公布日：2024.03.26
申请日：2023.12.29
分类号：C02F3/28(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I;B02C18/12(2006.01)I;B02C18/18(2006.01)I;B02C18/24(2006.01)I;B02C18/00(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本申请涉及污水处理领域，具体公开了一种山区生活污水处理系统，其包括污水处理池、若干级人工湿地池、光伏提灌设备、高位蓄水池，调节池、厌氧池、基质池，若干级人工湿地池依次连通，污水依次流经若干级人工湿地池后通过光伏提灌设备流入高位蓄水池内；污水通过污水进入污水处理池内，污水管下端设有二位三通阀，其第一出水口连通调节池，第二出水口连通厌氧池，污水管内壁上设有可检测管道内污水有机质含量的水质传感器，水质传感器、二位三通阀电连接外设的控制器，二位三通阀可手动控制也可通过控制器电控。本方案可解决现有喀斯特农村地区分散式生活污水治理系统无法针对日常用水的污染程度，分批分情况对污水进行高效处理的问题。
权利要求书
1.一种山区生活污水处理系统，其特征在于：包括污水处理池、若干级人工湿地池、光伏提灌设备、高位蓄水池，所述污水处理池包括调节池、厌氧池、基质池，调节池、厌氧池、基质池依次连通，所述若干级人工湿地池连通基质池尾部，若干级人工湿地池呈梯度排布，首级人工湿地池的高度低于基质池的高度，所述高位蓄水池的高度高于首级人工湿地池，污水依次流经若干级人工湿地池后通过光伏提灌设备流入高位蓄水池内；所述污水处理池连接有污水管，所述污水管用于将待处理的生活污水导入污水处理池内，所述污水管下端设有二位三通阀，所述二位三通阀包括第一出水口、第二出水口，所述第一出水口连通调节池，所述第二出水口连通厌氧池，所述污水管内壁上设有可检测管道内污水有机质含量的水质传感器，所述水质传感器、二位三通阀电连接外设的控制器，所述二位三通阀可手动控制也可通过控制器电控。
2.根据权利要求1所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述污水管包括竖直段，所述二位三通阀位于竖直段上，所述水质传感器包括第一水质传感器、第二水质传感器，所述竖直段的上部设有第一水质传感器，所述第一水质传感器的上方的竖直段内壁上设有液位传感器，所述第一水质传感器与第二水质传感器之间设有控制阀，所述控制阀与第二水质传感器之间设有轴流叶轮，所述轴流叶轮的中轴处转动连接有破碎刀头；控制阀为常开状态，当第一水质传感器检测到污水中的有机质含量超过设定值后，向控制器发送信号，控制器接收信号后关闭控制阀，污水在控制阀上方的竖直段内积蓄至液位传感器处后，液位传感器向控制器发送信号，控制器接收信号后打开控制阀，积蓄的污水向下冲刷。
3.根据权利要求2所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述轴流叶轮的中部竖直转动连接破碎刀头，所述破碎刀头的周向上间隔设有刀片，所述刀片的刀刃朝上，且刀片远离旋转轴的一端为尖头。
4.根据权利要求3所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述污水管还包括倾斜段，倾斜段位于所述竖直段的前端，倾斜段向下倾斜设置，污水可沿倾斜段向下自流。
5.根据权利要求4所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述厌氧池包括第一厌氧池、第二厌氧池，第一厌氧池与第二厌氧池之间设有分区隔板，所述第一厌氧池的前端连通调节池，第一厌氧池的后端连通基质池，所述第二厌氧池的后端连通基质池。
6.根据权利要求5所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述污水处理池的上端设有进水口，所述调节池与厌氧池之间、厌氧池与基质池之间分别设有导流板，通过导流板在相邻的池体之间形成“S”型通路，使得污水从前端池体的下端流入下一池体，从下一池体的上端流出。
7.根据权利要求6所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述光伏提灌设备包括太阳能发电装置、水泵，水泵电连接太阳能发电装置，通过太阳能供电设备为水泵提供电力。
8.根据权利要求7所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述人工湿地池为矩形池体，所述人工湿地池的内部设有湿地，湿地与人工湿地池的池壁之间设有植株层。
9.根据权利要求8所述的一种山区生活污水处理系统，其特征在于：所述植株层从外圈到内圈依次包括低植株层、高植株层。
发明内容
本发明在于提供一种山区生活污水处理系统，以解决现有喀斯特农村地区分散式生活污水治理系统无法针对日常用水的污染程度，分批分情况对污水进行高效处理的问题。
