CN212356921U - 一种分散型农村污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种分散型农村污水处理装置，涉及农村污水处理领域；包括依次连通的污水收集池、生物流化床池、沉淀池和潜流式人工湿地，所述污水收集池安装有倾斜放置的格栅，所述生物流化床池内设有多个处于悬浮运动状态的悬浮填料，所述悬浮填料为生物膜载体，所述悬浮填料表面负载有净化水质的微生物，所述沉淀池底部设有泥斗，所述潜流式人工湿地包括碎石床和种植在碎石床表面的植被。本实用新型采取了组合工艺“生物流化床+沉淀+潜流式人工湿地”对农村污水进行处理；生物流化床池的微生物可以分解污水中的有机物以便于植物的吸收；潜流式人工湿地可以利用植物对氮磷化合物及有机物的吸收而去除；而且本实用新型的结构简单，运营成本低。

Description

一种分散型农村污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及农村污水处理领域，具体涉及一种分散型农村污水处理装置。

背景技术

农村生活污水主要来源于居民的日常生产生活，包括化粪池废水、厨房污水、清洁用水，以及田间化肥农药、禽畜养殖产生的污水。其中除了大量有机质，还存在细菌、病毒、残留农药和抗生素等，污染物成分较复杂。新农村污水的主要特点有处理率低，间歇排放，排量少且分散。由于农村地区污水处理系统建设普遍比较滞后，大部分居民生活污水及养殖废水都直接排入河流、湖泊或水库中，污水横流现象较为普遍，对水体造成了严重的污染。

随着环保攻坚战的深入及美丽乡村建设需求，农村生活污水处理迫在眉睫。目前农村生活污水处理主要存在以下问题：

1、由于农村生活污水排水管网建设不完善，大部分村都未系统规划和敷设污水管，各家各户排水杂乱无序，且居民居住比较分散，而且对于南方山区丘陵地带，村内地势变化大，收集污水困难，从而难以实现大规模集约化处理；

2、常规污水处理系统工艺复杂，自动化程度较高，运行维护专业化程度较高，因此不适应农村技术水平相对较低的情况；

3、常规污水处理工艺投资和运行成本较高，农村生活污水处理经常出现设施建成后难以持续运行的情况；

4、污水氮磷含量、有机负荷高，且由于农村面源污染，导致污水中残留农药、抗生素等具有生物毒性的物质，对生化处理系统的稳定高效运行造成冲击。

随着城镇化建设的推进，在各地农村经常会有一些荒地或废弃坑洼池塘，在这种情况下，人工湿地就成为最具优势的处理方案。人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。对于集中式的农村生活污水，还有A2/O、氧化塘工艺、小型一体化污水处理设备等。而对于广大的农村区域，其大多地处偏远、经济条件差、专业技术人员缺乏，污水的排放非衡量、水质水量波动较大、其所建设的分散性污水处理设施要求运行稳定、操作简便、易维护，应用现有的技术虽有效果，但是也存在成本高、能耗大、构筑物多和操作过程复杂等因素。单纯采用生态工程方法处理农村生活污水，存在着占地面积大的缺点，不宜单独采用生态工程方法。而单独采用生物处理的方法也存在除磷工艺复杂，运行成本过高的缺点。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种分散型农村污水处理装置，采取了组合工艺“生物流化床+沉淀+潜流式人工湿地”有效净化污水，而且低运营成本，符合现阶段新农村建设和可持续发展思想。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

