CN211078602U - 一种集中式生活污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集中式生活污水处理系统。它包括前处理池和与前处理池连通的四级垂直潜流表流复合型人工湿地；所述前处理池包括依次连通的第一、第二、第三和第四空腔；所述四级垂直潜流表流复合型人工湿地包括依次连通的第一级、第二级、第三级和第四级湿地；所述第一级湿地下端通过C管道与第二级湿地连通，第二级湿地上端通过D管道与第三级湿地连通，第三级湿地下端通过E管道与第四级湿地连通，第四级湿地上端与出水管道连通；所述第二空腔中填充有碱性秸秆填料；所述第三空腔中接种有污泥；所述第一级、第二级、第三级和第四级湿地表层均种植植物；所述第四空腔通过F管道与第一级湿地连通。

Description

一种集中式生活污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及人工湿地技术领域，具体涉及一种以人工湿地为核心的集中式生活污水处理系统。

背景技术

人工湿地作为一种低投资、低能耗的污水生态处理技术，在污水资源化、生态环境优化、环境污染弱化等方面都具有重要的价值功能，是一种新型的、有效的污水治理措施。鉴于其独特的污染物净化机制，在控制流域内点源和面源污染及构建区域水生态系统和功能形成等方面的巨大优势，人工湿地工程技术已经广泛应用到生活污水、河流和湖泊富营养化水体的污染治理，利用物理、化学和生物的协同作用，对污水中存在的有机污染物、以及氮和磷具有良好的去除功能，实现改善水体水质、维护生态的目的。

根据湿地中水面位置和水流方式的不同，人工湿地可大致分为两类：表流型人工湿地和潜流型人工湿地。表流型人工湿地占地面积较大、水力负荷偏小、净化能力有限，对总氮污染物的去除较为稳定，但总磷污染物的去除率相对较低。垂直潜流型人工湿地充分利用基质表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等作用，以提高系统的处理效果和能力。潜流湿地对总氮有较好的去除效果，但建造要求要高于表流湿地。复合流人工湿地，则是集表流、潜流、垂直流等多种湿地于一身，根据功能需要而设计的一种湿地，污水在系统中可以先后经过两种或多种功能湿地后再排出湿地，以实现最优的处理效果。

在实际工程中，复合流人工湿地运行过程也往往存在至少四个方面的问题：(1)湿地基质表层易堵塞；(2)湿地基质单一及对污染物的吸附作用易饱和；(3)湿地水体碳源少、复氧能力低，净化能力差。(4)占地面积较大。因此，寻求一种能够解决以上四个问题的新型复合人工湿地生态系统来治理生活污水、河流和湖泊富营养化水体具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种投资费用低、占地面积小，复氧能力强、不易堵塞、具备反硝化反应所需的碳源，且对高浓度有机污染物、氮磷去除效果好的集中式生活污水处理系统。

为了达到上述目标，本实用新型提供的技术方案为：

所述集中式生活污水处理系统包括前处理池和与前处理池连通的四级垂直潜流表流复合型人工湿地；所述前处理池包括依次连通的第一空腔(1)、第二空腔(2)、第三空腔(3)和第四空腔(4)；所述第一空腔(1)与进水管道(5)连通，第一空腔(1)与第二空腔(2)通过两者之间隔面上的格栅网(6)连通，优选地，所述格栅网(6)底端设有固定合页、顶端设有活动拴；所述第二空腔(2)通过A管道(7)与第三空腔(3)连通；所述第三空腔(3)通过B管道(8)与第四空腔(4)连通；所述四级垂直潜流表流复合型人工湿地包括依次连通的第一级湿地(9)、第二级湿地(10)、第三级湿地(11)和第四级湿地(12)；所述第一级湿地(9)下端通过C管道(13)与第二级湿地(10)连通，第二级湿地(10)上端通过D管道(14)与第三级湿地(11)连通，第三级湿地(11)下端通过E管道(15)与第四级湿地(12)连通，第四级湿地(12)上端与出水管道(16)连通；所述第二空腔(2)中填充有碱性秸秆填料(17)；所述第三空腔(3)中接种有污泥；所述第一级湿地(9)、第二级湿地(10)、第三级湿地(11)和第四级湿地(12)表层均种植植物(18)；所述植物选自绿狐尾藻、美人蕉、香蒲、黄菖蒲、芦竹、旱伞草、百花三叶草或水芹菜中的至少一种；所述第四空腔(4)通过F管道(19)与第一级湿地(9)连通。

