一种生活污水循环渗滤净化装置和方法与流程

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种生活污水循环渗滤净化装置和方法。

背景技术：

近年来，我国全面建设小康社会的步伐加快，城镇或村镇周围的水体污染以及富营养化现象日渐突出。目前，我国的小城镇污水基本处于放任自流的状态。很多地区的小城镇位于水源保护区或水库、湖泊的库区，未经处理的废水任意排放，不仅污染大片水域，降低了水的使用价值，而且氮、磷进入水体后导致藻类大量生长，直接影响到城市或周边城镇的饮水安全。小城镇、中心城市的城郊结合部等地域广、市镇之间分散，污水主要以小城镇居民日常生活中产生的生活污水为主。小城镇生活污水处理主要特点有：(1)由于人口密度小，用水量标准较低，导致污水处理规模小；(2)由于产业结构区域差异较大、受雨季影响较大，导致污水水量、水质变化大；(3)由于经济发展水平偏低，经济承受能力弱，导致可供选择的适用技术少；(4)由于处理规模小而造成工程建设费及运行费用过高；(5)维护管理技术人员运行管理经验严重缺乏等。

目前，小城镇生活污水处理主要采用人工湿地、人工快渗等技术。人工湿地存在主要问题为易堵塞(需一年彻底翻耕一次)、处理效果不稳定、受气候较大、氮、磷去除效果差等缺点。人工快渗处理效果较佳，但也存在固定投资费用高，后期维护管理复杂等缺点。

现有大多数污水处理技术(尤其是脱氮除磷技术)不仅工艺流程长，而且基建投资和运行费用很高。现实中生活污水处理一般是通过简单的ph调节池，再粗略的沉淀就直接排放。这种处理方式自动化程度低，且很难进行深度处理，随着生活污水排放标准的提高，现有工艺难以达到排放标准。

技术实现要素：

本发明提供了一种生活污水循环渗滤净化装置和方法，其目的是为了解决现有生活污水处理技术除污染效率低、去除不彻底、自动化程度低，以及成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种生活污水循环渗滤净化装置，包括从上至下依次设置的渣拦截区、硝化区、反硝化区、除磷区和污水收集区，以及水循环装置和控制装置；

所述渣拦截区设有砾石层、进水管与出水管；

所述硝化区设有鲍尔环填料、风管、轴流风机、第一计量器、第一阀门、第一进水管与第一出水管；所述第一进水管与出水管连通；所述第一计量器与第一阀门设置在第一进水管的入口处，且与控制装置连接；

所述反硝化区设有陶粒填料、第二计量器、第二阀门、第二进水管与第二出水管；所述第二进水管与第一出水管连通；所述第二计量器与第二阀门设置在第二进水管的入口处，且与控制装置连接；

所述除磷区设有海泡石除磷填料、第三计量器、第三阀门、第三进水管与第三出水管；所述第三进水管与第二出水管连通；所述第三计量器与第三阀门设置在第三进水管的入口处，且与控制装置连接；

所述污水收集区设有紫外灯、第四进水管与第四出水管；所述第四进水管与第三出水管连通；

由污水收集区流出的渗滤水经第四出水管、水循环装置返回渣拦截区进行循环渗滤净化。

优选地，所述水循环装置包括依次连通的出水阀、清水泵和进水阀；所述进水阀与进水管连接；所述进水管还与生活污水源连通。

优选地，所述渣拦截区的上方设有土壤层和绿化区，所述绿化区上种植有绿色植物。

本发明还提供一种生活污水循环渗滤净化方法，包括如下步骤：

(1)经预处理后的反应水进入渣拦截区进行初步净化处理；

(2)启动控制装置，打开第一阀门、第二阀门和第三阀门，经步骤(1)得到的处理水进入硝化区进行cod和氨氮的吸附；

当第一计量器计量得到进入硝化区水量高于预设值a时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭，空气由轴流风机进入硝化区，进行cod降解和氨氮的硝化；

当硝化区处理时间达到预设值b时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开；

(3)经上一步骤得到的处理水进入反硝化区进行脱氮；

当第二计量器计量得到进入反硝化区处理水量高于预设值c时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭；

