公布日：2022.11.08

申請(qǐng)日：2022.08.17

分類號(hào)：C02F3/30(2006.01)I;C02F3/32(2006.01)I;C02F7/00(2006.01)I

摘要

本發(fā)明公開(kāi)了一種農(nóng)村生活污水處理裝置及污水處理方法，該裝置包括污水收集系統(tǒng)、排出管組件、垂直流人工濕地池、支撐座組件、厭氧處理系統(tǒng)、進(jìn)排氣裝置、空氣進(jìn)氣管、曝氣管組件和好氧處理系統(tǒng)，排出管組件位于污水收集系統(tǒng)的上部，垂直流人工濕地池位于排出管組件的底部，厭氧處理系統(tǒng)通過(guò)第二排水管與好氧處理系統(tǒng)連通，厭氧處理系統(tǒng)與好氧處理系統(tǒng)之間設(shè)置有進(jìn)排氣裝置，在厭氧處理系統(tǒng)的頂部設(shè)置有沼氣罩，通過(guò)沼氣輸送管將沼氣回收，保護(hù)了資源不被浪費(fèi)，通過(guò)進(jìn)排氣裝置的設(shè)置，充分利用厭氧過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣和自然界的空氣來(lái)推動(dòng)活塞來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在好氧處理系統(tǒng)不增設(shè)外接設(shè)備的情況下高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)好氧處理系統(tǒng)的連續(xù)曝氣。

權(quán)利要求書

1.一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，包括污水收集系統(tǒng)(100)、排出管組件(200)、垂直流人工濕地池(300)、支撐座組件(400)、厭氧處理系統(tǒng)(500)、進(jìn)排氣裝置(600)、空氣進(jìn)氣管(700)、曝氣管組件(800)和好氧處理系統(tǒng)(900)；所述排出管組件(200)位于所述污水收集系統(tǒng)(100)的上部，所述垂直流人工濕地池(300)位于所述排出管組件(200)噴水口(201)的底部，所述垂直流人工濕地池(300)通過(guò)第一排水管(370)與所述厭氧處理系統(tǒng)(500)連通，所述厭氧處理系統(tǒng)(500)通過(guò)第二排水管(550)與所述好氧處理系統(tǒng)(900)連通，所述厭氧處理系統(tǒng)(500)與所述好氧處理系統(tǒng)(900)之間設(shè)置有所述進(jìn)排氣裝置(600)，所述進(jìn)排氣裝置(600)的底部設(shè)置有所述支撐座組件(400)，所述進(jìn)排氣裝置(600)通過(guò)連通管(540)與所述厭氧處理系統(tǒng)(500)連通，所述進(jìn)排氣裝置(600)右端上部與所述空氣進(jìn)氣管(700)連通，所述進(jìn)排氣裝置(600)右端下部與所述曝氣管組件(800)連通，所述曝氣管組件(800)伸入所述好氧處理系統(tǒng)(900)的底部，所述連通管(540)位于所述第二排水管(550)的上部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述污水收集系統(tǒng)(100)包括污水收集罐(110)、進(jìn)水管組件(120)、排廢料組件(130)、排水口組件(150)，所述進(jìn)水管組件(120)與所述污水收集罐(110)一側(cè)固定連接，所述排廢料組件(130)、所述排水口組件(150)與所述污水收集罐(110)另一側(cè)固定連接，所述進(jìn)水管組件(120)的高度高于所述排廢料組件(130)的高度，所述排廢料組件(130)上設(shè)置有可拆卸的封板(131)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述污水收集罐(110)的底部設(shè)置有第一排污閥(111)，所述污水收集罐(110)上設(shè)置有觀察窗(140)，所述進(jìn)水管組件(120)上設(shè)置有截止閥(121)，所述截止閥(121)的后端設(shè)置有第二排污閥(122)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述垂直流人工濕地池(300)的四周及底部為防滲漏層(310)，所述防滲漏層(310)內(nèi)從下往上依次設(shè)置有排水層(320)、過(guò)渡層(330)、濾料層(340)和覆蓋層(350)，所述覆蓋層(350)上種植有蘆葦(360)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述厭氧處理系統(tǒng)(500)的底部設(shè)置有第三排污閥(510)，所述厭氧處理系統(tǒng)(500)的頂部設(shè)置有沼氣罩，所述沼氣罩頂部設(shè)置有沼氣輸送管(520)和安全閥(530)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述進(jìn)排氣裝置(600)包括殼體(610)、左端蓋(620)、右端蓋(630)、彈簧(640)和活塞(650)，所述殼體(610)為長(zhǎng)方體內(nèi)空結(jié)構(gòu)，所述左端蓋(620)開(kāi)設(shè)有與所述連通管(540)相對(duì)應(yīng)的第一氣孔(621)，所述右端蓋(630)開(kāi)設(shè)有與所述曝氣管組件(800)相對(duì)應(yīng)的第二氣孔(631)，所述右端蓋(630)開(kāi)設(shè)有與所述空氣進(jìn)氣管(700)相對(duì)應(yīng)的第三氣孔(632)，所述活塞(650)位于所述殼體(610)內(nèi)部并可沿所述殼體(610)左右移動(dòng)，所述活塞(650)靠近所述右端蓋(630)的一端設(shè)置有柱形桿(651)，所述右端蓋(630)靠近所述活塞(650)的一端設(shè)置有柱形座(633)，所述柱形座(633)開(kāi)設(shè)有圓孔，所述柱形座(633)所開(kāi)設(shè)的圓孔內(nèi)直徑大于所述柱形桿(651)的外直徑，所述柱形座(633)位于所述彈簧(640)的內(nèi)部。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述第二排水管(550)中設(shè)置有第一單向閥(551)；所述空氣進(jìn)氣管(700)中設(shè)置有第二單向閥(701)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述曝氣管組件(800)包括曝氣管(810)和若干曝氣盤(820)，所述曝氣管(810)中設(shè)置有第三單向閥(811)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，其特征在于，所述好氧處理系統(tǒng)(900)的底部設(shè)置有第四排污閥(910)，所述第四排污閥(910)的頂部設(shè)置有第三排水管(920)。