为解决上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种山区生活污水处理系统，包括污水处理池、若干级人工湿地池、光伏提灌设备、高位蓄水池，所述污水处理池包括调节池、厌氧池、基质池，调节池、厌氧池、基质池依次连通，所述若干级人工湿地池连通基质池尾部，若干级人工湿地池呈梯度排布，首级人工湿地池的高度低于基质池的高度，所述高位蓄水池的高度高于首级人工湿地池，污水依次流经若干级人工湿地池后通过光伏提灌设备流入高位蓄水池内；
所述污水处理池连接有污水管，所述污水管用于将待处理的生活污水导入污水处理池内，所述污水管下端设有二位三通阀，所述二位三通阀包括第一出水口、第二出水口，所述第一出水口连通调节池，所述第二出水口连通厌氧池，所述污水管内壁上设有可检测管道内污水有机质含量的水质传感器，所述水质传感器、二位三通阀电连接外设的控制器，所述二位三通阀可手动控制也可通过控制器电控。
本方案的基本原理为：在排放污水时，污水流入污水管，内壁上水质传感器实时检测污水状况，若有机质含量高，则该批污水需要在污水处理池内部依次流经调节池、厌氧池、基质池三个池体以得到完全处理，则水质传感器向控制器发送信号，控制器打开二位三通阀的第一出水口，关闭第二出水口，使得污水排入调节池内；
若有机质含量低，则该批污水在污水处理池内完全处理将占用处理池的过剩运力，因此可直接排入厌氧池中，再进入基质池内反应，则水质传感器向控制器发送信号，控制器打开二位三通阀的第二出水口，关闭第一出水口，使得污水排入厌氧池内。
当污水经过污水处理池反应后，在自重的作用下沿梯度进入若干级人工湿地池，在人工湿地池内逐级反应后，污水处理完毕，通过光伏提灌设备利用太阳能发电，将处理后的污水提升至高位的蓄水池中储存，蓄水池与外部的耕地农田连通，需要灌溉时直接利用处理后的污水进行农田灌溉。
本方案的有益效果为：
现有的喀斯特农村地区分散式生活污水治理系统直接将不同用途的污水统一集中在池体内处理，无法针对日常用水的污染程度，分批分情况对污水进行高效处理，本方案在污水管道内增设二位三通阀及水质传感器，区分出不同污染程度的污水后，根据污水的有机质情况将污水分流至污水处理的不同阶段进行反应，避免污染程度低的大批量水流占用污水处理池的全部运力，提高污水处理的整体效率。
进一步，污水管包括竖直段，所述二位三通阀位于竖直段上，所述水质传感器包括第一水质传感器、第二水质传感器，所述竖直段的上部设有第一水质传感器，所述第一水质传感器的上方的竖直段内壁上设有液位传感器，所述第一水质传感器与第二水质传感器之间设有控制阀，所述控制阀与第二水质传感器之间设有轴流叶轮，所述轴流叶轮的中轴处转动连接有破碎刀头；
控制阀为常开状态，当第一水质传感器检测到污水中的有机质含量超过设定值后，向控制器发送信号，控制器接收信号后关闭控制阀，污水在控制阀上方的竖直段内积蓄至液位传感器处后，液位传感器向控制器发送信号，控制器接收信号后打开控制阀，积蓄的污水向下冲刷。
由于污水中不可避免具有部分杂质，需要对残渣进行破碎处理，第一水质传感器持续监测污水的有机质含量，当水质中有机质含量低时，控制阀常开，供水流自由通过，当水质中有机质含量较高时，部分残渣落入控制阀下方的轴流叶轮处，控制阀关闭，水流在控制阀上方的竖直段积蓄，当积蓄水位到达液位传感器的设定高度后，控制阀重新开启，大量水流下落冲刷叶轮，叶轮受到水流的冲刷旋转，叶轮旋转带动其中轴上方的破碎刀头同步旋转，破碎刀头切割残渣将残渣分解成小粒径物质，并且在水流的作用下随水流向下冲刷走。
进一步，轴流叶轮的中部竖直转动连接破碎刀头，所述破碎刀头的周向上间隔设有刀片，所述刀片的刀刃朝上，且刀片远离旋转轴的一端为尖头。利用尖头刀刃的破碎刀头将碎屑全方位破碎。
进一步，污水管还包括倾斜段，倾斜段位于所述竖直段的前端，倾斜段向下倾斜设置，污水可沿倾斜段向下自流。使得污水在整个系统内流动时，依靠重力自流，减少其余机械设备的投入，减少建设成本。
进一步，厌氧池包括第一厌氧池、第二厌氧池，第一厌氧池与第二厌氧池之间设有分区隔板，所述第一厌氧池的前端连通调节池，第一厌氧池的后端连通基质池，所述第二厌氧池的后端连通基质池。将厌氧池分出两个区域，两个区域用于区分处理不同有机质含量的污水，作为针对不同污染程度污水进行处理的两个流道。
进一步，污水处理池的上端设有进水口，所述调节池与厌氧池之间、厌氧池与基质池之间分别设有导流板，通过导流板在相邻的池体之间形成“S”型通路，使得污水从前端池体的下端流入下一池体，从下一池体的上端流出。通过从下往上的流动方式，使得污水在污水处理池中呈潜流式的流动方式，提高污水在处理池中的停留时间，保证污水能够完全反应。
进一步，光伏提灌设备包括太阳能发电装置、水泵，水泵电连接太阳能发电装置，通过太阳能供电设备为水泵提供电力。由于设置在喀斯特地貌的山区中，需要整个污水系统对外部基础电力建设的依赖，采用光伏设备的自发电特性，节能环保同时节省成本。
进一步，人工湿地池为矩形池体，所述人工湿地池的内部设有湿地，湿地与人工湿地池的池壁之间设有植株层。设置植株层起到安全围栏的作用，作为天然屏障提示附近的居民。
进一步，植株层从外圈到内圈依次包括低植株层、高植株层。起到美观作用的同时可与周围环境融为一体。
（发明人：江杰;江兼昌;钱宣;江涪平;彭韬;徐小波;赵波;付忠红）
