农村生活污水处理系统的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，具体地讲，特别涉及一种农村生活污水处理系统。

背景技术：

目前，农村的村落和居民分布零散，污水排放具有排放面广且分散的特点，农村居民的生活污水无法大规模集中处理。随着人们对环境保护越来越重视，农村生活污水也逐渐由直接排放升级为经封闭的化粪池处理后排放，化粪池的上端设有用于进液的进口和用于排液和排气的出口，污水在化粪池内厌氧发酵之后直接排放，这样处理后的水质无法达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级a标准。这种不达标的化粪池排水汇聚到村落沟渠、鱼塘和湖泊中，超过了自然水体的承载能力，破坏了水体环境，更加威胁着广大农村地区的饮用水安全。因此，提供一种行之有效的农村生活污水处理系统已经成为了迫切需要。

现有的处理分散生活污水的设备品牌很多，所采用的工艺大同小异，比较典型的包括收集、沉淀分离、厌氧、好氧、二沉、消毒等工序。

专利文献cn10231272a公开了一种“一体化分散生活污水处理装置”，在主壳体的内部划分预处理区、厌氧区、好氧区、沉淀消毒区四部分，在厌氧区与好氧区之间有一个隔板，气动水泵在隔板靠厌氧区一侧，气动水泵借助压力空气源的动力将厌氧区的水输送到好氧区，使好氧区始终保持恒定的水位和基本稳定的输送流量。这种装置虽然运行稳定、处理效率高，但是整体式设备内部结构复杂、水泵的设置提高了成本，不仅设备成本高、而且故障率高，并不利于使用和维护，无法在广大农村地区实际推广。

专利文献cn103183453a公开了一种“粪污水生化处理装置”，包括臭氧罐、暂蓄池、生化罐和净水箱，生化罐包括罐体、进水接头、连接进水接头的增压泵、曝气器、连接曝气器的空压机和用于排出罐内沉淀物的排污阀，增压泵将冲厕产生的高浓度粪污水由进水接头泵入生化罐，生化灌内经过处理的水通过上部锯齿状的溢流堰进入暂蓄池，暂蓄池内水位达到一定高度后通过水泵泵入臭氧罐，臭氧罐与净水箱连接。这种装置增设暂蓄池和臭氧罐用于提高粪污水的处理效果，处理后的水可以直接用于冲厕。但是设备整体仍然存在结构复杂、设备成本高、不利于使用维护的问题，并且生化罐进水和暂蓄池出水均采用泵体，增加了成本和故障率，并不利于在广大农村地区实际推广。

专利文献cn104556549a公开了一种“生活污水处理装置及方法”，包括厌氧处理单元、曝气单元、清水容纳单元、气压提供单元、真空发生单元和气水分离单元，厌氧处理单元与曝气单元的进水口连通；气压提供单元用于为厌氧处理单元中的液体排入曝气单元提供动力，并为气水分离单元中的液体排入清水容纳单元提供动力，也为曝气单元提供空气；真空发生单元用于将曝气单元中的液体抽取至气水分离单元。这样设置通用的气压提供单元使得成本和维护难度降低，但是曝气单元仍然需要另外设置真空发生单元用于输出液体，设备成本仍然较高。

专利文献cn106966546a公开了“一种农村生活污水处理装置”，包括滤池、厌氧池、曝气池和培养池，农村生活污水从滤池上方的进水口进入滤池，经过初级过滤后经滤池底部的过滤板进入厌氧池，厌氧池内厌氧处理后的污水通过抽水泵经连接管进入曝气池，曝气处理后的污水由抽水机转入到培养池对植物进行培养，然后用出水泵将培养池内的水抽出，抽出的水检测达到二级生活污水的排放标准即可排出，否则回流重新处理。这种装置同样需要额外设置抽水泵实现厌氧池与曝气池之间的液体转移、以及曝气池内污水的排出，设备成本高、使用维护成本高。

综上，现有的农村污水处理设备的研究发展主要致力于提高污水的处理效率，均设置有多个池体或者罐体或者池体内设置多个区域，均包括需要进行曝气的好氧处理单元，再辅以沉淀、厌氧、储液等功能的单元，各个单元之间的液体转移主要利用溢流和抽水泵实现，其中曝气单元的出液均采用抽水泵实现。这样一来，设备的机电成本增加，抽水泵的维护成本增加，设备整体的能耗高，并不利于在农村进行广泛推广。事实上，经过前些年环保意识的提高，大多数农村居民家中设置有化粪池，如果能够在现有配制的基础上，以尽量低的成本提供污水处理系统，才会更适应农村生活污水处理的基本情况，更适宜推广应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、成本低的农村生活污水处理系统。

