CN218810924U - 一种模块化农村污水生态处理系统 - Google Patents

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刘其军
李光盈
刘建华
袁浩凌
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Abstract

本实用新型公开了一种模块化农村污水生态处理系统，包括通过排水管依次连接的预处理格、下行垂直潜流格、上行垂直潜流格、浮床表流格和沉淀池共五种单元池，单元池按连接顺序减小深度并增加面积。本实用新型的技术效果在于，在处理污水的同时，可以开展植物的种植，种植的植物可以直接用于畜禽养殖或者堆肥，提高农民后期维护的积极性，更加有利于系统持续稳定的运行。农村污水排放量波动大，本实用新型采用组合式玻璃钢池，当进水量增加时，可以在原有的基础上增加相应单元格的玻璃钢池，从而快速解决问题；当进水量不足时，系统自动关闭进水口和排水口，爆气时间缩短，保持系统的稳定且不需要担心系统内的水体黑臭化，待水位回升后，系统恢复。

Description

一种模块化农村污水生态处理系统
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，特别涉及一种模块化农村污水生态处理系统。
背景技术
目前，农村污水处理设施及管网建设相比极为滞后，大部分农村生活污水直接入河，城镇雨污分流不彻底，从而造成大量的污染物质COD、BOD、SS、病菌等直接排水自然水体，对附近的地表、地下水体造成了一定的污染，尤其是对附近下游居民的生活饮用水产生了一定的影响。因此，为了进一步减少污染，提高周边人民生活质量的需要，消除水污染安全隐患，同时也为了当地更好更快的持续性发展，对农村生活污水进行处理是非常紧迫及必要的。作为解决办法，人工湿地和AAO处理办法是农村生活污水处理中应用最为广泛的工艺，但在实际应用中均存在一定现实问题，如人工湿地填料易堵塞、植物退化， AAO一体化设备需专人定期维护。
实用新型内容
为了解决目前农村污水处理存在的成本高、维护复杂导致利用率低下的技术问题，本实用新型提供一种用电少，不需要投加额外的药剂，维护简单且植物种植可以直接为农民所利用，从而更好的保障污水处理系统的正常运行。
为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，
一种模块化农村污水生态处理系统，包括通过水管11依次连接的预处理格1、下行垂直潜流格2、上行垂直潜流格3、浮床表流格4和沉淀池5共五种单元池，且单元池按连接顺序依次减小深度并增加面积。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的预处理格1中设有用于过滤大颗粒杂物的滤网12，所述的滤网12设置于预处理格1出口的排水管13连接预处理格1一侧上，且排水管13安装滤网的一侧为向下的斜切口。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的下行垂直潜流格2和上行垂直潜流格3均由多孔隔板23分隔为上部和下部，所述的上部设有湿地填料层22且种植有植物，所述的下部设有厌氧挂膜填料，所述的厌氧挂膜填料包括挂绳24和绑缚在挂绳24上的醛化纤维或涤纶丝25，且挂绳24顶部固定在多孔隔板的底面，挂绳24的底部吊有重物26。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的下行垂直潜流格2的入口设置于上部；下行垂直潜流格2的出口设置于相对入口的另一侧的下部，且通过水管11水平的连接设置于上行垂直潜流格3下部的上行垂直潜流格3的入口；上行垂直潜流格3的出口设置于相对入口的另一侧的上部。