一種污水處理系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種污水處理系統，包括預處理池、厭氧水解池、復合生物濾池；預處理池設有污水入口，預處理池內設有格柵；所述厭氧水解池用于處理經預處理池處理后的污水，所述厭氧水解池通過出水管與復合生物濾池連通；復合生物濾池包括濾池本體、曝氣機和曝氣管，濾池本體內由上自下填充有第一濾料層、第二濾料層，第二濾料層和濾池底部之間設有排水室，所述第一濾料層和第二濾料層上均固著有生物膜；濾池本體上對應于排水室的位置設有排水口；曝氣管連接于曝氣機，曝氣管的部分管段伸入至第二濾料層中部；所述出水管的部分管段伸入至第一濾料層中。本發明提供了一種能適應農村污水處理的具有處理效果穩定、占地小等特點的污水處理系統。
【專利說明】
一種污水處理系統
技術領域
[0001 ]本發明屬于污水處理設備技術領域，特別涉及一種污水處理系統。
【背景技術】
[0002]我國歷來重視水污染防治問題，近年來，取得了很大的成效，水環境質量有所改善，但存在問題依然嚴峻。主要表現在，城市集中污染源得到了重視和治理，城市內集中建成區水環境得到了一定程度的改善，目前對水體的主要污染由點源污染轉變為初期雨水污染、農業面源污染和農村分散式生活污水的污染。
[0003]農村水污染物排放量維持高位，占全國水污染物排放量的50%以上，且由于農村生活污水遠離城市管網，收集污水管道性價比低，受資金的影響，處理率偏低，目前主要采用分散式污水處理裝置處理。
[0004]目前，分散式生活污水處理裝置大部分采用活性污泥法處理裝置，也有部分生物膜法處理裝置，總體來說，運行效果不好。除管理不到位等原因外，在技術選擇上也存在問題。
[0005]一部分農村污水處理最大的難點是污水量不穩定，一方面原因是，受農村居住分散、地形起伏等因素影響，污水收集系統建設性價比較低，污水難以全部收集到；另一方面原因是，受農村人口外出打工等影響，人口波動性大，節假日人口較多，平時常住人口少，處理裝置要適應不同的水量要求，對其抗波動性要求較高。
[0006]采用活性污泥法處理工藝(如A/0法、Α/Α/0法、生物接觸氧化法、MBR法等)的，由于污水量不穩定，平時設計負荷偏低，難以形成足夠濃度的生物污泥，處理效果無法保證，部分裝置投入使用后，處于閑置狀態。
[0007]采用生物膜法處理工藝(生物濾池、土地滲濾等)的，雖然提高了對污水量的適應性，但通常占地較大，且存在系統易堵塞等問題，影響了應用。
[0008]采用人工濕地、氧化塘等工藝，抗沖擊負荷能力差，處理效果受氣溫、降雨等因素影響，效果不穩定，且占地很大，可實施性較差。
[0009]鑒于目前部分農村污水處理技術的現狀及存在問題，新技術的研發，應主要考慮解決以下幾個問題:
[0010]I)能適應農村污水水質、水量波動性較大的特點，在不同的水量、水質下能保持處理效果穩定。
[0011 ] 2)受自然條件影響小、維護管理工作量小，故障率低，能長時間自動穩定運行，剩余污泥量小。
[0012 ] 3)投資小、運行費用低，減小建設和運行的經濟負擔。
[0013]4)占地小，可實施性強。

【發明內容】

[0014]本發明為了彌補現有技術中存在的一些不足，提供一種能適應農村污水處理的具有處理效果穩定、占地小等特點的污水處理系統。
[0015]本發明為達到其目的，采用的技術方案如下:
[0016]一種污水處理系統，包括預處理池、厭氧水解池、復合生物濾池；
[0017]所述預處理池設有污水入口，預處理池內設有格柵，預處理池內的污水流經格柵后進入厭氧水解池；
[0018]所述厭氧水解池用于處理經預處理池處理后的污水，所述厭氧水解池通過出水管與復合生物濾池連通；
[0019]所述復合生物濾池包括濾池本體、曝氣機和曝氣管，濾池本體內由上自下填充有第一濾料層、第二濾料層，第二濾料層和濾池底部之間設有排水室，所述第一濾料層和第二濾料層上均固著有生物膜;濾池本體上對應于排水室的位置設有排水口；所述曝氣管連接于所述曝氣機，所述曝氣管的部分管段伸入至第二濾料層中部;所述出水管的部分管段伸入至第一濾料層中。
[0020]優選的，濾池本體內還設有反沖洗濾磚層和反沖洗排水槽，所述反沖洗濾磚層位于第二濾料層底部，所述反沖洗排水槽位于第一濾料層上方，所述反沖洗排水槽上連接有反沖洗廢水回流管，反沖洗廢水回流管另一端與預處理池連通；