本发明解决技术问题的技术方案如下：一种农村生活污水处理系统，包括封闭的化粪池，在所述化粪池的上端设有用于进液的进口和用于排液和排气的出口，还包括密封的生化罐，在所述生化罐的下端与化粪池的出口之间连通有进水管，在所述进水管的上端设有排气口，在所述生化罐的内底安装有格栅和曝气盘，所述进水管与生化罐之间的连通口位于格栅之下，所述曝气盘也位于格栅之下；在所述生化罐内投放有位于格栅之上的悬浮填料球，在生化罐中部设有出水口，在所述出水口上连接有出水管，所述出水管的出口比化粪池的出口低，在所述生化罐的顶部设有检修口和两个接口，其中一个接口用于穿设安装连通至曝气盘的输气管，另一个接口安装有气压管，在检修口上密封固定有检修盖；还包括气源，所述气源出口通过连接管和三通阀与输气管连接，所述三通阀的剩余接口连接至第一三通接头，所述第一三通接头的另外两个接口分别连接气压管和一个两通阀。

采用上述结构，设置与现有化粪池连通的、密封的生化罐，并设置连接生化罐输气管和气压管的气源，生化罐内设有曝气盘、格栅和悬浮填料球，生化罐的出水口连接出水管，从而提供了一种结构简单、成本低的农村生活污水处理系统。实际使用中，农村生活污水自化粪池进口进入化粪池，在化粪池内进行沉淀和厌氧处理，化粪池内产生的气体经进水管上端的排气口排出；当化粪池内的液位达到出口高度时，化粪池内经过厌氧处理的液体经进水管进入生化罐；当生化罐内液体未满或者未达到设定的排液液位时，控制气源仅仅向曝气盘供气，在生化罐内对污水进行充分的好氧处理，同时两通阀打开确保生化罐内气压与外界平衡；当生化罐内液体已满或者已经达到设定的排液液位时，两通阀关闭，控制气源仅仅向气压管供气，在气压作用下，生化罐内的液体经出水管排出实现排液，直到生化罐内的液位下降到出水口以下，然后再次打开两通阀，控制气源仅仅向曝气盘供气，使生化罐进行好氧处理；采用这种农村生活污水处理系统主要具有以下优点：

一、充分利用现有的化粪池，只需要增设生化罐，系统整体结构简单、占用空间小，施工成本低；即使是之前没有化粪池的情况，整个系统的加装成本也很低，有利于在广大的农村进行实际推广应用；

二、采用密封的生化罐，生化罐中液体的排出采用气压方式，相对于现有本领域常规设置的泵体，不用埋设在罐体内，机电布置更加简单、故障率更低，维护成本更低；

三、生化罐气压排液采用的气源与曝气盘共用同一气源，只需要对现有曝气盘气源输出的管路进行改装即可，并且管路的改装在机电设备上仅仅增加了一个三通阀和一个两通阀，进一步降低了设备成本，更加有利于在农村进行实际推广；

四、生化罐的进液采用化粪池溢液的方式，不另设液体转移装置，一方面有利于污水在化粪池内充分进行厌氧处理，另一方面使设备整体更加简单、造价更低，更契合农村污水处理的实际情况；

五、经检验，生化罐排出的液体完全符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级a标准，这样利用简单的系统即可对污水进行厌氧、好氧、沉淀和排出，系统整体的投入低、收益高，更加有利于实际推广。

所述生化罐自下而上包括圆桶部、圆锥部和圆管部，所述圆桶部的上端与圆锥部的下端一体相连，所述圆锥部的上端与圆管部的下端一体相连，在所述圆管部的上端固定有法兰盘，在所述法兰盘上螺栓连接有法兰状的检修盖，在所述检修盖与法兰盘之间垫装有密封圈。这样设计生化罐，圆桶部可以确保生化罐具有足够的容量，圆锥部和圆管部用于收窄上端口径、避免在罐体上设置较大的敞口，圆管部与检修盖之间采用法兰和密封圈连接，使检修盖不仅固定稳定、密封可靠，而且安装操作简单。

作为优选，所述生化罐圆管段的内孔孔径为d＝0.4m。也即检修口的大小，便于对生化罐内曝气盘和其它元器件进行检修。

所述出水管包括上下两个水平段和连接在两个水平段之间的竖向段，所述出水管靠上的水平段低于圆管段的下端。出水管的结构简单，设置具有高度差的两个水平段，有利于确保生化罐的出水。

所述出水口的上沿与出水管的下沿之间的高度差h＝0.4m。也即气源需要向生化罐提供的最大气压与0.4m高液体的液压相适应，经核算这个气压极值是最合适的，可以避免由于需要提供的气源压力过大而造成生化罐生产成本的增加。

所述进水管包括上下两个水平段和连接在两个水平段之间的竖向段，并且进水管上方的水平段通过第二三通接头与竖向段连通，所述第二三通接头的剩余接口即构成或者设置有排气口。进水管的结构简单、安装方便。

作为优选，所述悬浮填料球占生化罐内空的三分之一到二分之一。

所述悬浮填料球的外径比生化罐出水口的口径大，可以有效地避免悬浮填料球自出水管排出生化罐。

在所述两通阀的出口连接有消音器，可用于对排气进行消音降噪处理。

作为优选，还包括控制单元，所述气源、三通阀和两通阀均与控制单元电连接。

有益效果：本发明通过设置与化粪池连通的、密封的生化罐，并设置连接生化罐输气管和气压管的气源，生化罐内设有曝气盘、格栅和悬浮填料球，生化罐的出水口连接出水管，从而提供了一种结构简单、成本低的农村生活污水处理系统，具有投入低、收益高，更加有利于农村实际推广的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的结构示意图。

