申請日2014.11.10
公開(公告)日2015.01.28
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明涉及一種適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，它包括污水收集預(yù)處理池和污水處理單元，每個污水處理單元包括污水處理池、進(jìn)水管、布水管和植物凈化池，在過濾室內(nèi)設(shè)置有過濾填料層，過濾填料層自上而下依次為第一卵石層、黃砂層、沸石層、第二卵石層，布水管位于第一卵石層內(nèi)，布水管通過進(jìn)水管與調(diào)節(jié)池內(nèi)的潛水泵連接，在污水收集預(yù)處理池、污水處理池和植物凈化池的外表面設(shè)置有保溫層。解決了北方農(nóng)村生活污水處理工程越冬難的問題，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，出水回用，節(jié)約了水資源，系統(tǒng)建設(shè)成本低，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)使用簡單，農(nóng)民可操作，可長久使用，無需反沖洗。
權(quán)利要求書
1.一種適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，它包括污水收集預(yù)處理池和污 水處理單元，其特征在于，所述的污水收集預(yù)處理池由隔板分隔成集水池、沉砂池和調(diào)節(jié)池， 集水池的側(cè)壁上部設(shè)置有與沉砂池連通的溢流口，集水池上層清液通過溢流口流入沉砂池， 沉砂池通過連通孔與調(diào)節(jié)池連通，調(diào)節(jié)池底部設(shè)置有潛水泵，潛水泵通過管路向各個污水處 理單元供水;
每個污水處理單元包括污水處理池、進(jìn)水管、布水管和植物凈化池，污水處理池、植物 凈化池左右設(shè)置，污水處理池包括上部的過濾室和下部的收集室，在過濾室內(nèi)設(shè)置有過濾填 料層，所述的過濾填料層自上而下依次為第一卵石層、黃砂層、沸石層、第二卵石層，第一 卵石層的上表面設(shè)置有隔層，隔層上覆有土壤層，土壤層用于種植植物，布水管位于第一卵 石層內(nèi)，布水管通過進(jìn)水管與調(diào)節(jié)池內(nèi)的潛水泵連接，在收集室的底部連接有將植物凈化池 與收集池連通的連通管，在植物凈化池內(nèi)種植有植物，植物凈化池的底部設(shè)置有出水口，出 水口連接分支出水管，每個污水處理單元的分支出水管匯集連接出水總管，出水總管與養(yǎng)殖 池連接，在污水收集預(yù)處理池、污水處理池和植物凈化池的外表面設(shè)置有保溫層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 沉砂池為1-2個沉砂池串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每個沉砂池包括緩沖室和沉砂室，緩沖室與沉砂室相連通， 相鄰的兩個沉砂池的緩沖室相錯開，相鄰的兩個沉砂池之間通過緩沖室側(cè)壁上的連通孔連 通，集水池層清液通過溢流口流入與其相鄰的沉砂池的緩沖室內(nèi)，由緩沖室流經(jīng)沉砂室進(jìn)入 下一個沉砂池的緩沖室，最后一個沉砂池的沉砂室側(cè)壁上設(shè)置有與調(diào)節(jié)池連通的通入孔，集 水池層清液流經(jīng)1-2個沉砂池通過通入孔流入調(diào)節(jié)池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 第一卵石層的厚度為8-15cm，卵石的平均粒徑為2-4cm，黃砂層的厚度為厚度30-35cm，黃 砂的平均粒徑0.3-1.5mm，沸石層的厚度為25-35cm，沸石的平均粒徑的平均粒徑為2-3mm， 第二卵石層的厚度10-15cm，卵石的平均粒徑為1-2cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 布水管包括分支布水管，在分支布水管的兩側(cè)連接有與分支布水管垂直的垂直布水管，垂直 布水管為若干根，垂直布水管之間相互平行，垂直布水管分支布水管相連通，在垂直布水管 