[0021 ]還包括與排水室連通的反沖洗進水管和反沖洗進氣管。
[0022]優選的，還包括反沖洗設備車，所述反沖洗設備車內設有反沖洗水栗、鼓風機和水箱，所述鼓風機用于輸送反沖洗氣體至反沖洗進氣管，所述反沖洗水栗用于將水箱內的水輸送至反沖洗進水管。
[0023]優選的，位于伸入至第二濾料層的曝氣管管段的上方的第二濾料層部分固著具有好氧微生物、兼氧微生物和厭氧微生物的生物膜;位于伸入至第二濾料層的曝氣管管段的下方的第二濾料層部分固著具有兼氧微生物和厭氧微生物的生物膜。
[0024]作為一種優選方案，所述第一濾料層的濾料的直徑為10?20mm，所述第二濾料層的濾料的直徑為2?3mm;和/或，所述濾池本體頂部設有通風帽。
[0025]作為一種【具體實施方式】，所述預處理池內還設有污水提升裝置，污水流經格柵后由所述污水提升裝置提升至厭氧水解池內；
[0026]和/或所述出水管為PVC管，所述出水管伸入至第一濾料層的管段的下部開設有多個出水孔；
[0027]和/或，所述曝氣管為PVC管，所述曝氣管伸入至第二濾料層的管段的下部開設有多個氣孔。
[0028]優選的，所述厭氧水解池的上部設有溢流堰。
[0029]作為一種優選實施方式，所述厭氧水解池的進水口設于厭氧水解池上部;厭氧水解池中部設有將厭氧水解池縱向的隔斷為兩部分的隔斷件，厭氧水解池的進水口和溢流堰位于隔斷件的兩側，所述隔斷件下部設有通孔。
[0030]進一步的，還包括排水回流管和設于排水回流管的水閥，所述排水回流管一端與排水口連通，另一端與預處理池連通;和/或，還包括用于對所述排水口排出的水進行紫外消毒的紫外消毒裝置。
[0031]優選的，還包括為污水處理系統中的耗電裝置提供電能的光伏發電設備。
[0032]本發明提供的技術方案具有如下有益效果:
[0033]I)本發明的污水處理系統中，復合生物濾池內的第一、第二濾料層上固著有生物膜，生物膜固著在該濾料層的濾料表面，生物固體平均停留時間(污泥齡)較長，能夠營造具有適于生物膜生長棲息、繁衍的安靜穩定環境，生物膜上的生物相無需像活性污泥那樣承受強烈的攪拌沖擊，易于生長繁殖。利用本發明的污水處理系統進行污水處理與活性污泥法相比，具有以下優勢:一方面，對水質、水量波動有較強的適應性，即使有一段時間中斷進水，對生物膜的凈化功能也不會造成顯著的影響，通水后很快恢復。另外，活性污泥法處理系統不適宜處理低濃度污水，如原污水的BOD值長期低于50?60mg/L，將影響活性污泥絮凝體的形成和增長，凈化功能降低，處理水質低下，而農村污水恰恰受到農村排水系統雨污分流不徹底，污水中混有地下水、灌溉水等因素影響，水質偏低，這也是活性污泥法不適宜處理農村污水的重要原因之一。而本發明污水處理系統中的復合生物濾池，由于生物相穩定，對低濃度污水也有較好的處理效果，運行正常時，可使BOD為20?30mg/L的污水，處理至5?I Omg/L。因此，本發明的污水處理系統能夠適應農村污水水量、水質波動大的特點。
[0034]2)本發明的污水處理系統基本無高故障率設備，無需頻繁維修、更換，所采用的出水管和曝氣管均進一步優選為PVC穿孔管，經濟實用，且不易發生故障。可人工曝氣，基本不受自然條件影響。
[0035]3)本發明的污水處理系統，在復合生物濾池的生物膜上生長繁育的生物中，動物性營養者所占比例較大，微型動物的存活率高;生物膜上形成的食物鏈要長于活性污泥上的食物鏈;所以，污泥產量較低。實踐證明，利用本發明的污水處理系統，通過控制污水負荷、曝氣強度等參數，甚至可以做到不排泥。
[0036]4)在以往的農村污水處理系統中，管網的建設投資占80?90%，而且由于農村地形復雜，往往難以有效收集到污水。本發明的污水處理系統容易做到小型化，可以在一個村內多處設置，污水局部收集，避免長距離鋪設管道，既減少了管道投資，又提高了污水的收集處理率。
[0037]5)優選采用占地較小的光伏發電設備，為污水處理設施提供用電，既減小了鋪設線路的費用，又做到了真正意義的零能耗處理，僅需部分人工對垃圾清運、設備維護，將運行費用降至最低。
[0038]6)利用本發明的污水處理系統進行污水處理，可實現采用人工連續曝氣，與傳統的自然通風、間歇曝氣相比，大大提高了處理效率，減小了占地面積，且各處理池均可埋地設置，地面可綠化、種植，基本不占用土地，可實施性強。
【附圖說明】