10.一種利用權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述裝置處理農(nóng)村生活污水的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)農(nóng)村生活污水通過(guò)進(jìn)水管組件(120)進(jìn)入污水收集罐(110)，其內(nèi)部的固體顆粒沉淀在污水收集罐(110)的底部，固液分離后的農(nóng)村生活污水通過(guò)排水口組件(150)進(jìn)入排出管組件(200)，由噴水口(201)噴向垂直流人工濕地池(300)；(2)農(nóng)村生活污水由上而下流過(guò)覆蓋層(350)、濾料層(340)、過(guò)渡層(330)和排水層(320)，再通過(guò)第一排水管(370)流入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)(500)；(3)隨著厭氧處理系統(tǒng)(500)的污水水位上升，污水通過(guò)第二排水管(550)流入好氧處理系統(tǒng)(900)，同時(shí)在厭氧處理系統(tǒng)(500)產(chǎn)生沼氣，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，厭氧處理系統(tǒng)(500)的壓力不斷升高，較高壓力的沼氣推動(dòng)活塞(650)向右運(yùn)動(dòng)，彈簧(640)被壓縮，原先通過(guò)空氣進(jìn)氣管(700)進(jìn)入進(jìn)排氣裝置(600)B腔的空氣被壓縮,第三單向閥(811)打開(kāi)，通過(guò)曝氣盤(820)對(duì)好氧處理系統(tǒng)(900)進(jìn)行曝氣；(4)隨著厭氧處理系統(tǒng)(500)所產(chǎn)生的沼氣壓力不斷升高，達(dá)到連接在沼氣輸送管(520)上的壓力傳感器設(shè)定的壓力上限時(shí)，壓力傳感器信號(hào)被PLC控制系統(tǒng)的模擬量采集模塊檢測(cè)到，將電磁閥打開(kāi)，厭氧處理系統(tǒng)(500)的高壓沼氣被排出到指定設(shè)備，當(dāng)厭氧處理系統(tǒng)(500)內(nèi)的沼氣壓力不斷下降，達(dá)到連接在沼氣輸送管(520)上的壓力傳感器設(shè)定的壓力下限時(shí)，壓力傳感器信號(hào)被PLC控制系統(tǒng)的模擬量采集模塊檢測(cè)到，將電磁閥關(guān)閉，此時(shí)進(jìn)入進(jìn)排氣裝置(600)A腔的沼氣壓力下降,在彈簧(640)彈力的作用下，活塞(650)向左運(yùn)動(dòng)，進(jìn)排氣裝置(600)B腔壓力下降，空氣通過(guò)第二單向閥(701)進(jìn)入進(jìn)排氣裝置(600)B腔，恢復(fù)至初始狀態(tài)；(5)隨著好氧處理系統(tǒng)(900)的水位不斷上升，可通過(guò)第三排水管(920)將其排出到指定位置。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的提供一種農(nóng)村生活污水處理裝置及污水處理方法，該裝置通過(guò)進(jìn)排氣裝置的設(shè)置，利用厭氧過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣間接實(shí)現(xiàn)對(duì)好氧過(guò)程的無(wú)動(dòng)力曝氣，同時(shí)該裝置能實(shí)現(xiàn)沼氣的回收，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于推廣應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種農(nóng)村生活污水處理裝置，包括污水收集系統(tǒng)、排出管組件、垂直流人工濕地池、支撐座組件、厭氧處理系統(tǒng)、進(jìn)排氣裝置、空氣進(jìn)氣管、曝氣管組件和好氧處理系統(tǒng)；

