三格化粪池厕所污水处理装置及方法

文档序号:26138366发布日期:2021-08-03 14:21阅读:1052来源:国知局
三格化粪池厕所污水处理装置及方法

本发明属于环境卫生与污水处理的技术领域,具体涉及一种三格化粪池厕所污水处理装置及方法。



背景技术:

现有的三格化粪池厕所在使用中存在的缺点主要是厕所不能在远离化粪池的室内安装,并且只能使用直落式的便器,使用时的感受不及水冲式便器,因此在实际的农村改厕中,连接三格化粪池的便器往往都是水冲式便器。由于水冲式便器用水量大,进入化粪池的污水一是容积过大,不能满足厌氧发酵的水力停留时间要求,出水的卫生学指标难以保障,有传染疾病的风险;二是粪尿浓度太稀,第三格的出水不能用作农肥,现状下出水只能直排,对环境构成威胁。

污水处理是目前对化粪池出水进行污染控制的常规方法。现有的污水处理方法通常都是在化粪池的后面再接污水处理的设备或设施,建设与运行的成本都比较高,目前在大部分农村都不具备条件实施。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种三格化粪池厕所污水处理装置及方法,以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的,作为本发明的一个方面,提供了一种三格化粪池污水厕所处理装置,包括三格化粪池、曝气单元、沉淀单元、布水器和原位土壤介质反应器。

三格化粪池的第三格中包括第一反应室和第二反应室,所述第一反应室和所述第二反应室分别作为曝气单元和沉淀单元;三格化粪池的出水口通过布水器与原位土壤介质反应器进行连接。

根据本发明实施例,沉淀单元底部设置过流通孔和沉淀斜板。

根据本发明实施例,曝气单元中设置曝气系统和生物填料。

根据本发明实施例,原位土壤介质反应器由上至下依次包括不饱和反应层、第一渗透层、饱和反应层、第二渗透层。

根据本发明实施例,不饱和反应层和所述饱和反应层内的介质填料为土壤与蛭石、沸石、生物炭中的任意一种或两种以上。

根据本发明实施例,饱和反应层内接种厌氧氨氧化污泥。

根据本发明实施例,不饱和反应层内的介质填料厚度为20~50cm。

根据本发明实施例,饱和反应层内的介质填料厚度为20~100cm。

作为本发明的第二个方面,本发明提供了一种三格化粪池厕所污水处理方法,包括:

在三格化粪池原位构建三格化粪池厕所污水处理装置;

污水经曝气单元、沉淀单元进行亚硝化反应去除有机质后并完成出水前的沉淀过程;

三格化粪池的出水通过布水器排入原位土壤介质反应器;

污水在原位土壤介质反应器进行厌氧氨氧化反应,经过处理的污水通过自然地势的高程差排放或引出地面排放。

根据本发明实施例,原位土壤介质反应器中自上而下依次设置不饱和反应层、第一渗透层、饱和反应层、第二渗透层;

根据本发明实施例,通过选择第一渗透层的介质材料和第二渗透层的介质填料控制原位介质反应器中的渗水速率。

根据本发明实施例,第一渗透层和第二渗透层的介质填料选择土壤与蛭石、沸石、生物炭中的一种或多种。

从上述技术方案可以看出,本发明的三格化粪池厕所污水处理装置及方法具有以下有益效果其中之一或者其中一部分:

1.本发明涉及的三格化粪池厕所污水处理装置,通过曝气单元中对污水中的氨氮进行亚硝化反应,并通过沉淀单元完成固液沉淀过程,沉淀单元的出水口通过布水器连接原位土壤介质反应器,利用原位土壤介质反应器引入了高效脱氮技术-厌氧氨氧化反应,并利用原位土壤介质反应器对厌氧氨氧化菌良好的截留效果,实现了三格化粪池污水的高效脱氮与安全排放。

2.本发明涉及的三格化粪池厕所污水处理装置,通过原位土壤介质反应器中的不饱和反应层与饱和反应层之间及饱和反应层底部的第一渗透层、第二渗透层的介质填料选择,控制原位土壤介质反应器的渗水速率,进而控制污水在不饱和反应层和饱和反应层的水力停留时间,优化原位土壤介质反应器的污水处理效果。

