一种高效小型污水净化系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种高效小型污水净化系统。

背景技术：

长期以来，由于治理资金短缺和农村水环境保护意识的淡薄，农村地区的生活污水未经处理就直接排放，未经处理或处理不当的生活污水或成为河流湖泊水质恶化的主要原因之一，若侵入地下则破坏了饮用水源，危害用水居民的身体健康，传播疾病，降低人们的生活质量。

农村污水相较于城镇生活污水和工业污水，具有污水来源分散集中收集处理难度大、流量小且日变化系数大、污水成分浓度较低且复杂、管理水平低等特点。

为了改善农村人居环境改善工作，现常用小型污水处理厂集中处理农村污水，其占地面积小、抗冲击力强、运行安全可靠、出水水质好。但这种污水处理方式仅适用于规模大、经济条件好、村镇企业或旅游业发达、处于水源保护区内的单村或联村的污水处理，主要应用于村庄分布密集、紧凑的平原区。对于人口比较分散、居住人口分布十分松散的地区，采用污水集中处理则难度大、成本高、管理困难，不适合推广应用。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术，提供了一种高效小型污水净化系统，采用设置有填料层和浮板种植层的生物桶进行污水的净化处理，并对进入生物桶的污水进行曝气，实现在同一个生物桶中实现污水的好氧处理和限氧处理，采用填料对污水进行渗滤处理和种植在浮板生物层的生物对污水进行净化处理，使污水处理高效迅速，出水水质好，适合分散居住的农村生活污水处理。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种高效小型污水净化系统，包括上侧面敞开的圆柱形的生物桶、外接气泵的曝气管、将污水泵入生物桶内的水泵。所述生物桶从下到上依次设置有填料层和浮板生物层，所述生物桶下部设置有进水口，所述生物桶上部设置有出水口，所述水泵设置在生物桶的一侧且与进水口连通；所述曝气管铺设在生物桶内侧面的下部。

所述系统还包括格栅、三相分离化粪池、调节池、消毒池、过滤池；所述污水通过格栅进入三相分离化粪池，再依次通过调节池、生物桶、消毒池、过滤池排出系统。

污水经过格栅过滤掉大块垃圾，然后进入三相分离化粪池，经过沉淀和厌氧处理后，去除掉污水中的小块垃圾和悬浊物；厌氧处理后的污水通过三相分离化粪池通过泵吸进入调节池。所述调节池用于调节进入生物桶内的污水流量和污水水质，使其不受污水流量变化的影响，使进入生物桶内的污水流量稳定、适量；同时，使污水水质均衡，使进入生物桶中的污水水质均衡。通过水泵将调节池内完成水质均衡的污水泵入生物桶内，对污水进行曝气，使污水中的氧气迅速增加，成为好氧区，进行氨氮硝化和残余有机物氧化。在曝气氧化过程中，污水裹挟这曝气气泡向上流动，经过填料层进入浮板生物层。填料层中填充有CRI 系统填料，对污水中的悬浊物、氨氮、有机物等进行物理、化学、生物的同时作用，达到污水净化的作用。由于生物桶的底面设置有曝气管对生物桶内的污水进行曝气，因此，靠近生物桶底面一侧的污水的含氧量较大，经过氧化和填料层对污水的好氧处理，消耗掉大部分氧，因此通过填料层下半部之后的污水的含氧量较低，同时，由于浮板生物层中水生物的根系的呼吸作用，使污水中的含氧量进一步降低，使其形成一个限氧区，将污水中经过好氧区生成的硝酸盐、亚硝酸盐作为电子受体，氧化分解有机物，脱出物水中的有机物和氨氮被氧化成的硝酸盐和亚硝酸盐，使污水中的有机物浓度进一步降低，完成污水的净化处理。经过生物桶净化处理得到的净化水从出水口进入消毒池内进行消毒处理，除去净化水中的微生物，再经过过滤池进行过滤，除去微生物残留物和悬浊物，得到可达到排放标准的水进行回收利用或者排放。

进一步地，所述进水口的数量为三个及以上且所述进水口沿生物桶轴线周向设置，使生物桶四周进水均匀。

进一步地，所述填料层包括两层滤板和填充在两层滤板之间的填料，所述滤板作为承托层对填料起到承托作用，所述填料包括质量比为9:0.5:0.5的河砂、沸石、活性炭。活性炭吸附能力强，不仅可以吸附污水中的各种悬浮物还可以吸附污水中的有味道的气体，达到除臭的效果。

