一种模块化生态污水处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种模块化生态污水处理系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着我国城镇化的推进，城市面积逐渐扩大，城市污水管道越来越长，污水运送成本越来越高。国家大力推广中水回用技术，以应对水资源短缺的危机，但是污水厂集中处理污水的方法需要长距离的污水运送管道，将处理后的污水输送至中水用户，管道建设投资以及运送成本较高。当前最有效、经济的方法就是让生活污水在公共建筑或住宅小区室内外进行相关净化处理，缩短污水产生和污水处理构筑物之间的距离，降低初期投资以及运送成本。
[0003]相比于传统的污水处理技术，人工湿地作为一种新型污水处理技术，以其低投资、低能耗、运行方便及景观美化功能等特点越来越受到人们的关注。人工湿地净化原理是利用了生物接触氧化法，其原理是用生物接触氧化工艺在人工湿地内充填滤料，已经充氧的污水浸没全部滤料，并以一定的流速流经滤料。在滤料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。人工湿地类型包括水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地。传统的水平潜流人工湿地中的基质长期处于淹水状态，湿地床环境趋于厌氧，复氧效果较差；垂直流人工湿地中污水在基质中靠重力作用非饱和流动，虽然复氧能力有所提高，但仍不能满足有机物及氨氮的去除要求，因此，传统的人工湿地类型具有一定的缺点。
[0004]分散式污水处理属于一种新型生物膜法污水处理技术，主要由滤床、布水设置和排水系统等部分组成，当污水由上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过，与生物膜中的微生物充分接触时，污水中的污染物被微生物吸附并降解，从而使污水得以净化。分散式污水处理不仅运行费用低，系统残渣少，自动化程度高，而且具有可移动性好、适应性强、工艺操作方式灵活等优点。
[0005]因此，需要一种能适用于公用建筑及住宅小区的高效处理污水的装置及系统和高效的分散式污水处理工艺，且无需较大的占地面积和空间、成本合理、节能环保，清理维护检修都应较为方便。
【发明内容】
[0006]在第一方面，本发明提供了一种生态污水处理单元体，所述生态污水处理单元体外观形状为长方体，内部填充两层或三层级配滤料作为微生物生长载体，四壁及底部支撑结构为透水性良好的网状结构。
[0007]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理单元体底面为10_50cm的正方形，高度 30_150cm。
[0008]在一个实施方案中，所述级配滤料为三层，包括以轻质页岩陶粒滤料为主的上层、以石英砂滤料为主的中层和以砾石为主的下层。
[0009]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理单元四壁及底部的网状结构网孔的大小可以是均一大小，即小于最细滤料层滤料粒径。
[0010]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理单元体四壁及底部的网状结构网孔的大小可以不是均一大小，而是根据其接触的滤料层粒径来确定，网孔大小小于所述滤料层粒径的大小。
[0011]在一个实施方案中，在本发明的生态污水处理单元体四周所在的面上设置有卡槽或卡扣，所述卡槽为“T”型凹槽，所述卡扣为“T”型卡扣，卡扣内具有防止臭气溢出的密封垫，例如皮垫。
[0012]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理单元顶部四周粘有密封垫，例如皮垫使得单元体之间结合处密封。
[0013]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理单元顶部为植被层，用于种植景观植物，植被种植在顶部滤料之内。
[0014]在第二方面，本发明提供了由本发明第一方面所述的生态污水处理单元体组成的生态污水处理模块，所述生态污水处理单元体根据处理水量或地形条件将所述生态污水处理单元体排列成所需形状。
[0015]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理模块的外部被网格包覆，网格网孔直径为3_5mm。
[0016]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理模块由数个至数十个所述的生态污水处理单元体组成。
[0017]在一个实施方案中，本发明的生态污水处理模块为所述生态污水处理单元排列成的长方体或正方体。
[0018]在一个实施方案中，所述生态污水处理单元结合处的顶部密封，防止臭味散发，例如通过防水胶密封。在所述生态污水处理单元体顶部四周粘有密封垫，例如皮垫的情况下，也可以使得单元体之间结合处密封。