上設(shè)置有布水孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 相鄰垂直清洗管上的布水孔交錯設(shè)置，布水管內(nèi)徑為20-40mm，布水孔的孔徑為5-8mm， 進(jìn)水管內(nèi)徑為30-60mm，進(jìn)水管的端口與潛水泵連接處設(shè)置有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)孔徑為3.0-5.0mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述的收集室的形狀為倒圓錐體，連通管設(shè)置在距離收集室底部2-5cm處，連通管與收集室 的縱向軸線垂直設(shè)置，在過濾填料層內(nèi)設(shè)置有透氣管，透氣管垂直貫穿過濾填料層，上端高 出過濾填料層的最上層并穿出土壤層，透氣管的側(cè)壁上均布有透氣孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述的保溫層的厚度為5-10cm，所述的保溫層位聚氨酯保溫板，植物凈化池遠(yuǎn)離污水處理 池的側(cè)壁為透明側(cè)壁，在該側(cè)壁上，保溫層與透明側(cè)壁鉸接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述的隔層為濾布層，土壤層的厚度為40-50cm，在集水池、沉砂池、調(diào)節(jié)池、生活污水處 理池及植物凈化池上端口設(shè)置有陽光板用以保溫，在生活污水處理池、植物凈化池上端口的 陽光板為兩塊，兩塊陽光板呈100～120°夾角連接并設(shè)置在生活污水處理池、植物凈化池 的上端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，其特征在于， 在集水池、沉砂池、調(diào)節(jié)池和植物凈化池的內(nèi)側(cè)壁上布設(shè)有盤管，盤管與太陽能連通。
10.利用上述裝置進(jìn)行生活污水達(dá)標(biāo)回用處理方法，包括步驟如下：
(1)農(nóng)村生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集后匯入集水池，集水池層清液通過溢流口流入與其相鄰 的沉砂池緩沖室，由緩沖室流經(jīng)沉砂室進(jìn)入下一個沉砂池的緩沖室，連通孔設(shè)置在最后一個 沉砂池的沉砂室側(cè)壁上，集水池層清液流經(jīng)1-2個沉砂池通過連通孔流入調(diào)節(jié)池;
(2)進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，通過潛水泵向各個污水處理單元供水，所述潛水泵的的功率為 0.75kW，流量8000L/h，揚(yáng)程6m，處理水經(jīng)過分支布水管、垂直布水管進(jìn)入第一卵石層，經(jīng) 過第一卵石層的進(jìn)一步布水，依次經(jīng)過黃砂層、沸石層、第二卵石層的吸附、分解后，最后 進(jìn)入收集室，第一卵石層的厚度為8-15cm，卵石的平均粒徑為2-4cm，黃砂層的厚度為厚度 30-35cm，黃砂的平均粒徑0.3-1.5mm，沸石層的厚度為25-35cm，沸石的平均粒徑為2-3mm， 第二卵石層的厚度10-15cm，卵石的平均粒徑為1-2cm;
(3)收集室的通過連通管進(jìn)入植物凈化池，經(jīng)過植物凈化池的植物進(jìn)一步凈化出水， 去除氨氮和磷;
(4)每個污水處理單元的分支出水管匯集連接出水總管，經(jīng)過污水處理池、植物凈化 池處理后的水最終進(jìn)入魚塘養(yǎng)魚或回用于景觀用水，植物凈化池內(nèi)的植物為蘆葦和/或互花 米草。
說明書