附图说明

图1示意性地示出了本发明实施例的三格化粪池厕所污水处理装置示意图。

附图标记说明:

1.三格化粪池;2.曝气单元;3.沉淀单元;4.布水器;5.土壤介质反应器;6.曝气系统;7.生物填料;8.过流通孔;9.沉淀斜板;10.不饱和反应层;11.第一渗透层;12.饱和反应层;13.第二渗透层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种三格化粪池厕所污水处理装置及方法,图1示意性地示出了本发明实施例的三格化粪池厕所污水处理装置的示意图。

如图1所示,三格化粪池厕所污水处理装置,包括三格化粪池1、曝气单元2、沉淀单元3、布水器4和原位土壤介质反应器5。

三格化粪池1的第三格中包括第一反应室和第二反应室,第一反应室和所述第二反应室分别作为曝气单元2和沉淀单元3;三格化粪池的出水口通过布水器4与原位土壤介质反应器5进行连接。

根据本发明实施例,在曝气单元2中进行污水的亚硝化反应并通过沉淀单元3完成固液沉淀过程,沉淀单元3的污水通过布水器4排入原位土壤介质反应器5中,利用原位土壤介质反应器5引入了高效脱氮技术-厌氧氨氧化反应,并利用原位土壤介质反应器5对厌氧氨氧化菌良好的截留效果,实现了三格化粪池污水的高效脱氮与安全排放。

根据本发明实施例,沉淀单元3底部设置过流通孔8和沉淀斜板9。在沉淀单元3中的污水中部分悬浮的有益菌种会沿着沉淀斜板流入沉淀单元3的底部,最大限度地使有益的菌种停留在沉淀单元3中。

根据本发明实施例,曝气单元2中设置曝气系统6和生物填料7。在曝气单元2中,污水中的氨氮在附着在生物填料7上的氨氧化菌的作用下,利用曝气系统6通入的氧气进行亚硝化反应,转化为亚硝酸氮。

根据本发明实施例,原位土壤介质反应器由上至下依次包括不饱和反应层10、第一渗透层11、饱和反应层12、第二渗透层13。

根据本发明实施例,不饱和反应层10和所述饱和反应层12内的介质填料为土壤与蛭石、沸石、生物炭中的任意一种或两种以上。

根据本发明实施例,饱和反应层12内接种厌氧氨氧化污泥。

根据本发明实施例,不饱和反应层10内的介质填料厚度为20~50cm,例如,填料厚度为20cm、30cm、40cm、50cm。

根据本发明实施例,饱和反应层内的介质填料厚度为20~100cm,例如,填料厚度为:20cm、40cm、60cm、80cm、100cm。

根据本发明实施例,由于排入原位土壤介质反应器的污水中亚氮(即亚硝酸氮):氨氮的含量比例无法达到厌氧氨氧化反应的理想比值(理想比值为:亚氮:氨氮的含量比例为1.32),在不饱和反应层10进一步去除沉淀单元3出水中的有机质和氨氮,在不饱和反应层10中,利用介质填料中土壤、蛭石、沸石等对阳离子的吸附作用,除去污水中过多的氨氮,使污水中亚氮:氨氮的含量比例尽可能地接近厌氧氨氧化反应的理想比值,从而在饱和反应层12中完成厌氧氨氧化反应。

本发明还提供了一种三格化粪池污水处理方法,污水经曝气单元2、沉淀单元3进行亚硝化反应去除有机质后并完成出水前的沉淀过程。

三格化粪池1的出水通过布水器4排入原位土壤介质反应器5。

污水在原位土壤介质反应器5进行厌氧氨氧化反应,经过处理的污水通过自然地势的高程差排放或引出地面排放。

根据本发明实施例,污水在曝气单元2完成亚硝化反应并除去大部分有机质,在沉淀单元3内完成出水前的沉淀过程,污水从过流通孔8由曝气单元2流入沉淀单元3,在沉淀单元3中部分悬浮在污水中的有益菌种沿着沉淀斜板流入沉淀单元3的底部,最大限度地使有益的菌种能够停留在三格化粪池1的内部(即沉淀单元3的内部)。

