申请日2019.02.28
公开(公告)日2019.05.07
IPC分类号C02F3/30; C02F3/12; C02F3/32; C02F3/34
摘要
本发明涉及污水综合处理技术领域，具体指一种花坛式污水处理渗水井及其运行方法;包括过滤池、污水处理区和渗水区，所述污水处理区包括处于中心的好氧池和依次环设的缺氧池、调节池、人工湿地;所述过滤池与调节池下端的进水管连接，缺氧池上端口与调节池连通，好氧池下端的侧壁上开设有连通缺氧池的两个进水口，好氧池内设有曝气装置，好氧池侧壁上设有连通缺氧池的回流管;所述好氧池的上部空间内设有MBR膜，好氧池侧壁上设有连通人工湿地的若干导流管，污水处理区的井口内种植有水生植被，渗水区包括雨水收集池和渗水基层;本发明结构紧凑，污水处理区埋在地下，造价比较低，占地面积小;可减轻地下水污染;整个系统的外观显示为景观生态花坛，美观经济。
权利要求书
1.一种花坛式污水处理渗水井,包括过滤池(1)、污水处理区和渗水区，其特征在于：所述污水处理区包括处于中心的好氧池(2)和依次环设的缺氧池(3)、调节池(4)、人工湿地(5);所述过滤池(1)与调节池(4)下端的进水管(41)连接，缺氧池(3)上端口与调节池(4)连通，好氧池(2)下端的侧壁上开设有连通缺氧池(3)的两个进水口(21)，好氧池(2)内设有曝气装置，好氧池(2)侧壁上设有连通缺氧池(3)的回流管(22);所述好氧池(2)的上部空间内设有MBR膜(23)，MBR膜(23)上方的好氧池(2)侧壁上设有连通人工湿地(5)的若干导流管(24)，所述污水处理区的井口内种植有水生植被(12)，渗水区包括雨水收集池(14)和渗水基层(11)。
2.根据权利要求1所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述进水管(41)上设有智能阀门和水质检测仪。
3.根据权利要求1所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述好氧池(2)、缺氧池(3)和调节池(4)的底端均设有倒锥形的污泥收集区(42)，三个污泥收集区(42)的底部均设有排泥孔(43)和同轴的刮泥机(44)。
4.根据权利要求3所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述调节池(4)的污泥收集区(42)下方设有排泥渠(46)和电机槽(47)，电机槽(47)内设有潜水电机(48)，潜水电机(48)与三个刮泥机(44)的主轴连接，所述排泥孔(43)设于刮泥机(44)主轴的一侧，且排泥孔(43)上设有排泥阀(45)。
5.根据权利要求1所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述进水管(41)上设有喷射泵且进水管(41)的出射方向与调节池(4)的池壁相切。
6.根据权利要求1所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述曝气装置包括供气管(26)和曝气盘(25)，工字形的供气管(26)竖直设置在好氧池(2)中心轴线上;所述供气管(26)的上端和下端上均设有若干盘面朝上的曝气盘(25)，供气管(26)中部的竖直段上设有若干盘面朝外的曝气盘(25)。
7.根据权利要求1所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述调节池(4)区域内的水生植被(12)包括水芹菜、豆瓣菜、水葫芦和大薸，缺氧池(3)区域和好氧池(2)区域内的水生植被(12)包括水葱、凤眼莲、芦苇和菖蒲。
8.根据权利要求1所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述人工湿地(5)为由下至上依次装填的沸石层(51)、石灰石层(52)、公分石层(53)和重质陶粒层(54)构成，且沸石层(51)、石灰石层(52)、公分石层(53)和重质陶粒层(54)之间均设置隔层板(55)，且相邻两层隔层板(55)的出水口(56)交错地设置在人工湿地(5)的内圈和外圈上;所述人工湿地(5)内预埋有若干碳源补充管(57)，人工湿地(5)上种植有水生植被(12)，水生植被(12)包括凤眼莲、香蒲、水鳖和浮萍。
9.根据权利要求8所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述人工湿地(5)下方设有集水池(13)，人工湿地(5)的底部环设有反冲洗管(58)，且反冲洗管(58)与若干碳源补充管(57)下端固定连接，反冲洗管(58)的取水口与集水池(13)连接。
