一种农村分散式生活污水处理装置及方法

一种农村分散式生活污水处理装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种农村分散式生活污水处理装置及方法，该系统包括污水收集池(2)、厌氧滤池(1)、生态浮岛(11)和人工湿地(12)，污水收集池(2)与厌氧滤池(1)通过进水管(3)连接，厌氧滤池(1)与人工湿地(12)通过中间出水管(10)连接，生态浮岛(11)浮于人工湿地(12)水面上，人工湿地(12)通过出水管(18)连接；厌氧滤池(1)各部分由下向上依次为：排污口(5)、污泥沉淀区(6)、布水孔板(4)、污泥悬浮区(7)、弹性填料(8)、中间出水管(10)、排气管(9)。本发明具有提高混合液浓度、水力化程度高、无堵塞、无动力消耗、运行管理简捷方便、绿化功效和生态效应好的特点，适合推广应用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于水环境污染及治理【技术领域】，涉及一种农村分散式生活污水处理装置 及方法。 一种农村分散式生活污水处理装置及方法

【背景技术】
[0002] 随着乡镇、农村的迅速发展和广大农村人民生活水平的迅速提高及生活条件的明 显改善，农村生活污水的排放量不断增加。由于农村地区长远环境规划的缺乏，农村排水工 程一直被忽视，大部分农村地区的生活污水处理设施还很不完善，致使大部分农村生活污 水污染问题得不到解决。建设部《村庄人居环境现状与问题》调查报告显示：96%的村庄没 有排水渠道和污水处理系统，生产生活污水随意排放，由此造成农村河流普遍遭到污染，还 严重威胁到地下水，甚至有的浅层地下水已经遭到污染，不能取用。
[0003] 农村生活污水水质的特点是氮、磷含量高、可生化性强、含重金属等有毒有害物质 较少；在排放上具有每户排放量较少，水质水量波动较大，排放点分散，收集较困难等特点； 且粪便中所含病原菌较多。加之，我国农村人口居住比较分散，现有的污水处理规模小，使 工程建设费、运行费用偏高，污水处理设施还易受当地自然环境的影响，使得我国农村污水 处理技术选用及工艺参数设计有别于城市生活污水处理，且维度较大。农村生活污水处理 效果好坏的关键在于因地制宜地选择农村实际情况的技术，不仅能达到国家排放标准，更 重要的是满足投资小、运行管理方便等要求，研发出低成本、小型化、集成式、低成本、自然 处理系统组合工艺等非常迫切与必要。因此，基于现有各种污水处理技术优势与缺陷的分 析，筛选出适合的农村生活污水处理技术十分关键，意义重大。因此，本发明将厌氧滤池、生 态浮岛、湿地等技术进行优化组合，对农村分散式污水进行处理，对人居环境改善、社会主 义新农村建设具有十分重要的实际价值。


