申请日2017.06.30
公开(公告)日2017.10.24
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种基于跌落式生物滤塔单元的生活污水处理装置，包括厌氧调节池、缺氧反应池、跌落式生物滤塔单元，厌氧调节池的进水口端布置有进水管道，厌氧调节池和缺氧反应池之间通过自流通道相连，所述缺氧反应池内布置有提升泵，跌落式生物滤塔单元位于厌氧调节池和缺氧反应池的上方，其包括一高水位箱，高水位箱的进水口通过输水管道与缺氧反应池内的提升泵相连，高水位箱的出水口与跌落式生物滤塔单元的顶部相连，跌落式生物滤塔单元的底部布置有穿孔集水管，跌落式生物滤塔单元内设置有生物滤料。该装置集成污水收集、过滤、生化处理工艺于一体，能有效去除悬浮物、有机物、氮、磷等污染因子，具有结构集成性高、水处理效果好等优点。
权利要求书
1.基于跌落式生物滤塔单元的生活污水处理装置，其特征在于，包括厌氧调节池(1)、缺氧反应池(2)、跌落式生物滤塔单元(3)，所述厌氧调节池(1)的进水口端布置有进水管道(5)，厌氧调节池(1)和缺氧反应池(2)之间通过自流通道相连，所述缺氧反应池(2)内布置有提升泵(6)，所述跌落式生物滤塔单元(3)位于厌氧调节池(1)和缺氧反应池(2)的上方，且配置一高水位箱(7)，所述高水位箱(7)的进水口通过输水管道(19)与缺氧反应池(2)内的提升泵(6)相连，出水口与跌落式生物滤塔单元(3)的顶部相连，所述跌落式生物滤塔单元(3)内部设置有生物滤料，底部布置有穿孔集水管(8)，所述跌落式生物滤塔单元(3)包括多级生物滤池(20)，生物滤池(20)的直径自上而下逐级增大，来自高水位箱(7)的进水自跌落式生物滤塔单元(3)顶部通过重力自上而下跌落式地进入各级生物滤池(20)。
2.如权利要求1所述的生活污水处理装置，其特征在于，所述生物滤池(20)的底部布置有集水器(13)，外部设置的一圈出水槽(14)，各级生物滤池(20)的污水通过集水器(13)进入出水槽(14)，再从出水槽(14)顶部以跌落的形式进入下一级生物滤池(20)。
3.如权利要求2所述的生活污水处理装置，其特征在于，所述生物滤池(20)为圆柱体结构，底部布置的集水器(13)为圆形，外部设置的出水槽(14)为环形。
4.如权利要求1所述的生活污水处理装置，其特征在于，所述高水位箱(7)布置于跌落式生物滤塔单元(3)中心位置并纵向贯穿跌落式生物滤塔单元(3)，其出水口端位于跌落式生物滤塔单元(3)的顶部。
5.如权利要求4所述的生活污水处理装置，其特征在于，所述高水位箱(7)的出水口端连接有一开口朝上的喇叭状堰口(10)。
6.如权利要求5所述的生活污水处理装置，其特征在于，所述高水位箱(7)为圆柱体结构，其出水口端的喇叭状堰口(10)的横截面为圆形，以实现圆周均布的布水方式。
7.如权利要求1所述的生活污水处理装置，其特征在于，所述穿孔集水管(8)的出水口端布置有与厌氧调节池(1)和/或缺氧反应池(2)相连的出水支管(11)，以实现部分出水的回流。
8.如权利要求1所述的生活污水处理装置，其特征在于，厌氧调节池(1)和缺氧反应池(2)共同布置在一水箱内并通过隔板分割成两个相互独立的池体。
9.如权利要求8所述的生活污水处理装置，其特征在于，厌氧调节池(1)的容积是缺氧反应池(2)容积的1.5-2.5倍。