优选地，所述第二空腔(2)为缓释碳源池，第三空腔(3)为厌氧池，第四空腔(4)为沉淀池。

优选地，所述碱性秸秆填料(17)由碱化稻草、碱化玉米芯和碱化麦秸按质量比(5—9)：1:(1.5—2.5)组成。

更优选地，所述碱性秸秆填料(17)由碱化稻草、碱化玉米芯和碱化麦秸按质量比7：1:2组成；所述碱性秸秆填料(17)占第二空腔(2)容积的1/2。

优选地，所述污泥接种浓度至少为10kg·VSS/m³。

优选地，所述第一空腔(1)和第二空腔(2)隔板由格栅网和玻璃钢组成，所述格栅网占隔板面积的2/3，所述玻璃钢占隔板面积的1/3。

优选地，所述第一空腔(1)、第二空腔(2)、和第四空腔(4)外壳设有检查口(20)。

优选地，所述第一级湿地(9)、第二级湿地(10)、第三级湿地(11)和第四级湿地(12)中均填充有基质填料(21)；所述第一级湿地(9)的基质填料(21)由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20—40mm的砾石、粒径大于80mm的红壤土烧制的废砖块；所述第二级湿地(10)的基质填料(21)由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20mm的陶粒、粒径40—60mm的砾石；所述第三级湿地(11)的基质填料(21)由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20—30mm的火山岩、粒径40—60mm的砾石；所述第四级湿地(12)的基质填料(21)由上至下依次为粒径4—5mm的石英砂、粒径4—8mm的无烟煤、粒径40—60mm的砾石。

优选地，所述第一级湿地(9)表层种植的植物为生物量快速积累区；所述第二级湿地(10)表层种植的植物为去氮植物区；所述第三级湿地(11)表层种植的植物为去磷植物区；所述第四级湿地(12)表层种植的植物为越冬植物区。

优选地，所述生物量快速积累区的植物由绿狐尾藻和美人蕉按数量比8:2种植；所述去氮植物区的植物由绿狐尾藻、旱伞草和黄菖蒲按数量比7:2:1种植；所述去磷植物区的植物由绿狐尾藻、香蒲和芦竹按数量比6:2:2种植；所述越冬植物区的植物由白花三叶草和水芹菜按数量比6:4种植。

下面对本实用新型作进一步说明：

本实用新型中，前处理池为长方体钢筋混泥土结构，进水口为DN300管道，其中格栅功能部分栅条间隙40—60目，材质为304不锈钢，设置角度为75°—90°；在缓释碳源池中添加有碱化稻草、碱化玉米芯和碱化麦秸，按7:1:2的比例用尼龙网扎好固定(利用大缸或专门做个碱化池，直接将三种秸秆按7:1:2比例放入池中，然后加4％的熟石灰水浸泡一昼夜，捞出放在晾台上一昼夜，使多余的石灰水再流入碱化池内，再直接用尼龙网扎好。同时，污水经碱化秸秆浸泡能起到均质池的作用，水体pH升高，更利于后续复合湿地的硝化及反硝化反应)，三种碱化秸秆添加体积占缓释碳源池容积的1/2，使混合后的污水的碳氮比大于5:1，此方法用于解决由于复合湿地反硝化脱氮碳源不足的问题，同时，污水在缓释碳源池经碱化秸秆吸附降解，减轻进入后续复合湿地的污染负荷。缓释碳源格通过管道联通进入厌氧池(厌氧池为密闭空间设)；厌氧池中接种污泥，污泥接种浓度为10.5kg·VSS/m³，污泥来源为新鲜猪粪；污水经厌氧池再进入沉淀池(沉淀池长宽比设计为2:1)，前处理池为密闭型池体，上方布有三个检查口，分别位于第一空腔、第二空腔和第四空腔。

