申请日2014.12.31
公开(公告)日2015.08.05
IPC分类号C02F9/14
摘要
本实用新型公开了一种农村生活污水的一体化反应装置，包括罐体及罐体内依次连通的进水调节单元、处理单元和出水调节单元，处理单元包括：厌氧水解酸化处理室，内设迂回的污水通道，污水通道入口与进水调节单元相通，污水通道内设有填料;层叠式生态滤池处理室包括相互隔离的上下两层生态滤池;上层生态滤池的顶部设有与污水通道的出口相通的布水管，内设有带通孔的集水散气管，集水散气管顶部延伸至上层生态滤池上方，底部连通至下层生态滤池;下层生态滤池与出水调节单元相通。本实用新型的一体化反应装置，将厌氧水解酸化处理与层叠式生态滤池处理工艺集成，提高了人工湿地土壤渗流系统的复氧能力，为好氧/缺氧反应的进行创造了有利条件。
摘要附图
权利要求书
1.一种农村生活污水的一体化反应装置，包括罐体，罐体内设有依 次连通的进水调节单元、处理单元和出水调节单元，其特征在于，所述的 处理单元包括：
厌氧水解酸化处理室，内设迂回的污水通道，污水通道入口与进水调 节单元相通，污水通道内设有填料;
层叠式生态滤池处理室，包括相互隔离的上下两层生态滤池;
上层生态滤池的顶部设有与所述污水通道的出口相通的布水管， 上层生态滤池内设有带通孔的集水散气管，集水散气管顶部延伸至上层生 态滤池单元上方，集水散气管的底部连通至下层生态滤池;
所述下层生态滤池与出水调节单元相通。
2.根据权利要求1所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，所述厌氧水解酸化处理室和层叠式生态滤池处理室之间设有隔板， 该隔板的顶部设有污水通道出口的溢流孔。
3.根据权利要求1所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，所述污水通道是由多块竖直挡板隔成的上下折返通道，相邻竖直挡 板之间的距离为20～25cm。
4.根据权利要求1所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，所述布水管包括与溢流孔连通的主管以及并排连通至主管上的多根 水平支管，各水平支管上均设有出水孔。
5.根据权利要求1所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，所述集水散气管包括并排铺设在上层生态滤池底部的多根总管，每 根总管上连通有多根向上延伸的竖直支管，各竖直支管顶端延伸至上层生 态滤池单元上方，各总管上连通有延伸至下层生态滤池的过渡管。
6.根据权利要求5所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，所述各总管以及各竖直支管上均排布有通孔，相邻通孔的距离为 3～10mm。
7.根据权利要求1所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，所述上层生态滤池和下层生态滤池内分别设有粒径30～50mm的级 配填料。
8.根据权利要求7所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，每层生态滤池中的级配填料粒径由下向上逐渐减小。
9.根据权利要求1所述的农村生活污水的一体化反应装置，其特征 在于，所述下层生态滤池朝向出水调节单元的一侧设有出水口，所述出水 调节单元中设有排水泵以及液位检测装置，所述液位检测装置用于以所述 出水口为基准高度向排水泵发送开机信号。
说明书
一种农村生活污水的一体化反应装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理的技术领域，尤其涉及一种农村生活污水的 一体化反应装置。
背景技术
近几年，城市生活污水的处理越来越趋于规范化，纳入集中式城市污 水处理厂进行统一处理，一般城市污水处理厂多采用活性污泥法、生物膜 法、接触氧化法等工艺。农村地区的生活污水一般具有水量小但波动大的 特点，若采用城市污水处理厂的传统污水处理工艺，其投资成本高、工艺 流程长、容易造成二次污染。
