申請(qǐng)日2017.11.06

　　公開(公告)日2018.01.19

　　IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F101/16; C02F101/10

　　摘要

　　本發(fā)明屬于生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種集成式一體化生活污水處理方法，包括：生活污水進(jìn)入預(yù)備過濾室進(jìn)行固液分離，進(jìn)入兩級(jí)厭氧消化槽;生活污水經(jīng)過兩級(jí)厭氧處理后，進(jìn)入透氣土壤罐，通過設(shè)置透氣土壤罐內(nèi)的填料，構(gòu)建高效生物硝化/反硝化微生物環(huán)境，最大限度去除生活污水中的有機(jī)物和氨氮，填料中鋪設(shè)的鐵屑經(jīng)腐蝕作用轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+，與PO43‑反應(yīng)生成沉淀FePO4，進(jìn)而去除生活污水中的磷。透氣土壤罐處理出水經(jīng)過精密過濾后可達(dá)標(biāo)外排或下滲。本發(fā)明為集成式一體化生活污水處理方法，并構(gòu)建了集成式一體化處理設(shè)備，無需專業(yè)維護(hù)，對(duì)于我國廣大農(nóng)村散戶型的生活污水和村鎮(zhèn)小型生活污水處理是一種經(jīng)濟(jì)適用的污水處理方式。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種集成式一體化生活污水處理方法，其特征在于，所述集成式一體化生活污水處理方法包括以下步驟：

　　步驟一，生活污水固液分離，大顆粒漂浮物和沉淀物分離，去除生活污水中的有機(jī)污染物;

　　步驟二，生活污水兩級(jí)厭氧處理，透氣土壤罐利用土壤和微生物的作用凈化污水;構(gòu)建生物硝化/反硝化微生物環(huán)境，去除生活污水中的氨氮;填料中鋪設(shè)鐵屑經(jīng)腐蝕作用轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+，與PO43-反應(yīng)生成沉淀FePO4，去除生活污水中的磷;透氣土壤罐處理達(dá)標(biāo)外排或下滲。

　　2.如權(quán)利要求1所述的集成式一體化生活污水處理方法，其特征在于，所述透氣性土壤罐的土壤模塊由淺紅壤和鋸末混合制成，裝填量為0.3m3，沸石填料裝填量為0.5m3，鐵屑裝填量為0.03m3;土壤模塊由淺紅壤和鋸末按干重比85:15混合制成，其中淺紅壤使用前需破碎為粒徑2～3mm的顆粒。

　　3.一種如權(quán)利要求1所述集成式一體化生活污水處理方法的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述集成式一體化生活污水處理裝置包括：預(yù)備過濾室、一級(jí)厭氧消化槽、二級(jí)厭氧消化槽、透氣土壤罐、精密過濾室、過濾材料層、精密過濾材料層;

　　預(yù)備過濾室通過管道與一級(jí)厭氧消化槽連接，一級(jí)厭氧消化槽通過管道與二級(jí)厭氧消化槽連接，二級(jí)厭氧消化槽通過管道與透氣土壤罐連接，透氣土壤罐通過管道與精密過濾室連接。

　　4.如權(quán)利要求3所述的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述預(yù)備過濾器內(nèi)通過螺栓均勻固定有過濾材料層。

　　5.如權(quán)利要求3所述的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述精密過濾室通過螺栓均勻固定有精密過濾材料層。

　　6.如權(quán)利要求3所述的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述透氣性土壤罐連接有曝氣泵。

　　7.如權(quán)利要求3所述的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述過濾材料層為特制布層，鋪設(shè)20層，層厚10mm，層間距50mm。

　　8.如權(quán)利要求3所述的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述一級(jí)厭氧消化槽內(nèi)設(shè)曝氣管式沼氣攪拌裝置、二級(jí)厭氧消化槽不設(shè)沼氣攪拌裝置。

　　9.如權(quán)利要求3所述的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述透氣性土壤罐為生物滴濾器結(jié)構(gòu)，所述透氣性土壤罐的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)建了土壤模塊、沸石滲濾層、鐵屑層交替分層布置;

　　土壤模塊、沸石滲濾層、鐵屑層交替分層布置，透氣性土壤罐底部填充卵石層，而后向上順序依次交替填充沸石層、鐵屑層、土壤模塊層;卵石層、沸石層、鐵屑層、土壤模塊層數(shù)分別為1～2層、3～5層、2～4層、2～4層。

　　10.如權(quán)利要求3所述的集成式一體化生活污水處理裝置，其特征在于，所述精密過濾室集遮水箱、集水管、散水器于一體的裝置，所述集水管、散水器均鋪設(shè)在遮水箱內(nèi)部;所述散水器鋪設(shè)在集水管上部;所述散水器鋪設(shè)有多層布層，層厚10mm，層間距50mm。