第一级湿地为长方形池体结构，具有平流及垂直潜流的功能，湿地液面超过基质填料20cm，液面低于池顶20cm。第一级湿地通过底部管道DN160与第二级湿地相连。

第二级湿地为长方形池体结构，具有反向垂直潜流的功能，湿地液面超过基质填料20cm，液面低于池顶20cm。第二级湿地通过上方管道DN160表面自流到第三级湿地。

第三级湿地为长方形池体结构，具有平流及垂直潜流的功能，湿地液面超过基质填料20cm，液面低于池顶20cm。第三级湿地通过底部管道DN160与第四级湿地相连。

第四级湿地为长方形池体结构，具有反向垂直潜流的功能，湿地液面超过基质填料20cm，液面低于池顶20cm。第四级湿地通过上方管道DN160表面流出，进入旁边农田。

湿地上种植绿狐尾藻、美人蕉、香蒲、黄菖蒲、芦竹、旱伞草、百花三叶草、水芹菜等8种植物，依据植物吸收特性，依次分为四个功能区：生物量快速积累区、去氮植物区、去磷植物区、越冬植物区。通过植物的直接吸收作用去除一部分氮磷营养盐；通过在植物根系形成好氧、兼性厌氧及厌氧的微环境，为不同种类微生物生长提供适宜生境，达到有机污染物和氮素去除的目的；在污水处理过程中构造良好的景观效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、在治理方法上具有一定创新性：垂直潜流-表流复合湿地共设计四级，且每一级中各层介质及植物构成对污水逐步净化的体系。湿地植物种植以绿狐尾藻为主，吸附氮磷能力强。由泌氧植物、介质层等构成不同溶解氧分层，为好氧、厌氧微生物提供了最佳繁殖环境的介质层构建；

2、前处理池设计集格栅、缓释碳源、厌氧、沉淀四种功能于一身，解决基质层易堵、水体碳源少等缺点，还能解决了冬季污水处理率低的问题；

3、本实用新型建设投资低、占地面积少，无动力运行；

4、治理效果好：该处理工艺避免了单一处理类型只能处理某些污染物质或某个浓度范围的污染物质的污水处理模式，处理出水透明、清澈，无异味。出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准，出水水质稳定。

总之，本实用新型所述集中式生活污水处理系统由前处理池、垂直潜流-表面流复合湿地两部分构成，按前处理池在前，垂直潜流表面流复合型人工湿地按一定方式串联起来形成紧凑的组合式人工湿地系统。污水从前处理池进入垂直潜流表面流复合型人工湿地，自上而下逐级进入各层滤床模块进行处理，整个系统经过根系高泌氧能力的植物绿狐尾藻及跌水的方式提高水体复氧，最后从垂直潜流湿地的上端出水。处理系统通过串联构筑形式节省了占地面积，改善了处理功能和创建了较好的景观效果。

附图说明

图1为集中式生活污水处理系统结构简图；

图2为集中式生活污水处理系统结构示意图。

图中：1、第一空腔；2、第二空腔；3、第三空腔；4、第四空腔；5、进水管道；6、格栅网；7、A管道；8、B管道；9、第一级湿地；10、第二级湿地；11、第三级湿地；12、第四级湿地；13、C管道；14、D管道；15、E管道；16、出水管道；17、碱性秸秆填料；18、植物；19、F管道；20、检查口；21、基质填料。