据调研资料显示，浙江省农村地区大多分布相对比较分散，有些处于 山区和半山区的农村居民，其距离附近城镇较远，直接纳入城镇污水处理 厂十分不便，所以研究投资省、处理效率高、适用于分散式小水量的农村 生活污水处理工艺则是一个十分迫切的技术问题。
由于其地形地势原因，农村地区多宜采用自然处理系统，如土地渗滤 系统、人工湿地污水处理系统、生态沟渠生态塘等。但是其占地面积大、 处理效率低、运行管理不便等问题一直存在。
公开号为CN103880252A的中国专利文献公开了一种农村生活污水 一体化处理设备，包括水解酸化池、接触氧化池、MBR膜生物反应器和 消毒池，各处理单元按照工艺顺序串联，污水由水解酸化池接入，经水解 酸化、接触氧化、生物膜过滤和消毒处理后，由消毒池出水口出水。运用 该处理设备处理农村生活污水，具有噪声低、臭气污染低等特点，但是其 采用传统的污水处理工艺，体积相对较大，占地面积大，设置的污泥回流 装置需耗费大量电能，农村地区一般能够被利用建设污水处理设施的土地 十分有限，污水中氮磷含量较高，该设备的脱氮除磷功能有限。
人工湿地是20世纪50年代后发展起来的一种污水处理技术，并在 70年代后在全世界范围内进行了广泛的研究。在人工湿地污水处理系统 中，供氧不足是影响净化效果的限制性因子，特别是对氮素的去除。在常 见的几种复合人工湿地中，垂直流-水平潜流复合湿地不需设置回流且能 充分利用垂直流湿地复氧能力强、对耗氧有机物去除效果好、硝化能力强 以及水平潜流湿地反硝化能力强的特点，促进了微生物的硝化-反硝化脱 氮，形成对氮素去除具有独特优势的复合湿地系统。但传统的垂直流-水 平潜流复合湿地污水处理技术也存在缺点，主要表现在以下方面：
1、复氧能力有限，人工湿地主要依靠自然复氧和湿地植物根际的氧 化机制，氧化能力有限，当污染负荷较高时，即使采用垂直流-水平潜流 复合湿地仍存在氧量难以达到充分降解有机物并将氨氮转化的目的，不能 产生大量的硝酸盐作为反硝化的底物，导致复合湿地系统中硝化-反硝化 途径不畅通。
2、易堵塞，当进水污染负荷较高时，容易造成湿地中污染物积累， 致使填料渗透系数下降，污水流通不畅，导致在湿地表面形成积水层，阻 碍了空气中氧气进入，降低好氧微生物的活性。
实用新型内容
本实用新型提供了一种农村生活污水的一体化反应装置，通过将厌氧 水解酸化处理与层叠式生态滤池处理工艺进行集成，同时在生态滤池处理 工艺中采用了特殊结构的布水及集水散气系统，提高了人工湿地土壤渗流 系统的复氧能力，为好氧/缺氧反应的进行创造了有利条件，其处理效率高， 占地面积小，一体化结构模式便于搬运和安装，具有较高的环境效益和经 济效益。
一种农村生活污水的一体化反应装置，包括罐体，罐体内设有依次连 通的进水调节单元、处理单元和出水调节单元，所述的处理单元包括：
厌氧水解酸化处理室，内设迂回的污水通道，污水通道入口与进水调 节单元相通，污水通道内设有填料;
层叠式生态滤池处理室，包括相互隔离的上下两层生态滤池;
上层生态滤池的顶部设有与所述污水通道的出口相通的布水管， 上层生态滤池内设有带通孔的集水散气管，集水散气管顶部延伸至上层生 态滤池上方，集水散气管的底部连通至下层生态滤池;
所述下层生态滤池与出水调节单元相通。
作为优选，所述厌氧水解酸化处理室和层叠式生态滤池处理室之间设 有隔板，该隔板的顶部设有污水通道出口的溢流孔。
作为优选，所述污水通道是由多块竖直挡板隔成的上下折返通道，相 邻竖直挡板之间的距离为20～25cm。设置成上下折返的污水通道，并设 置不同数量的竖直挡板和填料固定架，可以调控污水在厌氧水解酸化处理 室内的停留时间，进而控制溢流孔流出污水中BOD5/CODcr的比值。
厌氧水解酸化处理室还具有释磷(释放磷)功能，是除磷的首要步骤， 经厌氧释磷后再在层叠式生态滤池处理室内进行好氧除磷，配合钙基填 料，在好氧阶段将磷形成磷盐，随着层叠式生态滤池中填料上新陈代谢脱 落的生物膜的一起变成“污泥”，或沉积于填料层，或随水流流出。经前、 后两处理室的协同处理，促进了生活污水中磷的高效去除。
作为优选，相邻竖直挡板或竖直挡板与相邻隔板/墙板间均设有填料固 定架，用于固定比表面积大且易于微生物附着并生长的弹性填料。
作为优选，所述布水管包括与溢流孔连通的主管以及并排连通至主管 上的多根水平支管，各水平支管上均设有出水孔。