　　說明書

　　一種集成式一體化生活污水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成式一體化生活污水處理方法。

　　背景技術(shù)

　　我國廣大農(nóng)村人口居住分散，生活污水量小、收集困難、污染面廣，處理效率低、缺乏專業(yè)技術(shù)人員。為此，分散式農(nóng)村生活污水應(yīng)以就地處理為主，避免大規(guī)模管網(wǎng)建設(shè)、減少專業(yè)化管理維護(hù)，處理設(shè)施應(yīng)具備運(yùn)營管理簡便、能耗低、能適應(yīng)沖擊負(fù)荷，并且能同步去除有機(jī)物、氮磷營養(yǎng)鹽等特點(diǎn)。目前，農(nóng)村生活污水多采用人工干預(yù)的生物生態(tài)技術(shù)，例如：厭氧沼氣發(fā)酵技術(shù)、土地處理技術(shù)等。厭氧沼氣發(fā)酵技術(shù)對(duì)氮磷去除效果差;土地處理技術(shù)是利用土壤、微生物、植物構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染物進(jìn)行綜合處理，需要占用大量土地、易造成地下水污染，且需要定期收割處理生長的植物，否則會(huì)導(dǎo)致氮磷去除效果下降，土壤因有機(jī)質(zhì)積累而出現(xiàn)凈化功能退化。我國“十三五”規(guī)劃提出了“全面推進(jìn)農(nóng)村居住環(huán)境整治，加大農(nóng)村污水治理”的建設(shè)目標(biāo)。因此，開發(fā)環(huán)境可持續(xù)、易控制氮磷營養(yǎng)鹽的技術(shù)至關(guān)重要。根據(jù)我國“十三五”規(guī)劃提出的“圍繞城鄉(xiāng)發(fā)展一體化，深入推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)”重大歷史任務(wù)，和“全面推進(jìn)農(nóng)村人居環(huán)境整治，加大農(nóng)村污水治理”的建設(shè)目標(biāo)，基于目前農(nóng)村生活污水處理技術(shù)——化糞池、穩(wěn)定塘、人工濕地所存在的脫氮除磷難、土壤有機(jī)質(zhì)積累和板結(jié)、占地面積大、恢復(fù)困難、且易造成地下水環(huán)境污染的缺陷，設(shè)計(jì)了一種適用于處理農(nóng)村分散式生活污水的集成式一體化處理裝置，以適應(yīng)我國廣大農(nóng)村生活污水分散處理的技術(shù)要求。目前農(nóng)村水環(huán)境問題嚴(yán)重，缺乏有針對(duì)性的先進(jìn)適用污水處理技術(shù)。目前農(nóng)村污水處理方法有：化糞池、穩(wěn)定塘、人工濕地等。這些技術(shù)對(duì)于氮磷的去除效率不理想，同時(shí)占地面積大，而且穩(wěn)定塘還有嚴(yán)重的底泥淤泥問題。

　　綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：目前農(nóng)村污水處理方法存在去除效率不理想、特別是氮磷去除差，同時(shí)占地面積大，有嚴(yán)重的底泥淤泥。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種集成式一體化生活污水處理方法。

　　本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種集成式一體化生活污水處理方法，所述集成式一體化生活污水處理方法包括以下步驟：

　　步驟一，生活污水固液分離，大顆粒漂浮物和沉淀物分離，去除生活污水中的有機(jī)污染物;

　　步驟二，生活污水兩級(jí)厭氧處理，透氣土壤罐利用土壤和微生物的作用凈化污水;構(gòu)建生物硝化/反硝化微生物環(huán)境，去除生活污水中的氨氮;填料中鋪設(shè)鐵屑經(jīng)腐蝕作用轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+，與PO43-反應(yīng)生成沉淀FePO4，去除生活污水中的磷;透氣土壤罐處理達(dá)標(biāo)外排或下滲。

　　進(jìn)一步，所述透氣性土壤罐的土壤模塊由淺紅壤和鋸末混合制成，裝填量為0.3m3，沸石填料裝填量為0.5m3，鐵屑裝填量為0.03m3;土壤模塊由淺紅壤和鋸末按干重比85:15混合制成，其中淺紅壤使用前需破碎為粒徑2～3mm的顆粒。

　　本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述集成式一體化生活污水處理方法的集成式一體化生活污水處理裝置，所述集成式一體化生活污水處理裝置包括：預(yù)備過濾室、一級(jí)厭氧消化槽、二級(jí)厭氧消化槽、透氣土壤罐、精密過濾室、過濾材料層、精密過濾材料層;

