一种适用于小城镇、农村的污水处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，包括依次连接的前置反硝化生物滤池(1)、好氧生物滤池(2)与后置反硝化深床滤池(3)，所述的好氧生物滤池(2)的出水口还连接前置反硝化生物滤池(1)的进水口，并使得从好氧生物滤池(2)的出水口流出的污水部分直接流入后置反硝化深床滤池(3)进行深度处理，另一部分返回前置反硝化生物滤池(1)进行初步脱氮处理。与现有技术相比，本实用新型具有污水处理效果好，占地小，管理相对简单等优点。
【专利说明】
一种适用于小城镇、农村的污水处理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种污水处理系统，尤其是涉及一种适用于小城镇、农村的污水处理系统。
【背景技术】
[0002]随着国家新农村建设和城乡一体化措施的实施，我国小城镇的建设发展速度很快。住建部部长、中国市长协会执行会长在《中国城市发展报告2012》前言中表示，截至2012年末，我国城镇化率已达到52.57%,有超过一半的人口居住在城镇，这标志着我国社会形态由乡村型转变为城市型。目前，城镇人口中约有50%的人口为小城镇人口。
[0003]在《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》中提出，到2015年，污水处理率进一步提高，城市污水处理率达到85% (直辖市、省会城市和计划单列市城区实现污水全部收集和处理，地级市85%，县级市70% )，县城污水处理率平均达到70%，建制镇污水处理率平均达到30%的建设目标。
[0004]可见，与城市的污水处理率的快速提升相比，小城镇污水处理的发展相对滞后，远低于城市的污水处理率。同时，绝大多数小城镇排水管渠不成系统，有的利用街道和小河道排水，既影响环境卫生，又对河流流域形成点源性质的面源污染。因此，可以预计，我国小城镇排水系统将会以超常规的建设速度发展，包括排水管渠系统和城镇污水处理厂，其投资量和工程量将是十分可观的。然而，小城镇排水系统的建设不能照搬大城市现有的排水系统的建设经验，需要尽快探索符合我国国情、高效、节能、节地、技术先进、经济适用的小城镇排水系统建设技术、商务和管理模式。
[0005]而目前常规的污水处理方式为:AAO生物池、序批式生物池等构筑物占地大，投资大，且序批式生物池运行管理专业化要求较高，因此不适合于城镇，特别是小城镇与农村的污水处理。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于小城镇、农村的污水处理系统。
[0007]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008]—种适用于小城镇、农村的污水处理系统，包括依次连接的前置反硝化生物滤池、好氧生物滤池与后置反硝化深床滤池，所述的好氧生物滤池的出水口还连接前置反硝化生物滤池的进水口，并使得从好氧生物滤池的出水口流出的污水部分直接流入后置反硝化深床滤池进行深度处理，另一部分返回前置反硝化生物滤池进行前置脱氮处理。采用先将污水通过前置反硝化生物滤池进行初步过滤后，由于此时污水中主要是反硝化细菌无法还原的氨氮等，因此需要将污水进入好氧生物滤池中进行碳氧化和生物硝化处理后，将氨氮转化为硝氮等，然后再回流至前置反硝化生物滤池中由反硝化细菌还原成氮气，从而达到污水脱氮的目的。经过前置反硝化生物滤池初步脱氮的污水再继续进入后置反硝化深床滤池中，进行深度脱氮处理。
[0009]所述的前置反硝化生物滤池为缺氧型生物滤池，从下到上依次设置第一进水布气层、第一承托层和生长有反硝化细菌的第一滤料层，所述的第一进水布气层上还分别连接第一进水管、接通冲洗空气的第一冲洗管和用于排泥的第一排污管，在第一滤料层上方还设置连接好氧生物滤池的第一出水管。第一滤料层优选为陶砾滤料层。
