一体化污水净化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种一体化污水净化系统，包括污水处理池体，所述污水处理池体内由顶部至底部依次设置有：植物种植层、第一O段生物滤层、第一曝气层、第二O段生物滤层、第二曝气层、A段生物滤层、以及出水层；所述第一曝气层和所述第二曝气层均设有用于连通所述污水处理池体外部的曝气管。该一体化污水净化系统具有：占地面积少、系统启动快、填料可循环再生作用、运行成本低、维护操作简单、环境卫生好、污水处理效果好、自主供气等优势。
【专利说明】
一体化污水净化系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种一体化污水净化系统。
【背景技术】
[0002] 低浓度生活污水处理工艺和净水系统，经过多年的发展和使用，已有多种传统的 处理工艺，主要有:序列间歇式活性污泥法、氧化沟法、吸附-生物降解工艺、厌氧好氧工艺 法、生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法、生物流化床法、人工湿地法、地下渗滤处理 系统等，这些常规的处理工艺虽然都能取得较好的效果，但也存在一些难以克服的缺点，主 要表现在:第一、基建投资和管理费用较高，农村和小城镇地区难以承受较高的经济成本； 第二，操作复杂，难以管理;第三、污水处理过程中产生大量的污泥，容易造成二次污染，并 且易阻塞污水处理系统，造成处理系统的瘫痪，从而导致相应维护费用的增加;第四、动力 消耗较大、占地面积大、耐冲击负荷差，处理单位污水的能耗较高。 【实用新型内容】
[0003] 有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种一 体化污水净化系统，包括污水处理池体，其特征在于，所述污水处理池体内由顶部至底部依 次设置有:植物种植层、第一 〇段生物滤层、第一曝气层、第二〇段生物滤层、第二曝气层、A段 生物滤层、以及出水层;所述污水处理池体的顶部、靠近所述植物种植层处设有进水口；所 述池体的底部设有用于连通所述出水层和所述污水处理池体外部的出水口；
[0004] 所述第一曝气层和所述第二曝气层均设有用于连通所述污水处理池体外部的曝 气管。
[0005] 在某些实施方式中，所述进水口处连接有从所述污水处理池体外部穿设至所述污 水处理池体内部的进水管;所述进水管连接有布设于所述植物种植层的布水器。
[0006] 在某些实施方式中，所述布水器包括与所述进水管连接的主线管道，以及多条连 接于所述主线管道的分线管道，所述分线管道背离所述主线管道的一端开设有若干浇灌 □ 〇
[0007] 在某些实施方式中，所述分线管道垂直于所述主线管道。
[0008] 在某些实施方式中，所述进水口设置有阀门。
[0009]在某些实施方式中，所述第一0段生物滤层与所述第二0段生物滤层的厚度相同， 所述第一 〇段生物滤层或所述第二〇段生物滤层与所述污水处理池体的高度比例为1:6~1: 10。
[0010] 在某些实施方式中，所述污水处理池体的顶部距离所述植物种植层的表面30cm~ 50cm〇
[0011] 在某些实施方式中，所述出水口与A段生物滤层的上表面平齐。
[0012] 本实用新型提供的有益效果是：
[0013] 本实用新型提供的一体化污水净化系统相较于现有技术，具有以下优势：
[0014] 1、占地面积少:每平方米占地面积每天可处理1.5~2.0m3的污水。
[0015] 2、系统启动快:建成后即可投入使用，简单调试后即可以运行。
[0016] 3、填料具有循环再生作用，使用寿命长，节约经济成本。
[0017] 4、运行成本低:系统运行时，除进水提升需要耗电外，不需要其他能耗，每处理1立 方米污水耗电量少于〇. 1度。
[0018] 5、维护操作简单，除了植物定期收割外，基本无需人工值守，维护费用极低。
[0019] 6、环境卫生好，景观效果好，结构搭配合理。
[0020] 7、污水处理效果好:进水时化学需氧量彡800mg/L、氨氮彡40mg/L、总磷彡10mg/L、 固体悬浮物<l〇〇mg/L，出水时化学需氧量<40mg/L、氨氮<5mg/L、总磷<0.5mg/L、固体悬 浮物< 5mg/L，部分指标超过城镇污水处理厂一级A标准。
