专利名称：无动力生活污水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生活污水处理领域，尤其涉及一种适合新农村建设中农民居住地
无动力生活污水处理装置。
背景技术：
随着全国各地社会主义新农村建设步伐的加快，大量农民新村和小型农民集中居 住地逐渐建立起来。农民的生活污水成为一种新的点污染源，正危害着原本清新宜人、生态 良好的自然水体，特别是河岸出水口附近逐渐变成了臭水塘，成了蚊蝇孳生地，严重污染了 生态环境，威胁居民身体健康。因此，有必要针对新农村建设特点，开发引入污水处理新技 术、新方法，实现减少环境污染、无能耗低成本运行、可持续发展、提高农村居民生活品质的 目的。
发明内容本实用新型针对新农村建设中农民居住相对集中、污水排放相对集中等特点，提 供一种无动力生活污水处理装置，采用虹吸原理实现无动力的功能。 本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是一种无动力生活污水处理装 置，包括相互联通的厌氧消化池、厌氧过滤池和人工湿地，所述的生活污水处理装置为全地 埋形式，污水经格栅井后由进水管通入厌氧消化池，厌氧消化池与厌氧过滤池通过自流布 水管联通，厌氧过滤池通过湿地进水布水管与人工湿地联通，污水的滤液经过湿地出水集 水管收集并排出，其中，所述进水管的出口设在厌氧消化池的中部；所述自流布水管的入口 设在厌氧消化池的中部，出口通入厌氧过滤池的底部；所述的厌氧过滤池在自流布水管的 出口上方设有供微生物附着的软性填料；所述的人工湿地的底面形成有坡度，人工湿地的 填料床上栽种有植物。 本实用新型主要包含厌氧消化池、厌氧过滤池、人工湿地等具有良好净化功能的 多级复合生态污水处理装置，利用微生物技术将生物反应槽体、微生物菌群、生物载体、水 生植物等进行有机组合。污水进入装置后不需任何动力能耗，仅利用流体本身的推流虹吸 作用，逐次流过厌氧消化池、厌氧过滤池和人工湿地等单元。 运作方式为在厌氧过滤池中一次性投加微生物菌剂，经过简单培养后便可长期 正常运行。污水中的有机物和氮磷等污染物质，在装置的微生物_填料_植物的多重作用 下得到有效降解，出水完全符合国家《综合污水排放标准》和《农田水质灌溉标准》要求，可 排入附近水系或用于农田灌溉。 本实用新型的处理装置不但能有效去除有机污染物，对氮磷的去除也相当显著， 可有效避免受纳水体富营氧化。该处理系统流程简单，无需曝气、污泥回流、混合搅拌等设 备，投资少，维护方便，不需训练有素的操作管理人员，可以半永久使用。该处理系统效果稳 定，出水满足国家污水综合排放标准要求，可回收用于农田灌溉，实现循环利用和可持续发 展，具有显著的环境效益和社会效益，符合我国新农村建设中对污水处理经济、高效、节能、可靠的要求。 在上述方案的基础上，所述的格栅井内设有格栅，格栅的网目为20 40mm。 在上述方案的基础上，所述进水管的出口及自流布水管的入口均设在厌氧消化池 有效水深的1/2处，目的在于最大程度地减少进水对厌氧消化池水层的扰动并使该池最佳 水质层的水通过自流布水管进入后续的厌氧过滤池。 在上述方案的基础上，所述的自流布水管通入厌氧过滤池底部并横向布置，且该 横向布置段距池底150 250mm，其上设有多数个通孔，可以为单排孔，通孔的孔径为15 25mm，孔间距为120 150mm，且通孔垂直向下设置。 在上述方案的基础上，所述的厌氧消化池，可以是各种结构形式的池体。来自于 居住小区的生活污水，经过格栅拦截分离部分大颗粒固体杂质后进入该池，在该池中污水 水流流速大大放缓，污水中能通过自然沉降沉淀下来的有机污染物沉入池底，在厌氧微生 物作用下自然发酵，降解产物可成为农民喜欢的生态肥，该厌氧消化池的水力停留时间为 18 24小时。 所述的厌氧过滤池根据处理规模可布置成连续的两格或三格，相邻的两格通过自 流布水管联通，自流布水管的入口设在前一厌氧过滤池的水面处，出口通入后一厌氧过滤 池的底部。 在上述方案的基础上，在所述厌氧过滤池中，软性填料的上缘距水面300