【发明内容】

[0004] 为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种农村分散式生活污水处理装置及方 法，在厘清国内外农村分散式生活污水处理各技术的特点、应用条件、优势与不足等的基础 上，创造性的提出厌氧滤池-生态浮岛-人工湿地组合工艺新技术，研发出运行稳定、管理 简捷、无能耗的适用型分散式污水处理设施，开展组合工艺新技术应用效果的试验性研究， 探寻最佳工况条件、最佳运行参数及最优出水质量。其技术方案如下：
[0005] -种农村分散式生活污水处理装置，包括污水收集池2、厌氧滤池1、生态浮岛11 和人工湿地12,污水收集池2与厌氧滤池1通过进水管3连接，厌氧滤池1与人工湿地12 通过中间出水管10连接，生态浮岛11浮于人工湿地12水面上，人工湿地12通过出水管18 连接；厌氧滤池1各部分由下向上依次为：排污口 5、污泥沉淀区6、布水孔板4、污泥悬浮区 7、弹性填料8、中间出水管10、排气管9 ;人工湿地12由池底部由下往上依次是：出水管18、 卵石层17、碎石层16、粗砂层15、细砂层14、水体13及浮于水体的生态浮岛11组成。
[0006] 优选地，所述厌氧滤池1的HRT为16h、厌氧滤池1填料为弹性填料8、生态浮岛11 植物为狐尾藻、鸢尾和空心菜等，人工湿地12填料由下向上分别是卵石层17、碎石层16、粗 砂层15、细砂层14,卵石层17厚度为20cm，卵石粒径为3-4cm，不均匀系数为3 ;碎石层16 厚度为20cm，粒径为2-3cm，不均匀系数为3 ;粗砂层15的厚度为20cm，粒径为l-2cm，不均 匀系数为4 ;细砂层14的厚度为20cm,粒径小于lcm,不均匀系数为4。
[0007] -种农村分散式生活污水处理方法，包括以下步骤：
[0008] 1)污水收集池2的污水经进水管3进入厌氧滤池1，厌氧滤池1处理能力为1. 5m3/ d，连续进、出水，水力停留时间HRT为16h ;厌氧滤池1总容积为lm3,有效容积为0. 9m3,砖混 结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材料，置于砖和砂浆之间； 厌氧滤池1进水设计采用一管多点+布水孔板4的方式布水；
[0009] 2)厌氧滤池1处理后的出水通过〇15PVC中间出水管10流入生态浮岛11和人 工湿地12,人工湿地的处理能力为1. 5m3/d，连续进、出水，水力停留时间HRT为40h ;人工 湿地12水池3. 3m3,砖混结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材 料，置于砖和砂楽之间；在人工湿地上放置6-8个生态浮岛，生态浮岛厚度10cm，长40cm，宽 20cm，浮岛上种植鸢尾、狐尾藻和空心菜等；经生态浮岛植物11和人工湿地12填料共同处 理的水通过出水管18排到邻近沟渠或农田灌溉。
[0010] 本发明的有益效果：
[0011] (1)将"生物"与"生态"相耦合，集厌氧滤池、生态浮岛和人工湿地等技术之优势， 创造性的提出了厌氧滤池-生态浮岛-人工湿地组合新技术，其中，厌氧滤池承担预处理， 有效降低污水中的有机物浓度，弥补了生态浮岛和人工湿地冬季处理效果不佳的缺陷，避 免了人工湿地技术的堵塞缺陷；生态浮岛湿地弥补了厌氧滤池中N、P等去除效果不佳的缺 陷。
[0012] (2)充分考虑农村居民的经济承受能力、设备耐久性等，研发出负荷稳定、结构简 捷、无需三相分离器、无污泥回流和鼓风曝气设备、投加填料固定和保留微生物菌群、提高 混合液浓度、水力化程度高、无堵塞、无动力消耗、运行管理简捷方便、绿化功效和生态效应 好的农村分散式生活污水处理设施。

【专利附图】

【附图说明】
[0013] 图1为本发明农村分散式生活污水处理装置的结构示意图，其中1、厌氧滤池，2、 污水收集池，3、进水管，4、布水孔板，5、排污口，6、污泥沉淀区，7、污泥悬浮区，8、弹性填料， 9、排气管，10、中间出水管，11、生态浮岛，12、人工湿地，13、水体，14、细砂层，15、粗砂层， 16、碎石层，17、卵石层，18、出水管，19、阀门。

