公布日：2022.11.08
申請日：2022.08.10
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)N;C02F3/32(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/28(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種適用于農村污水處理的一體化設備，沿著污水水流方向依次設置厭氧折流反應區(qū)、多級垂直折流人工濕地及土壤滲濾區(qū)等，本發(fā)明還公開了一種適用于農村污水的處理方法，實現對污水中的COD、總氮、總磷的分步去除，可以大大提升處理效率，同時盡量采用農村現有的廢棄資源作為一體化設備中的處理填料的原材料，提高資源二次利用效率，通過設置取水口，可實現對多級垂直折流人工濕地內部污水處理效果進行監(jiān)測，使強化層中植物碳源和磷吸附填料的布置與更換，更為方便、精準和科學。運行過程中幾乎無需額外動力，成本低，可持續(xù)運行效果好，而且水稻和蔬菜還可以增加部分農民的經濟收益。
權利要求書
1.一種適用于農村污水處理的一體化設備，包括箱體(1)，其特征在于，箱體(1)內部由前隔墻(11)與后隔墻(12)依次分隔為厭氧折流反應區(qū)(2)、多級垂直折流人工濕地(3)和土壤滲濾區(qū)(5)，厭氧折流反應區(qū)(2)和多級垂直折流人工濕地(3)之間通過前連通管(15)相互連通，多級垂直折流人工濕地(3)和土壤滲濾區(qū)(5)之間通過后連通管(17)互相連通，厭氧折流反應區(qū)(2)與進水口(13)連接，土壤滲濾區(qū)(5)與出水口(18)連接，蓋板(14)設置在厭氧折流反應區(qū)(2)上方，水稻浮島(4)設置在多級垂直折流人工濕地(3)上方。
2.根據權利要求1所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述厭氧折流反應區(qū)(2)由多個溢流中隔板(23)依次分隔為多級厭氧反應子區(qū)，溢流中隔板(23)頂部和蓋板(14)之間留有溢流間距，厭氧反應子區(qū)內由折流板(21)分隔為下行厭氧反應通道和上行厭氧反應通道，折流板(21)底部與箱體(1)底部保持設定的反應區(qū)底部間距，折流板(21)頂部與蓋板(14)連接，上行厭氧反應通道內設置有懸浮填料(22)，上一級厭氧反應子區(qū)的上行厭氧反應通道和下一級厭氧反應子區(qū)的下行厭氧反應通道通過溢流中隔板(23)頂部溢流連通，第一級厭氧反應子區(qū)的下行厭氧反應通道的頂部對應的箱體(1)側壁設置有進水口(13)。
3.根據權利要求2所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述懸浮填料(22)包括棉質衣物以及包裹在棉質衣物中的稻草秸稈。
4.根據權利要求1所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述多級垂直折流人工濕地(3)內由多個中隔板(32)分隔為多級濕地單元，每個濕地單元內由隔板(31)分隔為下行濕地和上行濕地，隔板(31)與箱體(1)底部保持設定的濕地底部間距，下行濕地和上行濕地均包括自下至上依次設置的卵石層(38)、強化層(35)、礫石層(34)和砂層(33)，下行濕地和上行濕地的砂層(33)上方均設置有水稻浮島(4)，上一級濕地單元的上行濕地與下一級濕地單元的下行通道之間通過中隔板(32)頂部的中連通管(16)連通。
5.根據權利要求4所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述強化層(35)包括多個強化填料件，強化填料件包括填料空心筒(355)，填料空心筒(355)兩端密封穿出箱體(1)且端口設置有橡膠蓋(351)，填料空心筒(355)內填充有強化填料，位于箱體(1)內的填料空心筒(355)的側壁上設置有過水孔(352)，填料空心筒(355)密封穿出箱體(1)的端部設置有取樣口(353)，取樣口(353)處設置有止水閥(354)。
6.根據權利要求5所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述下行濕地的填料空心筒(355)內填充的強化填料為植物碳源(36)，上行濕地的填料空心筒(355)內填充的強化填料為磷吸附填料(37)。
7.根據權利要求6所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述植物碳源(36)為農林廢棄物秸稈、樹皮、花生殼、絲瓜絡中的一種或者多種；所述磷吸附填料(37)為鋼渣、粉煤灰、鐵屑及鐵尾礦的一種或者多種。
8.根據權利要求1所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述土壤滲濾區(qū)(5)包括自上至下設置的土壤層(52)和中粗砂層(54)，土壤層(52)頂部種植有蔬菜(51)，土壤層(52)內的不同高度設置有廢棄磚塊(53)，土壤滲濾區(qū)(5)位于中粗砂層(54)的側壁設置有出水口(18)。
9.根據權利要求1所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，所述折流板(21)下部朝上行厭氧反應通道傾斜且與水平面保持45°夾角。