所述沸石也具有很强的吸附能力，且对水中重金属也有去除能力，优选的，所述沸石采用吸附能力更强的活化沸石。

进一步地，所述浮板生物层包括设置有若干种植孔的种植浮板和种植在种植孔内的水生植物，所述种植孔底面开设有若干通孔，水生植物的根系通过通孔向下延伸，吸收营养。

进一步地，所述种植浮板上还设置有若干透气孔。

优选地，所述生物桶从外到内依次同轴设置有第一圆筒和第二圆筒，所述第一圆筒的下端固定在生物桶底面且上端低于生物桶上端；所述第二圆筒的下端与生物桶底面具有间隙且上端与生物桶上端齐平；所述生物桶通过第一圆筒和第二圆筒分割为第一生物区、第二生物区和第三生物区；所述第一生物区、第二生物区内均从下到上依次设置有填料层和浮板植物层，第三生物区设置有浮板植物层；所述第一生物区下部设置有进水口，所述第三生物区上部设置有连接出水管道的出水口，所述水泵设置在生物桶的一侧且将污水自进水口泵入所述生物桶内；所述曝气管铺设在第一生物区的底面。

所述污水通过水泵进入第一生物区的下部，经过曝气后，上升经过第一生物区内的填料层，然后通过第一圆筒的上方进入第二生物区，向下经过第二生物区内的填料层，通过第二圆筒的下方进入第三生物区，然后通过第三生物区的上部的出水口进入出水管道，所述出水管道与消毒池连通，污水进入消毒池。

此外，所述第三生物区底面设置有种植槽，所述种植槽内填充有土壤且种植有水生植物。所述第三生物区不设置填料层，改为设置填充土壤的种植槽，并种植水生植物，形成一个人工湿地，使污水在第三生物区相当于经过一个人工湿地进行净化处理，提高污水净化效果，使出水水质更好。

所述三相分离化粪池根据污泥沉淀和气体上浮的作用设计三相分离技术，将污水处理与污泥处理分隔在不同的空间环境中。通过在容器空间内设置三相分离器，将容器分隔为上下两个空间，下部是污泥消化室空间，上部是污水处理空间。污水在沉淀分离槽中进行污水处理，悬浮物通过三相分离器沉泥口沉入污泥消化室，当污泥分解产生消化气，消化气向上升，从三相分离器的清掏排气通道排出，从而避免了消化气进入污水处理空间对污水处理的干扰。

三相分离化粪池内微生物降解污泥中的有机物，根据污泥衡敛消纳理论，当化粪池污泥室的污泥量达到衡敛状态，输入的有机物与降解的有机物达到平衡状态，有机物充分消化，化粪池内的有机污泥零增长，有助于污泥实现减量化、稳定化。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型所提供的一种高效小型污水净化系统将采用设置有填料层和浮板种植层的生物桶对经过厌氧处理的污水的净化处理，并对污水进行曝气，实现在同一个生物桶中实现污水的好氧处理和限氧处理，采用填料对污水进行渗滤处理和种植在浮板生物层的生物对污水进行净化处理，使污水处理高效迅速，出水水质好，适合分散居住的农村生活污水处理。同时，污水中的氨氮和有机物可以为浮板生物层种植的生物提供营养，使其生长良好，绿化环境。

(2)本实用新型所提供的一种高效小型污水净化系统的采用CRI系统的填料对污水进行处理，并通过曝气管对污水进行曝气，通过CRI系统多污水进行渗滤处理，除去厌氧处理的污水的味道和污水中的氨氮和有机物，实现污水的净化处理，并使生物桶在处理污水的过程中不发出难闻的气味。

(3)本实用新型所提供的一种高效小型污水净化系统还通过圆筒将生物桶分为同轴设置的三个区域，延长污水在生物桶中的流动距离，实现厌氧处理的污水从好氧到限氧再到厌氧的处理，去除污水中的氨氮、磷等污染物，使出水水质好。

(4)本实用新型所提供的一种高效小型污水净化系统在生物桶内设置有种植槽，使污水进入种植槽内，通过种植槽内的土壤对污水进行处理，使出水水质好。

附图说明

图1为生物桶结构示意图；

图2为种植浮板结构示意图；

图3为实施例3生物桶结构示意图；

图4为实施例4生物桶结构示意图；

图5为本实用新型污水处理流程图；

其中：1—生物桶，11—填料层，111—滤板，112—填料，12—浮板生物层，121—种植浮板，122—种植孔，123—水生植物，124—透气孔，13—进水口，14—出水口，15—第一圆筒，16—第二圆筒，17—第一生物区，18—第二生物区，19—第三生物区，191—种植槽， 192—土壤，2—曝气管，3—水泵，4—格栅，5—三相分离化粪池，6—调节池，7—消毒池，8—过滤池。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型中采用的水泵3和曝气管2均为市售的水泵3和曝气管2，其中，水泵3 可以根据调节池6和生物桶1的尺寸、位差选择不同型号参数及扬程的水泵3。所述曝气管 2通过气体管道外接有空气压缩机，且气体管道上设置有用于调节生物桶1进水流量的流量调节阀。