[0019]在第三方面，本发明提供了包括本发明第二方面所述的生态污水处理模块的模块化生态污水处理装置，还包括:容器、安装架、布水管、排水管和潜污栗；
[0020]所述容器为所述污水处理装置的外壳，具有上部开口。所述容器底部为浅“V”型结构，所述浅“V”型结构的最低处设置有储泥池，所述排水管设在所述容器的底部；
[0021]所述安装架设置在所述容器和生态污水处理模块之间，位于所述容器内的底部，用于支撑所述生态污水处理模块从而在所述容器底部形成储水空间；
[0022]所述布水管位于所述容器上部，用于将污水引入到所述生态污水处理模块中；
[0023]所述潜污栗在所述生态污水处理模块内处于所述储泥池上方、与所述生态污水处理单元体接触的四壁为不透水结构的单元中，与所述排水管连接。
[0024]在一个实施方案中，所述布水管前端设有可开闭的阀门或者设有进水栗。
[0025]在第四方面，本发明提供了一种包括本发明第三方面所述的生态污水处理装置的模块化生态污水处理系统，该系统包括化粪池、进水栗、本发明第三方面所述的污水处理装置，其中，所述污水处理装置如果有多个则串联连接，前一级模块化生态污水处理装置的潜水栗同时作为后一级模块化生态污水处理装置的进水栗，根据原水或出水水质情况，确定所述生态污水处理装置串联的数量。
[0026]在第五方面，本发明提供了一种利用本发明第三方面所述的模块化生态污水处理装置进行模块化生态污水处理方法，包括:
[0027]污水经所述布水管进入所述容器内，此时关闭所述潜污栗；
[0028]待所述容器内污水水位上升到预定水位高度后，关闭所述布水管；
[0029]污水淹没滤料一定时间后，开启所述潜污栗，经过所述装置处理的水瞬间从所述容器内抽出；
[0030]水位降低至设定低位点后，关闭所述潜污栗；
[0031]达到放空时间后开启所述布水管，所述容器内再次进污水。
[0032]应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
【附图说明】
[0033]参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中:
[0034]图1 (a)示意性示出了根据本发明的模块化生态污水处理装置的剖面图；
[0035]图1 (b)示出了从图1 (a)所示的装置上方以俯视角度看到的生态污水处理单元布置的结构示意图；
[0036]图1(c)示出了图1(a)所示的生态污水处理单元结构的局部放大示意图；
[0037]图1(d)示出了图1(c)所示的生态污水处理单元结构的“T”型卡槽和“T”型卡扣示意图；
[0038]图2示意性示出了根据本发明的模块化生态污水处理系统应用的示例的示意图。
【具体实施方式】
[0039]通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0040]在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0041]图1a示意性示出了根据本发明的一种模块化生态污水处理装置的剖面结构图。模块化生态污水处理装置100包括容器101、生态污水处理模块102、安装架103、排水管104、布水管105和潜污栗106。
[0042]容器101为生态污水处理装置100的外壳，主要用于容纳所述生态污水处理模块102的整体。容器101优选为其底面呈矩形的立方体结构，亦可根据其安放位置处的结构(例如安装在墙体处)进行形状和结构上的调整。所述容器101所选用的材料优选为混凝土、砖混、不锈钢、玻璃钢或高强度塑料等。所述容器101底部为浅“V”型结构，即从容器底部边缘向中心具有一定的坡度，便于将污水处理过程中产生的污泥收集到所述浅“V”型结构的最低处设置的储泥池115。排水管104设在容器101的底部，排水管104与潜污栗106连接，用于将处理后的水迅速抽吸排出。潜污栗106处于所述储泥池115上方附近的位置，潜污栗106处于与所述单元体接触的四壁为不透水结构的单元中，以防止污水短流。
[0043]生态污水处理模块102由数个至数十个结构、组成和尺寸均相同的生态污水处理单元111组成，生态污水处理单元111外观形状为长方体，优选设置成可移动的，即可以根据需要从生态污水处理模块102中取出。内部填充两层或三层级配滤料作为微生物生长载体，四壁及底部支撑结构为透水性良好的网状结构，污水可以在不同的生态污水处理单元111之间自由流动，生态污水处理单元111通过卡槽相互拼接，根据处理水量或地形条件将所述生态污水处理单元111排列成所需形状。根据本发明的一个优选实施例，生态污水处理单元111并排放置在容器101中。每个生态污水处理单元111包括由不同粒径的颗粒构成的滤料。例如，靠近开口处的上层Illa以砾石为主，粒径10-15毫米，从上(开口)至下(底部)颗粒的粒径也逐步减小，中层Illb为轻质页岩陶粒滤料，粒径3-10毫米，下层Illc为石英砂滤料，粒径1-4毫米。污水进