提供一种分散型农村污水处理装置，包括依次连通的污水收集池、生物流化床池、沉淀池和潜流式人工湿地，

所述污水收集池安装有倾斜放置的格栅，所述格栅设于污水收集池的入水端和出水端之间以加快污泥的沉淀收集，

所述生物流化床池内设有多个处于悬浮运动状态的悬浮填料，所述悬浮填料为生物膜载体，所述悬浮填料表面负载有净化水质的微生物，

所述沉淀池底部设有泥斗，

所述潜流式人工湿地包括碎石床和种植在碎石床表面的植被。

优选地，所述污水收集池的出水端设有抽水池，所述抽水池的底部设有污泥泵，所述污泥泵通过出水管与所述生物流化床池的入水端连通。

优选地，所述生物流化床池为好氧池，所述生物流化床池的底部设有穿孔曝气管，所述穿孔曝气管通过风管与鼓风装置连接。

优选地，所述悬浮填料内部具有多个与外表面连通的微孔结构，所述微孔结构内负载有厌氧菌或者兼性厌氧细菌，所述悬浮填料的外表面设有好氧菌。

优选地，所述好氧菌包括硝化细菌，所述兼性厌氧细菌包括反硝化细菌。

优选地，所述生物流化床池内部设有筛网，所述筛网靠近所述生物流化床池的过水孔一侧以拦截悬浮填料进入过水孔。

优选地，所述沉淀池的顶部设有堰板以控制污水的排出。

优选地，所述碎石床由矿石和粗砂组成以提供较多的空隙使得污水迅速渗漏到整个碎石床，所述碎石床的中心设有池塘以对处理后的水资源进行利用；

所述植被为美人蕉、风车草、花叶芦荻、再力花、香根草或其中的任意组合。

优选地，所述碎石床包括围成所述池塘的内层碎石床和围绕内层碎石床的外层碎石床，所述外层碎石床的粒径为20-40mm,所述内层碎石床得粒径为50-60mm。

优选地，所述潜流式人工湿地为两级结构，所述潜流式人工湿地包括第一级人工湿地和与第二级人工湿地，所述第一级人工湿地的出水端与第二级人工湿地的入水端连通；

所述第一级人工湿地的入水端设有集水渠，所述集水渠通过管道与所述第一级人工湿地连通；

所述第一级人工湿地的出水端设有配水渠，所述配水渠的顶部设有配水孔，所述配水渠通过所述配水孔与第二级人工湿地连通；

所述第二级人工湿地的出水端设有出水渠，所述出水渠通过出水管路与装置外的水体连通。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采取了组合工艺“生物流化床+沉淀+潜流式人工湿地”对农村污水进行处理；生物流化床池的微生物可以分解污水中的有机物以便于植物的吸收；沉淀池可以沉淀去除污水中的颗粒态污染物，同时可以防止后续湿地单元的堵塞，延长后续人工湿地使用寿命；潜流式人工湿地可以利用植物对氮磷化合物及有机物的吸收而去除；而且本实用新型的结构简单，运营成本低，人工湿地可以调节当地的生态圈，符合现阶段新农村建设和可持续发展思想。

进一步地，本实用新型因地制宜，构造简洁。工艺简单，可有效利用农村荒地或水塘，施工简单；

占地面积小，氧化池容积小，降低了基建投资，且处理负荷高、抗冲击负荷强。生物流化床池体可不需要污泥回流设备，不需反冲洗设备，无活性污泥工艺易污泥膨胀等问题，产泥滤低，减少了设备投资，和污泥处置费用，操作简便，降低了污水的运行成本；

植被换种技术含量低，适合农村居民自行维护，运行维护方便、无二次污染；潜流式人工湿地，景观效果好，不会滋生蚊虫，且处理效果稳定，辅以景观措施，可打造成公园式活动场所供乡村居民使用，大大美化乡村环境；

该生物-生态组合工艺可针对不同的水质、水量要求选择不同的组合形式，并选取不同工艺参数，达到工艺的优化配置，实现分散污水或面源污水的就地处理和就地回用、资源化。

附图说明

图1是本实用新型的一种分散型农村污水处理装置的结构示意图。

图中：1、污水收集池；11、进水管；12、格栅；13、第一过水孔；2、抽水池；21、污泥泵；22、出水管；3、生物流化床池；31、鼓风装置；32、风管；33、穿孔曝气管；34、悬浮填料；35、筛网；36、第二过水孔；4、沉淀池；41、泥斗；42、堰板；43、第一管道；5、集水渠；51、第二管道；6、第一级人工湿地；61、外层碎石床；62、内层碎石床；63、植被；64、池塘；65、第一配水孔；7、配水渠；71、第二配水孔；8、第二级人工湿地；81、集水管；9、出水渠；91、出水管路。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本实施例包括依次连通的污水收集池1、生物流化床池3、沉淀池4和潜流式人工湿地，通过“生物+生态”的方法实现低成本地对污水进行处理。

