一種模塊化生態污水處理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及污水處理領域，特別涉及一種模塊化生態污水處理系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國城鎮化的推進，城市面積逐漸擴大，城市污水管道越來越長，污水運送成本越來越高。國家大力推廣中水回用技術，以應對水資源短缺的危機，但是污水廠集中處理污水的方法需要長距離的污水運送管道，將處理后的污水輸送至中水用戶，管道建設投資以及運送成本較高。當前最有效、經濟的方法就是讓生活污水在公共建筑或住宅小區室內外進行相關凈化處理，縮短污水產生和污水處理構筑物之間的距離，降低初期投資以及運送成本。
[0003]相比于傳統的污水處理技術，人工濕地作為一種新型污水處理技術，以其低投資、低能耗、運行方便及景觀美化功能等特點越來越受到人們的關注。人工濕地凈化原理是利用了生物接觸氧化法，其原理是用生物接觸氧化工藝在人工濕地內充填濾料，已經充氧的污水浸沒全部濾料，并以一定的流速流經濾料。在濾料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。人工濕地類型包括水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地。傳統的水平潛流人工濕地中的基質長期處于淹水狀態，濕地床環境趨于厭氧，復氧效果較差；垂直流人工濕地中污水在基質中靠重力作用非飽和流動，雖然復氧能力有所提高，但仍不能滿足有機物及氨氮的去除要求，因此，傳統的人工濕地類型具有一定的缺點。
[0004]分散式污水處理屬于一種新型生物膜法污水處理技術，主要由濾床、布水設置和排水系統等部分組成，當污水由上而下從長有豐富生物膜的濾料的空隙間流過，與生物膜中的微生物充分接觸時，污水中的污染物被微生物吸附并降解，從而使污水得以凈化。分散式污水處理不僅運行費用低，系統殘渣少，自動化程度高，而且具有可移動性好、適應性強、工藝操作方式靈活等優點。
[0005]因此，需要一種能適用于公用建筑及住宅小區的高效處理污水的裝置及系統和高效的分散式污水處理工藝，且無需較大的占地面積和空間、成本合理、節能環保，清理維護檢修都應較為方便。

【發明內容】

[0006]在第一方面，本發明提供了一種生態污水處理單元體，所述生態污水處理單元體外觀形狀為長方體，內部填充兩層或三層級配濾料作為微生物生長載體，四壁及底部支撐結構為透水性良好的網狀結構。
[0007]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理單元體底面為10_50cm的正方形，高度 30_150cm。
[0008]在一個實施方案中，所述級配濾料為三層，包括以輕質頁巖陶粒濾料為主的上層、以石英砂濾料為主的中層和以礫石為主的下層。
[0009]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理單元四壁及底部的網狀結構網孔的大小可以是均一大小，即小于最細濾料層濾料粒徑。
[0010]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理單元體四壁及底部的網狀結構網孔的大小可以不是均一大小，而是根據其接觸的濾料層粒徑來確定，網孔大小小于所述濾料層粒徑的大小。
[0011]在一個實施方案中，在本發明的生態污水處理單元體四周所在的面上設置有卡槽或卡扣，所述卡槽為“T”型凹槽，所述卡扣為“T”型卡扣，卡扣內具有防止臭氣溢出的密封墊，例如皮墊。
[0012]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理單元頂部四周粘有密封墊，例如皮墊使得單元體之間結合處密封。
[0013]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理單元頂部為植被層，用于種植景觀植物，植被種植在頂部濾料之內。
[0014]在第二方面，本發明提供了由本發明第一方面所述的生態污水處理單元體組成的生態污水處理模塊，所述生態污水處理單元體根據處理水量或地形條件將所述生態污水處理單元體排列成所需形狀。
[0015]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理模塊的外部被網格包覆，網格網孔直徑為3_5mm。
[0016]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理模塊由數個至數十個所述的生態污水處理單元體組成。
[0017]在一個實施方案中，本發明的生態污水處理模塊為所述生態污水處理單元排列成的長方體或正方體。
[0018]在一個實施方案中，所述生態污水處理單元結合處的頂部密封，防止臭味散發，例如通過防水膠密封。在所述生態污水處理單元體頂部四周粘有密封墊，例如皮墊的情況下，也可以使得單元體之間結合處密封。
[0019]在第三方面，本發明提供了包括本發明第二方面所述的生態污水處理模塊的模塊化生態污水處理裝置，還包括:容器、安裝架、布水管、排水管和潛污栗；