[0010]所述的好氧生物滤池从底部到顶部依次设置第二进水布气层、第二承托层和生长有好氧微生物的第二滤料层，所述的第二进水布气层内还设有第一配水布气组件，该第一配水布气组件分别连接设置在好氧生物滤池底部的第二进水管和第二冲洗管；
[0011]所述的第二进水布气层底部还设有用于排泥的第二排污管，在第二滤料层上方还设置连接好氧生物滤池的第二出水管，该第二出水管分别连接前置反硝化生物滤池和后置反硝化深床滤池的进水口。第二滤料层优选为鹅卵石与火山岩的混合滤料层。
[0012]好氧生物滤池的出水管流出的污水分别流入前置反硝化生物滤池和后置反硝化深床滤池的比例为1-3:1。第一配水布气组件包括采用渠式矩阵多点布水和布气的穿孔管，配水布气同时进行，这样通过气水混合技术，进行面源布气配水，整个池面布气配水十分均匀，无盲区、无死角，布气效果远优于常规单一穿孔管曝气及点源曝气头曝气，有效避免了常规滤池布气配水不均、滤柄滤头易堵塞、滤料易板结、易出现水力短路、维护复杂等问题。
[0013]所述的后置反硝化深床滤池包括滤池主体，在滤池主体的顶部和底部还分别设有连接好氧生物滤池出水口的第三进水管以及第三出水管，所述的滤池主体内从上到下依次设有附有生物膜的第三滤料层，以及承托第三滤料层并安装在滤池主体底部的滤砖层，在滤砖层内还设有反冲洗装置，在第三进水管上还安装有碳源投放装置。第三滤料层优选为石英砂层，其粒径为2-4_。
[0014]所述的滤砖层由多块紧密连接的滤砖平铺而成，相邻的两滤砖之间形成有孔隙；
[0015]所述的滤砖包括带有填料槽的砖体，在砖体下部两个还间隔设有多个支撑腿，其中，两侧的支撑腿之间形成放置反冲洗装置的拱门形通道，同一侧相邻的两支撑腿之间形成V型通道。
[0016]在滤池主体的上方还设有进水槽，该进水槽的进水口连接好氧生物滤池的出水口，进水槽的出水口连接第三进水管，在进水槽上方还设有碳源投放装置；
[0017]所述的碳源投放装置包括内置有机碳源的碳源储罐、硝氮检测仪和PLC控制系统，在碳源储罐上设置带有控制阀并的投料管道，所述的硝氮检测仪分别设置在第三进水管和第三出水管处，所述的控制阀与硝氮检测仪均与PLC控制系统连接。
[0018]所述的反冲洗装置包括曝气管和反冲洗水管，所述的曝气管通过管道连接外部的鼓风机，所述的反冲洗水管通过管道经反冲洗栗连接反冲洗水池，在滤池主体的第三滤料层上方还设有反冲洗排污管。
[0019I污水进入滤池主体内时，第三进水管伸入到污水液面下方。
[0020]工作时，污水重力进入前置反硝化滤池，前置反硝化滤池是缺氧型生物滤池，第一滤料层上生长有反硝化细菌，在缺氧条件下，反硝化细菌利用污水中的有机碳源，将从好氧生物滤池中回流的污水中的硝氮等物质还原成氮气排入大气，从而实现初步脱氮处理。然后，脱氮处理后的污水重力进入好氧生物滤池进行碳氧化和硝化反应，处理污水中的有机污染物和氨氮和磷等有害物质，经好氧生化处理后的污水部分回流至前置反硝化滤池，另一部分回流至后置反硝化深床滤池进行深度脱氮处理，达到总氮小于3-5mg/L的目的，提高污水处理效果。
[0021 ]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0022](I)前置反硝化脱氮滤池的设置，合理的利用原水中的有机物作为碳源，省去了外加碳源，降低了运行成本，省去了复杂的碳源投加控制和储药系统，同时避免了尾水不会因为外加碳源不当而产生CODcr超标现象。
[0023](2)好氧生物滤池中的第二滤料层采用大粒径表面粗糙、坚固耐用的鹅卵石和蜂窝高孔、亲水、耐用的火山岩混合填料，生物床体深，生物量大，再配合布气配水十分均匀的第一配水布气组件，生物挂膜均匀、活性强，各种微生物按其生存特性及底物顺水流方向沿程分布，有机物去除效率高，出水氨氮可达到lmg/1以下;此外，高孔隙率的鹅卵石与火山岩的混合滤料不截留进水中的固体悬浮物及生物固体，这样对于好氧生物滤池而言，只要定期进行正洗和排泥，操作简单，同时彻底消除了常规滤池水力串流隐患、有效防止泥饼、泥球的产生，核心解决了淹没式曝气生物滤池易堵的通病。
