本发明涉及污水净化领域，尤其涉及一种适合散居生活污水和养殖废水净化的无动力序批式生活污水缺氧/厌氧消化的定期布水系统。
背景技术
生活污水、养殖废水是两类富含有机质、氮磷营养物质的废水，直接排放极易引起河流、水库的污染。当这类废水无法通过管道送入污水处理厂时，如何有效去除耗氧物质和氮磷，实现安全排放，是亟待解决的问题。
当前，对于分散居民点的生活污水、养殖场废水的处理，主要有土地处理、人工湿地、氧化塘技术等。这些技术都是利用自然界广泛存在的微生物的降解作用，以及土壤的吸附作用，去除水中的污染物质。其中土地处理系统适应性好，尤其适合我国长江以北较干旱的地区推广。
传统土地处理系统存在占地面积大，处理效率低，易在地表形成结皮堵塞，形成积水等问题。土地处理系统地表结皮与农田因雨水击打形成结皮的机制不同，它主要是由于微生物过度繁殖，其分泌的聚多糖堵塞空隙。无规律地向土地处理系统进行排灌，易降解组分含量过高等是引起土地处理系统运行失败的根本原因。
目前，限制土地处理系统推广的关键困难在于：（1）污染负荷效率低。盲目加大负荷，极易引起系统堵塞，导致系统运行失败。（2）对外源动力的依赖。（3）土地处理系统内部的活性污泥的数量过大时导致过剩活性污泥却无法自动处理，使得针对土地处理系统的污水系统无法持续长时间连续工作。
技术实现要素：
针对传统土地处理系统效率低、依赖外源动力以及活性污泥的数量过大时无法自动处理的问题，本发明提供一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，可以避免堵塞，无需外源动力的连续工作。
所述的一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，包括用于收集废水的一级存储池、用于从一级存储池中利用虹吸作用抽取废水的第一虹吸管、设置在第一虹吸管出水端的用于存储从一级存储池抽取的废水并回收废水中磷元素的二级蓄水池以及设置在二级蓄水池内的用于向外定期布水的第二虹吸管，一级存储池与二级蓄水池相同；一级存储池的侧壁上设置有用于通过第一虹吸管的通孔；第一虹吸管的进水端位于一级存储池内且距离一级存储池底部的距离为m-1/m×h；第一虹吸管的出水端位于二级蓄水池内且第一虹吸管的出水端低于第一虹吸管的进水端5~10cm，其特征在于：还包括用于抽取一级存储池中活性污泥至二级蓄水池中的杠杆组件；杠杆组件包括设置在一级存储池顶部的杠杆、杠杆一端设置的左侧拉线、左侧拉线上连接的重锤、杠杆另一端设置的右侧拉线以及右侧拉线上连接的活动虹吸管；杠杆的支点位于一级存储池顶部；重锤的容重大于水小于活性污泥且设置在一级存储池中；活动虹吸管的进水口设置在一级存储池内且出水口设置在二级蓄水池内；重锤能够根据一级存储池内水中活性污泥的含量通过杠杆使活动虹吸管的进水口的位置在距离一级存储池底部1/2m×h至2m-1/2m×h的范围内运动；m为布水周期天数，h为一级存储池深度。
一级存储池内设置有将其空间均分三份的第一隔板和第二隔板；一级存储池中设置有将一级存储池分成等体积的三个空间的第一隔板和第二隔板；第一隔板和第二隔板垂直一级存储池底面且相互平行设置；第一隔板在距离一级存储池底部m-1/m×h的位置设置有第一通孔；在第二隔板距离一级存储池底部1/m×h的位置设置有第二长孔；第二长孔延伸到一级存储池顶部；
一级存储池距顶部8~12cm的位置设置有用于穿过第一虹吸管的通孔；
第二长孔与一级存储池顶部的交接处为杠杆的支点位置。
第一隔板与其靠近的一级存储池侧壁之间设置有多个用于微生物挂膜的pvc空心球体；第一隔板与第二隔板之间设置有多个用于微生物挂膜的pvc空心球体；pvc空心球体的直径是2~5cm；多个pvc空心球体的总体积占其所填充空间的2/3。
