一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，旨在提高寒冷地区冬季出水水质，解决出水不达标的问题。该方法核心构筑物包括前置生化池及生物接触氧化塘两部分，前置生化池在气温较高的季节作为厌氧池，在气温较低的季节作为好氧池，出水进入生物接触氧化塘进行深度生物处理后排出。本方法充分考虑了农村土地资源丰富、资金及技术较为欠缺等特征，方法流程简单，建设成本低，便于维护管理，可节约运行费用，并且能够保证气温较低季节的出水达标，适合在北方寒冷地区的农村乡镇推广应用。
【专利说明】一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理领域，特别涉及一种适合寒冷地区的农村、乡镇生活污水的处理方法。
【背景技术】
[0002]我国农村每年产生大量生活污水，但由于居住分散及经济技术水平的制约，大多数农村尚无完善的污水处理系统，污水直接排放至就近的水体，对周围环境和河流、湖泊、水库等水环境造成严重污染。我国“十一五”规划中提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，而加强农村生活污水的处理，是新农村建设的重要组成部分，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。因此，处理农村生活污水是我国未来相当长一段时期的重要任务，研究一种经济合理、符合我国农村实际情况的污水处理技术具有重大意义。
[0003]目前，部分农村已经开展了生活污水处理工作，农村生活污水的处理主要是沿用城市生活污水厂的传统生化处理法技术，是城市污水厂的“缩小沿用版”，此外还有氧化塘(亦称稳定塘)以及人工湿地等技术。
[0004]城市生活污水厂的生化处理法技术常见的有传统活性污泥法、序批式活性污泥法和生物接触氧化法等，这些工艺技术成熟、出水指标较好，基本不受气温限制，寒冷地区冬季也能保证较好出水水质。但是需要建造多级生化池、初沉池、二沉池等构筑物，均为钢筋混凝土结构，还需要建造围墙、管理办公房等，建设费用很高，且维护管理需专门的技术人员、维护管理要求高，不适合在缺乏资金、缺乏技术人才的广大农村地区推广使用。
[0005]氧化塘法是将污水引入到开挖的池塘里，也可以引入到荒废的河道、池塘里，利用池塘中生长的菌藻等微生物的共同作用和大气复氧来降解废水中的有机物。氧化塘用于农村污水处理的优点是池塘作为处理池，结构简单，基建费用低，无需复杂的机械装置，运行费用近乎0，无需专业人员管理；能承受污水水量大范围波动，无需污泥处理。缺点是氧化塘占地面积过大，处理污水所需时间长达30天以上，受气候影响大，冬天塘水结冰，微生物活性差，出水水质不容易达标，而且塘水脏臭影响景观环境。
[0006]人工湿地技术对于去除氮、磷和悬浮物有着显著效果，但是处理负荷低、水量较大时占地面积太大、易受气候影响，冬季结冰时出水很难达标，因此在寒冷地区、以及污水量较大的地方单独使用存在一些问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种适合寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，既能吸收传统生化法、氧化塘法各自的优点，又能克服其各自的缺点，做到建设成本又低、处理效果又好、运行管理又方便，同时在寒冷地区冬季结冰时出水也能达标的理想状态。
[0008]为了实现上述目的，本发明采取以下技术措施:
[0009]一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，污水首先进入设置有微生物载体和曝气装置的前置生化池处理、然后进入氧化塘处理；其中，当环境温度高于10°c时，关闭所述前置生化池中的曝气装置使所述前置生化池处于厌氧状态；当环境温度等于或者低于10°c时，开启所述前置生化池中的曝气装置使所述前置生化池中处于好氧状态。
[0010]所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于所述氧化塘内还设置有曝气装置和微生物载体。