[0039]圖1是污水處理系統示意圖；
[0040]圖2是圖1的局部示意圖。
【具體實施方式】
[0041 ]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步說明:
[0042]參加圖1-2，本發明提供一種污水處理系統，包括預處理池100、厭氧水解池200和復合生物濾池300。
[0043]預處理池100的側壁上設有污水入口，該污水入口與污水進水管104相連，用于將污水源引入預處理池100中。在預處理池100內設有格柵101，用于隔出污水中的漂浮物和大顆粒泥沙等。預處理池100內的污水流經格柵101后進入厭氧水解池200繼續處理，作為優選的，在預處理池100內設有污水提升裝置，預處理池100內的污水流經格柵后由污水提升裝置提升至厭氧水解池200中。作為一種【具體實施方式】，該污水提升裝置包括潛污栗102和連接管103，潛污栗102優選設于預處理池100底部，連接管103—端與潛污栗102相連，另一端與厭氧水解池200連通。
[0044]厭氧水解池200的入水口優選設于池體的上部，連接管103經由該入水口與厭氧水解池200連通。厭氧水解池200通過出水管204與復合生物濾池300連通。作為一種優選方案，厭氧水解池200上設有溢流堰203，溢流堰203具體設于厭氧水解池200上部，厭氧水解池200內的上清液經溢流堰203流出，并進入出水管204。作為進一步優選的方案，在厭氧水解池200內安裝有隔斷件201，該隔斷件201將厭氧水解池200縱向的隔斷為兩部分，以圖1為例，在圖1中是隔斷為左右兩部分，隔斷段具體可以是隔墻等;在隔斷件201的下部開設有通孔202。通過設置該隔斷件201，可防止厭氧水解池200內的污水短流，污水由池體上部進入厭氧水解池200，因隔斷件201的下部設置了通孔202，污水從上向下流向通孔202，經過通孔202后，污水又從下向上，通過溢流堰203排出。溢流堰203優選采用齒形出水槽。污水在流經厭氧水解池200時，一方面發生了生化反應，部分污染物得到去除；另一方面，泥沙、厭氧污泥等形成沉淀。在實際操作中，可以不定期(6?12個月)通過吸泥車抽吸沉淀，外運處置。為滿足處理要求，厭氧水解池200的停留時間可以為4?8小時，底泥清掏周期可以為1-2年。污水在厭氧水解池200中得到了沉淀，上清液經溢流堰203排出后，SS大為減少，降低了后面的復合生物濾池300被堵塞的可能性。
[0045]污水經厭氧水解池200處理后經出水管204進入復合生物濾池300。該復合生物濾池300包括濾池本體311、曝氣機309和曝氣管310。其中，在濾池本體311內自上而下的填充有第一濾料層303和第二濾料層308，在第二濾料層308和濾池本體311底部之間還設有排水室304。在第一濾料層303和第二濾料層308的濾料上均固著有生物膜。在濾池本體311上設有排水口，該排水口在對應于排水室304的位置，用于將復合生物濾池300處理后的水排出，在排水口上進一步連接有排水管700。曝氣管310連接在曝氣機309上，曝氣管310—部分管段311伸入到第二濾料層308中部，曝氣管310優選采用PVC管，曝氣管310的氣孔優選為開設于PVC管下部的多個小孔。出水管204的一部分管段2041伸入到第一濾料層303中，出水管204優選采用PVC管，出水管204的出水孔優選為開設于PVC管下部的多個小孔;優選將出水管204包埋在第一濾料層303中，防止污水外露，滋生蚊蠅。在濾池本體311頂部進一步設有通風帽307。空氣經曝氣管310進入裝置后，由于向上形成了流暢的通道，所以，空氣會經曝氣管310及上部濾料，最終由通風帽307排出裝置，曝氣管310以上形成好氧區。在這個過程中，向上的空氣與向下的污水在濾料表面充分接觸，發生好氧生物反應，生物膜上生長的好氧微生物、兼氧微生物、厭氧微生物分別利用污水中的養分生長，并使污染物得到分解，，C0D、B0D、NH4-N等污染物指標下降，其中部分有機物被分解為COdPH2O等無害物質，而有機氮、NH4+-N等經過好氧的硝化反應、亞硝化反應，生成NO3--N、N02—-N等硝態氮化物。污水繼續向下流，在曝氣管310以下，由于空氣未流經該區域，呈缺氧狀態，生物膜上生長的兼氧微生物、厭氧微生物同樣利用污水中的養分生長，有機物、N03—-N、N02—-N等硝態氮化物在這里發生缺氧的反硝化反應，C0D、B0D等指標進一步降低，NO3--N、N02—-N等氮化物形成N2，最終排出裝置。在第二濾料層308底部的濾料部分具有物理過濾作用，將污水中SS過濾掉，同時對COD也有一定去除作用，最終污水相當于得到了深度處理，排放。
