申请日2017.02.03
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号C02F3/32; C02F3/30
摘要
一种生态复合型微循环污水处理方法。是一种用于综合性的处理农村生活污水的技术方案。主要由6大系统所组成：1)污水管网收集系统;2)立体微循环生化反应系统;3)人工湿地系统;4)香根草过滤系统;5)微动力系统;6)生态园林系统，其技术核心是立体微循环生化反应系统、人工湿地系统和香根草过滤系统，分别都具有处理污水的能力;而污水管网收集系统、微动力系统和生态园林系统则是该技术的补充与配套设计。既可以在居民集中的村寨进行综合多重单元系统的自由组合叠加应用，又可以在单家独院的分散住户进行单元系统的选择性拆分使用，为山区农村污水处理提供一种效果良好、经济实惠的新技术。
权利要求书
1.一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，主要由6大系统所组成：1)污水管网收集系统;2)立体微循环生化反应系统;3)人工湿地系统;4)香根草过滤系统;5)微动力系统;6)生态园林系统，其技术核心是立体微循环生化反应系统、人工湿地系统和香根草过滤系统，它们是污水处理的三重保证体系，分别都具有处理污水的能力;而污水管网收集系统、微动力系统和生态园林系统则是该技术的补充与配套设计;
利用立体微循环生化反应系统与人工湿地及香根草技术进行叠加组合，形成多重处理，一方面利用地形地势和微动力的反推作用，降低能耗;另一方面利用Ca、Mn、Cu、Fe等矿物质对生物菌种和厌氧颗粒污泥的调控与特种植物的高吸收与强降解功能，多次处理及过滤污水，实现污水治理达标的目的，同时，利用风-光互补供电和生态景观的配置，实现生态型的综合治理与农村大自然的完美结合。
2.根据权利要求1所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，污水处理的具体工作由预处理部分、主处理部分、人工湿地床、香根草浮岛过滤池与田园风光景观共计五个部分组成;其中预处理部分由隔油池和调节池组成，首先对不溶解较大物质进行过滤拦截，如布料、卫生巾及枯枝物质，防止系统管道被堵塞;主处理部分则是由立体微循环厌氧菌床反应池及其构件所组成，该部分完全地埋式结构，污水滞留期为 24小时;人工湿地床是根据多种水生植物的综合吸附功能与地形条件及景观配置进行设计建造;香根草浮岛过滤池则是对前面系统处理后残留总N、总P的再次吸附处理，其处理水滞留期为 4天;而田园风光景观则是在主处理系统周围增加的生态与景观乔灌木的技术性改造，使之与整个开发园区的生态效果融为一体，以实现污水处理的综合生态效应。
3.根据权利要求1所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，立体微循环生化反应系统是在上流式厌氧污泥床与循环活性污泥系统的基础上，针对循环曝气管及布水管系的物理性改造和厌氧颗粒污泥及菌群载体的调整，使污水的循环处理主要集中在设定的水层中间位置进行，以保持微生物菌群的稳定活性和持续性;同时，在一个可变容积的池子即反应器中所完成的进水、厌氧-缺氧-好氧的链式生化反应综合程序，是一个以完成微动力跌水曝气、沉淀、推流排水等立体循环过程，所采用的方法是多种技术与材料的集成，包括立体微循环厌氧复合菌床系统、链式生物膜反应器、多功能轻质介孔复合材料和异味气体生物除臭体系工艺。
4.根据权利要求1所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，污水处理中的设备采用了微动力，是指采用最低功率的电机即微循环泵进行污水回流的反推，使之循环于微生物的厌氧、耗氧和兼氧处理过程中;而模糊控制系统用电是指水位进出变化过程中智能调控系统运行过程中的继电器耗电状况;
具体方法是：首先将所有的反应系统、人工湿地及香根草过滤池都建立在村寨的最低点，利用地理位置的落差，让污水自流，减少动力提升装置;其次，利用多种微生物的活性并通过低速的微型泵缓慢运行，以降低污水的流动速率，达到生化反应的最长时间化，从而高效处理污水的目的;
风-光互补独立供电系统设计为：单晶硅太阳能板和风力发电机同时使用，发出电能后储存在蓄电池中，通过稳压和逆变后形成风-光互补独立供电系统，用以提供电能;
动力装置配备包括反应器中的2台微循环泵，按一备一用配置，由配电室的模糊控制系统供电。
5.根据权利要求1所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，人工湿地则是对生化反应器处理后的进一步处理，一方面利用选择性的水生植物对N、P及SS悬浮物进行二次过滤，另一方面则是景观搭配的另一种生态功能体现;
具体的人工湿地由若干个结构相同的区域组成“水平流潜流式人工湿地床”;这些区域分别种植经过论证和挑选的具有极强过滤与吸附功能，且适合当地气候特点的景观性的多种不同水生植物;设计污水停留时间为2-5天。
6.根据权利要求1所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，由于土地资源的局限性，因此利用香根草技术的高吸附、高吸收和强降解性进行第三次处理，特别是香根草的特殊品种——“华香1号”，对N-NH4、TN、TP、SS及油脂类有很高的吸附、吸收或降解能力; “华香1号”在冬季也能保持常绿，因此还可在冬季进一步净化污水中过剩的N、P等物质，最终实现污水治理的终极目标;
香根草对污水的吸附处理是让污水缓慢经过其庞大根系进行过滤，而且污水与根系的接触面越大、停留时间越长，其处理效果就越好;