400mm，下缘距池底500 600mm，以100 120mm的间隔网格密集布置而成。此软性填料
非常适合微生物的附着，仅仅几天即可使大量繁殖的微生物菌附着其上，形成致密浓厚的
生物膜。在前道厌氧消化池基础上，软性填料及其附着生长的生物膜充分发挥生物代谢作
用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用及生物食物链分级捕食作用，使污水中的
污染物得到进一步去除，该厌氧过滤池的水力停留时间为16 22小时。 在上述方案的基础上，所述人工湿地的底面坡度为1% (坡向出水口 )。 在上述方案的基础上，所述人工湿地的填料床由四层填充物构成，从下至上依次
为粒径50 80mm的砾石层，层厚为360mm ;粒径10 30mm的砾石层，层厚为270mm ;粒径
1 5mm的砾石层，层厚为240mm ;泥土层，层厚为30mm。 在上述方案的基础上，所述的湿地进水布水管及湿地出水集水管均为支状穿孔
管，均由主管和均布在主管侧面的支管构成，支管上布有通孔，湿地进水布水管与湿地出水
集水管分别设在人工湿地的两侧并相距4 6m，且布置方向呈90°夹角。 在上述方案的基础上，所述的湿地进水布水管设在距填料床上缘下方200
300mm处，湿地出水集水管设在距填料床下缘上方150 250mm处。 所述的人工湿地是利用生态系统中物理、化学、生物的三重协调作用，通过过滤、 吸附、沉淀、植物吸收、微生物降解来实现对污染物的高效分解与净化，具有涵养水源、净化 水质的显著功效。该人工湿地具有一定长宽比和底面坡度，用土壤和碎石作填料床，填料床 表面种植具有性能良好、成活率高、抗水性强、生长周期长、有一定观赏价值或经济价值的 水生植物。 填料床基质和植物根系表面因生长有大量微生物而形成生物膜，污水流经时，大 量悬浮固体被填料及植物根系阻挡截留，有机质通过生物膜的生物降解与植物的吸附吸收 而去除。人工湿地填料床中，植物根系具有较强的输氧作用，可使根系周围的微环境中保持较高的溶解氧，并依次形成好氧、缺氧及厌氧环境，从而保证了水中的氮、磷不仅能被植物 及微生物作为营养成分直接吸收，还可以通过硝化和反硝化作用及微生物的聚磷作用而去 除。 本实用新型的有益效果是 1、本实用新型的无动力生活污水处理装置是一套组合式多级复合生态处理装置， 通过微生物_填料_植物的多重作用，实现生活污水中有机物和氮磷等污染物的去除达 90%以上，系统出水符合国家《综合污水排放标准》和《农田水质灌溉标准》要求，有助于地 区的可持续发展； 2、本装置的各个分装置具有设计容易、制作简单、投资成本少、运行管理方便、处
理效果显著等特点，满足新农村建设中对污水处理经济、高效、节能、可靠的要求； 3、本装置的工艺流程简单，出水水质好，抗冲击能力强，无需采用人工曝气、污泥
回流、混合搅拌等措施，不存在大型的处理机械和复杂的操作控制系统，不需训练有素的管
理人员，基本实现无能耗免维护运行； 4、在降解生活污水的同时，污水中容易沉降的有机污染物经厌氧菌发酵后的产物 可作农家生态肥加以应用，人工湿地上也可以种植多种经济作物，由此带来一定经济效益， 深受农村居民欢迎。
图1为本实用新型的展开状态的侧剖结构示意图。 图2为本实用新型的俯视结构示意图。 图3为本实用新型的俯剖结构示意图。 附图中标号说明 1-格栅井 2-厌氧消化池 3-厌氧过滤池 4-中间井 5-人工湿地 6-进水管 7-格栅 8-自流布水管 9-软性填料 10-中间阀 11-湿地进水布水管 12-填料床 13-植物 14-湿地出水集水管 15-出水井 16-出水管 17-观察孔 18-人孔 19-安全溢流孔