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的湿地填料层22包括粒径由上至下逐渐增大的3层填料，其中最上层填料为水生植物21的根系生长层并种植有湿地植物，且由粒径为0.3-1cm的颗粒构成；中间层填料由粒径1-2cm的颗粒构成；最下层填料由粒径大于多孔隔板上的孔径的颗粒构成。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的浮床表流格4内设有至少一个漂浮的生态浮床42，生态浮床42顶部开有多个种植坑，且种植坑内填充用于种植植物的基质并种植有植物，生态浮床42的底部设有人工水草好氧填料且附着水草；所述的人工水草好氧填料是由聚丙烯和尼龙材料编制的网状物。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的浮床表流格4底部安装有微孔曝气装置41，并连接外置鼓风机44进行曝气。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的预处理格1的出口上的水管11和沉淀池5的出口上的水管11上均分别设有电控阀门，并由控制器控制开启及关闭；沉淀池5 的顶部设置有能够开启或关闭的盖板。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的每个单元池的底部均设置有连接排泥泵的排泥孔；所述的预处理格1的顶部设有能够开启及密闭的顶盖，且预处理格1用于容纳将种植的植物收割粉碎后的产物。
所述的一种模块化农村污水生态处理系统，所述的预处理格1、浮床表流格4和沉淀池5的数量至少为一个，下行垂直潜流格2和上行垂直潜流格3成对设置且数量至少为一对。
本实用新型的技术效果在于，本实用新型可有效解决散户的污水处理工作，可就近就地进行建设；本实用新型能耗较低，农民也比较容易接受；本实用新型在处理污水的同时，可以开展植物的种植，种植的植物可以直接用于畜禽养殖或者堆肥，提高农民后期维护的积极性，更加有利于系统持续稳定的运行。农村污水排放量波动大，本实用新型采用组合式玻璃钢池，当进水量增加时，可以在原有的基础上增加相应单元格的玻璃钢池，从而快速解决问题；当进水量不足时，系统自动关闭进水口和排水口，爆气时间缩短，保持系统的稳定且不需要担心系统内的水体黑臭化，待进水水位回升后，系统恢复。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型一种模块化农村污水生态处理系统的内部剖视图；
图2为实用新型滤网的仰视图和正视图
图3为实用新型隔板的结构放大示意图
图4为实用新型沉淀池的俯视图
图中：1、预处理格；2、下行垂直潜流格；3、上行垂直潜流格；4、浮床表流格；5、沉淀池；11、水管；12、滤网；13、排水管；21、湿地植物；22、湿地填料层；23、隔板；24、挂绳；25、醛化纤维或涤纶丝；26、重物；41、导气管；42、生态浮床；43、浮床植物；44、风机；51、PLC控制器。
具体实施方式
参见图1，本实施例为一体多格的组合式玻璃钢池，包含预处理格1、下行垂直潜流格2、上行垂直潜流格3、浮床表流格4和沉淀池5五种单元池。各个单元池的池深逐渐减小，面积逐渐增大。
本实施例的调试阶段需进行满水实验，并在下行垂直潜流格2、上行垂直潜流格3添加污泥，也可不添加，通过污水自带的微生物进行培养，待出水稳定后开始正式运行。
污水在排出预处理格1时经过孔径为10*10mm不锈钢滤网12过滤大颗粒杂物，其中滤网12套装于出水口安装的排水管13朝向预处理格1的一侧，且该侧的开口向下斜切以朝向预处理格1的池底，滤网12与切口同方向布置，这样滤网12上附着的杂物会基于重力作用重新掉回池底，减少附着在滤网12的情况。经预处理格1的污水再依次流入上行垂直潜流格3和浮床表流格4。