根据本发明实施例,通过调节第一渗透层11、第二渗透层13中的介质填料的组分及比例,调控污水的渗水速率,进而调控污水在不饱和反应层10、饱和反映层12中的水力停留时间,即亚硝化反应与厌氧氨氧化反应的时间。

根据本发明实施例,第一渗透层11和第二渗透层12的介质填料选择土壤与蛭石、沸石、生物炭中的一种或多种。

根据本发明实施例,基于农村地区土地资源环境中,土壤层自上至下土壤孔隙率逐渐下降的特点,在本发明实施例中,第一渗透层11中的介质填料主要以土壤为主,添加微量的蛭石、沸石或生物炭;第二渗透层13中的介质填料为土壤与蛭石、沸石或生物炭按质量比2~3∶1配比的混合填料(介质填料的配比可根据实施地土壤情况而定),使得污水慢流入饱和反应层12,在饱和反应层12反应充分后,再顺利排出。

根据本发明实施例,布水器4的设置位置包括但不限于原位土壤介质反应器5的上部、表层或亚表层。

下面结合图1以农村化粪池排放的污水为例,来对本发明做进一步说明。

本实施例中,常住人口5人,排污废水量为100升/天,其中cod浓度为1500mg/l,总氮浓度为280mg/l,总磷浓度为40mg/l。

在已建三格化粪池第三格内设置曝气单元2和沉淀单元3,曝气单元2内填充球形聚丙烯填料(直径25mm),填充率为50%,曝气单元2内部设置曝气系统进行曝气,曝气系统6由放置在曝气单元底部的曝气砂头与外接的鼓风机构成。污水中的氨氮在氨氧化菌的作用下,利用曝气系统通入的氧气转化为亚硝酸氮,污水通过过流通孔8流入沉淀单元3,在沉淀单元3中沿着沉淀斜板9流入沉淀单元3的底部,进行沉淀。

在距离上述三格化粪池1的出水口(即沉淀单元3的出水口)30cm处设置原位土壤介质反应器5,原位土壤介质反应器5的水平截面为长方形,长1.2m,宽1m,以三格化粪池1的出水口为0米,原位土壤介质反应器向下开挖至-1.2m,底面铺设透过率为0.1米/天的土工膜,在土工膜的中间位置放置一个用来对饱和水层底部的水进行采样的采样器,采样器用直径为5mm的不锈钢管连通至地面以上,然后在土工膜上填充第二渗透层13,其中第二渗透层13中的介质填料为土壤与沸石质量比为2∶1的组合填料,填料厚度10cm。在第二渗透层13的上面填充土壤与蛭石质量比为1∶1的组合填料,填料厚度60cm,作为饱和反应层12,将用于接种的厌氧氨氧化菌种稀释至200l,均匀地倾倒在饱和反应层12上。在饱和反应层12上面填充含有微量蛭石的土壤作为第一渗透层11,填料厚度为10cm,在第一渗透层11上填充含有微量生物炭的土壤作为不饱和反应层10,填料厚度为20cm。

在不饱和反应层10上铺设平行的穿孔布水管构成的布水器4,布水管直径25mm,管间距50mm,在布水管的两侧穿孔、孔径3毫米、孔间距20mm,所有的平行布水管连接在一根直径为40mm的总进水管上,总进水管连接化粪池出水管。总进水管的铺设高度可以保证三格化粪池1的出水可以自流进入原土壤介质反应器5。

在布水器4上覆土并种植草坪。

在原位土壤介质反应器5的上方设置塑料大棚用于冬季保温,在大棚的周边设置排水沟,阻止包括雨水在内的外部水进入原位土壤介质反应器5。

连接三格化粪池1的出水管与原位土壤介质反应器5的进水管,启动原位土壤介质反应器5,定时用采样泵连接至用于采样的不锈钢管,采集水样并进行水质分析。

从原位土壤介质反应器5启动后的第20天开始,所采集水样的水质为:cod<25mg/l,总氮<20mg/l,总磷<0.05mg/l。

以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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