具体实施方式

参见图1和图2，所述集中式生活污水处理系统包括前处理池和与前处理池连通的四级垂直潜流表流复合型人工湿地；所述前处理池包括依次连通的第一空腔1、第二空腔2、第三空腔3和第四空腔4；所述第一空腔1与进水管道5连通，第一空腔1与第二空腔2通过两者之间隔面上的格栅网6连通，所述格栅网6底端设有固定合页、顶端设有活动拴；所述第二空腔2通过A管道7与第三空腔3连通；所述第三空腔3通过B管道8与第四空腔4连通；所述四级垂直潜流表流复合型人工湿地包括依次连通的第一级湿地9、第二级湿地10、第三级湿地11和第四级湿地12；所述第一级湿地9下端通过C管道13与第二级湿地10连通，第二级湿地10上端通过D管道14与第三级湿地11连通，第三级湿地11下端通过E管道15与第四级湿地12连通，第四级湿地12上端与出水管道16连通；所述第二空腔2中填充有碱性秸秆填料17；所述第三空腔3中接种有污泥；所述第一级湿地9、第二级湿地10、第三级湿地11和第四级湿地12表层均种植植物18；所述植物选自绿狐尾藻、美人蕉、香蒲、黄菖蒲、芦竹、旱伞草、百花三叶草或水芹菜中的至少一种；所述第四空腔4通过F管道19与第一级湿地9连通。

其中，所述第二空腔2为缓释碳源池，第三空腔3为厌氧池，第四空腔4为沉淀池。所述碱性秸秆填料17由碱化稻草、碱化玉米芯和碱化麦秸按质量比7：1:2组成；所述碱性秸秆填料17占第二空腔2容积的1/2。所述污泥接种浓度至少为10kg·VSS/m³。所述第一空腔1和第二空腔2隔板由格栅网和玻璃钢组成，所述格栅网占隔板面积的2/3，所述玻璃钢占隔板面积的1/3。所述第一空腔1、第二空腔2、和第四空腔4外壳设有检查口20。所述第一级湿地9、第二级湿地10、第三级湿地11和第四级湿地12中均填充有基质填料21；所述第一级湿地9的基质填料21由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20—40mm的砾石、粒径大于80mm的红壤土烧制的废砖块；所述第二级湿地10的基质填料21由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20mm的陶粒、粒径40—60mm的砾石；所述第三级湿地11的基质填料由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20—30mm的火山岩、粒径40—60mm的砾石；所述第四级湿地12的基质填料21由上至下依次为粒径4—5mm的石英砂、粒径4—8mm的无烟煤、粒径40—60mm的砾石。所述第一级湿地9表层种植的植物为生物量快速积累区；所述第二级湿地10表层种植的植物为去氮植物区；所述第三级湿地11表层种植的植物为去磷植物区；所述第四级湿地12表层种植的植物为越冬植物区。所述生物量快速积累区的植物由绿狐尾藻和美人蕉按数量比8:2种植；所述去氮植物区的植物由绿狐尾藻、旱伞草和黄菖蒲按数量比7:2:1种植；所述去磷植物区的植物由绿狐尾藻、香蒲和芦竹按数量比6:2:2种植；所述越冬植物区的植物由白花三叶草和水芹菜按数量比6:4种植。

以湖南省岳阳市华容县鲇鱼须镇太平村示范工程为例所述农村生活污水处理系统，污水收集范围包括：太平村村部、太平村小学及片区21户居民。村部工作人员、学校师生和片区居民日常活动人数约为362人，根据流量测量统计，片区可折算为常住人口180人，片区污水主要为厨房水、厕所水，按平均每人产生污水100L/d，水力总负荷为18m³/d。片区生活区域均建有简单的化粪池，排放的污水亟待解决，属于农村典型生活污水集中处理区域。出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918--2002)一级A标准。

集中式生活污水处理系统通过植物的直接吸收作用去除一部分氮磷营养盐；通过在植物根系形成好氧、兼性厌氧及厌氧的微环境，为不同种类微生物生长提供适宜生境，达到有机污染物和氮素去除的目的，在污水处理过程中构造良好的景观效果。运行期间，进水水质COD、SS、BOD、总氮、氨氮和总磷各指标月平均浓度分别为235.5、116.9、121.9、39.80、33.41、2.94mg/L，经集中式生活污水处理系统处理后，出水COD、SS、BOD、总氮、氨氮和总磷各指标浓度分别为49.35、8.12、8.27、14.24、3.96、0.44mg/L，各水质指标的平均去除率达到79.05％、93.05％、93.21％、64.22％、88.15％、85.03％；跟踪太平村示范工程连续6个月的月均处理效果见表1。