所述生物桶1、调节池6、三相分离化粪池5、消毒池7、过滤池8的尺寸可根据周围人口的数量和污水排放量进行调整，以使用多户人家集居共用一个系统或单户人家使用一个系统的情况。所述生物桶1的内腔高度优选为1.5～2m。

所述填料层11经过挂膜完成后投入使用，使填料112上均匀分布大量的硝化细菌和反硝化细菌。

实施例1

如图1、图2、图5所示，一种高效小型污水净化系统，包括上侧面敞开的圆柱形的生物桶 1、外接气泵的曝气管2、将污水泵入生物桶1内的水泵3。所述生物桶1从下到上依次设置有填料层11和浮板生物层12，所述生物桶1下部设置有进水口13，所述生物桶1上部设置有出水口14，所述水泵3设置在生物桶1的一侧且与进水口13连通；所述曝气管2铺设在生物桶1内侧面的下部。

所述系统还包括格栅4、三相分离化粪池5、调节池6、消毒池7、过滤池8；所述污水通过格栅4进入三相分离化粪池5，再依次通过调节池6、生物桶1、消毒池7、过滤池8 排出系统。

污水经过格栅4过滤掉大块垃圾，然后进入三相分离化粪池5，经过沉淀和厌氧处理后，去除掉污水中的小块垃圾和悬浊物；厌氧处理后的污水通过三相分离化粪池5通过泵吸进入调节池6。所述调节池6用于调节进入生物桶1内的污水流量和污水水质，使其不受污水流量变化的影响，使进入生物桶1内的污水流量稳定、适量；同时，使污水水质均衡，使进入生物桶1中的污水水质均衡。通过水泵3将调节池6内完成水质均衡的污水泵入生物桶 1内，对污水进行曝气，使污水中的氧气迅速增加，成为好氧区，进行氨氮硝化和残余有机物氧化。在曝气氧化过程中，污水裹挟这曝气气泡向上流动，经过填料层11进入浮板生物层12。填料层11中填充有CRI系统填料112，对污水中的悬浊物、氨氮、有机物等进行物理、化学、生物的同时作用，达到污水净化的作用。由于生物桶1的底面设置有曝气管2对生物桶1内的污水进行曝气，因此，靠近生物桶1底面一侧的污水的含氧量较大，经过氧化和填料层11对污水的好氧处理，消耗掉大部分氧，因此通过填料层11下半部之后的污水的含氧量较低，同时，由于浮板生物层12中水生物的根系的呼吸作用，使污水中的含氧量进一步降低，使其形成一个限氧区，将污水中经过好氧区生成的硝酸盐、亚硝酸盐作为电子受体，氧化分解有机物，脱出物水中的有机物和氨氮被氧化成的硝酸盐和亚硝酸盐，使污水中的有机物浓度进一步降低，完成污水的净化处理。经过生物桶1净化处理得到的净化水从出水口14进入消毒池7内进行消毒处理，除去净化水中的微生物，再经过过滤池8进行过滤，除去微生物残留物和悬浊物，得到可达到排放标准的水进行回收利用或者排放。

所述浮板生物层12包括设置有若干种植孔122的种植浮板121和种植在种植孔122 内的水生植物123，所述种植孔122底面开设有若干通孔，水生植物123的根系通过通孔向下延伸，吸收营养。

所述浮板生物层12上种植的水生植物123采用浮生植物，如泉生眼子菜、竹叶眼子菜、睡莲、萍蓬草、荇菜、菱角、芡实、王莲等，其根系发达，无需土壤192，同时可以限制水藻的生长，避免水藻增生影响出水水质。

所述浮生植物的发达根系延伸的生物桶1内，可以吸收水中的氨氮作为营养物质，起到污水的生物净化效果。同时，浮生植物在水下发生的呼吸作用，产生的二氧化碳溶解在水中，为硝化反应提供一定的碳源。曝气管2充入的空气，不仅能为污水中氨氮的硝化反应提供氧气，也可以为浮生植物的根系提供呼吸作用的氧气，使浮生植物生长更加茂盛，达到良性的生长循环。