本实施例中污水从进水管11进入污水收集池1，所述污水收集池1安装有倾斜放置的格栅12，所述格栅12设于污水收集池1的靠近第一过水孔13的入口处，格栅12使污水中的悬浮固体受到一定的限制，污水流动而将悬浮固体抛弃，避免污泥泵21的堵塞。所述第一过水孔13的另一端连通抽水池2，所述抽水池2的底部设有污泥泵21，所述污泥泵21通过出水管22与所述生物流化床池3顶部的入水端连通。

所述生物流化床池3底部设有穿孔曝气管33，所述穿孔曝气管33通过风管32与鼓风装置31连接，从而实现穿孔曝气管33对所述生物流化床池3进行曝气。所述生物流化床池3设有多个悬浮填料34，悬浮填料34在曝气的作用力下处于悬浮运动状态。在好氧条件下，曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被悬浮填料34阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，悬浮填料34被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。悬浮载体与原有活性污泥形成更大更复杂的复合式生态系统，附着生长在载体上的生物膜使得反应器中的生物量大大增加，大大提高了系统的抗冲击负荷能力，从而保证了湿地的长期稳定运行。

本实施例中需要确保悬浮填料34的流化效果，确保悬浮填料34与污水进行充分的混和、碰撞、接触，有效完成污染物、水、气三向的接触、交换、吸附等过程。所述悬浮填料34为生物膜载体，在悬浮填料34的受保护面积上，不同的微生物集中在生物膜上，在悬浮填料34内部生长一些厌氧菌和兼氧菌，所述兼性厌氧细菌包括反硝化细菌，外部为好氧菌，好氧菌包括硝化细菌，每个载体都是一个微型反应器，悬浮填料34在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果，大大提高了系统的抗冲击负荷能力。曝气区底部的冲击力最强，根据挂膜前后的比重变化特点，填料可以随水流翻腾，从而交替完成了生物膜的生长和脱落过程，保证生物膜的数量稳定性和活性，使工艺运行较稳定。为了防止流化状态的悬浮填料34随混合液进入下一个环节，在生物流化床池3内适当位置设计采用筛网35进行简单拦截和分隔。

污水通过第二过水孔36自生物流化床池3流入沉淀池4，沉淀池4底部设有泥斗41有利于颗粒物的沉降收集，所述沉淀池4的顶部设有堰板42以控制污水的排出。本沉淀池4一方面去除污水中的颗粒态污染物，另一方面可以防止后续湿地单元的堵塞，延长后续人工湿地使用寿命。

污水通过第一管道43自沉淀池4流入集水渠5以对污水进行收集，所述集水渠5通过第二管道51与潜流式人工湿地的底部连通；

潜流式人工湿地为植物土壤渗滤系统，本实施例中潜流式人工湿地为两级结构，包括第一级人工湿地6和与第二级人工湿地8；所述第一级人工湿地6的通过第一配水孔65与配水渠7连通，所述配水渠7的顶部设有第二配水孔71与第二级人工湿地8连通；所述第二级人工湿地8的出水端设有集水管81，集水管81下游设有出水渠9，所述出水渠9通过出水管路91与本实施例的装置系统外的水体连通。根据实际情况分为两级以上结构的潜流式人工湿地均属于本实用新型的保护范围内。

本实施例的第一级人工湿地6和与第二级人工湿地8的结构基本相同，第二级人工湿地8的地势设置低于第一级人工湿地6有利于水的流出。所述第一级人工湿地6包括碎石床和种植在碎石床表面的植被63。所述碎石床由矿石和粗砂组成，所述碎石床包括内层碎石床62和围绕内层碎石床62的外层碎石床61，所述外层碎石床61的粒径为20-40mm,所述内层碎石床62得粒径为50-60mm，碎石床能提供较多的空隙使得污水迅速渗漏到整个基质床，充分利用了填料表面生长的生物膜和丰富的植物根系，同时保湿性又好，处理效果受气候影响小，不易滋生蚊虫；表层土和填料截留的作用，可以延长水流的停留时间，提高了处理效果和能力。所述植被63为美人蕉、风车草、花叶芦荻、再力花、香根草等，利用植物吸收、根系微生物的降解作用实现污染物的去除。

所述碎石床的中心设有池塘64，由于污水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分，最终被转化为微生物体及CO₂、H₂O。通过人工湿地处理后的出水水质好，所以池塘64可直接作为各种蔬菜的种植用水，池塘64也可直接作为鱼塘用水，水中的营养可为鱼类的生长补充营养，同时鱼塘每天都可保持一定的进水、出水，形成活水，可使鱼塘内的含氧量增加，并可改善鱼塘水质，避免鱼塘内产生水体富营养化，有效减少鱼的发病率，使鱼的品质更好。