[0024](3)后置反硝化深床滤池采用淹没式进水(进水管浸没于污水液面下)彻底避免常规重力滤池水流高位反堰跌落，造成滤池进水充氧的弊端，提高了反硝化脱氮效果同时节省了碳源投加量;后置反硝化深床滤池冬季低温期运行，淹没式进水可避免由于常规重力滤池水流高位跌落造成的水温流失，保持较好的低温反硝化效果。
[0025](4)后置反硝化深床滤池中由于固体物负荷高、床体深，均质石英砂组成的第三滤料层允许固体杂质透过滤床的表层，深入滤料中，达到整个滤池纵深截留固体物。
[0026](5)后置反硝化深床滤池的反冲洗效果好:由于是采用的淹没式进水方式，且第三滤料层的孔隙与粒径均相对较小，这时，第三滤料层中的悬浮物等杂质就会不断累积，第三滤料层会逐渐失去有效水头，使得过滤效率降低，此时开启反冲洗装置，并关闭进水管、出水管和碳源投放装置等。先开启鼓风机，曝气对第三滤料层进行气搓擦洗，将悬浮物和失效的生物膜层等剥离滤料，然后再打开反冲洗栗，与鼓风机一起工作进行水气混合反冲洗，将截留的悬浮物等经反冲洗排污管排出。
[0027](6)占地小，投资小:整个污水处理系统的效果很好，各个滤池的体积都不是很大，从而使得组成的整个系统的体积也相对较小，投资也相应降低，特别适用于小城镇、农村的污水处理。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型的污水处理系统的结构示意图；
[0029]图2为本实用新型的后置反硝化深床滤池的滤砖的主视结构示意图；
[0030]图3为本实用新型的后置反硝化深床滤池的滤砖的侧视结构示意图；
[0031 ]图中，1-前置反硝化生物滤池，2-好氧生物滤池，3-后置反硝化深床滤池，11-第一进水布气层，12-第一承托层，13-第一出水管，14-第一滤料层，15-第一进水管，16-第一排污管，17-第一冲洗管，21-第二进水布气层，22-第二冲洗管，23-第二滤料层，24-第二出水管，25-第二进水管，26-第二排污管，31-碳源投放装置，32-进水槽，33-滤池主体，34-反冲洗装置，311-碳源储罐，312-投料管道，313-控制阀，314-硝氮检测仪，331-第三进水管，332-反冲洗排污管，333-滤砖层，334-第三出水管，335-第三滤料层，341-反冲洗水管，342-曝气管，343-鼓风机，3351-砖体，3352-支撑腿。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0033]实施例1
[0034]—种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其结构如图1所示，包括依次连接的前置反硝化生物滤池1、好氧生物滤池2与后置反硝化深床滤池3，好氧生物滤池2的出水口还连接前置反硝化生物滤池I的进水口，并使得从好氧生物滤池2的出水口流出的污水部分直接流入后置反硝化深床滤池3进行深度处理，另一部分返回前置反硝化生物滤池I进行前置脱氮处理，两部分的流量比为1:2。
[0035]前置反硝化生物滤池I为缺氧型生物滤池，参见图1，从下到上依次设置第一进水布气层11、第一承托层12和生长有反硝化细菌的第一滤料层14，第一进水布气层11上还分别连接第一进水管15、接通冲洗空气的第一冲洗管17和用于排泥的第一排污管16，在第一滤料层14上方还设置连接好氧生物滤池2的第一出水管13，第一滤料层14优选为陶砾滤料层。
[0036]好氧生物滤池2，参见图1，从底部到顶部依次设置第二进水布气层21、第二承托层和生长有好氧微生物的第二滤料层23，第二进水布气层21内还设有第一配水布气组件，该第一配水布气组件分别连接设置在好氧生物滤池2底部的第二进水管25和第二冲洗管22;第二进水布气层21底部还设有用于排泥的第二排污管26，在第二滤料层23上方还设置连接好氧生物滤池2的第二出水管24，该第二出水管24分别连接前置反硝化生物滤池I和后置反硝化深床滤池3的进水口(分别为第一进水管15和第三进水管331)。第二滤料层23优选为鹅卵石与火山岩的混合滤料层。第一配水布气组件包括采用渠式矩阵多点布水的管道，以及用于布气的穿孔管，配水布气同时进行。