其中下行垂直潜流格2、上行垂直潜流格3均包含上部的湿地填料层和下部的厌氧挂膜填料，上部和下部由多孔隔板23隔开，隔板下固定有厌氧挂膜填料，厌氧挂膜填料包括挂绳24和绑缚在挂绳24上的醛化纤维或涤纶丝25，且挂绳底部附带石头等重物26作为吊坠，防止厌氧挂膜填料水平漂浮。
湿地填料层22为粒径由上至下逐渐增大的3层填料组成，最上层填料为水生植物21 根系生长层，粒径约0.3-1cm的蛭石、珍珠岩与硅藻土颗粒一定比例的混合物；多孔隔板23上方的最下层填料为粗粒径填料，粒径5-6cm的石灰岩，大于隔板孔径4cm；中间填料粒径为1-2cm粒径的轻质陶粒。
浮床表流格4的上部为一个或者多个生态浮床42，生态浮床42顶部开有多个种植坑，且种植坑内填充用于种植植物的基质并种植有植物，基质可采用类似于湿地填料层的最上层填料，也可采用类似的其他用于种植植物的基质。生态浮床42底部固定有人工水草好氧填料且附着水草，人工水草好氧填料是由聚丙烯和尼龙材料编制的网状物。生态浮床42 是由泡沫塑料或其他密度小于水的材料制成，可随着水深自动调节高度。实际使用中，可尽量采用多个较小的生态浮床来布满浮床表流格4的池面，以方便日常维护和更换。且由于农村青壮年劳动力较少，也能够尽量避免单个太大太重不便操作。
在下行垂直潜流格2、上行垂直潜流格3、浮床表流格4种植的湿地植物，可根据生长情况进行收割，并经过粉碎处理后，所生成的产物置入预处理格1中，预处理格1的顶部设有能够开启及密闭的顶盖，在置入产物后关闭顶盖，从而通过预处理格提供的密闭水环境，加速微生物对植物的分解，分解产物能够向处理格1补充一定的碳源。
本实施例的浮床表流格4底部安装有微孔曝气装置41，通过外置鼓风机44对该单元格进行曝气。
本实施例中的下行垂直潜流格、上行垂直潜流格种植的湿地植物21为茭白、荸荠、慈姑等植物中的一种或多种。浮床表流格4种植的湿地植物43为水芹、鱼腥草和粉绿狐尾藻等中的一种或多种。
系统持续进水时持续运行，预处理格1出水管和沉淀池5排水管均设置阀门，通过PLC控制器51进行控制，间歇进水、预处理池水位低于出水管时，自动关闭沉淀池5出水阀门，延长停留时间；恢复通水、预处理池水位高于出水管时，沉淀池出水恢复排放。
沉淀池5设置有能够根据需要开启或者关闭的盖板，农户可直接进行取水，用于日常的浇花或者农业灌溉用水。
各处理单元底部预留排泥孔，可根据实际运行情况用排泥泵从多个单元吸泥，排泥。在湿地植物地上部分可人为收割、粉碎处理后置入预处理格1，可补充一定碳源。
本实用新型通过下行垂直潜流格、上行垂直潜流格组合，延长了水在滤池的停留时间，同时通过较深的池深和水流的下行逐渐强化厌氧条件，通过相对浅的池深和水流走向的上行逐渐强化兼氧条件，利用较浅的浮床表流湿地和曝气强化好氧条件，创造了适宜的生化反应条件，沉淀池开盖设计，方便农民种植灌溉使用。
本实用新型通过湿地单元与生化池组合的方式，可通过植物根系在填料中的延展实现根系泌氧和输氧，利用植物根系实现生物挂膜，为微生物提供附着和生长条件。
由于农村人口流动较大，污水存在水量不稳定、季节变化大的特点，许多一体化设备在断水停止运行后需要再次调试，而本实施例通过各种不同单元池的组合，可以做到连续运行和间歇运行，间歇运行时延长污水在系统内的停留时间，可达到深度处理的效果，同时维持污泥活性，减少处理设施维护频率。
对于缺乏建设用地的情况，本实施例可满足经济植物种植条件，提高经济价值和实用性，更容易让农民接受，解决用地矛盾。
在下行垂直潜流格、上行垂直潜流格以及浮床表流格上种植植物，可通过植物生长情况来显示各单元池是否正常运行，如植物干死可能是阀门等设备损坏所致。