[0020]所述容器為所述污水處理裝置的外殼，具有上部開口。所述容器底部為淺“V”型結構，所述淺“V”型結構的最低處設置有儲泥池，所述排水管設在所述容器的底部；
[0021]所述安裝架設置在所述容器和生態污水處理模塊之間，位于所述容器內的底部，用于支撐所述生態污水處理模塊從而在所述容器底部形成儲水空間；
[0022]所述布水管位于所述容器上部，用于將污水引入到所述生態污水處理模塊中；
[0023]所述潛污栗在所述生態污水處理模塊內處于所述儲泥池上方、與所述生態污水處理單元體接觸的四壁為不透水結構的單元中，與所述排水管連接。
[0024]在一個實施方案中，所述布水管前端設有可開閉的閥門或者設有進水栗。
[0025]在第四方面，本發明提供了一種包括本發明第三方面所述的生態污水處理裝置的模塊化生態污水處理系統，該系統包括化糞池、進水栗、本發明第三方面所述的污水處理裝置，其中，所述污水處理裝置如果有多個則串聯連接，前一級模塊化生態污水處理裝置的潛水栗同時作為后一級模塊化生態污水處理裝置的進水栗，根據原水或出水水質情況，確定所述生態污水處理裝置串聯的數量。
[0026]在第五方面，本發明提供了一種利用本發明第三方面所述的模塊化生態污水處理裝置進行模塊化生態污水處理方法，包括:
[0027]污水經所述布水管進入所述容器內，此時關閉所述潛污栗；
[0028]待所述容器內污水水位上升到預定水位高度后，關閉所述布水管；
[0029]污水淹沒濾料一定時間后，開啟所述潛污栗，經過所述裝置處理的水瞬間從所述容器內抽出；
[0030]水位降低至設定低位點后，關閉所述潛污栗；
[0031]達到放空時間后開啟所述布水管，所述容器內再次進污水。
[0032]應當理解，前述大體的描述和后續詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當用作對本發明所要求保護內容的限制。
【附圖說明】
[0033]參考隨附的附圖，本發明更多的目的、功能和優點將通過本發明實施方式的如下描述得以闡明，其中:
[0034]圖1 (a)示意性示出了根據本發明的模塊化生態污水處理裝置的剖面圖；
[0035]圖1 (b)示出了從圖1 (a)所示的裝置上方以俯視角度看到的生態污水處理單元布置的結構示意圖；
[0036]圖1(c)示出了圖1(a)所示的生態污水處理單元結構的局部放大示意圖；
[0037]圖1(d)示出了圖1(c)所示的生態污水處理單元結構的“T”型卡槽和“T”型卡扣示意圖；
[0038]圖2示意性示出了根據本發明的模塊化生態污水處理系統應用的示例的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]通過參考示范性實施例，本發明的目的和功能以及用于實現這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發明并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本發明的具體細節。
[0040]在下文中，將參考附圖描述本發明的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0041]圖1a示意性示出了根據本發明的一種模塊化生態污水處理裝置的剖面結構圖。模塊化生態污水處理裝置100包括容器101、生態污水處理模塊102、安裝架103、排水管104、布水管105和潛污栗106。
[0042]容器101為生態污水處理裝置100的外殼，主要用于容納所述生態污水處理模塊102的整體。容器101優選為其底面呈矩形的立方體結構，亦可根據其安放位置處的結構(例如安裝在墻體處)進行形狀和結構上的調整。所述容器101所選用的材料優選為混凝土、磚混、不銹鋼、玻璃鋼或高強度塑料等。所述容器101底部為淺“V”型結構，即從容器底部邊緣向中心具有一定的坡度，便于將污水處理過程中產生的污泥收集到所述淺“V”型結構的最低處設置的儲泥池115。排水管104設在容器101的底部，排水管104與潛污栗106連接，用于將處理后的水迅速抽吸排出。潛污栗106處于所述儲泥池115上方附近的位置，潛污栗106處于與所述單元體接觸的四壁為不透水結構的單元中，以防止污水短流。
[0043]生態污水處理模塊102由數個至數十個結構、組成和尺寸均相同的生態污水處理單元111組成，生態污水處理單元111外觀形狀為長方體，優選設置成可移動的，即可以根據需要從生態污水處理模塊102中取出。內部填充兩層或三層級配濾料作為微生物生長載體，四壁及底部支撐結構為透水性良好的網狀結構，污水可以在不同的生態污水處理單元111之間自由流動，生態污水處理單元111通過卡槽相互拼接，根據處理水量或地形條件將所述生態污水處理單元111排列成所需形狀。根據本發明的一個優選實施例，生態污水處理單元111并排放置在容器101中。每個生態污水處理單元111包括由不同粒徑的顆粒構成的濾料。例如，靠近開口處的上層Illa以礫石為主，粒徑10-15毫米，從上(開口)至下(底部)顆粒的粒徑也逐步減小，中層Illb為輕質頁巖陶粒濾料，粒徑3-10毫米，下層Illc為石英砂濾料，粒徑1-4毫米。污水進