公布日：2023.06.23
申請(qǐng)日：2023.03.13
分類號(hào)：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種垂直流人工濕地池及組合式農(nóng)村生活污水處理裝置，該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)，垂直流人工濕地池覆蓋層中的生物炭對(duì)生活污水中的污染物具有一定的吸附作用，對(duì)氮磷具有較好的去除效果，同時(shí)有利于除磷菌的附著，促進(jìn)除磷菌的脫磷作用，同時(shí)除磷菌將磷元素傳遞給蘆葦，利于蘆葦?shù)纳L(zhǎng)；然后生活污水經(jīng)過好氧硝化層和兼氧反硝化層，通過硝化作用和反硝化作用，進(jìn)一步降低了生活污水中的氨氮含量。
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）、兼氧反硝化層（330）、好氧硝化層（340）和覆蓋層（350），所述覆蓋層（350）上種植有蘆葦（360），所述排水層（320）包括粒徑為20-28mm的礫石，所述兼氧反硝化層（330）包括生物炭、活性污泥和反硝化細(xì)菌，所述好氧硝化層（340）包括石灰石、沸石、谷殼和硝化細(xì)菌，所述覆蓋層（350）包括生物炭、除磷菌和土壤；所述排水層（320）的厚度為500-600mm，所述兼氧反硝化層（330）的厚度為400-420mm，所述好氧硝化層（340）的厚度為400-420mm，所述覆蓋層（350）的厚度為200-240mm；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；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）開設(shè)有圓孔，所述柱形座（633）所開設(shè)的圓孔內(nèi)粒徑大于所述柱形桿（651）的外粒徑，所述柱形座（633）位于所述彈簧（640）的內(nèi)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），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）。
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）；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）。
6.一種利用權(quán)利要求1-5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：S1：農(nóng)村生活污水通過進(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）；S2：農(nóng)村生活污水由上而下流過覆蓋層（350）、好氧硝化層（340）、兼氧反硝化層（330）和排水層（320），再通過第一排水管（370）流入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)（500）；S3：隨著厭氧處理系統(tǒng)（500）的污水水位上升，污水通過第二排水管（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，通過曝氣盤（820）對(duì)好氧處理系統(tǒng)（900）進(jìn)行曝氣；S4：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，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)；S5：隨著好氧處理系統(tǒng)（900）的水位不斷上升，可通過第三排水管（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)明的目的提供一種垂直流人工濕地池及組合式農(nóng)村生活污水處理裝置，農(nóng)村生活污水通過垂直流人工濕地池進(jìn)行處理，達(dá)到除磷除氮的目的，然后通過進(jìn)排氣裝置的設(shè)置，利用厭氧過程中產(chǎn)生的沼氣實(shí)現(xiàn)對(duì)好氧過程的無動(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：
一種垂直流人工濕地池，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、兼氧反硝化層、好氧硝化層和覆蓋層，所述覆蓋層上種植有蘆葦，所述排水層包括粒徑為20-28mm的礫石，所述兼氧反硝化層包括生物炭、活性污泥和反硝化細(xì)菌，所述好氧硝化層包括石灰石、沸石、谷殼和硝化細(xì)菌，所述覆蓋層包括生物炭、固氮菌、除磷菌和土壤。
優(yōu)選的，所述排水層的厚度為500-600mm，所述兼氧反硝化層的厚度為400-420mm，所述好氧硝化層的厚度為400-420mm，所述覆蓋層的厚度為200-240mm。
本發(fā)明還提供一種農(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，所述柱形座開設(shè)有圓孔，所述柱形座所開設(shè)的圓孔內(nèi)粒徑大于所述柱形桿的外粒徑，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上述裝置處理農(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覆蓋層、好氧硝化層、兼氧反硝化層和排水層，再通過第一排水管流入?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，通過曝氣盤對(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，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)明提供的垂直流人工濕地池，覆蓋層中的生物炭對(duì)生活污水中的污染物具有一定的吸附作用，對(duì)氮磷具有較好的去除效果，同時(shí)有利于除磷菌的附著，促進(jìn)除磷菌的脫磷作用，同時(shí)除磷菌將磷元素傳遞給蘆葦，利于蘆葦?shù)纳L(zhǎng)；然后生活污水經(jīng)過好氧硝化層和兼氧反硝化層，通過硝化作用和反硝化作用，進(jìn)一步降低了生活污水中的氨氮含量。
(2)本發(fā)明提供的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，通過污水收集系統(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)。
(3)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，打開第二截止閥將污水引流，引流完畢后打開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)清理過程簡(jiǎn)單快捷，對(duì)周邊基本無污染。
(4)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，厭氧處理系統(tǒng)內(nèi)的高壓沼氣通過沼氣輸送管將沼氣回收，保護(hù)了資源不被浪費(fèi)。
(5)本發(fā)明提供的一種農(nóng)村生活污水處理裝置，通過進(jìn)排氣裝置的設(shè)置，充分利用厭氧過程中產(chǎn)生的沼氣和自然界的空氣來推動(dòng)活塞來回往復(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。
（發(fā)明人：彭玲;姜成亮;肖先輝;伍中華;付穎）