10.根据权利要求9所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述渗水基层(11)设于集水池(13)的下方，人工湿地(5)的外侧环设有雨水收集池(14)，雨水收集池(14)的下端与集水池(13)下端连接，渗水基层(11)与集水池(14)之间设有预留空间(15)，预留空间(15)内设有液位传感器，且预留空间(15)通过抽水泵与外部蓄水池连接。
11.根据权利要求3所述的花坛式污水处理渗水井，其特征在于：所述污泥收集区(42)的底部具有可拆卸的维护板，MBR膜(23)可拆卸地设置在回流管(22)的上方。
12.根据权利要求1所述的一种花坛式污水处理渗水井的运行方法，包括调试阶段、运行阶段和应急阶段，
A、调试阶段：
根据水质检测仪实时监测过滤池入水口的水质参数，监测参数包括COD、BOD、NH4+-N、TP，再根据水质情况调整渗水井的曝气量、回流污泥比和填料层高度，进水COD、BOD偏离设定范围，则调整好氧池曝气量;进水NH4+-N偏离设定范围，则调整好氧池曝气量、人工湿地填料层高度;进水P偏离设定范围，则调整O2池曝气量、回流污泥比或人工湿地填料层高度;
B、运行阶段：
根据好氧池出水口检测到的实时数据，同步控制系统进水与否和污水的流向;好氧池出口处设置水质监测仪，若NO3--N、总P中有任何一个未达标，则调整过滤池的智能阀门关闭，开启回流泵，将好氧池硝化液抽至缺氧池，实现污水在缺氧池和好氧池的循环，进一步处理污水，监测仪显示数据达标后，开启过滤池阀门，使污水进入，这样达标的污水便可向上通过MBR流向人工湿地;
反应池状态由好氧池出水口监测仪进行实时监测，若COD、BOD偏离设定范围，则调整好氧池曝气量;若氨氮偏离设定范围，则调整折流板个数;若总P偏离设定范围，则调整污泥回流比，好氧池设置DO和pH监测仪，实时监测DO、pH变化，保证硝化反应、好氧吸磷的最佳条件;调节池和缺氧池设置OPR监测仪，实时监测氧化还原电位，保证反硝化反应和厌氧释磷的最佳条件;
C、应急阶段：
不论是出现堵塞问题导致污水未经处理直接溢流入事故池或是污水系统内部功能失调导致污水处理不达标，这部分污水都将被抽入蓄水池进行检测;根据地上蓄水池设置的监测器测得的实时数据，来控制整个系统的运行;若水池中的水有任意项指标不合格，则关闭过滤单元阀门，停止污水进入，从而停止整个系统的运行;之后可以对整个系统进行检修，待恢复正常后，将水池中的水泵入系统重新对污水进行处理;
调试阶段和运行阶段中的具体调整策略如下：
a.进水COD、BOD高于设定范围，提高好氧池曝气量，使DO读数增加0.5mg/L，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再提高曝气量，使DO读数再增加0.5mg/L;若进水水质参数中的COD、BOD低于设定范围，降低好氧池曝气量，使DO读数降低0.5mg/L，持续1h后再监测，若出水还低于标准值，再降低曝气量，使DO读数再降低0.5mg/L;
b.进水NH4+-N高于设定范围，增加缺氧池中的折流板个数，每次增加10个，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再增加折流板个数10个;进水NH4+-N低于设定范围，减少缺氧池折流板个数，每次减少10个，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再减少折流板个数10个;与此同时提高曝气量，具体的调节方式同上述a相同;若氨氮高于设定范围则增加人工湿地的脱氮填料的高度，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再提高脱氮填料高度;若低于设定范围则降低填料高度，持续1h后再监测，若出水还低于设定值，再降低脱氮填料高度;
c.进水总P高于设定范围，提高回流污泥比，回流比增加5%，同时提高人工湿地除磷填料层高度，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再提高回流污泥比，回流比增加5%，同时提高填料层高度;进水总P低于设定范围，降低回流污泥比，回流比增加5%，同时降低人工湿地填料层高度，持续1h后再监测，若出水还低于标准值，再降低回流污泥比，回流比增加5%，同时降低湿地除磷填料层高度。
说明书
一种花坛式污水处理渗水井及其运行方法
技术领域
本发明涉及污水综合处理技术领域，具体指一种花坛式污水处理渗水井，同时公开了一种花坛式污水处理渗水井的运行方法。
背景技术