所述排出管組件位于所述污水收集系統(tǒng)的上部，所述垂直流人工濕地池位于所述排出管組件噴水口的底部，所述垂直流人工濕地池通過(guò)第一排水管與所述厭氧處理系統(tǒng)連通，所述厭氧處理系統(tǒng)通過(guò)第二排水管與所述好氧處理系統(tǒng)連通，所述厭氧處理系統(tǒng)與所述好氧處理系統(tǒng)之間設(shè)置有所述進(jìn)排氣裝置，所述進(jìn)排氣裝置的底部設(shè)置有所述支撐座組件，所述進(jìn)排氣裝置通過(guò)連通管與所述厭氧處理系統(tǒng)連通，所述進(jìn)排氣裝置右端上部與所述空氣進(jìn)氣管連通，所述進(jìn)排氣裝置右端下部與所述曝氣管組件連通，所述曝氣管組件伸入所述好氧處理系統(tǒng)的底部，所述連通管位于所述第二排水管的上部。

優(yōu)選的，所述污水收集系統(tǒng)包括污水收集罐、進(jìn)水管組件、排廢料組件、排水口組件，所述進(jìn)水管組件與所述污水收集罐一側(cè)固定連接，所述排廢料組件、所述排水口組件與所述污水收集罐另一側(cè)固定連接，所述進(jìn)水管組件的高度高于所述排廢料組件的高度，所述排廢料組件上設(shè)置有可拆卸的封板。

優(yōu)選的，所述污水收集罐的底部設(shè)置有第一排污閥，所述污水收集罐上設(shè)置有觀察窗，所述進(jìn)水管組件上設(shè)置有截止閥，所述截止閥的后端設(shè)置有第二排污閥。

優(yōu)選的，所述垂直流人工濕地池的四周及底部為防滲漏層，所述防滲漏層內(nèi)從下往上依次設(shè)置有排水層、過(guò)渡層、濾料層和覆蓋層，所述覆蓋層上種植有蘆葦。

優(yōu)選的，所述厭氧處理系統(tǒng)的底部設(shè)置有第三排污閥，所述厭氧處理系統(tǒng)的頂部設(shè)置有沼氣罩，所述沼氣罩頂部設(shè)置有沼氣輸送管和安全閥。

優(yōu)選的，所述進(jìn)排氣裝置包括殼體、左端蓋、右端蓋、彈簧和活塞，所述殼體為長(zhǎng)方體內(nèi)空結(jié)構(gòu)，所述左端蓋開(kāi)設(shè)有與所述連通管相對(duì)應(yīng)的第一氣孔，所述右端蓋開(kāi)設(shè)有與所述曝氣管組件相對(duì)應(yīng)的第二氣孔，所述右端蓋開(kāi)設(shè)有與所述空氣進(jìn)氣管相對(duì)應(yīng)的第三氣孔，所述活塞位于所述殼體內(nèi)部并可沿所述殼體左右移動(dòng)，所述活塞靠近所述右端蓋的一端設(shè)置有柱形桿，所述右端蓋靠近所述活塞的一端設(shè)置有柱形座，所述柱形座開(kāi)設(shè)有圓孔，所述柱形座所開(kāi)設(shè)的圓孔內(nèi)直徑大于所述柱形桿的外直徑，所述柱形座位于所述彈簧的內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述第二排水管中設(shè)置有第一單向閥；所述空氣進(jìn)氣管中設(shè)置有第二單向閥。

優(yōu)選的，所述曝氣管組件包括曝氣管和若干曝氣盤，所述曝氣管中設(shè)置有第三單向閥。

優(yōu)選的，所述好氧處理系統(tǒng)的底部設(shè)置有第四排污閥，所述第四排污閥的頂部設(shè)置有第三排水管。

本發(fā)明還提供了一種利用所述裝置處理農(nóng)村生活污水的方法，包括以下步驟：

(1)農(nóng)村生活污水通過(guò)進(jìn)水管組件進(jìn)入污水收集罐，其內(nèi)部的固體顆粒沉淀在污水收集罐的底部，固液分離后的農(nóng)村生活污水通過(guò)排水口組件進(jìn)入排出管組件，由噴水口噴向垂直流人工濕地池；