[0021 ] 8、自主供气:通过增设曝气管实现曝气层和0段生物滤层的通气，无需额外耗能供 给氧气。
【附图说明】
[0022] 应当理解的是，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是 对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他相关的附图。
[0023] 图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型植物种植层结构示意图，图3为 本实用新型第一曝气层和第二曝气层结构示意图，图4为本实用新型出水层结构示意图。
[0024] 附图标号说明：
【具体实施方式】
[0027]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型 的限制。
[0028]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"长度"、"宽度"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底""内'"外"等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示 所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本 实用新型的限制。
[0029]此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个 以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固 定"等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是 机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个 元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据 具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0031] 实施例
[0032] 参阅图1和图2，在本实用新型实施例中，一体化污水净化系统，包括污水处理池体 1，其特征在于，所述污水处理池体1内由顶部至底部依次设置有:植物种植层2、第一 0段生 物滤层3、第一曝气层4、第二0段生物滤层5、第二曝气层6、A段生物滤层7、以及出水层8;所 述污水处理池体1的顶部、靠近所述植物种植层2处设有进水口 9;所述池体的底部设有用于 连通所述出水层8和所述污水处理池体1外部的出水口 10;
[0033] 所述第一曝气层4和所述第二曝气层6均设有用于连通所述污水处理池体1外部的 曝气管12。
[0034] 上述，污水由污水处理池体1的进水口 9进入池体内部时，污水首先经布水器13进 入植物种植层2,通常经过约为20min渗滤时间，跌落到第一0段生物滤层3,经过约为50min 的渗滤时间，跌落到第二〇段生物滤层5，经过约为50min的渗滤时间，跌落到A段生物滤层7， 通过重力作用形成的水压力，经出水层8由出水口 10排出上一进水周期储存在A段生物滤层 7的水，达标排放。本次进水储存在A段生物滤层7,继续进行生物作用，在下一进水周期排 出。
[0035] 污水进入植物种植层2时，污水在下跌渗滤过程中，以植物根系吸收，实现生物固 氮、固磷，吸收污水中的多余的氮元素和磷元素。所述的植物种植层2种植的通常为挺水植 物，如灯心草、美人蕉、皇竹草、萤蔺、香菇草等。
[0036] 污水进入第一 0段生物滤层3和第二0段生物滤层5，被第一 0段生物滤层3和第二0 段生物滤层5中填充的好氧生物滤料吸附。