[0046]作為進一步的優選方案，在濾池本體311內還設有反沖洗濾磚層305和反沖洗排水槽306。其中，反沖洗濾磚層305位于第二濾料層308底部，且位于排水室304上方。反沖洗排水槽306則位于第一濾料層303上方，優選在反沖洗排水槽306上連接有反沖洗廢水回流管900，該反沖洗廢水回流管900的另一端和預處理池100連通，從而可將反沖洗產生的廢水引入預處理池100中進一步處理。還設有和排水室304連通的反沖洗進水管401和反沖洗進氣管402，其中，反沖洗進氣管401用于將反沖洗氣體引入濾池本體311內，通過反沖洗氣體對第一濾料層303和第二濾料層308進行反沖洗;反沖洗進水管401用于將反沖洗水引入濾池本體311內，通過反沖洗水對第一濾料層303和第二濾料層308進行反沖洗。
[0047]進一步優選的，還包括有反沖洗設備車400，該反沖洗設備車400內設有反沖洗水栗、鼓風機和水箱，鼓風機用于輸送反沖洗氣體至反沖洗進氣管402，反沖洗水栗用于將水箱內的水輸送至反沖洗進水管401。由于復合生物濾池300內的生物膜老化后需要進行反沖洗維護，以使其保持較高活性，因此需對復合生物濾池300進行間歇式反沖洗，清洗掉濾料上老化脫落的生物膜，使濾料上生物膜保持較高的活性，提高處理效果，并防止濾料堵塞。由于反沖洗周期較長，一般1-2個月甚至更長時間進行一次，為了提高反沖洗設備的利用率，降低工程投資，將反沖洗水栗、鼓風機、水箱安裝到一輛設備車上，根據使用要求，移動式地為裝置提供反沖洗，可以有效提高反沖洗設備的使用便捷性和使用效率，使用靈活。作為一種示例，氣水反沖洗可按照如下參數進行:先關閉排水管上的出水閥，將反沖洗進氣管與設備車上的反沖洗鼓風機出風口相連，氣沖強度10L/m2.s，氣沖時間5min;然后關掉鼓風機，將反沖洗進水管與設備車上的反沖洗水栗出水口相連，氣沖強度4L/V.S，水沖時間5min;反沖洗水通過反沖洗排水槽排出，反沖洗廢水回流到預處理池100，提升到厭氧水解池200后，繼續處理。
[0048]作為一種優選方案，第一濾料層303的濾料的直徑為10?20mm，第二濾料層308的濾料的直徑為2?3_;濾料均優選為硅砂濾料。第一濾料層303的濾料粒徑優選較第二濾料層308的濾料粒徑大，便于污水下滲，防止堵塞。
[0049]作為一種優選方案，在排水口連接的排水管700上還安裝有紫外消毒裝置600，例如紫外消毒管，用于對排水口排出的水進行紫外消毒，起到殺滅細菌、病毒、微生物的作用。
[0050]優選的，還設有排水回流管8O O，該排水回流管一端與排水口連通，具體可以是和排水口上連接的排水管700連通，另一端和預處理池100連通，在排水回流管800上安裝有水閥。在污水處理過程中，如果由排水口流出的水經水質監測，能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)—級A標準，則排放或回用；而如果TN不達標，則打開水閥，使排水口出來的水回流部分到格預處理池100，繼續處理，再進入厭氧水解池200，在厭氧、缺氧的條件下，對未完全硝化的N03—-N、N02—-N等進一步反硝化，提高系統TN的處理能力。
[0051]作為一種優選方案，還包括光伏發電設備500，用于為污水處理系統中的耗電裝置提供電能，耗電裝置例如潛污栗102、紫外消毒裝置600、曝氣機309等。采用光伏發電設備500來供電，具有占地較小的特點，既減小了鋪設線路的費用，又做到了真正意義的零能耗處理，僅需部分人工對垃圾清運、設備維護，將運行費用降至最低。現有的分散式污水處理裝置往往遠離人口密集居住區，需單獨鋪設電線，為其供電。而且，以往農村污水處理設施，往往采用政府投資建設，村民負擔運行費用的方式，其電費成為村民的負擔，影響了日后村民運行的積極性。采用光伏發電設備，一次投資，可連續運行30年，政府還有用電補貼，基本可解決運行電費的問題。
[0052]采用本發明提供的污水處理系統，I)能適應農村污水水質、水量波動性較大的特點，在不同的水量、水質下能保持處理效果穩定;2)受自然條件影響小、維護管理工作量小，故障率低，能長時間穩定運行，不易堵塞，剩余污泥量小;3)投資小、運行費用低，減小建設和運行的經濟負擔;4)占地小，可實施性強。