在我国，广大的农村地区没有发达的污水管道，同时我国现阶段大部分的农民是分散式的生活方式，这在很大程度上增加了处理生活污水的难度。许多村民为了方便解决排水问题而修造了简易的渗水井，渗水井是为了将边沟排不出的水渗透到地下而设置的具有填充碎、砾石等粗粒材料并铺以倒滤层的竖井。村民将日常生活污水(如洗衣水、洗澡水等)不经处理直接渗入地下，一方面带来的直接影响就是污染地下水。地下水水质的恶化使得原本就相对短缺的地下水资源可利用量越来越少。另一方面污水中氮磷提供的营养环境造成微生物的快速生长，渗入地下加剧了对土壤的破坏。而且细菌大量生长会堵塞渗水层，使得渗水速率变慢。
生态处理是污水处理手段中最经济的方式之一，不会对环境造成二次污染。但是它处理效率不高，受季节影响较大，往往作为污水处理工艺中一种的辅助手段，其中人工湿地是生态处理中最为典型的一种污水处理方式。现有的人工湿地处理方式一般采用两段式结合方案，前段曝气段人工湿地采取微曝气充氧、后段非曝气段人工湿地为厌氧或缺氧环境，以组成类似AO工艺的系统，强化脱氮效果。同时在非曝气段设置多个管中装填可降解聚合物作为固相碳源的穿孔管。这一方案解决了污水处理过程中碳源不足和人工湿地受季节影响较大的缺点，但布水不均匀、湿地堵塞的问题仍然存在。且仅仅利用人工湿地处理污水，效率不高，水质仍不达标，同时利用两级湿地进行处理，占地面积较大。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构紧凑、造价低、占地面积小、可有效处理农村生活污水的花坛式污水处理渗水井及其运行方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的一种花坛式污水处理渗水井,包括过滤池、污水处理区和渗水区，所述污水处理区包括处于中心的好氧池和依次环设的缺氧池、调节池、人工湿地;所述过滤池与调节池下端的进水管连接，缺氧池上端口与调节池连通，好氧池下端的侧壁上开设有连通缺氧池的两个进水口，好氧池内设有曝气装置，好氧池侧壁上设有连通缺氧池的回流管;所述好氧池的上部空间内设有MBR膜，MBR膜上方的好氧池侧壁上设有连通人工湿地的若干导流渠管，所述污水处理区的井口内种植有水生植被，渗水区包括雨水收集池和渗水基层。
根据以上方案，所述进水管上设有智能阀门和水质检测仪。
根据以上方案，所述好氧池、缺氧池和调节池的底端均设有倒锥形的污泥收集区，三个污泥收集区的底部均设有排泥孔和同轴的刮泥机。
根据以上方案，所述调节池的污泥收集区下方设有排泥渠和电机槽，电机槽内设有潜水电机，潜水电机与三个刮泥机的主轴连接，所述排泥孔设于刮泥机主轴的一侧，且排泥孔上设有排泥阀。
根据以上方案，所述进水管上设有喷射泵且进水管的出射方向与调节池的池壁相切。
根据以上方案，所述曝气装置包括供气管和曝气盘，工字形的供气管竖直设置在好氧池中心轴线上;所述供气管的上端和下端上均设有若干盘面朝上的曝气盘，供气管中部的竖直段上设有若干盘面朝外的曝气盘。
根据以上方案，所述调节池区域内的水生植被包括水芹菜、豆瓣菜、水葫芦和大薸，缺氧池区域和好氧池区域内的水生植被包括水葱、凤眼莲、芦苇和菖蒲。
根据以上方案，所述人工湿地为由下至上依次装填的沸石层、石灰石层、公分石层和重质陶粒层构成，且沸石层、石灰石层、公分石层和重质陶粒层之间均设置隔层板，且相邻两层隔层板的出水口交错地设置在人工湿地的内圈和外圈上;所述人工湿地内预埋有若干碳源补充管，人工湿地上种植有水生植被，水生植被包括凤眼莲、香蒲、水鳖和浮萍。
根据以上方案，所述人工湿地下方设有集水池，人工湿地的底部环设有反冲洗管，且反冲洗管与若干碳源补充管下端固定连接，反冲洗管的取水口与集水池连接。
根据以上方案，所述渗水基层设于集水池的下方，人工湿地的外侧环设有雨水收集池，雨水收集池的下端与集水池下端连接，渗水基层与集水池之间设有预留空间，预留空间内设有液位传感器，且预留空间通过抽水泵与外部蓄水池连接。
根据以上方案，所述污泥收集区的底部具有可拆卸的维护板，MBR膜可拆卸地设置在回流管的上方。
本发明有益效果为：
(1)本发明结构紧凑，污水处理区埋在地下，造价比较低，占地面积小，可减轻地下水污染;(2)根据出水水质决定污水后续流向，既可节约运行成本，又能保证出水水质达标;(3)生物处理部分的构造为环形，通过射流器推进环形进水可使布水更为均匀，有利于后续污水处理;(4)下部污泥收集区为漏斗状，不存在污泥死区，并通过刮泥板加速污泥向下排出，污泥回流收集更为简便，只需定期排泥即可;(5)预处理连同布设的反冲洗管道共同作用可以解决湿地的堵塞问题，反冲洗管用水为处理后的水，节省水源;(6)布设多个管中装填可降解聚合物作为固相碳源的穿孔管，解决了污水处理过程中碳源不足的问题;(7)生物区植物根据季节和功能进行调整并种植于水上，避免因植物品种选择搭配单一而出现季节性的功能失调现象;(8)系统可根据环境条件的变化调整其运行模式，适用范围广;(9)整个系统的外观显示为景观生态花坛，美观经济。