[0037]后置反硝化深床滤池3，参见图1，包括滤池主体33，在滤池主体33的顶部和底部还分别设有连接好氧生物滤池2出水口的第三进水管331以及淹没式进水的第三出水管334，即保证污水进入滤池主体33内时，第三进水管331伸入到污水液面下方，滤池主体33内从上到下依次设有附有生物膜的第三滤料层335，以及承托第三滤料层335并安装在滤池主体33底部的滤砖层333，第三滤料层335优选为石英砂层，其粒径为2-4mm。
[0038]滤砖层333由多块紧密连接的滤砖平铺而成，滤砖结构如图2和图3所示，相邻的两滤砖之间形成有粒径小于石英砂的孔隙；滤砖包括带有填料槽的砖体3351，在砖体3351下部两个还间隔设有支撑腿3352，其中，两侧的支撑腿3352之间形成放置反冲洗装置34的拱门形通道，同一侧相邻的两支撑腿3352之间形成V型通道。
[0039]在滤砖层333内还设有反冲洗装置34，反冲洗装置34包括曝气管342和反冲洗水管341，曝气管342通过管道连接外部的鼓风机343，反冲洗水管341通过管道经反冲洗栗连接反冲洗水池，在滤池主体33的第三滤料层335上方还设有反冲洗排污管332。
[0040]在第三进水管331上还安装有碳源投放装置31。在滤池主体33的上方还设有进水槽32，该进水槽32的进水口连接好氧生物滤池2的第二出水管24，进水槽32的出水口连接第三进水管331，在进水槽32上方还设有碳源投放装置31;碳源投放装置31包括内置有机碳源的碳源储罐311、硝氮检测仪314和PLC控制系统，在碳源储罐311上设置带有控制阀313并的投料管道312，硝氮检测仪314分别设置在第三进水管331和第三出水管334处，控制阀313与硝氮检测仪314均与PLC控制系统连接。
[0041 ]工作时，污水重力进入前置反硝化滤池，前置反硝化滤池是缺氧型生物滤池，第一滤料层14上生长有反硝化细菌，在缺氧条件下，反硝化细菌利用污水中的有机碳源，将从好氧生物滤池2中回流的污水中的硝氮等物质还原成氮气排入大气，从而实现初步脱氮处理。然后，脱氮处理后的污水重力进入好氧生物滤池2进行碳氧化和硝化反应，处理污水中的有机污染物和氨氮和磷等有害物质，经好氧生化处理后的污水部分回流至前置反硝化滤池，另一部分回流至后置反硝化深床滤池3进行深度脱氮处理，达到总氮小于3-5mg/L的目的，提高污水处理效果。
[0042]实施例2
[0043]除了从好氧生物滤池2的出水口流出的污水直接流入后置反硝化深床滤池3和进入前置反硝化生物滤池I的流量比为1:1外，其余均与实施例1相同。
[0044]实施例3
[0045]除了从好氧生物滤池2的出水口流出的污水直接流入后置反硝化深床滤池3和进入前置反硝化生物滤池I的流量比为1:3外，其余均与实施例1相同。
[0046]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，包括依次连接的前置反硝化生物滤池(I)、好氧生物滤池(2)与后置反硝化深床滤池(3)，所述的好氧生物滤池(2)的出水口还连接前置反硝化生物滤池(I)的进水口，并使得从好氧生物滤池(2)的出水口流出的污水部分直接流入后置反硝化深床滤池(3)进行深度处理，另一部分返回前置反硝化生物滤池(I)进行初步脱氮处理。2.根据权利要求1所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，所述的前置反硝化生物滤池(I)为缺氧型生物滤池，从下到上依次设置第一进水布气层(11 )、第一承托层(12)和生长有反硝化细菌的第一滤料层(14)，所述的第一进水布气层(11)上还分别连接用于污水进料的第一进水管(15)、接通冲洗空气的第一冲洗管(17)和用于排泥的第一排污管(16)，在第一滤料层(14)上方还设置连接好氧生物滤池(2)的第一出水管(13)。3.