[0037]可以理解的是，微生物净化污水的过程，实质上就是在污水处理装置这一小型生 态系统内，利用各种生理生化性能的微生物类群间的相互配合而进行的一种物质循环过 程。当化学需氧量、氨氮、固体悬浮物含量较高的进入污水处理装置后，其中的自然微生物 区系在好氧条件下，根据其中营养物质或有毒物质的情况，在客观上造成了一个选择性的 培养条件，并随着时间的推移，发生了微生物区系的有规律的更迭，从而使水中的有机物或 毒物不断被降解、氧化、分解、转化或吸附沉降，进而达到去除污染物的效果。
[0038] 有机污染物的去除主要由过滤截留、吸附和微生物降解作用共同完成。过滤截留 和吸附作用在污水下渗过程中起主要作用。有机物的真正去除是依靠填料中种类和数量庞 大的微生物进行分解降解完成，主要发生在停止进水期，其中的好氧降解是主导作用，兼 氧、厌氧分解作用较小，其分解最终产物为N 2、co#ra2〇等。分解产生气体通过填料层和曝气 层管道排入大气中。
[0039] 需要理解的是，污水中的有机氮通过微生物的氨化作用转化为NH4+-N，在有氧环境 下由亚硝酸菌氧化为N02-N，再由硝酸菌将N02-N进一步氧化为N03-N的过程，该过程改变了 有机氮的存在形态。
[0040] 污水中的磷是以磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐型式存在。本系统对磷的去除作 用包括填料的过滤吸附、微生物固磷和植物吸收。
[0041] 需要理解的是，污水在缓慢下跌的过程中，系统内微生物分解产生的废气由第一 曝气层4和所述第二曝气层6设有的曝气管12排出，当污水下渗到曝气层以下，填料内部产 生一定的负压，空气从曝气管12进入曝气层，从而达到对第一 0段生物滤层3和第二0段生物 滤层5中好氧生物滤料供氧的目的。
[0042]需要理解的是，污水继续下跌进入Α段生物滤层7,因该段完全被水淹没，形成了一 个厌氧微环境，厌氧菌利用污水中剩余有机物提供的碳源为能量将N03-N还原成N2，N2通过 曝气层管道排出系统。
[0043]污水经过约2h的渗滤达标排放后，系统停置4h，再进行下一轮进水循环。在停置 期，填料内吸附的污染物质，通过微生物分解作用进一步分解，分解产生的气体由曝气层管 道排出。
[0044] 可以理解的是，植物种植层2种植的植物吸收的氮、磷类有机物，可以通过定期收 割植物得以去除。
[0045] 本实用新型采用间歇式进水，在停止进水期，附着在生物滤料表面的微生物将进 水期吸附的有机污染物分解去除而达到净化效果，从而恢复生物滤料的吸附性能。当然，本 实用新型还可以设置相同的多套污水净化系统，通过定时控制系统，实现连续进水、连续出 水。本实用新型的一体化污水净化系统占地面积小、出水水质稳定、投资造价低、操作维护 简单、运营管理费用低的特点，尤其适用于村镇生活污水、农副产品加工厂等有机污水的处 理。
[0046] 实际应用中，本实用新型采用间歇进水方式，进水间隔周期通常为6h左右，该周期 时间限定由智能定时装置控制污水进水阀门既可现实。污水整个渗滤过程约为2h，空置期 为4h。污水在植物种植层2的停留时间约为20min，减少了植物泡水时间，有效保证植物良好 的呼吸环境。
[0047] 可以理解的是，为使第一曝气层4和第二曝气层6的曝气程度更为充分，曝气管12 可布设与所述第一曝气层4和第二曝气层6中，曝气管12的分布的形状可以由多种情况，可 参阅图2中的排布方式，即呈井字形排布。
[0048] 当然，为了出水层8能够更好的排出水流，出水层8处可设有布设于出水层8中的出 水管，参阅图4。
[0049] 本实用新型的污水处理池体1，可选用混凝土、砖混、碳钢和玻璃钢材料。根据现场 实际情况，池体可为地上式、半地上式或者地下式结构。
[0050] 参阅图3，在本实用新型实施例中，所述进水口 9处连接有从所述污水处理池体1外 部穿设至所述污水处理池体1内部的进水管11;所述进水管11连接有布设于所述植物种植 层2的布水器13。
[0051] 上述，由布水器13布水到植物种植层2,布水器13的特殊结构，可以把污水均匀洒 布在植物种植层2。有利于污水在植物种植层2的分散。
[0052]在本实用新型实施例中，所述布水器13包括与所述进水管11连接的主线管道131， 以及多条连接于所述主线管道131管壁的分线管道132,所述分线管道132背离所述主线管 道131的一端开设浇灌口 132开设有若干浇灌口，浇灌口间距10cm，直径5mm~10mm、为呈水 平均匀分布的圆孔。