10.一種農村污水處理方法，利用權利要求6所述一種適用于農村污水處理的一體化設備，其特征在于，包括以下步驟：在取樣口(353)處定期采樣監(jiān)測C/N比，當C/N比低于3時，在上行濕地和下行濕地中的強化層(35)的填料空心筒(355)內的強化填料全部替換為植物碳源(36)；在設定時間，將強化層(35)的填料空心筒(355)內的強化填料部分取出，并通過取樣口(353)向填料空心筒(355)內鼓入空氣。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現有技術的上述不足，提供一種適用于農村污水處理的一體化設備，還提供一種適用于農村污水的處理方法，能夠在實現農村污水總氮及總磷分階段進行有效凈化，并可以有效利用農村的廢棄資源，獲得一定的經濟收益。
為了實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：
一種適用于農村污水處理的一體化設備，包括箱體，箱體內部由前隔墻與后隔墻依次分隔為厭氧折流反應區(qū)、多級垂直折流人工濕地和土壤滲濾區(qū)，厭氧折流反應區(qū)和多級垂直折流人工濕地之間通過前連通管相互連通，多級垂直折流人工濕地和土壤滲濾區(qū)之間通過后連通管互相連通，厭氧折流反應區(qū)與進水口連接，土壤滲濾區(qū)與出水口連接，蓋板設置在厭氧折流反應區(qū)上方，水稻浮島設置在多級垂直折流人工濕地上方。
如上所述厭氧折流反應區(qū)由多個溢流中隔板依次分隔為多級厭氧反應子區(qū)，溢流中隔板頂部和蓋板之間留有溢流間距，厭氧反應子區(qū)內由折流板分隔為下行厭氧反應通道和上行厭氧反應通道，折流板底部與箱體底部保持設定的反應區(qū)底部間距，折流板頂部與蓋板連接，上行厭氧反應通道內設置有懸浮填料，上一級厭氧反應子區(qū)的上行厭氧反應通道和下一級厭氧反應子區(qū)的下行厭氧反應通道通過溢流中隔板頂部溢流連通，第一級厭氧反應子區(qū)的下行厭氧反應通道的頂部對應的箱體側壁設置有進水口。
如上所述懸浮填料包括棉質衣物以及包裹在棉質衣物中的稻草秸稈。
如上所述多級垂直折流人工濕地內由多個中隔板分隔為多級濕地單元，每個濕地單元內由隔板分隔為下行濕地和上行濕地，隔板與箱體底部保持設定的濕地底部間距，下行濕地和上行濕地均包括自下至上依次設置的卵石層、強化層、礫石層和砂層，下行濕地和上行濕地的砂層上方均設置有水稻浮島，上一級濕地單元的上行濕地與下一級濕地單元的下行通道之間通過中隔板頂部的中連通管連通。
如上所述強化層包括多個強化填料件，強化填料件包括填料空心筒，填料空心筒兩端密封穿出箱體且端口設置有橡膠蓋，填料空心筒內填充有強化填料，位于箱體內的填料空心筒的側壁上設置有過水孔，為便于定期對設備內部污水的污染物含量進行監(jiān)測，填料空心筒密封穿出箱體的端部設置有取樣口，取樣口處設置有止水閥。
如上所述下行濕地的填料空心筒內填充的強化填料為植物碳源，上行濕地的填料空心筒內填充的強化填料為磷吸附填料，根據監(jiān)測數據可對強化層的強化填料的類型進行更換，操作簡單方便。
如上所述植物碳源為農林廢棄物秸稈、樹皮、花生殼、絲瓜絡中的一種或者多種；磷吸附填料為鋼渣、粉煤灰、鐵屑及鐵尾礦的一種或者多種。
如上所述土壤滲濾區(qū)包括自上至下設置的土壤層和中粗砂層，為提高土地資源使用效率，土壤層頂部種植有蔬菜，土壤層內的不同高度設置有廢棄磚塊，土壤滲濾區(qū)位于中粗砂層的側壁設置有出水口。
如上所述折流板下部朝上行厭氧反應通道傾斜且與水平面保持45°夾角。
一種適用于農村污水的處理方法，利用上述一種適用于農村污水處理的一體化設備，包括以下步驟：
在取樣口處定期采樣監(jiān)測C/N比，當C/N比低于3時，在上行濕地和下行濕地中的強化層的填料空心筒內的強化填料全部替換為植物碳源；
在設定時間，將強化層的填料空心筒內的強化填料部分取出，并通過取樣口向填料空心筒內鼓入空氣。
與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：
1、對脫氮除磷分階段進行處理，處理效果好。本發(fā)明將農村污水中脫氮、除磷兩個薄弱環(huán)節(jié)分開進行處理，可以將多級折流垂直人工濕地脫氮效果較好和土壤滲濾系統(tǒng)除磷效果好、水稻浮島既吸收氮磷又可作為補充碳源，三者優(yōu)勢互補，提高對總氮、總磷的去除效率。
2、對農村廢棄資源利用率高；本發(fā)明中使用的填料幾乎全都采用農村現有的廢棄資源，設置水稻浮島、在土壤滲濾區(qū)種植蔬菜等，可以很好的提高土地資源使用效率，同時又可以作為填料的原料來源，還可以獲取部分經濟效益。
3、方便對設備內部的污水水處理效果進行監(jiān)測，碳源補充十分方便。本發(fā)明中設置的取樣口，可以定期對設備內部污水的污染物含量進行監(jiān)測，了解裝置內部污水處理效果，而且可以根據監(jiān)測數據對強化層的強化填料的類型進行更換，操作簡單方便。
4、運行成本低，防堵塞效果好，可持續(xù)運行效果好。本發(fā)明基本上無動力，對于易堵塞的多級折流垂直人工濕地，可選擇將強化層的強化填料取出后鼓入空氣，可有效緩解堵塞情況，提升一體化設備的可持續(xù)運行時間。
（發(fā)明人：葉晶;周林;張建友;趙劍;段昌兵;彭香玉;肖磊）