10.如权利要求1至9任意一项所述的生活污水处理装置，其特征在于，厌氧调节池(1)和缺氧反应池(2)共同布置在一水箱内，跌落式生物滤塔单元(3)固定于水箱的正上方并与水箱形成一体式结构。
说明书
基于跌落式生物滤塔单元的生活污水处理装置
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种生活污水处理装置。
背景技术
我国是人口大国、农业大国，我国大部分人口分布在乡村。近年来，随着各镇区经济的快速发展和人民生活水平的提高，生活用水逐渐增多，随之产生的生活污水排放量不断增加，使得地表水体不能承受过多负荷，环境安全隐患与问题也日趋严重。过多的生活污水排放量超出水体的自净能力，造成水体污染，不但影响居民的生活质量，而且影响居民的身体健康。
2009年，住建部《生态文明时代的村镇规划与建设》报告中指出，根据住建部统计数据，2006年底乡政府驻地污水处理率仅为1.7%。可推断，农村生活污水处理率更低，农村污水基本就地排入河流和湖泊，由于污水中含有大量的有机物和N、P元素，使得河流湖泊的水体的环境容量和生态承载能力不堪重负，生态系统受到严重破坏，水污染问题日益加剧，由此引发大范围的蓝藻、水华，造成水质恶化，严重影响农村地区的生态环境，并对人民的生活质量和身体健康构成了危害。
农村污水水质特点：农村生活污水主要有两种来源，包括：1)厨具炊事用水、淋浴、洗绦用水和冲厕所用水，主要含有有机物、氮和磷以及细菌、病毒、寄生虫等，一般不含有毒物质;2)农村居民的养殖及畜禽养殖产生的粪便、废水，主要含有氮、磷以及BOD、COD、悬浮物等污染物。这些污水的水质均具有生化性好的特点。农村污水排放特点：大多数农村没有专门的污废水管网收集和处理设施，农村生活污水一般就近顺地势排放到居住点附近的道路、河道、坑塘里面，主要特点有：1)流量小，变化系数大;2)农村居民分散，生活有规律，导致污水排放早晚比白天大，夜间排放量小;3)在上午、下午、晚上都有1个高峰时段，高峰时段的出现与季节、当地农村的生活习惯等因素有关。
基于此，研究的处理工艺主要是针对生活污水的污染因子，去除水中的悬浮物、有机物、N、P等指标。
发明内容
本发明的目的是研究一种基于跌落式生物滤塔单元的生活污水处理装置，集成污水收集、过滤、生化处理工艺于一体，针对分散型生活污水进行处理，以有效去除悬浮物、有机物、氮、磷等污染因子。具体技术方案如下：
一种基于跌落式生物滤塔单元的生活污水处理装置，包括厌氧调节池1、缺氧反应池2、跌落式生物滤塔单元3，厌氧调节池1的进水口端布置有进水管道5，厌氧调节池1和缺氧反应池2之间通过自流通道相连，所述缺氧反应池2内布置有提升泵6，跌落式生物滤塔单元3位于厌氧调节池1和缺氧反应池2的上方，其包括一高水位箱7，高水位箱7的进水口通过输水管道19与缺氧反应池2内的提升泵6相连，高水位箱7的出水口与跌落式生物滤塔单元3的顶部相连，可作为跌落式生物滤塔单元3的进水口端，跌落式生物滤塔单元3的底部布置有穿孔集水管8，跌落式生物滤塔单元3内设置有生物滤料。
进一步的，跌落式生物滤塔单元3的生物滤料上还可以覆盖植被层，以实现系统在植物、土壤微生物联合作用下，综合运用物理、化学和生物作用对污水进行处理。