【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
[0015] 参照图1，一种农村分散式生活污水处理装置，包括污水收集池2、厌氧滤池1、生 态浮岛11和人工湿地12,污水收集池2与厌氧滤池1通过进水管3连接，厌氧滤池1与人 工湿地12通过中间出水管10连接，生态浮岛11浮于人工湿地12水面上，人工湿地12通 过出水管18连接；厌氧滤池1各部分由下向上依次为：排污口 5、污泥沉淀区6、布水孔板 4、污泥悬浮区7、弹性填料8、中间出水管10、排气管9 ;人工湿地12由池底部由下往上依次 是：出水管18、卵石层17、碎石层16、粗砂层15、细砂层14、水体13及浮于水体的生态浮岛 11组成。
[0016] 本发明所述的农村分散式生活污水处理装置，是将厌氧滤池与生态浮岛、人工湿 地组合的新的污水处理技术，并通过组合工艺新技术填料、结构、运行参数等试验，确定厌 氧滤池-生态浮岛-人工湿地技术组合新工艺的最佳技术运行参数，厌氧滤池1用有机玻 璃制成，内部装厌氧填料8,污水收集池2与厌氧滤池1之间用进水管3连接，进水管3连接 在污泥沉淀区6,污泥沉淀区6上面是污泥悬浮区7,中间用布水孔板4隔开，污泥沉淀区6 右侧连接排污口 5,厌氧滤池1上部连接排气管9,右上部连接中间出水管10 ;污水收集池 2长0. 2m，宽0. 2m，高0. 2m ;厌氧滤池1长lm，宽lm，高lm，；厌氧滤池弹性填料7高0. 6m ; 污泥沉淀区6高0· lm ;污泥悬浮区7高0· lm ;布水孔板4长lm，宽lm，厚5mm，孔径5mm，孔 距5cm，梅花形布置；进水管3、中间出水管10和排气管9管径为10mm，排污管5管径50mm, 进水管3、中间出水管10和排污管5均带有阀门19。生态浮岛11的浮体材料是泡沫和PVC 管，浮岛体厚度为l〇cm，宽度20cm，长度40cm，植物选取鸢尾、狐尾藻和空心菜等。人工湿地 12长lm，宽0. 6m，高lm，用砖砌成，池壁和池底用2cm砂浆抹面，水池采用土工膜作为防水 材料，置于砖与砂浆之间。人工湿地12由池底部由下往上依次是：卵石层17、碎石层16、粗 砂层15、细砂层14及水体13组成，其中卵石层17厚度为20cm，卵石粒径为3-4cm，不均匀 系数为3 ;碎石层16厚度为20cm，粒径为2-3cm，不均匀系数为3 ;粗砂层15的厚度为20cm， 粒径为l-2cm，不均匀系数为4 ;细砂层14的厚度为20cm，粒径小于lcm，不均匀系数为4 ;水 体13的厚度为20cm。与人工湿地相接的出水管18接在池底，出水管18的直径10mm。所 述厌氧滤池1的HRT为16h、厌氧滤池1填料为弹性填料8、生态浮岛11植物为鸢尾、狐尾 藻和空心菜等，人工湿地12填料由下向上分别是卵石层17、碎石层16、粗砂层15、细砂层 14。
[0017] -种农村分散式生活污水处理方法，包括以下步骤：
[0018] 在雅安市雨城区青元村选取了 3户居民作为试验点，每户人口为3-5人，每户日均 生产生活污水0. 5m3,将每户每日的生活污水集中排放到污水收集池2 ;假设流量为1. 5m3/ d ;经检测，生活污水中COD含量在120. 31?465. 6mg/L之间，NH3-N含量在L 05?19. 3mg/ L之间，TN含量在1. 92?23. 6mg/L之间，TP含量在0. 36?1. 6mg/L之间；
[0019] 1)污水收集池2的污水经进水管3进入厌氧滤池1，厌氧滤池1处理能力为1. 5m3/ d，连续进、出水，水力停留时间HRT为16h ;厌氧滤池1总容积为lm3,有效容积为0. 9m3,砖混 结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材料，置于砖和砂浆之间； 厌氧滤池1进水设计采用一管多点+布水孔板4的方式布水；经检测，出水中C0D含量在 55. 62 ?203. 3mg/L之间，NH3-N含量在 0· 78 ?14. 42mg/L之间，TN含量在 1. 39 ?18. 67mg/ L之间，TP含量在0· 21?1. 03mg/L之间；