一種適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)及方法，屬于廢水處理的 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和農(nóng)民收入的不斷增加，農(nóng)村生活設(shè)施、居住環(huán)境和消費(fèi) 方式也發(fā)生了較大的變化，自來水管網(wǎng)、衛(wèi)生淋浴等設(shè)備逐漸進(jìn)入百姓家庭，生活污水排放 量急劇增加。長期以來，由于受經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)保意識等原因的影響，大多數(shù)農(nóng)村沒有污水收 集及處理系統(tǒng)，絕大部分生活污水排入屋邊溝渠或排出室外空地后滲入地下，嚴(yán)重污染了水、 大氣和土壤環(huán)境。同時，中國北方為缺水型地區(qū)，如山東省人均占有水資源量僅334立方米， 不到全國人均占有量的1/6，僅為世界人均占有量的1/25，位居全國各省(市、自治區(qū))倒數(shù) 第三位，河北省人均占有水資源量僅307立方米，不到全國人均占有量的1/7，而大量生活 污水的排放造成了水資源的極度浪費(fèi)。因此，加強(qiáng)農(nóng)村污水無害化處理與回用，是目前面臨 的重要任務(wù)。
但目前常用的傳統(tǒng)的污水處理方法如普通活性污泥法、AO法等，處理設(shè)施建設(shè)成本高、 運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，很難在經(jīng)濟(jì)條件相對較差的農(nóng)村推廣使用，因此，目前急需低成本高效率的 農(nóng)村生活污水處理回用技術(shù)。專利號為CN200910231119.9公開了一種無動力單戶型農(nóng)村生 活污水處理方法及裝置，主要是針對沒有管網(wǎng)的單戶農(nóng)戶，而且出水不能達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn);專 利號為CN201010101840.9公開了一種微動力污水處理系統(tǒng)及方法，主要是針對集中式農(nóng)村 或小區(qū)進(jìn)行污水處理，但該技術(shù)沒有考慮冬季保溫問題，不適合應(yīng)用于北方農(nóng)村，而且出水 不能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，不能解決水資源短缺的問題。
針對北方農(nóng)村冬季氣溫低、水資源缺乏等問題，目前還未見適用于北方中小型農(nóng)村的生 活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)及方法的報道。
發(fā)明內(nèi)容
針對北方冬季氣溫低，生活污水處理工程越冬難;水資源短缺，人均占有水資源量少; 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，無力承擔(dān)建設(shè)成本高、運(yùn)行費(fèi)用高的生活污水處理設(shè)施;農(nóng)民動手能力 差，對于維護(hù)使用復(fù)雜的設(shè)施不能接受等問題，本發(fā)明提供一種適用于北方農(nóng)村的生活污水 達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種適用于北方農(nóng)村的生活污水達(dá)標(biāo)回用處理系統(tǒng)，它包括污水收集預(yù)處理池和污水處 理單元，其特征在于，所述的污水收集預(yù)處理池由隔板分隔成集水池、沉砂池和調(diào)節(jié)池，集 水池的側(cè)壁上部設(shè)置有與沉砂池連通的溢流口，集水池上層清液通過溢流口流入沉砂池，沉 砂池通過連通孔與調(diào)節(jié)池連通，調(diào)節(jié)池底部設(shè)置有潛水泵，潛水泵通過管路向各個污水處理 單元供水;
每個污水處理單元包括污水處理池、進(jìn)水管、布水管和植物凈化池，污水處理池、植物 凈化池左右設(shè)置，污水處理池包括上部的過濾室和下部的收集室，在過濾室內(nèi)設(shè)置有過濾填 料層，所述的過濾填料層自上而下依次為第一卵石層、黃砂層、沸石層、第二卵石層，第一 卵石層的上表面設(shè)置有隔層，隔層上覆有土壤層，土壤層用于種植植物，布水管位于第一卵 石層內(nèi)，布水管通過進(jìn)水管與調(diào)節(jié)池內(nèi)的潛水泵連接，在收集室的底部連接有將植物凈化池 與收集池連通的連通管，在植物凈化池內(nèi)種植有植物，植物凈化池的底部設(shè)置有出水口，出 水口連接分支出水管，每個污水處理單元的分支出水管匯集連接出水總管，出水總管與養(yǎng)殖 池連接，在污水收集預(yù)處理池、污水處理池和植物凈化池的外表面設(shè)置有保溫層。