[0011]所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于前置生化池为地埋式。
[0012]所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于前置生化池前设置有用于对污水进行粗滤的预处理设施，具体为格栅和/或集水池。
[0013]所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于氧化塘后端设置有用于对从氧化塘输出的水进行净化的后续处理设施，具体为人工湿地。
[0014]前述氧化塘可以使用常规的氧化塘，包括厌氧塘、兼性塘、好氧塘、曝气塘中的某一个类型，或者是多个类型的组合，也具有一定的污水处理效果。但为了进一步提高氧化塘的处理效果，我们在氧化塘内设置了微生物附着载体及曝气装置，使得塘内形成了生物接触氧化法的技术体系。微生物附着载体一般也称填料，如弹性立体填料、组合填料、半软性填料等。微生物附着载体淹没分布在塘中各处，以便微生物在其上附着并且大量繁殖形成生物膜。污水经过微生物附着载体时，污水中的有机物被附着载体上的微生物吸附并最终氧化分解为无害的二氧化碳和水。
[0015]曝气装置为微生物提高足够的溶解氧，以便好氧微生物呼吸生存。曝气装置可以是鼓风机加曝气软管或曝气盘的方式、悬挂链方式、机械曝气器方式等。可再增加造流推流设备，或使用集推流和曝气功能于一体的造流曝气机，使氧化塘中的污水流动起来，促使溶解氧的均匀扩散和传质效果。
[0016]在氧化塘内设置曝气装置和微生物载体，实现了氧化塘法和生物接触氧化法的完美结合，称之为“生物接触氧化塘”。它融合了两种方法的优点:
[0017]1、可直接取用现存池塘，也可开挖而成，较传统钢混结构生化池显著降低建设成本。
[0018]2、较氧化塘缩短了处理周期，加强了对水质水量波动的适应性，并且提高了处理程度，处理效果良好。
[0019]3、产泥量小，无污泥膨胀现象，避免了臭味的产生。
[0020]4、塘中可养鱼种水草做生态之用，出水可用于灌溉等，实现废水的资源化。
[0021]气温较低的寒冷季节，氧化塘中的污水结冰，水温下降导致微生物活性大大降低。这时单靠氧化塘处理不容易达标。所以为保证寒冷季节的稳定运行效果，在氧化塘前端增设前置生化池。
[0022]前置生化池水力停留时间短、面积小，带有温度的污水进入后不会结冰，当然采用地埋式结构就更好。池内设置有曝气装置和微生物载体。前置生化池能够对进水水质水量进行调节、均化，以减小污水对纳污池塘的冲击负荷；同时污水在前置生化池中作一级生化处理，减少污水中有机物的含量，保证后续处理效果。前置生化池根据气温变化决定是否开启曝气设备，可以降低运行费用。
[0023]当环境温度大于10°C时，露天的氧化塘里微生物活性增强，氧化塘处理效果提升，为了节约运行费用，可关闭前置生化池中的曝气装置，使其成为厌氧处理池。污水中的部分有机物经过水解阶段、酸化阶段、乙酸化阶段和甲烷化阶段四个阶段被厌氧微生物转化为二氧化碳和甲烷等。处理出水再进入氧化塘进行好氧处理，整个处理工艺变成A/Ο工艺。关闭曝气设备后的前置生化池没有能源消耗，而氧化塘中由于藻类产氧和大气复氧作用供给了一部分氧，曝气机的供氧量可以降低，从而可节约运行成本。
[0024]当环境温度等于或小于10°C时，露天的氧化塘里微生物活性开始下降，氧化塘处理效果降低。为了提高处理效果，可开启前置生化池中的曝气装置，成为好氧处理池。污水中的好氧微生物通过分解反应、合成反应和内源呼吸三个过程将有机物分解成二氧化碳和水，并且自身大量生长繁殖。气温较低的季节，带有温度的污水主要依靠地埋式前置生化池进行好氧处理，以此来保证冬季的出水水质。这时氧化塘的污水结冰，氧化塘对污水处理的贡献不大。
[0025]如上所述，随着气温的变化，可以调整前置生化池的好氧厌氧状态，从而使得这种方法成为一种可变工艺。正是这种可变工艺的特征，使得该方法不管冬季夏季都能保证出水达标，而且尽可能节约了运行费。
[0026]为了拦截去除污水中较大的漂浮物和杂物，保证后续处理系统的正常运行，前置生化池前最好设置预处理设施，如格栅、集水池等。