当反硝化区处理时间达到预设值d时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开；

(4)经上一步骤得到的处理水进入除磷区进行吸附矿化；

当第三计量器计量得到进入反硝化区的处理水量高于预设值e时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭；

当除磷区处理时间达到预设值f时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开；

(5)经上一步骤得到的处理水进入污水收集区进行消毒处理；

所述经步骤(5)得到的渗滤水由水循环装置抽至渣拦截区循环渗滤。

优选地，步骤(1)所述初步净化处理包括绿化区的植物根系穿过土壤层进入渣拦截区进行污水的吸收，以及砾石层进行污水的过滤、吸附和沉淀。

优选地，所述步骤(2)的cod及氨氮的吸附具体为经步骤(1)得到的处理水进入硝化区利用附着微生物的吸附作用进行cod及氨氮的吸附。

优选地，步骤(3)所述脱氮具体为利用反硝化细菌对步骤(2)得到的处理水中的硝酸盐氮进行脱氮。

优选地，步骤(4)所述吸附矿化具体为利用海泡石的吸磷作用对步骤(3)得到的处理水中的磷酸盐进行吸附矿化。

优选地，步骤(5)所述消毒处理具体为步骤(4)得到的处理水经污水收集区收集后利用紫外灯进行消毒。

优选地，步骤(5)所述循环渗滤具体为污水收集区流出的循环水经出水阀流出后，由清水泵抽至进水阀，进入渣拦截区重复渗滤。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

1、本发明的生活污水循环渗滤净化装置，通过设置渣拦截区、硝化区、反硝化区、除磷区、污水收集区对污水进行过滤、cod降解和氨氮的硝化、脱氮、吸磷、消毒，能对污水进行有效脱氮除磷，处理效果好。

2、本发明的生活污水循环渗滤净化装置设置有水循环装置，经污水收集区消毒后产生的循环水重新进入整个处理系统进行深度处理，能对生活污水达到深度净化。

3、本发明的的生活污水循环渗滤净化装置的计量器和阀门连接控制装置，能自动控制硝化区、反硝化区和除磷区的处理水的水量，自动化程度高、处理方便。

附图说明

图1为本发明的生活污水循环渗滤净化装置结构示意图。

附图标记说明：1、绿化区；2、土壤层；3、渣拦截区；4、硝化区；5、反硝化区；6、除磷区；7、污水收集区；8、进水阀；9、风管；10、紫外灯；11、出水阀；12、清水泵。

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。

实施例1

如图1所示，本发明的生活污水循环渗滤净化系统，它包括渣拦截区、硝化区、反硝化区、除磷区和污水收集区。本发明的生活污水循环渗滤净化系统还包括水循环装置和控制装置。

渣拦截区的上方设有土壤层和绿化区，绿化区所种植植物的根系可穿过土壤层进入渣拦截区，根系对渣拦截区的污水起到吸收作用。不仅有利于绿色植物的生长，而且可以对污水进行初步进化处理。渣拦截区设有砾石层，进水管与出水管，渣拦截区还可对处理水进行过滤、吸附和沉淀的初步净化处理。

鲍尔环填料填充整个硝化区。硝化区还设有风管、轴流风机、第一计量器、第一阀门、第一进水管与第一出水管。第一进水管与出水管连通。硝化区可对处理水进行cod降解和氨氮的硝化。第一计量器、第一阀门与控制装置相连，且安装在第一进水管的入口处。

控制装置根据第一计量器计量得到硝化区的水量，与预设值a比对，若高于预设值a，则控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭。此时，空气由轴流风机进入硝化区，对处理水中进行cod的降解和氨氮的硝化。这个过程由计时器进行计时，当硝化区处理时间达到预设值b时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开。这种设置提高了自动化程度，操作方便，还可避免硝化区污水从循环管网排除。

反硝化区还设有陶粒填料、第二计量器、第二阀门、第二进水管与第二出水管，第二计量器与第二阀门与控制装置相连，且设置在第二进水管入口处，第二进水管与第一出水管连通。反硝化区可对处理水进行脱氮处理。