作为优选，所述集水散气管包括并排铺设在上层生态滤池底部的多根 总管，每根总管上连通有多根向上延伸的竖直支管，各竖直支管顶端延伸 至上层生态滤池上方，各总管上连通有延伸至下层生态滤池的过渡管。进 一步优选，所述各总管以及各竖直支管上均排布有通孔，相邻通孔的距离 为3～10mm，孔径小于上层生态滤池内填料的最小粒径。
集水散气管的总管和向上延伸的竖直支管的开口处于不同的高度，当 上层生态滤床内部的空气由于生态滤床内部的保温、传热作用而与外界空 气产生温度差时，生态滤床内部的空气受热密度变小，从向上延伸的竖直 支管中上升排出，外界空气将由于生态滤床内部气体排出形成的负压通过 多根总管进入滤床内部，从而形成由于温差导致的空气对流;另一方面， 空气进入上层生态滤床内部后，由于生化作用，空气中的氧气被微生物消 耗，导致空气密度变小(氧气的密度大于空气的密度)，而从竖直支管上 升排出，外界空气将由于生态滤床内部气体排出形成的负压通过总管进入 生态滤床内部，从而形成由于生态滤床内部生化作用导致的空气对流。通 过该无动力(通风)充氧系统结构的创新设计，在污水向下垂直流动的过 程中，在温差、密度差、负压、不同高度进出气口设置的共同作用下，就 能在各总管和各竖直支管间形成明显的气体流动，并能通过集水散气管上 的多孔结构进入生态滤床内部从而实现对上层生态滤床的无动力(通风) 充氧，污水在好氧微生物菌群的生物降解作用下，有机污染物得到生物降 解，氨氮则在好氧环境中通过硝化菌的硝化作用转化为硝态氮而得到去 除。
作为优选，所述上层生态滤池和下层生态滤池内分别设有粒径30～ 50mm的级配填料。进一步优选，每层生态滤池中的级配填料粒径由下向 上逐渐减小。
所述上层生态滤池中的级配填料为石料、砂、陶粒的混合物，所述石 料为沸石、卵石、砾石中的至少一种。
所述下层生态滤池中的级配填料为火山岩、牡蛎壳、蚌壳的混合物，， 火山岩、牡蛎壳、蚌壳均为钙基填料，均含有丰富的钙离子，在生物诱导 作用下，对污水中的磷有较强的吸附固化作用，除磷效果明显。
作为优选，所述下层生态滤池朝向出水调节单元的一侧设有出水口， 所述出水调节单元中设有排水泵以及液位检测装置，所述液位检测装置用 于以所述出水口为基准高度向排水泵发送开机信号。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
本实用新型公开的一体化反应装置，采用多重技术集成的方式，将传 统污水处理工艺作为不同的处理单元，放进一体化式的玻璃钢罐体。生活 污水可从该一体化设备总进水口直接接入，厌氧水解酸化处理室内设置的 隔板将其分隔成上下折返的污水通道，增大了污水在厌氧水解酸化处理室 内的停留时间，填料固定架上悬挂比表面积大且易于微生物附着并生长的 弹性填料，流经的污水与弹性填料上的微生物充分接触，发生的厌氧水解 酸化反应可大量去除污水中的有机物，降低污水中的COD浓度，进而增 大污水中BOD5/CODcr的比值，进一步提高了污水的可生化性，缓解了因 污染负荷较高时而导致的人工湿地土壤渗流系统中复氧能力有限及易堵 塞的缺点，为层叠式生态滤池处理室内的生物脱氮创造了必不可少的先决 条件。
本实用新型的层叠式生态滤池处理室以人工湿地土壤渗流系统为核 心，对传统的生物滤池进行改良，层叠式生态滤池上层采用水之潜流(以 平面方式进行均匀滴滤布水)，下层采用水平潜力。通过采用特殊结构的 布水及集水散气系统进一步优化提高了其水力负荷，产生无动力负压充氧 的效果，更有利于氧气的吸收及水气结合，为好氧/缺氧反应的进行创造了 有利条件，层叠式生态滤池的结构特征按顺序营造出好氧、兼氧、厌氧的 微环境，配合含有丰富钙离子的滤池填料，具有良好的除磷脱氮效果。因 为属于设备一体化模式，所以没有设置植物，植物的省略会降低一部分效 果，但是集水散气官网的铺设会提升效果，相当于均衡补良。其横向放置 的椭圆形罐体式外形适合地面式放置，无动力的结构设计大大降低了设备 的运行成本，对于分散式并且环境功能要求一般的农村生活污水处理具有 很高的性价比。农村生活污水经过处理后主要水质指标，化学需氧量 (CODcr)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)能够达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996)的一级标准。