附图标记：化粪池1、进口1a、溢流管1b、隔板1c、出口1d、生化罐2、出水口2a、进水管3、排气口4、第二三通接头5、曝气盘6、格栅7、悬浮填料球8、出水管9、输气管10、气源11、三通阀12、检修盖13、密封圈14、法兰盘15、第一三通接头16、两通阀17、气压管18。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本实施例提供了一种农村生活污水处理系统，包括封闭的化粪池1，在所述化粪池1的上端设有用于进液的进口1a和用于排液和排气的出口1d，所述化粪池1可以采用市面上现有的化粪池，也可以重新设计，在此不做限定。本实施例优选采用现有的三段式化粪池1，该化粪池1自靠近进口1a的一端开始包括初始段、中间段和结束段三个处理段。在初始段与中间段、中间段与结束段之间均设置有隔板1c，在每一隔板1c上端均连接有溢流管1b的上端，所述溢流管1b的下端伸入上一处理段的中下部。

如图1所示，本实施例还包括密封的生化罐2，所述生化罐2自下而上包括圆桶部、圆锥部和圆管部，所述圆桶部的上端与圆锥部的下端一体相连，所述圆锥部的上端与圆管部的下端一体相连。所述生化罐2圆管段的内孔孔径为d＝0.4m，该圆管段即构成检修口，在圆管部的上端固定有法兰盘15，在所述法兰盘15上螺栓连接有法兰状的检修盖13，在所述检修盖13与法兰盘15之间垫装有密封圈14，使检修口上密封固定有检修盖13。

如图1所示，在所述生化罐2的下端与化粪池1的出口1d之间连通有进水管3，在所述进水管3的上端设有排气口4。所述进水管3包括上下两个水平段和连接在两个水平段之间的竖向段，并且进水管3上方的水平段通过第二三通接头5与竖向段连通，所述第二三通接头5的剩余接口即构成或者设置有排气口4。

如图1所示，在所述生化罐2的内底安装有格栅7和至少一个曝气盘6，所述进水管3与生化罐2之间的连通口位于格栅7之下，所述曝气盘6也位于格栅7之下。在生化罐2中部设有出水口2a，在所述出水口2a上连接有出水管9，所述出水管9的出口比化粪池1的出口1d低、也比生化罐2圆管段的下端低。并且，所述出水口2a的上沿与出水管9出口的下沿之间的高度差h＝0.4m。本实施例优选所述出水管9包括上下两个水平段和连接在两个水平段之间的竖向段，所述出水管9靠上的水平段低于圆管段的下端。

如图1所示，在所述生化罐2内投放有位于格栅7之上的悬浮填料球8，所述悬浮填料球8占生化罐2内空的三分之一到二分之一。所述悬浮填料球8的外径比生化罐2出水口2a的口径大。

如图1所示，在所述生化罐2的顶部还设有两个接口，该两个接口位于圆锥段上，其中一个接口用于穿设安装连通至曝气盘6的输气管10，另一个接口安装有气压管18。还包括气源11，所述气源11出口通过连接管和三通阀12与输气管10连接，所述三通阀12的剩余接口连接至第一三通接头16。所述第一三通接头16的另外两个接口分别连接气压管18和一个两通阀17，在所述两通阀17的出口可以连接有消音器(附图未示出)。本实施例还包括控制单元，所述气源11、三通阀12和两通阀17均与控制单元电连接。

本实施例中，在生化罐2上还安装有液位计(附图未示出)，用于监控生化罐2内的液位。实际使用中，可以采用生化罐2内的液位监控与农村居民用水时间相结合,以控制生化罐2是进行好氧处理还是进行排液。

本实施例还提供了一种基于前述农村生活污水处理系统的农村生活污水处理方法：当液位计监控到生化罐2内液位高于设定值时，或者当晚上设定时间点之后、居民休息不再向化粪池1排放污水时，控制系统控制三通阀12关闭气源11向输气管10的供气、开启气源11经三通阀12向第一三通接头16的供气、并控制两通阀17关闭，此时生化罐2停止好氧处理，在气源11输气的作用下，生化罐2内压力加大开始从出水管9排液，直到生化罐2内的液位低于出水口2a；当生化罐2内的液位低于出水口2a时、或者早上设定时间之后、居民开启一天的生活开始向化粪池1排放污水时，控制系统控制三通阀12开启气源11向输气管10供气、关闭气源11经三通阀12向第一三通接头16供气，并控制两通阀17开启，此时生化罐2停止排液，气源11经输气管10向曝气盘6供气，生化罐2进行好氧处理，两通阀17、第一三通接头16与气压管18之间的通路用于确保生化罐2与外界气压平衡。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。