一种污水处理系统的制作方法

本发明涉及污水处理领域，尤其是一种污水处理系统。

背景技术：

我国农村人口众多，居住分散，难以像城市一样将污水收集后，建立污水处理厂进行集中处理。我国绝大多数农村生活污水不经处理或经过简单的化粪池处理后直接排放，对水环境和水源地造成严重污染。调查显示，农村污染物已占全国总污染排放量的一半左右，其中cod(化学需氧量)、总氮和总磷的排放量分别占全国总污染物排放量的43％、57％和67％。未经处理的生活污水随意排放对地表水和地下水造成严重污染。地表水受到氮磷污染后，会引起水体富营养化，产生各种藻类尤其是有毒藻类，影响感官、危害人类健康。地下水受到农村生活污水污染后，水中的有机物和硝酸盐浓度增高，地下水是农村的主要饮用水源地，饮用硝酸盐超标的水，可引起高铁血红蛋白症、肝脏损害、癌症等人类健康问题。

因此急需研究适合农村污水水质特点的处理技术和方法，这种技术应具有投资和运行成本低、运行维护简单、对有机物和氮磷等有很好的处理效果等特点。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种污水处理系统，用以实现对农村生活污水中的氮、磷、有机物等进行有效处理后再排放，避免生活污水随意排放导致水体污染，保证饮水安全。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的污水处理系统，包括：

化粪池；

沉淀过滤装置，与所述化粪池连通；

双向流生物过滤装置，包括：处理区和排水区，所述处理区和所述排水区之间设置有第一挡板，所述处理区与所述沉淀过滤装置连通，所述第一挡板的高度低于所述双向流生物过滤装置的侧壁高度，所述处理区内装填有绿色营养盐吸附混合材料；

其中，用户排放的污水经过所述化粪池进行分解过滤后，流通至所述沉淀过滤装置中，经过所述沉淀过滤装置沉淀过滤后的污水进入所述处理区中，经过所述处理区进行生物吸附处理后的污水自第一挡板顶部溢流入所述排水区内。

优选地，所述处理区包括：下向流区和上向流区，所述下向流区和所述上向流区之间设置有第二挡板，且所述下向流区的底部和所述上向流区的底部相连通；

其中，经过所述沉淀过滤装置进行沉淀过滤后的污水流入至所述下向流区后，自所述下向流区的底部进入到所述上向流区内。

优选地，所述沉淀过滤装置中设置有至少一层多孔筛网。

优选地，所述化粪池位于所述沉淀过滤装置之上，所述沉淀过滤装置位于所述双向流生物过滤装置之上。

优选地，所述污水处理系统还包括配水系统，所述配水系统包括：进水管，所述进水管的两端分别与所述处理区和所述沉淀过滤装置连通，且所述进水管的管壁上设有多个通孔；

其中，经过所述沉淀过滤装置进行沉淀过滤后的污水通过所述进水管上的多个通孔流入至所述处理区内。

优选地，所述进水管包括：

第一进水管，与所述沉淀过滤装置连通；

多根第二进水管，与所述第一进水管连通；

其中，所述第一进水管与所述第二进水管相垂直设置。

优选地，所述第一进水管与所述双向流生物过滤装置的侧壁之间呈预设角度。

优选地，所述第一进水管的孔径大于所述第二进水管的孔径。

优选地，相邻两根第二进水管之间的长度相等。

优选地，所述绿色营养盐吸附混合材料包括：细沙、木屑和轮胎颗粒；且所述细沙的质量比为50％，所述木屑的质量比为30％，所述轮胎颗粒的质量比为20％。

优选地，所述绿色营养盐吸附混合材料包括：细沙、木屑、轮胎颗粒和陶粒；且所述细沙的质量比为50％，所述木屑的质量比为30％，所述轮胎颗粒的质量比为10％，所述陶粒的质量比为10％。

