申请日2017.12.29
公开(公告)日2018.05.29
IPC分类号C02F3/02; C02F3/32; C02F3/34; C02F3/30; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明涉及生活污水处理技术领域，具体涉及一种农村户用生活污水处理装置。所采用的技术方案是：一种农村户用生活污水处理装置，包括生物接触氧化池，所述生物接触氧化池、第一集水槽依次通过溢流堰连通，所述第一集水槽通过第一多孔板与人工湿地处理池连通，所述人工湿地处理池通过第二多孔板与第二集水槽连通，所述第二集水槽通过沉淀池与外界连通;所述生物接触氧化池与人工湿地处理池内均设置有曝气系统。本发明适用于单户居民或分散式居民生活污水处理，同时成本低、管理方便、处理效果好。
权利要求书
1.一种农村户用生活污水处理装置，其特征在于：包括生物接触氧化池(5)，生物接触氧化池(5)的污水进水处设置格栅(3)，所述生物接触氧化池(5)包括沿水流方向依次设置的生物接触氧化池I(51)与生物接触氧化池II(52)，两者之间通过溢流堰(7)连通，生物接触氧化池II(52)出水经溢流堰(7)连通与第一集水槽(6)连通;所述第一集水槽(6)通过第一多孔板(8)与人工湿地处理池(9)连通，所述人工湿地处理池(9)包括依次布置并由端部设置的通孔连通的人工湿地处理池I(91)和人工湿地处理池II(92)，所述人工湿地处理池II(92)通过第二多孔板(10)与第二集水槽(11)连通，所述第二集水槽(11)出水口连接沉淀池;所述生物接触氧化池I(51)与生物接触氧化池II(52)、人工湿地处理池I(91)、人工湿地处理池II(92)和第二集水槽(11)内均设置有曝气系统。
2.根据权利要求1所述的一种农村户用生活污水处理装置，其特征在于：所述曝气系统包括若干曝气盘(15)，所述曝气盘(15)通过设置有气体流量计(14)的管道与曝气泵(13)连接，所述生物接触氧化池I(51)与生物接触氧化池II(52)内还设置有不同的填料。
3.根据权利要求2所述的一种农村户用生活污水处理装置，其特征在于：所述人工湿地处理池I(91)和人工湿地处理池II(92)内还包括基质(19)和植物(21)，所述基质(19)上覆土壤层(20)并种植植物(21)，所述基质(19)内竖直安装有通气管道(22)，所述通气管道(22)的内部安装曝气盘(15);所述基质(19)为火山石，并且自下至上火山石粒径从大到小分别为16-32mm、8-16mm、5-8mm。
4.根据权利要求3所述的一种农村户用生活污水处理装置，其特征在于：所述曝气泵(13)、流量调节阀(4)受控于智能控制器(24)，所述液体流量计(41)、气体流量计(14)与智能控制器(24)通讯连接。
5.根据权利要求4所述的一种农村户用生活污水 处理装置，其特征在于：所述曝气泵(13)由太阳能发电系统驱动，所述太阳能发电系统由通过导线依次连接的太阳能电池板(16)、蓄电池组(17)构成，所述曝气泵(13)和流量调节阀(4)均通过导线与蓄电池组(17)的输出极连接。
6.根据权利要求1所述的一种农村户用生活污水处理装置，其特征在于：所述化粪池(1)出水经格栅(3)和进水管道(2)连通生物接触氧化池(5)，所述进水管道(2)的内部、在格栅(3)下游依次设置液体流量计(41)和流量调节阀(4)。
7.根据权利要求1所述的一种农村户用生活污水处理装置，其特征在于：所述的生物接触氧化池I(51)、生物接触氧化池II(52)、人工湿地处理池I(91)和人工湿地处理池II(92)的池体为砖混结构,所述第一多孔板(8)与第二多孔板(10)均为多孔有机玻璃板或多孔塑料板或多孔不锈钢板。
8.根据权利要求1所述的一种农村户用生活污水处理装置，其特征在于：所述通气管道(22)为多孔PVC管。
9.利用权利要求1-8中任意一项所述的农村户用生活污水处理装置处理污水的方法，包括如下步骤：
a.进水：从化粪池或下水管道来的污水过滤固体废物后流入生物接触氧化池，自然或连续进水均可，控制进水流量200L-500L/d;
b.生物接触氧处理：采用连续曝气方式进行曝气，控制曝气量和水流量，结合步骤a，污水依次流经氧化池Ⅰ、氧化池Ⅱ，实现有机污染物、氨氮、总氮等的有效去除;