[0053]采用本發明的系統和方法，能夠將生活污水處理至《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GBl 8918-2002) 一級A標準，處理后的尾水可以用于農田灌溉、景觀綠化、澆灑道路等。
[0054]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明做任何形式上的限制，故凡未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種污水處理系統，其特征在于，包括預處理池、厭氧水解池、復合生物濾池； 所述預處理池設有污水入口，預處理池內設有用于去除污水中部分雜物的格柵； 所述厭氧水解池用于處理經預處理池處理后的污水，所述厭氧水解池通過出水管與復合生物濾池連通； 所述復合生物濾池包括濾池本體、曝氣機和曝氣管，濾池本體內由上自下填充有第一濾料層、第二濾料層，第二濾料層和濾池底部之間設有排水室，所述第一濾料層和第二濾料層上均固著有生物膜;濾池本體上對應于排水室的位置設有排水口 ；所述曝氣管連接于所述曝氣機，所述曝氣管的部分管段伸入至第二濾料層中部;所述出水管的部分管段伸入至第一濾料層中。2.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，濾池本體內還設有反沖洗濾磚層和反沖洗排水槽，所述反沖洗濾磚層位于第二濾料層底部，所述反沖洗排水槽位于第一濾料層上方，所述反沖洗排水槽上連接有反沖洗廢水回流管，反沖洗廢水回流管另一端與預處理池連通； 還包括與排水室連通的反沖洗進水管和反沖洗進氣管。3.根據權利要求2所述的污水處理系統，其特征在于，還包括反沖洗設備車，所述反沖洗設備車內設有反沖洗水栗、鼓風機和水箱，所述鼓風機用于輸送反沖洗氣體至反沖洗進氣管，所述反沖洗水栗用于將水箱內的水輸送至反沖洗進水管。4.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，位于伸入至第二濾料層的曝氣管管段的上方的第二濾料層部分固著具有好氧微生物、兼氧微生物和厭氧微生物的生物膜；位于伸入至第二濾料層的曝氣管管段的下方的第二濾料層部分固著具有兼氧微生物和厭氧微生物的生物膜。5.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述第一濾料層的濾料的直徑為1?20_，所述第二濾料層的濾料的直徑為2?3_;和/或，所述濾池本體頂部設有通風帽。6.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述預處理池內還設有污水提升裝置，污水流經格柵后由所述污水提升裝置提升至厭氧水解池內； 和/或所述出水管為PVC管，所述出水管伸入至第一濾料層的管段的下部開設有多個出水孔； 和/或，所述曝氣管為PVC管，所述曝氣管伸入至第二濾料層的管段的下部開設有多個氣孔。7.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述厭氧水解池的上部設有溢流堰。8.根據權利要求7所述的污水處理系統，其特征在于，所述厭氧水解池的進水口設于厭氧水解池上部;厭氧水解池中部設有將厭氧水解池縱向的隔斷為兩部分的隔斷件，厭氧水解池的進水口和溢流堰位于隔斷件的兩側，所述隔斷件下部設有通孔。9.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，還包括排水回流管和設于排水回流管的水閥，所述排水回流管一端與排水口連通，另一端與預處理池連通;和/或，還包括用于對所述排水口排出的水進行紫外消毒的紫外消毒裝置。10.根據權利要求1?9任一項所述的污水處理系統，其特征在于，還包括為污水處理系統中的耗電裝置提供電能的光伏發電設備。
【文檔編號】C02F9/14GK105948423SQ201610566466
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月15日
【發明人】李德強, 趙忠巖
【申請人】廣州粵江環保科技有限公司