根据权利要求1所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，所述的好氧生物滤池(2)从底部到顶部依次设置第二进水布气层(21)、第二承托层和生长有好氧微生物的第二滤料层(23)，所述的第二进水布气层(21)内还设有用于配水布气的第一配水布气组件，该第一配水布气组件分别连接设置在好氧生物滤池(2)底部的第二进水管(25)和接通冲洗空气的第二冲洗管(22); 所述的第二进水布气层(21)底部还连接用于排泥的第二排污管(26)，在第二滤料层(23)上方还设置连接好氧生物滤池(2)的第二出水管(24)，该第二出水管(24)分别连接前置反硝化生物滤池(I)和后置反硝化深床滤池(3)的进水管。4.根据权利要求1所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，好氧生物滤池(2)的出水口流出的污水分别流入前置反硝化生物滤池(I)和后置反硝化深床滤池(3)的比例为1-3:1。5.根据权利要求1所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，所述的后置反硝化深床滤池(3)包括滤池主体(33)，在滤池主体(33)的顶部和底部还分别设有连接好氧生物滤池(2)出水口的第三进水管(331)以及第三出水管(334)，所述的滤池主体(33)内从上到下依次设有附有生物膜的第三滤料层(335)，以及承托第三滤料层(335)并安装在滤池主体(33)底部的滤砖层(333)，在滤砖层(333)内还设有反冲洗装置(34)，在第三进水管(331)上还安装有碳源投放装置(31)。6.根据权利要求5所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，所述的滤砖层(333)由多块紧密连接的滤砖平铺而成，相邻的两滤砖之间形成有孔隙； 所述的滤砖包括带有填料槽的砖体(3351)，在砖体(3351)下部两个还间隔设有多个支撑腿(3352)，其中，两侧的支撑腿(3352)之间形成放置反冲洗装置(34)的拱门形通道，同一侧相邻的两支撑腿(3352)之间形成V型通道。7.根据权利要求6所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，在滤池主体(33)的上方还设有进水槽(32)，该进水槽(32)的进水口连接好氧生物滤池(2)的出水口，进水槽(32)的出水口连接第三进水管(331)，在进水槽(32)上方还设有碳源投放装置(31)。8.根据权利要求7所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，所述的碳源投放装置(31)包括内置有机碳源的碳源储罐(311)、硝氮检测仪(314)和PLC控制系统，在碳源储罐(311)上设置带有控制阀(313)并的投料管道(312)，所述的硝氮检测仪(314)分别设置在第三进水管(331)和第三出水管(334)处，所述的控制阀(313)与硝氮检测仪(314)均与PLC控制系统连接。9.根据权利要求5所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，所述的反冲洗装置(34)包括曝气管(342)和反冲洗水管(341)，所述的曝气管(342)通过管道连接外部的鼓风机(343)，所述的反冲洗水管(341)通过管道经反冲洗栗连接反冲洗水池，在滤池主体(33)的第三滤料层(335)上方还设有反冲洗排污管(332)。10.根据权利要求5所述的一种适用于小城镇、农村的污水处理系统，其特征在于，污水进入滤池主体(33)内时，第三进水管(331)伸入到污水液面下方。
【文档编号】C02F9/14GK205603422SQ201620365268
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】王洪巨, 朱京伟, 鲍文亮
【申请人】上海奥德水处理科技有限公司