经硝化反应后得到的反应水进入反硝化区，当第二计量器计量得到反硝化区的水量高于预设值c时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门；由计时器进行计时，当反硝化区处理时间达到预设值d时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开。这种设置提高了自动化程度，避免进行人工计量和关闭阀门，操作方便。反硝化区的出水管与除磷区的进水管连通。

除磷区还设有海泡石除磷填料、第三计量器、第三阀门、第三入水管与第三出水管。第三计量器与第三阀门设置在除磷区进水管的入口处，且均与控制装置相连接。第三进水管与第二出水管连通。除磷区可对处理水进行吸附矿化。当第三计量器计量得到除磷区的水量高于预设值e时，控制装置控制第第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭；控制器控制第三阀门关闭后，由计时器进行计时，当除磷区处理时间达到预设值f时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开。这种设置提高了自动化程度，避免进行人工计量和关闭阀门，操作方便。第三出水管与污水收集区的进水管连通。

由除磷区处理过后的处理水进入污水收集区，污水收集区设有第四进水管与第四出水管，以及紫外灯，紫外灯对污水收集区的处理水进行消毒。第四进水管与第三出水管连通。污水收集区还设有的出水管连接出水阀。

水循环装置包括出水阀、清水泵和进水阀。进水阀与进水管连接，进水管还与生活污水源连通。由污水收集区流出的渗滤水经水循环装置返回渣拦截区进行循环渗滤净化。

生活污水和循环水持续进入硝化区，当第一计量器计量进入硝化区的水量控制第一阀门、第二阀门与第三阀门的关闭，循环上述步骤。

实施例2

需要处理的生活污水通过污水管网自流流入经过格栅以及初沉池简单预处理之后，进入调节水解池，定时用泵送入生活污水循环渗滤净化系统。污水依次通过渣拦截区、硝化区、反硝化区、除磷区，在渣拦截区进行过滤作用，在硝化区，首先利用附着微生物的吸附作用进行吸附cod及氨氮，在水泵停止污水水层下降之后通过轴流风机通入空气，进行cod降解和氨氮的硝化，反硝化区利用反硝化细菌对生活污水的硝酸盐氮进行脱氮，在除磷区利用海泡石的吸磷作用对磷酸盐进行吸附矿化，通过底部污水收集，经清水泵循环抽吸至渣拦截区过滤，最终达到深度处理效果。

具体的步骤如下：

(1)经预处理后的反应水进入渣拦截区，进行初步进化处理；

其中，初步净化处理包括绿化区的植物根系穿过土壤层进入渣拦截区进行污水的吸收，以及砾石层进行污水的过滤、吸附和沉淀；

(2)启动控制装置，打开第一阀门、第二阀门和第三阀门，经步骤(1)得到的处理水进入硝化区进行cod和氨氮的吸附；

其中，cod及氨氮的吸附具体为经步骤(1)得到的处理水进入硝化区利用附着微生物的吸附作用进行cod及氨氮的吸附；

当第一计量器计量得到进入硝化区水量高于预设值a时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭，空气由轴流风机进入硝化区，进行cod降解和氨氮的硝化；

当硝化区处理时间达到预设值b时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开；

(3)经上一步骤得到的处理水进入反硝化区进行脱氮；

其中，步骤(3)所述脱氮具体为利用反硝化细菌对上一步骤得到的处理水中的硝酸盐氮进行脱氮。

当第二计量器计量得到进入反硝化区处理水量高于预设值c时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭；

当反硝化区处理时间达到预设值d时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开；

(4)经上一步骤得到的处理水进入除磷区进行吸附矿化；

其中，吸附矿化具体为利用海泡石的吸磷作用对上一步骤得到的处理水中的磷酸盐进行吸附矿化。

当第三计量器计量得到进入反硝化区的处理水量高于预设值e时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门关闭；

当除磷区处理时间达到预设值f时，控制装置控制第一阀门、第二阀门与第三阀门打开；

(5)经上一步骤得到的处理水进入污水收集区进行消毒处理；

其中，消毒处理具体为上一步骤得到的处理水经污水收集区收集后利用紫外灯进行消毒；

所述经步骤(5)得到的渗滤水由水循环装置抽至渣拦截区循环渗滤。

生活污水和循环水持续进入硝化区，循环步骤(2)至步骤(5)的步骤。

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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。