本發(fā)明優(yōu)選的，沉砂池為1-2個沉砂池串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每個沉砂池包括緩沖室和沉砂室，緩 沖室與沉砂室相連通，相鄰的兩個沉砂池的緩沖室相錯開，相鄰的兩個沉砂池之間通過緩沖 室側(cè)壁上的連通孔連通，集水池層清液通過溢流口流入與其相鄰的沉砂池的緩沖室內(nèi)，由緩 沖室流經(jīng)沉砂室進(jìn)入下一個沉砂池的緩沖室，最后一個沉砂池的沉砂室側(cè)壁上設(shè)置有與調(diào)節(jié) 池連通的通入孔，集水池層清液流經(jīng)1-2個沉砂池通過通入孔流入調(diào)節(jié)池。
本發(fā)明優(yōu)選的，第一卵石層的厚度為8-15cm，卵石的平均粒徑為2-4cm，黃砂層的厚度 為厚度30-35cm，黃砂的平均粒徑0.3-1.5mm，沸石層的厚度為25-35cm，沸石的平均粒徑 的平均粒徑為2-3mm，第二卵石層的厚度10-15cm，卵石的平均粒徑為1-2cm。
第一卵石層中的鵝卵石用于支撐布水管，使進(jìn)水通過管道均勻分布于濾料層上，同時防 止濾料堵塞布水管的出水孔。普通黃砂層，黃砂層的作用是吸附、分解生活污水中有機(jī)物和 懸浮物，如COD、BOD、TSS。沸石層，沸石層的作用是吸附、分解生活污水中的氨氮和磷。 第二卵石層用于收集出水，使之通過出水管集中排放或回用。
污水處理單元為4-6個，布水管包括分支布水管，在分支布水管的兩側(cè)連接有與分支布 水管垂直的垂直布水管，垂直布水管為若干根，垂直布水管之間相互平行，垂直布水管分支 布水管相連通，在垂直布水管上設(shè)置有布水孔。
根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步優(yōu)選的，相鄰垂直清洗管上的布水孔交錯設(shè)置。此種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)： 噴淋孔分布均勻，使布水范圍更廣，面積更大，無死角。
本發(fā)明優(yōu)選的，布水管內(nèi)徑為20-40mm，布水孔的孔徑為5-8mm，進(jìn)水管內(nèi)徑為30-60mm， 進(jìn)水管的端口與潛水泵連接處設(shè)置有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)孔徑為3.0-5.0mm。
本發(fā)明優(yōu)選的，所述的收集室的形狀為倒圓錐體，連通管設(shè)置在距離收集室底部2-5cm 處，連通管與收集室的縱向軸線垂直設(shè)置。
本發(fā)明優(yōu)選的，在過濾填料層內(nèi)設(shè)置有透氣管，透氣管垂直貫穿過濾填料層，上端高出 過濾填料層的最上層并穿出土壤層，透氣管的側(cè)壁上均布有透氣孔。
本發(fā)明優(yōu)選的，所述的保溫層的厚度為5-10cm，所述的保溫層為聚氨酯保溫板，植物 凈化池遠(yuǎn)離污水處理池的側(cè)壁為透明側(cè)壁，在該側(cè)壁上，保溫層與透明側(cè)壁鉸接。
本發(fā)明優(yōu)選的，所述的隔層為濾布層，土壤層的厚度為40-50cm。
本發(fā)明優(yōu)選的，在集水池、沉砂池、調(diào)節(jié)池、生活污水處理池及植物凈化池上端口設(shè)置 有陽光板用以保溫，在生活污水處理池、植物凈化池上端口的陽光板為兩塊，兩塊陽光板呈 100～120°夾角連接并設(shè)置在生活污水處理池、植物凈化池的上端口。
本發(fā)明優(yōu)選的，在集水池、沉砂池、調(diào)節(jié)池和植物凈化池的內(nèi)側(cè)壁上布設(shè)有盤管，盤管 與太陽能連通。通過太陽能進(jìn)行加熱。當(dāng)冬季溫度過低時，通過盤管對集水池、沉砂池、調(diào) 節(jié)池和植物凈化池進(jìn)行加熱。
利用上述裝置進(jìn)行生活污水達(dá)標(biāo)回用處理方法，包括步驟如下：
(1)農(nóng)村生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集后匯入集水池，集水池層清液通過溢流口流入與其相鄰 的沉砂池緩沖室，由緩沖室流經(jīng)沉砂室進(jìn)入下一個沉砂池的緩沖室，連通孔設(shè)置在最后一個 沉砂池的沉砂室側(cè)壁上，集水池層清液流經(jīng)1-2個沉砂池通過連通孔流入調(diào)節(jié)池;