　　預(yù)備過濾室通過管道與一級(jí)厭氧消化槽連接，一級(jí)厭氧消化槽通過管道與二級(jí)厭氧消化槽連接，二級(jí)厭氧消化槽通過管道與透氣土壤罐連接，透氣土壤罐通過管道與精密過濾室連接。

　　進(jìn)一步，所述預(yù)備過濾器內(nèi)通過螺栓均勻固定有過濾材料層。

　　進(jìn)一步，所述精密過濾室通過螺栓均勻固定有精密過濾材料層。

　　進(jìn)一步，所述透氣性土壤罐連接有曝氣泵。

　　進(jìn)一步，所述過濾材料層為特制布層，鋪設(shè)20層，層厚10mm，層間距50mm。

　　進(jìn)一步，所述一級(jí)厭氧消化槽內(nèi)設(shè)曝氣管式沼氣攪拌裝置、二級(jí)厭氧消化槽不設(shè)沼氣攪拌裝置。

　　進(jìn)一步，所述透氣性土壤罐為生物滴濾器結(jié)構(gòu)，所述透氣性土壤罐的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)建了土壤模塊、沸石滲濾層、鐵屑層交替分層布置;

　　土壤模塊、沸石滲濾層、鐵屑層交替分層布置，透氣性土壤罐底部填充卵石層，而后向上順序依次交替填充沸石層、鐵屑層、土壤模塊層;卵石層、沸石層、鐵屑層、土壤模塊層數(shù)分別為1～2層、3～5層、2～4層、2～4層。

　　進(jìn)一步，所述精密過濾室集遮水箱、集水管、散水器于一體的裝置，所述集水管、散水器均鋪設(shè)在遮水箱內(nèi)部;所述散水器鋪設(shè)在集水管上部;所述散水器鋪設(shè)有多層布層，層厚10mm，層間距50mm。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：與傳統(tǒng)使用的化糞池、人工濕地、穩(wěn)定塘等處理技術(shù)相比，在透氣性土壤罐中攤鋪鐵屑薄層，并填充沸石填料層，能夠?qū)崿F(xiàn)生活污水中有機(jī)污染物、氮磷的同步去除;避免了能耗最大的機(jī)械曝氣系統(tǒng)建設(shè)、節(jié)省了占地面積、節(jié)約了大量的維護(hù)成本。2011年中央1號(hào)文件和中央水利工作會(huì)議明確要求實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度，其中有確立水功能區(qū)限制納污紅線，到2030年主要污染物入河湖總量控制在水功能區(qū)納污能力范圍之內(nèi)，水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提高到95%以上的要求，本發(fā)明的集成式一體化生活污水處理裝置完全適應(yīng)了國家相關(guān)政策的要求。

　　目前農(nóng)村水環(huán)境問題嚴(yán)重，缺乏有針對(duì)性的先進(jìn)適用污水處理技術(shù)。目前農(nóng)村污水處理方法有：化糞池、穩(wěn)定塘、人工濕地等。這些技術(shù)對(duì)于氮磷的去除效率不理想，同時(shí)占地面積大，而且穩(wěn)定塘還有嚴(yán)重的底泥淤泥問題。本集成式一體化生活污水處理裝置建造和運(yùn)行成本低，設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，脫氮除磷效果好且穩(wěn)定(包括COD、氨氮、TN、TP的去除)。同時(shí)可以充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，將不同填料添加到混合模型層來增強(qiáng)系統(tǒng)的除污能力。處理水可以回用，系統(tǒng)可以長期運(yùn)行，退役后填料可以回收歸農(nóng)田用，提高了資源回用率。在村鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域具有較高的推廣價(jià)值，適合于經(jīng)濟(jì)較落后的農(nóng)村分散農(nóng)戶等污水處理。本發(fā)明通過集成式一體化生活污水處理方法，并構(gòu)建了相應(yīng)的集成式一體化處理設(shè)備，無需專業(yè)維護(hù)，對(duì)于我國廣大農(nóng)村散戶型的生活污水和村鎮(zhèn)小型生活污水處理而言，是一種經(jīng)濟(jì)適用的污水處理方式。

　　以水力負(fù)荷為400L/(m2·d)為例，經(jīng)過處理后，生活污水中COD、氨氮、總氮、總磷的去除率分別為93.4%、94.9%、80.4%、94.7%，處理出水水質(zhì)滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)A要求。而未經(jīng)處理的原水中COD 215mg/L、氨氮45mg/L、總氮60mg/L、總磷5mg/L。我國每年廢水總排放量達(dá)600億立方米，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水達(dá)200億立方米，農(nóng)村生活污水達(dá)80億立方米，我國有60萬個(gè)行政村，250多萬個(gè)自然村，其中96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)，生活污水隨意排放。從這個(gè)角度看，每年減排COD、氨氮、總氮、總磷分別約120萬噸、26萬噸、30萬噸、3萬噸。