[0020] 2)厌氧滤池1处理后的出水通过〇15PVC中间出水管10流入生态浮岛11和人 工湿地12,人工湿地的处理能力为1. 5m3/d，连续进、出水，水力停留时间HRT为40h ;人工 湿地12水池3. 3m3,砖混结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材 料，置于砖和砂楽之间；在人工湿地上放置6-8个生态浮岛，生态浮岛厚度10cm，长40cm， 宽20cm，浮岛上种植鸢尾、狐尾藻和空心菜等；经生态浮岛植物11和人工湿地12填料共 同处理的水通过出水管18排到邻近沟渠或农田灌溉。经检测，出水C0D含量在22. 13? 92. 26mg/L 之间，NH3-N 含量在 0· 31 ?5. 76mg/L 之间，TN 含量在 0· 58 ?7. 19mg/L 之间， TP含量在0· 09?0· 48mg/L之间。
[0021] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，本发明的保护范围不限于此，任何熟 悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简 单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种农村分散式生活污水处理装置，其特征在于，包括污水收集池（2)、厌氧滤池 (1)、生态浮岛（11)和人工湿地（12)，污水收集池（2)与厌氧滤池（1)通过进水管（3)连 接，厌氧滤池（1)与人工湿地（12)通过中间出水管（10)连接，生态浮岛（11)浮于人工湿 地（12)水面上，人工湿地（12)通过出水管（18)连接；厌氧滤池（1)各部分由下向上依次 为：排污口（5)、污泥沉淀区（6)、布水孔板（4)、污泥悬浮区（7)、弹性填料（8)、中间出水管 (10)、排气管（9);人工湿地（12)由池底部由下往上依次是：出水管（18)、卵石层（17)、碎 石层（16)、粗砂层（15)、细砂层（14)、水体（13)及浮于水体的生态浮岛（11)组成。
2. 根据权利要求1所述的农村分散式生活污水处理装置，其特征在于，所述厌氧滤池 (1)的HRT为16h、厌氧滤池⑴填料为弹性填料⑶、生态浮岛（11)植物为鸢尾、狐尾藻和 空心菜，人工湿地（12)填料由下向上分别是卵石层（17)、碎石层（16)、粗砂层（15)、细砂 层（14)，卵石层（17)厚度为20cm，卵石粒径为3-4cm，不均匀系数为3 ;碎石层（16)厚度为 20cm，粒径为2-3cm，不均匀系数为3 ;粗砂层（15)的厚度为20cm，粒径为l-2cm，不均匀系 数为4 ;细砂层（14)的厚度为20cm,粒径小于lcm,不均匀系数为4。
3. -种农村分散式生活污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 污水收集池（2)的污水经进水管（3)进入厌氧滤池（1)，厌氧滤池（1)处理能力为 1. 5m3/d，连续进、出水，水力停留时间HRT为16h ;厌氧滤池⑴总容积为lm3,有效容积为 0. 9m3,砖混结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂楽抹面，用土工膜作为防渗材料，置于砖和 砂浆之间；厌氧滤池（1)进水设计采用一管多点+布水孔板（4)的方式布水； 2) 厌氧滤池（1)处理后的出水通过〇15PVC中间出水管（10)流入生态浮岛（11)和人 工湿地（12)，人工湿地的处理能力为1. 5m3/d，连续进、出水，水力停留时间HRT为40h ;人工 湿地12水池3. 3m3,砖混结构，池壁和池底由砖砌成，2cm的砂浆抹面，用土工膜作为防渗材 料，置于砖和砂楽之间；在人工湿地上放置6-8个生态浮岛，生态浮岛厚度10cm，长40cm，宽 20cm，浮岛上种植鸢尾、狐尾藻和空心菜；经生态浮岛植物（11)和人工湿地（12)填料共处 理的水通过出水管（18)排到邻近沟渠或农田灌溉。
【文档编号】C02F9/14GK104098224SQ201410286811
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】邓玉, 倪福全, 唐大华, 孟笑宇, 兰惠娟 申请人:四川农业大学