[0053]上述，污水由进水管11进入布水器13的主线管道131，再经由分线管道132将污水 分布到植物种植层2,布水器13的特殊结构，可以把污水均匀洒布在植物种植层2。有利于污 水在植物种植层2的分散。
[0054] 可以理解的是，该布水器13、所述进水管11、所述曝气管12和所述出水口 10均可以 是PVC管，具有较好的耐腐蚀性，且价格便宜。管道的直径，根据处理污水的水量和所使用的 位置来计算确定。
[0055] 在本实用新型实施例中，所述分线管道132垂直于所述主线管道131。
[0056] 在本实用新型实施例中，所述进水口9设置有阀门，阀门可以为智能定时电控阀 门。
[0057] 上述，阀门用于控制进水口 9的进水周期。
[0058] 在本实用新型实施例中，污水进入一体化污水净化系统之前，应另外设置格栅和 沉淀池，去除污水中的固体物质，避免固体物质阻塞该一体化污水净化系统。
[0059] 在本实用新型实施例中，所述第一0段生物滤层3与所述第二0段生物滤层5的厚度 相同，所述第一〇段生物滤层3或所述第二0段生物滤层5与所述污水处理池体1的厚度比例 为 1:6 ~1:10〇
[0060]上述，在实际生产中，较为适于推广的一体化污水净化系统的，污水处理池体1高 度为230cm~370cm，植物种植层2的填料为细砂，植物种植层2的厚度约为20cm;第一 0段生 物滤层3和第二0段生物滤层5的好氧生物滤料均为细砂、碳粉、砂砾、沸石、陶粒等比表面积 大、孔隙率高、粒径细小的惰性材料组成，第一 0段生物滤层3和第二0段生物滤层5的厚度均 约为40cm~80cm;A段生物滤层7的厌氧生物滤料为煤炭渣、页岩石等组成，A段生物滤层7的 厚度为40cm~80cm;第一曝气层4和第二曝气层6的厚度均约为20cm，曝气滤料为砂烁石层； 出水层8填料是砂砾石，出水层8厚度约为20cm。
[0061] 在本实用新型实施例中，所述污水处理池体1的顶部距离所述植物种植层2的表面 30cm~50cm。
[0062] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一体化污水净化系统，包括污水处理池体，其特征在于，所述污水处理池体内由顶部 至底部依次设置有:植物种植层、第一 0段生物滤层、第一曝气层、第二0段生物滤层、第二曝 气层、A段生物滤层、以及出水层;所述污水处理池体的顶部、靠近所述植物种植层处设有进 水口；所述池体的底部设有用于连通所述出水层和所述污水处理池体外部的出水口； 所述第一曝气层和所述第二曝气层均设有用于连通所述污水处理池体外部的曝气管。2. 如权利要求1所述的一体化污水净化系统，其特征在于:所述进水口处连接有从所述 污水处理池体外部穿设至所述污水处理池体内部的进水管;所述进水管连接有布设于所述 植物种植层的布水器。3. 如权利要求2所述的一体化污水净化系统，其特征在于:所述布水器包括与所述进水 管连接的主线管道，以及多条连接于所述主线管道的分线管道，所述分线管道背离所述主 线管道的一端开设有若干浇灌口。4. 如权利要求3所述的一体化污水净化系统，其特征在于:所述分线管道垂直于所述主 线管道。5. 如权利要求1所述的一体化污水净化系统，其特征在于:所述进水口设置有阀门。6. 如权利要求1所述的一体化污水净化系统，其特征在于:所述第一 0段生物滤层与所 述第二0段生物滤层的厚度相同，所述第一0段生物滤层或所述第二0段生物滤层与所述污 水处理池体的高度比例为1:6~1:10。7. 如权利要求1所述的一体化污水净化系统，其特征在于:所述污水处理池体的顶部距 离所述植物种植层的表面30cm~50cm〇8. 如权利要求1所述的一体化污水净化系统，其特征在于:所述出水口与A段生物滤层 的上表面平齐。
【文档编号】C02F9/14GK205710332SQ201620558327
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】马林云, 赵树章, 赖明辉, 刘新贵, 张干均
【申请人】广西飞扬环保科技有限公司