(2)農(nóng)村生活污水由上而下流過(guò)覆蓋層、濾料層、過(guò)渡層和排水層，再通過(guò)第一排水管流入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)；

(3)隨著厭氧處理系統(tǒng)的污水水位上升，污水通過(guò)第二排水管流入好氧處理系統(tǒng)，同時(shí)在厭氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生沼氣，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，厭氧處理系統(tǒng)的壓力不斷升高，較高壓力的沼氣推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)，彈簧被壓縮，原先通過(guò)空氣進(jìn)氣管進(jìn)入進(jìn)排氣裝置B腔的空氣被壓縮,第三單向閥打開(kāi)，通過(guò)曝氣盤對(duì)好氧處理系統(tǒng)進(jìn)行曝氣；

(4)隨著厭氧處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的沼氣壓力不斷升高，達(dá)到連接在沼氣輸送管上的壓力傳感器設(shè)定的壓力上限時(shí)，壓力傳感器信號(hào)被PLC控制系統(tǒng)的模擬量采集模塊檢測(cè)到，將電磁閥打開(kāi)，厭氧處理系統(tǒng)的高壓沼氣被排出到指定設(shè)備，當(dāng)厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的沼氣壓力不斷下降，達(dá)到連接在沼氣輸送管上的壓力傳感器設(shè)定的壓力下限時(shí)，壓力傳感器信號(hào)被PLC控制系統(tǒng)的模擬量采集模塊檢測(cè)到，將電磁閥關(guān)閉，此時(shí)進(jìn)入進(jìn)排氣裝置A腔的沼氣壓力下降,在彈簧彈力的作用下，活塞向左運(yùn)動(dòng)，進(jìn)排氣裝置B腔壓力下降，空氣通過(guò)第二單向閥進(jìn)入進(jìn)排氣裝置B腔，恢復(fù)至初始狀態(tài)；

(5)隨著好氧處理系統(tǒng)的水位不斷上升，可通過(guò)第三排水管將其排出到指定位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)本發(fā)明提供的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，通過(guò)污水收集系統(tǒng)、排出管組件、垂直流人工濕地池、厭氧處理系統(tǒng)和好氧處理系統(tǒng)的設(shè)置，使農(nóng)村生活污水經(jīng)過(guò)沉淀并輸送至垂直流人工濕地池，利用垂直流人工濕地池除掉農(nóng)村生活污水中的大部分氨氮，同時(shí)使污水通入垂直流人工濕地池后形成厭氧環(huán)境，再通過(guò)后續(xù)的厭氧處理系統(tǒng)和好氧處理系統(tǒng)，增加了脫氮除磷的效果，改善了出水水質(zhì)。

(2)本發(fā)明提供的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，在污水收集系統(tǒng)中設(shè)置有排廢料組件，通過(guò)觀察窗方便地了解固體沉淀狀況，需要清理時(shí)關(guān)閉截止閥，打開(kāi)第二截止閥將污水引流，引流完畢后打開(kāi)可拆卸封板即可方便地將碎石細(xì)沙等固體顆粒清理，整個(gè)清理過(guò)程簡(jiǎn)單快捷，對(duì)周邊基本無(wú)污染。

(3)本發(fā)明提供的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，在厭氧處理系統(tǒng)的頂部設(shè)置有沼氣罩，當(dāng)厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)沼氣達(dá)到一定的壓力時(shí)，電磁閥打開(kāi)，厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的高壓沼氣通過(guò)沼氣輸送管將沼氣回收，保護(hù)了資源不被浪費(fèi)。

(4)本發(fā)明提供的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，通過(guò)進(jìn)排氣裝置的設(shè)置，充分利用厭氧過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣和自然界的空氣來(lái)推動(dòng)活塞來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在好氧處理系統(tǒng)不增設(shè)外接設(shè)備的情況下高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)好氧處理系統(tǒng)的連續(xù)曝氣。

(5)本發(fā)明提供的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，通過(guò)安全閥及多個(gè)單向閥的設(shè)置，提高了整個(gè)裝置運(yùn)行的可靠性。

（發(fā)明人：姜成亮;彭玲;伍中華;肖先輝）