生管渠D、紫外消毒渠依次连接，污水顺次通过各个装置。

污水从格栅中进入，去除大颗粒杂质后进入仿生管渠进行生化处理，管渠内设有好养生物膜对污水进行生化净化，由于水流的冲刷作用，将管道内的泥沙冲刷进入调节井，泥沙在调节井内进行累积，污水在流经过程中污染物质不断被去除，最后在紫外消毒渠的作用下除去水中的微生物，出水可储存在灌溉水渠中，用于农田灌溉。

所述的好养生物膜是由亲水弹性填料在污水中进行挂膜得到，生物膜分布在渠底，并且部分出水以加快氧传质速率，其中的纤维材料用以模拟小肠中的绒毛。

所述的仿生管渠前后应有一定的落差，使污水能顺利留下，在本发明设计的管渠内倚靠地形走势，不消耗外加动力，完全依靠进出水的水位落差来实现污水自流，水位落差只需要保证水能顺利下流，可以利用后一次出水的推动力来使前一次水向前流动；具体的水位落差需要根据实地模拟运行得出，预计每米管渠的需要的水位落差小于0.1米。

所述的调节井是在管道的基础上，进行水量调节及污泥储存的设施。

由本实用新型公开的技术方案可以得出，本实用新型具有以下特点：

1.本系统集污水的收集与处理为一体，属于污水的原位处理技术，整个设置流程简单，铺设简易，可以极大的节约成本，适合农村地区使用；

2.将纤维部分伸出水面的设计，可以加快氧气的传质，在一定程度上保证好养微生物的氧气供应，减少曝气成本；

3.设施依靠水力落差来运行，不需要外加动力，并且设施可以完全埋于地下，不占地表，管理也相对容易；

4.出水水质可以达到国家农田灌溉水质的要求，可用于农田灌溉，实现水中的氮、磷的二次回收利用。

附图说明：

图1为基于肠道仿生的农村生活污水处理设施工艺流程图；

图2为本实用新型中仿生管渠3D结构示意图；

图3为本实用新型工艺模型图；

图4为本实用新型俯视图；

图5为本实用新型使用状态剖视图；

其中：格栅-1、仿生管渠B-2、调节井-3、仿生管渠D-4、紫外消毒渠-5、盖体-6、通风口-7、生物膜-8。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细阐述。

如图1所示，本实用新型的一种基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，包括依次连通的仿生管渠B2、调节井3、仿生管渠D4和紫外消毒渠5，污水依次通过各个装置，使水质不断得到净化。

所述仿生管渠上游位于室内，且入水口处设置有格栅1。

所述仿生管渠顶端设置有盖体6，所述盖体上设置有若干个均匀

分布的通风口7。

所述仿生管渠B2和仿生管渠D4底部铺设有生物膜8。

所述生物膜材料为亲水弹性纤维材料。

所述格栅可采用0.01～0.03m的细格栅，格栅的主要作用在于截留待处理水中粒径大于0.03m的漂浮物和悬浮物，减轻后续工艺的处理符合，保障系统正常运行。

所述仿生管渠和生物膜8为本实用新型核心设计，其内设有亲水弹性纤维材料填料，模拟的是小肠绒毛；使用时可在弹性纤维材料上有提前挂膜完成的好氧微生物。

污水在与微生物的接触过程中，其中的有机物质一方面被微生物的呼吸作用所降解，另一方面被微生物利用合成自身细胞而被降解去除；根据生活污水的排污规律，排水主要集中在11:00～13:00,17:00～21:00，出水的日变化系数较大，管渠内的污水利用生活污水的排放间隔在管渠内有较长水力停留时间；所设计的水力停留时间为24小时，仿生管渠内能储存每个排放单元每天的排水量；同时为实现雨污分流，管渠上方设有盖体，在管渠两侧上方开孔进行拔风通气，保证好养微生物的正常生理代谢。

所述亲水弹性纤维材料为好养微生物的附着处，其上生长有大量的好养微生物，一方面其能增大污水与管渠之间的阻力，减小水流速度，增大水力停留时间，另一方面纤维上的好氧微生物的代谢是水质净化的主要因素，降解水中的COD、BOD等污染物。

使用时，纤维填料与水面的交互设计如图5所示：纤维部分伸出水面，使水面沿着纤维上升形成水膜，加快氧气传质速率，为微生物代谢提供氧气。

所述调节井用以存储污泥与调节水量：生物膜的更新脱落形成污泥，利用水流的冲刷力将污泥从上游冲下进入调节井，同时可以储存一定量的水，起到调节水量的作用。当调节井内的污泥累计到一定量时，需要进行人工清理。

所述紫外消毒渠5内设置有紫外灯，紫外消毒渠在设施最后对污水进行进一步的处理，起到杀菌消毒的作用，为后续水的二次利用做好保障。

所述设施依靠地形形成一定的高度差，利用的水的重力而下流，不消耗额外的动力，出水可达到农田灌溉水质排放要求，可引入灌溉水渠，使水中的氮、磷等营养元素得到二次利用。

实施例：

采用本实用新型实施例的设施用于处理实际农村生活污水，过程如下：(1)利用污水进行生物膜的培养，培养条件为25℃恒温，培养时间为7天；

(2)将挂膜完成的生物膜放入仿生管渠中，用实际污水进行启动，稳定运行后测试进出水水质；

(3)进出水水质如下：

出水水质达到农田灌溉水质标准，可以用以灌溉，使水中的氮、磷等元素得到重复利用。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，其特征在于：包括依次连通的仿生管渠B、调节井、仿生管渠D和紫外消毒渠。

2.如权利要求1所述的基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，其特征在于：所述仿生管渠上游位于室内，且入水口处设置有格栅。

3.如权利要求1所述的基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，其特征在于：所述仿生管渠顶端设置有盖体，所述盖体上设置有通风口。

4.如权利要求1所述的基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，其特征在于：所述仿生管渠B和仿生管渠D内设有好氧生物膜。

5.如权利要求4所述的基于肠道仿生的无动力农村生活污水处理设施，其特征在于：所述生物膜材料为亲水弹性纤维材料。