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构作进一步说明。 请参阅图1 3所示， 一种无动力生活污水处理装置，包括相互联通的厌氧消化池 2、厌氧过滤池3和人工湿地5，所述的生活污水处理装置为全地埋形式，污水经格栅井1后 由进水管6通入厌氧消化池2，厌氧消化池2与厌氧过滤池3通过自流布水管8联通，厌氧 过滤池3通过湿地进水布水管11经中间井4后与人工湿地5联通，人工湿地5通过湿地出 水集水管14经过出水井15后由出水管16排出。 在格栅井1中设有格栅7，格栅7的网目为20 40mm，通过进水管6流入的污水， 经格栅7拦截大颗粒固体杂质后，由进水管6通入后续的厌氧消化池2中，进水管6的出口设在厌氧消化池2有效水深的1/2处。 在厌氧消化池2中，污水的流速大大放缓，污水中能通过自然沉降沉淀下来的有 机污染物沉入池底，在厌氧微生物作用下自然发酵，降解产物可成为农民喜欢的生态肥。 所述自流布水管8的入口设在厌氧消化池3有效水深的1/2处，出口通入厌氧过 滤池3的底部，通过虹吸作用将厌氧消化池2中的污水吸入厌氧过滤池3中，因此厌氧过滤 池3内的水面略低于厌氧消化池的水面。所述的厌氧过滤池3分为连续的两格，两格之间 通过自流布水管8联通，该自流布水管8的入口设在前一厌氧过滤池的水面处，出口通入后 一厌氧过滤池的底部，同样通过虹吸作用将前一厌氧过滤池内的污水吸入后一厌氧过滤池 中，因此前一厌氧过滤池内的水面略低于后一厌氧过滤池的水面； 所述的厌氧过滤池3在自流布水管8的出口上方设有供微生物附着的软性填料9， 该软性填料9以100 120mm的间隔网格密集布置，软性填料9的上缘距厌氧过滤池3的 水面300 400mm，下缘距池底500 600mm。 所述的自流布水管8通入厌氧过滤池3底部并横向布置，且该横向布置段距池底 200mm，其上设有单排的多数个通孔，通孔的孔径为20mm，孔间距为120 150mm，且通孔垂
直向下设置。 在调试阶段，厌氧过滤池3内一次性投加特效微生物菌剂，经适当培养，大量繁殖 的微生物菌附着在软性填料9上，形成致密浓厚的生物膜后，即可正常运行。来自于厌氧消 化池2的污水从厌氧过滤池3池底进入，均匀稳定地自下而上通过软性填料9，过滤清液由 湿地进水布水管11经中间井4后进入人工湿地5。 所述的人工湿地5的长宽比为5 1.5 : 1，底面形成有1%的坡度，所述人工湿地 5的填料床12由四层填充物构成，从下至上依次为粒径50 80mm的砾石层，层厚为360mm ; 粒径10 30mm的砾石层，层厚为270mm ;粒径1 5mm的砾石层，层厚为240mm ;泥土层，层 厚为30mm。填料床12上栽种有植物13，如麦冬草、美人蕉、石菖蒲等观赏植物或其它经济 作物。 所述的湿地进水布水管11及湿地出水集水管14均为支状穿孔管，均由主管和均 布在主管侧面的支管构成，支管上布有通孔，为双排孔，两排通孔圆心角为45° ，通孔间距 为200mm，且通孔向下设置， 一般情况下，直径160mm的水管开20mm大小的孔，直径110mm的 水管开15mm大小的孔。湿地进水布水管11上设有中间阀10。 湿地进水布水管11与湿地出水集水管14分别设在人工湿地5的两侧并相距4 6m，且布置方向呈90。夹角。湿地进水布水管ll设在距填料床12上缘下方280mm处，湿地 出水集水管14设在距填料床12下缘上方200mm处。 来自厌氧过滤池3的过滤清液，通过湿地进水布水管11进入填料床12，在填料基 质和植物根系的双重作用下，污水得到精细过滤，滤液经湿地出水集水管14收集后，经出 水井15、出水管16排入附近水体或用作农田灌溉。被填料床12及湿地植物13根系阻挡下 的截留物，通过生物降解与植物吸收而被去除。 为方便观察、维护和管理，厌氧消化池2和厌氧过滤池3的池顶上设有观察孔17 和人孔18，池壁顶部还设有安全溢流孔19。