本实施例克服了单一处理工艺无法实现达标排放的弊端。传统人工湿地处理技术有机负荷太高，单独应用处理农村生活污水一般不能使污水水质达标，而该系统采用“生物流化床+沉淀+潜流式人工湿地”，使得系统容积负荷高、抗冲击能力强，同时强化脱氮除磷，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18948-2002)一级B标准。生物流化床池3通过向好氧池体投加悬浮填料34，对比活性污泥法，可显著提高有效生物量；对比生物膜法，填料流化显著提高传质效果。占地可较活性污泥法节约30％-50％用地，大大缩小人工湿地的占地面积。并且，由于悬浮填料34的添加，为硝化细菌的生长提供了载体，延长其污泥龄，提高脱氮效果；同时控制活性污泥体系为短泥龄，可增强除磷效果；泥-膜在曝气及水流带动下充分流化，促进生物膜更新，防止泥龄过长、污泥老化处理性能下降；冬季水温较低、活性污泥系统不利于硝化菌群生长时，脱落生物膜对活性污泥起到持续接种作用，维持系统硝化性能不下降；采用潜流式人工湿地作为后处理可杜绝臭味的产生。且潜流式人工湿地还可充分利用污水中的营养成分，实现较好的经济收益。有关研究结果表明，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85％～95％，COD去除率可达80％以上，处理出水中BOD5的浓度在10mg/L左右，SS小于20mg/L。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：包括依次连通的污水收集池、生物流化床池、沉淀池和潜流式人工湿地，

所述污水收集池安装有倾斜放置的格栅，所述格栅设于污水收集池的入水端和出水端之间以加快污泥的沉淀收集，

所述生物流化床池内设有多个处于悬浮运动状态的悬浮填料，所述悬浮填料为生物膜载体，所述悬浮填料表面负载有净化水质的微生物，

所述沉淀池底部设有泥斗，

所述潜流式人工湿地包括碎石床和种植在碎石床表面的植被。

2.如权利要求1所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述污水收集池的出水端设有抽水池，所述抽水池的底部设有污泥泵，所述污泥泵通过出水管与所述生物流化床池的入水端连通。

3.如权利要求1所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述生物流化床池为好氧池，所述生物流化床池的底部设有穿孔曝气管，所述穿孔曝气管通过风管与鼓风装置连接。

4.如权利要求1所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述悬浮填料内部具有多个与外表面连通的微孔结构，所述微孔结构内负载有厌氧菌或者兼性厌氧细菌，所述悬浮填料的外表面设有好氧菌。

5.如权利要求4所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述好氧菌包括硝化细菌，所述兼性厌氧细菌包括反硝化细菌。

6.如权利要求1所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述生物流化床池内部设有筛网，所述筛网靠近所述生物流化床池的过水孔一侧以拦截悬浮填料进入过水孔。

7.如权利要求1所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述沉淀池的顶部设有堰板以控制污水的排出。

8.如权利要求1所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述碎石床由矿石和粗砂组成以提供较多的空隙使得污水迅速渗漏到整个碎石床，所述碎石床的中心设有池塘以对处理后的水资源进行利用；

所述植被为美人蕉、风车草、花叶芦荻、再力花、香根草或其中的任意组合。

9.如权利要求8所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述碎石床包括围成所述池塘的内层碎石床和围绕内层碎石床的外层碎石床，所述外层碎石床的粒径为20-40mm,所述内层碎石床得粒径为50-60mm。

10.如权利要求1-9的任意一项所述的一种分散型农村污水处理装置，其特征在于：所述潜流式人工湿地为两级结构，所述潜流式人工湿地包括第一级人工湿地和与第二级人工湿地，所述第一级人工湿地的出水端与第二级人工湿地的入水端连通；

所述第一级人工湿地的入水端设有集水渠，所述集水渠通过管道与所述第一级人工湿地连通；

所述第一级人工湿地的出水端设有配水渠，所述配水渠的顶部设有配水孔，所述配水渠通过所述配水孔与第二级人工湿地连通；

所述第二级人工湿地的出水端设有出水渠，所述出水渠通过出水管路与装置外的水体连通。

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