进一步的，跌落式生物滤塔单元3包括多级生物滤池20，生物滤池的直径自上而下逐级增大，来自高水位箱7的进水自跌落式生物滤塔单元3顶部通过重力自上而下跌落式地进入各级滤池。从而实现全程自流生化过滤，既能有效筛滤吸附污水中的悬浮物又发生接触氧化作用，在去除有机物的同时硝化细菌好氧硝化将来水中凯氏氮转化为硝态氮、亚硝态氮。
进一步的，各级生物滤池20的底部布置有集水器13，外部设置的一圈出水槽14，各级生物滤池20的污水通过集水器13进入出水槽14,再从出水槽14顶部以跌落的形式进入下一级生物滤池20。
进一步的，各级生物滤池20为圆柱体结构，各级生物滤池20的底部布置的集水器13为圆形，外部设置的出水槽14为环形。
进一步的，高水位箱7布置于跌落式生物滤塔单元3中心位置并纵向贯穿跌落式生物滤塔单元3，其出水口端位于跌落式生物滤塔单元3的顶部。
进一步的，高水位箱7的出水口端连接有一开口朝上的喇叭状堰口10。
进一步的，高水位箱7为圆柱体结构，其出水口端的喇叭状堰口10的横截面为圆形以实现圆周均布的布水方式，以保证跌落式生物滤塔单元3的进水分布均匀。
进一步的，提升泵6和高水位箱7之间的输水管道19上布置有输水控制阀9，可用于控制泵入高位水箱7的进水量。
进一步的，厌氧调节池1和缺氧反应池2共同布置在一水箱内并通过隔板分割成两个相互独立的池体。
进一步的，所述水箱为圆柱体结构，厌氧调节池1和缺氧反应池2通过隔板分割成两个同心的扇形体或圆环柱体。
进一步的，厌氧调节池1的容积是缺氧反应池2容积的1.5-2.5倍。
进一步的，厌氧调节池1和缺氧反应池2共同布置在一水箱内，跌落式生物滤塔单元3固定于水箱的正上方并与水箱形成一体式结构。
进一步的，穿孔集水管8的出水口端布置有与厌氧调节池1和/或缺氧反应池2相连的出水支管11，通过出水支管11实现部分出水的回流，回流比可控制在50-200%之间，从而进一步提高系统反硝化脱氮的效率。
进一步的，出水支管11布置有水量控制阀12，用于控制自跌落式生物滤塔单元3回流至厌氧调节池1和/或缺氧反应池2的进水量。
进一步的，提升泵电连接太阳能电池组件。
该生活污水处理装置的基本处理流程为：废水收集—厌氧消解及调节—缺氧—提升泵—高位水箱—生物滤池—出水(部分回流至缺氧池及厌氧池)—后续处理或排放。污水通过该装置实现中仅通过消耗一次提升能耗完成了去除有机物、脱氮除磷、高效过滤的作用，其耐冲击高负荷的工艺性能完全适应农村生活污水小水量、分散型高、水质波动大的特性。
本发明所公开的基于跌落式生物滤塔单元的生活污水处理装置具有以下有
益效果：
(1)集成了厌氧池、缺氧池和跌落式生物滤塔，多级生物滤池既能有效筛滤吸附污水中的悬浮物又能通过生物接触氧化作用去除有机物，滤塔出水回流可以进一步提高系统的脱氮除磷效率。尤其适用于水量小、分散广、水质波动大的农村分散型生活污水的处理。
(2)跌落式的生物滤池设计可以在无需曝气装置的条件下提高滤池中的溶解氧含量，节省了曝气所需的能耗。
(3)该装置的全部组成部分中仅有污水提升泵一台用电设备，其余污水均可通过重力自流。其中，提升泵既可采用市电供电，其装机容量为0.1kw，合计吨水处理成本为0.2kwh/m3水，也可采用太阳能电池组件供电装置给提升水泵提供供电，从而实现“零能耗”的目的，具有节能环保、运行成本低的优点。
(4)可将厌氧池和缺氧池布置于一水箱内，水箱与跌落式生物滤塔上下连接，形成一体式处理装置，从而使得整体结构紧凑、占地面积小，具有功能集成性高、一次性投资成本低、还可设计成优美的景观效果。