[0027]为了提升脱氮除磷及去除悬浮物的效果，进一步确保出水水质，氧化塘后端可设置后续处理设施，如人工湿地等。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是最佳实施例1平面不意图。其中，I是格栅，2是集水井,3是曝气装置,4是前置生化池，5是生物接触氧化塘，6是曝气装置，7是生物接触填料，8是人工湿地，9是湿地植物。
[0030]图2是最佳实施例1在环境温度大于10°C时的工艺流程图。
[0031]图3是最佳实施例1在环境温度等于或小于10°C时的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]图1中，收集的农村、乡镇生活污水首先经过格栅I去除较粗大的固体垃圾后进入集水池2中汇集、储存并初步地均衡污水的水质水量。然后泵入前置生化池4进行生化处理。地埋式前置生化池4中设置有曝气装置3以及生物填料(未标示)，根据当地气温变化来决定曝气装置3是否开启。
[0034]当进入春季环境温度大于10°C时，关闭曝气装置3，前置生化池4作厌氧池使用，生活污水中的部分有机物被厌氧微生物水解酸化；当进入冬季环境温度小于10°c时，开启曝气装置3，前置生化池4作好氧池使用，生活污水中的大部分有机物被好氧微生物氧化分解为水和二氧化碳。如图2和图3工艺流程图所示。
[0035]在前置生化池4中作一级生化处理后的生活污水进入生物接触氧化塘5。生物接触氧化塘5中放置有曝气装置6和生物接触填料7。污水中的大部分有机物在生物接触氧化塘5中被生物接触填料7上的微生物所形成的生物膜不断吸附并氧化分解为水和二氧化碳。
[0036]曝气装置6可换为此前已公开的专利“造流曝气机”(专利号:ZL200310115009.9、ZL200520002132.4)，该设备在纳污池塘中有规律的摆放后，生活污水中的有机物即可在循环流动的过程中更充分的与生物接触填料7接触氧化分解，污水的处理效果将明显提高。
[0037]气温较低的季节如冬季，生物接触氧化塘5的水面可能结冰，可关闭曝气装置6降低运行费用。此时生物接触氧化塘5的处理效果有所降低，生活污水的处理主要依靠前置生化池的好氧处理，以保证冬季稳定运行。
[0038]经生物接触氧化塘5处理后的生活污水进入人工湿地8中作后续处理。在湿地植物9、湿地内填充的基质(砾石、砂、土等)上的微生物的共同作用下，进一步的脱氮除磷和去除细小悬浮物质，提高污水处理程度，保证出水水质。
[0039]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 污水首先进入设置有微生物载体和曝气装置的前置生化池处理、然后进入氧化塘处理；其中，当环境温度高于10°c时，关闭所述前置生化池中的曝气装置使所述前置生化池处于厌氧状态；当环境温度等于或者低于10°c时，开启所述前置生化池中的曝气装置使所述前置生化池处于好氧状态。
2.如权利要求1所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于， 所述氧化塘内还设置有曝气装置和微生物载体。
3.根据权利要求1或2所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于:前置生化池为地埋式。
4.根据权利要求1或2所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于:前置生化池前设置有用于对污水进行粗滤的预处理设施。
5.如权利要求4所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于:所述预处理设施具体为格栅和/或集水池。
6.根据权利要求1或2所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于:氧化塘后端设置有用于对从氧化塘输出的水进行净化的后续处理设施。
7.如权利要求6所述的一种寒冷地区农村乡镇生活污水处理方法，其特征在于:所述后续处理设施具体为人工湿地。
【文档编号】C02F3/30GK104276652SQ201310280736
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】黄建军 申请人:北京佳业佳境环保科技有限公司