(2)進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，通過潛水泵向各個污水處理單元供水，所述潛水泵的的功率為 0.75kW，流量8000L/h，揚(yáng)程6m，處理水經(jīng)過分支布水管、垂直布水管進(jìn)入第一卵石層，經(jīng) 過第一卵石層的進(jìn)一步布水，依次經(jīng)過黃砂層、沸石層、第二卵石層的吸附、分解后，最后 進(jìn)入收集室，第一卵石層的厚度為8-15cm，卵石的平均粒徑為2-4cm，黃砂層的厚度為厚度 30-35cm，黃砂的平均粒徑0.3-1.5mm，沸石層的厚度為25-35cm，沸石的平均粒徑為2-3mm， 第二卵石層的厚度10-15cm，卵石的平均粒徑為1-2cm;
(3)收集室的水通過連通管進(jìn)入植物凈化池，經(jīng)過植物凈化池的植物進(jìn)一步凈化出水， 去除氨氮和磷;
(4)每個污水處理單元的分支出水管匯集連接出水總管，經(jīng)過污水處理池、植物凈化 池處理后的水最終進(jìn)入魚塘養(yǎng)魚或回用于景觀用水。
本發(fā)明優(yōu)選的，植物凈化池內(nèi)的植物為蘆葦和/或互花米草。
上述的集水池、沉砂池、預(yù)處理池、生活污水處理池和植物凈化池的大小根據(jù)農(nóng)村生活 污水產(chǎn)生量的多少設(shè)計，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)常識都可以實(shí)施該設(shè)計。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法主要針對北方農(nóng)村生活污水，冬季保溫效果好、出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污 水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，而且該系統(tǒng)和方法耗能少、建造簡單、維護(hù)使用方 便,可以解決北方農(nóng)村污水隨意排放引起的污染，實(shí)現(xiàn)北方生活污水處理工程冬季正常運(yùn)行， 出水達(dá)標(biāo)回用，在降低污染的同時，節(jié)約了水資源。
生活污水在處理前和經(jīng)本發(fā)明的處理系統(tǒng)處理后的指標(biāo)如下：
本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)如下：
1、本發(fā)明的系統(tǒng)和方法主要針對北方農(nóng)村生活污水進(jìn)行凈化、綜合處理，達(dá)到廢水循 環(huán)利用，本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)常年適用，尤其適用于北方冬季，保溫效果好，解決了北方 農(nóng)村生活污水處理工程越冬難的問題，使工程一年四季正常運(yùn)行，出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)、耗能 少、建造簡單、維護(hù)使用方便,可以解決北方農(nóng)村污水隨意排放引起的污染，實(shí)現(xiàn)北方生活 污水處理工程冬季正常運(yùn)行，出水達(dá)標(biāo)回用，在降低污染的同時，節(jié)約了水資源。
2、本發(fā)明對生活污水處理效果好，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一 級A標(biāo)準(zhǔn)，出水回用，節(jié)約了水資源;本發(fā)明的系統(tǒng)和方法對氮磷去除效果尤為明顯，氮 磷去除率達(dá)65-80%。
3、本發(fā)明的系統(tǒng)建設(shè)成本低，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)使用簡單，農(nóng)民可操作。
4、本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可長久使用，無需反沖洗。