Claims (10)

1.一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，包括通过水管(11)依次连接的预处理格(1)、下行垂直潜流格(2)、上行垂直潜流格(3)、浮床表流格(4)和沉淀池(5)共五种单元池，且单元池按连接顺序依次减小深度并增加面积。
2.根据权利要求1所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的预处理格(1)中设有用于过滤大颗粒杂物的滤网(12)，所述的滤网(12)设置于预处理格(1)出口的排水管(13)连接预处理格(1)一侧上，且排水管(13)安装滤网的一侧为向下的斜切口。
3.根据权利要求1所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的下行垂直潜流格(2)和上行垂直潜流格(3)均由多孔隔板(23)分隔为上部和下部，所述的上部设有湿地填料层(22)且种植有植物，所述的下部设有厌氧挂膜填料，所述的厌氧挂膜填料包括挂绳(24)和绑缚在挂绳(24)上的醛化纤维或涤纶丝(25)，且挂绳(24)顶部固定在多孔隔板的底面，挂绳(24)的底部吊有重物(26)。
4.根据权利要求3所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的下行垂直潜流格(2)的入口设置于上部；下行垂直潜流格(2)的出口设置于相对入口的另一侧的下部，且通过水管(11)水平的连接设置于上行垂直潜流格(3)下部的上行垂直潜流格(3)的入口；上行垂直潜流格(3)的出口设置于相对入口的另一侧的上部。
5.根据权利要求3所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的湿地填料层(22)包括粒径由上至下逐渐增大的3层填料，其中最上层填料为水生植物(21)的根系生长层并种植有湿地植物，且由粒径为0.3-1cm的颗粒构成；中间层填料由粒径1-2cm的颗粒构成；最下层填料由粒径大于多孔隔板上的孔径的颗粒构成。
6.根据权利要求1所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的浮床表流格(4)内设有至少一个漂浮的生态浮床(42)，生态浮床(42)顶部开有多个种植坑，且种植坑内填充用于种植植物的基质并种植有植物，生态浮床(42)的底部设有人工水草好氧填料且附着水草。
7.根据权利要求1所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的浮床表流格(4)底部安装有微孔曝气装置(41)，并连接外置鼓风机(44)进行曝气。
8.根据权利要求1所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的预处理格(1)的出口上的排水管(13)和沉淀池(5)的出口上的水管(11)上均分别设有电控阀门，并由控制器控制开启及关闭；沉淀池(5)的顶部设置有能够开启或关闭的盖板。
9.根据权利要求3或6所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，每个所述的单元池的底部均设置有连接排泥泵的排泥孔；所述的预处理格(1)的顶部设有能够开启及密闭的顶盖，且预处理格(1)用于容纳将种植的植物收割粉碎后的产物。
10.根据权利要求1所述的一种模块化农村污水生态处理系统，其特征在于，所述的预处理格(1)、浮床表流格(4)和沉淀池(5)的数量至少为一个，下行垂直潜流格(2)和上行垂直潜流格(3)成对设置且数量至少为一对。
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GR01 Patent grant
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Assignee: Hunan Kaidi Engineering Technology Co.,Ltd. Shaoyang Daxiang Branch

Assignor: Hunan Katie Engineering Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980024471

Denomination of utility model: A modular rural sewage ecological treatment system

Granted publication date: 20230407

License type: Common License

Record date: 20241114

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Assignee: Hunan Kaidi Engineering Technology Co.,Ltd. Shashi Branch

Assignor: Hunan Katie Engineering Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980025434

Denomination of utility model: A modular rural sewage ecological treatment system

Granted publication date: 20230407

License type: Common License

Record date: 20241119

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Denomination of utility model: A modular rural sewage ecological treatment system

Granted publication date: 20230407

Pledgee: Agricultural Bank of China Yueyang Development Zone Branch

Pledgor: Hunan Katie Engineering Technology Co.,Ltd.|Huang Li

Registration number: Y2025980005418

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Assignee: Hunan Kaidi Engineering Technology Co.,Ltd. Shaoyang Daxiang Branch

Assignor: Hunan Katie Engineering Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980024471

Date of cancellation: 20251128

Assignee: Hunan Kaidi Engineering Technology Co.,Ltd. Shashi Branch

Assignor: Hunan Katie Engineering Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980025434

Date of cancellation: 20251128

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