一级存储池与二级蓄水池阶梯状分布且一级存储池的顶部高于二级蓄水池顶部1/m×h，m为一级存储池可以容纳蓄水的天数；h为一级存储池的深度。
活动虹吸管位于一级存储池内为软管；重锤的重量等于活动虹吸管位于一级存储池内软管的重量。
重锤由外框架、设置在外框架内的密度块以及设置在外框架上的用于连接左侧拉线的把手组成；密度块从内向外依次设置有石英砂与泡沫混合物块、石英砂与泡沫混合物块外侧设置黄油层后包裹设置聚乙烯膜层；石英砂与泡沫混合物块的容重比为1.002。
二级蓄水池中设置有用于回收磷元素的碳酸钙浮阀；碳酸钙浮阀包括用于设置块状石灰石的长方形框体、设置在长方形框体内的防止块状石灰石掉落的pvc网以及对称设置在长方形框体长度方向上的两个浮力块；浮力块由泡沫块、包裹在泡沫块外侧的黄油层以及包裹在黄油层外侧的聚乙烯层组成。
一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，还包括用于泄放封闭空间内压力的泄压管组；泄压管组包括第一泄放管和第二泄放管；第一泄放管连通设置在一级存储池与二级蓄水池的顶部用于使一级存储池与二级蓄水池内气压平衡；第二泄放管设置在二级蓄水池的侧壁上用于与外界大气连通。
一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，还包括设置在二级蓄水池内的用于抽取污泥的污泥排放口。
第二虹吸管距离二级蓄水池顶部10~15cm设置且第二虹吸管的进水端位于二级蓄水池深度的m-1/m×h处；第二虹吸管的出水端设置在二级蓄水池的外侧与外界连通且第二虹吸管的出水端低于第二虹吸管的进水端；m为布水周期天数，h为一级存储池深度。
本发明的有益效果是：本发明通过设置杠杆组件利用浮力与密度的关系，使杠杆组件在一级存储池中存在过多的活性污泥时，将多余的活性污泥利用虹吸原理抽取至二级蓄水池中，减少了一级存储池中的活性污泥的量，保证一级存储池中的活性污泥不会过剩。同时，本发明通过虹吸原理作用，无需外设能源。而且，一级存储池通过第一虹吸管将存储在一级存储池中的废水抽取至二级蓄水池中，再通过二级蓄水池的第二虹吸管将处理后的水排放至外界。本发明结构简单，利用虹吸原理，性能可靠，不易堵塞且能够对容器中活性污泥的含量进行控制，无需定时人工处理，从而提高了污水处理效率。
附图说明
图1为本发明示意图。
图2为图1中重锤的结构示意图。
图3为图1中碳酸钙浮阀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
如图1，所述的一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，包括用于收集废水的一级存储池1、用于从一级存储池1中利用虹吸作用抽取废水的第一虹吸管2、设置在第一虹吸管2出水端的用于存储从一级存储池1抽取的废水并回收废水中磷元素的二级蓄水池3以及设置在二级蓄水池3内的用于向外定期布水的第二虹吸管4，一级存储池1与二级蓄水池3相同；一级存储池1的侧壁上设置有用于通过第一虹吸管2的通孔；第一虹吸管2的进水端位于一级存储池1内且距离一级存储池1底部的距离为m-1/m×h；第一虹吸管2的出水端位于二级蓄水池3内且第一虹吸管2的出水端低于第一虹吸管2的进水端5~10cm，其特征在于：还包括用于抽取一级存储池1中活性污泥至二级蓄水池3中的杠杆组件7；杠杆组件7包括设置在一级存储池1顶部的杠杆701、杠杆701一端设置的左侧拉线702、左侧拉线702上连接的重锤703、杠杆701另一端设置的右侧拉线704以及右侧拉线704上连接的活动虹吸管705；杠杆701的支点位于一级存储池1顶部；重锤703的容重大于水小于活性污泥且设置在一级存储池1中；活动虹吸管705的进水口设置在一级存储池1内且出水口设置在二级蓄水池3内；重锤703能够根据一级存储池1内水中活性污泥的含量通过杠杆701使活动虹吸管705的进水口的位置在距离一级存储池1底部1/2m×h至2m-1/2m×h的范围内运动；m为布水周期天数，h为一级存储池1深度。