优选地，所述绿色营养盐吸附混合材料的粒径为0.3mm至0.9mm，且所述绿色营养盐吸附混合材料在所述处理区内的装填高度为30cm。

优选地，所述排水区内填充有细沙，且所述排水区通过多孔排水管连通至所述双向流生物过滤装置的外部。

优选地，所述处理区沿所述双向流生物过滤装置长度方向上的长度为所述排水区的长度的9倍。

优选地，所述沉淀过滤装置和双向流生物过滤装置均为长方体结构。

优选地，所述双向流生物过滤装置采用不透水塑料制成。

与现有技术相比，本发明实施例提供的污水处理系统，至少具有以下有益效果：

化粪池对用户排放的生物污水进行初次降解处理，对污水中的较大悬浮物和泥沙等进行去除，并使大分子有机物分解为小分子有机物，降低后续的处理负荷；沉淀过滤装置对污水中的悬浮物和颗粒物等进行进一步沉淀过滤，防止后续双向流生物过滤装置发生堵塞；处理区内的绿色营养盐吸附混合材料进行吸附和生物处理，去除了污水中的氮、磷和有机物等污染物，避免了水质污染，进而保障人体健康。

附图说明

图1为本发明实施例所述的污水处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的双向流生物过滤装置的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明实施例所述的沉淀过滤装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

参照图1至图4，本发明实施例提供了一种污水处理系统，包括：

化粪池1；

沉淀过滤装置2，与所述化粪池1连通；

双向流生物过滤装置3，包括：处理区31和排水区32，所述处理区31和所述排水区32之间设置有第一挡板33，所述处理区31与所述沉淀过滤装置2连通，所述第一挡板33的高度低于所述双向流生物过滤装置3的侧壁高度，所述处理区31内装填有绿色营养盐吸附混合材料34；

其中，用户排放的污水经过所述化粪池1进行分解过滤后，流通至所述沉淀过滤装置2中，经过所述沉淀过滤装置2沉淀过滤后的污水进入所述处理区31中，经过所述处理区31进行生物吸附处理后的污水自第一挡板33顶部溢流入所述排水区32内。

具体地，用户排放的生活污水进入到化粪池1内，经过化粪池1处理，能够去除较大的悬浮物、泥沙等，并使得污水中的大分子有机物分解为小分子有机物，降低后续的处理负荷。

化粪池1出水进入沉淀过滤装置2，通过沉淀过滤作用进一步去除污水中的悬浮物、颗粒物等，防止后续双向生物流过滤装置发生堵塞。

双向流生物过滤装置3能够对沉淀过滤装置2流出的污水进行吸附和生物处理，对污水中的氮、磷和有机物等进行有效去除，避免了土壤或水质污染，保障人类饮用水安全。

由于第一挡板33的设置，沉淀过滤装置2流出的污水在进入处理区31内后，处理区内的水位逐渐上升，在处理区31内的水位高度上升至与第一挡板33的高度相同时，处理区31内的污水会从第一挡板33的顶部向外溢流，进而进入至排水区32中。并且，本发明中，由于第一挡板33的高度低于双向流生物过滤装置3的侧壁高度，使得处理区31内的水只能溢流至排水区32中，而不会直接从处理区31的侧壁向外溢流。

具体地，参照图2与图3，所述处理区31包括：下向流区311和上向流区312，所述下向流区311和所述上向流区312之间设置有第二挡板313，且所述下向流区311的底部和所述上向流区312的底部相连通；

其中，经过所述沉淀过滤装置2进行沉淀过滤后的污水流入至所述下向流区311后，自所述下向流区311的底部进入到所述上向流区312内。

在下向流区311和上向流区312中均装填有绿色营养盐吸附混合材料34。沉淀过滤装置2流出的污水进入到下向流区311内后，下向流区311内的绿色营养盐吸附混合材料34能够将污水中的氨、氮和有机物等吸附，同时，在好氧微生物的作用下发生好氧有机物降解和硝化作用，污水中的氨氮转化成硝酸盐，污水中的有机物在好氧微生物的作用下降解为二氧化碳并从装置中向外溢出，由于硝化作用需要消耗大量氧气，从下向流区311的顶部到其底部，溶解氧逐步降为0，使后续过程缺氧。然后水从下向流区311的底部进入上向流区312一侧，以上向流的方式流过上向流区312，并且，在上向流区312内发生反硝化作用，硝酸盐在好氧微生物的作用下转化为氮气而得到完全去除，吸附材料中的木屑为反硝化过程提供碳源。