c.人工湿地净化：利用曝气盘与通气管道的设置，在人工湿地处理池中形成富氧区和缺氧区，其中靠近通气管道的区域为富氧区、远离通气管道的区域为缺氧区;同时根据季节变化，在人工湿地处理池内栽种水生蔬菜，利用植物和好氧、厌氧生物处理;进一步去除COD和氨氮，并去除总氮：污水在生物接触氧化池经过曝气处理后，由第一集水槽经多孔有机玻璃板或多孔塑料板或多孔不锈钢板流入人工湿地处理池进行净化;
d.清水流出本处理装置：经处理过的水经第二多孔板流入第二集水槽后，在第二集水槽中加入微生物絮凝剂，通过曝气将微生物絮凝剂混匀，利用微生物絮凝剂对出水进行沉淀，沉淀后上清经溢流堰溢出并达标排放，污泥定期清掏做农肥;
所述微生物絮凝剂由菌株BFX-01的菌悬液培养48h，在6000rpm下离心20min，去除菌体，加入3倍体积的冷乙醇，4℃冰箱过夜，在6000rpm下离心10min，冷冻干燥得到;
所述菌株BFX-01于2017年9月18日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号;保藏编号：14619;分类命名为：克雷伯氏菌，Klebsiella sp，其核苷酸序列如SEQ ID NO 1。
10.根据权利要求9所述的处理污水的方法，其特征在于：所述第二集水槽11内控制pH范围为7～10。
说明书
一种农村户用生活污水处理装置及污水处理方法
技术领域
本发明涉及生活污水处理技术领域，具体涉及一种农村户用生活污水处理装置。
背景技术
据统计，我国每年废水排放总量大约为600亿m3,其中城市生活污水为200亿m3，农村污水为200亿m3，按人口算，城市平均每人每天的生活污水排放量为52.63L，农村每人每天的生活污水排放量为21.74L，约为城市的2/5[1]([1]王俊起,王友球,等.乡镇生活垃圾与生活污水排放及处理现状.中国卫生工程学.2004.3(4))。我国广大农村地区，由于生活污水来源多且分散、污水总量少，存在雨污合流、污染物浓度低等原因，缺乏适用的分散式生活污水处理技术。据统计，96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，每年仍有超过2500万吨的生活污水直接排放[2]([2]刘晓慧.我国农村生活污水排放现状初析.安徽农业科学.2015,43(23):234-235)。
现有技术中，针对农村用生活污水处理装置的设置，要么是传统的沼气发酵模式，功能简单，处理效果差;要么是工业化净水设备，成本高、使用维护也不方便。因此，研发一套能耗低、污染物去除效能高、管理简单、出水水质能稳定达到排放标准的单户农村生活污水一体化生活污水处理装置，十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于单户居民或分散式居民生活污水处理，同时成本低、管理方便、处理效果好的农村户用生活污水处理装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种农村户用生活污水处理装置，包括生物接触氧化池，生物接触氧化池的污水入口处设置格栅，所述生物接触氧化池包括沿水流方向依次设置的生物接触氧化池I与生物接触氧化池II，两者之间通过溢流堰连通，生物接触氧化池II出水经溢流堰连通与第一集水槽连通;所述第一集水槽通过第一多孔板与人工湿地处理池连通，所述人工湿地处理池包括依次布置并由端部设置的通孔连通的人工湿地处理池I和人工湿地处理池II，所述人工湿地处理池II通过第二多孔板与第二集水槽连通，所述第二集水槽出水口连接沉淀池;所述生物接触氧化池I与生物接触氧化池II、人工湿地处理池I、人工湿地处理池II和第二集水槽内均设置有曝气系统。
优选的，所述曝气系统包括若干曝气盘，所述曝气盘通过设置有气体流量计的管道与曝气泵连接，所述生物接触氧化池I与生物接触氧化池II内还设置有不同的填料。生物接触氧化池Ⅰ主要去除COD，生物接触氧化池Ⅱ主要去除氨氮。
优选的，所述人工湿地处理池I和人工湿地处理池II内还包括基质和植物，所述基质上覆土壤层并种植植物，所述基质内竖直安装有通气管道，所述通气管道的内部安装曝气盘;所述基质为火山石，并且自下至上火山石粒径从大到小分别为16-32mm、8-16mm、5-8mm。