需要明确的是：可以选择的，一级存储池1的侧壁距离一级存储池1顶部10cm处设至有用于通过第一虹吸管2的通孔。
一级存储池1内设置有将其空间均分三份的第一隔板101和第二隔板102；第一隔板101和第二隔板102垂直一级存储池1底面且相互平行设置；第一隔板101在距离一级存储池1底部m-1/m×h的位置设置有第一通孔1a；在第二隔板102距离一级存储池1底部1/m×h的位置设置有第二长孔1b；
一级存储池1距顶部8~12cm的位置设置有用于穿过第一虹吸管2的通孔；
第二隔板102与一级存储池1顶部的交接处设置有用于安装杠杆701支点的过孔。
第一隔板101与其靠近的一级存储池1侧壁之间设置有多个用于微生物挂膜的pvc空心球体5；第一隔板101与第二隔板102之间设置有多个用于微生物挂膜的pvc空心球体5；pvc空心球体5的直径是2~5cm；多个pvc空心球体5的总体积占其所填充空间的2/3。
需要明确的是：pvc空心球体5的直径可以是3cm。
一级存储池1与二级蓄水池3阶梯状分布且一级存储池1的顶部高于二级蓄水池3顶部1/m×h，m为一级存储池1可以容纳蓄水的天数；h为一级存储池1的深度。
活动虹吸管705位于一级存储池1内为软管；重锤703的重量等于活动虹吸管705位于一级存储池1内软管的重量。
如图2，重锤703由外框架7031、设置在外框架7031内的密度块7032以及设置在外框架7031上的用于连接左侧拉线702的把手7033组成；密度块7032从内向外依次设置有石英砂与泡沫混合物块70321、石英砂与泡沫混合物块70321外侧设置黄油层70322后包裹设置聚乙烯膜层70323；石英砂与泡沫混合物块70321的容重比为1.002。
需要明确的是：活性污泥比重大于1.005，可以保障重锤703既能在水中下沉，又能浮在活性污泥之上。
在使用过程中，废水从第一通孔1a进入第一隔板101和第二隔板102之间时，由于落差，使第一隔板101和第二隔板102内的水成为活性污泥和废水形成的悬浮液。当一级存储池1中存在较少活性污泥时，重锤703拉起活动虹吸管705，使活动虹吸管705的进水口比第一虹吸管2的进水口高，使活动虹吸管705失效。当一级存储池1中存在的活性污泥使一级存储池1的容重比大于等于重锤703时，重锤703浮起或悬浮，从而放下活动虹吸管705，使活动虹吸管705的进水口位置比第一虹吸管2的进水口低，活动虹吸管705起作用，将一级存储池1底部的活性污泥抽至二级蓄水池3，降低一级存储池1内的活性污泥的量。
如图3，二级蓄水池3中设置有用于回收磷元素的碳酸钙浮阀6；碳酸钙浮阀6包括用于设置块状石灰石6a的长方形框体601、设置在长方形框体601内的防止块状石灰石6a掉落的pvc网603以及对称设置在长方形框体601长度方向上的两个浮力块602；浮力块602由泡沫块6021、包裹在泡沫块6021外侧的黄油层6022以及包裹在黄油层6022外侧的聚乙烯层组成。
需要明确的是：黄油层6022的作用是用于防水。如果没有黄油层6022，泡沫块6021吸水，就无法支撑碳酸钙浮阀6浮于水面。
一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，还包括用于泄放封闭空间内压力的泄压管组8；泄压管组8包括第一泄放管801和第二泄放管802；第一泄放管801连通设置在一级存储池1与二级蓄水池3的顶部用于使一级存储池1与二级蓄水池3内气压平衡；第二泄放管802设置在二级蓄水池3的侧壁上用于与外界大气连通。