具体地，参照图4，所述沉淀过滤装置2中设置有至少一层多孔筛网21。

参照图4，在本发明实施例中，多孔筛网21设置在沉淀过滤装置2的中部位置处。多孔筛网21包括3层，3层多孔筛网21将该沉淀过滤装置2分隔为第一沉淀区、过滤区和第二沉淀区三个区域，第一沉淀区为沉淀过滤装置2的第一侧侧壁与多孔筛网21之间的区域，过滤区为三层多孔筛网21之间组成的区域，第二沉淀区为沉淀过滤装置2的第二侧侧壁与多孔筛网21之间的区域，其中，第一侧侧壁与第二侧侧壁相对。具体到图4中，第一沉淀区即为沉淀过滤装置2的左侧侧壁与左侧多孔筛网21之间的区域，第二沉淀区即为沉淀过滤装置2的右侧侧壁与右侧多孔筛网21之间的区域。

在沉淀过滤装置2内，通过化粪池1进行初次分解过滤的污水进入到第一沉淀区内进行初次沉淀，再通过3层多孔筛网21将粒径较大的悬浮物和颗粒物等挡住，最后再通过第二沉淀区进行二次沉淀，使得进入到双向流生物过滤装置3中的污水中的杂质的粒径较小，不会发生堵塞。

具体地，所述化粪池1位于所述沉淀过滤装置2之上，所述沉淀过滤装置2位于所述双向流生物过滤装置3之上。

化粪池1位于沉淀过滤装置2之上的含义是指化粪池1的设置高度高于沉淀过滤装置2的设置高度，沉淀过滤装置2位于双向流生物过滤装置3之上的含义是指沉淀过滤装置2的设置高度高于双向流生物过滤装置3的设置高度。此种设置方式的目的在于，将本发明实施例的污水处理系统设置成重力流系统，使用户排放的生活污水通过重力逐级流过污水处理系统，降低运行成本。

具体地，参照图3，所述污水处理系统还包括配水系统，所述配水系统包括：进水管4，所述进水管4的两端分别与所述处理区31和所述沉淀过滤装置2连通，且所述进水管4的管壁上设有多个通孔；

其中，经过所述沉淀过滤装置2进行沉淀过滤后的污水通过所述进水管4上的多个通孔流入至所述处理区31内。

多个通孔均匀地分布在进水管4的管壁上，且各个通孔的孔径相同，使得污水能够均匀地进入到处理区31内，且使得该区域保持好氧状态。

具体地，参照图3，所述进水管4包括：

第一进水管41，与所述沉淀过滤装置2连通；

多根第二进水管42，与所述第一进水管41连通；

其中，所述第一进水管41与所述第二进水管42相垂直设置。

具体地，所述第一进水管41与所述双向流生物过滤装置3的侧壁之间呈预设角度。

第一进水管41倾斜设置于双向流生物过滤装置3内部，即，第一进水管41与双向流生物过滤装置3的侧壁之间的夹角位于0度至90度之间(不包括0度和90度)。通过倾斜设置的方式，使得沉淀过滤装置2内部的污水能够利用重力进入到处理区31内部，无需增加其它设备，降低系统成本；并且，还能保证污水进入到处理区31内的水流速度较为缓慢，在处理区31内的流动时间较长，使得处理区31内部的绿色营养盐吸附混合材料34对污水中的氮、磷和有机物的处理更为彻底，提高去除效果。

具体地，参照图3，所述第一进水管41的孔径大于所述第二进水管42的孔径。

第一进水管41的孔径大于第二进水管42的孔径，确保了第一进水管41内的水流量大于第二进水管42内的水流量，最大化地减少材料的使用量；还使得从沉淀过滤装置2流出的污水可以均匀地进入到处理区31各个位置处。