优选地，所述进水口13的数量为三个及以上且所述进水口13沿生物桶1轴线周向设置，使生物桶1四周进水均匀。优选地，所述进水口13为4个。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：所述填料层11包括两层滤板 111和填充在两层滤板111之间的填料112，所述滤板111作为承托层对填料112起到承托作用，所述填料112包括质量比为9:0.5:0.5的河砂、沸石、活性炭。活性炭吸附能力强，不仅可以吸附污水中的各种悬浮物还可以吸附污水中的有味道的气体，达到除臭的效果。

所述沸石也具有很强的吸附能力，且对水中重金属也有去除能力，优选的，所述沸石采用吸附能力更强的活化沸石。

所述填料层11根据生物桶1的高度选择50～80cm，填料层11与生物桶1底面之间的距离优选为50～80cm，所述填料层11上表面与水面之间的距离为40～50cm。

本实施例中其他部分与实施例1基本相同，故不再一一赘述。

实施例3

本实施例是在实施例1或2的基础上进行改进，其改进之处在于：如图3所示，所述生物桶 1从外到内依次同轴设置有第一圆筒15和第二圆筒16，所述第一圆筒15的下端固定在生物桶1底面且上端低于生物桶1上端；所述第二圆筒16的下端与生物桶1底面具有间隙且上端与生物桶1上端齐平；所述生物桶1通过第一圆筒15和第二圆筒16分割为第一生物区 17、第二生物区18和第三生物区19；所述第一生物区17、第二生物区18内均从下到上依次设置有填料层11和浮板植物层，第三生物区19设置有浮板植物层；所述第一生物区17 下部设置有进水口13，所述第三生物区19上部设置有连接出水管道的出水口14，所述水泵 3设置在生物桶1的一侧且将污水自进水口13泵入所述生物桶1内；所述曝气管2铺设在第一生物区17的底面。

所述污水通过水泵3进入第一生物区17的下部，经过曝气后，上升经过第一生物区 17内的填料层11，然后通过第一圆筒15的上方进入第二生物区18，向下经过第二生物区 18内的填料层11，通过第二圆筒16的下方进入第三生物区19，然后通过第三生物区19的上部的出水口14进入出水管道，所述出水管道与消毒池7连通，污水进入消毒池7。

所述三相分离化粪池5根据污泥沉淀和气体上浮的作用设计三相分离技术，将污水处理与污泥处理分隔在不同的空间环境中。通过在容器空间内设置三相分离器，将容器分隔为上下两个空间，下部是污泥消化室空间，上部是污水处理空间。污水在沉淀分离槽中进行污水处理，悬浮物通过三相分离器沉泥口沉入污泥消化室，当污泥分解产生消化气，消化气向上升，从三相分离器的清掏排气通道排出，从而避免了消化气进入污水处理空间对污水处理的干扰。

三相分离化粪池5内微生物降解污泥中的有机物，根据污泥衡敛消纳理论，当化粪池污泥室的污泥量达到衡敛状态，输入的有机物与降解的有机物达到平衡状态，有机物充分消化，化粪池内的有机污泥零增长，有助于污泥实现减量化、稳定化。

本实施例中其他部分与实施例1或2基本相同，故不再一一赘述。

实施例4

本实施例是在实施例3的基础上进行改进，其改进之处在于：如图4所示，所述第三生物区 19底面设置有种植槽191，所述种植槽191内填充有土壤192且种植有水生植物123。所述第三生物区19不设置填料层11，改为设置填充土壤192的种植槽191，并种植水生植物 123，形成一个人工湿地，使污水在第三生物区19相当于经过一个人工湿地进行净化处理，提高污水净化效果，使出水水质更好。

所述种植槽191内种植的水生植物123采用挺水植物或沉水植物，如荷花、芦苇、香蒲、菰、水葱、芦竹、菖蒲、蒲苇、黑三棱、水烛、泽泻、慈姑、丝叶眼子菜、穿叶眼子菜、水菜花、海菜花、海菖蒲、苦草等。当采用挺水植物时，第三生物区19不再设置浮板生物层12和填料层11；当采用沉水植物时，第三生物区19水面依然可以设置浮板生物层 12，但种植的浮板生物层12不完全遮蔽水面，使部分光线可以进入水中，为沉水植物提供光源。

本实施例中其他部分与实施例3基本相同，故不再一一赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。