一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，还包括设置在二级蓄水池3内的用于抽取污泥的污泥排放口3a。
需要明确的是：所述的污泥排放口3a上设置有密闭盖。可以通过市政吸污泥的车来抽吸污泥。
第二虹吸管4距离二级蓄水池3顶部10~15cm设置且第二虹吸管4的进水端位于二级蓄水池3深度的m-1/m×h处；第二虹吸管4的出水端设置在二级蓄水池3的外侧与外界连通且第二虹吸管4的出水端低于第二虹吸管4的进水端；m为布水周期天数，h为一级存储池1深度。
需要明确的是：第二虹吸管4距离二级蓄水池3顶部15cm设置。
具体实施方式i：居民废水处理过程。
一级存储池1、二级蓄水池3的高为2m，一级存储池1、二级蓄水池3的半径r，可根据经验公式获得，n为居民人数。假设居民人数为100，得到r=3.6m；根据居民每天用水量，可得一级存储池1可以容纳7天消费的生活污水，假设排水的周期为m=7。
重锤703的把手7033由不锈钢条焊接制成，高10cm、宽8cm；外框架7031由不锈钢条焊接而成，长30cm，宽20cm，高20cm。各面均按10cm间距焊接不锈钢条。
碳酸钙浮阀6中的长方形框体601高10cm、宽10cm、长30cm，由不锈钢条焊接而成。pvc网603的网孔大小为0.5cm；块状石灰石6a直径为5cm；浮力块602的大小为高15cm、宽12cm、厚10cm的长方体。
一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，包括用于收集废水的一级存储池1、用于从一级存储池1中利用虹吸作用抽取废水的第一虹吸管2、设置在第一虹吸管2出水端的用于存储从一级存储池1抽取的废水并回收废水中磷元素的二级蓄水池3以及设置在二级蓄水池3内的用于向外定期布水的第二虹吸管4，一级存储池1与二级蓄水池3相同；一级存储池1的侧壁上设置有用于通过第一虹吸管2的通孔；第一虹吸管2的进水端位于一级存储池1内且距离一级存储池1底部的距离为6/7×h；第一虹吸管2的出水端位于二级蓄水池3内且第一虹吸管2的出水端低于第一虹吸管2的进水端5~10cm，其特征在于：还包括用于抽取一级存储池1中活性污泥至二级蓄水池3中的杠杆组件7；杠杆组件7包括设置在一级存储池1顶部的杠杆701、杠杆701一端设置的左侧拉线702、左侧拉线702上连接的重锤703、杠杆701另一端设置的右侧拉线704以及右侧拉线704上连接的活动虹吸管705；杠杆701的支点位于一级存储池1顶部；重锤703的容重大于水小于活性污泥且设置在一级存储池1中；活动虹吸管705的进水口设置在一级存储池1内且出水口设置在二级蓄水池3内；重锤703能够根据一级存储池1内水中活性污泥的含量通过杠杆701使活动虹吸管705的进水口的位置在距离一级存储池1底部1/14×h至13/14×h的范围内运动；h为一级存储池1深度。
第二虹吸管4距离二级蓄水池3顶部10~15cm设置且第二虹吸管4的进水端位于二级蓄水池3深度的6/7×h处；第二虹吸管4的出水端设置在二级蓄水池3的外侧与外界连通且第二虹吸管4的出水端低于第二虹吸管4的进水端；h为一级存储池1深度。
生活污水收集后，首先通过一级存储池1进水管，通过第一通孔1a引入第一隔板101与其靠近的一级存储池1侧壁之间的空间，称为第一分室，并上升进入第一隔板101和第二隔板102之间的空间，称为第二分室，另外一个称为第三分室。在第一、第二分室中，附着在pvc空心球体5上和悬浮在水中的微生物和原生动物一起参与废水中污染物的降解。随废水带入的颗粒悬浮物在这两个分室也可得到降解。
随着生活污水的不断进入，废水依次通过第一分室、第二分室和第三分室。当第三分室水位继续上升，并高于第一虹吸管2的进水口时，水通过第一虹吸管2抽吸，进入二级蓄水池3。每次自一级存储池1向二级蓄水池3转移的水量约1.6天的累积废水量，两次抽吸间隔时间大致在1.5-2天。