优选的，所述曝气泵、流量调节阀受控于智能控制器，所述液体流量计、气体流量计与智能控制器通讯连接。
优选的，所述曝气泵由太阳能发电系统驱动，所述太阳能发电系统由通过导线依次连接的太阳能电池板、蓄电池组构成，所述曝气泵和流量调节阀均通过导线与蓄电池组的输出极连接。
优选的，所述化粪池出水经格栅和进水管道连通生物接触氧化池，所述进水管道的内部、在格栅下游依次设置液体流量计和流量调节阀
优选的，所述的生物接触氧化池I、生物接触氧化池II、人工湿地处理池I和人工湿地处理池II的池体为砖混结构。所述第一多孔板与第二多孔板均为多孔有机玻璃板或多孔塑料板或多孔不锈钢板。
优选的，所述通气管道为多孔PVC管。
相应的，利用所述的农村户用生活污水处理装置处理污水的方法，包括如下步骤：
a.从化粪池或下水管道来的污水过滤固体废物后流入生物接触氧化池，自然或连续进水均可，控制进水流量200L-500L/d;
b.生物接触氧处理：采用连续曝气方式进行曝气，控制曝气量和水流量，结合步骤a，污水依次流经氧化池Ⅰ、氧化池Ⅱ，实现有机污染物、氨氮、总氮等的有效去除;
c.人工湿地净化：利用曝气盘与通气管道的设置，在人工湿地处理池中形成富氧区和缺氧区，其中靠近通气管道的区域为富氧区、远离通气管道的区域为缺氧区;同时根据季节变化，在人工湿地处理池内栽种水生蔬菜，利用植物和好氧、厌氧生物处理;进一步去除COD和氨氮，并去除总氮：污水在生物接触氧化池经过曝气处理后，由第一集水槽经多孔有机玻璃板或多孔塑料板或多孔不锈钢板流入人工湿地处理池进行净化;
d.清水流出本处理装置：经处理过的水经第二多孔板流入第二集水槽后，在第二集水槽中加入微生物絮凝剂，通过曝气将微生物絮凝剂混匀，利用微生物絮凝剂对出水进行沉淀，沉淀后上清经溢流堰溢出并达标排放，污泥定期清掏做农肥;
所述微生物絮凝剂由菌株BFX-01的菌悬液培养48h，在6000rpm下离心20min，去除菌体，加入3倍体积的冷乙醇，4℃冰箱过夜，在6000rpm下离心10min，冷冻干燥得到;
所述菌株BFX-01于2017年9月18日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号;保藏编号：14619;分类命名为：克雷伯氏菌，Klebsiella sp，其核苷酸序列如SEQ ID NO 1。
优选的，所述第二集水槽11内控制pH范围为7～10。
本发明的有益效果集中体现在，适用于单户居民或分散式居民生活污水处理，同时成本低、管理方便、处理效果好。具体体现在：
1.本发明在使用过程中，通过进水管道依次连通生物接触氧化池、第一集水槽、人工湿地处理池、第二集水槽后与沉淀池连通，其中人工湿地处理池中的曝气盘配合连接多个设置在基质中的通气管道，装置运行时，可在系统中形成富氧区和缺氧区，其中靠近进水的区域为富氧区、远离进水的区域为缺氧区，避免了另设厌氧池、好氧池，布置合理、节约了成本。处理装置采用生物接触氧化-生态处理组合的形式，生物接触氧化去除了大部分可生化的有机物，大大减少了人工湿地净化系统堵塞的可能。
2.本处理装置中，通过生物接触氧化池的曝气系统与人工湿地处理池的通气系统共同使用曝气泵、气体流量计，每组曝气盘并联设置，有效缩短整个系统的曝气时间;同时本处理系统的流量调节阀、曝气泵与太阳能发电系统连接，使装置内进水、曝气均可采用太阳能实现，特别适合光照充足，电力供应不稳的偏远农村地区，同时流量调节阀、曝气泵可在智能控制器的控制下依据液体流量计、气体流量计的变化进行功率调节，使得管理更为方便。
3.通过二级生物接触氧化池与二级人工湿地处理池的双重作用，处理装置正式运行后COD、氨氮去除效率分别最高可达96.1%和98.4%，出水均能达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标，处理效果好。污水处理规模为200～500L/d,体积小、质量轻，可根据地势置于厕所，化粪池旁的地下等，既方便又美观。非常适合农村管道铺设困难，成本高，雨污分离难地区单户居民或者分散式居民生活污水的处理。
4.筛选的生物产品作为絮凝剂，具有良好的絮凝效果，絮凝剂与污水通过曝气混匀，进一步去除污水中的TP、悬浮物及部分总氮等。污水经沉淀区沉降后经出水口排出。因投加的生物絮凝剂，环保无污染，因此沉淀物质可作为肥料使用。