具体地，参照图3，相邻两根第二进水管42之间的长度相等。

该种设置方式，能够进一步的确保从沉淀过滤装置2流出的污水更加均匀地进入到处理区31的各个位置处。

具体地，所述绿色营养盐吸附混合材料34包括：细沙、木屑和轮胎颗粒；且所述细沙的质量比为50％，所述木屑的质量比为30％，所述轮胎颗粒的质量比为20％。

具体地，所述绿色营养盐吸附混合材料34包括：细沙、木屑、轮胎颗粒和陶粒；且所述细沙的质量比为50％，所述木屑的质量比为30％，所述轮胎颗粒的质量比为10％，所述陶粒的质量比为10％。

在本发明实施例中，将第一种配比方式(细沙、木屑和轮胎颗粒)组成的绿色营养盐吸附混合材料34称为营养盐吸附材料a；将第二种配比方式(细沙、木屑、轮胎颗粒和陶粒)组成的绿色营养盐吸附混合材料34称为营养盐吸附材料b，营养盐吸附材料a和营养盐吸附材料b统称为营养盐吸附混合材料(绿色营养盐吸附混合材料)。木屑可为处理区31中的反硝化过程提供电子供体，且木屑尤其适合c/n比低的农村生活污水，从而提高硝酸盐的去除效果。轮胎颗粒提高了氮和磷的吸附效果。并且，该绿色营养盐吸附混合材料34中的轮胎和木屑都是人类生活废弃物的再利用，即达到防治废物(木屑和废旧轮胎)随意处置污染环境的效果，又降低了污水处理的投资和运行成本。

并且，本发明实施例中，绿色营养盐吸附混合材料34在对污水中的污染物进行处理时，不会产生有害于环境的其它物质。

具体地，所述绿色营养盐吸附混合材料34的粒径为0.3mm至0.9mm，且所述绿色营养盐吸附混合材料34在所述处理区31内的装填高度为30cm。

绿色营养盐吸附混合材料34在处理区31内的装填高度低于该双向流生物过滤装置3的侧壁高度。

具体地，所述排水区32内填充有细沙，且所述排水区32通过多孔排水管连通至所述双向流生物过滤装置3的外部。

排水区32内填充的细沙，可以将经过处理区31内的绿色营养盐吸附混合材料34生物吸附处理后形成的生物膜等悬浮物进行去除，通过多孔排水管排入到周边水体、渗入地下或者进行回收利用。

具体地，所述处理区31沿所述双向流生物过滤装置3长度方向上的长度为所述排水区32的长度的9倍。

具体地，所述沉淀过滤装置2和双向流生物过滤装置3均为长方体结构。

具体地，所述双向流生物过滤装置3采用不透水塑料制成。

不透水塑料能够防止未经生物吸附处理的污水从双向流生物过滤装置3的侧壁浸出到土壤中，造成对土壤环境和/或地下水的污染。

本发明实施例的污水处理系统，不仅有利于对农村生活污水中的氮、磷和有机物有很好的去除效果，同时，还可以用于取出其他类型含有氮、磷和有机物的地表径流、农村黑臭水体等进行处理，用于地表径流、农村黑臭水体处理时，可免除化粪池。

试验结果表明，本发明实施例提供的污水处理系统能够有效去除农村生活污水中的氮、磷和有机物等污染物。表1至表5是双向流生物过滤装置对生活污水中的污染物去除效果。

表1为本发明实施例中采用营养盐吸附材料a和营养盐吸附材料b分别对农村生活污水中硝酸盐氨的去除效果。

表2为本发明实施例中采用营养盐吸附材料a和营养盐吸附材料b分别对农村生活污水中氨氮的去除效果。

表3为本发明实施例中采用营养盐吸附材料a和营养盐吸附材料b分别对农村生活污水中总氮的去除效果。

表4为本发明实施例中采用营养盐吸附材料a和营养盐吸附材料b分别对农村生活污水中总磷的去除效果。

表5为本发明实施例中采用营养盐吸附材料a和营养盐吸附材料b分别对农村生活污水中cod的去除效果。

从表1至表5中记载的数据可以得出，本发明实施例中的绿色营养盐吸附混合材料对污水中的硝酸盐氨、氨、氮等具有非常好的去除效果，防止含有氮、磷和有机物等污染物的污水不经过处理直接排放导致的土壤污染和水质污染，并且，本发明实施例的污水处理系统整体的投资成本和运行成本较低。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。