废水在二级蓄水池3中继续进行厌氧发酵。同时由于ph的降低，二级蓄水池3中保存在碳酸钙浮阀6的块状石灰石6a溶解，与水中溶解的磷酸根形成磷酸八钙。在没有扰动的情况下，形成的磷酸八钙可伴随凋亡的微生物细胞一起沉淀于二级蓄水池3底部，可通过定期清理进行资源回收。
随着二级蓄水池3中水位的上升，当水位高于第二虹吸管4的进水口，形成虹吸，二级蓄水池3中的水抽吸到外界的土地处理系统中。
废水进入土地处理系统后，经过煤渣/土壤的吸附，其中含有的少量难降解有机物为煤渣和土壤吸附，获得净化的水则自尾水收集管收集，可以直接排放进入自然，或者回用。土地处理系统在7-8天的周期下干湿交替，有利于土层中进行好氧降解过程的进行，从而降解难溶解的有机物，并使土层的吸附能力得到更新。
具体实施例ii：养殖场废水的净化过程。
一级存储池1、二级蓄水池3的高为2m，一级存储池1、二级蓄水池3的半径r，r=3.6m；假设排水的周期m=7。
重锤703的把手7033由不锈钢条焊接制成，高10cm、宽8cm；外框架7031由不锈钢条焊接而成，长30cm，宽20cm，高20cm。各面均按10cm间距焊接不锈钢条。
碳酸钙浮阀6中的长方形框体601高10cm、宽10cm、长30cm，由不锈钢条焊接而成。pvc网603的网孔大小为0.5cm；块状石灰石6a直径为5cm；浮力块602的大小为高15cm、宽12cm、厚10cm的长方体。
一种无动力污水厌氧消化定期布水系统，包括用于收集废水的一级存储池1、用于从一级存储池1中利用虹吸作用抽取废水的第一虹吸管2、设置在第一虹吸管2出水端的用于存储从一级存储池1抽取的废水并回收废水中磷元素的二级蓄水池3以及设置在二级蓄水池3内的用于向外定期布水的第二虹吸管4，一级存储池1与二级蓄水池3相同；一级存储池1的侧壁上设置有用于通过第一虹吸管2的通孔；第一虹吸管2的进水端位于一级存储池1内且距离一级存储池1底部的距离为6/7×h；第一虹吸管2的出水端位于二级蓄水池3内且第一虹吸管2的出水端低于第一虹吸管2的进水端5~10cm，其特征在于：还包括用于抽取一级存储池1中活性污泥至二级蓄水池3中的杠杆组件7；杠杆组件7包括设置在一级存储池1顶部的杠杆701、杠杆701一端设置的左侧拉线702、左侧拉线702上连接的重锤703、杠杆701另一端设置的右侧拉线704以及右侧拉线704上连接的活动虹吸管705；杠杆701的支点位于一级存储池1顶部；重锤703的容重大于水小于活性污泥且设置在一级存储池1中；活动虹吸管705的进水口设置在一级存储池1内且出水口设置在二级蓄水池3内；重锤703能够根据一级存储池1内水中活性污泥的含量通过杠杆701使活动虹吸管705的进水口的位置在距离一级存储池1底部1/14×h至13/14×h的范围内运动；h为一级存储池1深度。
第二虹吸管4距离二级蓄水池3顶部10~15cm设置且第二虹吸管4的进水端位于二级蓄水池3深度的6/7×h处；第二虹吸管4的出水端设置在二级蓄水池3的外侧与外界连通且第二虹吸管4的出水端低于第二虹吸管4的进水端；h为一级存储池1深度。
养殖场冲洗废水引流进入一级存储池1，首先在该池内进行好氧分解。随着水流带入溶解氧的消耗，以及水流进入第二分室，进行厌氧消化。平均经过3天，经第一虹吸管2进入二级蓄水池3。在二级蓄水池3中，进一步进行厌氧消化。其中有机质中逐步释放并富集的磷酸根，在二级蓄水池3中与溶解于水中的钙离子结合，形成钙磷沉淀。当二级消化池中积累到7~8天时，经虹吸管引流到外接的土地处理系统。如此，每7~8天，向土地处理系统灌入5/7池容的废水，实现定期、定量地向人工湿地布水。
以上所述仅为发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。