经过精确计算，污水至少需要3天的停留时间，才能被香根草充分过滤;首先确定香根草过滤池的大小,使污水停留时间适当，其次是确定香根草的根系与污水接触面积，再次是确定污水的流速，以保证其过滤的效果，最后是考虑各季节的生长发育情况确定香根草发挥功能作用的时间长短;
香根草过滤池为地陷式结构，长、宽为8-15米，深1.5米，并用砖砌隔墙分隔成若干个分池;围墙为240cm砖砌筑，内部隔墙用120cm砖砌;隔墙内外墙面用M7#水泥砂浆批荡后，涂二遍防水涂料，外再批3cm M10#水泥砂浆保护，池底从下至上依次为原土层、夯实土层、混凝土垫层、钢筋混凝土层和水泥砂浆层，在钢筋混凝土层上面，再涂二遍防水涂料，上面再用水泥砂浆层保护，以达到防渗、防漏作用;夯实土的承载力为80kPa, 混凝土垫层的厚度为100mm,钢筋混凝土层的厚度为200mm，水泥砂浆层的厚度为20mm，水面有浮岛，为5cm厚的聚氯乙烯板材，浮岛上均匀布置有香根草的栽培孔。
7.根据权利要求6所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，在污水自流的过滤池，污水的进口和出口安装有阀门，在污水不能自流的过滤池，污水的进口和出口安装有污水泵，池壁上安装有水位传感器，水位传感器和控制室的声光报警装置相连，水位传感器还通过水位控制器和上下游的污水泵相连，在净化池水位过低时启动进水泵，在净化池水位过高时启动出水泵，以确保净化池水位适当。
8.根据权利要求6所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，在过滤池的对角线的位置，安装有2台空压机，空压机的压气出口和池底的放气管相通，放气管上有许多放气孔，空压机和一个延时控制器相连，延时控制器使空压机每一个小时工作10-30分钟。
9.根据权利要求1所述的一种生态复合型微循环污水处理方法，其特征在于，生态田园风光景观改造根据现场的地形条件与开发园区的总体景观设计，在不改变现有河堤地形、地貌及生态环境的基础上，在香根草过滤池与人工湿地床周边配置田园风光的乔、灌、草等开花的绿化植物，使开发园区的整体景观与污水处理系统形成完整和谐的生态治理与田园风光效果组合。
说明书
一种生态复合型微循环污水处理方法
技术领域
本发明涉及环境保护，即一种生态复合型微循环污水处理方法。(TreatmentTechnology of Ecological Compound Microcirculation，以下简称“ECM技术”)，是一种用于综合性的处理农村生活污水的技术方案。
背景技术
传统的无动力式厌氧反应技术、高能耗的MBR(生物膜)技术、纯人工湿地技术及小型化工业循环技术等工艺方案，它们虽然也能进行污水处理，但是其共同点是污水处理能力不强、用电能耗大、运行维护费用高，与所在地的生态和景观结合差，很难有可持续性。
ECM技术方案属于综合性多种专业技术的生态组合叠加，所涉及的专业多达10个以上，包括给排水、土建、机电、生物化学、微生物、人工湿地、香根草技术、新能源、生态、园林、环保及动植物等专业学科。既可以在居民集中(污水量大到1000m3/天)的村寨进行综合多重单元系统的自由组合叠加应用(如贵州普定县财新村的示范点及镇宁县马鞍山村的应用)，又可以在单家独院(污水量少到0.2m3/天)的分散住户进行单元系统的选择性拆分使用(如选择香根草系统或人工湿地系统的单一应用)，为山区农村污水处理提供一种效果良好、经济实惠的新技术。
发明内容
ECM技术主要由6大系统所组成：1)污水管网收集系统;2)立体微循环生化反应系统;3)人工湿地系统;4)香根草过滤系统;5)微动力系统;6)生态园林、田园风光系统;其技术核心是立体微循环生化反应系统、人工湿地系统和香根草过滤系统，它们是污水处理的三重保证体系，分别都具有处理污水的能力;而污水管网收集系统、微动力系统和生态园林、田园风光系统则是该技术的补充与配套设计。
ECM技术主要是利用立体微循环生化反应系统与人工湿地及香根草技术进行叠加组合，形成多重处理，一方面利用地形地势和微动力的反推作用，降低能耗;另一方面利用Ca、Mn、Cu、Fe等矿物质对生物菌种和厌氧颗粒污泥的调控与特种植物的高吸收与强降解功能，多次处理及过滤污水，实现污水治理达标的目的。同时，利用风-光互补供电和生态景观的配置，实现生态型的综合治理与农村大自然的完美结合。
立体微循环生化反应器是在上流式厌氧污泥床(UASB)与循环活性污泥系统(CASS)的基础上，针对循环曝气管及布水管系的物理性改造和厌氧颗粒污泥及菌群载体的调整，使污水的循环处理主要集中在设定的水层中间位置进行，以保持微生物菌群的稳定活性和持续性。同时，在一个可变容积的池子即反应器中所完成的进水、厌氧-缺氧-好氧的链式生化反应综合程序，是一个以完成微动力跌水曝气、沉淀、推流排水等立体循环过程，所采用的方法是多种技术与材料的集成，包括立体微循环厌氧复合菌床系统、链式生物膜反应器、多功能轻质介孔复合材料和异味气体生物除臭体系工艺。
人工湿地则是对生化反应器处理后的进一步处理，一方面利用选择性的水生植物对N、P及SS(悬浮物)进行二次过滤，另一方面则是景观搭配的另一种生态功能体现。
由于土地资源的局限性，因此利用香根草技术的高吸附、高吸收和强降解性进行第三次处理，特别是香根草的特殊品种——“华香1号”，对N-NH4、TN、TP、SS及油脂类有很高的吸附、吸收或降解能力。不仅如此，“华香1号”在冬季也能保持常绿，因此还可在冬季进一步净化污水中过剩的N、P等物质，最终实现污水治理的终极目标。
本发明的特点对比