表1太平村集中式生活污水处理系统6个月月均处理效果

污水处理效果稳定达标，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的一级A标准。

Claims (8)

1.一种集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述集中式生活污水处理系统包括前处理池和与前处理池连通的四级垂直潜流表流复合型人工湿地；所述前处理池包括依次连通的第一空腔(1)、第二空腔(2)、第三空腔(3)和第四空腔(4)；所述第一空腔(1)与进水管道(5)连通，第一空腔(1)与第二空腔(2)通过两者之间隔面上的格栅网(6)连通；所述第二空腔(2)通过A管道(7)与第三空腔(3)连通；所述第三空腔(3)通过B管道(8)与第四空腔(4)连通；所述四级垂直潜流表流复合型人工湿地包括依次连通的第一级湿地(9)、第二级湿地(10)、第三级湿地(11)和第四级湿地(12)；所述第一级湿地(9)下端通过C管道(13)与第二级湿地(10)连通，第二级湿地(10)上端通过D管道(14)与第三级湿地(11)连通，第三级湿地(11)下端通过E管道(15)与第四级湿地(12)连通，第四级湿地(12)上端与出水管道(16)连通；所述第二空腔(2)中填充有碱性秸秆填料(17)；所述第三空腔(3)中接种有污泥；所述第一级湿地(9)、第二级湿地(10)、第三级湿地(11)和第四级湿地(12)表层均种植植物(18)；所述植物选自绿狐尾藻、美人蕉、香蒲、黄菖蒲、芦竹、旱伞草、百花三叶草或水芹菜中的至少一种；所述第四空腔(4)通过F管道(19)与第一级湿地(9)连通。

2.如权利要求1所述的集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述第二空腔(2)为缓释碳源池，第三空腔(3)为厌氧池，第四空腔(4)为沉淀池。

3.如权利要求1所述的集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述污泥接种浓度至少为10kg·VSS/m³。

4.如权利要求1所述的集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述第一空腔(1)和第二空腔(2)隔板由格栅网和玻璃钢组成，所述格栅网占隔板面积的2/3，所述玻璃钢占隔板面积的1/3。

5.如权利要求1所述的集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述第一空腔(1)、第二空腔(2)、和第四空腔(4)外壳设有检查口(20)。

6.如权利要求1所述的集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述第一级湿地(9)、第二级湿地(10)、第三级湿地(11)和第四级湿地(12)中均填充有基质填料(21)；所述第一级湿地(9)的基质填料(21)由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20—40mm的砾石、粒径大于80mm的红壤土烧制的废砖块；所述第二级湿地(10)的基质填料(21)由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20mm的陶粒、粒径40—60mm的砾石；所述第三级湿地(11)的基质填料(21)由上至下依次为粒径5—7mm的石英砂、粒径20—30mm的火山岩、粒径40—60mm的砾石；所述第四级湿地(12)的基质填料(21)由上至下依次为粒径4—5mm的石英砂、粒径4—8mm的无烟煤、粒径40—60mm的砾石。

7.如权利要求1所述的集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述第一级湿地(9)表层种植的植物为生物量快速积累区；所述第二级湿地(10)表层种植的植物为去氮植物区；所述第三级湿地(11)表层种植的植物为去磷植物区；所述第四级湿地(12)表层种植的植物为越冬植物区。

8.如权利要求7所述的集中式生活污水处理系统，其特征在于，所述生物量快速积累区的植物由绿狐尾藻和美人蕉按数量比8:2种植；所述去氮植物区的植物由绿狐尾藻、旱伞草和黄菖蒲按数量比7:2:1种植；所述去磷植物区的植物由绿狐尾藻、香蒲和芦竹按数量比6:2:2种植；所述越冬植物区的植物由白花三叶草和水芹菜按数量比6:4种植。

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