权利要求一种无动力生活污水处理装置，其特征在于所述的处理装置包括相互联通的厌氧消化池、厌氧过滤池和人工湿地，所述的生活污水处理装置为全地埋形式，污水经格栅井后由进水管通入厌氧消化池，厌氧消化池与厌氧过滤池通过自流布水管联通，厌氧过滤池通过湿地进水布水管与人工湿地联通，污水的滤液经过湿地出水集水管收集并排出，其中，所述进水管的出口设在厌氧消化池的中部；所述自流布水管的入口设在厌氧消化池的中部，出口通入厌氧过滤池的底部，厌氧过滤池内的水面略低于厌氧消化池的水面，通过虹吸作用将厌氧消化池中的污水吸入厌氧过滤池中；所述的厌氧过滤池在自流布水管的出口上方设有供微生物附着的软性填料；所述的人工湿地的底面形成有坡度，人工湿地的填料床上栽种有植物，填料床处设有湿地进水布水管和湿地出水集水管。
2. 根据权利要求1所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于所述进水管的出口 及自流布水管的入口均设在厌氧消化池有效水深的1/2处。
3. 根据权利要求1所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于所述的自流布水管 通入厌氧过滤池底部并横向布置，且该横向布置段距池底150 250mm，其上设有多数个通 孔，通孔的孔径为15 25mm，孔间距为120 150mm，且通孔垂直向下设置。
4. 根据权利要求1或3所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于所述的厌氧过 滤池分为连续的两格或三格，相邻的两格通过自流布水管联通，该自流布水管的入口设在 前一厌氧过滤池的水面处，出口通入后一厌氧过滤池的底部。
5. 根据权利要求4所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于在所述厌氧过滤池 中，软性填料的上缘距水面300 400mm，下缘距池底500 600mm。
6. 根据权利要求1所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于所述人工湿地的底 面坡度为1%。
7. 根据权利要求6所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于所述人工湿地的 填料床由四层填充物构成，从下至上依次为粒径50 80mm的砾石层，层厚为360mm ;粒径 10 30mm的砾石层，层厚为270mm ;粒径1 5mm的砾石层，层厚为240mm ;泥土层，层厚为 30mm。
8. 根据权利要求7所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于所述的湿地进水布水管及湿地出水集水管均为支状穿孔管，均由主管和均布在主管侧面的支管构成，支管上布有通孔，湿地进水布水管与湿地出水集水管分别设在人工湿地的两侧并相距4 6m，且 布置方向呈90。夹角。
9. 根据权利要求8所述的无动力生活污水处理装置，其特征在于所述的湿地进水 布水管设在距填料床上缘下方200 300mm处，湿地出水集水管设在距填料床下缘上方 150 250mm处。
专利摘要本实用新型涉及生活污水处理领域，为一种无动力生活污水处理装置，污水经格栅井后由进水管通入厌氧消化池，厌氧消化池与厌氧过滤池通过自流布水管联通，厌氧过滤池通过湿地进水布水管与人工湿地联通，滤液经过湿地出水集水管收集并排出，其中，进水管的出口设在厌氧消化池的中部；自流布水管的入口设在厌氧消化池的中部，出口通入厌氧过滤池的底部；厌氧过滤池在自流布水管的出口上方设有软性填料；人工湿地底面形成坡度，其上栽种有植物。优点是本装置的各个分装置具有设计容易、制作简单、投资成本少、运行管理方便、处理效果显著等特点，通过微生物-填料-植物的多重作用，实现生活污水中有机物和氮磷等污染物的去除达90％以上。
文档编号C02F3/28GK201439504SQ20092006998
公开日2010年4月21日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者李宏俊 申请人:上海智泓环保工程有限公司